Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Подземная вода находится в порах, трещинах и полостях горных пород и движется по общим законам движения жидкости, который может протекать в двух формах: ламинарного и турбулентного течений. 

 

Ламинарное течение - передвижение частиц жидкости в потоке совершенно правильными параллельными струйками. 

Турбулентная течение - это передвижение частиц жидкости в потоке по траекториям в разных направлениях, так называемый вихревое движение. Движение подземных вод очень замедленный и поэтому протекает ламинарно. 

Для определения закономерности движения подземных вод выделим в подземном водоносном горизонте элементарный поток abсd и подсчитаем, какое количество воды протекает за единицу времени (рис. 5.7). Для определения коэффициента фильтрации в полевых условиях прежде всего необходимо определить направление движения подземных вод, так называемую линию течения. При наличии гидрогеологической карты линию течения определяют с помощью гидроизогипс. При отсутствии такой карты нужно пробурить не менее трех скважин, расположенных по треугольником. На основе измерения постоянного уровня подземных вод определяют линию с одинаковыми абсолютными отметками воды. Нормаль этой линии в сторону уменьшения абсолютных отметок и есть направление движения подземных вод или линия течения (рис. 5.10). Для определения коэффициента фильтрации: по линии течения бурят две скважины, причем одну из них, исследовательскую, располагают выше по течению, а вторую, наблюдательный, располагают ниже по течению. 

Для измерения скорости движения подземных вод, а следовательно и коэффициента фильтрации, используют химический, колориметрический, электролитический методы и метод исследовательских откачек. 

Химический метод. С опытной скважины откачивают определенное количество воды, растворяют в ней легкорастворимые соли - NaCl, СаС12, хлористый аммоний и другие и закачивают этот раствор снова в опытную скважину, засекая при этом время. С наблюдательного скважины периодически откачивают воду и определяют с помощью различных реагентов время появления раствора и максимальную его концентрацию. Реагентом на Сl является азотнокислое серебро, которое меняет свой цвет. Зная расстояние между скважинами l, гидравлический градиент I, время движения t определяют скорость движения и коэффициент фильтрации по формуле 

  

kf = l / It. (5.9) 

  

Этот метод недопустим при наличии в воде хлоридов. 

Колориметрический метод. В исследовательскую скважину запускают некоторое количество легкорастворимой краски: флюорисцин, метиленовой синькой и др.. Чаще используют флюорисцин, поскольку он заметен при очень маленьких концентрациях (1:10 млн). Раствор краски погружают в скважину в стеклянной бутылке, которую затем разбивают буровым наконечником, засекая время. С наблюдательного скважины периодически откачивают воду и засекают время появления окраски. Коэффициент фильтрации определяют по формуле (5.9). 

Электролитический метод. Первые два метода определения коэффициента фильтрации не совсем точными том, что отбор проб из наблюдательного скважины носит дискретный характер, т.е. время появления минерализованного раствора или окрашенной воды можно пропустить. Более точным является электролитический метод, применяемый для определения коэффициента фильтрации неминерализованои воды. Суть этого метода заключается в следующем. В исследовательскую и наблюдательный скважины погружают иглофильтры, к которым присоединяют электроустройство, состоящий из блока питания, амперметра и коммутатора с самописцем (рис. 5. 11). 

В исследовательскую скважину заливают определенное количество раствора с легкорастворимой соли. Пропускают ток и фиксируют время и изменение электросопротивления воды (рис. 5.11). Зная расстояние между скважинами и время прохождения раствора, скорость движения воды определяют по формулам 

  

V = l/t1; V = l/t2, (5.10) 

  

где t1 - время появления минерализованного раствора; 

t2 - время прохождения максимума его концентрации. 

Первую формулу используют для определения притока воды к строительным котлованов, вторую - для водоснабжения. 

Опытное откачки является наиболее точным методом определения скорости движения подземных вод, и коэффициента фильтрации, кроме того, этот метод позволяет определить дебит водоносного горизонта и радиус депрессии (см. п. 5.6).

Для этого бурят несколько скважин параллельно и перпендикулярно линии течения. 3 центральной скважины делают откачки воды до тех пор, пока не снизится уровень в соседних скважинах на некоторую постоянную величину. При известных расстояния между скважинами, гидравлическом градиенте, дебите центральной скважины (дебит - объем воды, который дает скважина в течение длительного времени), площади поперечного сечения скважины коэффициент фильтрации и скорость движения подземных вод определяется исходя из формул (5.2) и (5.4 ). 

Ориентировочные значения коэффициентов фильтрации следующие: крупнообломочные породы (галька, щебень, жорства) и сильно трещиноватые скальные породы - 100 - 1000 м / сутки песок крупный - 20 - 50; песок средней крупности - 5 - 20; песок мелкий - 5 - 10; песок пылеватый - 1 - 5; супесь - 1 - 2; суглинок 0,1 - 1; глина - 0,1 - 0,001 м / сутки и менее. 

Условия залегания и распространения подземных вод отражаются на гидрогеологических картах, которые составляются на топооснови и на определенное время года. Поверхность (зеркало) подземных вод изображается на картах в виде изолиний - гидроизогипс (греч. "гидро" - вода, "Изосев" - равный, "гипсос" - высота) - линий, соединяющих одинаковые абсолютные (или относительные) отметки зеркала подземных вод. 

Для построения гидрогеологической карты бурят ряд разведочных скважин по определенной сетке. С помощью мерной хлопушки измеряют постоянный уровень грунтовых вод, а топографическим методом определяют абсолютные отметки устья скважин и зеркала подземных вод. Арифметическим методом или с помощью палетки находят точки с одинаковыми отметками поверхности подземных вод через определенный шаг (как правило, 0,5 - 1 м), которые соединяют плавными кривыми (рис. 5.12). 

Гидроизогипс имеют все свойства горизонталей. С помощью такой карты можно определить глубину до воды в любой точке как разность между отметками поверхности и зеркала подземных вод, направление руку, гидравлический градиент, а при необходимости и запроектировать дренажную систему.



Загрузка...
Загрузка...
Яндекс.Метрика
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии