6.2. Методические указания к построению карт гидроизогипс и глубин залегания грунтовых вод (гидроизобат)
Для построения карты гидроизогипс в ряде водопунктов на площади распространения водоносного горизонта устанавливают путем непосредственного измерения глубины залегания поверхности грунтовых вод. В качестве водопунктов могут быть использованы скважины, шурфы, колодцы, источники и водомерные посты на реках. Уровни замеряют специальными приборами.
Так как уровень грунтовых вод постоянно изменяется под влиянием различных природных и искусственных факторов, то карту гидроизогипс можно составлять только по результатам одновременных или близких по времени (один-два дня) замеров. Если по скважинам участка проводились длительные наблюдения за уровнем грунтовых вод, можно составить несколько карт гидроизогипс по сезонам года (в межень, паводок и др.).
Карты гидроизогипс составляют в масштабах от 1:10 000 до 1:200000 в зависимости от характера и стадии гидрогеологических исследований. Сечение гидроизогипс выбирают в зависимости от принятого масштаба карты, густоты пунктов наблюдений за уровнем грунтовых вод, уклона их поверхности. Обычно берут сечения 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 и 5,0. Полученные при замерах глубины залегания уровня грунтовых вод пересчитывают на абсолютные или относительные (реже) отметки по формуле:
Нв= Нз- h, (6.1)
где Нв - абсолютная отметка уровня воды в данном пункте;
Нз - абсолютная отметка поверхности земли в том же пункте;
h - глубина залегания воды.
Вычисленные отметки уровня грунтовых вод наносят на топографическую основу и методом интерполяции строят гидроизогипсы. Наиболее удобно интерполировать отметки по способу треугольников: все точки, по которым проводились замеры, соединяют линиями, образующими треугольники. При интерполяции этим методом должны соблюдаться следующие правила:
1. Линии, образующие треугольники, необходимо проводить так, чтобы длинная сторона треугольника была перпендикулярна к направлению падения потока.
2. Не интерполировать точки, расположенные по разные стороны поверхностных водотоков и водоемов.
3. Не следует проводить интерполяцию между группами скважин, расположенных далеко друг от друга. При интерполяции удобно пользоваться палеткой на кальке в виде масштабной сетки, состоящей из системы параллельных линий, проведенных на расстоянии 1-2 мм (иногда 2-5 мм). С помощью масштабной сетки пропорционально делят отрезки, соединяющие точки, отметки уровня которых подлежат интерполяции. После интерполяции соединяют точки с одинаковыми отметками; эти кривые и будут гидроизогипсами. Порядок интерполяции при помощи масштабной сетки и наведения гидроизогипс по способу треугольников показан на рис. 6.1 и 6.2.
Рис. 6.1. Схема интерполяции при помощи масштабной сетки
Рис. 6.2. Схема интерполяции методом треугольников:
1 - гидроизогипса и ее отметка;
2 - скважина, ее номер и абсолютная отметка уровня;
3 - направление движения грунтовых вод
Кроме карт гидроизогипс для целей проектирования и строительства могут составляться карты глубин залегания поверхности грунтовых вод. В зависимости от требуемой точности глубину залегания уровня грунтовых вод показывают гидроизобатами через определенные интервалы глубин - 2-5, 5-10, чаще через 0,5м (до глубины 10 м), которые соответствуют некоторым общим требованиям различных отраслей народного хозяйства (заложение фундаментов, мелиорация земель и др.).
Изобатами называются линии, соединяющие точки с одинаковыми глубинами залегания грунтовых вод. Для получения сведений, необходимых для построения гид роизобат, обычно бурят большое число специальных скважин, равномерно расположенных по всей территории. Карты изобат, так же как и гидроизогипс, строят методом интерполяции глубин залегания уровня грунтовых вод. Чаще всего для решения различных практических задач на одной и той же топографической основе составляют карту гидроизогипс и глубин залегания поверхности грунтовых вод и карту изолиний кровли подстилающего водоупора.
6.3. Пример решения задачи по построению карты гидроизогипс
Задание. При выполнении разведочных работ пробурено 12 скважин, расположенных в плане в углах квадратной сетки, как показано на рис. 6.3, на расстоянии 25 м друг от друга.
Рис. 6.3. Карта изогипс
В табл. 6.1 приведены абсолютные отметки устьев скважин (в числителе) и результаты одновременного замера глубин залегания уровней грунтовых вод (в знаменателе).
Таблица 6.1
Абсолютные отметки устьев скважин (в числителе) и
глубин залегания уровней грунтовых вод (в знаменателе)
|
№ скважины |
|||||||||||
Ва- ри- ант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
13,1 4,1 |
12,2 3,9 |
11,3 5,6 |
10,8 2,7 |
13,6 3,6 |
13,4 2,8 |
12,5 2,0 |
12,2 1,6 |
16,1 3,5 |
15,3 3,2 |
14,7 0,9 |
13,5 0,3 |
Используя эти данные, постройте на топографической основе карту гидроизогипс масштаба 1:500, приняв сечение горизонталей и гидроизогипс через 1 м. На карте покажите направление потока и выделите участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 2 м.
Методические указания по построению карты гидроизогипс
В заданном масштабе наносят на карту план расположения скважин, обозначая их кружками диаметром 2 мм, как указано на рис. 6.3 для варианта 1. Слева от каждой скважины записывают ее номер, справа в числителе - абсолютную отметку устья, а в знаменателе - абсолютную отметку уровня грунтовых вод (УГВ). Абсолютную отметку УГВ в каждой скважине вычисляют как разность между отметкой устья и глубиной залегания УГВ. Находят далее путем интерполяции между абсолютными отметками устьев скважин точки с абсолютными отметками, равными целому числу (по заданию сечение горизонталей и гидроизогипс равно 1 м). Соединив точки с одинаковыми отметками плавными линиями, получают горизонтали рельефа (на рисунке обозначены тонкими линиями). Аналогично путем интерполяции находят точки с абсолютными отметками УГВ. Соединив точки с одинаковыми отметками УГВ плавными линиями, получим гидроизогипсы (на рис. 6.3 - жирные линии).
Интерполяцию удобно производить с помощью палетки (рис. 6.1), представляющей собой систему параллельных линий (масштабную сетку), проведенных на кальке на равном расстоянии друг от друга (обычно 2... 5 мм). Выполняется интерполяция в такой последовательности. Точки, отметки уровней которых подлежат интерполяции, соединяют вспомогательной прямой линией (после окончания работы линия может быть стерта). Палетка накладывается на одну из точек таким образом, чтобы отметка на палетке и отметка точки совпадали. Эта точка фиксируется путем прокола булавкой. Далее палетка поворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадет с отметкой на палетке. На пересечении отрезка, соединяющего точки с масштабной сеткой палетки, находят искомые точки (рис. 6.3). Целесообразно производить интерполяцию, соединяя ближайшие точки отрезками так, чтобы последние образовывали в плане треугольники или четырехугольники (в данной задаче - квадраты). При составлении карты гидроизогипс нельзя интерполировать отрезок между точками, расположенными по разные стороны поверхностных водоемов и водотоков. Для выделения участков с глубиной залегания УГВ менее 2 м находят точки пересечения горизонталей и гидроизогипс с разностью отметок 2 м. Линия, проведенная через эти точки, - гидроизобата - будет границей участка. На рис. 6.3 гидроизобата показана пунктирной линией, а участок с глубиной залегания УГВ менее 2 м заштрихован.