4.4.1 Условия питания и режим грунтовых вод
Грунтовые воды могут иметь следующие источники питания:
Инфильтрация атмосферных осадков, которые или прямо проникают чрез зону аэрации до грунтовых вод, или увлажняют почвенный слой до появления гравитационных вод. Последние могут попадать на поверхность подвешенных капиллярных вод. Уровень грунтовых вод при этом повышается, особенно в низинных местах, где инфильтрация происходит более интенсивно.
Инфильтрация вод рек, озер, и других поверхностных водотоков и водоемов в паводковые периоды. В межень, наоборот, они питают грунтовые воды. Взаимоотношение поверхностных и грунтовых вод разнообразно, что можно видеть на рисунках 6,7.
Рисунок 6. Область питания грунтовых вод: 1 — песок; 2 — песок водоносный; 3 — глина; 4 — кривая депрессии;
5 — родник нисходящий
Подпитывание грунтовых вод за счет более глубоко залегающих подземных вод, что может быть установлено путем тщательного анализа гидрогеологических условий. Особенно помогают гидрогеохимические данные, так как микрокомпонентный состав - более чуткий индикатор и более дифференцированный в различных типах вод.
Рисунок 7. Различные случаи соотношения грунтовых и речных вод в периоды паводков
а — река обычно дренирует горизонт грунтовых вод; б — река всегда питает грунтовые воды; в — гидравлическая связь между грунтовыми и поверхностными водами отсутствует даже в паводки; г — гидравлическая связь между грунтовыми и поверхностными водами отсутствует только в период низкого уровня в реке; д — река влияет на уровень грунтовых вод только в узкой приречной полосе; 1 — водопроницаемые породы; 2 — водоупорные породы; 3 — уровень грунтовых вод
Г.Н. Каменский выделяет два основных типа режима подземных вод:
1. Водораздельный тип, характерный для участков, удаленных от рек и других поверхностных водоемов и подземных вод, не имеющих гидравлической связи с водами поверхностных водоемов в связи с перекрытием водоупорными породами.
2. Прибрежный тип, свойственный подземным водам прибрежных участков при наличии гидравлической связи с водами рек и других водоемов. По мере удаления влияние их затухает, и режим переходит в водораздельный.
Имеются и смешанные типы режима подземных вод, среди которых можно выделить три подтипа:
Грунтовые воды безнапорные неглубокого залегания при весьма небольшой зоне аэрации.
Грунтовые безнапорные воды глубокого залегания с мощной зоной аэрации.
Напорные грунтовые воды.
Для водораздельного типа в режиме первого подтипа важное значение имеют резкие эпизодические колебания уровня вод, во втором – сезонные. В общем случае прибрежный режим отражает тип режима реки. Здесь виден подъем уровня в весеннее половодье (паводок) и снижение летом (летняя межень), небольшой подъем осенью и зимняя межень.
4.4.2 Зональность грунтовых вод
Идея зональности грунтовых вод принадлежит В.В. Докучаеву. Его ученик Отоцкий обратил внимание на общую закономерность залегания грунтовых вод: « По мере движения на юг грунтовые воды углубляются и минерализуются».
Рассмотрим схему зональности грунтовых вод В.С. Ильина, который сделал первую попытку выделить зональные и азональные грунтовые воды в Европейской части России и нанести их на карту.
Он выделил 7 зон грунтовых вод и 6 типов азональных грунтовых вод. Последние не связаны с определенными зонами и могут переходить из одной зоны в другую.
Зональные грунтовые воды
Зона тундровых вод
Зона высоких вод севера
Зона неглубоких оврагов с водами, залегающими на глубине 20-25 м.
Зона глубоких оврагов с водами повышенной минерализации, залегающими на глубине 20-25 м.
Зона овражно – балочная с водами жесткими или солоноватыми.
Зона Причерноморских балок с очень глубоким залеганием вод.
Зона Прикаспийских балок, где в отличие от предыдущей зоны, существуют области с неглубоким залеганием вод; воды часто обладают высокой минерализацией.
В дальнейшем появился ряд схем регионального плана. Для Западной Сибири такую схему составил Ю.К.Смоленков. Она будет рассмотрена в курсе «Региональная гидрогеология».