экза мен / Билеты / 7

№7

1. Виды воды в порах горных пород и почв, механизм их движения. Гравитационная вода.

Вада ў прыродзе – у глебе, грунтах, паветра знаходлзіцца ў розных агрэгатных станах і мае спецыфічныя асаблівасці механізма руху. Ад гэтага залежыць характар і інтенсіўнасць усіх прыродных працэсаў, у якіх прымае ўдзел вада. Вада ў глебах і грунтах можа знаходзіцца ў некалькіх агрэгатных станах: хімічна звязаная, крышталізаваная, парападобная, гіграскапічная, пленачная, капілярная, свабодная (гравітацыйная). Хімічна звязаная вада ўваходзіць у склад малекулы рэчыва ў выглядзе гідраксільнай групы (мінералы), Крышталізаваная вада з’яўляецца састаўной часчткай шматлікіх мінералаў (гіпса). Парападобная вада знаходзіцца ў паветры, запаўняе поры і другія пустоты паміж часцінкамі грунта. Гіграскапічная вада - моцна звязаная вада, якая ўтрымліваецца сіламі на паверхні часцінак глебы ў выглядзе ізаліраваных малекул альбо плёнкі вады таўшчынёй у адну-дзве малекулы. Гіграскапічнасць - здольнасць грунта паглынаць і ўтрымліваць гіграскапічную ваду. Плёначная вада абвалоквае часцінкі парод звыш макс гігр-ай вады і яна менш звязана з мінеральнымі часцінкамі і адносіцца да катэгорыі рыхла звязанай. Капілярная вада адносіцца да катэгорыі свабоднай вільгаці, якая запаўняе параўнальна дробныя поры і капіляры. Адрозніваюць падпёртую і падвешаную капілярную ваду. Свабодная гравітацыйная вада запаўняе прамежкі ў грунтах. Яна можа ўтрымлівацца сіламі прыцяжэння да сценак, а пад уздзеяннем сілы цяжару лёгка і свабодна сцякае па напрмку ўхіла. Яе рух адбываецца ў капельна-струменевым выглядзе. У насычаных вадой пародах свабодная вада фільтруецца ў напрамку падзення ўзроўня падземных вод.

Рух падземных вод у залежнасці ад памераў пустотаў, па якім яны перамяшч-ца, можа быць ламінарным і турбулентным. Ламінарны рух назіраецца пры фільтрацыі падземных вод у дробназярністых грунтах, турбулентны – пры руху вады ў больш буйных шчылінах і пустотах.

Пры ламінарным руху часцінкі вады перамяшчаюцца паралельна у адным і тым жа напрамку. Пры такім руху яе хуткасць (v) прапарцыянальна падзенню напора на адзінку адлегласці, ці гідраўлічнаму ўхілу (i): V = ki дзе k – каэф фільтрацыі грунтоў. Залежнасць хуткасці руху вады грунтовых вод ад ўхілу наз-ца законам Дарсі. Колькасць вады (Q), якая фільтруецца праз некаторае папяроч сяч грунта (F), раўняецца здабытку плошчы гэтага сячэння на хуткасць: Q = vF, ці v = kiF, дзе k – каэф фільтр; i = h₁ – h₂ /l = h/l – гідраўлічны ухіл; h- велічыня напору; l – адрэзак, на якім адбываецца фільтр вады; F – папяроч сяч, праз якое адбываецца фільтр вады ў грунце.

Пры адпаведных умовах гідраўлічны ухіл (i) і папяр сяч можна прыняць = 1, то атрымаем: v = k, а г.зн. каэф фільт прадстаўляе сабой расход патоку вады праз тоўшчу грунта, сячэнне і ухіл якога роўны 1 (м/с).

Пры турбулентным руху часцінкі вады рухаюцца хаатычна, пры турб руху крытычная хуткасць фільтрацыі адваротна прапарцыянальна дыяметру часцінак, якія складаюць грунт. У гэтым выпадку хуткасць (v) можна выразіць у выглядзе формулы Шэзі: V= С √RI, дзе R – гідраўлічны радыус, ці адносіны плошчы папяр сяч да змочанага перыметру; I – гідраўлічны ўхіл; С – каэф, які залежыць ад шурпатасці і няроўнасцей сценак рэчышча, па якім рухаецца вада. Каэф С не з’яўляецца пастаяннай велічынёй. Яна залежыць ад глыбіні і шурпатасці рэчышча. Для рачных вадацёкаў існуе некалькі формул для яго разліку. Найбольш часта ўжываецца формула Маніна: C = 1/n R^1/6 І формула Н.Н.Паўлоўскага C = 1/n R^y, дзе n – каэф шурпатасці, які вызначаецца па спецыяльных табліцах М.Ф.Срыбнага.

З формулы Шэзі можна заключыць, што хуткасць плыні ўзрастае з павялічэннем гідраўлічнага радыуса ці сярэдняй глыбіні. Гэта адбываецца таму, што з павялічэннем глыбіні зніжаецца ўплыў шурпатасці дна на хуткасць. Павялічэнне гідраўлічнага радыуса прыводзіць к павялічэнню паказчыка С. З формулы Шэзі выцякае таксама, што хуткасць плыні павялічваецца з павялічэннем ухілу.

Вада ў глебе і горных пародах прсутнічае ў розных формах і стане і залежыць ад ступені ўвільгатнення слаёў зямной кары. Значная частка вады знаходзіцца ў звязаным стане і не ўдзельнічае ў кругавароце і не прыймае ўдзел у жыўленні рэк, азёр і балотаў, у прыродных працэсах.

Вада ў глебе ў цвёрдым стане і горных пародах прысутнічае ў складзе мерзлых глебаў, альбо ў выглядзе выкапнёвага, пячорнага лёду.

Унутрыклеткавая вада ўтрымліваецца ў клетках раслін, якія понасцю не разлажыліся.

Вада ў глебе і горных пародах прсутнічае ў розных формах і стане і залежыць ад ступені ўвільгатнення слаёў зямной кары. Значная частка вады знаходзіцца ў звязаным стане і не ўдзельнічае ў кругавароце і не прыймае ўдзел у жыўленні рэк, азёр і балотаў, у прыродных працэсах. Некаторыя яе віды частковы выкарыстоўваюцца раслінамі.

2) Повторяемость и продолжительность стояния уровней рек; кривые частоты и обеспеченности.

Для вырашэння шэрага практычных задач праводзяць статыстычную апрацоўку ўзроўняў. Такая апрацоўка, якая грунтуецца на прынцыпах і метадах матэматычнай статыстыкі, выконваецца для любых гідралагічных паказчыкаў: узроўняў, расходаў вады, сцёку і т. п. у розныя перыяды (шматгадовы, асобны год, перыяд крыгаходу, межань і г.д.). У выніку апрацоўкі вызначаюцца паўтаральнасць (частата) і працягласць (забяспечанасць) гідралагічных характарыстык і будуюцца крывыя частаты і забяспечанасці.

Паўтаральнасць узроўняў паказвае колькасць дзён або гадоў – лічбу выпадкаў стаяння ўзроўняў у зададзеным узроўневым інтэрвале. Паўтаральнасць, выражаная ў працэнтах ад агульнай колькасці дзён разглядваемага перыяду, называецца частатой. Працягласць стаяння ўзроўню – гэта колькасць дзён або гадоў, на працягу якіх назіраліся ўзроўні вышэй зададзенага ці роўныя яму. Працягласць, выражаная ў працэнтах ад усяго разліковага перыяду, называецца забяспечанасцю (Р, %).

Адкладваючы па восі ардынат узроўні (Н, см) у інтэрвалах, а па восі абсцыс – паўтаральнасць насупраць сярэдзіны інтэрвалу і працягласць насупраць ніжняй граніцы інтэрвалу, атрымліваем прамежкавыя пункты, па якіх праводзяцца адпаведныя крывыя. Цэнтральнай у адносінах да крывой частаты з’яўляецца крывая зябяспечанасці. Да характэрных узроўняў графікаў частаты і забяспечанасці (гл. рыс. 1.7) перш за ўсё адносяцца ўзровень найбольшай частаты (Н_м) – мадальны – і узровень, забяспечаны на 50 % – медыянны (Н₅₀). Для характарыстыкі нарастання ўзроўняў улева ад медыяннага прымяняюць узровень, забяспечаны на 25 %, які называецца верхнім квадрыльяльным (Н₂₅); для характарыстыкі змяншэння ўзроўняў управа ад медыяннага – ніжні квадрыльяльны (Н₇₅) пры забяспечанасці 75 %.

3. Определение объема и площади озера по батиграфической кривой.

Па батыграфічннай і аб’ёмнай крывых вызначаюцца плошча і аб’ём возера пры змяненнях узроўню вады. Для гэтага ад адзнакі адпаведнага ўзроўню (глыбіні) на вертыкальнай шкале праводзіцца гарызантальная лінія да перасячэння з крывымі і па шкалам адлічваюцца велічыні плошчы і аб’ёму. Напрыклад, пры паніжэнні ўзроўню Н_n на 1,5 м плошча воднай паверхні f_n будзе раўняцца 285000 м², а аб’ём V_n – 895000 м³.