Контрольная работа по "Геологии"

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

 

 

Домашняя работа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТОМСК 2012

 

Задача №1

 Вариант №6

 

 

Задание 1

 

Вычислить основные характеристики поверхностного и подземного стока р. Соя у ее устья.

ДАНО:

Площадь бассейна реки Соя F = 400001 км2

Средний многолетний расход за 50 лет Q0 = 990м3/с

Осадки за год X = 650мм.

Среднегодовой расход за 1987 год Q87 = 705м3/с.

Расход воды в нижнем створе Q2 = 59.1м3/с

Расход воды в верхнем створе Q1 = 44.3м /с

Расстояние между створами L=25 км .

Площадь подземного питания по карте гидроизогипс Fn = 18000км2.

 

РЕШЕНИЕ:

 

Поверхностный сток

 

1. Модуль стока М л/(с.км2) – количество воды Q, стекающее с 1 км2 площади водосбора F в 1 с:

М = Q·10³/F= 990·10³/400001=2,475 л/(с.км2)

 

2. Объем стока W, м3/год – количество воды в м3, стекающее с территории бассейна за год:

W=Q·T=990·31,5 • 106= 31185 • 106 м3/год

где Т – 31,5 • 106 – число секунд в году. Объем годового стока (м /год) можно выразить через модуль стока:

W=(Μ·F)·31,5/10³=ΜF·31,5·10³=2,475 ·400001 ·31,5 • 106 = 31185 • 106 м3/год

        

           3. Слой стока Y за год (мм/год) вычисляется по формуле:

 

Y=W/F·10³=31185 • 106 /400001·10³=77,962 мм/год

 

Между слоем и объемом стока существует зависимость:

 

Y=31,5·Μ=31,5 ·2,474=77,962 мм/год

 

4. Коэффициент стока ŋ – определяется как отношение высоты слоя Y мм за какой-либо период к количеству осадков X мм за этот же период:

 

                      ƞ=Y·100%/X=77,962·100%/650=11,9

 

5. Модульный коэффициент Кi – отвлеченное число, получаемое из соотношения:

 

                                                     K‚=Q,/Qₒ

где Qi, – сток за какой-либо период; Q0, – то же, за многолетний период.

Значение K в многоводный год всегда больше единицы, в маловодный год – меньше единицы.

 

К = Q87/ Q0 = 705/990=0,71- год был маловодный так как К меньше единицы

 

Подземный сток

 

1. Модуль подземного стока Мп л /(с·км2)

 

Μn=(Q2-Q1)/Fn=Qn·103/Fn

где Fn – площадь подземного питания, км2

(Q2-Q1)=Qn м3/с – величина подземного питания равна разности расходов на бесприточном участке реки.

 

Μn=(Q2-Q1)/Fn=Qn·103/Fn=(59,1-44,3)• 103/18000=0,82 л /(с·км2)

 

2. Величина подземного питания qпод, м3/с на 1 км длины реки определяется по формуле:

q=(Q2-Q1)/L

 

где Q1.– расход реки в верхнем створе, м3/с;

      Q2 – расход реки в нижнем створе, м3/с;

      L – расстояние между створами, км.

 

q=(Q2-Q1)/L=(59,1-44,3)/25=0,592м3/c

 

3. Процентное содержание подземного стока Мn от общего годового поверхностного стока М (модульный коэффициент подземного стока):

 

Kn=Μn·100%/Μ=0,82 ·100%/2,475=33,1%

 

4. Годовая инфильтрация атмосферных осадков численно равна высоте слоя в мм подземного стока Уn

 

Υn=31,5·Μn или Υn=Y·Kn/100

 

где Мn – модуль подземного стока, мм;

 

Υn= 31,5 ·0,82=25,8мм или Υn=77,962·33,1/100=25,8мм

 

5. Коэффициент подземного стока Кпод

 

Kпод=Υn/X или Kпод=Yn·100%/X

 

Kпод=25,8/650=0,039 или Kпод=25,8·100%/650=3,9

 

 

6. Среднемноголетний объем от инфильтрации (м3/год) для площади подземного водосбора за год вычисляется по формуле:

 

Wин=YnFn·103=25,8·18000·10³=4644·105 м3/год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2

Записать формулу Курлова.

 

Дано:                                                                                                           Таблица №1

 

Физические свойства	рН	t  воды	Анионы мг/л			Катионы, мг/л			Сухой остаток г/л	ОМЧ в 1 мл
			SO4	Cl	HCO3	Сa	Mg	Na
Без цвета и запаха	8,2	13	75	248,5	854	20	-	525	1,2	30

 

Произведем пересчет из ионной формы в миллиграмм-эквивалентную, путем деления количества миллиграммов каждого иона на его эквивалентный вес.

 

Ионы	Экв.вес	Мг/л	Мг-экв/л	%-экв/л
SO4	48,46	75	1,55	7
Cl	35,55	248,5	6,99	31
HCO3	61	854	14	62
Σ анионов		1177,5	22,54	100
Сa	20	20	1	8
Mg	12,8	-	-	-
Na	23	525	10,9	92
Σ катионов		545	11,9	100

 

 

 

Находим общую жесткость воды:

Общая жесткость — это сумма Ca2+  и Mg2+  в мг-экв.

1,0+0 = 1,0 мг-экв/л – вода очень мягкая

 

Определим класс воды по величине минерализации:

1177,5+545=1722,5(мг/л)/ 1000=1,7225(г/л) – вода солоноватая

Тип воды по водородному показателю рН

рН=8,2 вода слабощелочная

 

Результаты пересчёта химического анализа подземных вод

 

                                                                                                                Таблица №2

 

Фенол, мг/л	As3+ мг/л	рН	t  воды	Анионы мг-э %			жесткость	Катионы, мг-э %					Минерализация г/л	ОМЧ в 1 мл
				SO4	Cl	HCO3		Ca	Mg	Na	Fe2+	Fe3+
-	-	8,2	13	7	31	62	1	4	-	96	–	–	1,7	30

 

 

 

Запишем формулу Курлова:

 

 

 

 

Название воды: Вода солоноватая, гидрокарбонатно-хлорная  натриевая, слабощелочная, холодная, очень мягкая.

 

По СаНПину:

общая жесткость воды 1 (норма до 7);

содержание фенолов 0 (норма 0,001).

содержание мышьяка 0 (норма до 0,05).

ОМЧ 30 (норма до 50).

Вывод: вода не относится к опасному классу. Использовать ее для питьевого водоснабжения можно.

 

 

Задание 3

Графическая обработка результатов определения гранулометрического состава пород и их практическое применение

Задание:

Результаты гранулометрического анализа инженерно-геологических лабораторий выдаются в виде табл. 3. По данным анализа гранулометрического состава (табл. 3) построить две суммарные кривые в полулогарифмическом масштабе по заданному варианту. На основе суммарных кривых определить:

1) d60, d10 и степень неоднородности породы;

2) назвать  породу по характеру неоднородности.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Гранулометрический состав пород

Вариант	Гранулометрический состав
	Размеры фракций
	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	<0,005
6	30	58	6	2	1	3
	1	79	12	1	2	5

 

 

 

 

 

Составляем графики