6 Гидрогеологические карты, их построение и анализ
6.1 Построение и анализ карт гидроизогипс
Питание грунтовых вод за счет поверхностных происходит повсеместно. В период весенних половодий, а также при выпадении обильных осадков уровень поверхностных вод значительно повышается, превышая уровень грунтовых вод на прибрежной территории. В результате значительная масса воды из поверхностного водоема просачивается в породы, слагающие берега водоема, питая грунтовые воды. В меженный период, когда уровень воды в водоеме более низкий, наоборот, грунтовые воды питают водоемы.
Из сказанного следует, что между поверхностными и грунтовыми водами существует постоянная гидравлическая связь. О характере этой связи можно судить по карте гидроизогипс (рис.6.1).
Гироизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками уровней грунтовых вод. Более часто в гидрогеологической практике поверхность грунтовых вод изображается в абсолютных отметках.
Рис. 6.1. Схема карт гидроизогипс:
б) – река питает грунтовые воды;
в) – грунтовые воды питают реку;
Карты, изображающие поверхность безнапорного водоносного горизонта в абсолютных высотах, называется картами гидроизогипс.
Их строят точно так же, как и изогипсы рельефа земной поверхности.
Если гидравлической связи между поверхностными и грунтовыми водами не существует, то гидроизогипсы пересекают поверхностный водоем без искривлений (рис. 6.1, а). Если грунтовые воды питаются за счет инфильтрации поверхностных вод, то гидроизогипсы изгибаются вниз по течению рек (рис. 6.1 б) и т.д.
Для изображения поверхности (зеркала) грунтовых вод безнапорного водоносного горизонта строится карта равных глубин залегания уровней грунтовых вод или карта изолиний абсолютных высот уровней.
6.1.1 Указание по построению карты гидроизогипс
В заданном масштабе наносят на карту план расположения скважин, обозначая их кружками диаметром 2 мм, как указано на рис. 6.2.
Слева от каждой скважины записывают ее номер, справа в числителе - абсолютную отметку устья, 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 через 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. 6.2 - жирные линии).
Р
ис.
6.2 Пример размещение скважин в плане
(карта гидроизогипс)
Интерполяцию удобно производить с помощью палетки (рис. 6.3, а)), представляющей собой систему параллельных линий (масштабную сетку), проведенных на кальке на равном расстоянии друг от друга (обычно 2…..5 мм).
На рисунке 6.3 показаны палетка для интерполяции (масштабная сетка) и схема интерполяции.
Р
ис.
6.3 Палетка для интерполяции а) и схема
интерполяции б)
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 совпадает с отметкой по палетке. На пересечении отрезка, соединяющего точки с масштабной сеткой палетки, находят искомые точки (рис. 6.3, б)).
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 между точками, расположенными по разные стороны поверхностных водотоков и водоемов. 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.
Рисунок 6.4 – Схема размещения пробуренных скважин (основа – план территории Оренбургского газзавода)
6.1.2 Пример построения карты гидроизогипс по данным буровых скважин на основе плана территории Оренбургского газзавода
Дано: При выполнении разведочных работ на территории Оренбургского газзавода было пробурено 17 скважин, расположенных в плане произвольно, как показано на рисунке 6.4. Горизонтальный масштаб - Мг 1:1000.
Для выполнения задания по каждому варианту (который соответствует определенной дате замера уровней) приведены номера скважин, альтитуды (м), глубины уровней грунтовых вод (УГВ, м).
Расчетные варианты приведены в таблице 6.1.
Задание: На схеме – рис.6.4 приведены номера скважин (в числителе), а результаты абсолютных отметок уровня грунтовых вод следует указать в знаменателе для каждого варианта отдельно.
Абсолютная отметка УГВ определяется: из величины альтитуды скважины вычитается глубина замеренного уровня воды.
Используя эти данные, постройте на топографической основе карту гидроизогипс масштаба 1 : 1000, 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.
Таблица 6.1 – Данные для построения карты гидроизогипс
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
1 |
2 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
2,8 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,1 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3 |
|
2 |
2 |
201,62 |
3,3 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
0,4 |
|
3 |
4 |
202,55 |
0,7 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
5,9 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,2 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
2,4 |
|
5 |
12 |
197,92 |
2,7 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3 |
|
6 |
13 |
202,4 |
3,3 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
2,6 |
|
7 |
14 |
204,28 |
2,9 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
7,5 |
|
8 |
16 |
200,78 |
7,8 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7 |
|
9 |
26 |
195,44 |
7,3 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
5,5 |
|
10 |
27 |
191,54 |
5,8 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
5,2 |
|
11 |
28 |
191,02 |
5,5 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9 |
|
12 |
30 |
200,9 |
9,3 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
9,6 |
|
13 |
31 |
197,69 |
9,9 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
8,5 |
|
14 |
34 |
200,69 |
8,8 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
8,5 |
|
15 |
50 |
197,8 |
8,8 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
14,9 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,2 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
6,6 |
|
17 |
101 |
200,01 |
6,9 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
3 |
4 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
3,3 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,1 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3,5 |
|
2 |
2 |
201,62 |
3,3 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
0,9 |
|
3 |
4 |
202,55 |
0,7 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
6,4 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,2 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
2,9 |
|
5 |
12 |
197,92 |
2,7 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3,5 |
|
6 |
13 |
202,4 |
3,3 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
3,1 |
|
7 |
14 |
204,28 |
2,9 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
8 |
|
8 |
16 |
200,78 |
7,8 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7,5 |
|
9 |
26 |
195,44 |
7,3 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
6 |
|
10 |
27 |
191,54 |
5,8 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
5,7 |
|
11 |
28 |
191,02 |
5,5 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9,5 |
|
12 |
30 |
200,9 |
9,3 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
10,1 |
|
13 |
31 |
197,69 |
9,9 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
9 |
|
14 |
34 |
200,69 |
8,8 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
9 |
|
15 |
50 |
197,8 |
8,8 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
15,4 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,2 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
7,1 |
|
17 |
101 |
200,01 |
6,9 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
5 |
6 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
3,2 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,4 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3,4 |
|
2 |
2 |
201,62 |
3,6 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
0,8 |
|
3 |
4 |
202,55 |
1 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
6,3 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,5 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
2,8 |
|
5 |
12 |
197,92 |
3 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3,4 |
|
6 |
13 |
202,4 |
3,6 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
3 |
|
7 |
14 |
204,28 |
3,2 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
7,9 |
|
8 |
16 |
200,78 |
8,1 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7,4 |
|
9 |
26 |
195,44 |
7,6 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
5,9 |
|
10 |
27 |
191,54 |
6,1 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
5,6 |
|
11 |
28 |
191,02 |
5,8 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9,4 |
|
12 |
30 |
200,9 |
9,6 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
10 |
|
13 |
31 |
197,69 |
10,2 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
8,9 |
|
14 |
34 |
200,69 |
9,1 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
8,9 |
|
15 |
50 |
197,8 |
9,1 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
15,3 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,5 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
7 |
|
17 |
101 |
200,01 |
7,2 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
7 |
8 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
3,6 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,8 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3,8 |
|
2 |
2 |
201,62 |
4 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
1,2 |
|
3 |
4 |
202,55 |
1,4 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
6,7 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,9 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
3,2 |
|
5 |
12 |
197,92 |
3,4 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3,8 |
|
6 |
13 |
202,4 |
4 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
3,4 |
|
7 |
14 |
204,28 |
3,6 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
8,3 |
|
8 |
16 |
200,78 |
8,5 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7,8 |
|
9 |
26 |
195,44 |
8 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
6,3 |
|
10 |
27 |
191,54 |
6,5 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
6 |
|
11 |
28 |
191,02 |
6,2 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9,8 |
|
12 |
30 |
200,9 |
10 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
10,4 |
|
13 |
31 |
197,69 |
10,6 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
9,3 |
|
14 |
34 |
200,69 |
9,5 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
9,3 |
|
15 |
50 |
197,8 |
9,5 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
15,7 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,9 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
7,4 |
|
17 |
101 |
200,01 |
7,6 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
9 |
10 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
4,1 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,5 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
4,3 |
|
2 |
2 |
201,62 |
3,7 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
1,7 |
|
3 |
4 |
202,55 |
1,1 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
7,2 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,6 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
3,7 |
|
5 |
12 |
197,92 |
3,1 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
4,3 |
|
6 |
13 |
202,4 |
3,7 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
3,9 |
|
7 |
14 |
204,28 |
3,3 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
8,8 |
|
8 |
16 |
200,78 |
8,2 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
8,3 |
|
9 |
26 |
195,44 |
7,7 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
6,8 |
|
10 |
27 |
191,54 |
6,2 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
6,5 |
|
11 |
28 |
191,02 |
5,9 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
10,3 |
|
12 |
30 |
200,9 |
9,7 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
10,9 |
|
13 |
31 |
197,69 |
10,3 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
9,8 |
|
14 |
34 |
200,69 |
9,2 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
9,8 |
|
15 |
50 |
197,8 |
9,2 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
16,2 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,6 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
7,9 |
|
17 |
101 |
200,01 |
7,3 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
11 |
12 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
3,7 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,8 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3,9 |
|
2 |
2 |
201,62 |
4 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
1,3 |
|
3 |
4 |
202,55 |
1,4 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
6,8 |
|
4 |
6 |
202,71 |
4 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
3,3 |
|
5 |
12 |
197,92 |
3,4 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3,9 |
|
6 |
13 |
202,4 |
4 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
3,5 |
|
7 |
14 |
204,28 |
3,6 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
8,4 |
|
8 |
16 |
200,78 |
8,5 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7,9 |
|
9 |
26 |
195,44 |
8 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
6,4 |
|
10 |
27 |
191,54 |
6,5 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
6,1 |
|
11 |
28 |
191,02 |
6,2 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9,9 |
|
12 |
30 |
200,9 |
10 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
10,5 |
|
13 |
31 |
197,69 |
10,6 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
9,4 |
|
14 |
34 |
200,69 |
9,5 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
9,4 |
|
15 |
50 |
197,8 |
9,5 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
15,8 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,9 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
7,5 |
|
17 |
101 |
200,01 |
7,6 |
|
Продолжение таблицы 6.1
|
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
№ |
номер сква- жины |
Альти- туда, м |
Глу- бина УГВ, м |
Абсолютная отметка, м |
|
уровня гр.вод - УГВ |
уровня гр.вод - УГВ |
||||||||
|
13 |
14 |
||||||||
|
1 |
1 |
203,81 |
2,8 |
|
1 |
1 |
203,81 |
3,1 |
|
|
2 |
2 |
201,62 |
3 |
|
2 |
2 |
201,62 |
3,3 |
|
|
3 |
4 |
202,55 |
0,4 |
|
3 |
4 |
202,55 |
0,7 |
|
|
4 |
6 |
202,71 |
5,9 |
|
4 |
6 |
202,71 |
6,2 |
|
|
5 |
12 |
197,92 |
2,4 |
|
5 |
12 |
197,92 |
2,7 |
|
|
6 |
13 |
202,4 |
3 |
|
6 |
13 |
202,4 |
3,3 |
|
|
7 |
14 |
204,28 |
2,6 |
|
7 |
14 |
204,28 |
2,9 |
|
|
8 |
16 |
200,78 |
7,5 |
|
8 |
16 |
200,78 |
7,8 |
|
|
9 |
26 |
195,44 |
7 |
|
9 |
26 |
195,44 |
7,3 |
|
|
10 |
27 |
191,54 |
5,5 |
|
10 |
27 |
191,54 |
5,8 |
|
|
11 |
28 |
191,02 |
5,2 |
|
11 |
28 |
191,02 |
5,5 |
|
|
12 |
30 |
200,9 |
9 |
|
12 |
30 |
200,9 |
9,3 |
|
|
13 |
31 |
197,69 |
9,6 |
|
13 |
31 |
197,69 |
9,9 |
|
|
14 |
34 |
200,69 |
8,5 |
|
14 |
34 |
200,69 |
8,8 |
|
|
15 |
50 |
197,8 |
8,5 |
|
15 |
50 |
197,8 |
8,8 |
|
|
16 |
100 |
203,16 |
14,9 |
|
16 |
100 |
203,16 |
15,2 |
|
|
17 |
101 |
200,01 |
6,6 |
|
17 |
101 |
200,01 |
6,9 |
|