78. Подземные воды в трещинов. И закарстованных породах.

Трещинные воды – это воды циркулирующее в трещинных горных породахВ зависимости от условия их залегания и распространения они могут быть грунтовые, межпластовые и жильные. Трещинно-грунтовые воды развиты в верхних трещен. зонах скальных массивов до глубины 80-100 м. Межпластовые трещинные воды циркулируют в артезианских бассейнах, водоносные горизонты которых представляются трещинными горными породами. Трещинно-жильные воды развиты в зонах тектонич. нарушений с крупными трещинами. Это линейно вытянутые водные потоки – жилы, уходящие на глубину на несколько 100 м.

Карстовые воды – подзем. воды, которые циркулируют по трещинам и пустотам карстового происхождения. Могут быть карстовыми и трещинно-карстовыми.

79. Естественные выходы подземных вод на поверхность.

Это родники. Родники бывают нисходящими источниками(постоянно действующими, переливающимися и сифонными), восходящими(находящимися в долинах рек, образующимися при вскрытии артезианских скважин и располог-ся вдоль сбросовых трещин)

РИС №2

80. Динамика подземных вод. Инфильтрация и фильтрация. Раздел геологии изучающий движение подземных вод наз-ся динамикой пдз. вод.Различают два способа перемещения вод в горных пордах:

• инфильтрация – это передвижение воды при частичном заполнении вод воздухом или водяными порами, такой тип наблюдается в зоне айрации.

фильтрация – это движение подз. вод при полном заполнении пор трещин пород водой. Масса движущейся воды создаёт фильтрационный поток. Фильтрац. потоки различают по хар-ру движения, по гидравлическому состоянию, по режиму фильтрации.

81.Виды фильтрационных потоков по характеру движения подземных вод. Фильтрац. потоки различают по хар-ру движения, по гидравлическому состоянию, по режиму фильтрации.

По хар-ру движения: установившиеся, неустановившееся.При установивш. дв-нии все элементы фильтрац. потока(скорость, расход, направление) не изменяются во времени.При неустановившемся потоке все элементы потока изменчивы в пространстве и времени.

По гидравлическому состоянию: безнапорные, напорные, напорно-безнапорные.Для напорных потоков хар-но полное заполнение поперечного сечения водоносного слоя, наличие пьезометр. уровня, движение воды происходит под действием силы тяжести и за счёт упругих свойств воды. Для безнапорных потоков хар-но частичное неполное заполнение поперечного сечения потока. Поток имеет свободны поверхности. Движения воды происходит под действием силы тяжести, режим фильтрационно-жесткий.Напорно-безнапорные потоки образуются при откачке воды из скважин, когда пьезометр. уровень опускается нижк кровли водоносн. горизонта.Виды движения воды в грунтах:

• ламинарное (струйки воды перемещаются без завихрений, параллельно друг другу, наблюдается в породах с коэффициентом фильтрации k_ф≤ 300-400 м/сут)

• турблентный (хар-ся вихревым потоком, наблюд-ся в пордах с крупными трещинными порами, k_ф≥ 300-400 м/сут)

Ф ильтраац. потоки в плане могут быть плоские и радиальные.

8 2.Фильтрационные потоки в плане, границы потоков. Фильтраац. потоки в плане могут быть плоские и радиальные.

Для плоского потока характерно движение струек воды более или менее параллельно друг другу.Радиальные потоки хар-ся различным направлением дв-ния струек воды и могут быть радиально-расходящимися и радиально-сходящимися.Границами потока являются: для напорных: сверху и снизу водоупорные слои; для безнапорных: снизу–водоупор, сверху–свободная поверхность, с боку–реки, озера, каналы.

83.Основной закон движения подземных вод.

Д вижение подз. вод осуществ-ся или происходит при полном заполнении пор водой, при ламинарном хар-ре движения воды и подчиняется при этом закону ламинарной фильтрации Дарси. Движение происходит за счет разности гидравлических уровней Н1 и Н2 (напоров). Чем больше разность напора Н1- Н2=∆Н, тем выше скорость движения воды. Отношение разности напоров к длине пути фильтрации L наз-ся гадравлическим градиентом и равно: I=(Н1- Н2)/L=∆Н/L Чем больше гидравлический градиент, тем выше скорость дв-ния воды. Количество или расход воды происходящий через поперечное сечение водоносного слоя опред-ся согласно закону Дарси. Q=kfF(∆Н/L) Q=kfFI Q– расход(кол-во) воды фильтрующейся через поперечное сечение в единицу времени. [Q]=[м3/сут] kf – коэфф. фильтрации[м/сут] F – площадь поперечного сечения водоносного слоя [м2] Разделив обе части уравнения на F Q/F= kfI Q/F=v – скорость движения воды v= kfI Примем I=1: v= kf

Для слабофильтр. грунтов выражение для определения скорости воды имеет вид: v= kf(I-I0) I0– начальный напорный градиент Для турбулентных потоков скорость движения воды опр-ся из ур-ния Красносельского v= kf√I Скорость дв-ния воды v – величина кажущееся. Действит. скорость дв-ния воды больше. vкаж= Q/F vдейст= Q/F*n, n–пористость грунта в долях единиц. vдейст=v/n

84. Скор движ подземных вод, действительная и кажущаяся. Скорость дв-ния воды v – величина кажущееся v_каж= Q/F. Формула не отвечает действительной скорости воды в потоке. Это связанно с тем, что в формулу входит величина F, отражающая все сечение фильтрующейся породы, а вода, течет лишь через часть сечения, равную площади и трещин породы. Поэтому v является кажущейся. Действительная скорость дв-ния воды больше. v_каж= Q/F; v_дейст= Q/F*n, n–пористость грунта в долях единиц. v_дейст=v/n

85. Коэф. фильтр. Опр коэф. фильтрации расчетным методом. Коэффициент фильтрации – количество воды, проходящее в единицу времени через поперечные сечения при напорном градиенте равном 1.

Величина коэфф. фильтрации зависит:

от размеров и формы пор между частицами,

от вязкости и плотности воды,

от минер. состава грунта,

от степени засолённости грунта

от t воды и др. факторов.

РАСЧЁТНЫЙ МЕТОД Он используется для песчаных и гравелистых грунтов. Для опр-ния коэфф. фильтрации пользуются формулой Хазена: kf=c*d²₁₀(0,7+0,3t)

c – эмпирический коэф., определяемый по таблице или формуле Ляме: с=400+40(n-20), в процентах пористости грунта

d₁₀–эффективный диаметр;

t–температура фильтр. воды, в ^◦C

86. Лабораторные методы определения коэф фильтрации.

В лабор. практике используются приборы с постоянными и переменными напорами:

• прибор Тима

• Тима-Каменского

• трубка Спец ГЕО и др.

Q=kf*F*I

kf= Q/(F*I)= Q/(F*(∆h/L))

87. Полевые методы определения коэффициента фильтрации.

1. Метод налива Q/F=v=kf

2. Метод Богорева

3. Метод Богорева-Нестерева

88.Определение направления и скорости движения грунтовых вод по методу треугольника.

На площадке равностороннего треугольника бурятся скважины на расстоянии 5–100 м. Определяются абсол. отметки воды.

89. Определение направления и скорости движения грунтовых вод по методу скважин.

r=1–2 м (20м) 1–впускная скважина 2–наблюдаемая скважина. В первую скважину запускается синька или флюристин. v_дейст=r/t

90. Определение направления и скорости движения грунтовых вод по карте гидроизогипс.

v =kf*I;

I= (H1-H2)/L

v_дейст=kf*I/nL

v_дейст=kf*(H1-H2)/nL

91.Расход плоского безнапорного потока в однородных пластах при горизонтальном водоупоре.

Q=k_fFI - ф-ла Дарси

F=B*(H₁+H₂)/2

I=(H₁-H₂)/L

Q=k_f B(H₁²-H₂²)/2L – общий расход

q=Q/B=k_f(H₁²-H₂²)/2L – единичный поток

92.Расход плоского безнапорного потока в однородных пластах при наклонном водоупоре.

93.Расход плоского напорного потока в однородных пластах при параллельных водоупорах.

94.Расход плоского напорного потока в однородных пластах при непараллельных водоупорах.

95. Виды водозаборных сооружений.

Водозаборные сооружения называются сооружения с помощью которых производятся забор подземных для очистки, водоснабжения и др. целей.

Водозаборы бывают:

-вертикальные (буровые скважины, шахтные колодцы);

-горизонтальные (траншеи);

-лучевые (водозаборные колодцы с водоприемными лучами(фильтрами));

1)по количеству водозаборных скважин А)одиночные Б)групповые

2)по вскрытию водоносного слоя А)совершенные Б)несовершенные

3)по виду скрытых межпластовых вод: А)грунтовые Б)артезианские В)грунтово-артезианские(напорно-безнапорные)