Полевые опыты по определению фильтрационной способности грунтов неводоносной толщи

Гидрогеологические условия

На территории г.Ростова-на-Дону распространены подземные воды следующих типов: 1) грунтовые воды (в лессовых толщах и аллювиальных отложениях); 2) межпластовые воды в неогеновых отложениях.

Грунтовые воды в лёссовой толще залегают на глубине 2-15 м от поверхности земли. Водоупором для них являются скифские глины. На территории города развито явление «подтопления», связанное с пополнением запаса подземных вод за счет инфильтрации техногенных стоков в толще лессовых пород. В старой части города уровень грунтовых вод приблизился к фундаментам зданий. Это привело к деформациям построек и ухудшению экологической обстановки.

Грунтовые воды на территории города имеют многочисленные выходы на поверхность в виде источников на склонах долин рек Дон, Темерник, и балок.

Грунтовые воды речных (аллювиальных) образований распространены в пойменных отложениях рек Дон, Темерник, а также в первой надпойменной террасе долины Дона. Глубина залегания 0,5-1,5 м. Эти воды питаются частично за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также перетекания грунтовых вод из лессовых толщ и межпластовых вод неогеновых пород. На левобережной пойме Дона грунтовые воды формируются за счет реки Дон и залегают на глубине от 0,5-2,5 м.

Межпластовые воды неогеновых отложений. Скифские глины, хапровские пески и понтические известняки практически безводны. Воду содержат сарматские и мэотические отложения (пески и известняки). Выход этих вод на поверхность прослеживается в нижней части склонов долины рек Дон, Темерник и глубоких балок в виде довольно мощных родников (Богатяновский, Сурб-Хач, Серафима Саровского и др.).

На карту-схему города следует нанести все выходы подземных вод и заболоченности, встреченные по ходу маршрутов. При описании естественных и искусственных выходов подземных вод необходимо установить дебит источников, температуру, цвет и запах воды (прил. 2,4). На карту также нанести условными знаками защитные инженерные сооружения, возведенные в связи с отрицательными последствиями опасных геологических явлений: оползней, подмыва берега рекой Дон и др.

Для приблизительной количественной оценки значения коэффициента фильтрации (К_ф) в неводоносных породах студенты специальности ВВ проводят опытные наливы воды в шурф методами А.К. Болдырева и Н.С. Нестерова.

Для проведения опытов следует выбрать участок, на котором уровень грунтовых вод залегает на глубине более 5 м, а изучаемая порода однородна по водопроницаемости.

Налив воды производится в приямок круглого сечения и глубиной около 20 см, вырытый в дне шурфа. Стены закрепляются, дно выравнивается и покрывается защитным слоем из мелкого гравия до 2-3 см.

В приямке устанавливается рейка. Опыт ведут при постоянной высоте столба воды h=10 см. Добавляют 2 л воды и следят за какой промежуток времени этот объем воды просочится в грунт. Затем добавляют еще 1 л воды. Опыт ведется до стабилизации фильтрационного расхода воды.

В опытах по методу А.К. Болдырева определение коэффициента фильтрации грунтов производят по формуле

К_ф = Q / F,

где Q – стабилизировавшийся расход воды, м³/сут;

F – фильтрационная площадь приямка (дно или дно и смоченные стенки), м².

При использовании метода Н.С. Нестерова необходимо иметь два кольца: внутреннее и внешнее, диаметром от 10 до 20 см, которые располагаются на дне, приямка.

Коэффициент фильтрации грунтов определяется по формуле

K_ф= ,

где Q – установившийся расход из внутреннего цилиндра, м³/сут;

F- площадь внутреннего цилиндра, м²;

Н- высота столба воды в приямке м;

h_g- капиллярное давление, принимается для суглинка легкого - 0,8 м, суглинка тяжелого -1,0 м; супеси-0,7м, песка мелкозернистого – 0,3 м;

h- глубина просачивания, м.

Форма журнала записи результатов опытов

№ п/п	Фильтрац. площадь приямка или кольца, см^2	Время замера, час-мин	Интервал времени, мин	Фильтрацион-ный расход воды	Коэффициент фильтрации,   м/сут
от	до	л/мин	м^3/сут

Дата добавления: 2015-04-25