Полевые гидрогеологические исследования

Лекция 8 Методы гидрогеологических исследований

Для проектирования питьевого или хозяйственного водоснабжения и дренажей, организации водоотлива при разработке в водоносных пластах тоннелей, выемок, котлованов и других выработок необходимо знать количество и качество воды и направление потока в исследуемом водоносном горизонте. Для этого выполняют специальные полевые и лабораторные гидрогеологические исследования.

В первую очередь необходимо определить мощности капиллярной зоны и водоносной толщи и скорость движения в ней потока для расчетов ожидаемого расхода горизонта в целом или на участке вскрытия его выработкой. Положение каймы капиллярного поднятия устанавливают по высоте потемнения увлажненного грунта в стенке шурфа над уровнем грунтовой воды. При разведочных работах определяют глубину залегания уровня ненапорных вод и кровли водоупорного пласта, подстилающего водоносную толщу. По разности отметок зеркала воды и водоупорного ложа находят мощность водоносного горизонта. Мощность зоны напора подземных вод измеряют по разности отметок установления уровня воды в выработке и нижнего водоупора. Если напорные воды фонтанируют, отметку пьезометрического уровня устанавливают по верху поднимающихся над поверхностью земли струй воды посредством специального реечного уровнемера, устанавливаемого на спланированную у устья скважины поверхность и тонкую дощечку. Напор вычисляют по разности отметок пьезометрического уровня и низа водоупорного пласта, перекрывающего артезианский горизонт.

Грунтовые воды обычно движутся к ближайшей реке или оврагу (дренаж), в склонах которых выходят источники воды. Однако часто таких дрен бывает несколько или требуется определить общее направление потока подземных вод на водоразделе или пологом склоне вдали от рек или оврагов. В этих случаях по углам правильного треугольника или квадрата с длиной сторон 50-600 м (чем больше водопроницаема порода, тем больше расстояние) проходят три, четыре, или более скважин. Дав грунтовой воде устояться в скважинах после бурения, одновременно измеряют в них положение зеркала воды. По отметкам зеркала в разных точках вычерчивают линии, соединяющие равные уровни воды (гидроизогипсы уровня) на данный момент, т.е. составляют карту гидроизогипс. Направление потока определяют по падению отметок зеркала воды на перпендикуляре к гидроизогипсам.

Отметки зеркала изменяются при изменении атмосферного давления и в течение года по сезонам. В паводок некоторые ручьи и реки отдают свои воды в водоносный горизонт, и поток грунтовых вод направляется к дрене, паводковый уровень в которой находится ниже. Основным считают направление потока грунтовых вод при меженном уровне речных вод.