Классификация подземных вод.
- По общей минерализации. г/л: сверхпресные < 0,2; пресные 0,2 – 1,0; слабосолоноватые 1,0 – 3,0; сильносолоноватые 3,0 – 10,0; соленые 10,0 – 35,0; рассольные > 35.
- По температуре, ˚С: переохлажденные <0; холодные 0 – 20; теплые 20 – 37; горячие 37 – 50; весьма горячие 50 – 100; перегретые >100.
- По степени жесткости. Мг-экв/л: очень мягкие < 1,5; мягкие 1,8 – 3,0; умеренно жесткие 3,0 – 6,0; жесткие 6,0 – 9,0; очень жесткие > 9,0.
- По величине рН: очень кислые рН<5; кислые 5≤рН<7; нейтральные рН=7; щелочные 7<рН≤9; высокощелочные рН>9.
- Расчет основных характеристик поверхностного и подземного стока.
Расчет поверхностного и подземного стока используется в решении гидрологических и гидрогеологических задач как для естественных ландшафтов, так и для урбанизированных территорий. В частности, на естественных ландшафтах производится оценка запасов подземных вод и возможности использования поверхностных источников для водоснабжения, даются прогнозы истощения и загрязнения подземных и поверхностных источников, рассчитываются гидрологические характеристики водосборов ландшафтов, на которых намечается хозяйственная деятельность с рекультивацией территорий или с увеличением техногенной нагрузки и т.д. Для урбанизированных территорий решаются вопросы формирования поверхностного и подземного стока для конкретных площадок с целью их урегулирования. А именно могут решаться следующие задачи: организация поверхностного и подземного стока, расчет расходов и объемов ливневого стока, прогноз гидрологических характеристик в случае намечаемой деятельности и т.д.
Бассейном реки (или речной системы) называется часть земной поверхности, включая толщу почвогрунтов, с которой река (или речная система) получает водное питание.
Бассейн реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностным водосбором называется участок земной поверхности, с которого поступает вода в данную речную систему. Подземный водосбор образуется в толще почвогрунтов, из которых вода поступает в речную сеть.
При определении взаимодействия поверхностных и подземных вод необходимо рассчитать основные характеристики стока, отнесенные к выделенным водосборам. Ниже приводятся формулы для расчета основных характеристик стока.
Поверхностный сток
1. Расход воды Q м3/с – количество воды, протекающее через поперечное сечение потока ω в единицу времени при средней скорости Vср:
ω
2. Модуль стока М л/с·км2 – количество воды Q, стекающее с 1км2 площади водосбора F в 1с:
3. Объем стока W, м3/год – количество воды в м3, стекающее с территории бассейна за год:
,
где T – 31.5·105 – число секунд в году. Объем годового стока (м3/год ) можно выразить через модуль стока:
31.5 = MF·31.5·10³.
4. Слой стока Yза год (мм/год) вычисляется по формуле:
.
Между слоем и объемом стока существует зависимость:
Y=31.5·M.
5. Коэффициент стока η – определяется как отношение высоты слоя Y мм за какой-либо период к количеству осадков X мм за этот же период:
: 
6. Модульный коэффициент Кi – отвлеченное число, получаемое из соотношения:
; 
; 
; 
где Qi, Мi, Wi, Yi - сток за какой-либо период;
Q0, M0, W0, Y0 - то же за многолетний период.
Значение Кi в многоводный год всегда больше единицы, а маловодный год – меньше единицы.
Подземный сток
1. Модуль подземного стока Мn, л/с·км2:
где Fn –площадь подземного питания, км2;
Q2 – Q1= Qn, м3/с – величина подземного питания равна разности расходов на бесприточном участке реки.
2. Величина подземного питания qnod, м3/с на 1 км длины реки определяется по формуле:
,
где Q1– расход реки в верхнем створе, м3/с;
Q2– расход реки в нижнем створе, м3/с;
L – расстояние между створами, км
3. Процентное содержание подземного стока Мn от общего годового поверхностного стока М (модульный коэффициент подземного стока):
.
4. Годовая инфильтрация атмосферных осадков численно равна высоте слоя в мм подземного стока Yn:
или 
,
где Mn – модуль плдземного стока, мм.
5. Коэффициент подземного стока Кnod:
или 
.
6. Среднемноголетний объем от инфильтрации (мм3/год) для площади подземного водосбора за год вычисляется по формуле:
.
Задание.
Площадь бассейна реки Белая F км2. Средний многолетний расход за 50 лет Q0 м3/с. Осадки за год X мм. Среднегодовой расход за 2014 год Q14 м3/с. На левобережном притоке р. Белая расход воды в нижнем створе Q2 м3/с, в верхнем створе на расстоянии L км Q1 м3/ с. Площадь подземного питания по карте гидроизогипс Fn км2. Вычислить основные характеристики поверхностного и подземного стока р. Белая у ее устья. Варианты задания приведены в Приложении 5.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Передельский Л. В., Приходченко О. Е. Инженерная геология.– Ростов-н/Д : Феникс, 2006.
2. Ананьев В. П., Передельский Л. В. Инженерная геология и гидрогеология. – М. : Высш. шк., 2002.
3. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология – М.: Высш.шк., 2005.
4. Чернышев С.Н., Ревелис И.Л., Чумаченко А.Н. Задачи и упражнения по инженерной геологии – М.: Высш.шк., 1984.
5. Колокольцева С. П. Методические указания для студентов специальности 1209 «Водоснабжение и канализация». Построение карты гидроизогипс и гидрогеологические расчеты по динамике подземных вод. – Куйбышев : Изд-во КуИСИ, 1984.
Приложение 1