Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
в
Применительно к задачам гидрогеологического обоснования мелиоративных систем методика воднобалансовых исследований изложена в Методическом руководстве по гидрогеологическим и инженерно-геологическим исследованиям, изданном Министерством мелиорации и водного хозяйства СССР (1972 г.). В нем кратко рассмотрены экспериментальные и расчетные методы, многие из которых получили дальнейшее развитие в настоящей работе.
Предлагаемая вниманию читателя книга посвящена монографическому описанию различных методов изучения баланса грунтовых вод, которые используются как в естественных, так и в нарушенных условиях режима. Примеры использования этих методов показывают большие возможности их для познания процессов формирования грунтовых вод.
В первых двух главах рассмотрены конкретные задачи изучения баланса подземных вод, а также основные направления в этом изучении.
Третья глава содержит описание требований, предъявляемых к проведению подготовительных работ, предшествующих изучению баланса грунтовых вод. Придавая большое значение этим работам в начальной стадии исследований, автор дает методические рекомендации по выполнению этих работ.
В четвертой главе изложены методы гидродинамического анализа режима подземных вод и составления баланса вод по данным стационарных наблюдений. Первое место занимает аналитический метод, который позволяет при наименьшей затрате средств решать задачи по оценке гидрогеологических параметров и элементов баланса грунтовых вод. Этот метод широко применяется для региональной и детальной оценки баланса подземных вод. В основу метода положены гидромеханика, гидравлика и физико-математическая аналогия между фильтрацией воды в пористой среде и теплопроводностью. При этом широко использованы работы С. Ф. Аверьянова, П. Я. Полубариновой-Кочи-ной, Н. Н. Веригина, В. М. Шестакова, автора и др.
Второе место занимает метод конечных разностей, впервые разработанный для целей гидрогеологии Г. Н. Каменским. По значимости в решении поставленных задач этот метод не уступает первому и даже превосходит его в условиях двухмерного течения вод, а также при неоднородных водоносных пластах горных пород. Но для простых схем движения подземных вод этот метод более трудоемок, чем аналитический.
Данный метод предложен Г. Н. Каменским для оценки питания грунтовых вод и далее разработан автором, П. А. Киселевым и др. до той степени, которая позволяет составлять балансы грунтовой воды не только для элементов потока, но и для целых балансовых районов и бассейнов рек. Применение перечисленных методов иллюстрировано примерами из работ автора.
Пятая глава посвящена исследованию влагопереноса и баланса влаги в зоне аэрации. Придавая большое значение процессу влагопереноса, определяющему формирование баланса грунтовых вод неглубокого залегания и учитываемого при прогнозе питания этих вод, оценке теплоообмена и солеобмена в почвогруитах, мы осветили физико-математические и гидрологические направления исследования этого процесса. Здесь изложены аналитические и воднобалансовые методы расчета миграции влаги в зоне неполного насыщения, заимствованные из предыдущих работ автора и других исследователей. В частности, приводятся разработанные автором методы элементарных балансов и аналитический, а также экспериментальный балансовый метод оценки передвижения влаги в зоне аэрации. Рассмотрены методические рекомендации по изучению влагопереноса в зоне неполного насыщения с примерами этих исследований.
В шестой главе изложены методы экспериментального определения элементов водного баланса, знание которых необходимо для детального анализа процесса формирования подземных вод неглубокого залегания. Приведены основные положения по методике наблюдений над отдельными элементами, заимствованные из опубликованных работ других исследователей, в частности
А. Н. Костякова, В. А. Урываева, М. М. Крылова, А. Г. Владимирова и др., а также из наставлений и руководств ГУГМС СССР, трудов ГГИ и т. п.
В последней, седьмой главе даны рекомендации по проведению воднобалансовых исследований в натурных условиях. При этом имеются в виду исследования главным образом баланса неглубоко залегающих подземных вод, наблюдения за которыми проводятся широкой сетью гидрорежимных партий и гидрогеологических станций Министерства геологии СССР. Большое внимание уделено особенностям природных условий и выявлению в связи с этим главных методов исследований, пользуясь которыми можно наиболее эффективно определять восполнение подземных вод, их сток и расход на суммарное испарение.
Из экспериментальных методов получил дальнейшее развитие лизиметрический метод, который в постановке автора позволяет составлять замкнутый (полный) баланс грунтовых вод в пункте установки лизиметров.
При разработке различных методов (конечных разностей, аналитического изучения влагопереиоса в зоне аэрации, экспериментального — лизиметрического — и др.) автор широко использовал труды Г. Н. Каменского, С. Ф. Аверьянова, А. А. Роде, С. И. Долгова, С. В. Нерпина, А. Ф. Чудновского,
