Выполнение задания проводится в приведенной ниже последовательности.

1. По исходным данным, выдаваемым индивидуально (далее «Бланк задания», табл. 1), составляется карта гидроизогипс в масштабе 1: 2000. Все скважины образуют сеть квадратов со стороной каждого, равной 100 м. Отсчет скважин идет по горизонтальным рядам слева направо, как показано на рис. 1.

Рис. 1. Карта гидроизогипс (гидрогеологическая карта).

Поверхность земли изображают в горизонталях, зеркало грунтовых вод – в гидроизогипсах. Сечение горизонталей и гидроизогипс проведено через 1 м.

При интерполяции обычно пользуются вычерченной на кальке масштабной сеткой. Состоит масштабная сетка из пронумерованных параллельных линий, заложенных друг от друга на определенном расстоянии в зависимости от масштаба карты и величины превышений отметок между соседними точками. В задании при масштабе 1: 2000 и сечении горизонталей и гидроизогипс через 1 м предполагается расстояние 0, 5–1, 0 см. С помощью сетки осуществляют пропорциональное деление отрезков, соединяющих точки, между которыми производится интерполяция. Порядок интерполяции при помощи масштабной сетки приведен на рис. 2.

Рис. 2. Интерполяция при помощи масштабной сетки.

После интерполяции соединяют плавной линией точки с одинаковыми отметками. Полученные кривые и будут гидроизогипсами поверхности грунтовых вод. Таким образом, построение гидроизогипс производят по тем же правилам, что и построение горизонталей на топографических картах. Горизонтали вычерчиваются коричневым цветом, гидроизогипсы − синим.

Сечение гидроизогипс (частота заложения) выбирается таким образом, чтобы на карте были отражены особенности зеркала грунтовых вод. Выбор сечения гидроизогипс зависит от величины уклона поверхности грунтовых вод, от масштаба карты и густоты расположения точек замеров уровней. Уклон указывает на характер зеркала грунтового потока. Обычно сечение гидроизогипс при пологих уклонах потока (0, 25− 0, 10), изучаемого в пределах небольшого по размерам участка, выбирают равным 0, 5− 1, 0 м.

Пользуясь построенной картой, решают оставшиеся задачи.

2. Определяют направление движения подземных вод. Грунтовые воды могут передвигаться только от более высоких отметок к более низким. Вода передвигается по кратчайшему пути, следовательно, линии тока грунтовых вод всегда будут перпендикулярны к гидроизогипсам. Особо обращается внимание на зоны, где направление потока изменяется. На отдельных участках линии тока могут быть параллельными − это плоский поток. Когда линии токов расходятся или сходятся, поток называется радиальным, соответственно − расходящимся или сходящимся.

3. Очерчивают на карте заболоченные участки, если же таковых нет, отмечают участки возможного заболачивания при подъеме воды на указанную величину (точки на карте, в которых уровень воды при подъеме совпадает с поверхностью земли).

4. Находят участки с максимальным и минимальным гидравлическим уклонами и определяют скорость грунтовой воды на них.

Для определения гидравлического уклона J разность отметок двух смежных гидроизогипс делится на расстояние между ними по нормальному к ним направлению.

Зная коэффициент фильтрации слагающих водоносный горизонт пород, можно найти скорость течения потока по формуле Дарси:

, м/сут, (1)

где V, k, J− соответственно скорость потока, коэффициент фильтрации и уклон.

5. Для этих же участков определяют расход плоского потока – водоупор горизонтальный (рис. 3) по формуле

, м³/сут/м, (2)

где q− единичный расход потока;

h₁, h₂− мощность водоносного горизонта в точках 1 и 2;

l − длина пути фильтрации (расстояние между точками 1 и 2).

Рис. 3. Плоский поток.

Отметку водоупора определяют по формуле

, (3)

где − отметка водоупора;

− отметка поверхности земли в скважине №1;

− целая часть квадратного корня из номера варианта задания.

6. На карте гидроизогипс выбирают место для устройства совершенной скважины и определяют дебит этой скважины (рис.4).

Рис. 4. Совершенная скважина в безнапорном водоносном горизонте.

Дебит скважины

, м³/сут, (4)

гдеH − мощность водоносного горизонта, м;

h− мощность воды в скважине, принимается , м;

R − радиус влияния скважины для грунтовых безнапорных вод ориентировочно может быть определен по формуле Кусакина:

, м, (5)

здесь S− понижение уровня воды в скважине, м;

r− радиус скважины, r= 10 см.