Изучение гидрогеологической карты

Задание 1. Изучить систему условных обозначений к гидрогео-логической карте (рис. 25). Для выполнения задания в рабочую тетрадь выписать обозначения водоносных горизонтов и их комплексов, водоупорных толщ и их возраста; минерализации и химического состава подземных вод; знаки, показывающие направления движения подземных вод, линии гидроизогипс и др.

Задание 2. Описать распространение по площади водоносных го-ризонтов, вод спорадического распространения и практически безводных водопроницаемых пород.

Задание 3. Описать распространение по площади водоупорных толщ, дать их характеристику по возрасту, происхождению, составу.

Задание 4. Построить карту глубин и абсолютных высот залегания подземных вод в гидроизогипсах и гидроизобатах. Для этого переснять с топографической карты на кальку участок территории. На этом участке разместить буровые скважины с отметками зеркала подземных вод по образцу, показанному на рис. 26.

Для суждения об условиях залегания подземных вод построить карту изогипс. Изогипсы – это линии, соединяющие на карте точки зеркала подземных вод с одинаковыми относительными или абсолют-ными отметками, лежащими на одном уровне по отношению к зеркалу грунтовых вод. Они играют ту же роль, что и горизонтали по отношению к рельефу дневной поверхности.

Построение изогипс проводится следующим образом: если известны отметки зеркала воды в двух смежных скважинах, расстояние между ними и отметка зеркала воды искомой гидроизогипсы, то вычисление проводят по формуле

Х = (h₂ – h_x / h₂ – h₁)·a^х,

где Х – расстояние горизонтали от смежной скважины, м;

h₁ – отметка зеркала воды в одной скважине, м;

h₂ – отметка зеркала воды в смежной скважине, м;

h_x – отметка искомой гидроизогипсы, м;

а^х – расстояние между скважинами.

Например, на карте с масштабом 1:2500 (рис. 26): h₁ = 380,08, h₂ = = 381,31, h_x = 381,00, а^х = 100 м, Х = (381,31 – 381,00 / 381,31 –
– 380,08)·100; Х = (0,31 / 1,23) · 100 = 25,2 м.

Рис. 25. Макет гидрогеологической карты с прирамочными

разрезами (по А.М. Овчинникову): 1 – аллювиальные отложения с неглубоко залегающими грунтовыми водами; 2 – молодые эффузивные породы, создающие преграды для подземных вод; 3 – третичные гипсоносные песчаники, слабоводообильные, с отдельными пластово-трещинными водоносными горизонтами; 4 – сильно водообильные верхнеюрские известняки с пластово-трещинно-карстовыми водами; 5 – титонская водоупорная глинистая толща; 6 – компактные нижнеюрские туфогенно-песчанистые толщи с местными грунтовыми трещинными водами в коре выветривания и в зонах тктонических разрывов; 7 – тектонические разрывы; 8 – изолинии кровли наиболее водообильной верхнеюрской известняковой толщи в синклинали, образующие напорный бассейн; 9 – пресные источники с дебитом более 1 л/сек; 10 – минеральные источники с дебитом менее 1 л/сек, со свободно выделяющимися газами; 11 – минеральные источники с дебитом менее 1 л/сек, не выделяющие свободных газов; 12 – карстовые воронки; 13 – заболоченность

Рис. 26. Карта гидроизогипс и горизонталей земной поверхности: 1 – горизонтали; 2 – гидроизогипсы; 3 – заболоченность

Следовательно, при масштабе карты 1:2500 (1 см на карте соответствует 25 м на местности) первая точка изогипсы на карте будет отстоять на 10 мм от смежной скважины.

После нанесения изогипс на той же карте выделить участки с одинаковой глубиной залегания подземных вод от дневной поверх-ности, т.е. нанести гидроизобаты.

Гидроизобаты – это линии, соединяющие на карте (плане) точки зеркала подземных вод, расположенные на одинаковой глубине от земной поверхности. Построение изобат проводится по принципу построения изогипс. Участки с одинаковой глубиной залегания подземных вод раскрасить красками разных цветов или выделить штриховкой.

Задание 5. Определить суточный дебит (расход воды) бетонного колодца, имеющего форму цилиндрической трубы диаметром 2 м, если при откачке водопонижение составило 1,5 м, а восстановление статического уровня произошло через 30 мин.

Объем воды, поступающий на восстановление статического уровня в цилиндрических колодцах, определяется по формуле

V = Пr² · h,

где V – объем воды, м³;

r – радиус колодца, м;

h – высота слоя воды, откачанного из колодца, м;

П = 3,14.

Дебит колодца (скважины) – количество воды, выдаваемое ко-лодцем (скважиной) в единицу времени. Выражается в м³/с, м³/ч, м³/cут.

Задание 6. Рассчитать, какое количество людей может обеспечить срубовый колодец квадратного сечения со сторонами в 1,5 м, если при откачке водопонижение составило 3 м, а восстановление статического уровня произошло через 20 мин. Ежесуточная потребность сельского жителя в воде на хозяйственно-питьевые нужды составляет 120 л.

4.5. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ

Геоморфология – наука о рельефе земной поверхности, его про-исхождении, внешнем облике, эволюции и закономерностях геогра-фического распространения.

Рельеф слагается из отдельных форм, которые, в свою очередь, состоят из элементов. Сочетание форм рельефа, закономерно повто-рящихся в пределах участков земной поверхности и имеющих сходное происхождение, называют типом рельефа.

Поверхности могут быть горизонтальными, наклонными, выпук-лыми и вогнутыми.

Горизонтальныминазывают плоские поверхности, параллельные или почти параллельные плоскости горизонта.

Наклонные поверхности имеют один постоянный угол наклона к плоскости горизонта (равнонаклонные), или же такие поверхности представляют собой сочетание участков с разными углами наклона.

Поверхности, у которых углы наклона увеличиваются от верхней части к подошве, называются выпуклыми, а у которых углы наклона уменьшаются – вогнутыми.

Различные поверхности, ограничивающие формы рельефа, пере-секаясь между собой, образуют соответствующие линии. Выделяют линии: водораздельную, подошвенную, тальвега и бровки.

Водораздельная линия образуется при встрече двух склонов противоположного направления, создающих выпуклую форму рель-ефа, обычно соединяет точки с наибольшими абсолютными отметками в местах с пересеченным рельефом. В равнинных условиях водораздельную линию выделить сложно – ее заменяет водораздельная полоса, часто заболоченная или занятая озерами.

Линия тальвега (ее также называют водосборная) образуется в результате пересечения двух противоположных склонов с вогнутой формой рельефа. В речных долинах она совпадает с руслами рек.

Подошвеннаялиния отделяет склоны большей крутизны от склонов меньшей крутизны. По этой линии, например, выделяется плоское дно речных долин, днища котловин, изолированные крутосклонные возвышенности.

Бровка– линия, отделяющая склоны меньшей крутизны от склонов большей крутизны. Она определяет очертания краев балок, оврагов, плато и т.д.

В местах пересечения тех или иных линий выделяют соответ-ствующие точки:

– узловые точки располагаются в местах пересечения водораздельных линий или осей горных хребтов;

– вершинными называют точки, имеющие наибольшие абсолют-ные отметки;

– перевальные (седловинные) точки относятся к пониженным местам водораздельных линий в горных районах;

– устьевые точки располагаются на линии тальвега речных долин, оврагов и балок и характеризуют места соединения тальвегов главной и боковой долин реки, оврагов и т.д.;

– впадинными называют такие точки, которые располагаются в самых низких местах замкнутых впадин.

Формы рельефа представляют собой неровности литосферы. Они состоят из элементов, сочетающихся друг с другом.

Все формы рельефа разделяются на следущие группы: положи-тельные, которые выступают над линией горизонта; отрицательные – ниже линии горизонта; замкнутые – ограниченные со всех сторон падающими склонами; незамкнутые – ограниченные с двух или трех сторон, падающими склонами; простые – имеют небольшие размеры и не включают других форм; сложные – включают ряд простых форм.

Для целей картографии большое значение имеет классификация форм рельефа по их количественным характеристикам (размерам, высоте и др.). Согласно этой классификации все формы рельефа можно разделить на следующие группы.

1. Величайшие (планетарные) формы характеризуются площа-дями, исчисляемыми сотнями или миллионами квадратных километров. Разница в абсолютных отметках между относительно близко расположенными положительными и отрицательными формами рельефа достигает 2500–6500 тысяч метров. Положительными формами являются материки, отрицательными – впадины океанов. Эти формы отображаются на обзорных картах и картах мелкого масштаба.

2. Крупнейшие (мега) формы рельефа характеризуются площадями в десятки и сотни квадратных километров. Разница в абсолютных отметках близко расположенных положительных и отрицательных форм рельефа колеблется в пределах 500–4000 м. Положительные формы – горные страны, подводные хребты. Отрицательные – обширные равнины и впадины материков (Западно-Сибирская низменность, Прикаспийская низменность и т.д.). Эти формы рельефа отображаются на карте с масштабом 1 : 1000000 и мельче.

3. Крупные (макро) формы определяются площадями в сотни и тысячи квадратных километров. Разница в абсолютных отметках положительных и отрицательных форм рельефа достигает 200–2000 м. Положительными формами рельефа являются горные хребты, крупные плато и др. К отрицательным формам относят крупные реч-ные долины, впадины (например, впадина оз. Байкал). Формы рельефа этой группы отображаются на обзорно-планографической карте в масштабе 1:1000000, а для передачи отдельных деталей этих форм не-обходимо использование масштаба 1:200000, 1:100000 и даже 1:50000.

4. Средние (мезо) формы рельефа занимают площади в сотни и тысячи квадратных метров при разности абсолютных отметок 200–300 м. Положительными формами этой группы будут террасы в долинах крупных рек, озы, друмлины, камы, песчаные барханы и т.д., отрицательными – крупные карстовые воронки, балки овраги и т.п. Такие формы рельефа отображаются на картах в масштабе 1:50000 и 1:25000.

5.Мелкие (микро)формы рельефа характеризуются площадями, определяемыми единицами, реже сотнями квадратных метров. Разность абсолютных отметок отрицательных и положительных форм рельефа здесь измеряется метрами, реже десятками метров. Положи-тельными формами данной группы будут: прирусловые валы, мелкие барханы, конусы выноса оврагов и балок и т.д., отрицательными – промоины, карстовые воронки, суффозионные впадины и т.д. Эти формы отображаются на топографических картах в масштабе 1:10000 и крупнее.

6. Очень мелкие (нано) формы рельефа занимают площади, исчисляемые дециметрами и метрами, а их относительные высоты достигают дециметров и редко составляют 1–2 м. К числу этих форм относят болотные кочки, водороины, каменные многоугольники и т.д. Эти формы рельефа отображаются на крупномасштабных картах специальными условными знаками.