H – напор над кровлей пласта
Истинное значение напорности выражает пьезометрический напорН, который отсчитывается от плоскости сравнения 0-0 (уровень моря) до пьезометрического уровня. Этот метод измерения является предпочтительным. Иногда высота пьезометрического напора отсчитывается от подошвы напорного водоносного пласта Нп.
На всём протяжении области напора воды находятся под постоянным действием пьезометрического напора. Из-за перепада отметок, по мере приближения к осевой части синклинального прогиба он возрастает. Под отрицательными формами рельефа наблюдается пьезометрические минимумы. В платформенных условиях пьезометрическая поверхность повторяет в общих чертах форму современного рельефа.
Искусственное понижение напорного уровня может быть вызвано длительной откачкой воды эксплуатационными скважинами.
область разгрузки - область выхода напорных вод на поверхность земли. Она располагается в местах с минимальными абсолютными отметками рельефа (долины рек, озёрные впадины, побережья морей).
Выделяют открытые и закрытые области разгрузки. К открытым областям можно отнести:
o естественные выходы (источники, гейзеры, наледи, термокарстовые озера и т.п.);
o искусственные выходы – эксплуатационные и другие скважины, колодцы.
Закрытые области разгрузки встречаются на дне морей, в русле рек или под аллювиальными отложениями.
Разгрузка проявляется:
· в виде восходящих источников (грифонов, концентрированных струй и др.);
· в отложениях речных долин;
· путем подземного перелива по зонам тектонических разломов в другой водоносный горизонт;
· перетеканием через относительно проницаемые породы кровли или подошвы.
Иногда напорные воды в области разгрузки смешиваются с грунтовыми и становятся ненапорными.
Прямая линия, соединяющая уровень области питания напорных вод с уровнем их разгрузки, называется линией пьезометрического уровня. Она полностью совпадает с областью распространения напора.
Общее направление движения артезианских вод наблюдается от области питания к области разгрузки
Артезианские подземные воды имеют чрезвычайно большое народно-хозяйственное значение, т.к. они обильны и не загрязнены. Поэтому, если химический состав вод соответствует требованиям гостов, то они используются для водоснабжения городов, населенных пунктов, промышленных предприятий, железнодорожных станций и т.п.
Их недостатком является большая глубина залегания водоносных горизонтов.
Кроме межпластовых вод под избыточным напором или давлением могут находиться трещинные, карстовые, межмерзлотные и особенно подмерзлотные воды. Они обладают напором, независимо от структурной приуроченности, т. к. не имеют свободного выхода на поверхность.
4.1.2Режим напорных вод
В целом режим артезианских вод изучен слабо. Известно, что он более стабилен, чем у грунтовых вод, т.к. физико-географические факторы оказывают на него меньшее влияние.
Артезианские водоносные горизонты обладают упругим режимом, что связано с упругостью горных пород и насыщающих их вод. Благодаря этому при эксплуатации водоносного горизонта водоотбор из скважин сказывается на небольших расстояниях, т.е. мгновенного понижения уровня воды в скважинах и в областях питания не происходит.
Проявление упругого режима в артезианском водоносном горизонте может происходить под влиянием естественных и искусственных причин. К естественным относятся изменения атмосферного давления и уровня грунтовых вод: области питания, морские приливы и отливы, землетрясения.
К искусственным: водозабор с помощью скважин из напорных горизонтов и непостоянство режима их работы и т.д. Несколько лучше изучен режим артезианских вод, режим которых тесно связан с режимом грунтовых вод, режимом метеорологических факторов и т.д.
Пьезометрический уровень подвержен лишь небольшим сезонным и месячным колебаниям, поэтому при его замерах сроки выполнения работ не играют решающей роли.
Температура воды с увеличением глубины закономерно повышается, изменяется и химический состав вод.
4.1.3Общие сведения о картах гидроизопьезКарты гидроизопьез и их назначение
Характер пьезометрической поверхности напорного водоносного горизонта отображают Гидроизопьéезы(от греч. hydor – вода; isos – равны; piezo – давлю) – это линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками напорного уровня воды. Иногда их называют изопьезами или пьезоизогипсами.
Карта гидроизопьез представляет собой совокупность таких линий на плане или на топографической основе. Она строится по абсолютным (реже относительным) отметкам установившихся пьезометрических уровней. Масштабы карт могут быть от 1:200000 до 1:10000 и крупнее. В учебных целях для небольшого по площади строительного участка карту строят в масштабе 1:1000.
При изучении нескольких артезианских горизонтов в одном гидрогеологическом разрезе карты гидроизопьез строятся для каждого горизонта отдельно.
Карта гидроизопьез необходима для определения на практике целого ряда важных гидрогеологических параметров. Она помогает выявить особенности формирования, строения и залегания напорного водоносного горизонта. По такой карте можно определить уклон пьезометрической поверхности, направление движения потоков артезианских вод и условия их формирования. Если карта построена на топооснове того же масштаба, она позволяет выделить участки возможного самоизлива напорных вод. Кроме того, с помощью карты гидроизопьез решают задачу практического использования артезианских вод для водоснабжения, и организации защиты от напорных вод при вскрытии кровли водоносного горизонта строительными котлованами и т.д.
Практическая часть