Тема: Гидрология подземных вод

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Тема: Гидрология подземных вод

Цель: познакомиться с различными типами подземных вод по характеру их залегания и гидравлическим условиям. Изучить процесс движения подземных вод.

Оборудование: карандаш, ластик, цветные ручки, учебник: Михайлов В.Н. Гидрология: Учеб. для геогр. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2008. – С. 143-152.

Общие сведения:

Подземными водами – называются содержащиеся в земной коре воды, находящиеся в активном взаимодействии с атмосферой и поверхностными водами (океанами и морями, реками, озерами и болотами) и участвующие в круговороте воды на земном шаре.

Почвенные воды – временное скопление свободной (гравитационной) и капиллярной воды в почвенной толще. Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы и могут быть свободными, перемещающиеся под влиянием силы тяжести; или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Верхов о дка – сезонные скопления безнапорных подземных вод, залегающих наиболее близко к земной поверхности и не имеющих сплошного распространения. Образуются за счёт инфильтрации атмосферных вод, задержанных непроницаемыми или слабо проницаемыми выклинивающимися пластами и линзами. Мощность верховодки обычно равна 0,4-1,0 м, редко достигает 2-5 м.

Кайма капиллярная – слой почвы или грунта, расположенный непосредственно над водоносным горизонтом (выше уровня грунтовых вод) в пределах зоны аэрации, содержащий влагу капиллярную подпертую, гидравлически связанную с влагой водоносного горизонта.

Грунтовые воды – это подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом водоупорном пласте. Эти безнапорные гравитационные воды имеют свободную поверхность называемую уровнем, или зеркалом грунтовых вод.

Артезианские воды – напорные подземные воды, залегающие в водоносных горизонтах между водоупорными слоями горных пород в вогнутых тектонических структурах. При вскрытии артезианского водоносного горизонта скважиной находящаяся под напором вода поднимается по скважине и может излиться на земную поверхность (в случае, если линия напора лежит выше уровня земли).

Зона аэрации занимает верхний, ненасыщенный слой почвенно-грунтовой толщи от земной поверхности до уровня грунтовых вод. В ней происходят: инфильтрация дождевых и талых вод, формирование почвенной воды и верховодки, фильтрация гравитационной (свободной) воды и десукция влаги растительностью с последующей ее транспирацией

Закон Дарси (фр. Анри Филибер Гаспар Дарси, 1856) связывающий скорость фильтрации жидкости в пористой среде с градиентом давления. Именем Дарси названа единица измерения проницаемости пористой среды. Проницаемость – способность горных пород фильтровать сквозь себя флюиды (состояние вещества, объединяемое жидкость и газы) при наличии перепада давления:

ν_ф = К_ф×I

где: ν_ф – скорость фильтрации (м/сут, мм/мин, см/с); К_ф – коэффициент фильтрации, I – гидравлический уклон.

Скорость фильтрации (ν_ф) – это отношение расхода фильтрационного потока (Q_ф)к площади поперечного сечения в пористой среде (ω_п):

ν_ф = Q_ф / ω_п

Коэффициент фильтрации характеризует водопроницаемость грунтов и выражается в единицах скорости: м/сут, м/ч, м/с, см/с, мм/мин.

Задание 1. а) на схеме 2.1. обозначить: породы зоны аэрации, почвенные воды, верховодку, капиллярную кайму грунтовых вод, водоупорный пласт (слабопроницаемые породы), грунтовые воды.

Рис. 2.1. Схема залегания типов подземных вод зоны аэрации.

б) Письменно ответить на вопросы:

1) назвать факторы, определяющие мощность зоны аэрации?

2) указать типы вод, характерные для зоны аэрации?

3) каков режим вод этой зоны и какими факторами он определяется?

Задание 2. а) на схеме 2.2. «Межпластовые воды» дайте названия цифровым обозначениям.

Рис. 2.2. Схема межпластовых вод.

Задание 3. Определить в каком грунте протекают грунтовые воды, если скорость движения вод 0,5 м/сут. при уклоне водоносного пласта 0,003.

Таблица 2.1

Значения коэффициентов фильтрации

для разных типов грунта

Наименование грунта	Среднее значение коэффициента фильтрации см/с
Песок чистый	1,0 – 0,01
Песок глинистый	0,01 – 0,005
Супесь	0,005 – 0,001
Суглинок	0,001 – 0,00005

Дата добавления: 2015-08-29