Основные элементы и расчёты в геологии
3. Графики-треугольники Ферре.
Графики-треугольники представляют собой системы координат, связывающие на плоскости три переменные – процентное содержание трех катионов и трех анионов, и служит на практике для нанесения закономерностей изменения химического состава природных вод. Каждой вершине треугольника приписан определенный ион, причем сама вершина соответствует 100%-экв содержания данного иона и 0%-экв содержанию двух других ионов. Противолежащее вершине треугольника основание соответствует 0%-экв значению данного иона. Линия, проведенная параллельно противолежащему основанию, соответствует определенному, в интервале от 0%-экв до 100%-экв значению рассматриваемого иона. Аналогичным образом двум другим ионам соответствуют две другие вершины, их противолежащие основания и линии, параллельные этим основаниям.
Для изображения результата анализа на треугольнике наносят три линии, обозначающие содержание каждого иона. Для нахождения положения каждой линии следует отсчитать необходимое количество процент-эквивалентов от основания в сторону вершины рассматриваемого иона. Все три линии пересекаются в одной точке.
4. График-квадрат Толстихина.
График используется для одновременного учета содержания катионов и анионов. Он представляет собой квадрат, разделенный оси X и Y на десять равных частей. Каждому вновь образованному маленькому квадрату, а их получается 100, присваивается свой определенный номер. Горизонтальные стороны квадрата представляют собой оси для нанесения на них численных значений катионов, а вертикальные для нанесения анионов, взятых в процент эквивалентной форме. Левая верхняя и правая нижняя вершины соответствуют нулевым значениям содержания ионов, а левая нижняя и правая верхняя – 100-процентным значениям. По верхней стороне квадрата слева направо откладывается процентное содержание ионов Ca2+ и Mg2+ по нижней стороне им навстречу содержание Na++K+. Получившееся при этом две точки будут располагаться напротив друг друга строго на одной вертикали, их следует соединить линией. Аналогично строится горизонтальная линия по анионам. Точка пересечения обоих линий попадает в маленький квадрат со своим номером, который и присваивается исследуемой воде.
Классификация природных вод по минерализации.
0-1 г/л – пресные
1-3 г/л – слабосолоноватые
3-10 г/л - сильносолоноватые
10-35 г/л – соленые
>35 г/л - росолы
Классификация природных вод по общей жесткости.
Жесткостью называется свойства воды, которые ей придают присутствующие в ней ионы Ca2+, Mg2+ и Fe2+, и некоторые другие катионы.
Измеряется либо в мг-экв/л, либо в немецких градусах. Переводной коэффициент равен 2,8.
Воды очень мягкие <1,5 мг-экв/л
Воды мягкие 1,5 -3 мг-экв/л
Воды умеренно жесткие 3,0-6,0 мг-экв/л
Воды жесткие 6,0-9,0 мг-экв/л
Воды очень жесткие >9,0 мг-экв/л
Классификация воды по рН.
Вода сильно кислая – до 1,9 pH
Кислая 1,9<=pH<4,1
Слабокислая 4,1<= pH<7
Нейтральная pH=7
Слабощелочная 7<pH<=8,3
Щелочная 8,3<=pH<10,3
Сильнощелочная pH>=10,3
Классификация воды по Алекину.
По этой классификации природные воды делятся на класс по преобладающим анионам, на группы по преобладающим катионам и на виды по соотношениям ионов. Название образуется так же, как и по формуле Курлова. Для определения преобладающего иона сравнивается их содержание в эквивалентной и процентной форме. Каждая группа делится на четыре типа, определяемые следующими неравенствами (мг-экв/л):
Агрессивность воды.
Виды агрессивности |
Условия агрессивности |
Процессы происходящие в бетоне |
Сульфатная |
|
В результате химических реакций происходит накопление в трещинах бетона сульфатных соединений с последующим механическим разрушением бетона. |
Магнезиальная |
|
Обменные реакции, формирование в бетоне коллоидных соединений Mg(OH)2, понижающих прочность бетона. |
Выщелачивающая |
|
Частичное растворение Ca(OH)2 , входящих в состав бетона |
Общекислотная |
|
Частичное растворение Ca(OH)2 , входящих в состав бетона |
Углекислая |
, где X=aCa+в. Коэффициенты а и в берутся из таблицы. Значение Са2+ подставляется в мг/л |
Частичное растворение CaCO3, входящих в состав бетона |
Требования к качеству воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Показатель |
Предельное содержание |
Сухой остаток, мг/л |
До 1000 |
Активная реакция, pH |
6,5-8,5 |
Общая жесткость, мг-экв/л |
До 7 |
Хлориды, мг/л |
До 350 |
Сульфаты, мг/л |
До 500 |
4. Основные гидрогеологические параметры и определение коэффициента фильтрации.
Основной закон Дарси для ламинарного движения:
,
где: - скорость фильтрации, м/сут
- коэффициент фильтрации, м/сут
- напорный коэффициент
Коэффициент фильтрации (К) характеризует водопроницаемость горных пород и свойства фильтрующей жидкости.
Чем больше скорость, тем больше коэффициент фильтрации.
· Основной закон Шези-Краснопольского для турбулентного движения.