Шпаргалка по "Геологии"

Используют металлические сваи, серийно выпускаемые заводами, или деревянные, изготавливаемые из древесины хвойных пород  или твердолиственных.

             Реечный водомерный пост устанавливают на участках рек с устойчивыми обрывистыми берегами, на набережных, опорах мостов, как правило, при относительно небольшой (до 3 м) амплитуде годового колебания уровня. Измерение уровней ведется по водомерной рейке, являющейся основной частью по Водомерные рейки изготавливают деревянными  или металлическими.

Наклонные рейки устанавливают в местах, где имеется искус­ственное крепление береговых откосов. Эти рейки лучше защи­щены от ударов льдин и других плывущих предметов, а при боль­ших скоростях течения они более удобны для производства отсче­тов уровня, чем вертикально установленные рейки, где отсчет может искажаться влиянием подпора от набега воды на сваю с рейкой. Наклонные рейки размечаются специалистами станции.

            Наиболее простым водомерным устройством передаточного типа является мостовое. На мосту меткой закрепляется постоянная точка (нуль наблюдений) для отсчета уровня. Высотное положение этой точки определяется нивелированием от ближайшего репера. Наблюдения за колебаниями уровней заключаются в измерении расстояния от точки наблюдения на мосту до поверхности воды. Измерения производятся стальной рулеткой или размеченным тросом с грузом на нижнем конце.

Водомерные посты с самописцами устанавливают на специальных постах. Часто используют самопишущий водомерный пост берегового типа Устройство при измерении уровней воды самописцами включает лимниграфическую будку, колодец, соединенный трубой с водотоком, и самописец, устанавливаемый на столике.

Для регистрации уровней воды можно использовать самописцы уровней воды, сконструированные Государственным гидрологическим институтом.

32 способы защиты подземных вод от загрязнения и истощения

Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения подразделяются на:

-  профилактические, направленные на сохранение естественного качества подземных вод;

- локализационные, препятствующие увеличению и продвижению создавшегося в водоносном горизонте очага загрязнения; восстановительные, проводимые для удаления загрязнений из водоносного горизонта и восстановления природного качества подземных вод.

Главную роль в предупреждении загрязнения подземных вод играют мероприятия общего характера. К их числу в первую очередь следует отнести все меры по предотвращению загрязнения рек и водоемов; совершенствование методов очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод; создание производств с бессточной технологией и замкнутых систем промышленного водоснабжения и канализации; изоляцию коммуникации, несущих сточные воды; ликвидацию или очистку газодымовых выбросов на предприятиях; ограничение использования ядохимикатов и удобрений на сельскохозяйственных территориях; глубокое подземное захоронение особо вредных стоков, очистка которых экономически не оправдана.

Многие мероприятия профилактического характера должны осуществляться при активном участии специалистов-гидрогеологов. К таким мероприятиям относятся:

— целенаправленный выбор водоносного горизонта, места расположения водозабора и режима его эксплуатации, т. е. определение производительности, числа и расположения водозаборных сооружений, а также допустимого понижения уровня подземных вод с целью сохранения должного качества подземных вод на весь период эксплуатации водозабора;

— оценка естественного и прогнозного качества подземных вод с позиций удовлетворения требованиям государственных стандартов на качество воды и при учете возможности и технико-экономической эффективности искусственного улучшения качества воды;

— выполнение гидрогеологических расчетов для обоснования размеров зоны санитарной охраны для каждого водозабора хозяйственно-питьевого назначения;

— назначение в пределах зоны санитарной охраны санитарно-технического режима, соответствующего гидрогеологическим условиям и специфике хозяйственного освоения территории в районе водозабора.

Значительный успех в деле охраны  подземных вод обеспечивает создание региональных водоохранных зон, охватывающих всю область питания и распространения водоносного горизонта, используемого для водоснабжения, или ее значительную часть. Здесь вводятся определенный режим использования территории, регламент эксплуатации существующих предприятий, строгий контроль над очисткой и сбросом сточных вод, санитарным состоянием почв, воздуха, природных вод и т. п.

Профилактике загрязнения подземных вод способствует мониторинг качества подземных вод, т. е. научно обоснованная система длительных натурных наблюдений за основными динамическими характеристиками водоносного горизонта: уровнями, напорами, химическим и бактериологическим составом, температурой воды и т. п. Анализ этих данных позволяет получить пространственно-временную картину загрязнения, объяснить произошедшие изменения и дать прогноз ожидаемых изменений качества подземных вод.

Специальные профилактические мероприятия технического характера применяются для изоляции подземных вод от промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных отходов, водорастворимого сырья, продуктов производства. Выбор схемы, типа, конструкции и проектирование профилактических технических мероприятий проводятся по данным инженерно-геологических изысканий и наблюдений.

Выбор защитных мероприятий основывается на анализе природных условий рассматриваемой территории, учете характера и влияния источника загрязнения и на технико-экономических расчетах.

Восстановление качества подземных вод реально лишь при малых размерах загрязненного участка; в этих целях рекомендуется промывка водовмещающих пород чистой водой, подаваемой через скважины или траншеи. При этом воду можно очищать кислородом или веществами, способствующими деградации загрязнений, их нейтрализации. Этот метод используется как завершающий этап комплекса мероприятий по ликвидации загрязнения подземных вод.

36 методы определения расходов воды

Расход  воды является одним из основных гидравлических элементов потока. Для рек расход воды – это важнейшая характеристика, определяющая другие ее параметры. На основании систематических определений расходов воды вычисляется сток реки.

Расход воды в открытых водотоках (Q) обычно находят через живое сечение (W) и среднюю скорость потока (V) по формуле: Q = W·V                                                                   

Также расход воды определяют с помощью каких-либо веществ, обладающие известными физическими или химическими свойствами. Вещество известной концентрации, пройдя вместе с потоком некоторое расстояние, понизит вследствие перемешивания свою начальную концентрацию. Степень понижения концентрации зависит от расхода воды, поэтому  уменьшение концентрации вещества и является  критерием расхода водотока.

Площадь живого сечения  определяют как сумму элементарных фигур (трапеций, треугольников), а смоченный периметр  – как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников.

Для вычисления расхода воды необходимо от поверхностной скорости перейти к средней скорости течения воды, что осуществляется через переходной коэффициент К1 :V = Vпов. ·К1;   К1 = С/(С + 14); где С – скоростной коэффициент формулы Шези. Определяется по формулам Н.Павловского И.И. Агроксина и Базена. По формуле Базена С = 87 /(1 + /R), где  - коэффициент шероховатости, для чистых земляных русел; R – гидравлический радиус.

R = Wср. /ср. = 0,84 м2 /3,35 м = 0,24 м;

R = 0,24 = 0,50;

С = 87/(1 + 1,30/0,50) = 24,2;

К1 = 24,2/(24,2 + 14) = 0,63;

V = 0.63 · 0.42 = 0.27 м/сек;

Q = Wср. · V = 0.84 · 0.27 = 0.23 м3/сек.

Гидравлические расчеты проводятся для определения размеров поперечных сечений водоприемников, каналов и сооружений, проверки их устойчивости против размыва и заиления, а также увязки расчетных горизонтов воды в каналах и водоприемниках, условий вертикального сопряжения элементов осушительной сети.

Для расчета проводящих каналов применяется следующая формула равномерного движения: Q=W·V= W · C R J,                                                          где Q – расход воды, м3/сек; W – площадь живого сечения, м2; V – средняя скорость потока, м/сек; C – скоростной коэффициент; R – гидравлический радиус, м; J – уклон дна канала.

Скоростной коэффициент С определяется по формуле:

а) Академика Павловского:  С = 1/n· Ry,                                                                 где y = 2.5 n – 0.13 – 0.75R(n – 0.10).

б) Проф. Агроскина С = 1/n + 17.72lgR,                                               где n – коэффициент шероховатости; R – гидравлический радиус, м.

Расход воды также определяют по водосливам. Водосливом называется сооружение, перегораживающее поток. В перегораживающем сооружении (стенке) может устраиваться вырез.                                

Нижняя кромка выреза называется порогом водослива. Форма выреза может быть прямоугольной, трапецеидальной, треугольный  и пр.

Водосливы бывают с тонкой стенкой и с широким порогом. Толщина стенки величина относительная, определяемая по отношению напора Н к толщине порога С. У водослива с тонкой стенкой Н превышает С не менее, чем в 2 – 3 раза. Водосливы с тонкими стенками можно при небольших расходах воды использовать в качестве водомерных сооружений.

Расход воды рассчитывается по формулам:

прямоугольный водослив Q = 1.95 bH H;                                             

трапецеидальный водослив Q = 1.86 bH H;                                             

треугольный водослив  Q = 1.4 H2 H,                                                

где Q – расход воды, м3/с; b – ширина порога, м; Н – величина напора, м.

Водосливы с широким порогом используются в качестве водосбросных сооружений при плотинах. Расход воды через подобные водосливы рассчитывается по формуле   Q = mw 2g*H3/2, где m – коэффициент расхода; w – живое сечение потока; H – напор, м.

40 нормативные уровни и составляющие объема водохранилищ

Водохранилище – искусственно созданный водоем для хранения воды и регулирования стока. Наибольшее распространение  получили водохранилища, создаваемые в долинах естественных  водотоков постройкой водоподпорных сооружений (плотин, шлюзов и т. п.) На участке выше водоподпорного сооружения (плотины) повышаются уровни н аккумулируются большие объемы воды, которые используются для хозяйственных целей. Длина водохранилища равна дальности распространения подпора от плотины.Водохранилища классифицируют по ряду признаков. Выделяют пять основных типов водохранилищ: равнинные, предгорные, горные, озерные, наливные.Равнинные водохранилища характеризуются следующими признаками: относительно большой площадью поверхности воды, небольшой максимальной (15 ...25м) и средней (обычно 5...9 м) глубинами, небольшой сработкой (в пределах 2...7 м), интенсивными процессами переработки берегов, сложенных большей частью рыхлыми размываемыми породами. Эти водохранилища, как правило, имеют большую емкость и используются комплексно.В результате подъема уровня воды, вызванного сооружением плотины на равнинных реках, для которых характерны небольшие уклоны, затапливаются обширные площади, в том числе ценные для сельскохозяйственного производства пойменные земли, луга, пастбища, а также леса, возникает необходимость переноса населенных пунктов и важных объектов.  Водохранилища предгорных и плоскогорных областей характеризуются большими глубинами (до 70...100 м и более), значительной сработкой (до 10—20 м), сравнительно небольшой интенсивностью переработки берегов, незначительным затоплением и подтоплением территории.Для горных водохранилищ характерны большие глубины (нередко более 100 м) и сработка (до 100 м и более). Затопляемая площадь, подтопление, переработка берегов, фильтрация из водохранилища незначительны. Поперечный профиль долины горных рек обычно совпадает с руслом, он может иметь вид узкого каньона; склоны берегов крутые, нередко ступенчатые, русло слабоизвилистое, без поймы; при сработке водохранилища площадь поверхности воды изменяется плавно.Озерные водохранилища создают путем сооружения плотины на реке, вытекающей из озера, и подпор, вызванный плотиной, распространяется на озеро. Преимущество этих водохранилищ заключается в том, что при незначительном подпоре и небольшой площади затопления земель в них можно аккумулировать большие объемы воды. Наливные водохранилища чаще всего сооружают путем использования естественных котловин и обвалования пониженных участков территорий вблизи реки. Применяют их главным образом при орошении земель и строительстве гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Водохранилища классифицируют также по площади водной поверхности и объему. Искусственный водоем небольших размеров и площадью водной поверхности менее 1 км2 называют прудом.Существуют и другие классификации водохранилищ; по глубинам, конфигурации, термическому режиму и т. д.Параметры водохранилища, определяющие его размеры, устанавливают на основе водохозяйственного расчета. При этом объем воды в водохранилище принято подразделять на мертвый и полезный