Заготівля 1
Більшість води знаходиться на нашій планеті в рідкому вигляді і, крім відкритих водойм, знаходиться також у надрах землі. У верхніх частинах земної кори першими від поверхні є підземні води з вільною поверхнею, звані грунтові води. Нижче, де залягають різні за складом, пористістю та тріщинуватістю гірські породи, утворюються охоронні басейни підземних вод багатоповерхової будови, які дуже різноманітні за хімічним та газовим складом, а так само за температурою.
У цій же зоні літосфери є велика кількість води у фізично та хімічно зв'язаному стані. Глибина сягає 8 км.
Ґрунтові води користуються великим поширенням. Це води першого від поверхні постійного водоносного горизонту, що залягає на першому більш менш витриманому водонепроникному шарі. Вони можуть накопичуватися як у пухких пористих антропогенових і доантропогенових породах, і у тріщинуватих твердих гірських породах. Відсутність водостійкої покрівлі зумовлює живлення їх по всій площі поширення, чи, інакше, область живлення ґрунтових вод збігається з областю їх поширення.
У ґрунтових водах слід розрізняти верхню поверхню, або рівень ґрунтових вод, званий дзеркалом, або скатертиною, і водостійке ложе, під яким розуміється водонепроникна гірська порода, що підстилає ґрунтові води. Порода, насичена водою, називається водоносним шаром або водоносним горизонтом. Потужність водоносного шару становить відстань від дзеркала ґрунтових вод до водостійкого ложа. Грунтові води за своїми гідравлічними особливостями - безнапірні води з вільною поверхнею. При розтині їх колодязями або свердловинами вода буде встановлюватися на тому ж рівні, на якому воназалягає у породі, без підйому вгору. До дзеркала ґрунтових вод примикає капілярна облямівка, в якій пори лише частково заповнені водою, що піднімається капілярами.
Рух ґрунтових вод.
Дзеркало ґрунтових вод рідко буває горизонтальним. Зазвичай воно повторює у дещо згладженому вигляді рельєф поверхні та має чітко виражений нахил у бік знижених місць. Відбувається внаслідок того, що підземні води перебувають у безперервному русі. Вони рухаються як грунтового потоку, підкоряючись силі напрямі до ярів, річок, морям та інших зниженням рельєфу, де виходять як джерел, тобто. відбувається їхнє розвантаження (або дренаж). Ці області називаються областями розвантаження або областями дренування.
Ґрунтові води рухаються по порах і нешироким тріщинам в окремих тонких струмків, паралельних один одному. Такий вид руху називається ламінарним. Швидкість руху підземних вод залежить від водопровідності гірських порід, і навіть від ухилу дзеркала води. Ця залежність виражається формулою
де V – швидкість потоку;
К - деяка стала, що визначає проникність даної породи (коефіцієнт фільтрації):
h -перевищення рівня води в одній точці над рівнем води в іншій;
l - відстань між двома точками.
Зазвичай відношення h/l називається ухилом поверхні ґрунтових вод або напірним градієнтом, і позначається буквою i. Підставляючи це значення, отримуємо V = KL. Швидкість руху фунтових вод у порівнянні зі швидкостями течії річок відносно невелика. У пісках дрібнозернистих і однорідних швидкість руху води характеризується величинами 1-5 м/сут, у крупнозернистих гравійних пісках до 15 - 20 м/сут, а галечниках і сильно тріщинуватих закарстованных вапняках може досягати 100 м/сут і більше.
Місцями ґрунтові води, заповнюючи нерівності водостійкого ложа, утворюють ґрунтові басейни з горизонтальною або майже горизонтальною поверхнею. Часто спостерігається поєднання ґрунтового потоку з ґрунтовим басейном.
Режим ґрунтових вод- їх рівень, кількість та якість з часом змінюються. Вони чутливо реагують на зміну зовнішніх гідроометеорологічних умов, будучи тісно пов'язані з водним режимом Землі. Зміна умов харчування зараз порушує режим ґрунтових вод. Основним провідним фактором є кліматичні умови і особливо кількість атмосферних опадів. У багатоводні роки, коли атмосферних опадів випадає багато, рівень грунтових вод підвищується, а маловодні роки, навпаки, знижується. Іноді коливання рівня мають різко виражений сезонний характер і протягом року сягають кількох метрів. При цих коливаннях деякі шари порід періодично заповнюються то водою, то осушуються. Таким чином, у просторі від поверхні Землі до водостійкого ложа чітко виділяються 2 зони:
зона аерації,розташована над найвищим рівнем ґрунтових вод, що встановлюється після тривалого періоду випадання опадів; вона ніколи не буває заповненою водою, і атмосферні опади через неї лише просочуються в нижчі зони;
проміжна зона,займає простір між найвищим рівнем ґрунтових вод (включаючи і зону капілярного підняття) і нижчим рівнем їх, відповідним посушливим періодам. Ця зона характеризується періодичним змочуванням та осушенням.
Зміна режиму грунтових має велике практичне значення при вирішенні низки народногосподарських завдань, і тому вивченню його приділяється велика увага. Під час вирішення питання про водопостачаннябудь-якого населеного пункту необхідно знати мінімальну межу коливань рівня ґрунтових вод, нижче за який і слід закладати експлуатаційні свердловини та колодязі. В іншому випадку вони будуть осушені в маловодні роки. Інакше слід підходити до оцінки коливань рівня ґрунтових вод при закладенні різноманітних підприємств. Тут особливого значення набуває правильної оцінки можливих підвищень рівня. Будь-який висновок про вплив ґрунтових вод на фундаменти споруд має враховувати відомості про найвищий стан ґрунтових вод для даної місцевості. До комплексу досліджень підземних вод невід'ємною частиною входить вивчення та режиму в часі. Дослідження зводяться до тривалих (багаторічних) стаціонарних спостережень над рівнем ґрунтових вод, їх температурою, над кількістю атмосферних опадів, що випадають, і температурою повітря і над коливаннями рівня води в поверхневих водоймах і річках, з якими зазвичай пов'язані ґрунтові води. Нині у різних районах України організовано та працюють спеціальні державні режимні станції та, крім того, існує багато відомчих станцій.
Побудова карти дзеркала ґрунтових вод.
При побудові карти дзеркала ґрунтових вод необхідно знати глибину залягання фунтових вод, характер поверхні, стан коливання. І цих цілей будується карта дзеркала ґрунтових вод. Для побудови карти в свердловинах вимірюється рівень ґрунтових вод (відстань від поверхні землі до води), потім свердловини наносяться на план, і крапки з однаковими відмітками дзеркала ґрунтових вод з'єднуються лініями. Ці лінії називаються гідроізогіпсами. У цьому плані изолиниями (горизонталями) викреслюється поверхню рельєфу. Різниця позначок горизонталей та гідроізогіпс дає можливість визначити глибинузалягання ґрунтових вод у будь-якій точці даного плану.
Побудова рельєфу в горизонталях, дзеркала ґрунтових вод у гідроізогіпсах, як і будь-якої структурної поверхні в ізолініях, провадиться за загальним принципом, який полягає в наступному. Уявімо, що будь-яку височину земної поверхні ми перетинали кількома горизонтальними площинами, розташованими на рівній відстані один від одного.
Потім лінії перетину цих площин з поверхнею рельєфу спроектували горизонтальну площину. У проекції вони утворюють більш менш концентричні замкнуті лінії. Ці лінії будуть горизонталями. Абсолютна позначка кожної горизонталі відповідає абсолютній позначці відповідної площини.
Відстань між горизонталями називається перетином горизонталей. Воно може бути різним і залежить від того, з якою летальністю ми вирішили зобразити цю поверхню.
Практично, як було зазначено вище, при побудові будь-якої структурної поверхні в горизонталях на місцевості вимірюють абсолютні позначки ряду точок, потім вони наносяться на план, і точки з однаковими абсолютними відмітками з'єднуються між собою.
Оскільки горизонталі будуються з певним перетином, вони повинні бути проведені через усі точки, позначки яких кратні даному селищу. Такі точки знаходяться шляхом інтерполяції між двома найближчими точками.
Техніку інтерполяції та побудову ізоліній розглянемо з прикладу побудови карти дзеркала фунтових вод, маючи такі вхідні дані.
На території пробурено 25 свердловин по квадратній септ; 100 х 100 м. Для кожної свердловини виміряна амплітуда (абсолютна відмітка гирла свердловини) та глибина залягання дзеркала ґрунтових вод (відстань від поверхні землі до води), та ці данізведені до таблиці. Карта дзеркала ґрунтових вод будується в масштабі М: 1:2500 (в1см25м) з перетином горизонталей та гідроізогіпс через 1ш
Для побудови знаходимо абсолютну позначку дзеркала ґрунтових вод у кожній
свердловині. Для цього з амплітуди віднімаємо глибину залягання води (відстань від землі до води)
Свердловини наносимо на план. У кожної свердловини дробом поруч із номером підписуємо амплітуду та абсолютну позначку дзеркала ґрунтових вод. Інтерполяцію проводимо за допомогою палетки. Палетка є прямокутним шматком кальки з накресленими на ній кількома парами, цілісними лініями. Спочатку інтерполюються альтитуди і будуються горизонталі рельєфу, потім інтерполюються позначки дзеркала та будуються гідроізогіпси.
За допомогою карти дзеркала ґрунтових вод визначимо ділянку затоплення прт підйомі урювня ґрунтових вод на 2 м. Для цього збільшивши відмітку кожної гідроізогіпси на 2 м, дивимося, чи не перетнулася вона з
одноіменною горизонталлю. Точки перетину з'єднуємо, плавною кривою лінією та ділянку всередині неї заштриховуємо. Ця ділянка і буде зоною затоплення.
Абсолютні позначки усть свердловин, м (амплітуда)