- •Основы гидрогеологии
- •Значение знаний о ПВ для строителей
- •Круговорот и происхождение
- •1. ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
- •Полная влагоемкость
- •1.2. Водоотдача - Wв
- •1.3. Водопроницаемость
- •По величине Кф (коэффициента фильтрации)
- •Классификация горных пород по водопроницаемости
- •2.Виды воды в грунтах
- •2 в - Капиллярная вода - заполняет поры и тонкие трещины в породах.
- •2 в - Капиллярная вода
- •4. Капиллярная вода
- •Высота капиллярного поднятия
- •Капиллярная вода
- •Предельная высота капиллярного поднятия Нк для некоторых пород
- •На капиллярное поднятие оказывают влияние
- •Инженерно-геологическое значение капиллярной воды
- •3. СВОЙСТВА И СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
- •4. Классификация подземных вод по условиям залегания:
- •Типы подземных вод по условиям залегания
- •Типы подземных вод по условиям залегания
- •Водоносный горизонт
- •Подземные воды по пространству, которое они занимают и по которому перемещаются – циркулируют:
- •Водоупор
- •по условиям залегания
- •4.1.1. Верховодки — временные скопления подземных вод в зоне аэрации над случайными водоупорами
- •Особенности верховодки
- •Особенности верховодки
- •4.2.1.Грунтовые воды (ГВ)
- •Характеристика ГВ
- •ГВ находятся в непрерывном движении, образуя грунтовые
- •Грунтовые потоки имеют уклоны своей поверхности, которые обычно соответствуют уклону рельефа и направлены
- •ГВ движутся от водоразделов
- •В местах выхода ГВ на поверхность образуются
- •Значение ГВ
- •Для выявления характера поверхности (зеркала) ГВ составляют карты гидроизогипс (рис. 34)
- •Форма поверхности зеркала ГВ сложная и зависит от многих факторов:
- •Карты гидроизогипс необходимы при решении многих задач, связанных с проектированием водозаборов подземных вод,
- •Задача – С/р
- •Определение направления грунтового потока по 3 скважинам
- •4.2.2.Межпластовые подземные воды (МПВ) Воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами
- •Область питания не совпадает с площадью распространения (напора) межпластовых вод: а – область
- •Схема артезианского бассейна (по А. М. Овчинникову)
- •4.2.2.Межпластовые подземные воды (МПВ)
- •Напорные (артезианские) воды
- •Напор воды создается благодаря:
- •Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем - высотным положением уровня воды при вскрытии ее
- •Геологический разрез артезианского бассейна.
- •Напорных подземных горизонтов может быть несколько –
- •4.3.По пространству занимаемому водой:
- •5.Классификация П.В. по характеру использования:
- •6.Динамика подземных вод
- •Фильтрационные потоки ПВ различаются по характеру движения и подчиняются двум законам
- •Движение ПВ может быть
- •По гидравлическому состоянию:
- •Решение задач о движении ПВ, выбор гидрогеологических расчетов и расчетные схемы производятся на
- •Гидравлический градиент (ГГр)
- •закон Дарси - фильтрация в полностью водонасыщенных породах при ламинарном движении
- •Скорость фильтрации
- •Действительную скорость - vд
- •Дебит (Q)
- •Расход плоского грунтового потока
- •Рис. 60. Схема для расчета расхода плоского потока грунтовых вод: а – с
- •Водоупор горизонтальный
- •При наклонном водоупоре
- •7.Приток воды к водозаборным сооружениям
- •Водозабор (или отвод) грунтовых вод
- •Водозаборная буровая скважина:
- •Депрессионная воронка
- •Депрессионная воронка
- •Радиус депрессионной воронки или
- •Значение установления границ депрессионной кривой – радиуса влияния (R)
- •Приток воды к водозаборным скважинам рассчитывается в зависимости
- •Рис. 63. Приток безнапорной воды к совершенной скважине: Н – мощность водоносного пласта;
- •Приток артезианских вод к совершенной скважине
- •Уровни воды (Рис.63):
- •Поглощающие колодцы и их
- •Взаимодействие водозаборов
- •8. Понижение уровня ГВ на строительных площадках
- •Дренажные траншеи: а – открытые; б – закрытые
- •Головной дренаж (план и разрез): 1 – направление потока ГВ; 2 – головная
- •Целью тампонирования является:
- •9.Режим и баланс подземных вод
- •К метеорологическим
- •Антропогенные факторы:
- •Баланс подземных вод
- •Спомощью баланса характеризуют
- •Загрязнение подземных вод
- •Истощение запасов подземных вод
Напор воды создается благодаря:
- перепаду отметок высот области питания и разгрузки; - по закону сообщающихся сосудов.
Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем - высотным положением уровня воды при вскрытии ее скважиной
Геологический разрез артезианского бассейна.
1 — четвертичные 2 — третичные (пески, глины, мергели); 3 — меловые (мел, мергели): 4
— меловые (пески), артезианский водоносный горизонт; 5 — горение (глины); б — юрские (пески), артезианский водоносный горизонт; 7 — палеозойские; 8 — докембрий, кристаллические породы (гранит, гнейс и т. л.); 9 — скважина самоизливающая; 10 — скважина несамоизливающая; 11 — линия напорных уровней.
Напорных подземных горизонтов может быть несколько –
артезианский бассейн
Площадь распространения напорных водоносных горизонтов, гидрогеологическая структура, приуроченная к впадинам (прогибам, синеклизам и др.), содержащая один или более напорных водоносных горизонтов и занимающая значительные площади (до нескольких сотен тысяч квадратных километров).
При моноклинальном залегании слоев образуется
артезианский склон.
Примеры − Западно-Сибирский, Прибалтийский, Московский бассейны.
4.3.По пространству занимаемому водой:
1. поровые – в пористых ГП – дисперсных несвязных грунтах: песках, супесях, гаечно-гравийных, щебнистых отложениях ;
2. трещинные – циркулируют по взаимосвязанным трещинам выветренных породы и вдоль зон разломов: грунтовыми, межпластовыми и жильными;
3. карстовые – по пустотам различных размеров, движутся интенсивным потоком, непостоянный химический состав;
4. подземные воды вечной мерзлоты:
4.1. надмерзлотные;
4.2. межмерзлотные.
5.Классификация П.В. по характеру использования:
3.Воды промышленные - воды, содержащие полезные элементы (бром, йод и др.) в количестве, имеющем промышленное значение. Обычно залегают в зоне замедленного водообмена. Минерализация высокая (20
-600 г/л), состав хлоридно-натриевый, температура нередко до 60 - 80 град.
4.Воды минеральные – воды, которые имеют повышенное содержание биологически активных микрокомпонентов, газов, радиоактивных элементов и т.д.
5.Термальные.
6.Динамика подземных вод
-раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения подземных вод.
-Подземные воды могут передвигаться в горных породах как путем инфильтрации - передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами (в зоне аэрации),
-и фильтрации - движение воды происходит при полном заполнении пор или трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток.
Фильтрационные потоки ПВ различаются по характеру движения и подчиняются двум законам
1 - движение грунтового потока в водоносных слоях (галечнике, песке, супеси, суглинке или трещиноватых породах при скорости движения менее 400 м/сут) имеет параллельно- струйчатый или так называемый ламинарный характер подчиняется закону Дарси.
2 - при наличии крупных пустот и трещин движение воды в породах носит вихревой или
турбулентный характер (сравнительно редко) - второй закон.
Движение ПВ может быть
1 – а) установившимся - все элементы фильтрационного потока (скорость, расход, направление и др.) не изменяются во времени или эти изменения настолько малы, что для практических целей ими можно пренебречь;
-б) неустановившимся - основные его элементы изменяются не только от координат пространства, но и от времени. Подземный поток становится переменным под действием различных естественных и искусственных факторов: неравномерная фильтрация атмосферных
осадков, откачка воды из скважины, сброс сточных вод на поля фильтрации и т. д..
По гидравлическому состоянию:
безнапорным, напорным и напорно-безнапорные
1 - безнапорные гpунтовые воды имеют водоупор снизу и свободную поверхность сверху, движение происходит под действием сил тяжести - передвигаются при наличии разности гидравлических напоров (уровней) от мест с более высоким к местам с низким напором (сл. 33 и 36)
2 – напорные артезианские воды отличаются полным заполнением поперечного сечения водопроницаемого слоя водой, имеют пьезометрический уровень, движение происходит как под действием силы тяжести, так и за счет упругих свойств воды и водовмещающих пород; режим фильтрации – упругий (сл.50, 51)
3 - напорно-безнапорные – возникают при откачке воды из скважин, если пьезометрический уровень опускается ниже кровли напорного водоносного пласта.
.
