12. Грунтовые воды и воды зоны аэрации: условия залегания, питания и разгрузки, особенности режима. Водный баланс элемента грунтового потока

Зона аэрации — верхняя часть разреза, зона неполного насыщения водой пород, от пов-ти земли до своб. поверхности грунтовых вод (0 — 250 и более м). Вода: связанная, капиллярная, свободная гравитационная, пар, лед. Интенсивность просачивания свободных гравит. вод зависит от

влажности зоны аэрации и к = к_ф *W". где к_ф - коэф. фильтрации при полном насыщении, W — отн. влажность пород зоны аэрации, n= 3-4. Для зоны аэрации характерен вертикальный влагоперенос (просачивание от поверхности к грунтовым водам = их ннфильтрац. питание, подъем подземных вод по системе капилляров с послед. испарением). Выделяют внутри зоны аэрации воды почвенного слоя, верховодку (локальные и непостоянно существующие скопления своб.гравитац. воды на водоупорах) и воды капиллярной каймы (связаны со своб. поверхностью грунтовых вод. Их мощность определяется грунулометрич. составом пород). Почвенные воды-приурочены к почвенному слою и участвуют в питании корневых систем растений. Связь с атмосферой. Свойств а: 1)скорости течения: 0,5 — 3 м'сут 2)ламинарный характер движения 3)застойный режим в болотах 4)влияют на хим режим грунтовых вод. При близком залегании грунтовых- избыток увлажнения. Испарение приводит к накоплению Са. Mg, CL. Верховодка- тип п.в. образованный за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхн вод, задержанных непроницаемыми или слабопроницаемыми выкликивающими водоупорами. Залегают выше уровня грунтовых. На их формирование существенное влияние оказывает рельеф. Признаки:1.огр площадь, 2.резкие колебании уровня, хим состава, З.легко загрязненные, 4. непригодны для водоснабжения. Грунтовые воды — первый от поверхности, постоянно существующий регионально распространенный водоносный горизонт со свободным уровнем. Питание: осадками (1) инфильтрационным путем, т.е.просачиванием через зону аэрации. Величина питания определяется интенсивностью увлажнения пов-ти земли строением и составом пород зоны аэрации темп.режимом и влажностью пород зоны аэрации, растительностью и проч. Если интенсивность увл.больше, чем впит.способность почвенного слоя, происходит формирование склонового стока и накопление вод в понижениях рельефа, где она расходуется на испарение и фильтрацию. Наличие сезонно промерзающего слоя, его мощность и скорость протаивания определяют условия формирования фильтрац. питания в период весеннего снеготаяния. (2) Конденсационное питание при конденсации ф.пара, заполняющего своб. пространство в минеральном скелете пород зоны аэрации. Основной объем летом при значит. перепадах темп-р при нисходящем движении молекул пара под действием градиента температур. (3) Поглощение поверхн. вод, где уровень поверхн. вод расположен гипсометрически выше уровня подземных вод. 3 схемы: «свободная» фильтрация, «подпорная» фильтрация, гидравлическая связь с рекой — периодическая питание во время половодья и высоких паводков. (4) Восходящая фильтрация из нижележащих горизонтов, где пьезометрическая пов-ть напорных вод устанавливается выше уровня грунтового горизонта. Возможно искусственное питание. Разгрузка, родниками высачиванием, линейными или пластовыми выходами грунтовых вод. Контактовые родники, когда эроз. врезы вскрывают контакт водоносных пород с подстилающими слабопроницаемыми породами. Эрозионные источники когда эроз.врезы вскрывают уровень грунт.вод, но не до подстил, в од оупора. и др. Испарение: с пов-ти почвы, испарение в породы зоны аэрации поглощение воды корнями растений. Перетекание в нижележащие горизонты, где уровень грунтового водоносного горизонта залегает гипсометрически выше пьезометрической пов-ти более глубоких подземных вод. Искусственная рагрузка при вскрытии уровня грунтовых вод при техногенной деятельности. Горные выработки дренажные сооружения, скважины и проч. Условия залегания: 1) грунтовый поток- безнапорный водоносный горизонт, движение воды осуществляется под действием силы тяжести. 2)грунтовый бассейн - скопление воды в водоупорной толще. 3) смешанная область Типы режима: 1)прибрежный- на режим тр..в. влияют колебании уровня рек, озер, 2) водораздельный - формируется под влиянием переменных во врем ени(инфиль грация, осадки испарение), 3) предгорный( поглощение вод из рек, озер, осадки), 4) мерзлотный. Режим по условию питания (зависимость): 1)условия питании за счет атм. Осадков, конденсации. Пов вод; 2) условия дренирования грунтовых вод в близи рек, озер; 3)эпизодические, суточные, сезонные колебания уровня. 4) Направление и скорость движения грунтовых вод во времени. Баланс (соотношение притока и оттока во времени): Зимняя межень: инфильтрация отсутствует. Приток со стороны коренного берега.Q_ПР+ΔV/Δt — Qрасх(отток); Половодье: W- инфильтрация. При подъеме уровня воды в реке разгрузка гр.в. прекращается и начинается отток в прибрежную зону. Qпр+W+Qpacx= ΔV/Δt: Летняя межень: снижение уровня воды в реке. Возобновление разгрузки. Принимает участие испарение Е, Qпр+( W-E)= Qpacx-Δ V Δt; Годовой баланс: Qпр-(Qpacx)+( W-E)= ΔV/Δt.