Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 253

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

чиная с осени повышается и достигает максимума в середине зимы. К концу зимы, весной и летом в связи с возрастающими потерями

на испарение уровень снижается и минимум его наступает в июле— августе (рис. 55).

Эти закономерности уровенного режима грунтовых вод, харак­ терные для той или иной климатической зоны, могут сильно ме­ няться в зависимости от геологического строения местности и ги­ дрогеологических ее особенностей. Существенное значение имеет глубина залегания грунтовых вод. С ее увеличением колебания

уровня, вызванные изменением метеорологических факторов, сгла-

мм

Рис. 54. Осадки, сток (h) в логе Лизлово (/) и колебание уровней грунтовых (2) и почвенно-грунтовых вод (3) в сква­ жинах Подмосковной станции в 1960 г. (по Л. И. Субботину).

живаются, происходит запаздывание в наступлении максимума и минимума уровня, иногда на несколько месяцев.

В отдельные годы в зависимости от метеорологических условий средняя высота уровня может быть различной. В районах, где грун­ товые воды залегают близко от поверхности, отчетливо заметно по­ нижение их уровня в засушливые годы и повышение в годы с обиль­ ными осадками.

Температура грунтовых вод, залегающих вблизи поверхности земли и питающихся, как правило, атмосферными осадками данного места, испытывает влияние температуры воздуха, и тем отчетливее, чем ближе к поверхности залегают грунтовые воды. Суточные коле­ бания температуры проникают до глубины около 1—2 м, сезонные — до глубины слоя грунта с постоянной температурой. Колебания тем­ пературы воздуха отражаются в колебании температуры воды

в..сглаженном виде и с запазданием во времени наступления мак­ симумов. и минимумов температуры, увеличивающимся с глубиной.

Если, область питания грунтовых вод расположена вдали от об­

ласти

их распространения, то в их температурном режиме прояв­

 

ц

 

 

 

ляется влияние не только темпе­

 

 

 

 

ратуры воздуха области

распро­

 

 

 

 

 

странения, но и главным образом

 

 

 

 

 

температуры

источника

питания.

1 , 5

-

 

 

 

Примером могут служить грунто­

 

 

 

вые воды предгорий и пустынных

 

 

Ср. годовой 1',7 3

 

 

 

районов Средней Азии,

питание

 

 

 

 

 

которых происходит за счет тая­

2,0

 

 

 

 

ния

снежников. Холодные воды

 

 

 

 

снежников поступают к месту на­

 

 

 

 

 

блюдения на равнине с запазда­

 

 

 

 

 

нием, вследствие чего к концу

 

 

 

 

 

лета по мере поступления холод­

2,0

6)

 

 

 

ных

вод

температура

грунтовых

 

 

 

 

вод

равнин

 

может

значительно

 

 

 

 

 

понизиться.

 

 

температура

 

 

 

 

 

Таким

образом,

2 , 5

 

 

 

 

грунтовых вод может служить по­

 

 

Ср.годовой 2,71

 

казателем

источника

 

питания и

 

 

 

 

 

относительной глубины залегания

 

 

 

 

 

их от поверхности. Резкие коле­

3 ,0

 

 

 

 

бания температуры грунтовых вод

 

 

 

 

 

служат неблагоприятным показа­

 

 

 

 

 

телем в

отношении

санитарного

 

 

 

 

 

качества вод. Такие воды тесно

2,0

 

 

 

 

связаны с поверхностью

и могут

В)

 

 

 

легко загрязняться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Химический состав подземных

 

 

Ср.годовойі

2Ï3?

 

вод

определяется сложными про­

 

 

 

 

 

цессами

взаимодействия

между

2 , 5

 

 

 

 

составом

горных пород, вмещаю­

 

 

 

 

 

щих воды того или иного горизон­

 

 

 

 

 

та, и динамикой самих вод не толь­

 

 

 

 

 

ко в настоящем, но и в прошлом.

3 , 0

 

 

 

 

Минерализация

 

грунтовых

XI XU ! и ІИ tv V VI ѴІІѴШІХ X

вод меняется в широких преде­

Рис. 55. Колебания средних месяч­

лах: от 100—150 мг/л до несколь­

ных уровней грунтовых вод в Се­

ких

десятков

граммов

на литр.

верной Германии за 1916— 1925 гг.

Грунтовые

воды, таким

образом,

 

 

(по Кене).

 

а — Н орвальде,

б — Ф р и д е б ур г,

в

могут быть

пресными,

солонова­

тыми и солеными. Пресные воды

 

 

Л е м б у р х .

 

 

 

 

 

 

(по В. И. Вернадскому) содер­

жат

в

растворе

менее 1 г/л

солей, солоноватые — от

1

до 10 г/л,

соленые — от 10 до 50 г/л и рассолы — более 50 г/л.

Химический состав и минерализация грунтовых вод, тесно свя­


занных с поверхностными и почвенными водами, отражают влияние климатических условий. Это влияние тем больше, чем ближе воды расположены к земной поверхности.

В зоне избыточного увлажнения преобладает просачивание ат­ мосферных осадков над восходящими токами грунтовых растворов по капиллярам к поверхности. Это привело в предшествующий ис­ торический период к выщелачиванию (промытости) почв и грунтов от легкорастворимых хлоридных и сульфатных солей. В современ­ ный период соли, формирующиеся вблизи поверхности в засушливое время года, растворяются атмосферными осадками и выносятся с грунтовыми водами в реки. Таким образом, в зоне избыточного увлажнения формируются пресные грунтовые воды с малым содер­

жанием ионов SO" и СГ. Основой их состава являются главным

4

образом ионы Са", НСО'.

В засушливой зоне, где испаряемость превышает годовую сумму атмосферных осадков и промывной режим отсутствует, происходит засоление грунтовых вод. В составе этих вод преобладают относи­ тельно легко растворимые сульфатные и хлоридные соли.

Таким образом, зависимость формирования подземных вод зоны активного водообмена от гидрометеорологических условий опреде­ ляет как зональность изменения их состава по территории соответ­ ственно изменению климата, так и сезонные изменения уровня, тем­ пературы, химического состава в течение годового периода.

§ 98. Взаимосвязь речных и подземных вод

Взаимосвязь речных и подземных вод наиболее полно рассмо­ трена в работах Б. И. Куделина и О. В. Попова.

Характер взаимосвязи между речными и подземными водами различен. В зависимости от условий залегания водоносного пласта, глубины вреза речных долин и положения мест выхода подземных вод на поверхность по отношению к высоте стояния уровня воды в реке возникают различные условия для гидравлической связи реч­ ных и подземных вод. Гидравлическая связь может быть постоян­ ной, периодической или отсутствовать вовсе.

При отсутствии гидравлической связи колебания уровня подзем­ ных вод не определяются колебаниями уровня воды в реке. Это ха­ рактерно для случая, когда грунтовой поток, направленный к реке, выходит на поверхность на склонах речных долин выше наивысшего уровня воды в реке (рис. 56 а). Отсутствие гидравлической связи может быть временным — при низком стоянии уровня воды в реке (рис. 56 6).

При гидравлической связи возможно несколько случаев соот­ ношения речных и подземных вод. Наиболее часто наблюдаются на равнинных реках следующие соотношения.

1.Грунтовые воды питают реку при низком стоянии уровня воды

вее русле. При прохождении половодья (паводков), когда подъем воды в реке значительно превышает уровень стояния грунтовых вод,


я»о

вод опроницаем ы й слой, 2 —?вод оупорны й слой, 3 — уровень гр у н т о ­ в ы х вод, 4 — пьезом етрический уровень.

ВВП

 

•в w*o

 

to

(Ï о

fß .

X

 

Sa

ß

EОО* I

о

3

»

I

О

I

Я S

fis

3

ъ о

 

я

3 ° a “S

 

*a

«a 5

o>

C5 І

•a

s

P

 

 

 

 

о

 

 

 

 

и

ел

 

 

 

 

CO *^J

Œ* s n » X a>

g g и “

œP о 2 2O л ^ H2 ft

» сг П)

“ Ь g o>

\? Ц I

*S< X

» > ^ 0

в

g 1 g O O

gesf g

p s * ° g

£§§• gu »

? C E

J a> ЧЭ ГОІ

*-J о

O^

я O

O

<<CO "Oa> O- -3

• ^

Sa



происходит фильтрация речных вод в берега. В прибрежной зоне создаются большие запасы грунтовых вод не только за счет проса­ чивания речных вод, но и вследствие аккумуляции грунтовых вод, не находящих стока в русло из-за подпора, создаваемого высокими паводочными уровнями в реке. Уровни грунтовых вод и уровни реки в этом случае сопряжены, и колебания уровней реки передаются уровенной поверхности грунтовых вод (рис. 56 в, 57).

2.Запасы грунтовых вод постоянно пополняются за счет филь­

трации речных вод. Это происходит вследствие

того, что уровни

в реке всегда стоят выше зеркала грунтовых вод

(рис. 56 г, д). Од­

ел*

320

280

240

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

— —

-

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч, 200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 3

 

 

%

 

fl

 

 

à

 

 

160

 

1

 

 

5

 

 

£

 

 

 

 

 

 

i \

 

 

 

 

 

 

120

\

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

\

 

 

 

 

 

80

7

 

V ...

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

4 0

J 1

• \

 

 

 

 

S

/

 

 

 

 

 

т у

д а

О

■ f t tîLJ:

\ *•s.

 

м 2

U.

IV

V VI

ѴН VIII IX

 

X X I

X II /

//

///

 

Рис. 58. Колебания уровня р. Боровки и грунтовых

вод на разных расстояниях от реки

(по В. И. Рут-

 

 

ковскому).

 

 

 

 

 

 

1 — р. Б оровка, вод. пост

П ан и н а;

2

— скв. № 1 на

п ер­

вой террасе,

расстояни е

от

реки

0,5

км;

3 — скв.

Н ч

2,

расстояни е

от

реки 0,8

км;

4 — скв. №

3,

расстояние

ог

реки 2,5

км;

5 — скв.

4,

расстояни е

от

реки 3,5

км.

 

постороннее питание речными водами характерно для засушливых районов. Примером может служить р. Кура, дно русла которой рас­ положено выше зеркала грунтовых вод прилегающей низменности. Аналогичное явление наблюдается в карстовых районах, например Урала, где во время паводков речные воды расходуются на запол­ нение карстовых полостей.

3.Река получает питание из напорного водоносного пласта,

имеющего постоянную гидравлическую связь с рекой (рис. 56 е). Это питание осуществляется либо путем непосредственного посту­ пления напорных вод в русло реки по тектоническим разломам и трещинам, либо путем напорной фильтрации через водоупорную кровлю, либо через пласты водопроницаемых пород, воды которых дренируются реками. Режим питания напорными водами зависит

14 Зак. Ні 266

209