|
Читайте также: |
Верховодка
Как явствует из названия, верховодка образует верхний горизонт подземных вод. Ее уровень, как правило, расположен вблизи дневной поверхности. В связи с этим верховодка является основным горизонтом, эксплуатируемым садоводами.
Однако именно из-за своей доступности этот горизонт обладает существеннейшими недостатками. А именно: в зависимости от времени года глубина залегания его может изменяться в самых широких пределах – от образования открытого зеркала на дневной поверхности до опускания горизонта на несколько метров в глубину. В наиболее же засушливое время, когда вода особенно необходима саду, верховодка может исчезать полностью. Кроме этого, верховодка может существенно загрязняться всем тем, что используется не только самим садоводом, но и его соседями на своих участках: химикалиями против вредителей, минеральными удобрениями, органическими удобрениями, нефтепродуктами и маслами от автомашин, красителями и т. п. С понижением уровня воды крепость такого «коктейля» возрастает.
Межпластовые воды
Межпластовые воды, как правило, более труднодоступны, так как не залегают в непосредственной близости от поверхности, а перекрыты «водоупором» (слоем глинистого грунта) большей или меньшей мощности. В связи с этим описанные выше недостатки верховодки у них отсутствуют. Водообильность связанных с межпластовыми водами источников и химический состав вод, расположенных в них, сравнительно постоянны.
Воды этого типа могут быть безнапорными, т. е. уровень таких вод и после вскрытия их шурфом или скважиной остается в пределах водоносного слоя (песков), не поднимаясь в зону «водоупора» (слоя глин). Но они могут обладать и весьма значительным напором, в том числе настолько большим, чтобы свободно изливаться на дневную поверхность. Это явление наблюдается в тех случаях, когда область питания горизонта воды располагается значительно выше, чем уровень земли на участке вскрытия этого горизонта.
Самоизливающиеся или артезианские воды
Самоизливающиеся напорные воды имеют локальное распространение и больше известны у садоводов как «ключи». В тех же случаях, когда они распространены на больших площадях и обладают большим напором, они нередко получают название артезианских (по древнеримскому названию провинции Артуа во Франции, самоизливающиеся скважины которой широко известны).рховые воды (почвенные) –залегают спорадически в виде линз на местных водоупорах или находятся в
подвешенном состоянии в зоне аэрации. Верховые воды образуются в период дождей или активного снеготаяния. В
сухое время года испаряются (эвапотранспирация) или инфильтруются, пополняя запасы грунтовых вод.
Подземные воды, находящиеся в непосредственном контакте с атмосферой через открытые поры проницаемой среды, называются безнапорными. Напорные воды отделены от атмосферы относительно водонепроницаемыми породами. Так называемые слабонапорные воды находятся в переходных условиях, характерных как для напорных, так и безнапорных вод.
Напорные воды также называют артезианскими. Первоначально этот термин относили к водам, обладающим достаточным напором для самоизлива на поверхность земли. В последние годы термин артезианские воды становится более или менее синонимичным термину напорные воды.
16 ВОПРОС
Основной закон движения подземных вод
В движении подземные воды испытывают трение о минеральные частицы. Поэтому скорость их меньше, чем
поверхностных вод.
С ростом водопроницаемости и уклона зеркала подземных вод возрастает скорость потока. Ее величина меняется от
мм/сутки до десятков метров в сутки.
Движение подземных вод происходит при наличии разности потенциальной энергии в сечениях потока.
В водонасыщенных грунтах в ламинарном потоке скорость движения подчиняется закону Дарси:
Генри Дарси и его соратник Чарлз Риттер (1856) экспериментально открыли закон:
Cкорость фильтрации воды в пористой среде пропорциональна напорному градиенту в первой степени (при
ламинарном движении).
Q = Кф х F х dH / L = Кф х F х I
или V= Кф х I
Напорный(гидравлический) градиент: I = dH / L,
Коэффициент фильтрации [м/сутки] — это скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. Он
является характеристикой водопроницаемости грунтов.
Для определения градиента напора удобна карта гидроизогипс, на которой подземные воды отображаются в виде
гидроизогипс - линий равных гидростатических напоров. По карте можно определить значение гидростаического
напора, скорости движения подземных вод, рассчитать глубину их залегания, оценить взаомодействие поверхностных
и подземных вод.
Расход плоского потока подземных вод
Пример плоского потока: движение подземных вод к траншеям, штольням идр.
Расход грунтового (безнапорного) потока в однородных пластах.
Условие. Водоупор горизонтальный, пласт однородный, траншея совершенная (полностью прорезает водоносный
горизонт), поток стационраный.
Приток воды к водозаборным скважинам
Движение подземных вод к скважине в период откачки происходит в форме радиального потока. Объем воды,
выдаваемой скважиной в единицу времени, называют дебитом [л/с, мз/сут]. Вследствие трения воды о частицы
грунта происходит воронкообразное понижение уровня. Образуется депрессионная воронка, имеющая в плане
форму, близкую к кругу, а в вертикальном разрезе - параболическую.
Знание размеров депрессионной воронки позволяет
– оценить Кф
-- выделить зоны санитарной охраны,
--определить причины загрязнения источника водоснабжения и др.
Впервые, расчет водопритока в совершенный колодец (скважину) выполнен французским ученым Ж.Дюпюи и
лежит в основе многих гидрогеологических расчетов.
Схема расчета: cовершенная скважина, безнапорные воды, стационарный режим. Стационарный режим фильтрации
устанавливается при стабильном положении уровня подземных вод, если возникает равновесие пополнения и отбора воды из водоносного горизонта.
17 ВОПРОС
Водозабо́рные сооруже́ния (также известны как водозаборный узел — ВЗУ, или каптаж) — сооружения для забора воды из источника, состоящие из ряда основных инженерных объектов:
Схема водозаборного узла, обустройство водозаборного узла, подача воды из артезианской скважины
· водозаборного устройства со станцией первого подъема (обычно это погружные насосы);
· узел учёта воды из водосчетчиков — расходомеров;
· водоподготовки для доведения качества воды до норм питьевой воды;
· резервуара чистой воды (РЧВ);
· резервуара пожарного запаса (пожарный резервуар);
· насосной станции второго подъема для поддержания давления и подачи воды потребителю в требуемом объёме;
· водонапорной башни (альтернатива насосной станции второго подъема);
· станция пожаротушения (пожарные насосы);
· дренажная система выполняет отвод вод при аварийном переполнении резервуаров, подтоплении водозаборных сооружений.
· контрольно-измерительные приборы и автоматика (сокр. КИПиА или КИПиС) следят за работоспособностью оборудования, регулируют расходы воды, ведут журналы изменений характеристик: уровней, расхода воды, аварийных ситуация и т. п., выполняет автоматическое обслуживание оборудования, например, автоматическая промывка станции водоподготовки. Полный перечень выполняемых автоматически действий зависит от конкретных требований технического задания Заказчика к объекту водозаборного узла;
Большие (перекачивающие свыше 10 000 куб.м/сут) водозаборные сооружения могут иметь собственную инфраструктуру:электрическую подстанцию, газораспределительную подстанцию (ГРП), котельную, диспетчерский пункт с возможностью нести вахту, лабораторию для контроля качества воды и прочее.
Место для размещения водозаборного сооружения, так называемый землеотвод, должно быть согласовано с государственным органом санитарно-эпидемиологического надзора и удовлетворять санитарно-эпидемиологическим (СанПиН) и строительным нормам (СНиПам) и пр.
Водопонижение на строительстве метрополитенов применяют при сооружении станций, тоннелей и подземных переходов, возводимых открытым способом, при проходке станционных и перегонных тоннелей закрытым способом, при строительстве стволов шахт, а также выполнении различных работ, сопутствующих сооружению тоннелей метрополитена (перекладка коммуникаций, подводка или укрепление фундаментов и др.).
Для водопонижения применяют: легкие иглофильтровые установки, эжекторные иглофильтры, установки вакуумного и забойного водопонижения, а также глубинные насосы, устанавливаемые в водопонижающие скважины.
Водопонижение с помощью легких иглофильтров. Этот способ основан на создании и поддержании вакуума самовсасывающими насосами в широко разветвленной сети иглофильтров, погруженных в грунт и соединенных резиновыми шлангами с коллектором (рис. 87). Грунтовая вода засасывается через фильтры во всасывающий коллектор и откачивается насосами за пределы осушаемой площади. Легкий иглофильтр представляет собой колонну труб диаметром 46-50 мм и длиной до 8,5 м, соединенных герметично. В нижней части колонны имеется фильтровое звено, состоящее из двух труб: наружной, имеющей по всей поверхности равномерно распределенные отверстия, и внутренней, с открытым нижним концом. Наружная труба обматывается спиралью, поверх которой натягивается фильтрационная сетка. Звено заканчивается наконечником с шаровым клапаном. Каждый иглофильтр погружают в грунт с помощью гидроподмыва, используя давление струи воды.
Одним ярусом легких иглофильтров можно понизить уровень грунтовых вод до 4,5 м. Для понижения грунтовых вод на большую глубину применяют иглофильтры, которые располагают ярусами. Легкие иглофильтровые установки типа ЛИУ используют при разработке котлованов и траншей в грунтах с коэффициентом фильтрации до 1 м/сут.
Водопонижение с помощью эжекторных иглофильтров. Такие иглофильтры имеют специальное устройство для подъема воды — эжектор (водоструйный насос). Одним ярусом таких эжекторных иглофильтров можно понизить уровень грунтовых вод до 18-20м в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-1 м/сут.
Вакуумный метод водопонижения. Метод основан на создании устойчивого вакуума на наружных поверхностях водоприемных устройств (фильтровых участках труб). Вакуумирование водонасыщенных грунтов применяют для усиления эффекта водопонижения в сложных гидрогеологических условиях — в грунтах с коэффициентами фильтрации 0,05— 2 м/сут, при малой водопроницаемости, низкой водоотдаче и неоднородном сложении грунтов, в частности при переслаивании водоносных и водоупорных слоев.
Вакуумирование достигается применением установок вакуумного водопонижения УВВ с обычным иглофильтром для понижения уровня грунтовых вод до глубины 6-7 м, эжекторными вакуумными водопонижающими установками ЭВВУ с вакуумными концентрическими скважинами, позволяющими вести врдополижение до глубины 20-22 м в переслаивающихся водоносных и водоупорных грунтах, и установками забойного водопонижения УЗВМ, предназначенными для осушения мелких и пылеватых песков в призабойной зоне при открытом и закрытом способах работ.
В установках УВВ для создания в полости всасывающего коллектора устойчивого вакуума используется водовоздушный эжектор, активизирующий в основном воду, которая выделяется из во-довоздушной смеси, поступающей из иглофильтров. Вода откачивается водоводяным эжектором. Оба эжектора питаются рабочей водой, поступающей к ним от центробежного насоса. Для обеспечения устойчивой работы каждый из эжекторов может принимать на себя функции другого.
Эжекторные вакуумные водопонижающие установки с вакуумными концентрическими скважинами отличается от обычных установок с эжекторными иглофильтрами конструкцией скважин.
Установка забойного водопонижения, работающая на принципе вакуумного водопонижения (рис. 89) при проходке тоннеля щитовым способом позволяет преодолевать участки со сложными гидрогеологическими условиями.
Глубинное водопонижение. Этот способ основан на откачке воды из водоносных слоев с помощью глубинных центробежных насосов, устанавливаемых в водопонижающих скважинах, пробуренных вокруг будущей подземной выработки. В скважины опускают трубчатые фильтры на уровень водоносного горизонта, и затем буровые обсадные трубы извлекают из грунта, при этом создается непосредственный контакт фильтра с окружающим его грунтом. В результате откачки воды из скважины глубинным насосом образуется депрессионная воронка, внутри которой грунты в значительной степени осушаются. Глубинное водопонижение применяют при откачке воды с глубин более 20 м.
Сток воды в пониженные участки и понижение уровня подземных вод называют дренажом. В природе, естественный
дренаж осуществляется оврагами, балками, долинами рек, морями и т. д. В период строительства и эксплуатации
сооружений уровень подземных вод снижают искусственными дренами. Рациональное водопонижение
обеспечивается разными системами дренажа, которые учывают как техноегенные, так и гидрогеологические условия.
Примеры систем дренажа:
– cистематический (для незначительного понижения уровня грунтовых вод (1-5 м) на больших территориях,
– кольцевой (применяют для отдельных сооружений, котлованов, карьеров),
– головной (перехватывает поток подземных вод и понижает его на небольшом участке),
– береговой (перехватывает и понижает поток подземных вод вблизи рек и водоемов),
– пластовый (сооружается в основаниях зданий и сооружений).
18 ВОПРОС
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ (а. geological-engineering processes; н. ingenieurgeologische Vorgange; ф. processus geotechniques; и. procesos geotecniсоs) — современные геологические процессы, возникшие или активизирующиеся под влиянием техногенных факторов. К инженерно-геологическим процессам относятся: переработка берегов водохранилищ; просадки в лёссах при обводнении; возникновение оползней при выемке горных пород, строительстве городов, дорог, карьеров и т.п.; деформациипород под воздействием фильтрации потока вод при сооружении плотин, откачке вод из выработок; активизация выветривания и т.п. Типы, механизм, интенсивность развития и распространения инженерно-геологических процессов определяются особенностями геологической среды и характером воздействия на неё техногенных факторов. Например, при создании отвалов горных пород на склоне Кураминского хребта, не обладавших достаточным запасом устойчивости, возник оползень объёмом 600-700 млн. м3; при нерегулируемом сельскохозяйственном орошении земель, неорганизованном сбросе вод происходит подтопление территории, возникают деформации грунтов и сооружений.
Увеличение техногенного воздействия вызывает возрастающее распространение инженерно-геологических процессов разных типов, объёмов и интенсивности, иногда с катастрофическими последствиями. В связи с этим проводят оценку и прогноз инженерно-геологических процессов на основе сходства их развития с геологическими процессами, протекающими в естественных условиях, путём детального изучения инженерно-геологических процессов по сети научных стационаров (геодинамических полигонов). С целью рационального инженерного использования территории, обеспечения устойчивости сооружений даются рекомендации по инженерной защите, разрабатываются классификации инженерно-геологических процессов, в которых учитываются факторы возникновения, среда, механизм процессов. Наибольшее практическое значение имеют региональные частные классификации как наиболее конкретные и целенаправленные (например, оползней Крыма, карста Приуралья). Общие классификации имеют большое методическое значение, в них сопоставляются геологические и инженерно-геологические процессы и явления и учитываются факторы, механизм и интенсивность развития процессов, распространение (поражённость территории) и масштабность (объёмы), что позволяет более обоснованно выбирать системы защитных мероприятий.
Для предотвращения неблагоприятного воздействия инженерно-геологических процессов на территории и сооружениях проводят инженерные, лесомелиоративные и другие мероприятия, осуществляют режимные наблюдения за развитием процессов, составляют и уточняют прогнозы, оповещают о степени опасности для принятия неотложных мер, исключающих катастрофические последствия.
19 ВОПРОС
Изменения в составе, структуре, рельефе ЗК называются геологическими процессами. Они развиваются
непрерывно под влиянием факторов эндогенной и экзогенной природы.
Своей деятельностью человек способен изменить силу и направление геологических процессов, НАПРИМЕР:
- Укрепить берег и остановить его разрушение;
- предотвратить разрушение вечной мерзлоты в городе;
- остановить развитие оползней.
- предотвратить подтопление городских территорий и т.д.
Деятельность поверхностных вод
- водная эрозия –образование оврагов, балок…
- геологическая деятельность рек
- переработка берегов морями, водохранилищами
- сели – грязекаменные потоки
- снежные лавины
Плоскостная эрозия представляет собой смыв верхних горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за масштабности проявления.
русловой поток, термин, объединяющий все водные потоки (реки, горные потоки, ручьи, образующиесяпри ливнях и таянии снега, а также каналы) независимо от их размера и происхождения, протекающие вболее или менее размываемом грунте и потому формирующие ложе или русло в соответствии со своимиособенностями (расходом, скоростями течения, уклоном и др.), а также свойствами грунта и характеризуется происходящими в нём русловыми процессами, в результате чегорусло принимает извилистую (меандрирующую) форму.
русловой процесс, совокупность процессов, возникающих при взаимодействии руслового потока и размываемого русла, определяющих рельеф последнего и режим его сезонныхизменений. Р. п. имеют место в реках и каналах. Взаимодействие потока и русла заключается в том, чторусло управляет потоком, формируя в нём распределение скоростей (скоростное поле), а поток создаётсебе русло, отвечающее его скоростному полю. При этом поток размывает русло в местах, где скоростидостаточно велики, транспортирует наносы во взвешенном и влекомом состоянии и откладывают их там, гдескорости малы. Поэтому глубины русла по длине потока распределяются неравномерно: глубокие места —плёсы, чередуются с мелкими — перекатами.
Сель (в гидрологии от араб. сайль — «бурный поток») — поток с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород (до 50—60% объёма потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек, как правило, ливневыми осадками или бурным таянием снегов.
Сель — нечто среднее между жидкой и твёрдой массой. Это явление кратковременное (обычно оно длится 1—3 ч), характерное для малых водотоков длиной до 25—30 км и с площадью водосбора до 50—100 км².
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 180 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |