Построение гидрогеологического разреза по скважинам

Задание 1

Введение

ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы для студентов 2 курса направления подготовки 280100 «Природообустройство и водопользование» профиль «Природоохранное обустройство территорий»

Брянск 2012

Гидрогеология и основы геологии. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы для студентов 2 курса направления подготовки 280100 «Природообустройство и водопользование» профиль «Природоохранное обустройство территорий» / Брян. гос. инженер.-технол. акад. Сост.: С.В. Егорова, В.В. Лагунова – Брянск: БГИТА, 2012. - 33 с.

Рецензент: Евстратов Н.П. – канд. с.-х. наук, доцент кафедры АД БГИТА

Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями инженерно-экологического факультета БГИТА

Протокол №_____ от «___» ______________ 2012 г.

Целью изучения дисциплины «Гидрогеология и основы геологии» является приобретение студентами знаний и практических навыков в области геологии и гидрогеологии при решении вопросов природоохранного обустройства территорий, мелиорации, рекультивации, защиты и охраны земель и вод.

В рамках освоения курса студенты выполняют расчетно-графическую работу, которая состоит из шести заданий, отражающих раздел картографии в геологии и раздел состава и свойств подземных вод в гидрогеологии.

В методических указаниях приведены результаты отдельных видов геологических и гидрогеологических исследований. Используя эти результаты, следует по одному из вариантов выполнить следующие работы:

- построить гидрогеологический разрез;

- составить схематическую геолого-литологическую карту;

- построить карту гидроизогипс;

- построить карту глубины залегания уровня грунтовых вод (карту изобат);

- обработать и оценить химический состав подземных вод;

- составить схему откачки и рассчитать коэффициенты фильтрации по результатам опытной кустовой откачки.

Студенты выполняют один из двадцати вариантов каждого задания. Номер варианта указывается преподавателем.

Работа выполняется на листах формата А4, рисунки и чертежи выполняются на миллиметровой бумаге. Все единицы измерения даются в системе СИ.

В конце работы приводится список использованной литературы.

Оформление работы приводится согласно ГОСТа. Работа предоставляется руководителю и защищается за две недели до начала зачетной сессии.

Построить геологический разрез по линии указанной в варианте (таблица 1), с использованием геологической карты масштаба 1:10000 (рисунок 1, 2), а также описания буровых скважин (таблицы 2, 3). Охарактеризовать историю геологического развития района, вытекающую из анализа построенного разреза.

В таблице 1 приведены номера скважин и водомерных постов для построения гидрогеологических разрезов по вариантам.

В таблицах 2 и 3 по вариантам даны данные для построения гидрогеологического разреза.

На картах (рисунок 1, 2) показаны линии для построения разреза по 20 вариантам. Линия разреза должна пройти через скважины, указанные в таблице 2 по каждому варианту.

Таблица 1 – Номера скважин и водомерных постов для построения гидрогеологических разрезов по вариантам

Номера вариантов

Номера скважин и водомерных постов на линии разреза

По карте 1 (рисунок 1) 17-5-6-7-8-(П-1) 1-2-3-4-5-6-7-8-(П-1) 17-4-11-12-13-14-(П-2) 15-16-17-18-19-20-21-22-(П-3) 9-17-18-19-20-21-22-(П-3) 18-6-13-14-(П-2) 15-2-3-4-5-6-7-8-(П-1) 9-3-19-20-21-22-(П-3) 18-2-11-12-13-14-(П-2) 9-10-11-12-13-14 (П-2) По карте 2 (рисунок 2) (П-3)-39-38-37-36-35-34 (П-2)-33-25-34 (П-3)-39-38-37-25-29 (П-1)-28-27-26-25-24-23 35-24-25-26-27-28-(П-1) (П-3)-39-38-37-36-23 (П-2)-33-32-31-30-29 (П-1)-28-27-26-25-30 (П-3)-39-26-25-24-23 37-26-32-33-(П-2)

о – буровая скважина; – водомерные посты на реке; – граница затопляемости

Рисунок 1 – Карта 1. Направления гидрогеологических разрезов по вариантам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 (М 1:10000).

о – буровая скважина; – водомерные посты на реке; граница затопляемости

Рисунок 2 – Карта 2. Направления гидрогеологических разрезов по вариантам 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. (М 1:10000)

Таблица 2 – Горные породы и подземные воды к карте №1

Таблица 3 – Горные породы и подземные воды к карте №2

Примечание. Пояснение к таблицам 2 и 3: Г – глина; СГ1 – суглинок лессовидный; СГ2 – суглинок не слоистый ледниковый; СП – супесь; ПМ – песок мелкозернистый; ПР – песок разнозернистый; ПК – песок крупнозернистый; ПГ – песок гравелистый; ГР – гравий; Д – доломит; И – известняк

Данные по скважинам, находящимся на линии разреза по варианту, необходимо выписать из таблиц 2 или 3 в виде таблицы, форма которой показана в таблицах 4 и 5.

Таблица 4 – Горные породы и подземные воды к карте 1 (варианты 1–10)

Скважины

Мощность пород, м

Абсолютная отметка уровня грунтовых вод, м

Абсолютная отметка уровней напорных вод, м

№ скв

абс. отм. устья, м

Глубина, м

СГ1, dQIV

ПР, aQIV

СП, aQIII

ГР, aQIII

ПМ, K1

Г, I3

И, С3

появив. уровень

установ. уровень

(П-4)

Таблица 5 – Горные породы и подземные воды к карте 2 (варианты 11–20)

Скважины

Мощность пород в метрах

Абсолютная отметка уровня грунтовых вод (м)

Напорные воды

№ скв

абс. отм. устья (м)

глубина (м)

СГ1, dQIV

ПК, aQIV

СГ2, gQII

ГР, fgQI-II

СП, lgQI-II

ПМ, N2

Г, N1

Д, P2

глубина появления воды, м

глубина установ. уровня, м

(П-4)

Максимальная отметка шкалы определяется абсолютной отметкой самой высокой точки на поверхности земли по линии разреза. Эта отметка округляется до целого числа только в сторону завышения.

Минимальная отметка шкалы соответствует минимальной отметке дна или забоя скважины. Эта отметка также округляется до целого числа, но в сторону занижения. Абсолютную отметку дна скважины (Д, м) можно определить по формуле:

, (1)

где У – абсолютная отметка устья скважины, м (табл. 3 или 4 графа 2);

- глубина скважины, равная сумме мощностей всех пород, вскрытых при бурении данной скважины.

Из всех значений абсолютной отметки дна скважины (по количеству скважин на линии разреза) нужно выбрать наименьшее и отбросить его дробную часть. Целая часть и будет минимальной отметкой шкалы высот.

Разрез строится на миллиметровой бумаге. Горизонтальный масштаб следует взять равным масштабу карты, вертикальный масштаб нужно принять равным 1:100 или 1:200. Работу над построением гидрогеологического разреза можно условно разбить на несколько этапов, пример построения гидрогеологического разреза по этапам показан на рисунках 3-5.

Необходимо скопировать (с помощью копировального аппарата или другим способом) нужную карту на лист белой бумаги. Линия разреза должна пройти через скважины, указанные в таблице 1 в соответствии с вариантом. Эту линию необходимо показать на копии карты. Линию разреза с рисунка 1 или рисунка 2 следует перенести в горизонтальном положении в верхнюю часть листа бумаги, где Вы собираетесь строить разрез. Если линия разреза на карте ломаная, то общая длина горизонтальной линии должна быть равной сумме всех прямых отрезков, показанных на карте. Начало линии должно быть в 6-7 сантиметрах от левого края листа бумаги и вся линия должна проходить в 5 см от верхнего края листа бумаги.

С помощью измерителя или линейки на горизонтально проведенную линию наносятся скважины, расположенные на линии разреза, точки пересечения линии разреза с горизонталями, берегами рек.

Слева от горизонтальной линии на расстоянии 5-10 мм и ниже ее на 5-10 мм строится вертикальная шкала в масштабе 1:100 (1:200) с указанием абсолютных отметок через каждые два метра.

Пользуясь шкалой высот и используя все абсолютные отметки точек пересечения линии разреза с горизонталями и берегами рек, все абсолютные отметки устьев скважин, находящихся на линии разреза следует построить кривую рельефа поверхности земли по линии разреза.

От каждой скважины, отмеченной на горизонтальной линии, необходимо провести перпендикулярно вниз прямую линию – основу скважины (рисунок 3). Длина линии в масштабе должна быть равна глубине скважины. Абсолютные отметки дна скважины были вычислены ранее при установлении минимальной отметки шкалы высот.

На уровне минимальной абсолютной отметки шкалы высот проведите горизонтальную линию, ниже которой через 5-10 мм покажите строчки по примеру рисунка 5. Количество строчек зависит от количества водоносных горизонтов.

В таблицах 2 и 3 приведены результаты бурения скважин. В соответствии с вариантом из той или другой таблицы надо использовать данные скважин, показанных на линии разреза. На вертикальных линиях, изображающих на разрезе скважины, нужно отложить каждый слой пород, вскрытых при бурении. Откладывать слой пород нужно сверху вниз с учетом мощности каждой породы и выбранного вертикального масштаба. Каждый последующий слой породы (слева направо в таблице 2 и 3) откладывается вниз от подошвы (нижней границы) предыдущего слоя. Наиболее древняя порода в каждой скважине показывается только до дна скважины (рисунок 3).

Рисунок 3 – Гидрогеологический разрез. 1 этап

Между границами слоев в скважинах в виде линий по всему разрезу строятся границы между породами разного возраста, состава и происхождения. Начинать проведение границ следует сверху, с самых молодых пород. Это обычно породы четвертичной системы, по происхождению делювиальные, аллювиальные и реже – элювиальные (рисунок 4).

Делювиальные образования (суглинок, супесь) расположены на склонах в виде шлейфа или плаща прикрывающего лежащие ниже породы другие по возрасту, происхождению и составу.

Аллювиальные отложения расположены в пределах аккумулятивных террас, которые на топографической основе разреза легко выделяются своей равнинной, близкой к горизонтальной поверхностью.

Границы между остальными более древними породами проводятся последовательно сверху вниз, соединяя границы в соседних скважинах прямыми линиями. Для наиболее древней породы проводится только верхняя граница (рисунок 4).

Рисунок 4 – Гидрогеологический разрез. 2 этап

В зависимости от возраста пласты горных пород на разрезе закрашиваются (приложение А), а в зависимости от состава заштриховываются (рисунок 5).

Затем на разрез наносятся уровни воды всех вскрытых скважиной водоносных горизонтов. Уровни ненапорных подземных вод и установившиеся (пьезометрические) уровни напорных вод (ПУНВ) проводятся между скважинами в виде пунктирных линий. Если воды напорные, то справа от скважины проводится стрелка, начинающаяся от места появления воды в скважине до отметки установившегося уровня.

Рисунок 5 – Гидрогеологический разрез. 3 этап

В заключение, заполняются все строки под разрезом – номера скважин, абсолютные отметки устья скважин, расстояния между скважинами, абсолютные отметки уровней воды всех вскрытых скважиной водоносных горизонтов.

Ниже или справа от разреза приводятся условные обозначения для всех пород и подземных вод всех водоносных горизонтов (рисунок 5).