Контрольная работа №3
ОСНОВЫГИДРОГЕОЛОГИИ.
Тема 3.1. Подземные воды и их режим
При рассмотрении режима подземных вод следует обратить внимание на то, что в результате ведения горных работ, при строительстве часто происходит нарушение естественного режима подземных вод.
При проведении горных работ в горных породах ниже уровня грунтовых вод необходимо осушение выработок и котлованов, которое затруднено при значительных притоках воды. Горные работы особенно усложняются, если в зону работ попадают плывуны или заболоченные участки. В этом разделе следует познакомиться также с водными свойствами горных пород, режимами подземных вод, определением направления, скорости движения подземных вод и водопритоков к дренажным колодцам (канавам, котлованам, скважинам и др.).
Подземные воды воздействуют непосредственно на подземные строительные коммуникации, крепление горных выработок, подземных сооружений, вызывая затопление, коррозию строительных материалов.
В результате взаимодействия подземных вод и горных пород в основании сооружений происходит изменение физико-механических свойств пород, как правило, приводящее к уменьшению их прочности.
Подземные воды являются одной из причин, вызывающих такие геологические процессы, как просадки лессовых пород, пучение, оползни, карст, суффозию и т.д., в районах развития, которых шахтное строительство сооружений связано со значительными трудностями.
Следует изучить виды воды, содержащиеся в грунтах в зонах аэрации и насыщения, и их влияние на физико-механические свойства горных пород. Необходимо уяснить условия образования различных типов подземных вод и особенности их режима, причем особое внимание следует обратить на верховодку и грунтовые воды. Подземные воды первых от поверхности водоносных горизонтов чаще всего влияют на инженерно-геологические условия местности.
Следует ознакомиться с методами стационарных наблюдений за режимом подземных вод, а также с составленными на основании этих наблюдений картами гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат, с помощью которых можно устанавливать направление и скорость движения подземных вод, глубину их залегания и другие параметры водоносных горизонтов.
Необходимо также рассмотреть вопросы, посвященные химическому составу подземных вод, их жесткости и агрессивности.
Задание 5.
Построить план гидроизогипс по данным замеров высот уровней воды в 16 скважинах (таблица 5). Скважины пробурены по квадратной сетке в водоносном пласте. Расстояние между скважинами 40 м. Масштаб 1: 1000.
По плану гидроизогипс определить:
1. Направление движения подземных вод (показать стрелками).
2. Значение гидравлического уклона и скорости движения подземных вод на участке между скважинами 6-7-11-10. Коэффициент фильтрации берется по варианту из таблицы 6.
3. Определить радиус влияния R и дебит Q совершенной скважины, заложенной в водоносном аллювиальном пласте с грунтовой водой.
Мощность водоносного пласта Н, м; коэффициент фильтрации К, м/сут; диаметр скважины d, мм; понижение уровня воды в скважине S, м (табл. 6).
Таблица 5
Сведения о подземных водах
| Вариант | Гипсометрический интервал, м | Глубина уровня воды в скважинах, отсчитанная от горизонтально залегающего водоупора, м | |||||||||||||||
| 0,5 | 7,5 | 5,0 | 3,0 | 2,0 | 6,0 | 4,0 | 2,5 | 1,5 | 4,5 | 3,0 | 1,5 | 2,5 | 3,0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | |
| 0,2 | 8,2 | 6,8 | 6,0 | 7,0 | 8,6 | 7,8 | 7,2 | 8,0 | 9,2 | 8,4 | 8,8 | 9,0 | 9,8 | 9,4 | 9,0 | 9,6 | |
| 0,5 | 4,0 | 5,5 | 8,0 | 7,0 | 5,5 | 6,0 | 10,0 | 8,5 | 6,0 | 8,0 | 11,0 | 7,0 | 5,5 | 7,0 | 9,0 | 7,0 | |
| 0,5 | 8,0 | 7,0 | 6,0 | 5,0 | 8,0 | 7,0 | 6,0 | 6,0 | 8,5 | 7,5 | 7,0 | 6,0 | 9,0 | 8,0 | 7,0 | 7,5 | |
| 0,5 | 8,0 | 3,5 | 4,5 | 3,5 | 2,5 | 4,0 | 5,5 | 4,5 | 3,5 | 5,0 | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 6,5 | |
| 0,5 | 6,0 | 9,5 | 7,5 | 8,5 | 6,5 | 10,0 | 8,5 | 6,5 | 8,5 | 11,5 | 7,5 | 6,0 | 7,5 | 9,5 | 8,5 | 6,5 | |
| 0,2 | 7,0 | 6,6 | 5,6 | 6,6 | 6,0 | 5,6 | 5,8 | 6,0 | 5,4 | 4,8 | 4,2 | 6,6 | 6,0 | 6,2 | 6,0 | 5,8 | |
| 0,2 | 5,0 | 3,8 | 6,4 | 7,4 | 6,0 | 4,0 | 5,0 | 6,2 | 7,4 | 6,2 | 4,4 | 5,8 | 6,0 | 4,0 | 6,4 | 6,2 | |
| 0,5 | 5,0 | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 6,5 | 5,5 | 7,0 | 8,0 | 7,0 | 6,5 | 8,5 | 11,0 | 9,5 | 8,5 | |
| 0,1 | 7,0 | 6,8 | 6,7 | 6,6 | 6,2 | 6,3 | 6,6 | 6,3 | 6,8 | 6,3 | 5,9 | 6,0 | 6,2 | 6,1 | 6,0 | 6,4 |
Таблица 6
Данные к решению задания 5
| Вариант | Н | К | d | S |
| 4,0 | 5,6 | 1,5 | ||
| 6,0 | 5,0 | 2,4 | ||
| 8,0 | 4,4 | 3,1 | ||
| 10,0 | 4,1 | 4,6 | ||
| 12,0 | 3,9 | 4,6 | ||
| 14,0 | 3,5 | 4,2 | ||
| 15,0 | 3,3 | 5,3 | ||
| 16,0 | 3,2 | 8,2 | ||
| 17,0 | 2,8 | 7,8 | ||
| 18,0 | 2,6 | 9,0 |
Вопросы для самопроверки
1. Какие виды воды находятся в грунте? Каково влияние различных видов воды на свойства грунтов?
2. Сущность конденсационной и инфильтрационной теорий образования подземных вод.
3. Какие типы подземных вод выделяют по условиям их образования?
4. Что такое верховодка? Ее режим и влияние на условия строительства.
5. Какие воды называются грунтовыми? Объясните их образование, рапространение, условия питания я влияние на условия строительства.
6. Какие межпластовые воды называются артезианскими?
7. Что такое режим подземных вод, и какие факторы влияют на него? Виды и цели стационарных наблюдений за режимом подземных вод.
8. Каковы принципы составления гидрогеологических карт (гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат)? Какие задачи решают с их помощью?
Тема 3.2. Динамика подземных вод
В процессе изучения этой темы необходимо получить представление о коэффициенте фильтрация как основном показателе, характеризующем степень водопроницаемости горных пород; об основных видах и законах движения подземных вод.
Следует ознакомиться с классификацией подземных потоков и их гидродинамическими параметрами.
При изучении плоских потоков подземных вод рекомендуется рассмотреть методы подсчета расхода ори горизонтальном м наклонном залеганиях водоупора. Особое внимание необходимо обратить на усвоение полевых и лабораторных методов определения коэффициента фильтрации, методов расчета водопритока как к отдельным скважинам и котлованам, так и к взаимодействующим вертикальным и горизонтальным дренам.
Задание 6
Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песков по
результатам откачки из одиночной скважины (табл.7).
Таблица 7
| Номер варианта | Мощность водоносного горизонта H, м | Дебит скважины Q, м3/сут | Понижение уровня воды в скважине S, м | Радиус влияния скважины R, м | Радиус скважины r, м |
| 0,1 | |||||
| 0,3 | |||||
| 0,1 | |||||
| 0,1 | |||||
| 0,2 | |||||
| 0,3 | |||||
| 0,2 | |||||
| 0,1 | |||||
| 0,3 | |||||
| 0,2 |
Вопросы для самопроверки
1. Сформулируйте основной закон фильтрации и напишите его математическое выражение.
2. Методы определения коэффициента фильтрации и факторы, влияющие на его величину.
3. Какие виды подземных потоков наиболее часто встречаются при гидрогеологических расчетах?
4. Как определяют расход плоского потока при горизонтальном и наклонном залеганиях водоупоров?
5. Какие скважины (колодцы) называются совершенными?
6. Что такое радиус влияния скважины?
7. Как определяется дебит совершенных скважин безнапорных и напорных подземных водах?
8. Какие скважины называются взаимодействующими? Объясните возможность их использования для понижения уровня грунтовых вод.
9. Какие колодцы называется поглощающими и с какой целью их применяют?
РАЗДЕЛ 4.