Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Влажность разрыва капиллярной связи ВРК отвечает той величине подвешенной влаги, при которой последняя в процессе испарения теряет сплошность и перестает передвигаться к испаряющей поверхности. Зная ВРК, НВ и ПВ, по А. А. Роде, можно выделить три категории влаги по степени ее
подвижности: 1) легкоподвижная — от ПВ до НВ; 2) среднеподвижная — от НВ до ВРК; 3) трудноподвижная — менее ВРК.
Способ определения ВРК основан на полевых наблюдениях за распределением влаги по глубине в зоне аэрации после ее сильного промачивания и весьма интенсивного испарения с поверхности. Величина устойчивой влажности в почвенном слое, расположенном ниже слоя, в котором влажность непрерывно уменьшалась снизу вверх после интенсивного испарения с поверхности, и отвечает ВРК. Причем в слое, в котором содержится ВРК, в первое время наблюдений также имеет место некоторое снижение влажности. Для осуществления подобных наблюдений в поле подготавливается крупный почвенный монолит, покрытый с боков водонепроницаемым материалом.
Наблюдения над капиллярной влагоемкостью и водоподъемной способностью почв производят в поле путем отбора проб почвогрунта на определение влажности из капиллярной каймы через 5—10 см по вертикали. Возможны также визуальные наблюдения в специально пройденных шурфах с заливом их водой слоем в несколько сантиметров.
Кроме указанных методов для непосредственного определения многих из этих водно-физических констант А. А. Роде (1952) рекомендуется широко использовать данные систематических наблюдений за влажностью.
ВЫБОР СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА РЕЖИМОМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Окончательный выбор наиболее рациональной системы расположения наблюдательных скважин можно сделать при анализе конкретных гидрогеологических условий, учете задач предстоящих исследований и метода анализа режима и составления баланса грунтовых вод, которые будут выполняться для решения поставленных задач. Однако уже заранее целесообразно рассмотреть основные положения, которыми следует руководствоваться при выборе сети наблюдательных скважин, позволяющей принять рассматриваемые ниже методы и являющейся оптимальной для часто встречающихся гидрогеологических условий.
Расположение сети наблюдательных скважин на местности должно удовлетворять следующим общим требованиям:
1) наиболее полно отражать положение зеркала грунтовых вод на значительных площадях при минимальном числе наблюдательных скважин;
2) быть удобной для использования зависимостей динамики подземных вод от показателей граничных условий, т. е. расположение наблюдательных скважин должно быть по возможности в створах, совпадающих с главным направлением движения вод;
3) отражать некоторой частью скважин граничные условия (например, колебания уровня воды вблизи открытых водотоков, водоемов или дрен потока), что важно кроме расчета элементов баланса грунтовых вод для прогноза их режима;
4) позволять наиболее полно оценивать гидравлическую связь грунтовых вод с глубже расположенными напорными водоносными горизонтами.
При рассмотрении основных положений размещения наблюдательных скважин необходимо учитывать:
1) форму грунтового потока (т. е. поверхность грунтовых вод) в плане, которая зависит от плановой геометрии его границ;
2) схемы неоднородности водоносных толщ пород в фильтрационном отношении в разрезе;
3) схемы грунтовых потоков в разрезе в зависимости от конкретных граничных условий;
4) требования для равномерного освещения элементов баланса грунтовых вод по площади;
5) специфику изучения режима и баланса грунтовых вод на орошаемых массивах.
Форма поверхности грунтовых вод указывает на направление, источники литания, а в ряде случаев и относительную скорость движения вод.
Рис. 3. Расположение наблюдательных скважин на междуречье.
1 — наблюдательная скважина в створе; 2 — то же, вне створа; з — гидроизогипсы; 4 — створ наблюдательных скважин; 5 — расчетный элемент одномерного потока; 6 — то же, для двухмерного в плане потока
Так, например, при изучении режима и баланса грунтовых вод на междуречье (рис. 3) в целях обоснования прогнозов изменения этого режима в условиях предстоящего орошения или осушения земель выделяются области одно-и двухмерного движения в плане.
В пределах междуречной полосы, ограниченной створами АА'—СС, движение грунтовых вод одномерное в плане. Далее ближе к плотине оно становится двухмерным (створы DD', ЕЕ', FF'). В последнем месте в плане поток расходящийся.
Аналогичные примеры двухмерного потока можно встретить около излучин рек, каналов, на аллювиальных террасах или равнинах, примыкающих к руслам водотоков (рис. 4). Здесь представлены примеры радиально расходящегося потока (см. рис. 4, а) и радиально сходящегося (см. рис. 4, б).
При одномерном в плане потоке, у которого линии тока располагаются в параллельных вертикальных плоскостях, а на плане они параллельны между собой, наблюдательные скважины закладываются по створам, совпадающим с направлением движения грунтовых вод. Такое расположение скважин является оптимальным. Расстояние между скважинами измеряется от нескольких десятков до нескольких сотен метров и даже, возможно, в несколько километров при весьма высокой водопроводимости водоносных пластов и большой протяженности междуречья. Определение расстояний зависит от назначения
