Том 2

Типизация грунтовых вод

Грунтовые воды — первый от земной поверхности, выдержанный по распространению, водоносный горизонт, расположенный на первом от поверхности водоупорном горизонте. Водоносными являются пористые осадочные породы (пески, супеси, суглинки), трещиноватые плотные осадочные или галогенные породы; водоупорными (водоупорами) — глины и плотные осадочные или гипогенные массивные породы. Выделяют также относительные водоупоры с низкой водопроницаемостью, над которым может накапливаться вода.

Области питания и распространения грунтовых вод обычно совпадают. При ровном залегании водоупоров могут образоваться относительно мощные водоносные горизонты, при вогнутом залегании формируется бассейн грунтовых вод, а при наклонном залегании — могут возникать их потоки.

Пространство между земной поверхностью и горизонтом грунтовых вод называют зоной аэрации. В нем имеется влага, насыщающая капиллярные поры, не имеющая связи с грунтовыми водами, которую называют подвешенной (капиллярной) влагой, характерной для почв. В зоне аэрации нередко встречаются верховодки — водоносные горизонты небольшой мощности и протяженности, расположенные над водоупорами. Помимо гравитационной (свободной) и капиллярной влаги различают влагу сорбированную, пленочную (тонкие пленки, толщиной в несколько молекул) и рыхлосвязанную (толстые водные пленки вокруг почвенных частиц).

Сорбированная и пленочная влага недоступна для растений, из-за прочной связи с почвами, остальные формы доступны. Подвижность влаги возрастает по мере ослабления её сцепления с частицами: сорбированная — почти неподвижна, пленочная — способна к медленному передвижению под влиянием силы тяжести. Влага зоны аэрации и грунтовых вод динамична: испаряется, конденсируется, инфильтруется, двигаясь в виде пленок, по капиллярам, в виде грунтового потока, замерзает и оттаивает. В зависимости от поступления или убывания влаги уровень грунтовых вод и объемы других форм влаги колеблются, а одни формы переходят в другие.

Грунтовые воды образуются, в основном, в результате просачивания дождевых и талых вод, которое происходит фронтально только на песчаных породах, или через так называемые окна, приуроченные обычно к понижениям в рельефе. В пористых породах при колебаниях температур небольшое количество влаги (не более 10–15 %) образуется в результате конденсации из подземного воздуха. В отдельных участках грунтовые воды могут иметь потоковое происхождение (приток со стороны) и глубинное — при подъеме (излиянии) с глубин подземных вод. Выходы грунтовых вод на поверхность в понижениях рельефа или на склонах называют источниками (родниками, ключами).

Близко к поверхности грунтовые воды располагаются в долинах рек, где они могут иметь большую мощность в мощных песчаных отложениях. Распространение, близость к поверхности, запасы грунтовых вод повышаются с ростом годового количества осадков, уменьшением испарения и оттока, наличием пористых водовмещающих пород и хороших водоупоров. Напротив, уменьшение количества осадков, усиление дренированности местности — главные факторы понижения (заглубления) уровня грунтовых вод и уменьшения их запасов.

Пригодность грунтовых вод для водоснабжения и использования животными ограничивается, главным образом, количеством растворенного органического вещества (болотные воды), засолением и антропогенным загрязнением.

В основу карты положена следующая иерархия характеристик грунтовых вод.

За основную характеристику грунтовых вод принята глубина залегания грунтовых вод от земной поверхности, показанная цветом. Глубина определяет их роль в природе, она отражает климатические и геолого-геоморфологические условия их формирования, процессы выщелачивания подвижных компонентов из пород, испарительного концентрирования, генезис и динамику грунтовых вод.

Минерализация и химизм грунтовых вод показаны совместно штриховкой и значками. Они определяются количеством атмосферных осадков, засоленностью пород, испарением, длительностью пути миграции.

Выделены грунтовые воды также по степени кислотности и кислородности-глеевости, которая определяется наличием кислорода в водах и связана с интенсивностью водообмена (от интенсивного до застойного), обилием разлагающегося органического вещества, деятельностью микроорганизмов.

Грунтовые воды по фазовому состоянию разделены следующим образом: в немерзлотных областях распространены постоянно жидкие грунтовые воды, в областях сплошной мерзлоты — сезонно-талые воды, в областях разобщенной мерзлоты с таликами — преимущественно сезонно-талые воды, в областях островной мерзлоты преобладают постоянно жидкие воды, но встречаются и сезонно-талые воды.

Далее выделяются формы грунтовых вод по вмещающим их породам и условиям рельефа: на равнинах преобладают рыхлые осадочные породы с расположенными в них пластовыми водами; в горах преобладают плотные породы с трещинными водами, встречаются также пластовые воды в делювиальных отложениях.

Контуры грунтовых вод с различными свойствами вод объединены в 12 провинций, которые отражают природную зональность грунтовых вод. На зональные закономерности накладывается степень дренированности территории. Грунтовые воды горных систем немерзлотных областей азональны.