YER OSTI SUVLARI DINAMIKASI Yer osti suvlarining dinamikasi deganda, ma’lum tarkibga (litologik, granulometrik, ximik va b.q.) fizik, suvli xossa va hususiyatlariga (zichlik, g‘ovaklik, namlik va b.q.) ega bo‘lgan jins qatlamlarida u yoki bu haroratdagi suvlarning harakat qilish qonuniyatlari tushiniladi. Ma’lumki suv molekulalari bir- biri bilan qo‘shilib ma’lum tarkibdagi, qalinlikdagi, sarfdagi va yo‘nalishdagi erkin yer osti gravitatsion suv oqimiga ega bo‘lgunga qadar bir qancha holatlarda (bug‘, gigroskopik, molekulyar, kapillyar va b.q.) bo‘ladi. 3.1.Yer osti suvlarining harakat qilish turlari va qonuni Tog‘ jinslari qatlamlarida vujudga kelgan yer osti suvlarining ma’lum yo‘nalishdagi harakati yoki filtratsiyalanishi suv oqimining ikki nuqtasi balandliklari orasidagi farqga va nuqtalar orasidagi masofaga bog‘liq. Filtratsiya bosimsiz va bosimli bo‘lishi mumkin. Bosimsiz filtratsiya grunt suvlariga, bosimli filtratsiya artezian suvlariga xos. Aytaylik grunt suvi A nuqta yo‘nalishidan B nuqta yo‘nalishi bo‘ylab harakat qilmoqda (15.1-rasm). Suvning A nuqtadagi balandligi-H1, B nuqtadagi balandligi-H2, nuqtalar orasidagi masofa L bo‘lsin. Unda 13.1-rasm. Yer osti grunt suvlarining harakat yinalishi. 1-suv itkazmas =atlam; 2-yer osti grunt suvining satxi; 3-suvsiz jins =atlami; 4-suvli =atlam; 5-daryodagi suv satxi; 6-yer osti grunt suvining harakat yinalishi; 7-burg‘u =udu=lari va ularning ra=amlari; 8-yer osti grunt suvining bulo= xolatida daryo vodiysidagi chi=ish yili; 9-№1 va №2 =udu=lardagi yer osti suv baladligi; 10-№1 va №2 =udu=lar orali\i masofasi; 11-№1 va №2 =udu=lardagi yer osti grunt suvlari satx balandliklarining far=i; 12-№1 va №2 =udu=lardagi suv balandliklarini kirsatuvchi nu=talari nuqtalar orasidagi farq h      2 1 bo‘ladi. Tabiatda bu farq qancha katta bo‘lsa, grunt suv oqimining tezligi ham shuncha katta bo‘ladi. Fanda L h  nisbati gidravlik qiyalik yoki gidravlik gradiyent deb yuritiladi. Yer osti suvlari oqimining tog‘ jinslari qatlamlari bo‘ylab harakat qonuniyatlariga ko‘ra lominar chiziqli va turbulent chiziqsiz oqimli suv turlariga bo‘linadi. Laminar oqimiga ega bo‘lgan yer osti suvlari asosan g‘ovakli, mayda donador (qum, qumloq, nisbatan bir xil yirikliklardagi shag‘al, gilli) tog‘ jinslari qatlamlarda vujudga keladi. Oqim erkin, tekis-paralel, uzluksiz bo‘lib, tezligi uncha katta bo‘lmaydi. Suv sathiga tushadigan bosim atmosfera bosimiga teng bo‘ladi. Laminar orqali yer osti suvlarining harakt qilish qonuniyati birinchi marotaba 1856 yili fransuz gidravligi A.Darsi (15.2-rasm) tomonidan maxsus tajriba yo‘li bilan aniqlangan (15.3-rasm). Buning uchun kerakli (I) silindr olib, qum bilan to‘lg‘izadi va qum g‘ovaklarini suv quyib to‘yintiradi. Suvni qum qatlamidan sizib o‘tish jarayonida ma’lum qarshilikni yengib o‘tishni, ya’ni qandaydir darajada bosim sarf qilinishini hisobga olib, silindrni yuqori va pastki qismiga bukilgan p’eozametrik naycha o‘rnatadi (3,4). Naychalardagi suv har xil sathlarda, yuqoridagisi yuqori, pastdagisi past etib belgilanadi. So‘ngra silindrda bir xil sathda ushlab turilgan suv kran orqali (I), maxsus idishga (II) oqizilib, suvni qum jinsi g‘ovaklari orqali sizib o‘tishni ta’minlaydi, ma’lum vaqt davomida oqib o‘tgan suv sarfi o‘lchab boriladi. Olingan natijalarni taxlil qilish asosida A.Darsi silindrdan ma’lum vaqt birligida sizib o‘tgan suv miqdori oqimining ko‘ndalang kesim yuzasi, filtratsiya koeffsiyenti va bosim gradiyentiga yoki oqim qiyaligi I ga to‘g‘ri proporsional ekanligini aniqlaydi. Shu bilan u g‘ovakli tog‘ jinslarda yer osti suv oqimini chiziqli filtratsiya qonunini yaratadi. Shuning uchun bu qonun fanda Darsi qonuni deb atalib, quyidagi tenglama orqali ifodalanadi: LJ K L h h F K Q Ф Ф    2 1 4.3-rasm. Darsi qurilmasining umumiy ko‘rinishi bu yerda: Q-vaqt birligida sizib o‘tgan (filtratsiyalangan) suvning miqdori, m3\sut; Kf-o‘rganilayotgan jins uchun doimiy qiymat; jins qatlamining filtratsiya qiymati, m-sut; F-jins qatlamidagi (silindrdagi) suv oqimining ko‘ndalang kesim yuzasi, m2 J-bosim gradiyenti L h h 2 1  yoki gidravlik nishoblik (qiyalik); L-filtratsiya (sizib o‘tish) yo‘lining uzunligi, m-sm. Tenglamani ikki tomonini, suv oqimining ko‘ndalang kesimiga bo‘lish F Q orqali filtratsiya tezligi (V) topiladi, ya’ni KJ F Q V   Agar bosim gradiyenti J=1 deb olinsa, filtratsiya tezligi (V) va filtratsiya koeffsiyenti (Kf) bir-biriga teng (V=Kf) bo‘ladi. Demak, qiyalik qiymati birga teng bo‘lganda, filtratsiya koeffsiyentining qiymati filtratsiya tezligiga teng bo‘ladi. Lekin bu qiymat suvni tog‘ jinslari g‘ovaklari (n) orqali sizib o‘tgan haqiqiy filtratsiya koeffsiyenti bo‘lmay, balki suv oqimining ko‘ndalang kesim yuzasi suvli qatlamning ko‘ndalang kesim yuzasiga teng qilib olingan. Shuning uchun suv oqimining ko‘ndalang kesim yuzasi tog‘ jinslari g‘ovaklari yuzasiga teng deb olinadigan bo‘lsa, grunt suvlarining haqiqiy tezligi (U) oqim sarfi qiymatini (Q) jins g‘ovaklari yuzasi (Fn) nisbatiga teng bo‘ladi. Fn Q U  Yuqoridagi tengliklarni qiyoslash orqali V=Un va deb olish mumkin. Bu demak tog‘ jinslarining filtratsiya tezligi (V) haqiqiy tezlikning (U) tog‘ jinslari g‘ovakligi (n) ko‘paytmasiga tengligini ko‘rsatadi. Tog‘ jinslari g‘ovaklarining qiymati doimo 1 dan kichik bo‘lganligi tufayli filtratsiya tezligi doimo g‘ovakli tog‘ jinslari qatlamlari bo‘yicha harakat qiluvchi yer osti suvlari haqiqiy tezligidan taxminan 3-4 marta kam bo‘ladi (Sedenko, 1979). Tirbulent yoki chiziqsiz oqimga ega bo‘lgan yer osti suvlari g‘ovakli yirik donali dag‘al shag‘altoshlar, nihoyatda seryoriq qoya toshlar g‘lvaklari, yoriqlari bo‘ylab harakt qiluvchi suvlar bo‘lib, harakt yo‘li uzoq masofaga cho‘zilganligi, oqim tezligini yuqoriligi, notekis girdob hosil qilib oqishi bilan harakterlanadi va oqim harakati bilan kanal, quvurlardan oqayotgan suvlarga o‘xshab ketadi. Bu oqim harakat tezligi fanda filtratsiyaning chiziqsiz qonuni deyilib Shezi- Krasnopolskiyning quyidagi formulasi bilan ifodalanadi: Bu yerda: V-tog‘ jinslarini filtratsiya tezligi; Kf-tog‘ jinslarini filtratsiya koeffsiyenti; J-gidravlik nishoblik (oqim qiyaligi). Demak, yer osti suvlarining trabulent harakat tezligi oqim qiyaligining kvadrat ildiziga proporsional bo‘ladi. Yer osti suvlarining harakat tezligi (filtratsiya koeffsiyenti) odatda mm-sek, m-sut, km-yil bilan ifodalanadi. Shuningdek yuqorida keltirilgan omillarni hisobga olgan holda qator emirik formulalarning ham taklif etishgan. Jumladan, A-Gazen granulometrik tadqiqot natijalari asosida qum jinslari uchun quyidagi formulani ishlab chiqadi: KqCd2e (0.7q0.037 t) m-sutka Bu yerda S-empirik koeffsiyent bo‘lib, qum donalarning bir xilligiga undagi mavjud aralashmalarga bog‘liq. Toza va donalar bir xil qumlar uchun u Sq800-1200, toza bo‘lmagan gilli har xil donali qumlar uchun 400-800 oralig‘da olinadi (Chapovskiy, 1968); de-qum zarralarning ta’sir etuvchi, ya’ni effektiv diometri, granulometrik tarkibini ifodolovchi egri ichziqdan mm hisobida aniqlanadi (4.4-rasm); t-suvning harorati. Slixter suvlarning g‘ovaklik darajalarini hisobga olib, filtratsiya koeffsiyentni aniqlash uchun quyidagi formula taklif etadi: Bu yerda: M-jins g‘ovakligiga bog‘liq bo‘lgan koeffsiyent (4.1-jadval); d2e- jinslarni effektiv yoki ta’sir etuvchi diametri, mm. Formulada effektiv diametri 0,01 va 5 mm bo‘lgan jinslar uchun qo‘llaniladi. 4.1-jadval G‘ovaklik darajasini ko‘rsatuvchi koeffsiyent M-qiymatlari (Slixter bo‘yicha) 4.4-rasm. +um jinslari ta’sir etuvchi diametrini (x) (d10) ani=lovchi granulometrik tarkibi egri chizi\i (Y.Ergashevdan) g‘ovaklik darajasi M g‘ovaklik darajasi M 26 0,01187 35 0,03163 27 0,01350 36 0,03473 28 0,01517 37 0,03808 29 0,01697 38 0,04157 30 0,01905 39 0,04524 31 0,01905 40 0,04922 32 0,02356 41 0,05339 33 0,02601 42 0,05789 34 0,02878 43 - Har xil tarkibli, mayda donali qumlar hamda strukturasiz gilli jinslarning filtratsiya koeffsiyentni aniqlashda Kryuger formulasi qo‘llaniladi: Bu yerda: K18-harorati 180S bo‘lgan suv oqimining filtratsiya koeffsiyenti; -1 sm3 hajmdagi jins donalarining yuzasi; P-jins g‘ovakligi. Akademik N.N.Pavlovskiy tabiatda chiziqli-laminar yer osti suvlari harakatini ba’zan trubulent suv harakati bilan almashinishi jarayonlarini hisobga olib, 100S dagi suv harorati uchun yer osti suvlarini kritik oqim tezligi formulasini taklif etgan: Bu yerda: Vkr-yer osti suv oqimining kritik tezligi; P-tog‘ jinslarni g‘ovakligi; Re-Reynoldsa soni, o‘rta yiriklardagi qumlar uchun 50-60 ga teng; de-tog‘ jins donalarining diametri, mm. Shuningdek, lominar suv oqimi harakati trubulent suv oqim harakati bilan, ba’zan aralash harakatda bo‘lishi ham mumkin. Suvlarning bunday aralash harakati qonuni Smerker formulasi bilan ifodalanadi: Bu yerda: m-tog‘ jinslarining hususiyatiga bog‘liq bo‘lgan kattalik bo‘lib 1 dan 2 oralig‘ida o‘zgaradi. m-1 bo‘lganda VqKJ; m-2 bo‘lganda VqKJ bo‘ladi (Mavlonov va b.q., 1976). 4.2. Tog‘ jinslari filtratsiya koeffsiyentini o‘zgarishiga ta’sir etuvchi omillar Amaliyotda (tabiatda) turli ginetik gruxga kiruvchi tog‘ jinslarining suv o‘tkazuvchanlik koeffsiyenti, ya’ni filtratsiya koeffsiyentining qiymati qator omillarga bog‘liq bo‘lishi aniqlangan. Bu omillarga asosan quyidagilar kiradi: 1.Tog‘ jinslarini granulometrik tarkibi; 2.G‘ovakligi va ularni yo‘nalishi; 3.Suvni oqish jarayonidagi harakati; 4.Minerologik va kimyoviy tarkibi. Jumladan, gil, suglinok, shag‘al jinslarining tashkil qiluvchi zarra va bo‘laklarning katta-kichikligiga qarab ularni filtratsiya koeffsiyentlari 0,001 mm dan 10 m-sutkagacha va undan yuqori bo‘lishi mumkin (15.2-jadval). 4.2-jadval Ba’zibir bo‘shoq donador va gilli jinslarining filtratsiya koeffsiyentlari (V.D.Lomtadze bo‘yicha, 1984) № Jinslar Filtratsiya koeffsiyenti, m- sutka 1 Gillar 0,001 2 Suglinoklar (lessimon jins) 0,1-0,001 3 Supesva mayda donali qumlar 2-0,1 4 qumlar: mayda zarrali, o‘rta zarrali, yirik va dag‘al zarrali. 10-2; 30-10; 50-30 5 qumli chaqiq toshlar, shag‘allar 100-30 6 Sof shag‘allar 100 N.Ya.Denisovning ma’lumoti bo‘yicha less jinslari g‘ovaklarining vertikal naysimon yo‘nalishida bo‘lishi ularni vertikal tomonga suv o‘tkazuvchanligi gorizontal tomonga suv o‘tkazuvchanligiga qaraganda o‘n marotaba yuqori bo‘lishi, ba’zi hollarda alyuvial, ko‘l, dengiz jinslari kesmasida qum qatlarini bo‘lishi esa, ularnigorizontal yo‘nalishi bo‘yicha suv o‘tkazuvchanligini bir necha bor oshib ketishi ta’kidlanadi. Shuningdek, less jinslarini optimal namlikda ma’lum bosim ostida siqilishi, ularni g‘ovaklarini kamayishiga, suv o‘tkazuvchanligini kamayib ketishi ham ko‘rsatiladi. N.Ya.Denisivni bu xulosalarini bizning Toshkent oldi hududi less jinslari ustida o‘tkazgan laboratoriya eksperimental tadqiqot ishlari natijalari bilan isbotlangan (M.Sh.Shermatov, 1971). Jumladan, less jins qatlamidan olingan manolitdan kompression-filtratsion asbob (anjom) halqasiga qirqib joylashtirilgan namunani tabiiy bosim (1,75 kg-sm2) ostida (monolit olingan qatlam ustidayotuvchi jins og‘irligida) va 2-8 kg-sm2 qo‘shimcha bosim g‘ovakligini, filtratsiya koeffsiyentini ham qonuniy ravishda o‘zgarishiga olib kelgan (4.3-jadval). Olingan natijalar less jinslaridan suv omborlarida sun’iy ekran (to‘siq) sifatida ishlatish imkoniyatlarini beradi. 4.3-jadval. Lessimon jinslarning zichligini, g‘ovakligini va filtratsiya koeffsiyentini bosimini oshishi bilan o‘zgarishi O‘rganilga n hudud Bosim o‘zgaris hi MPA Tabiiy zichligi, g-sm3 Zichligin i o‘zgarish i, g-sm g‘ovakli gini o‘zgarish i Filtratsiya koeffsiyenti ni o‘zgarishi, m-sut nam holda quruq holda Tabiiy g‘ovakli gi Toytepa- Piskent less massivi. Ko‘rilgan tuproq qatlami (pogrobven niy pochvenniy e gorizont) 0,175 1,71 1,53 43,56 1,84 43,29 0,6676 0,2 1,83 43,13 0,5202 0,3 1,89 40,49 0,2215 0,4 1,92 39,09 0,1197 0,5 1,95 37,53 0,02859 0,6 1,97 36,57 0,00803 0,7 1,99 35,73 0,00138 0,8 2,0 34,77 0,00138 Tog‘ jinslari qatlamlarining suv o‘tkazuvchanligi yoki filtratsiya koeffsiyentini haroratga bog‘liq ekanligini harakterlash uchun maxsus formulalar ishlab chiqilgan. Masalan, jins qatlamlari bo‘yinga harakat qilayotgan yer osti suvlarining 100S dagi qiymatini aniqlash uchun quydagi formula taklif etilgan (Ya.N.Denisov): Bu yerda: t1-jins filtratsiya koeffsiyenti K1t ni t1 haroratiga to‘g‘ri kelgan qiymati. Jinslar filtratsiya koeffsiyentini tII haroratga to‘g‘ri kelgan qiymati KIIt ni aniqlash esa ushbu formula orqali amalga oshiriladi: Agar laboratoriya sharoitida 150S harorat uchun aniqlangan filtratsiya koeffsiyenti KII-24,5 m-sutka ma’lum bo‘lib, tII-80S haroratga to‘g‘ri keladigan filtratsiya koeffsiyentini aniqlash zarur bo‘lsa, uni aniqlash yuqorida uyeltirilgan (KIIt) formula asosida quydagi qiymatga ega bo‘ladi. 4.3.Yer osti suvlari oqim sarfini aniqlash Yer osti suvlarining oqim sarfi deganda ma’lum vaqt birligi davomida suvli qatlamning ko‘ndalang kesimi yuzasidan oqib o‘tgan suv miqdori, tushiniladi (4.5- rasm). Suv o‘tkazmaydigan qatlam gorizontal holatda bo‘lganda, suv oqimi unga paralel bo‘lib, bosimsiz grunt suvlarining sarfi Dyupi formulasi yordamida aniqlanadi: Bu yerda: V-suv oqimi kengligi; h1h2-grunt suvining I, II kesimdagi sath balandigi; L-I, II kesimlar oralig‘idagi masofa; K-filtratsiya koeffsiyenti. Tabiatda grunt suvlari har xil qiyalikda harakat qilish mumkin. Bu grunt oqimining pastki suv o‘tkazmaydigan qatlamning yotish holatiga bog‘liq (4.5-rasm). Suv o‘tkazmaydigan qatlam qiya holatda bo‘lganda qo‘shimcha gorizontal yuza (0- 15.5-rasm. Yer osti suvlarining suv o‘tkazmas qatlam gorizontal (A) va qiya (B) xolatidagi oqim harakati (M.V.Sedenkodan). N1 va N2-I va II kesmalar oralig‘idagi suv bosimi I-I va II kesmalar orasidagi masofa; h1, h2-I va II kesmalar orasidagi yer osti suv ustuni; 0-0-shartli qiyoslash gorizontal tekisligi 0) olingan holda N.G.Kamenskiyning quyidagi formulasidan foydalaniladi: Oqim sarfini oqim kengligiga bo‘lish yo‘li bilan qiyosiy sarf qiymatini olish mumkin: Yuqorida keltirilgan ohirgi ikki formula mukammal gorizontal suv yig‘ish qurilmalariga keladigan suv sarfini hisoblashda ishlatiladi. Yer osti suvlari bosimli bo‘lgan holatlarda ularni oqim sarfini aniqlash ushbu formula yordamida amalga oshiriladi (Babushkin, Bindeman, 1962). Formulada H1 va H2 -I,II kesimlar orasidagi yoki quduqlardagi gorizontal yuzadan hisoblangan p’ezometrik bosim, m-suvli qatlamning qalinligi. Ba’zan yer osti suvlarining tog‘ jinslari qatlamlari orqali oqishi va yer yuzasiga olib chiqishi natijasida paydo bo‘lgan buloqlarning suv sarfi (Q) ni aniqlashga to‘g‘ri keladi. Bunda quyidagi oddiy formula qo‘llaniladi: Bu yerda: V-ma’lum hajmga ega bo‘lgan idishga to‘ldirilgan suv miqdori, t- idishga suvni to‘ldirish uchun ketgan vaqt. Buning uchun buloq suvi oqib chiqish joyda kichik xovuz hosil qilinib, xovuzni bir tomoniga suvni erkin oqib chiqishini ta’minlaydigan moslama (tarnov, quvir) o‘rnatiladi. Suv xovuzdan bir maromida oqib chiqqandan keyin o‘lchash ishlpri boshlanadi. Buloqlar suv sarflarini o‘lchash usuli burg‘u quduqlaridan chiqarilayotgan suv sarflarini o‘lchashda ham qo‘llaniladi. Bunda hajmi avvaldan aniq bo‘lgan maxsus idishlar ishlatiladi. .Yer osti suvlari oqimining harakat yo‘nalishi va tezligini aniqlash usullari Yer osti suvlari oqimi, o‘zining vaujudga kelish, harakat qilish, sarflanish maydonidagi mavjud tog‘ jinslaprining genetik turlariga, tarkibiga, qalinligiga, suv o‘tkazmaydigan qatlamlariga nisbatan suvli qatlamlarning yotish holatiga, yer yuzasiga nisbatan yaqin yoki chuqurda oqishiga, hamda tektonik sharoitining murakkabligiga qarab tekis, radial (to‘planib va yoyilib oquvchan) va egri chiziqli ko‘rinishida bo‘ladi (15.6-rasm). Ana shu yuqorida keltirilgan omillarning ta’sir darajasiga qarab yer osti suvi doimo o‘z oqim holatini bir ko‘rinishidan ikkinchi ko‘rinishga o‘zgartira boradi. Masalan, karst va yoriq suvlari harakat qiluvchi tog‘ jinslari yoriqlarini, karst bo‘shliqlarini kengayishi va torayishi bilan suvning yig‘ilib yoki yoyilib oqish holati sodir bo‘ladi. Yer osti suvlarining oqim yo‘nalishini gidroizogips va gidroizop’ez haritalari yordamida aniqlash usullari to‘g‘risidagi ma’lumot grunt va artezian suvlari boblarida berilganligini hisobga olib, biz bu yerda yer osti grunt suvlarining haqiqiy harakat tezligini aniqlash to‘g‘risida so‘z yuritamiz. Yer osti grunt suvlarining haqiqiy tezligini aniqlash asosan dala sharoitida kalorimetrik, ximik va elekatroximik usullar yordamidv amalga oshiriladi. Buning uchun eng avvalo grunt suvlarining harakat tezligini aniqlash lozim bo‘lgan maydonda tarqalgan tog‘ jinslari qatlamlarining yotish holatlarini, qalinligini, litologik tuzilishini, suv sathi chuqurligini aniqlash maqsadida bir necha burg‘u quduqlari yoki shurflar qaziladi. Olingan ma’lumotlarni taxlil qilinishi asosida suvning harakat yo‘nalishi aniqlanadi. Anashu yo‘nalish bo‘yicha joylashgan burg‘u quduqlari, shurflar ajratib olinadi. Ulardan biri, ya’ni suv sath chuqurligi yer yuzasiga yaqini asosiy deb olinib, idikator yuborish uchun, qolganlari kuzatish maqsadlari uchun qo‘llaniladi. 4.4.1. Kalorimetrik usul yordamida yer osti suvlari oqim tezligini aniqlash Bu usul ma’lum miqdordagi rangli bo‘yoq moddasini (indikatorni) asosiy quduqdagi suv oqimi orqali oqizilib, ma’lum vaqt o‘tgandan keyin kuzatish quduqlaridagi suv rangini o‘zgarganlik darajalari bilan qiyoslashga asoslangan (A.D.Babushkin, 1962, Sedenko, 1979). Ishqoriy suvlar uchun flyuoressiyen, eozin, eritrozin, qizil kongo, flyuorotren, nordon suvlar uchun metilen sinkosi, havorang anilin, qizil kongo va neyteral suvlar uchun yuqorida ko‘rsatilgan hamma bo‘yoq moddalari ishlatiladi (15.2-jadval). Rangli indikatorlarni tayyorlash, bo‘yoqlarni ishqoriy (nashotir spirti) yoki kuchsiz kislotalar (uksus) yordamida eritish yo‘li bilan amalga oshiriladi. Tajriba quyidagi tartibda olib boriladi. 1.Asosiy va kuzatish quduqlaridan suv namunalarini indikatorlar ta’sir ettirilguncha qadar olish; 2.Olingan namunani flyuroskop asbobidagi mavjud standartlardagi suv namunasi bilan solishtirib, o‘rganilayotgan suvning tabbiy holatdagi rangi to‘g‘risida 15.6-rasm. Yer osti suvlari o=imining shakllari (V.P.Ananev, K.I.Korobkin biyicha, Y.Ergashevdan). 1-tekis; 2-radial yoyiluvchi; 3-radial tiplanuvchan; 4-egri chizi=li o=imlar ma’lumotga ega bo‘lish; 3.Asosiy quduqqa tayyorlangan indikatorni quyush va quyilgan vaqtini belgiladi; 4.Kuzatish quduqlaridan avvaliga har 2-5 soatda, keyin har 15-20 minutda maxsus naychalarga suv namunalardan olib flyuroskop asbobi orqali suv rangini o‘zgarib borishini kuzata borish; 5.Kuzatish natijalarni maxsus kitobga yozish; 6.Kuzatish asosida suv rangining eng ko‘p o‘zgargan (tII2) va o‘zgarish boshlanishi holatiga to‘g‘ri kelgan vaqt (t12) topildi. So‘ngra asosiy quduq bilan kuzatish qudug‘i orsidagi masofa “l” olinib, rangi eng ko‘p o‘zgargan quduqdan suv olingan holatiga to‘g‘ri vaqtga kelgan (tII2) bo‘linadi va yer osti suvining o‘rtacha haqiqiy tezligi (U) topiladi: Yer osti suvining haqiqiy tezligi (U) va asosiy quduq bilan, kuzatish qudug‘i orasidagi gidravlik qiyalikni (J) hisobga olib, filtratsiya tezligini (V), hamda V-Un bo‘lganligini hisobga olib filtratsiya koeffsiyentini (Kf) topiladi: 7.Olingan hamma natijalar asosida yakuniy xulosalar chiqariladi. 4.2-jadval Har xil tog‘ jinslarining haqiqiy filtratsiya tezligini aniqlash uchun kerak bo‘lgan bo‘yoqlarning har 10 m masofa uchun taxminiy miqdori (V.D.Babushkindan) Bo‘yoqlar har 10 m masofaga 10 g (quriq holatda) Tog‘ jinslari Gil qum Yoriqli qoya toshlar Karstli Flyuoressein 5-20 2-10 2-20 2-10 Eozin 5-20 2-10 2-20 2-10 Eritrozin 10-40 10-30 10-40 10-40 qizil kongo 20-80 20-60 20-80 20-80 Metelin sinkasi 20-80 20-60 20-80 20-80 Havorang anelin 20-80 20-70 20-80 20-80 qizil ponso 10-40 10-30 10-40 10-40 4.4.2.Yer osti suvlari oqim tezligini kimyoviy usulda aniqlash Mutaxassislar ximik usulni, chuqur bo‘lmagan suvli qatlamlarida harakat qiluvchi yer osti suvlari uchun qo‘llashni avzal deb bilishadi (Sedenko, 1979). Ximik usulni qo‘llash maqsadida nariy xlor, ammoniy xlor, litiy xlori eritmalaridan foydalaniladi. Uslubni ishlatish mexanizmi klorometrik uslubga o‘xshab ketadi, eng avvalo ximiyaviy taxlil asosida suv tarkibidagi tabbiy holatdagi xlor ionlarning miqdorini har 2-3 soatda namuna olish yo‘li bilan sutka davomida o‘zgarish qonuniyatlari to‘g‘risida ma’lumotga ega bo‘linadi. Buning uchun asosiy quduqda yuqoridagi indikatorlardan birortasi olinib (natriy xlor tuzi ishlatilgani ma’qul), talabga muvofiq holda eritma tayyorlanadi (4.3-jadval). Tayyorlangan eritma asosiy quduq orqali suv oqimiga qo‘shiladi. So‘ngra kuzatish quduqlari orqali avvalgidek 2-5, keyin har 15-30 minutda suv namunasi olinib, tarkibi shu zoxotiyoq dala kimyoviy laboratoriyasi yordamida aniqlanib boriladi (4.7-rasm). Olingan natijalar yordamida chizma chizilib, yer osti suvini harakat tezligi, filtratsiya koeffsiyenti mavjud formulalar asosida aniqlanadi. 4.3-jadvalYer osti suvlari oqimining harakt tezligini aniqlash maqsadida ishlatiladigan ximiyaviy indikatorlarini kerakli miqdori (V.D.Babushkindan) Indikatorlar Miqdori, kg Asosiy (markaziy ) va kuzatish burg‘u quduqlari oralig‘idagi masofasi, m Natriy xlor 10-15 5-7 Natriy xlor 5-10 3-5 Ammoniy xlor 3-5 2-5 Litiy xlor 0,010-0,015 2-5 4.4.3.Yer osti suvlari oqim tezligini elektrokimyoviy uslubda aniqlash Elektrokimyoviy uslub, yer osti suvlari oqimiga elektrolitlar (amoniy xlor, natriy xlor tuzlari) ta’sir ettirish yo‘li bilan suvni elektr o‘tkazuvchanligini o‘zgarishi holatlariga asoslangan. Elektrolitlar harakati va suv oqimining elektr tokini o‘tkazishni maxsus qurilmalar yordamida amalga oshiriladi (4.8-rasm). Bu uslub avvalgi ikki uslubdan oddiyligi va markaziy qudiq bilan kuzatish quduqlari orasidagi suv oqim qarshiligini doimiy ravishda uzluksiz holatda kuzatish va milliamperlarda aniqlash imkoniyatini beradi. Tok kuchini oshishini vujudga kelishi suv mineralizatsiya darajasini oshishga, suv oqimi elektr o‘tkazuvchanligini kamayishiga olib kelishini ko‘rsatadi. Bu uslub asosan kam mineralashgan suvlar uchun qo‘llaniladi. Natijalarni qayta ishlash yuqoridagi uslublar kabi olib boriladi. Chizmada elekr tok kuchini o‘zgarishi ordinata, vaqt abssisa o‘qida ko‘rsatiladi. Shuningdek, hozirgi vaqtda yer osti suvlari oqim tezligini aniqlashning geofizik, raioitop uslublari ham mavjud. Radioiztop uslubi amaliyotda kam holatlarda ishlatilsada, geofizik uslub o‘zining nihoyatda keng qo‘llanilishi bilan ajralib turadi. 4.5.Suv chiqarish inshoatlariga yer osti suvlarining oqib kelish qonuniyatlari Yer betiga yer osti suvlarini chiqarishda ishlatiladigan hamma inshoatlarni suv chiqarish inshoatlari deb ataladi. Suv chiqarish inshoatlari yer osti suvlarining turlari, oqish chuqurligini, harakat tezligini, oqib kelish holatlarini hisobga olgan holda vertikal (burg‘u quduqlari, shurflar) va gorizontal (zovir, ariqcha, transheyalar, buloqlar oqib chiqish joylariga quriladigan xovuzlar va b.q.) qurilmalarga bo‘linadi. 4.8-rasm. Yer osti suvlari oqim harakati tezligini elektrokimyoviy usul yordamida aniqlash qurilmasining sxemasi (V.D.Babushkin va M.V.Sedenkolardan). 1-reostat; 2-tok manbai; 3- tilliapermetr; 4-kuzatish =udu\i; 5-tuz eritmasini =uyish uchun ishlatilgan asosiy =udu= 4.9-rasm. Suv chiqarish inshoatlari-grunt quduqlari va shurflarning umumiy ko‘rinishi A-mukammal quduqlar va shurflar; B-tubidan va yon tomonlaridan suvni o‘tkazishi mumkin bo‘lgan mukammal bo‘lmagan quduqlar va shurflar; D-faqat tub tomonidan suvni o‘tkazishi mumkin bo‘lgan quduqlar va shurflar Burg‘u quduqlari va shurflar orqali suv chiqarish hamda chiqarilayotgan suvning miqdori, bu inshoatlarning suvli tog‘ jins qatlamini butunlay kesib o‘tib, suv o‘tkazmaydigan qatlamga yetganligiga va yetmaganligiga bog‘liq. Ular bu holatlariga qarab mukammal bo‘lgan va mukammal bo‘lmagan quduq, shurflarga bo‘linadi. Mukammal quduqlar va shurflar suvli qatlamni butunlay kesib o‘tgan, suv o‘tkazmaydigan qatlamgacha yetganligi (tarqalganligi) bilan, mukammal bo‘lmagan quduqlar va shurflar esa suvli qatlamni butunlay kesib o‘tmagan, uni faqat bir qismini egallaganligi bilan bir-birlaridan ajraladi (5.9-rasm). Suv chiqarish inshoatlaridan suvni chiqarish maxsus nasoslar, erliftlar yordamida amalga oshiriladi. Buning uchun qudiq ichiga quvir va maxsus filtrlar o‘rnatiladi. Filtrlar quduqning diametriga suvli qatlamni tashkil etuvchi tog‘ jinslarining litologik tuzilishiga, zarralar o‘lchamining yirikligiga, suvni bosimli yoki bosimsizligiga qarab har xil bo‘lib, teshiklar yumaloq, yoriq-parellopiped shakllardan iborat bo‘ladi (4.10-rasm). Ularni karkaslari yog‘ochdan, keramikadn, plastmassadan, metalldan va b.q. yasaladi. Nasoslar yordamida mukammal quduqlardan yer osti suvlarini so‘rib chiqarish jarayonida quduqlarni tomonlari bo‘ylab yer osti suvining tabiiy sathi (N) pasaya boradi. Bu pasayish quduq joylashgan joydan boshlab R radius kengligida sekin asta qonuniy ravishda h, h1, h2 qatlamlari darajasida yuz beradi va ohirgi pasayish yer osti suvining dastlabki tabiiy sathgachan borib yetadi. Yer osti 5.10-rasm. Filtrlar va ularni kirinish xolatlari A-teshikli filtr; B-yori=li filtr suvlari sathlarining anashu h, h1, h2 qiymatlari darajasida pasayishi natijasida vujudga kelgan egri yuza depression varanka deb ataladi (4.11-rasm). Yer osti suvini quduqdan nasoslar orqali chiqarilguncha bo‘lgan sathi, statik, suvni quduqdan chiqargandan keyingi paydo bo‘lgan sathni dinamik yoki quduqning ish sathi deb, quduqdan ma’lum vaqt birligida so‘rib chiqarilayotgan suv miqdorini esa quduqning suv sarfi yoki debiti deb yuritiladi. Amaliytda yer osti suv sarfini bilish xalq xo‘jaligi ob’ektlarini suv bilan ta’minlashda katta ahamiyatga ega. Buning uchun vertikal va gorizontal suv chiqarish inshoatlariga oqib keladigan suv oqimi sarfini bilish lozim bo‘ladi. 4.11-rasm. Mukammal (a) va mukammal bo‘lmagan (b) =udu=lardagi depression voronkaning hosil bo‘lish xolatlari (G.V.Bogomolovdan ba’zibir izgartirishlar bilan) 1-suvli =atlam; 2-suv o‘tkazmaydigan =atlam; 3-filtr va ularni joylashish xolati; N- suvli =atlamlardagi grunt suvining tabiiy =alinligi va satxi; h-=udu=dagi suvni nasoslar yordamida so‘rib olish va=tidagi balandligi; r-=udu= radiusi; R-suvni =udu=dan so‘rib olish jarayonidagi ta’sir =ilish radiusi; u,u1,u2-deprission voronka hosil bo‘lishi jarayonida suvli =atlam satxi kamayishini ko‘rsatuvchi kesmalar; t- mukammal bilmagan =udu=dagi suv satx balandligi; S-suv satxining kamayishi Ma’lumki mukammal bo‘lgan quduqlarga kelayotgan suv oqimini sarfi to‘g‘ri chiziqli filtratsiya qonuniga binoan: Q=FKfJ teng. Agar despersion voronkaning u,x nuqtalari o‘rnini (4.12-rasm) to‘g‘ri burchakli kordinatalar sistemasida olib, u nuqtadan ordinata o‘qi bo‘ylab silindr chizsak, bu silindrni kesim yuzi quduq tomonga yo‘nalgan va quduq o‘qidan x masofadagi grunt suvlari oqimining kesim yuzi esa g‘q2pxu bo‘ladi. Bu kesim yuzi orqali quduqqa oqib kelayotgan suv sarif bosim gradiyenti dx dy J  bo‘lgand dx dy K y x Q ф     2 bo‘ladi. O‘zgaruvchan kattaliklarni bo‘lib, I kesimdan II kesimgachan bo‘lgan oralig‘ida integrallansa (4.11-rasm). ydy x dx пK Q y y x x    2 1 2 1 2   HJ S H S R o o 3 2   topiladi. Tenglama mukammal quduqlardan suvni so‘rib olish jarayonidagi egrilik depressiya tenglamasi bo‘lib, 1968 yil Dyupyui tomonidan amaliyotga kiritilgan (Sedenko, 1979). Tenglamadagi x1qr (quduqqa o‘rnatilgan filtr radiusi), x2qR (depresiya voronkasining radiusi), y1qh (suv o‘tkazmas qatlamdan yuqoridagi suv stolbosining balandligi), y2qH (suv o‘tmas qatlamdan boshlab hisoblangan suvning balandligi) deb olinadigan bo‘lsa, mukammal quduqlarga oqib kelayotgan yer osti suvi sarfini aniqlash formulasi hosil bo‘ladi: quduqdagi suv sathini S qimmatiga kamayishini (pasayishini) va H2-h2q(2H-S) S ekanligini hisobga olinadigan bo‘lsak, unda   r R S S H K Q ф ln ln 2    bo‘ladi. Yuqoridagi formulani amaliyotda ishlatilishni yanada qulayolashtirish maqsadida, undagi natural logorifmni o‘nli logagrimga keltirilib,  o‘rniga uni qiymati mukammal quduqlarga oqib kelayotgan bosimsiz suvlar uchun formula quyidagi ko‘rinishga keladi:   r R S S H Q lg lg 2 366 . 1    Formulada: Q-suv sarfi, m3- sut; H -suvli qatlam qalinligi, m; h-dinamik sath, m; taxminan 0,5-0,7H ga teng (Y.Ergashev, 1990); r-quduq radiusi, m; R-ta’sir radiusi, m; Kf-filtratsiya 4.12-rasm. Grunt =udu=laridan suvni sirib olish jarayonida suv sarfini (debitini) ani=lash sxemasi (M.V.Sedenkodan) koeffsiyenti, m-sut. Devorlaridan suv o‘tkazadigan, tomonidan suv o‘tkazmaydigan jins qatlamlaridan tuzilgan, ya’ni tubidan suv oqib ketmaydigan mukammal bo‘lmagan inshoatlar uchun yer osti suv sarfini aniqlashda quyidagi formula qo‘llaniladi:   4 2 2 2 ln ln h t h h t r R h H K q ф        bu yerda: h-quduqdagi suvning aktiv zona chegarasining pastki qismidan, ya’ni quduqning suv bilan ta’minlaydigan suvli gorizontning pastki qismidan boshlab hisoblangan dinamik sath balandligi, m; t-quduqdagi suv ustinining balandligi, m; q-quduqning suv sarfi, m3-sutka; Kf-filtratsiya koeefsiyenti. Amaliyotda quduqlarning solishtirma yoki qiyosiy suv sarfi degan ibora ishlatiladi. Quduqlarning solishtirma suv sarfi deganda quduqdagi suv sathining, suvni nasos orqali so‘rib olish jarayonida har bir metriga pasayishidagi sarfi (q) tushiniladi va quyidagiDbpbi formulasi yordamida aniqlanadi: 1.Bosimsiz suvlar uchun   r R S H K q ф ln ln 2     m3-sutka 2.Bosimli suvlar uchun r R m K q ф ln ln 2     m3-sutka Yuqoridagi formulalarda keltirilgan depression varonkaning ta’sir radiusi (R) I.P.Kuskinning quyidagi formulasi: HK R   95 . 1 , yordamida, yoki V.S.Ilin (1935) formulasi bilan aniqlanadi:   HJ S H S R o o 3 2   , formulalarda S, So-quduqdagi suv sathlarining pasayishi, (SqH-h), m; H-yer osti suv ustinining balandligi, m; K- filtratsiya koeffsiyenti m-sutka; J-gidravlik nishoblik. Quduq solishtirma suv sarfi miqdorining (q) o‘zgarishiga qarab, ta’sir radiusi (R) qiymatini taxminan aniqlasa ham bo‘ladi (4.4-jadval). 4.5.4-jadval Solishtirma suv sarfi bilan ta’sir radiusi orasidagi bog‘liqlik (S.A.Kolning ma’lumotlariga ko‘ra Y.Ergashovdan) Solishtirma suv sarfi, l-s Ta’sir radiusi, m 2,0 dan ko‘p 300-500 2,0-1,0 100-300 1,0-0,5 50-100 0,5-0,33 25-50 0,33-0,2 10-25 0,2 dan kam an kam Nasoslar yordamida bir yoki bir necha quduqlardan suv chiqarish jarayonida quduqlardan chiqayotgan suv sarfini aniqlashda suvli qatlamning filtratsiya koeffsiyentini bilish ham lozim bo‘ladi. Bosimsiz suv qvtlamida qazilgan bitta mukammal burg‘u qudug‘i natijalariga asosan filtratsiya koeffsiyenti (K) quyidagi formula orqali aniqlanadi (Sedenko, 1979): S S H r R Q K ) 2 ( lg lg 732 , 0    , bosimsiz bir qancha mukammal burg‘u quduqlari uchun ) ( ) 2 ( lg lg 732 , 0 2 1 2 1 1 2 S S S S H x x Q K       , Bosimli yakka mukammal burg‘u quduqlar uchun S M r R Q K     217 , 0 ) lg (lg 366 , 0 , bosimli bir qancha mukammal burg‘u quduqlarini bir vaqtda ishlash jarayoni uchun,     2 1 2 1 1 2 ) ( 217 , 0 lg lg 366 , 0 S S M x x K        Formulada Q-quduqdan surib chiqarilayotgan suv sarfi (debiti), m3-sutka; R- suvni surib olinishi jarayonidagi ta’sir radiusi, m; g- markaziy qudug‘iga o‘rnatilgan filtrning suvni qabul qilish qismining radiusi, m; H-bosimsiz suv gorizontning qalinligi, m; S-markaziy o‘rganilayotgan quduqdagi suv sathining pasayshi, (SqH- h), m; x1 va x2-markaziy quduqdan kuzatish qudug‘i oralig‘idagi masofa, m; S1 vaS2-kuzatish quduqlaridagi suv sathining pasayishi; M-bosimli qatlamning qalinligi, m; -mukammal bo‘lmagan burg‘u qudug‘i uchun tuzatish 4.6-jadvaldan olinadi. Ma’lumki suvni ta’sir qilish radiusi (R) logarifm belgisi bilan qator formulalarida qatnashadi. Jumladan, yakka quduqlardan suvni chiqarish (otkachka) jarayonida filtratsiya koeffsiyenti hisoblash har xil tog‘ jinslariga to‘g‘ri keladigan ta’sir qilish radiusi qiymatini ishlatish bilan amalga oshiriladi (4.7-jadval). Yuqorida yer osti suvini haraktining ba’zibir tomonlari to‘g‘risidagina to‘xtalib o‘tildi. Burg‘u quduqlarining suvli qatlamlarga o‘rnatilish holatlariga, yer usti suv manbalariga (daryo, ko‘l, suv omborlari, kanallar va b.q.) nisbatan, hamda bir- birlariga uzoq yaqin joylashtirilishiga, filtrning turlariga, suvli qatlam tog‘ jinslarining tarkibi, xossa va hususiyatlariga qarab, yer osti suvlari filtratsiya koeffsiyentini (K), sarfini (Q), ta’sir radiusini (R), suv sathining pasayishini (S) va boshqa ko‘rsatgichlarni hisoblaydigan qator formulalar, uslubiy qo‘llanmalar mavjud (V.D.Babushkin va b.q., 1969; F.M.Bochever va b.q., 1969; P.P.Klimentov, V.M.Kononov, 1973; V.D.Shestakov, D.N.Bashkatova, 1974; V.M.Maksimov va b.q., 1967; M.V.Sedenko, 1979 va b.q.). talabalar anashu adabiy manbalarni topib o‘z faoliyatlarida foydalansalar foydadan xoli bo‘lmaydi. 4.6-jadval Mukammal bo‘lmagan quduqlar uchun tuzatish (M.V.Sedenkodan, 1979) J M (x1, x2, x3) 0,5 1 3 10 30 100 200 500 1000 200 0 0,05 0,00423 0,135 2,3 12,6 35, 5 71,9 94 125 149 169 0,1 0,00391 0,122 2,04 10,4 24, 3 42,8 53,8 69,5 79,6 90,9 0,3 0,00297 0,090 8 1,29 4,79 9,2 14,5 17,7 21,8 24,9 28,2 0,5 0,00165 0,049 4 0,656 2,26 4,2 1 6,5 7,86 9,64 11,0 12,4 0,7 0,00546 0,016 7 0,232 0,87 9 1,6 9 2,67 3,24 4,01 4,58 5,19 0,9 0,000004 8 0,001 5 0,025 1 0,12 8 0,3 0,52 8 0,66 4 0,84 6 0,98 3 1,12 4.7-jadval Har xil jins qatlamlarida vujudga kelgan ta’sir qilish radiusining qiymatlari (M.V.Sedenkodan, 1979) № Tog‘ jinslari Ta’sir qilish radiusining qiymati, m 1 Supessimon jinslar (tarkibida qum zarralari ko‘p bo‘lgan sof tuproq) 10-20 2 Mayda zarrali va changli qumlar 20-50 3 Gilli mayda va har xil zarrali qumlar 50-75 4 Tarkibida har xil mayda, o‘rta, yirik, zarrali qumlar 80-150 5 Tarkibida mayda donalar ko‘p bo‘lgan shag‘al, mayda shag‘allar; o‘rta zarrali bir xil tarkibli qumlar 100-120 6 Tarkibida mayda donalari deyarli kam bo‘lgan shag‘al mayda shag‘allar, yirik zarrali bir xil tarkibli qumlar 200-300 7 Kam yoriqli qoya tosh jinslari 50-200 8 Ko‘p yoriqli qoya tosh jinslari 300 va undan oshiq Takrorlash va tekshirish uchun savollar 1.Yer osti suvlari dinamikasi deganda siz nimani tushunasiz? 2.Yer osti suvlarining harakat qilish turlari to‘g‘risida gapirib bering. 3.Darsi qonunini harakterlovchi tenglamani yozib ko‘rsating va izohlab bering. 4.Filtratsiya koeffsiyenti va filtratsiya tezligi so‘zlari ma’nosini tushuntirib bering. 5.Yer osti suvlari harakat yo‘nalishi va tezligini aniqlashda qanday usullar qo‘llaniladi? 6.Suv chiqarish inshoatlari to‘g‘risida gapirib bering va chizib ko‘rsating. 7.Mukammal va murakkab bo‘lmagan quduqlar bir-bilaridan qanday holatlari bo‘yicha farq qiladi? 8.Yer osti suvlari sarflarini aniqlash yo‘llari to‘g‘risida gapirib bering. Suv sarflarini aniqlash formulalarini yozib ko‘rsating.