5. Характеристика подземных вод и их влияние на инженерно-геологические условия территории

Подземные воды формируются в основном в верхней зоне максималь­ной трещиноватости пород, что обусловлено на Урале наличием трещин выветривания, тектонических разломов и карстовых пустот. Располо­женная ниже зона замедленного водообмена характеризуется меньшей трещиноватостью и водопроницаемостью пород, залегает на значитель­ной глубине, в силу чего не оказывает существенного влияния на инже­нерно-геологические условия. В зависимости от литологического соста­ва водовмещающих пород, степени их раздробленности подземные воды трещинной зоны по условиям циркуляции подразделяются на трещин­ные, трещинно-карстовые и трещинно-жильные. Роль их в формирова­нии грунтового потока, химического состава и минерализации подзем­ных вод Урало-Новоземельской горной страны различна.

Трещинные воды приурочены к зонам региональной трещинова­тости некарстующихся пород, развитых преимущественно на приводораздельных площадях и горных склонах. Они обладают свободным уровнем, глубина залегания которого зависит от степени дренированности, приуроченной к местным базисам эрозии. Основным источников питания трещинных вод являются атмосферные осадки, чем объясняет­ся их невысокая минерализация и гидрокарбонатный состав. Глубина залегания колеблется от 0 до 40—50, реже до 70 м.

Трещинно-карстовые воды приурочены к зоне выветривания и за- карстованности карбонатных пород, обладающей повышенной водо­проницаемостью. Эта зона занимает пониженное гипсометрическое по­ложение среди некарстующихся пород и оказывает дренирующее дейст­вие на трещинные воды сопряженных районов. Глубина залегания вод колеблется от 0 до 100—120 м.

Трещинно-жильные воды приурочены к зонам тектонических раз­ломов, обладающих повышенной трещиноватостью, развитой на глу­бину 150—200 м при ширине от 100 до 400 м и более. Линейные водо­носные зоны занимают пониженное гипсометрическое положение и раз­виты среди зон трещинных и трещинно-карстовых вод, они оказывают дренирующее действие на них, аккумулируют подземные воды со всей дренируемой ими площади, что обусловливает их более высокую мине­рализацию. Благодаря повышенному гипсометрическому положению источников питания и экранирующему действию глинистого элювия подземные воды носят преимущественно напорный характер.

Пластово-поровые воды рыхлых покровных отложений в формиро­вании химического состава подземных вод трещинной зоны играют- роль транзита атмосферных осадков, реже речных вод, незначительно обогащая их растворами солей. Нередко рыхлые отложения заключа­ют линзы верховодок. Участками пластово-поровые воды аллювиаль­ных отложений и грубообломочных отложений межгорных впадин, а также песчано-глинистых накоплений депрессионных впадин палеозойского рельефа образуют самостоятельный водоносный горизонт, залегающий непосредственно на палеозойско-протерозойских породах.

Подземные воды современного возраста всех четырех типов гидрав­лически взаимосвязаны между собой и образуют единый подземный поток, который обладает преимущественно свободным уровнем, залегающим на глубине от 0 до 10 м в пониженных участках рельефа и долинах рек и на глубине от 50 до 100—120 м на водо­разделах. Зеркало их в общих чертах повторяет рельеф дневной поверхно­сти, обусловив основное направление к востоку и западу от главного водо­раздела Урала. Основным источни­ком питания являются атмосферные осадки, в южной засушливой части Урала в питании участвуют поверх­ностные воды рек и конденсационные воды горных возвышенностей, на Се­верном Урале — талые воды ледников и снежников. Разгрузка подземных вод происходит по долинам рек, гор­ным склонам, в меньшей степени в зоне сочленения Урала с Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформами.

В пределах Урало-Новоземельской горной страны достаточно четко проявляются меридиональная, широтная и высотная гидрохимические зональности. Меридиональная зональность обусловлена нали­чием субмеридиональной гряды гор Урала и выражается различной минерализацией подземных вод в отдельных зонах в зависимости от активности водообмена. Широтная зональность обусловлена различны­ми климатическими условиями. Минерализация увеличивается при испа­рении и уменьшается при значительных осадках. Влияние климата сказывается в постепенной смене в южном направлении ультрапресных вод на севере на пресные, солоноватые и даже соленые на юге. Высот­ная зональность обусловлена различными гипсометрическими положе­ниями отдельных участков и выражается преимущественно различным химическим составом и минерализацией вод на различных высотах в зависимости от величины- пути и скорости фильтрации подземных вод. В меридиональном направлении выделяются три субмеридиональные гидрохимические зоны: Центральная, Западная и Восточная. В пределах каждой зоны проявляются широтная и высотная зональ­ности, но в разной степени и разного характера.

Центральная, зона весьма активного водообмена выделяется в пре­делах основного водораздела Урала и охватывает центральную часть горной системы, характеризующегося сильной расчлененностью рельефа» превышение горных возвышенностей над днищами долин составляет 600—1000 м. Благодаря орографическому положению и малой мощ­ности трещинной зоны подземные воды здесь формируются выше сов­ременных базисов эрозии, обладают большой динамичностью, значи­тельными гидравлическими уклонами, скоростями и малыми путями фильтрации. Это обусловило многочисленные выходы подземных вод на дневную поверхность в виде родников по долинам рек и горным склонам. Глубина залегания уровня грунтовых вод не выдержана и варьирует от 0 до 40—50, реже до 80 м. В долинах малых рек она не превышает 1—2 м, в межгорных впадинах не более 5—15 м, на сравни­тельно пологих склонах до 20—30 м, достигая максимума на приводораздельных участках, крутых горных склонах, в бортах каньонообразных долин рек. В связи с большой динамичностью подземного потока и весьма активным водообменом в пределах Центральной зоны разви­ты в основном ультрапресные воды с минерализацией до 0,1 г/л. Ши­ротная гидрохимическая зональность здесь проявляется в основном на пониженных участках рельефа — преимущественно в крупных межгор­ных впадинах, плоских понижениях и аккумулятивных равнинах, где выражается увеличением минерализации вод от 0,1 г/л в северных рай­онах до 1—1,5 г/л в южных, достигая местами 5—7 г/л (в покровных отложениях).

Западная зона соответствует западному склону Урала, имеющему преимущественно низко- и среднегорный рельеф. Это зона активного- водообмена и характеризуется развитием в основном пресных вод. Глу­бина залегания их также определяется степенью расчлененности релье­фа. В долинах рек она составляет 1—10 м, на водоразделах увеличи­вается до 60—80 м. В некарстующихся известняках подземные воды залегают на глубине 15 20 м, тогда как в сильно закарстованных по­родах глубина залегания достигает 100—120 и даже 250 м. Преоблада­ют гидрокарбонатные воды с минерализацией от 0,1 до 1,0 г/л.

Восточная зона с затрудненным водообменом выделяется в преде­лах орографического района, именуемого Пенепленом восточного скло­на Урала, для которого характерен слабовсхолмленный рельеф, незна­чительная глубина вреза речной сети, широкое развитие мощных и вы­держанных по площади кор выветривания глинистого состава. Глубина залегания подземных вод самая разнообразная: в долинах рек и ли­нейных водоносных зонах — 0—5 м, на приводораздельных участках— 20—40 м и более. На большей части территории зоны зеркало грунто­вых вод залегает на глубине 10—15 м. Максимальная глубина залега­ния уровня подземных вод наблюдается в местах, действующих искусст­венных водозаборов и горнорудных предприятий, где она составляет сотни метров. Химический состав и минерализация подземных вод так­же различны и именно здесь наиболее четко выражена их широтная зональность: постепенная смена с севера на юг ультрапресных гидро­карбонатных кальциевых вод сульфатными и далее хлоридными нат­риевыми водами.