| << Predydushaya | V oglavlenie | Sleduyushaya >> |
| Chast' I. Obshaya gidrografiya | Glava 7. Gruntoaye vody i usloviya ih stoka v reki |
Razvivaya idei vydayushegosya russkogo uchenogo V. V. Dokuchaeva, V. S. Il'in pokazal, chto v rasprostranenii gruntovyh vod imeet mesto opredelennaya zakonomernost', proyavlyayushayasya v ih zonal'nosti. V posleduyushem etot vopros poluchil dal'neishee svoe razvitie i obosnovanie v trudah ryada sovetskih uchenyh: B. L. Lichkova, F. A. Makarenko, O. K. Lange, M. P. Raspopova i dr.
Osnovoi raionirovaniya gruntovyh vod v nastoyashee vremya yavlyaetsya predstavlenie o vertikal'noi zonal'nosti. V vertikal'nom napravlenii ot poverhnosti vglub' zemli vydelyayutsya: tri harakternye zony po usloviyam dvizheniya i vodoobmena:
1) zona aktivnogo stoka (verhnyaya zona podzemnyh vod);
2) zona zamedlennogo stoka (srednyaya zona podzemnyh vod);
3) zona otnositel'no zastoinyh vod (nizhnyaya zona podzemnyh vod).
V zone aktivnogo stoka formiruyutsya nishodyashie beznapornye (svobodnye) podzemnye vody ili vody s mestnymi naporami, vyzvannymi nalichiem vodonepronicaemyh prosloek v tolshe vodonosnyh gorizontov. Zalegayut oni na urovne ili vyshe mestnyh erozionnyh vrezov rek. Rezhim ih tesneishim obrazom svyazan s meteorologicheskimi faktorami, poetomu v chasti rasprostraneniya oni podchineny shirotnoi zonal'nosti. K nim otnosyatsya tak nazyvaemye gruntovye vody i vody bolee glubokih vodonosnyh gorizontov, svobodno soobshayushiesya s dnevnoi poverhnost'yu i nahodyashiesya pod vozdeistviem dreniruyushego vliyaniya rek. Gruntovoe pitanie rek v ravninnyh raionah territorii SSSR proishodit pochti isklyuchitel'no za schet vod etoi zony. Po mneniyu F. A. Makarenko, iz dannoi zony reki poluchayut bolee chem 99,5% ot obshego ob'ema podzemnogo pitaniya. Stok etoi zony vklyuchaet vse osnovnye vidy podzemnogo stoka: vnutripochvennyi, verhnii gruntovyi i glubokii gruntovyi.
V zone zamedlennogo stoka formiruyutsya, kak pravilo, ustoichivo napornye, s vysokim davleniem (voshodyashie) podzemnye vody, izvestnye pod nazvaniem artezianskih vod; oni zalegayut nizhe mestnyh erozionnyh vrezov malyh i srednih rek, ogranicheny v glubinu i v gorizontal'nom napravlenii glubinami i liniyami erozionnogo vreza i znachitel'no slabee reagiruyut na meteorologicheskie vozdeistviya. Vody etoi zony igrayut nekotoruyu, inogda i nemalovazhnuyu, rol' v pitanii bol'shih rek v zasushlivyh raionah, rusla kotoryh otlichayutsya glubokim erozionnym vrezom. Po harakteru ih postupleniya v reki razlichayut otkrytye artezianskie vody, neposredstvenno gidravlicheski svyazannye s poverhnostnymi vodami, i zakrytye artezianskie vody, postupayushie v reki cherez vyshelezhashie, sopryazhennye s nimi vodonosnye gorizonty.
Vody obychno otlichayutsya povyshennoi mineralizaciei; stok ih v reki vsegda soprovozhdaetsya znachitel'nym povysheniem mineralizacii rechnyh vod.
V zone otnositel'nogo zastoya zalegayut podzemnye vody, nahodyashiesya pod bol'shim davleniem. Oni, kak pravilo, voshodyashego tipa, s bol'shim p'ezometricheskim naporom, s ustoichivymi, mestami ochen' vysokimi temperaturami. Dvizhenie vod etoi zony k poverhnosti zemli obuslovleno nalichiem tektonicheskih razlomov i predstavlyaet soboi chrezvychaino redkoe yavlenie. Naibolee zhe yarko eta zona vyrazhena v polose vechnoi merzloty, gde s vyhodami ee vod (podmerzlotnyh vod) svyazano ustoichivoe podzemnoe pitanie rek i obrazovanie gigantskih naledei.
Izlozhennoe mozhno predstavit' v vide shemy vertikal'nogo podrazdeleniya podzemnyh vod po usloviyam podzemnogo stoka v reki (po M. P. Raspopovu) (tabl. 14).
| Zony podzemnogo stoka | Tipy podzemnyh vod | Vidy podzemnogo stoka | Vertikal'nye zony klimaticheskogo vozdeistviya | |
| Zona aktivnogo stoka | Pochvennye vody i verhovodka | Vnutripochvennyi stok | Glubina vnutrigodovogo (intensivnogo) vozdeistviya | |
| Verhnie gruntovye vody | Verhnii gruntovyi stok | |||
| Glubokie gruntovye vody | Glubokii gruntovyi stok | Glubina mnogoletnego (oslablennogo) vozdeistviya | ||
| Zona zamedlennogo stoka | Otkrytye artezianskie vody | Otkrytyi artezianskii stok | ||
| Zakrytye artezianskie vody | Zakrytyi artezianskii stok | Glubina vekovogo (slabogo) vozdeistviya | ||
| Zona otnositel'nogo zastoya | Glubokie artezianskie vody | Lokal'nyi, chrezvychaino redkii voshodyashii stok v reki i ozera, preimushestvenno po tektonicheskim razlomam | Glubina otnositel'nogo otsutstviya vozdeistviya |
V prirode podzemnyi stok v reki predstavlyaet soboi slozhnyi process i vklyuchaet obychno neskol'ko iz nazvannyh vyshe vidov. Osnovnoe znachenie imeet vse zhe pitanie za schet verhnei zony - aktivnogo stoka, tesno svyazannoi s klimaticheskimi faktorami. Poetomu v rasprostranenii podzemnyh vod (prezhde vsego gruntovyh) otmechaetsya opredelennaya klimaticheskaya zonal'nost', horosho proslezhivaemaya v ravninnyh raionah, osobenno v Evropeiskoi chasti SSSR.
Sushnost' gidrogeologicheskoi zonal'nosti zaklyuchaetsya v sleduyushem. V predelah ravninnyh raionov SSSR, prezhde vsego v Evropeiskoi chasti SSSR, uroven' gruntovyh vod v napravlenii s severa na yug postepenno ponizhaetsya; vmeste s tem uvelichivaetsya stepen' mineralizacii gruntovyh vod. V to vremya kak na severe gruntovye vody raspolozheny blizko k poverhnosti i ochen' slabo mineralizovany, v yuzhnyh raionah oni nahodyatsya na bol'shoi glubine i v toi ili inoi mere zasoleny. Vazhnym pokazatelem zonal'nosti takzhe yavlyaetsya umen'shenie v napravlenii s severa na yug soderzhaniya organicheskih veshestv v vode i uvelichenie ee zhestkosti v tom zhe napravlenii. Vody severnyh raionov SSSR - zony izbytochnogo uvlazhneniya - otlichayutsya, naryadu s isklyuchitel'no maloi obshei mineralizaciei, otnositel'no bol'shim soderzhaniem organicheskih veshestv. Vody yuzhnyh raionov - stepnyh, polupustynnyh i osobenno pustynnyh, obladaya vysokoi mineralizaciei, otlichayutsya vysokoi zhestkost'yu i malym soderzhaniem organicheskih veshestv.
S gidrologicheskoi tochki zreniya zonal'nost' proyavlyaetsya v zakonomernom umen'shenii v napravlenii s severa na yug doli gruntovogo pitaniya i voobshe vodnosti rek v periody letnei i zimnei mezheni, kogda oni v znachitel'noi mere perehodyat na gruntovoe pitanie. Yarkim pokazatelem zonal'nosti yavlyaetsya takzhe peresyhanie rek, kotoroe po napravleniyu k yugu priobretaet vse bol'shie razmery, rasprostranyayas' ne tol'ko na malye, no i na dovol'no znachitel'nye reki. Zakonomernost' rasprostraneniya zonal'nyh gruntovyh vod na territorii SSSR pokazana po dannym O. K. Lange na karte (ris. 18); nizhe daetsya kratkaya harakteristika vydelennyh im zon gruntovyh vod.
Ris. 18. Zony gruntovyh vod SSSR (po O. K. Lange).
1 - v sploshnoi merzlote, 2 - v talikovoi i ostrovnoi merzlote, 3 - v polose izbytochnogo uvlazhneniya, 4 - v polose neustoichivogo uvlazhneniya, 5 - v polose preobladaniya podzemnogo stoka nad ispareniem, 6 - v polose ravnovesiya podzemnogo stoka i ispareniya, 7 - v polose predgornyh ravnin i podgornyh shleifov, 8 - gornye oblasti azonal'nyh gruntovyh vod. Cifry (1-10), pokazannye na karte, oznachayut zony gruntovyh vod po bolee detal'nomu raionirovaniyu, rassmotrennomu v tekste.
Eta obshirnaya oblast' ohvatyvaet okolo poloviny territorii Sovetskogo Soyuza. V gidrogeologicheskom otnoshenii ona harakterizuetsya osobymi tipami vod, sredi kotoryh razlichayut: 1) nadmerzlotnye vody, zalegayushie nad tolshei vechnoi merzloty na ee verhnei poverhnosti, kotoraya i yavlyaetsya v dannom sluchae vodouporom; 2) mezhmerzlotnye vody, nahodyashiesya v predelah tolshi vechnoi merzloty, 3) podmerzlotnye vody, zalegayushie nizhe tolshi vechnoi merzloty, kotoraya dlya podmerzlotnyh vod yavlyaetsya vodoupornoi krovlei.
Nadmerzlotnye vody, blizhe podhodyashie k ponyatiyu gruntovyh vod, po usloviyam svoego zaleganiya v svoyu ochered' mozhno razdelit' na: 1) sezonno-promerzayushie, nahodyashiesya v predelah aktivnogo (deyatel'nogo) sloya, 2) sezonno polupromerzayushie, u kotoryh tol'ko verhnyaya ih chast' raspolagaetsya v predelah aktivnogo sloya, 3) sezonno nepromerzayushie, u kotoryh verhnii gorizont zalegaet pod nizhnei poverhnost'yu deyatel'nogo sloya.
1. Sezonno promerzayushie nadmerzlotnye vody predstavlyayut soboi verhovodku, obrazuyushuyusya v predelah nebol'shogo (ot 0,5 do 3 m) deyatel'nogo sloya, ottaivayushego v letnii period i vnov' promerzayushego s nastupleniem morozov.
Tak kak osnovnym istochnikom pitaniya nadmerzlotnyh vod yavlyayutsya atmosfernye osadki, mineralizaciya ih yavlyaetsya nevysokoi, no zato oni bogaty organicheskimi veshestvami i kislorodom. Temperatura vod nizka i redko vyhodit za predely 0-5 .
Peredvigayas' po uklonu s mezhdurechnyh prostranstv v bolee ponizhennye, oni rasplavlyayut i raz'edayut poverhnost' vechnoi merzloty. Blagodarya etomu kolichestvo stekayushih v reki vod postepenno vozrastaet po napravleniyu k podnozh'yu sklona. Nadmerzlotnye vody, ogranichennye snizu merzlym vodouporom, pri zimnem promerzanii uvelichivayutsya v ob'eme i razvivayut bol'shoe gidrostaticheskoe davlenie. Neredko pri etom proishodit razryv deyatel'nogo sloya i voda, izlivayas' na poverhnost' cherez treshiny, obrazuet naledi (gruntovye naledi).
Usloviya gruntovogo pitaniya rek v etoi zone isklyuchitel'no neblagopriyatny, poetomu dlya nee harakterno shirokoe rasprostranenie yavleniya peremerzaniya rek i polnogo prekrasheniya stoka dazhe v takih bol'shih rekah, kak Yana, Indigirka i dr. Sleduet otmetit' v ryade sluchaev (v raionah molodyh razlomov zemnoi kory) nalichie vyhodov podmerzlotnyh vod, yavlyayushihsya prichinoi obrazovaniya tak nazyvaemyh gigantskih naledei i polynei.
2. Zona polupromerzayushih i nepromerzayushih nadmerzlotnyh vod harakterizuetsya libo polnym, libo chastichnym otsutstviem sezonnogo promerzaniya. Vody etogo tipa obrazuyutsya v osnovnom vsledstvie smesheniya vglub' nedr verhnei poverhnosti vechnoi merzloty.
V lozhe krupnyh rek, polnost'yu ne peremerzayushih zimoi, imeetsya techenie gruntovyh vod, nazyvaemoe podruslovym potokom. Gruntovoe pitanie rek v etoi zone neskol'ko luchshe, chem v predydushei, no ostaetsya vse zhe ochen' bednym; mnogie reki zdes' v zimnie periody na dlitel'nyi srok peremerzayut.
3. Zona tundrovyh vod harakterizuetsya vodami, zalegayushimi ochen' blizko k poverhnosti i neposredstvenno svyazannymi s poverhnostnymi vodami; dlya nih harakterno pochti polnoe otsutstvie mineral'nyh solei i bol'shoe soderzhanie organicheskih veshestv. V pitanii mestnyh vodnyh arterii eti vody prinimayut znachitel'noe uchastie, yavlyayas' v izvestnoi stepeni ih regulyatorami. Pod terminom "tundrovye vody" v dannom sluchae imeyutsya v vidu ne tol'ko podzemnye vody sobstvenno zony tundry, a i bolee shirokoi polosy, dostigayushei v Evropeiskoi chasti SSSR primerno 62 s. sh. i zahvatyvayushei pochti polnost'yu Kareliyu, Kol'skii poluostrov i znachitel'nuyu chast' Severnogo kraya.
4. Zona vysokih vod severa raspolozhena neposredstvenno yuzhnee predydushei i zahvatyvaet verhnyuyu chast' basseina Kamy, verhov'ya Severnoi Dviny, a na yuge rasprostranyaetsya vplot' do Kieva. V etoi zone na mezhdurech'yah gruntovye vody zalegayut obychno na glubine 3-4 m, rezhe - do 10 m. Mineralizaciya ih nevelika, no uzhe oshutima, a kolichestvo organicheskih soedinenii malo.
5. Zona neglubokih ovragov. Zdes' gruntovye vody zalegayut na glubine do 20-25 m. Po sravneniyu s predydushim tipom oni bolee mineralizovany (do 0,5 g/l), no eshe sohranyayut myagkost' i organicheskih veshestv pochti ne soderzhat; chasto obrazuyut vyhody v vide istochnikov v ovragah i dolinah rek. K etoi zone otnositsya znachitel'naya chast' basseina Volgi, Srednego Povolzh'ya i Kamy. V pitanii rek eti vody igrayut ves'ma zametnuyu rol'.
6. Zona glubokih ovragov prostiraetsya ot Desny na zapade do Volgi na vostoke i vklyuchaet znachitel'nuyu chast' Sredne-Russkoi vozvyshennosti. Glubina zaleganiya i stepen' mineralizacii gruntovyh vod po sravneniyu s predydushimi zonami zametno uvelichivaetsya (glubina do 25- 30 m, a mineralizaciya do 0,75 g/l); vody obladayut srednei zhestkost'yu. V pitaniya rek gruntovye vody uchastvuyut, no v men'shei stepeni, nezheli v sluchayah, opisannyh vyshe.
7. Zona ovrazhno-balochnaya zanimaet polosu ot levoberezhnoi Ukrainy do Saratovsko-Kuibyshevskogo Povolzh'ya i Zavolzh'ya. Gruntovye vody nahodyatsya zdes' gluboko - do 50-60 m; oni obychno zhestkie, inogda solonovatye (do 1 g/l i bolee). Dlya etoi zony harakterno nalichie ovragov, gde tol'ko mestami nablyudayutsya vyhody gruntovyh vod v vide rodnikov i klyuchei. V pitanii rek eti vody osoboi roli ne igrayut.
8. Zona balochnaya ohvatyvaet shirokuyu polosu Chernomorskogo i Azovskogo poberezhii i rasprostranyaetsya na vostok do Prikaspiiskoi nizmennosti. Gruntovye vody zdes' lezhat na bol'shoi glubine, inogda glubzhe 100 m; oni obychno ochen' zhestkie, zasolennye ili solonovatye. V balkah oni zalegayut blizko ot poverhnosti i ispol'zuyutsya mestnym naseleniem v celyah vodosnabzheniya.
Naryadu s otchetlivo vyrazhennoi zonal'nost'yu, osobenno horosho proyavlyayusheisya v Evropeiskoi chasti SSSR, v ryade sluchaev ona narushaetsya mestnymi usloviyami. V etom sluchae govoryat o raionah s azonal'nymi vodami. K ih chislu otnosyatsya: 1) raiony konechnyh moren s chrezvychaino pestrymi usloviyami zaleganiya gruntovyh vod, 2) karstovye raiony, gde gruntovye vody raspolagayutsya na razlichnoi glubine v legko rastvorimyh porodah (gipsah, izvestnyakah); takovy, naprimer, Onezhsko-Dvinskoe mezhdurech'e, otdel'nye mestnosti Tul'skoi, Gor'kovskoi i nekotoryh drugih oblastei; 3) bolotnye raiony s poverhnostnym zaleganiem gruntovyh vod, 4) raiony allyuvial'nyh i flyuvioglyacial'nyh otlozhenii, 5) raiony razvitiya kristallicheskih porod (treshinnoe zaleganie gruntovyh vod), 6) solonchaki (gruntovye vody mineralizovany do nasysheniya).
9. Zona ravnovesiya stoka i ispareniya, ohvatyvayushaya oblast' Prikaspiiskoi polupustyni i obshirnye pustynnye i polupustynnye raiony Srednei Azii i Kazahstana. Gruntovye vody zdes' bol'shei chast'yu lezhat gluboko i obychno sil'no zasoleny (do 10-20 g/l). Krupnyh postoyannyh rek net, nablyudaetsya preimushestvenno nebol'shoi vremennyi poverhnostnyi stok v vide vremenno deistvuyushih balok i stok s takyrov i takyrovidnyh zemel'. Prakticheski zdes' isparyaetsya vse to, chto vypadaet v vide atmosfernyh osadkov, poetomu etu zonu i nazyvayut zonoi ravnovesiya podzemnogo stoka i ispareniya.
10. Zona predgornyh shleifov i predgornyh ravnin Srednei Azii uzkoi polosoi okaimlyaet gornye massivy Tyan'-Shanya, Pamira i Kopet-Daga. Ona otdelyaet zonu ravnovesiya podzemnogo stoka i ispareniya ot azonal'nyh gornyh oblastei. Harakternym dlya zony yavlyaetsya nalichie znachitel'nyh resursov presnyh gruntovyh vod. Eta zona dostupna orosheniyu rechnymi vodami i yavlyaetsya polosoi razvitiya oazisov Srednei Azii. Dlya rek, protekayushih v predelah zony, harakterno povyshennoe gruntovoe pitanie.
| << Predydushaya | V oglavlenie | Sleduyushaya >> |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika
Publikacii so slovami: geofizika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
