Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Гидрология»
Скачать 440.96 Kb.
|
| 3.ВИДЫ И ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ В ПЕРИОД ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ. ВВЕДЕНИЕ. Предмет и задачи, основные разделы гидрогеологии. Связь с другими науками, методы исследований. Этапы развития гидрогеологии. Развитие и состояние гидрогеологии в Тюменской области. Тема: СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОСФЕРЫ. Границы подземной гидросферы. Гидрогеологический разрез земной коры. Гидрофизические зоны и их характеристика. Подземная ветвь общего круговорота воды на Земле. Гидрогеологический и геологический циклы подземной ветви круговорота воды. Возобновляемость подземных вод. Теории происхождения подземных вод: инфильтрационная, конденсационная, седиментационная, ювенильная. Техногенные подземные воды. Водно-коллекторские свойства горных пород: скважность (пористость, трещиноватость), гравитационная ёмкость, проницаемость, водоотдача, естественная влажность. Виды воды в горных породах: свободная гравитационная, физически-связанная, капиллярная, химически-связанная, надкритическая. Свойства и условия движения различных видов воды. Понятие об основных элементах гидрогеологического разреза: водоносные и водоупорные породы, водоносный слой, горизонт, комплекс. Минерализация подземных вод. Химический состав подземных вод и основные группы компонентов: макрокомпоненты, микрокомпоненты, растворенные газы, органические вещества, коллоиды, микроорганизмы. Факторы, геохимические обстановки, процессы формирования химического состава подземных вод. Зональность грунтовых вод, Гидродинамическая, гидрогеохимическая, газовая зональность артезианских бассейнов. Гидрогеохимические инверсии. Тема: ДИНАМИКА И РЕЖИМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Понятие об инфильтрации и фильтрации. Скорость фильтрации. Установившаяся и неустановившаяся фильтрация подземных вод. Ламинарное и турбулентное движение подземных вод. Геофильтрационный поток и его элементы. Гидродинамическая сетка потока. Типы потоков по структуре и режиму. Основной закон фильтрации (закон Дарси). Верхний и нижний пределы применимости закона фильтрации. Понятие о режиме и балансе подземных вод. Основные режимообразующие факторы. Виды и типы режима подземных вод. Уровенный режим подземных вод г. Тюмени. Прогноз режима грунтовых вод. Балансовое уравнение грунтовых вод. Подземный сток: понятие, основные количественные характеристики. Факторы, условия формирования и распределения величин подземного стока. Расчленение гидрографа стока реки методом Б.И. Куделина. Соотношение поверхностного и подземного водосборного бассейнов реки. Оценка подземного стока. Теплоперенос с подземными водами. Геотермические зоны и их характеристика. Геотемпературное поле Земли. Тема: ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Воды зоны аэрации: почвенные воды и верховодка, особенности влагопереноса в ненасыщенной зоне. Грунтовые воды: понятие, основные признаки, условия залегания, питания и разгрузки, источники взаимодействия с поверхностными водами. Трещинные подземные воды: типы природных скоплений трещинных вод, условия питания, движения и разгрузки, формирование химического состава. Карстовые (трещинно-карстовые) подземные воды: понятие, фильтрационная неоднородность сред карстового потока, условия её формирования, особенности питания, движения и разгрузки, формирование химического состава, районы распространения. Артезианские воды: понятие, отличительные особенности, области питания и очаги разгрузки, движение. Типы водонапорных систем. Подземные воды криолитозоны. Тема: ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ. Понятие и принципы гидрогеологического районирования. Аналитическое и синтетическое направления в районировании. Типы гидрогеологических районов: гидрогеологические массивы, артезианские бассейны, горно-складчатые области. Гидрогеологическое районирование территории России. Тема: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Подземные воды как полезное «ископаемое». Основные виды подземных вод по направлению их использования. Пресные питьевые подземные воды: запасы и основные требования к качеству воды. Подземные воды промышленного назначения: понятие, районы распространения, условия добычи. Минеральные лечебные воды: понятие, классификации по температуре, условиям формирования и ионному составу. Термальные подземные воды: классификация по температуре и целесообразности использования, районы проявления. Гейзер – проявление термальных вод на поверхности земли. Классификация запасов и ресурсов подземных вод. Общие принципы разведки и оценки запасов подземных вод. Тема: ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Характер изменения режима и баланса подземных вод в районах с различными видами интенсивной хозяйственной деятельности. Причины истощения ресурсов подземных вод. Основные направления охраны запасов подземных вод от истощения. Загрязнение подземных вод. Классификации источников загрязнения подземных вод. Загрязнение подземных вод в г. Тюмени. Методы изучения загрязнения подземных вод. Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения. Зоны санитарной охраны водозаборов. Природная защищенность подземных вод. Тема: МЕТОДЫ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основные виды гидрогеологических работ. Гидрогеологическая съемка: виды и масштабы съемки, организация полевых исследований и наблюдений. Составление гидрогеологических карт. Гидрогеологическое бурение. Опытно-фильтрационные работы. Опытные откачки и нагнетания. Гидрогеологические стационарные наблюдения. Гидрогеологический мониторинг. Лабораторные гидрогеологические исследования. Моделирование гидрогеологических процессов. Метод ЭГДА, методы численного (математического) моделирования. Прямые и обратные задачи в гидрогеологии. 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 ЗОНАЛЬНОСТЬ ГРУНТОВЫХ ВОД. ЗАДАНИЕ: проанализировать в тетради в виде таблиц схемы зонально- сти грунтовых вод территории России следующих авторов В.С. Ильина, О.К. Ланге, Д.М. Каца, Г.Н. Каменского, И.К.Зайцева и М.П. Распопова. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2. ПОСТРОЕНИЕ КАРТЫ ГИДРОИЗОГИПС И ЕЕ АНАЛИЗ. ЗАДАНИЕ 1: Построить карту гидроизогипс на топографической основе заданного масштаба. ЗАДАНИЕ 2: Определить направление движения грунтовых вод и показать его стрелкой на карте. ЗАДАНИЕ 3: На характерных участках определить гидравлический уклон грунтового потока. ЗАДАНИЕ 4: Охарактеризовать условия питания и разгрузки грунтовых вод. ЗАДАНИЕ 5: Охарактеризовать характер связи между грунтовыми и поверхностными водами. ЗАДАНИЕ 6: Определить на участке проектируемого поселка (в центре точка Д) глубину залегания грунтовых вод. ЗАДАНИЕ 7: Рекомендовать места расположения скважин или колодцев для водоснабжения поселка. ТЕОРИЯ: Гидроизогипсы - линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками уровня грунтовых вод. Для построения карты гидроизогипс в ряде водопунктов на площади распространения водоносного горизонта устанавливают путем непосредственного измерения глубины залегания поверхности грунтовых вод. В качестве водопунктов могут быть использованы скважины, шурфы, колодцы, источники. Так как уровень грунтовых вод постоянно изменяется под влиянием различных природных факторов, то карту гидроизогипс можно составлять только по результатам одновременных или близких по времени (один-два дня) замеров. Карты гидроизогипс составляют в масштабах от 1:10 000 до 1:200 000. Сечение гидроизогипс выбирают в зависимости от принятого масштаба карты, густоты пунктов наблюдений за уровнем грунтовых вод, уклона их поверхности. Обычно принимают сечения 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10 м. Полученные при замерах глубины залегания уровня грунтовых вод пересчитывают на абсолютные отметки по формуле: Нв = Нз – h , где Нв - абсолютная отметка уровня воды в данном пункте, м; Нз - абсолютная отметка поверхности земли в том же пункте, м; h - глубина залегания воды, м. Вычисленные абсолютные отметки уровня грунтовых вод наносят на топографическую основу и методом интерполяции строят гидроизогипсы. Направление движения грунтовых вод берут по перпендикуляру к двум смежным гидроизогипсам. Движение воды направлено от более высоких отметок уровня к более низким. Гидравлический уклон потока подземных вод для любого участка вычисляют делением сечения карты гидроизогипс на кратчайшее расстояние между двумя гидроизогипсами по нормали, переведенное в масштаб карты. Грунтовые воды имеют область питания по всей площади своего распространения, а областью разгрузки может быть поверхностный водоем или водоток, болото, источник и т.п. Связь грунтовых вод с поверхностными устанавливают по характеру сопряжения гидроизогипс с рекой. В природе наблюдаются два основных случая: первый – грунтовые воды питают поверхностные, когда нормаль к гидроизогипсам направлена в сторону реки; второй –поверхностные воды питают грунтовые, когда нормаль к гидроизогипсам направлена от реки. Кроме того, реки могут одновременно с одного берега питать, а с другого - дренировать грунтовые воды. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3. АНАЛИЗ КАРТЫ ГИДРОИЗОПЬЕЗ. ЗАДАНИЕ 1: По карте гидроизопьез определить в точках А, Б, В следующие показатели: абсолютные отметки поверхности земли, пьезометрического уровня, кровли водоносного горизонта, глубину залегания водоносного горизонта, глубину установившегося уровня и высоту напора. Полученные данные свести в таблицу. ЗАДАНИЕ 2: Вычислить пьезометрический уклон и определить направление движения напорных вод на участке Г-Д. ТЕОРИЯ: Гидроизопьезы - линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками пьезометрического уровня. Пьезометрический уровень – это уровень воды, который поднимается выше кровли водоносного пласта при вскрытии напорного горизонта скважинами. Карта гидроизопьез отражает форму пьезометрической поверхности артезианских вод. По карте гидроизопьез можно решить следующие задачи: - определить направление движения напорных вод на заданном участке путем проведения перпендикуляра к двум смежным гидроизопьезам; поток направлен в сторону меньшей из них; - вычислить уклон пьезометрической поверхности на заданном участке, разделив разницу напоров смежных гидроизопьез в двух точках, взятых по направлению движения потока, на расстояние между ними в масштабе карты; - выяснить глубину до воды или отметку уровня воды в любой заданной точке: глубина установившегося уровня при вскрытии артезианского потока скважиной равна разности между отметками поверхности земли и пьезометрического уровня; - определить для любой точки высоту напора воды над кровлей водоносного пласта, равную разности отметок пьезометрического уровня и кровли водоносного пласта; - определить глубину залегания водоносного горизонта путем вычитания из абсолютной отметки поверхности земли абсолютной отметки кровли водоносного горизонта. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4. ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. ЗАДАНИЕ 1: Грунтовые воды содержатся в разнозернистых песках. Отметка уровня воды в скважине 1 (верхней по потоку) Н1 = 130,4м, в скважине 2 – Н2 = 122,6м. Расстояние между скважинами L1-2 = 2000м. Водоупорный слой горизонтальный, отметка его поверхности Н3=112,6м. Коэффициент фильтрации водоносного пласта Кф= 16,2 м/сут. Определить единичный расход q и расход грунтового потока Q шириной В = 500м, построить кривую депрессии, вычислив мощности водоносного горизонта h через каждые х = 200 м. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ: Мощности водоносного горизонта в скважинах 1 и 2 вычисляются по формулам: h1 = Н1 - Н3 и h2 = Н2 - Нз, (м). Единичный расход определяется по формуле: q = Кф (( h1² - h 2² )/ 2 L1-2), (м²/сут). Расход грунтового потока заданной ширины: Q = В · q, (м³/сут). Мощность грунтового потока через каждые 200м. определяется по формуле: h200 = (h1² - ( (h1² - h2²) / L1-2) х)½, (м). ЗАДАНИЕ 2: Определить фильтрационный расход из канала q на 1м. его длины по следующим данным: ширина канала по урезу воды В0 = 12м, глубина воды в канале h0 = 2м, коэффициент фильтрации породы Кф=0,5 м/сут, коэффициент А = f (В0/h0) равен 2,5м. Выполнить рабо-чую схему. РАСЧЕТНАЯ ФОРМУЛА: q = Кф ( Во+ А h0 ), (м³/сут). ЗАДАНИЕ 3: Определить приток воды в карьер из напорного горизонта. Коэффициент фильтрации пород Кф = 5м/сут, мощность водоносной толщи М = 10,5м, напор над подошвой пласта Н = 52,3м, радиус влияния карьера R=10 000 м., столб воды в дренажном зумпфе на дне карьера h = 1м., ширина карьера b = 350м, длина карьера а = 1250м. К задаче выполнить рабочую схему. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ: Приток напорных вод в карьер рассчитывают по формуле: Q = (Кф ((2Н - М) М - h²)) / ln(R/r0), (м³/сут) , где r0 – радиус выработки, рассчитываемый по формуле: r0 = а /4 + 0,4b, (м) ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТНОГО И ПОДЗЕМНОГО СТОКА. ЗАДАНИЕ: Площадь бассейна р. Дон у г. Калача F = 221600 км². Средний многолетний расход Q = 694 м³/с. Среднегодовое количество осадков X = 510мм. Расход воды в нижнем створе Q2 = 29,5м³/с, в верхнем створе на расстоянии L = 15км. Q1=22,3 м³/с. Площадь подземного питания по карте гидроизогипс Fп = 9000 км². Вычислите основные характеристики поверхностного и подземного стока р. Дон у г. Калача. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ: Модуль стока М (л / (с • км²)) - количество воды, стекающее в единицу времени с 1км² водосборной площади М = Q ·10³/ F. Подземное питание Qп (м/с на 1км) вычисляется по формуле: Qп = (Q2 –Q1) / L , где Объём годового стока W (м³, км³) - количество воды, стекающее с территории бассейна за год. W = Q ·Т, где Т-число секунд в году. Слой стока Y (мм/год) - объём стока, равномерно распределенный по площади бассейна в виде слоя. Y = W / F·10³. Слой стока можно выразить через модуль стока: Y = 31,5М. Коэффициент стока ŋ – отношение высоты слоя воды за какой-то период к выпавшему количеству осадков за тот же период. ŋ = Y / Х. Вышеуказанные параметры можно определить как для поверхностного, так и для подземного стока. Модуль подземного стока Мп (л/ (с км²)) – количество воды, стекающее с единицы площади подземного водосбора за одну секунду. Mп = Qп ·10³/ Fп. Модульный коэффициент Кп - соотношение между поверхностным и подземным стоками, выраженное в процентах. Кп = ( Мп/М) • 100%. Годовая инфильтрация атмосферных осадков численно равна высоте слоя подземного стока Yn и определяется по формулам: Yп = 31,5Mп или Yп = Y· Кп / 100. Коэффициент подземного стока ŋп – отношение высоты слоя подземного стока за какой-то период к количеству осадков за тот же период. ŋп = Yп / Х. Средний многолетний объём воды от инфильтрации по всей площади подземного водосбора за год Wин (м³/год): Wин = Yп ·Fп·10³. Коэффициент подземного питания рек Кпп – отношение подземного питания реки к расходу воды в реке. Кп.п. = (Qп/ Q) ·100%. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6. ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЛЕНЕНИЕ ГИДРОГРАФА РЕКИ МЕТОДОМ Б.И. КУДЕЛИНА. ЗАДАНИЕ 1: По данным о средних за месяц расходах воды на миллиметровой бумаге построить гидрограф стока реки. ЗАДАНИЕ 2: Расчленить гидрограф реки методом Б.И. Куделина в зависимости от связи вод реки с грунтовыми и артезианскими водами. ЗАДАНИЕ 3: Определить долю подземного стока от общего годового стока реки в %. ТЕОРИЯ: Питание рек бывает дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Расход реки - это величина стока общая, а не конкретно относящаяся к какому-либо типу питания. Определение расходов воды рек производится на гидрометрических постах. По этим данным строится гидрограф - кривая распределения расхода воды в реке в зависимости от времени. Для его построения на оси ординат откладывается средний расход, по оси абсцисс - время (месяцы, декады, дни). Максимальные расходы воды в реке формируются за счет талых вод и жидких атмосферных осадков и соответствуют половодьям и паводкам. Минимальные расходы соответствуют межени, когда реки имеют подземное питание. Подземный сток обязан своим существованием подземным водам. Количественная оценка подземного стока может быть проведена по гидрографам поверхностного стока методом Б.В. Полякова, К.П.. Воскресенского, Б.И. Куделина, Ф.А. Макаренко. Наибольшее распространение получил метод Б.И. Куделина, который отмечает 4 случая питания рек подземными водами: 1.Водоносные горизонты грунтовых вод, не имеющие гидравлической | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Гидрология» Л. В. Переладова. Речной сток и гидрологические расчеты: Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по специальности... |  | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Пинигина Е. П. Гидравлика с основами гидротехники. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601.... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Л. В. Переладова. Грунтоведение: учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов, обучающихся по специальности 020601.... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... В. А. Ермолаева. География (часть – 2): Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология»... |
| Программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология» Н. Г. Осипова. Информатика: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов эколого-географического факультета,... | | Программа для студентов эгф по специальности Гидрология О. А. Алешина. Гидробиология и водная экология. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов эгф специальности... |
| Пояснительная записка Программа курса рассчитана на 90 часов. Из... Новохатин В. В. Топография. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология» очной... | | М. Г. Чистякова искусство ХХ века Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения специальности 020601. 65 Гидрология |
| Тюменский государственный университет «утверждаю»: Проректор по учебной работе Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности 020601. 65 «Гидрология» | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01 |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01 | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Рассмотрено на заседании умк именит отделения географии, экологии, природопользования и туризма от 21. 04. 2011 №01 |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020601. 65 «Гидрология» | | Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Геоэкология» Л. В. Переладова. Гидроэкология подземных вод: учебно-методический комплекс для студентов эколого-географического факультета, обучающихся... |
| Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями... Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов специальности «Биоэкология» | | Методика преподавания истории Учебно-методический комплекс для студентов... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
