4. Гидрогеология

4.1. Схематически покажите (в разрезе) возможные области питания, распространения и разгрузки указанных ниже типов подземных вод. На схеме отметьте мощность водоносного слоя, водоупор (водоупоры), уровень безнапорных или пьезометрический уровень напорных вод.

Варианты: межпластовые напорные;

грунтовые безнапорные;

верховодка.

4.2. Нарисуйте схематический разрез. Покажите на разрезе характеристики водоносных горизонтов, указанные в нижеследующих вариантах.

Варианты: уровень, глубина залегания, зона аэрации, область питания, мощность водоносного слоя, кровля водоупора;

поток грунтовых вод, мощность водоносного слоя, глубина залегания уровней грунтовых вод.

4.3. В чем принципиальное отличие водоносных слоев от водоупорных? Какие из перечисленных литологических разностей – пески, глины, галечники, аргиллиты – могут быть водоупором? Какие из названных горных пород могут быть водоносными? Объясните почему.

4.4. В каких из перечисленных видов грунтов – пески гравелистые, глины, супеси, пески пылеватые, суглинки – будет больше высота капиллярного поднятия? Расположите грунты в порядке увеличения высоты капиллярного поднятия.

4.5. При бурении скважины на пойме с абсолютной отметкой устья 20,0 м встречены (сверху вниз) следующие слои: до 0,3 м – почва, от 0,3 до 8,0 м – галечники и ниже – глины. Уровень воды установился на глубине 4,5 м от устья скважины. Начертите схематическую колонку скважины и определите мощность водоносного горизонта и зоны аэрации, абсолютные отметки кровли водоупора и статического уровня воды.

4.6. Определите единичный расход грунтового потока по результатам замеров, выполненных в двух скважинах, расположенных на расстоянии 200 м по направлению течения, если коэффициент фильтрации однородных водовмещающих пород равен 5,2 м/сут. Постройте схему.

Примечание. Единичный расход потока при наклонном водоупоре определяется по формуле

,

где k_ф = 5,2 м/сут – коэффициент фильтрации; H₁ и H₂ – напоры соответственно в скважинах 1 и 2, отсчитываемые от условной горизонтальной плоскости 0-0; h₁ и h₂ – мощность водоносного пласта соответственно в скважинах 1 и 2; b – ширина потока, принимаемая при определении единичного расхода равной 1 м; l=200 м – расстояние между скважинами.

Мощность водоносного пласта в скважинах вычисляют как разность абсолютных отметок уровня грунтовых вод (WL) и кровли водоупора. Значения H₁ и H₂ принимают равными абсолютным отметкам WL в скважинах 1 и 2. Варианты приведены в табл. 4.1.

Варианты	1		2
Абсолютные отметки, м: устья скважин WL кровли водоупора	Скважина 1	Скважина 2	Скважина 1	Скважина 2
	32,1	30,3	83,3	84,1
	28,0	24,3	81,6	80,5
	17,8	18,3	78,2	78,2

Таблица 4.1

4.7. По данным, приведенным в табл. 4.2, постройте схему и определите приток воды к совершенной скважине (дебит) при горизонтальном водоупоре. Диаметр скважины 2r=305 мм, радиус скважины r=152,5 мм.

Таблица 4.2

Варианты	1	2	3
Абсолютные отметки, м: устья скважины WL (статического) WL в скважине при откачке кровли водоупора	31,4 29,9 25,5 11,6	71,3 67,6 64,8 58,2	54,8 52,5 47,3 42,3
Коэффициент фильтрации, м/сут	7,1	13,4	18,6

Расчетная формула Q=1,36k_ф,

где H – высота воды в скважине при откачке; R – радиус влияния,

R=2S,

здесь S – понижение уровня воды в скважине, м.

4.8. При выполнении разведочных работ пробурено 12 скважин, расположенных в плане в углах квадратной сетки, как показано на рис. 4.1, на расстоянии 25 м друг от друга.

На плане указано: номер скважины (слева от дроби), абсолютная отметка устьев скважины (в числителе) и глубин залегания уровней грунтовых вод (в знаменателе).

По данным, приведенным в табл. 4.3, постройте на топографической основе карту гидроизогипс сечением через 1 м. На карте покажите направление потока и выделите участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 2 м, от 2 до 3 м.

Таблица 4.3

Варианты	1	2	3	4	5
Скважина 1
Скважина 2
Скважина 3
Скважина 4
Скважина 5
Скважина 6
Скважина 7
Скважина 8
Скважина 9
Скважина 10
Скважина 11
Скважина 12

Рис. 4.1. План расположения скважин

4.9. Составьте прогноз повышения уровня грунтовых вод _H на территории площадью А через 1 год, 5 лет, 7 лет (t) при дополнительном инфильтрационном питании , действующем на площади А_. Подъем уровня грунтовых вод _H определите по формуле

,

где  –­­ коэффициент водоотдачи.

Варианты: А_=1,5 км²; А=4,5км²; =0,15;  =0,2 м/год;

А_=0,5 км²; А=3 км²; =0,1;  =0,19 м/год;

А_=2,0 км²; А=6 км²; =0,12;  =0,22 м/год.