И гидрогеологические расчеты

1. По варианту, данному преподавателем (приложения 1, 2) вычисляют абсолютные отметки уровня грунтовых вод по формуле

Н_в = Н_з– h (5),

где Н_в – абсолютная отметка уровня грунтовых вод;

Н_з – абсолютная отметка устья скважины (поверхность земли), берется с топоосновы (табл. 1);

h – глубина залегания грунтовых вод.

Полученные данные записываются в таблицу 1.

Таблица 1.

Номера скважин
Глубина залегания уровня грунтовых вод, h
Абсолютная отметка устьев скважин, Нз м	168,0	166,5	164,8	162,0	166,0	165,0	163,0	164,2	165,2	164,0	164,2	166,1	165,0	165,0	166,4	167,5
.Абсолютная отметка уровня грунтовых вод, Нв

1. На топооснову М 1 : 2 000 (рис. 5), на которой имеется квадратная сетка со скважинами, расстояния между которыми 100 м, наносят абсолютные отметки уровня грунтовых вод Н_в (в знаменателе дроби) и абсолютные отметки поверхности земли Н_з(в числителе дроби) напротив каждой точки, условно изображающей скважину. По нанесенным точкам методом интерполяции строят горизонтали и гидроизогипсы, пользуясь вычерченной на кальке масштабной сеткой. Сечение горизонталей и гидроизогипс принять равным 1 м (при небольших уклонах – 0,5 м).

Рис. 5. Топооснова с сеткой скважин

Карта гидроизогипс М 1:2000

	Рис.6. Образец построения карты гидроизогипс и горизонталей поверхности земли

2. Определяют направления движения грунтового потока,для этого проводят перпендикуляры к касательной к гидроизогипсе в данной точке. Грунтовый поток движется по нормали от больших отметок в сторону меньших отметок. Таким образом определяют направление грунтового потока по всей карте (достаточно в 3-4 точках).

Отмечают участки движения плоского потока, радиального расходящегося и радиального сходящегося потоков (если они есть на карте).

3. По характеру изменения гидроизогипс выделяют водоразделы подземных вод. Грунтовый поток обычно направлен от водоразделов к областям дренирования (озеро, река, овраг…).

4. Отмечается на карте водоем (затопленный участок) (см. рис. 6 – образец карты). Для этого необходимо:

а) Отметить скважины, в которых уровень воды не менее уровня земли, то есть затопленные водой, удовлетворяющие условию Н_в ≥ Н_з.

б) Провести контур водоема по точкам пересечения горизонталей с гидроизогипсами, имеющими одинаковые абсолютные отметки поверхности земли и уровней подземных вод.

5. Оконтуривают участки возможного временного заболачивания при подъеме воды на 1–3 м, связанного с застройкой территории (устройством водохранилища).

Для этого необходимо:

а) Отметить скважины, которые окажутся затопленными при подъеме уровня подземных вод на 2м, для которых выполняется условие Н_в + 2 ≥ Н_з.

б) Контур потенциальной зоны затопления провести по точкам пересечения горизонталей с гидроизогипсами, для которых выполняется условие Н_в + 2 = Н_з.

5. Подсчитывают гидравлические уклоны (градиенты) грунтового потока в нескольких точках (рис. 6) по формуле

(6),

где I – гидравлический уклон;

Н₁ и Н₂ – разности отметок гидроизогипс (или мощности водоносного пласта), м

l – расстояние между гидроизогипсами по нормали, м.

Для определения уклона потока по карте гидроизогипс разность отметок двух смежных гидроизогипс делят на расстояние между ними (по нормали) в соответствии с масштабом карты.

6. Определяют кажущуюсяскорость движения потока в этих точках по формуле Дарси: (7)

и действительнуюскорость потока по формуле:

(8),

где V – скорость течения потока, м/сут;

K – коэффициент фильтрации, м/сут;

I – уклон;

n – пористость водовмещающих пород, д. ед.

Скорость фильтрации по формуле (7)не отвечает действительной скорости движения воды в потоке. Это связано с тем, что в формулу (7) входит величина F, отражающая все сечение фильтрующейся породы, вода течет лишь через часть сечения, равную площади пор и трещин породы. Поэтому величина является кажущейся. Действительную скорость потока определяют с учетом пористости породы (8).

7. На оптимальном по инженерно-гидрогеологическим условиям участке проектируют здание (сооружение), размеры объекта задаются самими студентами, например, 30 м × 40 м.