Обработка термометрических наблюдений

Результаты термометрических определений сводятся в специальные таблицы, которые входят в ежегодники режимных наблюдений и, как правило, обрабатываются графическими методами. Наиболее распространенными методами являются графики колебания температур на разных глубинах, графики термоизоплет и графики, позволяющие определить глубину пояса постоянных температур.

По графикам колебаний температур определяется изменение амплитуды колебаний температур на разных глубинах, период температурной волны, глубина распространения зоны колебания температур (рис. 2.1).

Как видно на графике, по оси абсцисс откладывается время наблюдения, а по оси ординат – замеренные (или средние за период наблюдений) температуры. Для представления о распределении температуры горных пород на глубину в течение определенного периода времени сторится график термоизоплет. Термоизоплеты – линии равных температур для различных глубин горных пород, составляемые для определенного периода времени (обычно на год). Для построения термоизоплет по оси ординат графика откладывают глубины замера температур, по оси абсцисс – периоды времени. На узлы полученной сетки наносятся данные по наблюдениям за температурой на соответствующих глубинах и в соответствующее время года (рис. 2.2). Термоизоплеты строятся методом интерполяции по нанесенным на сетку величинам через 0,5; 1,0; 2,0 градуса (в зависимости от амплитуды колебаний температур). Линия, соединяющая точки перегиба термоизоплет, проведенная от точки наименьшей температуры на поверхности к такой же точке на глубине показывает ход зимнего охлаждения почвы. Аналогичная кривая, проведенная через точки наибольшей температуры на поверхности и на глубине, показывает ход летнего прогревания. Расстояние по оси абсцисс между этими линиями для каждой глубины характеризует продолжительность периода температурной волны.

По графику термоизоплет устанавливаются сроки промерзания верхнего слоя грунта, его мощность, что позволяет выделить периоды возможного инфильтрационного питания. Графическим методом можно также определить зону постоянных годовых температур.

В основе построения графика, предложенного А.Н. Огильви, лежит закономерность уменьшения амплитуд колебаний температур с глубиной (точки, соответствующие логарифмам амплитуд температур на разных глубинах, ложатся на одну прямую линию) (рис. 2.3). Для построения графика А.Н. Огильви необходимо знать амплитуды колебаний температур минимум в трех точках. Величины логарифмов амплитуд колебаний температур откладываются по оси ординат, а по оси абсцисс откладываются соответствующие глубины. Прямая, проведенная через точки графика, в месте пересечений с осью абсцисс определяет глубину залегания пояса постоянных температур.

Задания по построению графиков колебаний температур, карт термоизоплет и графика А.Н. Огильви

Задача

По данным круглосуточных наблюдений за изменением температур почв и грунтов на различных глубинах, проводимых термометрической станцией, построить график колебаний температур на глубинах 1, 5, 7, 11 м и вычислить для каждой из этих глубин амплитуду и период годовых колебаний; построить график термоизоплет через 1 градус (масштаб горизонтальный 1 см = 1 мес., вертикальный 1 см = 2 м) и охарактеризовать распределение температур с глубиной; определить глубину залегания пояса постоянных годовых температур (по методу А.Н. Огильви).
Таблица 2.1

Вариант 1

Глу би на,м	Температуры по скважинам термометрической станции, ºC
Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
	5,2 10,2 10,9	7,7 9,7 10,5 10,8 11,1	9,5 7,0 7,7 9,8 10,2 10,5 11,3 11,3	9,9 10,3 10.5 11,2 11,3	10,3 9,8 10,3 10,2 10,9 10,9 11,2	10,5 10,5 10,7 10,7 10,9 11,1	11,7 10,9 10,9 10,9	16,5 11,2 11,1 11,1	14,2 14,3 13,5 12,3 11,3 11,1 11,1 11,3 11.3	13,5 12,3 11,4 11,2 11,2 11,3 11,3	7,5 12,5 12,3 11,6 11,3 11,3 11,1	11,5 11,6 11,6 10,9

Вариант 2

Глуби на,м

Температуры по скважинам термометрической станции, ºC

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

-3,7 -0,9 -1,0 -1,2 -1,5 -1,7 -1,8 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9

-4,6 -2,6 -1,4 -1,8 -1,4 -1,6 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2.0 -2,0 -1,9

-7,0 -3,9 -2,5 -1,7 -1,5 -1,1 -1,1 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9

-7,8 -5,0 -3,3 -1,9 -2,0 -1,9 -1,7 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9

-4,5 -4,7 -4,3 -3,0 -2,2 -2,1 -1,9 -1,8 -1,9 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0

-1,6 -2,5 -3,3 -2,8 -2,3 -2,2 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0

+0,6 -1,5 -2,0 -2,2 -2,4 -2,4 -2,2 -2,1 -2,0 -2,0 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0

+4,5 -0,7 -1,5 -1,9 -2,1 -2,3 -2,4 -2,3 -2,1 -2,0 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0

+6,7 +0,6 -1,0 -1,7 -1,8 -2,0 -2,2 -2,3 -2,2 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9

+0,8 -0,5 -1,2 -1,8 -1,9 -2,1 -2,1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9

-0,6 -0,4 -1,1 -1,5 -1,8 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9

-1,5 -0,3 -0,9 -1,3 -1,6 -1,8 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9

Вариант 3

(Графики колебаний температур построить на глубинах 0,5; 1,3; 4,2 и 8,1 м)

Глуби на,м	Температуры по скважинам термометрической станции, ºC
Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
0,0 0,5 1,3 4,2 8,1	2,3 3,1 5,9 11,6 12,3	2,9 3,1 5,7 10,6 12,0	4,7 4,4 6,3 9,9 11,7	6,9 6,0 7,0 9,6 11,4	11,9 10,1 9,9 9,8 11,0	15,8 13,7 13,1 10,6 10,9	16,8 14,8 14,8 11,8 11,0	16,6 15,6 15,2 12,9 11,3	14,0 13,1 14,9 13,7 11,7	9,9 10,1 13,1 13,9 12,0	5,6 6,4 9,9 13,6 12,3	3,3 4,5 8,3 12,7 12,4

ТЕМА 3