2.3. Гидрогеодинамическая зональность

2.3.1. Гидрогеодинамическая зональность свойственна любым гидрогеологическим структурам, но наиболее полно и ясно выражена она только в артезианских бассейнах. В разрезе артезианских бассейнов по известной схеме выделяется три гидрогеодинамические зоны: свободного, затрудненного и замедленного водообмена. Исследования последних лет указывают на целесообразность более детального подразделения зоны свободного водообмена при сохранении прежних представлений о ней в целом.

Зона свободного водообмена

Эта зона характеризуется нисходяще-восходящим водообменом в составе гидрологического цикла, формирующимся под влиянием гидростатического давления и дренирующего влияния гидрографической сети.

подзона аэрации - верхняя часть разреза бассейна (свода), не содержащая постоянных во времени гравитационных подземных вод. Она определяет условия питания подземных вод за счет атмосферных осадков, является основным объектом непосредственного воздействия водохозяйственных систем, связанных с перераспределением и загрязнением поверхностного стока.

подзона безнапорных вод - водонасыщенная верхняя часть разреза бассейна (артезианского свода) или гидрогеологического массива, расположенная выше современных базисов дренирования. Служит аккумулятором атмосферных осадков, регулирующим сток рек, и является устойчивым источником подземных вод, используемых для водоснабжения; вместе с первой зоной она отражает современные климатические условия.

подзона субнапорных вод - водонасыщенная верхняя часть артезианского бассейна (в артезианских сводах может отсутствовать) или гидрогеологического массива, расположенная ниже современных базисов дренирования и дренируемая гидрографической сетью.

Эта подзона отражает активность воздействия инфильтрационного этапа развития бассейнов подземных вод в неоген-четвертичное время, наступившее в новейшую тектоническую эпоху. В этой подзоне сосредоточен основной объем естественных ресурсов и запасов пресных подземных вод. Напоры обусловлены неоднородностью пород водовмещающей толщи.

подзона напорных вод - водонасыщенная часть разреза артезианского бассейна (в артезианских сводах может отсутствовать), расположенная в нижней части зоны свободного водообмена.

В складчатых областях и на щитах – глубинная часть водоносных разломов.

Зона замедленного водообмена - водонасыщенная нижняя (или средняя) часть разреза артезианских бассейнов плит и предгорных прогибов, реже межгорных впадин складчатых областей насыщенная водами высокой минерализации ниже подошвы первого от поверхности регионального водоупора; воды напорные формируются под влиянием межпластового и сквозьпластового перетекания и геостатического уплотнения пород. Разгрузка высокоминерализованных вод происходит по зонам разломов в долинах рек при активном взаимодействии с подземными водами и нарушением зо-

Т а б л и ц а 1

Типизация гидрогеологических тел

Тип тела	Морфология тела	Слагающие породы	Тип подземных вод по характеру проницаемости пород
Пластовый	Пласт	Осадочные, вулканогенно-осадочные	Поровый, трещинный, карстовый
Жильно-пластовый	Пласты в блоках, ограниченных зонами разломов	Осадочные, породы дробления разрывных дислокаций	В блоке – поровый, тре-щинный, трещинно-карстовый; в зоне раз-ломов – трещинный
Жильный	Линейные зоны разломов	Породы дробления разрывных дислокаций	Трещинный
Покрово-потоковый	Лавовые покровы, поля, потоки	Молодые эффузивы	Поровый (каверновый), трещинный
Коровый *	Зоны экзогенной трещиноватости	Метаморфические и магматические породы	Трещинный, поровый

Примечание*: приповерхностной оболочки гидрогеологических массивов

нальности зоны свободного водообмена (реки Кинель, Пур, Ангара, Нижняя Тунгуска и др.).

Зона затрудненного водообмена - нижняя часть артезианских бассейнов плит и предгорных прогибов, реже межгорных впадин складчатых областей насыщенная рассолами, другими флюидами и изолированная от вышележащей части региональными водоупорами. Избыточные напоры формируются под влиянием геостатического давления и тектонических напряжений. Разгрузка флюидов осуществляется по зонам разломов, в т.ч. зонам соляно-купольной тектоники.

2.3.2. Количество и сочетание гидрогеодинамических зон в артезианских бассейнах может быть самым различным.

2.3.3. В условиях отрицательных геологических структур (синеклиз, впадин и т.п.) платформенных плит, как правило, формируется полная гидрогеодинамическая зональность. В положительных структурах (антеклизы, своды и т. п.) зональность может резко сокращаться. Особенно это проявляется в зоне свободного водообмена. Возможны условия, при которых пространство зоны свободного водообмена ограничено приводораздельными фрагментами водоносных тел, залегающих на региональных водоупорах большой мошности, которые вскрываются гидрографической сетью (Ангаро-Ленский артезианский бассейн).

В межгорных артезианских бассейнах гидрогеологических складчатых областей, сложенных пластовыми, жильно-пластовыми, покрово-потоковыми гидрогеологическими телами, преимущественным распространением пользуется зона свободного водообмена (первые три - четыре гидрогеодинамические подзоны). Причем подзона субнапорных вод развита в осадочном чехле межгорных впадин, где отсутствует водоупор; подзона напорных вод распространена в артезианских бассейнах межгорных впадин под водоупорами.

В унаследованных межгорных артезианских бассейнах, верхняя часть фундамента которых сложена менее литифицированными породами, развиты субнапорные воды третьей гидрогеодинамической подзоны, а в отдельных блоках благодаря разломам – напорные восходящие воды четвертой гидрогеодинамической подзоны.

2.3.4 Более или менее конкретно можно сформулировать только критерии определения границы зоны свободного водообмена.

2.3.5 В регионах, где развит региональный водоупор, нижней границей зоны свободного водообмена служит кровля этого водоупора (майкопский водоупор в бассейнах Скифской плиты, чеганский водоупор в Западно-Сибирском артезианском бассейне, водоупорная верхоленская свита в Ангаро-Ленском артезианском бассейне и т.п.).

2.3.6 При отсутствии регионального водоупора для выделения зоны свободного водообмена необходимо использовать дополнительные критерии: связь уровенной поверхности подземных вод с рельефом, минерализацию. химический, газовый и изотопный составы подземных вод, режим подземных вод.

2.3.7 Критерии выделения подзон зоны свободного водообмена менее определенны. Они в значительной степени зависят от расположения базисов дренирования подземного стока, гидрогеологического и геофильтрационного разрезов зоны свободного водообмена, взаимодействия безнапорных, субнапорных и напорных вод и других факторов.

2.3.8 Выявление гидрогеодинамической зональности усложняется в районах развития многолетнемерзлых пород. Здесь можно дать только общие рекомендации. Надмерзлотные воды и воды сезонно-талого слоя должны быть отнесены к подзоне безнапорных вод. Горизонты межмерзлотных вод целесообразно отнести к подзоне субнапорных вод, т.к. многолетнемерзлые породы можно рассматривать в качестве регионального водоупора. Горизонты подмерзлотных вод рекомендуется относить к подзоне субнапорных вод зоны свободного водообмена или к зоне затрудненного водообмена в зависимости от особенностей динамики подземных вод и их участия подземных вод в формировании таликов.