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 – hx / h2 – h1)·aх,
где Х – расстояние горизонтали от смежной скважины, м;
h1 – отметка зеркала воды в одной скважине, м;
h2 – отметка зеркала воды в смежной скважине, м;
hx – отметка искомой гидроизогипсы, м;
ах – расстояние между скважинами.
Например, на карте с масштабом 1:2500 (рис. 26): h1 = 380,08, h2 = = 381,31, hx = 381,00, ах = 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.
Горизонтальными называют 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.
Подошвенная линия 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.