2. Определение расхода потока для напорных вод

Рассчитываем расход для ленты тока, обозначенной на карте пьезоизогипс по формуле:

Q_i =k*F*I

где k = 7-55 м/сут -коэффициент фильтрации для крупнозернистых песков;

В₁ = 20 м, В₂ = 15 м – ширина потока;

L₁ =50м L₂ =55м – длина, которую прошел поток от одной пьезоизогипсы к другой;

𝛥Н₁ = 𝛥H₂ =𝛥Н3= 𝛥Н4=1 м,– гидростатические напоры на расстоянии L.

Находим расход потока для напорных вод, учитывая масштаб карты 1:10000, так же учтём что коэффициент фильтрации различается более чем на 10 значений и следовательно мы не можем взять усреднённое значение, поэтому мы рассмотрим k1=7 м/сут, k2=31 м/сут, k3=55 м/сут:

k1=7 м/сут:

Q₁=7*20*1/50 = 2,80 м³/сут

Q₂=7*15*1/55=1,90м³/сут

Q1.1=2,80+1,90=4,70 м³/сут

k2=31 м/сут:

Q₁=31*20*1/50=12,40 м³/сут

Q₂=31*15*1/55= 8,50 м³/сут

Q2.1=12,40+8,50=21,90 м³/сут

k3=55 м/сут

Q₁=55*20*1/50=22,00 м³/сут

Q2=55*15*1/55=15,00 м³/сут

Q3.1=22,00+15,00=37,00 м³/сут

1.5 Гидродинамическая схема грунтовых вод

Грунтовые воды, приуроченные к первому от поверхности земли регионально выдержанному водоносному пласту, залегаю­щие на первом от поверхности водоупоре. Имеют свободную пьезометрическую поверхность, на которой давление равно атмосферному, и характеризуются активной связью с наземной гидросферой и атмосферой.

Под водоупором понимаются слабо водопроницаемые слои горных пород. Чаще всего это горизонты глин. Площадь распро­странения грунтовых вод называется грунтовым бассейном. Сверху грунтовые воды ограничены естественно сформиро­вавшейся свободной поверхностью и не имеют напора. Свободная поверхность - зеркало грунтовых вод. В разрезе положение верхней границы водоносного горизонта характеризует­ся линией, которая называется уровнем грунтовых вод. Глубина залегания зеркала зависит от местных метеоро­логических и геологических условий и изменяется от 0 до 50 м и бо­лее. В том случае, когда зеркало грунтовых вод совпадает с дневной поверхностью, наблюдается заболачивание местности. По берегам рек, в пониженных участках местности зачастую наблюдаются ис­точники - ключи, родники. Это явление связано чаще всего с выхо­дом грунтовых вод на поверхность.

Грунтовые воды находятся в постоянном движении. Они пере­мещаются путём фильтрации через породы от участков с повышен­ными отметками зеркала грунтовых вод к пониженным участкам, образуя потоки. Потоки могут быть прямолинейными, криволиней­ными, плоскими, радиально сходящимися и радиально расходящи­мися.

Гидрогеологическую обстановку того или иного участка при­нято изображать с помощью гидрогеологических карт, в частности карт гидроизогипс.

Карты гидроизогипс отражают рельеф зеркала грунтовых вод с помощью гидроизогипс, то есть линий равных отметок. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности. Карты гидроизогипс строятся по данным замеров глубины залегания зеркала грунтовых вод в скважинах (шурфах).

На данном участке (рис.3) пробурено 9 скважин и 4 шурфа. В таблице 2 отражены результаты замеров глубины залегания статического уровня от устья в каждой скважине и абсолютная отметка устья. На основе этих данных определяем абсолютную отметку зеркала грунтовых вод. Далее приступаем к построению карты гидроизогипс. Построение начинаем от любого треугольника, опирающиеся на любые три скважины или шурфы.

Точки с одинаковыми отметками находятся на сторонах треугольника методом интерполяции между отметками зеркала в соседних скважинах. Далее производим построение в рядом расположенных треугольниках, постепенно закрывая всю площадь. Точки с одинаковыми отметками соединяем плавными линиями -гидроизогипсами. Затем выбираем ленту тока для определения расхода потока по Дарси и оцениваем токсичность с помощью анализа гидрохимического состава подземных вод.

На данной схеме гидроизогипс мы видим, что потоки направлены к реке, накопитель формирует водораздел, поэтому фильтрующиеся стоки попадают в водоносный горизонт, а следовательно и в реку.

С помощью карты гидроизогипс решается ряд важных гидро­геологических задач: установление направления потока грунтовых вод, определение величины гидравлического градиента (J), скорости фильтрации (V), расхода единичного потока (q), глубины залегания горизонта грунтовых вод. Карта гидроизогипс необходима для за­ключения об инженерно-геологических условиях строительства раз­личных видов сооружений (гидротехнических, промышленных, гражданских, дорожных и т.д).

Грунтовые воды - это постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегаю­щие на первом от поверхности водоупоре.

Под водоупором понимаются слабо водопроницаемые слои горных пород. Чаще всего это горизонты глин. Площадь распро­странения грунтовых вод называется грунтовым бассейном. Сверху грунтовые воды ограничены естественно сформиро­вавшейся свободной поверхностью и не имеют напора. Поверхность эта получила название зеркала грунтовых вод. В разрезе положение верхней границы водоносного горизонта характеризует­ся линией, которая называется уровнем грунтовых вод. Зеркало грунтовых вод есть поверхность раздела зоны аэрации и зо­ны полного водонасыщения. Оно не является абсолютно плоским, имеет вид волнистой поверхности, повторяющей рельеф местности. Глубина залегания зеркала зависит от местных метеоро­логических и геологических условий и изменяется от 0 до 50 м и бо­лее. В том случае, когда зеркало грунтовых вод совпадает с дневной поверхностью, наблюдается заболачивание местности. По берегам рек, в пониженных участках местности зачастую наблюдаются ис­точники - ключи, родники. Это явление связано чаще всего с выхо­дом грунтовых вод на поверхность.

Грунтовые воды находятся в постоянном движении. Они пере­мещаются путём фильтрации через породы от участков с повышен­ными отметками зеркала грунтовых вод к пониженным участкам, образуя потоки. Потоки могут быть прямолинейными, криволиней­ными, плоскими, радиально сходящимися и радиально расходящи­мися.

Гидрогеологическую обстановку того или иного участка при­нято изображать с помощью гидрогеологических карт, в частности карт гидроизогипс.

Карты гидроизогипс отражают рельеф зеркала грунтовых вод с помощью гидроизогипс, то есть линий равных отметок. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности. Карты гидроизогипс строятся по данным замеров глубины залегания зеркала грунтовых вод в скважинах (шурфах).

На данном участке (рис.3) пробурено скважин 9 и 4 шурфа. В таблице 2 отражены результаты замеров глубины залегания статического уровня от устья в каждой скважине и абсолютная отметка устья. На основе этих данных определяем абсолютную отметку зеркала грунтовых вод. Далее приступаем к построению карты гидроизогипс. Построение начинаем от любого треугольника, опирающиеся на любые три скважины или шурфы.

Точки с одинаковыми отметками находятся на сторонах треугольника методом интерполяции между отметками зеркала в соседних скважинах. Далее производим построение в рядом расположенных треугольниках, постепенно закрывая всю площадь. Точки с одинаковыми отметками соединяем плавными линиями (гидроизогипсами). Затем выбираем ленту тока для определения расхода потока по Дарси и оцениваем токсичность с помощью анализа гидрохимического состава подземных вод.

На данной схеме гидроизогипс мы видим, что потоки направлены к реке, накопитель формирует водораздел, поэтому фильтрующиеся стоки попадают в водоносный горизонт, а следовательно и в реку.

С помощью карты гидроизогипс решается ряд важных гидро­геологических задач: установление направления потока грунтовых вод, определение величины гидравлического градиента (J), скорости фильтрации (V), расхода единичного потока (q), глубины залегания горизонта грунтовых вод. Карта гидроизогипс необходима для за­ключения об инженерно-геологических условиях строительства раз­личных видов сооружений (гидротехнических, промышленных, гражданских, дорожных и т.д).