Дані для побудови карти гідроізогіпс

Таблиця 5.1.

№ водопункту	Абсолютна відмітка гирла водопункту НЗ, м	Глибина залягання рівня ґрунтових вод hҐ, м	Абсолютна відмітка рівня ґрунтових вод НҐ, м
Свердловини
…	…	…	…
Колодязі
…	…	…	…
Шурфи
…	…	…	…

 

3) Нанести абсолютну відмітку ґрунтових вод на топографічний план біля кожного водопункту.

4) Методом інтерполяції визначити проміжні значення відміток поверхні ґрунтових вод між двома найближчими водопунктами (інтерполяція, інтерполювання – у обчислювальній математиці – спосіб визначення проміжних значень величини за наявною дискретною вибіркою відомих значень). Найбільш зручно інтерполювати відмітки за способом трикутників (рис. 4.2). Всі крапки, по яких проводилися виміри, з'єднати прямими лініями. При інтерполяції вказаним методом треба виконати наступні вимоги:

Рис. 4.1. Схема інтерполяції способом трикутників: 1 – гідроізогіпса та її відмітка; 2 – свердловина, її номер і відмітка поверхні ґрунтових вод; 3 – напрям руху підземних вод.

 

а) інтерполяцію проводити тільки між двома найближчими водопунктами;

б) не інтерполювати крапки, розташовані по різних берегах поверхневих водотоків або водоймищ.

5) Крапки з однаковими відмітками поверхні ґрунтових вод з’єднати між собою. Таким чином, здійснюється побудова карти гідроізогіпс. При цьому лінії гідроізогіпс на топографічному плані не повинні перетинатися з однойменними лініями горизонталей поверхні землі. Карту гідроізогіпс побудувати з кроком в 1 м

6) Методом інтерполяції побудувати зони залягання ґрунтових вод.

7) Визначити для заданої ділянки напрям руху (див. рис. 4.4, точки А, Б) і глибину залягання ґрунтових вод. На карті суцільними стрілками показати напрям потоку ґрунтових вод, який завжди перпендикулярний гідроізогіпсам і направлений від більшої відмітки до меншої. Визначити гідравлічний ухил потоку ґрунтових вод і за законом Дарсі обчислити швидкість фільтрації підземних вод.

Ухил потоку ґрунтових вод на ділянці між двома заданими крапками (наприклад, між крапками А і В:

(4.2)

де – абсолютні відмітки поверхні ґрунтових вод відповідно в крапках А та Б;

– відстань (в масштабі) між крапками А та Б.

Швидкість фільтрації за формулою Дарсі [6]:

 

, (4.3)

 

м²/добу

 

Дійсна швидкість фільтрації:

 

, (4.4)

де – активна пористість гірських порід;

F – площа поперечного перерізу, м² (в розрахунках прийняти за одиницю).

м/добу.

8) Визначити характер взаємозв'язку ґрунтових вод з поверхневими водами.

Характер взаємозв'язку ґрунтових і поверхневих вод визначається за характером сполучення (конфігурації) ліній гідроізогіпс з річкою. В природі спостерігаються три основні випадки (рис. 4.2):

а) ґрунтові води живлять поверхневі;

б) поверхневі води живлять ґрунтові;

в) поверхневі води (річки) одночасно живлять та дренують (розвантажують) ґрунтові води.

Рис. 4.2. Типи зв’язку з поверхневими водами: а) ґрунтові води живлять поверхневі; б) поверхневі води живлять ґрунтові; в)поверхневі води (річки) одночасно живлять та дренують (розвантажують) ґрунтові води

 

Рис. 4.3. Карта гідроізогіпс. Масштаб 1: 1 000 (приклад)

 

Рис. 4.4. Топографічний план родовища. Масштаб 1:10 000.

 

 

Вихідні дані для практичної роботи № 4

Таблиця 4.2

 

Номер водопункту	Абсолютна відмітка устя водопункту, м	Глибина залягання рівня ґрунтових вод, м
Свердловини:
	178,2	1,5	1,6	1,7	1,7	1,9	2,0	2,1	2,2	2,4	2,5
	173,9	1,1	1,2	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,6	1,7	1,8
	180,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,5	2,6	2,7
	184,2	5,9	6,2	6,5	6,8	7,1	7,4	7,7	8,3	8,6	8,9
	176,7	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5,2	5,4	5,6
	180,8	4,0	4,4	4,8	5,2	5,6	6,0	6,4	6,8	7,2	7,6
	174,0	3,3	3,5	3,7	4,0	4,4	4,7	5,0	5,2	5,4	5,6
	172,3	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,5	2,6
	181,4	4,3	4,6	5,0	5,3	5,7	6,1	6,5	6,8	7,1	7,4
	177,7	3,9	4,3	4,8	5,2	5,7	6,2	7,2	7,2	7,6	8,1
	179,4	2,6	3,0	3,5	4,0	4,5	4,9	5,2	5,6	6,0	6,5
	172,2	1,4	1,5	1,7	1,9	2,1	2,3	2,5	2,7	2,8	3,0
	173,3	3,3	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5,0
	173,8	1,2	1,3	1,4	1,2	1,4	1,2	1,3	1,4	1,3	1,5
	185,4	5,0	5,7	6,3	6,9	7,5	8,1	8,7	9,3	9,9	10,5
Колодязі:
	173,8	0,6	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
	171,8	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
Шурфи:
	170,4	0,6	0,6	0,7	0,7	0,6	0,7	0,8	0,8	0,9	0,9
	170,2	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,8	0,8	0,9	0,9	1,0
	168,7	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,4	0,6	0,6	0,6
	166,8	0,2	0,3	0,2	0,3	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4
	167,4	0,5	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,1	1,2
	166,9	0,7	0,8	0,7	0,8	0,8	0,9	1,0	1,1	1,0	1,1
Джерело	170,1
Кф, м/добу		1,91	5,8	2,8	54,6	10,7	8,4	35,0	24,5	0,96	1,2

 

Продовження таблиці 4.2

 

Номер водопункту	Абсолютна відмітка устя водопункту, м	Глибина залягання рівня ґрунтових вод, м
Свердловини:
	178,2	3,1	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,5	3,7	3,8
	173,9	2,3	2,4	2,5	2,4	2,5	2,6	2,7	2,9	2,8	2,9
	180,6	6,6	6,8	7,0	7,2	7,4	7,6	7,8	7,9	8,1	8,3
	184,2	16,7	16,9	17,1	17,3	17,6	18,0	18,3	18,5	18,7	18,9
	176,7	9,5	9,6	9,5	9,7	9,8	9,7	9,9	9,8	9,9	10,0
	180,8	14,9	15,0	15,1	15,2	15,3	15,4	15,5	15,6	15,7	15,8
	174,0	8,4	8,5	8,7	8,9	9,0	9,2	9,4	9,6	9,7	9,8
	172,3	3,4	3,5	3,4	3,5	3,4	3,6	3,7	3,9	3,8	3,9
	181,4	13,2	13,4	13,6	13,8	14,0	14,2	14,4	14,7	14,7	15,2
	177,7	11,7	11,8	11,9	12,0	12,2	12,4	12,6	12,8	13,0	13,2
	179,4	12,5	12,6	12,7	12,8	13,0	13,1	13,2	13,4	13,5	13,7
	172,2	4,9	5,0	4,9	5,1	5,2	5,3	5,4	5,5	5,4	5,5
	173,3	7,3	7,4	7,3	7,5	7,4	7,5	7,6	7,7	7,6	7,7
	173,8	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,8	3,9	4,1
	185,4	18,5	18,7	18,9	19,1	19,3	19,5	19,8	20,1	20,4	20,7
Колодязі:
	173,8	2,4	2,5	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	2,8	2,9
	171,8	1,4	1,5	1,4	1,6	1,4	1,5	1,6	1,7	1,6	1,7
Шурфи:
	170,4	1,2	1,3	1,4	1,2	1,4	1,2	1,2	1,4	1,3	1,4
	170,2	1,5	1,6	1,7	1,5	1,6	1,7	1,6	1,7	1,6	1,7
	168,7	0,5	0,6	0,5	0,6	0,6	0,5	0,6	0,5	0,6	0,6
	166,8	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4	0,4	0,4
	167,4	1,9	2,0	1,9	2,0	1,9	2,0	2,0	2,1	2,0	2,1
	166,9	2,0	2,1	2,0	2,1	2,0	2,1	2,1	2,2	2,1	2,2
Джерело	170,1
Кф, м/добу		2,1	5,95	42,6	43,5	4,8	7,2	8,48	5,7	8,5	19,0

 

Продовження таблиці 4.2

 

Номер водопункту	Абсолютна відмітка устя водопункту, м	Глибина залягання рівня ґрунтових вод, м
Свердловини:
	178,2	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,4	2,5
	173,9	2,3	2,4	2,5	2,4	2,5	2,6	2,7	2,9	2,8	2,9
	180,6	6,6	6,8	7,0	7,2	7,4	7,6	7,8	7,9	8,1	8,3
	184,2	16,7	16,9	17,1	17,3	17,6	18,0	18,3	18,5	18,7	18,9
	176,7	9,5	9,6	9,7	9,8	9,7	9,7	9,9	9,8	9,9	10,0
	180,8	14,9	15,0	15,1	15,2	15,3	15,4	15,5	15,6	15,7	15,9
	174,0	8,4	8,5	8,7	8,9	9,0	9,2	9,4	9,6	9,7	9,8
	172,3	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,5	2,6
	181,4	4,3	4,6	5,0	5,3	5,7	6,1	6,5	6,8	7,1	7,4
	177,7	3,9	4,3	4,8	5,2	5,7	6,2	6,7	7,2	7,6	8,1
	179,4	2,6	3,0	3,5	4,0	4,5	4,9	,5,2	5,6	6,0	6,5
	172,2	1,4	1,5	1,7	1,9	2,1	2,3	2,5	2,7	2,8	3,0
	173,3	3,3	3,4	3,6	3,6	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5,0
	173,8	1,2	1,3	1,4	1,2	1,4	1,2	1,3	1,4	1,3	1,5
	185,4	5,0	5,7	6,3	6,9	7,5	8,1	8,7	9,3	9,9	10,5
Колодязі:
	173,8	0,6	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
	171,8	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
Шурфи:
	170,4	0,6	0,6	0,7	0,7	0,6	0,7	0,8	0,8	0,9	0,9
	170,2	1,5	1,6	1,7	1,5	1,6	1,7	1,6	1,7	1,6	1,7
	168,7	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6
	166,8	0,3	0,3	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4	0,4	0,4
	167,4	1,9	2,0	1,9	2,0	1,9	2,0	2,0	2,1	2,0	2,1
	166,9	0,7	0,8	0,7	0,8	0,8	0,9	1,0	1,1	1,0	1,1
Джерело	170,1
Кф, м/добу		0,92	4,9	8,2	45,8	9,5	5,3	20,3	2,95	2,8	1,75

 

 

Практична робота № 5

Тема: “ Побудова карти гідроізоп’єз ”

 

Мета: ознайомитися із основними закономірностями поширення артезіанських (напірних) вод за допомогою побудови карти гідроізоп’єз.

Артезіанськими водами називаються підземні води, що знаходяться у водоносних горизонтах (комплексах), які перекриті водотривкими пластами та мають гідростатичний напір. Цей напір проявляється в підйомі рівня води над покрівлею пласта при розкритті його свердловинами чи іншими видами виробок. При сприятливих геоструктурних та гідрогеологічних умовах свердловини можуть фонтанувати.

Характерними особливостями артезіанських вод є те, що:

1) вони залягають у водоносних пластах, які підстеляються і перекриваються водотривкими (або відносно водотривкими) шарами;

2) при розкритті артезіанських водоносних горизонтів свердловинами рівень води в них піднімається вище покрівлі горизонту.

За умовами залягання водоносних горизонтів та формування артезіанських вод виділяються такі артезіанські гідрогеологічні структури: артезіанські басейни, артезіанські схили, субартезіанські басейни.

Характер п`єзометричної поверхні водоносного горизонту на гідрогеологічних картах відображається п`єзоізогіпсами (гідроізоп’єзами). Це лінії, які з`єднують точки з однаковими відмітками рівнів підземних вод [2].

Карта гідроізоп’єз відображає форму п’єзометричної поверхні артезіанських вод. У зв'язку з цим по карті можна визначити важливі гідрогеологічні параметри водоносного пласта та особливості його будови.

Форма п’єзометричного рівня артезіанських вод характеризується згущуванням або розрідженням гідроізоп’єз, що свідчить про зміну водопроникності порід водоносного пласта або його потужності. Так, із зменшенням водопроникності порід вниз за течією п’єзометрична поверхня стає крутіше, а гідроізоп’єзи згущуються. І навпаки, якщо водопроникність порід збільшується за потоком, то п’єзометрична поверхня стає більш пологою – гідроізоп’єзи розріджуються. Пропонується визначити ділянки, де відбувається зміна водопроникності гірських порід водоносного горизонту.

За картою гідроізоп’єз можна визначити і інші параметри напірного водоносного горизонту:

а) напрям руху артезіанських вод на заданій ділянці (див. рис. 4.4, точки А, Б);

б) ухил п’єзометричної поверхні на заданій ділянці;

в) ділянки, де відмітки п’єзометричного рівня артезіанських вод перевищують відмітки поверхні землі, тобто ділянки можливого самовиливу артезіанських вод;

г) ділянки зміни водопроникності порід напірного водоносного горизонту.

Хід роботи

1. Визначити абсолютні відмітки п'єзометричного рівня вод H_П для кожного водопункту на топографічному плані (див. рис. 4.4) за виразом:

 

H_{П =} H_З – h_П - (5.1)

 

Скласти таблицю для побудови карти гідроізогіпс. Для цього, як і в попередній роботі, з табл.5.2 виписати номер водопункту, абсолютні відмітки поверхні землі для кожного водопункту (другий стовпчик) і глибину залягання ґрунтових вод (третій стовпчик) цих же об’єктів із відповідними ізогіпсами поверхні землі або гідроізогіпсами, що проходять відповідну відмітку при інтерполяції їх згідно масштабу. До четвертого стовпчику занести отримані значення абсолютної відмітки рівня ґрунтових вод (див. табл. 5.1).