ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2023
Просмотров: 41
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Капиллярно-подвешенная вода образуется в верхней части зоны аэрации в горных породах и трещинах почвы, горных пород за счет атмосферных осадков. Эту воду обычно используют растения для своего роста, но в засушливые годы она исчезает.
Капиллярно-поднятая вода расположена непосредственно над водоносным горизонтом в нижней части зоны аэрации с образованием капиллярной каймы над поверхностью грунтовых вод, В случае заполнения всех капилляров водой принято говорить о капиллярной влажности. Мощность зоны с капиллярно-поднятой водой обычно от 2 до 35 см.
Гравитационная вода образуется при полном насыщении пустотного пространства водой. Под влиянием своего веса вода перемещается вниз и перетекает (питает) в водоносные горизонты. К гравитационной воде относятся инфилътрационные воды. Возникли они в результате проникновения в землю из атмосферных осадков в местах выхода горных пород на поверхность.
4.Перечислите и опишите водные свойства горных пород.
Основными водными свойствами горных пород, используемые при оценки строительных свойств горных пород, являются:
•влажность
•влагоемкость
•водоотдача
•водопроницаемость
Влажность горных пород – степень насыщенности водой (пленочной, капиллярной, гравитационной) пор, трещин и других пустот в естественных условиях. Такаявлажность называется естественной влажностью и определяется формулой:
где ω– естественная влажность грунта, qω– масса образца влажного грунта, qc– масса того же образца высушенного до постоянного веса. Выражается в долях единиц или в процентах.
Грунты по влажности бывают: маловлажные, влажные и насыщенные водой.
Различают также относительную влажность – отношение объема воды в образце к объему пор в нем и отражает долю заполнения пор водой.Влажность, соответствующая полному заполнению всех пор породы водой, называется влагоемкостью.
Влагоемкость – способность горных пород принимать, вмещать и удерживать определённое количество воды. По видам воды в горных породах влагоемкость бывает: гигроскопическая, молекулярная, капиллярная, полная.
По степени влагоемкости различают породы :
весьма влагоемкие (торф, глины , суглинки);
слабо влагоемкие (мел , рыхлые песчаники ):
невлагоемкие ( скальные породы , пески , галечники).
Водоотдача – способность водонасыщенной породы отдавать часть воды путем свободного стекания под действием силы тяжести, либо в результате воздействия (откачки и т.п.). Оценивается процентным отношением объема свободно вытекающей из горной породы воды к ее объему. Водоотдача пород характеризуется коэффициентом водоотдачи, определяемым в процентах или долях единицы по формуле:
,где µ b – коэффициент водоотдачи, Wp – полная влагоемкость, Wm – максимальная молекулярная влагоемкость.
Водоотдача возрастает с увеличением крупности частиц породы открытой пористости, трещиноватости и с уменьшением смачиваемости.
Это основная характеристика, используемая при выборе способа водозащиты горных выработок, расчета сети дренажных скважин, интенсивности снижения уровня воды при водопонижения и др.
Породы с хорошей водоотдачей: гравий, песок.
Породы с низкой водоотдачей: глины, суглинки.
Водонепроницаемость – способность горных пород пропускать через себя свободную воду при наличии напорного градиента. Количественно определяетсякоэффициентом фильтрации (КФ), т.е. объемом воды, проходящей через единицу поверхности в единицу времени при напорном градиенте равном единице или скоростью перемещения воды в породах.
Величина коэффициента фильтрации зависит от размера и структуры порового пространства, свойств фильтрующейся жидкости и направления движения.
По степени проницаемости все породы условно подразделяются на три группы:
Непроницаемые (водоупорные) горные породы – практически не пропускают воду; КФ < 0,001м/сути. К ним относятся глины, аргиллиты, плотные кварциты, граниты и пр.
Слабонепроницаемые горные породы – лесс, суглинки с КФ =1-0,001 м/сут.
Хорошо проницаемые – пески, песчаники, гравелиты, трещиноватые известняки, мел, мергели и др. с КФ>1 м/сут.
5.Опишите подземные воды зон вечной мерзлоты.
Многолетняя, или вечная, мерзлота — толща горных пород в земной коре с отрицательной температурой, устойчивой в течение длительного времени независимо от физического состояния воды, заключенной в горных породах. Площадь распространения многолетнемерзлых пород в СССР составляет 49,7% всей территории страны, а на земном шаре — до 24% всей площади суши.
Изучение многолетней мерзлоты и условий строительства в районах ее распространения имеет большое народнохозяйственное значение. Здесь выявлены многочисленные месторождения самых разнообразных полезных ископаемых: угля, железных руд, алмазов, олова, вольфрама, никеля, золота, нефти, газа и многих других, что вызвало рост в этих районах горнодобывающей промышленности и развитие других отраслей народного хозяйства и связанных с ними жилищного и дорожного строительства.
Природные условия районов распространения многолетней мерзлоты определяют специальные требования к проектированию, строительству и эксплуатации сооружений, несоблюдение которых приводит к деформации сооружений или их разрушению.
Происхождение вечной мерзлоты обусловлено, по мнению большинства исследователей, тем, что в течение года земная кора теряет тепла больше, чем в нее поступает, и зимнее промерзание превышает летнее оттаивание. Вообще же детали этих процессов изучены еще недостаточно, и точно причины происхождения вечной мерзлоты не выяснены. Подземные, воды многолетней мерзлоты, по Н. И. Толстихину, подразделяются на три категории: надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные
Надмерзлотные воды деятельного слоя залегают на толще многолетней мерзлоты, которая является для них водоупорным ложем. Характерная особенность этих вод — сезонная смена жидкой и твердой фаз. На севере длительность существования жидкой фазы определяется двумя-тремя месяцами летне-осеннего периода; по направлению к югу существование жидкой фазы увеличивается до шести месяцев и более. Питание вод деятельного слоя происходит за счет атмосферных осадков и частично за счет поверхностных водотоков.
Межмерзлотные воды. К межмерзлотным водам, по II. II. Толстихину, относят как жидкие воды, циркулирующие в массиве; вечномерзлых пород, так и твердую фазу - ископаемые льды и временно законсервированные многолетней мерзлотой мерзлые водоносные горизонты, некогда функционировавшие. Основным фактором, предохраняющим жидкие межмерзлотные воды от замерезания, являются их динамичность, а иногда также высокая минерализация. По характеру вмещающих горных пород выделяются пластовые, карстовые и трещинно-жильные. межмерзлотные воды
Подмерзлотные воды. Подмерзлотными водами называются все подземные воды, залегающие ниже слоя многолетней мерзлоты. Эти веды обладают напором, нередко в несколько сотен метров. По характеру залегания и условиям циркуляции подмерзлотные воды аналогичны подземным водам внемерзлотных районов. Условия же питания и стока подмерзлотиых вод иные.
6.Опишите подземные карстовые и трещинные воды.
Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии
Карстовые воды. Так называются воды, залегающие и циркулирующие в трещинах, каналах, пещерах, пустотах, образовавшихся в результате выщелачивания карбонатных, гипсоносных и соленосных горных пород, на которые воды оказывают агрессивное воздействие. Процесс этот в подавляющем большинстве имеет химическую природу, но при развитии крупных каналов и полостей местами происходит и механический вынос частиц и обломков пород. В процессе выщелачивания гипса в глинистой среде образуется так называемый «малый» карст или глинистый карст. Интенсивность процесса карстообразования зависит от типа пород и степени их трещиноватости, от особенностей геологической истории, климатических условий и природной динамики подземных вод. Поднятия суши приводят к развитию стока, вызывающего карстообразование, погружения, наоборот, к затуханию карстовых процессов.
Трещинные воды Скальные горные породы (изверженные, метаморфические и осадочные) разбиты системой трещин различного происхождения. В изверженных породах трещины впервые возникают в период остывания расплавленной магмы и называются трещинами отдельности; размеры их ничтожно малые (волосные) и поэтому значительного количества подземных вод в них не содержится.
В верхней части земной коры под действием выветривания в скальных породах образуются трещины выветривания, иногда значительных размеров (до нескольких сантиметров в поперечнике). Глубина этих трещин определяется мощностью наиболее интенсивной зоны выветривания и, как правило, не превышает нескольких десятков метров.
В зависимости от физико-географических и геологических условий, а также от состава скальных пород в трещинах выветривания может заключаться то или иное количество подземных вод, которые могут быть безнапорными и напорными. Сильная трещиноватость, а следовательно, и большая водообильность присущи обычно гранитам, известнякам и другим породам. Трещинные воды гидрогеологических массивов питаются в основном за счет атмосферных осадков, вод поверхностных водотоков и водоемов. В фундаменте бортовых частей бассейнов пластовых вод они могут пополняться за счет перетока из водоносных горизонтов перекрывающих осадочных пород. Обычно трещинные воды безнапорные, а их движение подчиняется линейному закону фильтрации Дарси. Разгрузка из горизонтов трещинных вод осуществляется в речную и балочно-овражную сеть (рис. 1) либо в бортовые части впадин.
-
Назовите источник питания подземных вод.
Подземные воды питаются за счет просачивания в грунт атмосферных осадков, фильтрации поверхностных вод из открытых водоемов и рек и конденсации водяных паров в порах и пустотах верхних слоев земной коры.
Главнейшим, наиболее распространенным источником питания подземных вод являются атмосферные осадки, выпадающие на поверхность земли в виде дождя, росы и снега. Осадки просачиваются не полностью; одна часть их стекает по поверхности земли в реки, озера и моря, другая часть испаряется обратно в атмосферу. Количественное соотношение между просачивающейся и стекающей водой непостоянно и зависит от природных условий местности и времени.
Немаловажную роль в питании подземных вод играет фильтрация воды из открытых водоемов: из одной реки в другую, протекающую на более низких отметках, а также при наличии под рекой пород, поглощающих воду. Кроме того, при прохождении паводков на реке наблюдается фильтрация воды в берега; такая фильтрация в меженное время имеет место в засушливых районах и обусловливается большим испарением подземных вод в прибрежных участках.
В зоне аэрации наибольшее количество влаги накапливается весной, после снеготаяния. Летом эта влага расходуется за счет дальнейшего просачивания, испарения и транспирации растениями.
Выпавшие на поверхность земли осадки проникают в зону аэрации главным образом путем свободного просачивания. Вследствие неоднородности грунтов зоны аэрации в ней могут встречаться слои с полным насыщением (верховодка или подвешенные воды).