Классификация подземных вод.

1. По общей минерализации. г/л: сверхпресные < 0,2; пресные 0,2 – 1,0; слабосолоноватые 1,0 – 3,0; сильносолоноватые 3,0 – 10,0; соленые 10,0 – 35,0; рассольные > 35.
2. По температуре, ˚С: переохлажденные <0; холодные 0 – 20; теплые 20 – 37; горячие 37 – 50; весьма горячие 50 – 100; перегретые >100.
3. По степени жесткости. Мг-экв/л: очень мягкие < 1,5; мягкие 1,8 – 3,0; умеренно жесткие 3,0 – 6,0; жесткие 6,0 – 9,0; очень жесткие > 9,0.
4. По величине рН: очень кислые рН<5; кислые 5≤рН<7; нейтральные рН=7; щелочные 7<рН≤9; высокощелочные рН>9.

1. Расчет основных характеристик поверхностного и подземного стока.

Расчет поверхностного и подземного стока используется в решении гидрологических и гидрогеологических задач как для естественных ландшафтов, так и для урбанизированных территорий. В частности, на естественных ландшафтах производится оценка запасов подземных вод и возможности использования поверхностных источников для водоснабжения, даются прогнозы истощения и загрязнения подземных и поверхностных источников, рассчитываются гидрологические характеристики водосборов ландшафтов, на которых намечается хозяйственная деятельность с рекультивацией территорий или с увеличением техногенной нагрузки и т.д. Для урбанизированных территорий решаются вопросы формирования поверхностного и подземного стока для конкретных площадок с целью их урегулирования. А именно могут решаться следующие задачи: организация поверхностного и подземного стока, расчет расходов и объемов ливневого стока, прогноз гидрологических характеристик в случае намечаемой деятельности и т.д.

Бассейном реки (или речной системы) называется часть земной поверхности, включая толщу почвогрунтов, с которой река (или речная система) получает водное питание.

Бассейн реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностным водосбором называется участок земной поверхности, с которого поступает вода в данную речную систему. Подземный водосбор образуется в толще почвогрунтов, из которых вода поступает в речную сеть.

При определении взаимодействия поверхностных и подземных вод необходимо рассчитать основные характеристики стока, отнесенные к выделенным водосборам. Ниже приводятся формулы для расчета основных характеристик стока.

Поверхностный сток

1. Расход воды Q м³/с – количество воды, протекающее через поперечное сечение потока ω в единицу времени при средней скорости V_ср:

ω

2. Модуль стока М л/с·км² – количество воды Q, стекающее с 1км² площади водосбора F в 1с:

3. Объем стока W, м³/год – количество воды в м³, стекающее с территории бассейна за год:

,

где T – 31.5·10⁵ – число секунд в году. Объем годового стока (м³/год ) можно выразить через модуль стока:

31.5 = MF·31.5·10³.

4. Слой стока Yза год (мм/год) вычисляется по формуле:

.

Между слоем и объемом стока существует зависимость:

Y=31.5·M.

5. Коэффициент стока η – определяется как отношение высоты слоя Y мм за какой-либо период к количеству осадков X мм за этот же период:

:

6. Модульный коэффициент К_i – отвлеченное число, получаемое из соотношения:

; ; ;

где Q_i, М_i, W_i, Y_i - сток за какой-либо период;

Q₀, M₀, W₀, Y₀ - то же за многолетний период.

Значение К_i в многоводный год всегда больше единицы, а маловодный год – меньше единицы.

Подземный сток

1. Модуль подземного стока М_n, л/с·км²:

где F_n –площадь подземного питания, км²;

Q₂ – Q₁= Q_n, м³/с – величина подземного питания равна разности расходов на бесприточном участке реки.

2. Величина подземного питания q_nod, м³/с на 1 км длины реки определяется по формуле:

,

где Q₁– расход реки в верхнем створе, м³/с;

Q₂– расход реки в нижнем створе, м³/с;

L – расстояние между створами, км

3. Процентное содержание подземного стока М_n от общего годового поверхностного стока М (модульный коэффициент подземного стока):

.

4. Годовая инфильтрация атмосферных осадков численно равна высоте слоя в мм подземного стока Y_n:

или ,

где M_n – модуль плдземного стока, мм.

5. Коэффициент подземного стока К_nod:

или .

6. Среднемноголетний объем от инфильтрации (мм³/год) для площади подземного водосбора за год вычисляется по формуле:

.

Задание.

Площадь бассейна реки Белая F км². Средний многолетний расход за 50 лет Q₀ м³/с. Осадки за год X мм. Среднегодовой расход за 2014 год Q₁₄ м³/с. На левобережном притоке р. Белая расход воды в нижнем створе Q₂ м³/с, в верхнем створе на расстоянии L км Q₁ м³/ с. Площадь подземного питания по карте гидроизогипс F_n км². Вычислить основные характеристики поверхностного и подземного стока р. Белая у ее устья. Варианты задания приведены в Приложении 5.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Передельский Л. В., Приходченко О. Е. Инженерная геология.– Ростов-н/Д : Феникс, 2006.

2. Ананьев В. П., Передельский Л. В. Инженерная геология и гидрогеология. – М. : Высш. шк., 2002.

3. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология – М.: Высш.шк., 2005.

4. Чернышев С.Н., Ревелис И.Л., Чумаченко А.Н. Задачи и упражнения по инженерной геологии – М.: Высш.шк., 1984.

5. Колокольцева С. П. Методические указания для студентов специальности 1209 «Водоснабжение и канализация». Построение карты гидроизогипс и гидрогеологические расчеты по динамике подземных вод. – Куйбышев : Изд-во КуИСИ, 1984.

Приложение 1