2263
.pdfЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
Часть 2
Омск – 2006
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра «Инженерная геология, основания и фундаменты»
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
Часть 2
Составители: М.В. Устинина, А.В. Цибизова
Омск Издательство СибАДИ
2006
УДК 532.5+54
ББК 26
Л 12
Рецензенты:
заведующий кафедрой «Инженерная экология и химия», д-р хим.наук, проф. Ф.П Туренко, руководитель сектора гидрологии ОАО «Омскгазводпроект» Л.С. Евсина
Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве лабораторного практикума для специальности 280202.
Лабораторный практикум по дисциплине «Науки о Земле»/ Сост.: М.В.
Устинина, А.В. Цибизова. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. – Ч.2. – с.
Лабораторный практикум предназначен для выполнения лабораторных работ и практических занятий по дисциплине «Науки о Земле» студентами специальности 280202 – Инженерная защита окружающей среды. Составлен в соответствии с действующим стандартом и рабочей программой.
Рассматривается определение содержания сульфатов, карбонатов и хлоридов, свободной углекислоты в воде и оценка их агрессивности по отношению к строительным материалам, гидрогеологические расчеты, обработка снегомерных съемок и вычисление запасов воды в снежном покрове, расчет испарения с поверхности суши.
Табл. 18. Ил. 3. Библиогр.: 15 назв.
М.В. Устинина, А.В. Цибизова, 2006
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………………….. 4 1. ГЕОЛОГИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ…………………………………………………. 5
Практическое занятие №1. Составление разреза по геологической карте……… |
5 |
1. Общие сведения о геологической карте……………………………………… |
5 |
2.Порядок выполнения работы………………………………………………….. 15
3.Пример описания геологического строения территории к схематическому разрезу………………………………………………………. 18
Лабораторная работа №1. Определение содержания сульфатов, карбонатов и |
|
хлоридов, свободной углекислоты в воде и оценка их агрессивности по |
|
отношению к строительным материалам…………………………………………… |
19 |
1. Определение свободной углекислоты………………………………………… |
19 |
2. Определение карбонатов и гидрокарбонатов………………………………… |
20 |
3.Определение агрессивной углекислоты в воде………………………………. 21
4.Определение агрессивной углекислоты по методу Гейера………………….. 22
5. Вычисление агрессивной углекислоты по данным анализа………………… 23
6.Определение содержания сульфатов………………………………………….. 23
7.Определение содержания хлоридов…………………………………………… 26
8. |
Оценка качества воды по агрессивности в отношении бетона……………… |
28 |
Практическое занятие №2. Гидрогеологические расчеты………………………. |
31 |
|
1. |
Расчет коэффициента фильтрации песков и водопроводимости |
|
водоносного слоя по данным опытной откачки из куста наблюдательных |
|
|
скважин…… |
33 |
|
2. |
Расчет производительности поглощающего |
32 |
колодца………………………… |
||
3. |
Расчет двухстороннего притока грунтовой воды к совершенной |
35 |
канаве….... |
||
Практическое занятие №3. Построение карты гидроизогипс………………….. |
36 |
|
2.КЛИМАТОЛОГИЯ И МЕТЕОРОЛОГИЯ…………………………………………... 40 Практическое занятие №4. Обработка снегомерных съемок и вычисление
запасов воды в снежном покрове……………………………………………….. 40 Практическое занятие №5. Расчет испарения с поверхности суши……………. 45
1.Определение испарения с поверхности суши с помощью карты изолиний испарения…………………………………………………………………………... 46
2.Определение испарения с поверхности суши по уравнению связи
теплового и водного балансов………………………………………………… |
48 |
3. Определение испарения с поверхности суши методом турбулентной |
|
диффузии………………………………………………………………………. |
48 |
4.Определение испарения с поверхности суши гидролого-климатическим методом |
48 |
|
|
Библиографический список………………………………………………….. |
50 |
Введение
Лабораторный практикум предназначен для закрепления теоретического курса и приобретения практического навыка по дисциплине «Науки о Земле».
Лабораторный практикум состоит из двух разделов.
В первом разделе изложены методики составления разреза по геологической карте (2 ч), химический анализ воды по анионам на конкретных пробах, отобранных на производственных объектах, и оценка агрессивности (4 ч), гидрологические расчеты (4 ч) и построение карты гидроизогипс по результатам единовременных замеров УГВ в скважинах
(4 ч).
Во втором разделе рассмотрена методика обработки снегомерных съемок и вычисление запасов воды в снежном покрове (6 ч); изложен расчет испарения с поверхности суши (2 ч).
Порядок проведения и правила оформления лабораторных и практических работ указаны в тексте практикума с приведением примеров расчетов и оформления результатов.
Выполнив лабораторную работу или практическое задание, студент должен оформить и защитить, ответив на вопросы преподавателя по теме работы.
Перед выполнением лабораторных работ студенты должны пройти у ведущего занятия преподавателя инструктаж по технике безопасности.
1. ГЕОЛОГИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ
Практическое занятие №1
СОСТАВЛЕНИЕ РАЗРЕЗА ПО ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЕ
1. Общие сведения о геологической карте
Геологическая карта – графическое изображение на топографической карте в определенном масштабе геологического строения какого-либо участка земной коры.
Главными достоинствами геологической карты является ее насыщенность фактическим материалом, структурность отображения изученного участка земной коры.
В основу составления карты геологической положен следующий метод: на карте условными знаками (красной штриховкой, буквенными индексами и другие) показывают распространение осадочных, изверженных и метаморфических пород различного возраста (последние обычно изображаются цветом согласно геохронологической шкале), а специальными значками – состав пород. Магматические породы подразделяются по возрасту и составу. Линиями различного характера обозначают геологические границы разных пород, слагающих геологические тела и разрывные нарушения. По форме границ по карте можно судить об условиях залегания и о поведении пластов на глубине, о геологических строениях.
Все карты подразделяются на карты коренных пород и четвертичных отложений.
На картах четвертичных отложений принято показывать расположение в плане пород различного происхождения (речные, ледников и т.д.) и их литологические свойства, расположенные на поверхности земли.
Карта коренных пород показывает горные породы, которые располагаются под четвертичными отложениями и скрыты от прямого наблюдения.
При изображении геологического строения местности на геологических картах применяют стандартную международную расцветку для тех или других геологических подразделений.
На цветном поле проставляют возрастной стратиграфический индекс. Отделы той или иной системы выделяют интенсивностью цвета, который присвоен данной системе: чем древнее отдел, тем интенсивнее окраска. Соответствующие индексы отделов системы обозначают цифрами справа снизу.
Четвертичные породы независимо от возраста обозначают яркими тонами. На цветном фоне ставится индекс породы.
Геохронологическая колонка |
|
Таблица 1 |
|||
|
|
|
|||
Эра |
Период |
Эпоха (отдел) |
Возраст |
Цвет на |
|
(гру |
(система) |
|
(время |
карте |
|
ппа) |
|
|
начала), |
|
|
|
|
|
млн лет |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Четвертичный |
Современная |
|
Светло- |
|
|
(четвертичная) |
(современный) QIV |
|
серый с |
|
|
|
Позднечетвертичная |
|
зеленоваты |
|
|
|
(среднечетвертичный) QIII |
|
м |
|
|
|
Cреднечетвертичная |
|
желтоваты |
|
КZ |
|
(среднечетвертичный) QII |
|
м оттенком |
|
|
Раннечетвертичная |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Кайнозойская |
|
(ниж. нечетвертичный) QI |
|
|
|
Неогеновый |
Поздненеогеновая или плиоценовая |
|
Лимонно- |
|
|
|
|
|
|||
|
(неогеновая) N |
(плиоценовый) N2 |
5 |
желтый |
|
|
|
Ранненеогеновая или миоценовая |
|
|
|
|
|
(миоценовый) N1 |
26 |
|
|
|
Палеогеновый |
Позднепалеогеновая |
|
Желтый |
|
|
(палеогеновая) |
или олигоценовая (олигоценовый) Р3 |
38 |
|
|
|
Р |
Среднепалеогеновая или эоценовая |
|
|
|
|
|
(эоценовый) Р2 |
54 |
|
|
|
|
Раннепалеогеновая или палеоценовая |
|
|
|
|
|
(палеоценовый) Р1 |
65 |
|
|
МZ |
Меловой |
Позднемеловая (верхнемеловой) К2 |
100 |
Зеленый |
|
(меловая) К |
Раннемеловая (нижнемеловой) К1 |
130 |
|
|
|
Мезозойская |
Юрский |
Позднеюрская (верхнеюрский) I3 |
|
Синий |
|
(юрская) |
Среднеюрская (среднеюрский) I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
I |
Раннеюрская (нижнеюрский) I1 |
195 |
|
|
|
Триасовый |
Позднетриасовая (верхнетриасовый) Т3 |
|
Фиолетовы |
|
|
(триасовая) |
Среднетриасовая (среднетриасовый) Т2 |
230 |
й |
|
|
Т |
Раннетриасовая (нижнетриасовый) Т1 |
|
|
|
|
Пермский |
Позднепермская (верхнепермский) Р3 |
|
Оранжево- |
|
|
(пермская) |
Среднепермская (среднепермский) Р2 |
285 |
коричневы |
|
PZ |
Р |
Раннепермская (нижнепермский) Р1 |
|
й |
|
Каменноуголь |
Позднекаменноугольная |
|
Серый |
|
|
Палеозойская |
|
|
|||
ный |
(верхнекаменноугольный) С3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(каменноуголь |
Среднекаменноугольная |
|
|
|
|
ная) |
(среднекаменноугольный) С2 |
|
|
|
|
С |
Раннекаменноугольная |
350 |
|
|
|
|
(нижнекаменноугольный) С1 |
|
|
|
|
Девонский |
Позднедевонская (верхнедевонский) D3 |
410 |
Коричневы |
|
|
(девонская) |
Среднедевонская (среднедевонский) D2 |
|
й |
|
|
|
D |
Раннедевонский (нижнедевонский) D1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
5 |
|
|
|
Силурийский |
|
Позднесилурийская |
|
|
|
Светло- |
|||
|
|
(силурийская) |
|
(верхнесилурийская) S2 |
|
|
|
серо- |
|||
|
|
S |
|
Раннесилурийская (нижнесилурийский) |
440 |
|
зеленый |
||||
|
|
|
|
S1 |
|
|
|
|
|
|
|
PZ |
|
Ордовикский |
|
Позднеордовикская |
|
|
|
Оливковый |
|||
|
(ордовикская) |
|
(верхнеордовикская) О3 |
|
|
|
|
|
|||
Палеозойская |
|
О |
|
Среднеордовикская |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(среднеордовикский) О2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Раннеордовикская (раннеордовикский) |
550 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
О1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кембрийский |
|
Позднекембрийская |
|
|
|
Сине- |
|||
|
|
(кембрийская) |
|
(верхнекембрийский) Є3 |
|
|
|
зеленый |
|||
|
|
Є |
|
Среднекембрийская |
|
|
|
(темный) |
|||
|
|
|
|
(среднекембрийский) Є2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Раннекембрийская (нижнекембрийский) |
570 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Є1 |
|
|
|
|
|
|
|
Протерозой |
ская PR |
|
|
|
|
|
|
|
|
Розовый |
|
|
|
|
|
|
|
2600 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Архейская |
AR |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сиренево- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
розовый |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
3300 |
|
|
|
|
Буквенное обозначение магматических пород |
|
Таблица 2 |
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
Горные породы интрузивные |
Индекс |
|
Горные породы эффузивные |
|
Индекс |
|||||
|
|
Граниты |
|
γ |
|
Липариты |
|
λ |
|||
|
|
Сиениты |
|
ξ |
|
Кварцевые порфиры |
|
λ' |
|||
|
|
Диориты |
|
δ |
|
Трахиты |
|
τ |
|||
|
|
Нефелиновые сиениты |
εξ |
|
Андезиты |
|
α |
||||
|
|
Габбро |
|
ν |
|
Базальты |
|
β |
|||
Пироксениты, перидотиты, дуниты |
σ |
|
Диабазы |
|
β' |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На картах четвертичных отложений перед обозначением системы ставят индексы, характеризующие фациальный состав пород.
Дизъюнктивные нарушения (сбросы, сдвиги и др.) показывают на геологических картах красной линией, жирной чертой или двумя параллельными тонкими линиями.
Таблица3
Условные обозначения генетических типов четвертичных отложений
|
Наименование отложений |
Индекс |
|
Наименование отложений |
|
Индекс |
|
||||||
|
Вулканические образования |
βQ |
|
Коллювиальные |
|
|
cQ |
|
|||||
|
Морские |
|
|
|
|
mQ |
|
Болотные |
|
|
|
hQ |
|
|
Техногенные (антропогенные) |
tQ |
|
Эоловые |
|
|
|
vQ |
|
||||
|
Элювиальные |
|
|
eQ |
|
Лессовые |
|
|
|
LQ |
|
||
|
Делювиальные |
|
|
dQ |
|
Элювиально-делювиальные |
|
edQ |
|
||||
|
Аллювиальные |
|
|
aQ |
|
Оползневые |
|
|
dpQ |
|
|||
|
Пролювиальные |
|
|
pQ |
|
Делювиально-аллювиальные |
|
daQ |
|
||||
|
Ледниковые (гляциальные) |
gQ |
|
Озерно-аллювиальные |
|
laQ |
|
||||||
|
Озерные (лимнические) |
|
lQ |
|
Солифлюкционные |
|
sQ |
|
|||||
|
Флювиогляциальные (водно- |
fgQ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ледниковые) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
Описание буровых скважин к геологической карте 1 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
№ |
№ |
|
Геологи- |
Описание горных пород |
Глуби |
Глубина залегания |
||||||
|
скважи- |
слоя |
|
ческий |
|
|
|
|
на |
уровня воды, м (дата |
|||
|
ны и |
|
|
возраст |
|
|
|
|
залега |
замера 1983г.) |
|||
|
абсолют |
|
|
|
|
|
|
|
ния |
появившего |
установив- |
||
|
ная от- |
|
|
|
|
|
|
|
подо |
ся |
|
шегося |
|
|
метка |
|
|
|
|
|
|
|
швы |
|
|
|
|
|
устья |
|
|
|
|
|
|
|
слоя, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
_ 1__ |
1 |
|
aQ4 |
Супесь серая заторфо- |
2,0 |
0,8 (06.01) |
|
0,3 (18.09) |
|
|||
|
102,3 |
|
|
|
ванная, текучая |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
aQ4 |
Ил серый текучий |
|
5,9 |
|
|
|
|
||
|
|
3 |
|
aQ4 |
Песок мелкий иловатый, |
10,1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
средней плотности |
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 |
|
aQ3 |
Песок средней крупности, |
11,7 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
средней плотности |
25,0* |
|
|
|
|
|||
|
|
5 |
|
С1 |
Известняк трещиноватый, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
выветрелый в кровле слоя (1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
__2_ |
1 |
aQ4 |
Супесь серая текучая |
6,0 |
5,0(10.01) |
5,0(18.09) |
106,4 |
2 |
aQ4 |
Песок мелкий иловатый, |
14,0 |
|
|
|
|
|
средней плотности |
|
|
|
|
3 |
aQ3 |
Песок средней крупности, |
19,0 |
|
|
|
|
|
плотный |
|
|
|
|
4 |
С1 |
Известняк трещиноватый |
34,9 |
|
|
|
|
|
закарстованный |
|
|
|
|
5 |
D3 |
Аргиллит серый |
58,7 |
58,7(18.01) |
12,2 над |
|
6 |
γPR |
Гранит крупнокри- |
65,0 |
||
|
|
|
сталлический трещино- |
|
|
устьем |
|
|
|
ватый, до глубины 2 м |
|
|
(19.01) |
|
|
|
выветрелый |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
__3__ |
1 |
deQ4 |
Супесь серая заторфо- |
2,2 |
5,0(10.01) |
0,6(18.09) |
141,3 |
|
|
ванная, пластичная |
|
|
|
|
2 |
С3 |
Глина черная плотная, |
8,8 |
|
|
|
|
|
твердая |
|
|
|
|
3 |
С1 |
Известняк трещиноватый |
69,8 |
40,1(25.01) |
40,7(18.09) |
|
4 |
D3 |
Аргиллит серый |
89,3 |
89,3(28.01) |
22,6(29.01) |
|
5 |
γPR |
Гранит крупнокри- |
92,0 |
||
|
|
|
сталлический, выветре- |
|
|
|
|
|
|
лый до 90,5 м |
|
|
|
__4__ |
1 |
deQ4 |
Супесь серая заторфо- |
3,1 |
0,6(10.01) |
0,6(18.09) |
144,1 |
|
|
ванная, пластичная |
|
|
|
|
2 |
Сз |
Глина черная твердая |
11,3 |
|
|
|
3 |
С1 |
Известняк трещиноватый |
72,8 |
45,0(06.02) |
45,6(18.09) |
|
|
|
закарстованный |
|
|
|
|
4 |
D3 |
Аргиллит серый |
97,9 |
97,9(11.02) |
25,8(12.02) |
|
5 |
γPR |
Гранит трещиноватый |
99,6 |
||
|
|
|
крупнокристаллический, |
|
|
|
|
|
|
выветрелый до 98,2 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
__5__ |
1 |
eQ4 |
Супесь серая заторфо- |
3,5 |
0.4(15.02) |
0,0(18.09). |
144,6 |
|
|
ванная, пластичная |
|
|
|
|
2 |
С3 |
Глина черная полутвердая |
12,1 |
|
|
|
3 |
С1 |
Известняк трещиноватый |
73,2 |
|
|
|
4 |
D3 |
Аргиллит серый |
94,9 |
46,2(17.02) |
46,8{18.09) |
|
5 |
γPR |
Гранит трещиноватый, |
|
|
|
|
|
|
выветрелый до 95,5 м |
97,4 |
94,9(11.02) |
26,1(21.02) |
__6__ |
1 |
aQ3 |
Суглинок бурый полу- |
4,7 |
|
|
116,7 |
|
|
твердый |
|
|
|
|
2 |
aQ3 |
Супесь желтая пластичная |
13,9 |
|
|
|
3 |
aQ3 |
Песок средней крупности |
20,8 |
15,8(13.03) |
16,2(18,09) |
|
|
|
плотный |
|
||
|
4 |
С1 |
Известняк трещиноватый |
45,4 |
|
|
|
|
|
и закарстованный |
|
|
|
|
5 |
D3 |
Аргиллит серый сла- |
65,2 |
|
|
|
|
|
ботрещиноватый |
|
|
|