Файл: Ковалевский В.С. Условия формирования и прогнозы естественного режима подземных вод.pdf

кипящей воды и грязи. В районе землетрясения в Хэбген Лэйк (США) в 1959 г. кристально чистая вода источников в течение двух недель превратилась в коричневую, мутную, а в одной из нефтяных скважин глубиной около 90 м вода стала молочно-бе­ лого цвета. Дебиты многих источников возросли в 3 раза, другие источники прекратили свое существование на несколько недель.

Рис. 13. Колебания уровня подземных вод в скважине, зафиксированные в

люмент землетрясения в Хебген Лэіік в США 18 августа 1959 г. По Е. Е. Рек-

сину

Некоторые скважины, где глубина до воды составляла до 20 м, в течение 3 ч извергали фонтаны воды с песком, уровни во мно­ гих колодцах снизились на 2—3,5 м.

Влияние землетрясений может сказаться на режиме подзем­ ных вод на огромных расстояниях. Так, воздействие вышеопи­

Филиппинах (14 см), Египте (7 см), Ленинграде (около 3 см).

трясения в районе курорта Джеты-Огуз отмечалось повышение напоров, температур и содержания радона в напорных водах за 1,5 месяца до его начала.

В'режиме подземных вод проявляются также и влияния из­ вержений вулканов. Так, на Камчатке перед извержениями вул­ канов наблюдалось повышение температуры подземных вод, что

9* 35

может явиться одним из критериев для предсказания активи­ зации вулканической деятельности. Имели место также случаи, когда вода в колодцах перед извержением убывала или совсем исчезала, а в других местах появлялись новые источники, изме­ нялся химический и газовый состав подземных вод. В подземных водах появлялись различного рода механические примеси в виде мути и ила.

БИОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Биогенная группа факторов включает влияние леса и дру­

времени особенности условий формирования общего водного ба­

они (прежде всего изменения режима транспирации), разви­ ваясь сами, приводят к изменениям во времени режима под^ земных вод. Влияние растительности на величины испарения и стока, интенсивность снеготаяния н промерзания зоны аэрации, на задержание атмосферных осадков н другие элементы водного баланса подробно рассматривалась Г. Р. Эйтингеном (1944), В. II. Рутковским (1949), В. В. Рахмановым (1959) и другими исследователями, а также С. М. Семеновым (Коноплянцев, Ко­ валевский, Семенов, 1963). Здесь следует лишь отметить, что разнонаправленное влияние биогенных факторов на подземные воды приводило исследователей к различным толкованиям роли

Г. Ф. Басова, А. А. Молчанова, Н. С. Бирюкова, В. И. Рутковекого и других было установлено, что весной на залесенных участках более интенсивно накапливается влага, чем в безлес­ ных участках, а летом, наоборот, — более интенсивно расходу­ ется. При этом суммарный баланс грунтовых вод зависит от возраста леса: молодняк и старый лес, как правило, больше накапливают, чем расходуют, а лес среднего возраста, наобо­ рот, больше расходует, чем накапливает.

В результате наблюдения гидрогеологической станции ЦЧП отмечают, что в весеннее время под лесными массивами или полосами наблюдаются более высокие подъемы, чем в приле­ гающей степи или на полянах, а летом — более резкие спады уровня грунтовых вод. Годовая амплитуда колебаний уровней

Интересно отметить, что при больших глубинах залегания грунтовых вод изменения биологической обстановки, вызванные созданием лесных полос, не привели к каким-либо существен­ ным изменениям в их режиме. При небольших глубинах (менее 5—7 м) в районах со слабым подземным стоком создание лес­

транспирации, то с учетом устойчивой положительной или отри-

величины транспирации по Уайту (Todd, 1960) могут быть рас­ считаны по уравнению

грунтовых вод.

Однако рассматриваемые суточные колебания уровней грун­ товых вод определяются не только транспирацией, но и испаре­ нием непосредственно с поверхности грунтовых вод. Поэтому рассчитываемое вышеописанным способом расходование под­ земных вод обычно называется звапотранспирацией.

В заключение следует отметить, что все вышеперечисленные факторы могут проявиться в режиме подземных вод в той или иной степени в зависимости от природных условий, роль кото­ рых в формировании режима подземных вод будет рассмотрена в последующих главах.

но встретить различные черты режима подземных вод. Это раз­ личие отражается в амплитудах колебаний уровней грунтовых вод, интенсивности их подъемов и спадов, сроках наступления максимальных уровней грунтовых вод, в режиме их температур и химического состава. Отличительные черты режима обуслов­ ливаются микрорельефом и мощностью зоны аэрации, неод­ нородностью фильтрационных свойств зоны аэрации и водонос­ ного горизонта, а также особенностями растительного покрова.

Однако наряду с указанными различиями в режиме грун­ товых вод отдельных участков можно установить и ряд общих принципиальных особенностей режима, характерных для боль­ ших территории. К ним относятся особенности условий питания подземных вод и характер его распределения во времени. Нами (Коноплянцев, Ковалевский, Семенов, 1963) на территории СССР

выделено три основных типа естественного режима грунтовых вод:

I — кратковременного, преимущественно летнего, питания грунтовых вод;

II — сезонного, преимущественно весеннего и осеннего, пи­ тания грунтовых вод:

III — круглогодичного питания грунтовых вод.

Тип I — кратковременного питания грунтовых вод — харак­ терен для провинции развития многолетнемерзлых пород (рис. 15). Грунтовые воды здесь находятся в жидкой фазе только в летнее и осеннее время, а зимой полностью промерзают. Мощ­ ность сезонноталой зоны в зависимости от экспозиции склона, литологического состава водовмещающих пород и растительного покрова колеблется от 0,1 до 4,5—5 м. Чем выше среднегодовая температура воздуха, тем глубже сезонное оттаивание грунто­ вых вод. Максимальный годовой уровень наблюдается в наибо­ лее теплый месяц года, чаще всего в июне-июле. Однако иног­ да при продолжительных летних дождях максимум сдвигается на август-октябрь.

Промерзание зоны аэрации сверху начинается в октябре-но­ ябре. При этом на нижней границе сезоиноталого слоя может еще идти процесс оттаивания с продолжающимся подъемом уровней. Спад уровней при этом может начаться лишь при на­ коплении определенной суммы отрицательных температур (иног­ да лишь при установлении температур минус 10— 15°С).

Период существования грунтовых вод в жидкой фазе в про­ винции многолетней мерзлоты в отдельные годы бывает раз­ личным (рис. 16). Это связано с условиями промерзания и от­ таивания зоны аэрации и грунтовых вод, что определяется ме­ теорологическими особенностями каждого года в отдельности. Различными бывают и сезонные фазы подъема и спада уровней грунтовых вод, т. е. в одни годы, могут наблюдаться весенние подъемы и четкий летний максимум, в другие — сразу после оттаивания грунтовых вод может происходить спад их уровней,