что такое абсолютная отметка уровня грунтовых вод

И гидрогеологические расчеты

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

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.

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).

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;

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.

Источник

Для чего необходимо и как можно определить уровень грунтовых вод?

Грунтовые воды – тип подземных вод. Уровень их нахождения варьируется от нескольких метров до нескольких сотен метров под землей. Глубина закономерно определяет то, насколько они влияют на жизнедеятельность обитателей данной территории.

Поэтому узнать, где именно они залегают на участке, просто необходимо. И желательно заранее, перед его покупкой. О том, как определить уровень грунтовых вод, читайте в статье.

Зачем необходимо определение залегания?

Заранее узнать, какова глубина залегания грунтовых вод на приусадебном участке, просто необходимо. В идеале принимать решение о его покупке нужно, только располагая соответствующими сведениями. На что он может повлиять:

При сооружении колодца и иных источников водоснабжения – напротив, важна самая большая глубина, на которую они уходят. Исходя из этого, измерения нужно делать соответственно весной либо осенью или летом.

На какой глубине они могут быть?

По уровню залегания специалисты классифицируют грунтовые воды на отдельные категории:

Пошаговая инструкция, как узнать УГВ на участке

Узнать уровень грунтовых вод (УГВ) позволяют несколько способов. Точность полученных данных для каждого из них сильно варьируется. Целесообразно применить несколько методик в совокупности для получения максимально объективной картины.

Сведения из архива

Информация об уровне грунтовых вод находится в открытом доступе. Чтобы ее получить, нужно:

Основная проблема – большой масштаб используемых в Центре карт (1:200000). То есть в 1 см «вжато» 2 км. Обнаружить и точно локализовать на них участок площадью 6-10 соток очень сложно. Полученная информация будет неизбежно иметь большую степень погрешности.

При помощи колодца

Владельцу участка нужно просто обойти ближайших соседей, имеющих колодцы, и поинтересоваться, каков уровень воды в них. Это и будет искомый уровень залегания безнапорных вод.

Если соседи затрудняются назвать точную цифру, с их разрешения можно провести замеры самостоятельно с помощью веревки с грузом или строительной рулетки.

Желательно найти среди соседей старожилов. Они смогут подробнее рассказать об особенностях изменения УГВ по сезонам и влияющих на это факторах.

По скважинам

Механизм действий владельца участка тот же, что и в предыдущем пункте. Но только придется «собирать статистику» среди тех, у кого есть не колодцы, а скважины.

С использованием строительного бура

По мнению гидрологов и бурильщиков, специализирующихся на скважинах для добычи питьевой воды, это единственный метод, позволяющий получить данные высокой степени достоверности, даже при использовании непрофессионального инструмента – садового бура.

На участке в нескольких точках (обязательно в низинах) делаются скважины глубиной 1,5-3 м. Обычно хватает 4-5 штук.

Затем их нужно в течение следующих 2-3 дней регулярно проверять на предмет наличия на дне воды и стабильности ее уровня.

Если она так и не появилась, это свидетельствует о том, что грунтовые воды близко к поверхности земли не подходят. С постройками у владельцев проблем не возникнет. Для дома подойдет стандартный фундамент, в план можно включать подвал.

А вот с садоводством – наоборот. Когда на дне скважины с точно известной глубиной собирается вода, определить УГВ совсем просто, измерив толщину ее слоя.

Когда нужна скважина большей глубины (до 5 м), ее бурят самостоятельно строительным буром. Если вода так и не обнаружена, остается только прибегнуть к помощи профессиональных бурильщиков.

По флоре, фауне и природным явлениям

Влаголюбивые растения, насекомые и животные чувствуют стоящие близко под землей грунтовые воды. Поэтому их присутствие – довольно надежный признак высокого УГВ.

Но есть и иные растения-«индикаторы», по которым можно судить даже о примерном уровне залегания воды:

Когда в саду растут старые яблони и груши, это убедительно доказывает, что грунтовые воды не подходят к поверхности земли ближе, чем на 2 м.

При высоком УГВ любые растения зеленее и сочнее, чем в других местах. Они не никнут и не сохнут даже в жару. Часто они клонятся в одну сторону, хотя растут на некотором отдалении друг от друга. Над этим местом утром и вечером регулярно стоит туман.

Над напитанной водой землей регулярно наблюдаются целые стаи мелких мошек, комаров и прочего гнуса. Постоянные обитатели участка – улитки, слизни, лягушки.

Касаемо домашних животных: считается, что кошкам нравятся места, где грунтовые воды скапливаются близко под поверхностью почвы, а собаки – напротив, избегают их. Но это скорее народная примета.

К тому же, вряд ли на пустом участке и за короткий промежуток времени удастся провести объективные наблюдения. Все положительные признаки могут указывать на наличие не безнапорных грунтовых вод, а верховодки.

Нивелирование высот

Нивелирование высот рельефа непрофессионал может провести барометрическим способом. Зная, что 1 мм ртутного столба означает разницу высот около 13 м, нужно просто измерить давление на берегу ближайшего водоема и на собственной территории.

Полученная разница, умноженная на 13, и даст примерную глубину залегания грунтовых вод.

Также имеются фирмы, предлагающие услуги по эхолокации горных пород. Но пустоты в них сами по себе еще не свидетельствуют о наличии подземных вод.

Как действовать дальше?

Что владелец участка может сделать для понижения высокого УГВ:

Садоводство на таком участке невозможно без высоких (от 50-60 см) грядок. Деревья придется высаживать на насыпные холмы той же высоты.

«Поднять» своими усилиями грунтовые воды, залегающие глубоко в толще земли, ближе к ее поверхности не получится. Но когда в колодце, всегда исправно снабжавшем владельца водой, внезапно и сильно понижается ее уровень, необходимо провести его чистку.

Все, что необходимо знать об уровне грунтовых вод, найдете в этом разделе.

Заключение

Высокий УГВ сильно осложняет жизнь обитателей участка. Отсутствие грунтовых вод и, как следствие, источника водоснабжения – тоже. Поэтому выяснить уровень их залегания просто необходимо. Для этого существуют разные методики, они обеспечивают большую или меньшую степень достоверности и точности.

Источник

Что такое абсолютная отметка уровня грунтовых вод

При оформлении заявки на получение лицензии на пользование недрами, равно как и при проведении работ по геологическому изучению участка недр, в некоторых документах, наравне с координатами, необходимо указать абсолютную отметку устья скважины.

Что такое – абсолютная отметка устья скважины?

Разобъем вопрос на две составляющих:

1) Во-первых, давайте разберемся, где у скважины устье?

За устье скважины следует принимать край обсадной трубы, выступающей из земли, или опорную плиту насоса, закрывающую скважину сверху.

2) Что такое абсолютная отметка?

Абсолютная отметка или альтиту́да (лат. altitude) – координата в трёхмерном пространстве (две другие – широта и долгота), показывающая, на каком уровне, относительно принятого за нуль уровня моря, находится тот или иной объект. Применительно к территории РФ, за абсолютную отметку принимается высота над уровнем Балтийского моря (Балтийская система высот).

Если вы, положим, учились в школе, то на уроках географии должны были видеть карты, покрытые сетью кривых линий коричневого цвета. Особенно густо эти линии нанесены на участках, изображающих горный рельеф. Так вот эти линии называются «изогипсы», т.е. линии равных отметок. Они как раз показывают высоту над уровнем моря.

Опять же, вам должен быть известен факт, что высота самой высокой горы Эверест составляет 8 848 м. Так вот, цифра 8 848 – это и есть абсолютная отметка вершины.

Как определить абсолютную отметку устья скважины?

Первый путь – найти значение абсолютной отметки в паспорте скважины. Обычно, отметка определена в нем с точностью до 1 м. Не скажу, чтоб эта точность была достаточной, но для оформления бумажек – вполне сгодиться.

Второй путь – взять любую обзорную карту, на которой присутствует ваш участок со скважиной и нанесены изогипсы рельефа, и снять отметку с карты методом интерполяции. Можно использовать любые планы местности масштаба 1:500 и мельче, на которых нанесены отметки ближайших к скважине объектов.

Третий путь – обратиться в геодезическую организацию с просьбой определить абсолютную отметку устья скважины. Если геодезисты прогонят теодолитный ход от ближайших ОМЗ (опорно-межевых знаков), то они дадут вам точную абсолютную отметку устья скважины с погрешностью не более 10 см.

Ну и, вообще говоря, есть еще четвертый вариант.

При лицензировании скважин Вам, в любом случае, придется обращаться в специализированную организацию, которая будет помогать с оформлением документов и выполнит работы по геологическому изучению участка недр с целью подсчета запасов подземных вод. Так пускай на счет абсолютной отметки – у них голова болит!

Источник

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

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

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 по форме 1.

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).

1 – гидроизогипсы 2 – горизонтали

2. Определяют направления движения грунтового потока, для этого проводят перпендикуляр к гидроизогипсе в данной точке. Грунтовый поток движется по нормали в сторону меньших отметок. Таким образом определяют направление грунтового потока по всей карте.

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…). Оконтуриваются на карте заболоченные или затопленныеучастки (см. рис. 3 – образец карты).

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

5. Подсчитывают гидравлические уклоны (градиенты) грунтового потока в нескольких точках (рис. 3) по формуле

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: и действительнуюскорость потока по формуле

где V – скорость течения потока, м/сут;

K – коэффициент фильтрации, м/сут;

n – пористость водовмещающих пород, д. ед.

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

8. С целью защиты сооружения от подземного потока, для осушения водоносных пластов, проектируется горизонтальный дренаж (канава или траншея) или вертикальный дренаж (скважины или колодцы) (см. рис. 2). Тип водозаборного сооружения выбирают исходя из глубины залегания водоносного пласта, его мощности, литологического состава водоносных пород и намечаемой производительности водозабора.

9. Глубина заложения горизонтальных дрен обычно не более 5–6 м. Отток воды происходит самотеком, для этого дренам придается необходимый уклон. Горизонтальные водозаборы применяют при неглубоком залегании водоносного пласта (до 6–7 м) и небольшой его мощности.

9.1. В случае проектирования совершенного горизонтального дренажа (вскрывающего водоносный пласт на его полную мощность) для установления границы зоны осушения в результате водопритока определяем радиус влияния канавы (траншеи) по формуле Кусакина:

где Н – мощность водоносного слоя, м;

h – глубина воды в траншее, м;

S – понижение уровня воды в траншее в процессе откачки, м (в нашем случае принимается полное осушение траншеи при водопонижении, т. е. S = H).

Определяем приток безнапорных вод к горизонтальному совершенному дренажу типа траншеи (рис. 7):

а) приток с одной стороны ;

где L – длина дренажной канавы (траншеи), м;

R – радиус действия дренажа (траншеи);

h – столб воды в канаве при водопритоке, принимаем h = 0.

9.2. В случае проектирования несовершенного горизонтального дренажа (не доведенного до водоупора) радиус влияния канавы (траншеи) по формуле Кусакина будет иметь вид:

где Н₀ – глубина активной зоны, м;

S – понижение уровня воды в траншее в процессе откачки, м;

k_ф – коэффициент фильтрации, м/сут.

Величина активной зоны (Н₀) определяется по формуле Н₀ = = 1,3 F, где F – глубина траншеи, отсчитываемая от статического уровня безнапорных грунтовых вод.

Понижение уровня воды в траншее S определяют согласно рис. 8 по формуле S = F – t, где t – глубина воды в траншее во время откачки; при полном осушении траншеи в процессе водопонижения принимаем S = F.

Приток безнапорных вод к траншее несовершенного типа (рис. 8) с одной стороны определяем по формуле

где h₀ – глубина воды в траншее, отсчитываемая от подошвы активной зоны, м; h₀ = Н₀ – S; L – длина траншеи (канавы), м; k_ф – коэффициент фильтрации, м/сут; R – радиус действия дренажа (траншеи), м; Н₀ – глубина активной зоны, м.

10. Вертикальный дренаж осуществляют с помощью водопонизительных скважин, которые оборудуют погружными насосами. Такие скважины применяются при k_ф не ниже 3–5 м/сут и относятся к средствам глубокого водопонижения (свыше 15 м).

Для более эффективного осушения скважины располагаются по контуру проектируемого сооружения в виде линейных рядов с расстояниями между ними менее 2R (R – радиус влияния скважины). Оптимальные расстояния между скважинами, работающими в условиях взаимодействия, составляют (ориентировочно): в мелкозернистых песках – 50–100 м, среднезернистых – 80–150 м, крупнозернистых – 100–200 м и в гравийно-галечных – 150–300 м.

Определяется приток воды в один колодец (скважину):

а) для колодца (скважины) совершенного типа в ненапорном водоносном горизонте (рис. 9) приток воды определяется по формуле Дюпюи:

б) для колодца (скважины) несовершенного типа в ненапорном водоносном горизонте (рис. 10) приток воды определяется по формуле

где ξ – значение сопротивления, учитывающее несовершенство скважины (рис. 11).

в) для колодца совершенного типа в напорном водоносном горизонте (рис. 11) приток воды определяется по формуле

где m – мощность водоносного пласта, м;

Н_п – высота пьезометрического напора, м;

m – мощность водоносного пласта, м;

r – радиус колодца (скважины), м;

11. Рассчитываем расход плоского потока по карте гидроизогипс. Типичным примером плоского потока может служить движение к траншеям, штольням и другим горизонтальным выработкам. На карте гидроизогипс – это участок с параллельными направлениями движений подземного потока.

Опредляем расход плоского потока:

а) в ненапорном водоносном горизонте при горизонтальном водоупоре по формуле (рис. 12):

где Q – расход, т. е. количество воды, протекающей через данное сечение в единицу времени, м 3 /сут, л/с;

k – коэффициент фильтрации, м/сут;

l – расстояние между гидроизогипсами, берется с чертежа в метрах (согласно масштаба карты);

В – ширина потока – расстояние на карте между двумя параллельными направлениями движения потока, м.

б) в ненапорном водоносном горизонте при наклонном водоупоре по следующей формуле (рис. 14):

где Н₁ и Н₂ – соответственно расстояния от уровня грунтовых вод в скважинах 1 и 2 до сравнительной линии 0-0, которая проводится на произвольной отметке.

Примечание. Расход плоского потока рассчитывают студенты, проектирующие вертикальную дренажную систему.

12. С целью водоснабжения строящегося объекта проектируют водозаборную скважину.

12.1. Устанавливают количество людей для обеспечения водой из скважин при следующей потребности в воде одного человека в сутки: питье (чай, запас) – 3 л, приготовление пищи с обработкой продуктов – 10 л, мытье посуды – 10 л, умывание – 10 л.

где S – понижение уровня воды при откачке, м; Q – дебит скважины, м 3 /сут.

Если удельный дебит скважины превосходит 7,2 м 3 /ч (или 2 л/с), считается, что скважина обладает достаточно хорошей водообильностью. В случае если одной скважины недостаточно для водоснабжения, закладывают несколько скважин, количество которых устанавливается расчетами.

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., 1980.

3. 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.

4. Лебедева Н. Б. Пособие к практическим занятиям по общей геологии и гидрогеологии – М. : МГУ, 1962.

Источник