1. Режим подземных вод. Основные режимообразующие факторы. Естественный и нарушенный режим подземных вод.

Режим подземных вод – процесс изменения во времени основных показателей подземных вод под влиянием различных факторов в данной естественноисторической обстановке. Режим рассматривается для конкретной геологической среды – водоносного горизонта или комплекса. Принято выделять 3 глобальных типа режима по различным показателям: 1) гидрогеодинамический (уровень и расход потока подземных вод); 2) гидрогеохимический (минерализация и содержание в подземных водах различных хим.веществ, газов, органического вещества и т.д.); 3) гидрогеотермический (температура подземных вод). Режимообразующие факторы – это различные физические величины или процессы, которые, изменяясь по времени сами, приводят к изменению состояния подземных вод. РОФ могут быть: естественными (эндогенные: геологические – неотектоника, вулканизм, землетрясения, эрозия и т.п.; экзогенные: космические – солнечная активность, приливные силы Луны, метеорологические – осадки, температура и влажность воздуха, атмосферное давление, величина испарения, гидрологические – поверхностный и речной сток, биологический – влияние растительности, почв, живых организмов) и искусственными (антропогенными и техногенными). Естественный режим подземных вод возникает под влиянием естественных РОФ – в первую очередь, основных (инфильтрации атмосферных осадков, речных паводков, колебаний атмосферного давления, приливно-отливных явлений, температуры и солнечной активности). Нарушенный режим связан с влиянием разнообразных искусственных РОФ – в первую очередь, водозаборов, дренажа. По Каменскому, режим в зависимости от сочетания и действия РОФ бывает: 1) прибрежный – определяется характером гидрологического режима реки, зависит от ее расходов и уровней, характерен для ПВ речных долин и их НПТ; 2) водораздельный (инфильтрационный) – главными РОФ является инфильтрация атмосферных осадков и испарение, зависит от характера изменения осадков, температуры и влажности; 3) режим поглощения – характерен для районов развития карста, конусов выноса и предгорных равнин, сложенных гравийно-галечниковыми отложениями, отличается от предыдущих режимов высокой амплитудой до 10-20 м, обусловленной интенсивным поглощением поверхностного и речного стока и в то же время значительным подземным стоком; 4) режим деятельного слоя – это либо верховодки, в которых в определенное время вода замерзает, либо над- или межмерзлотные воды, в которых вода замерзает, т.е. при этом режиме возникают длительные перерывы в колебаниях уровня.

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 k = k_ф.*Wⁿ. где k_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 инфильтрац.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.Свойства: 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. Мg, 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, 3.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 рапсположен 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.водоупора. 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 = 1пункт+2пункт. Переполнение вод грунтового бассейна: Н воды= Нз- hглубина залегания; Q=kф*b*h*i, где b- ширина потока, I – уклон, h- средняя мощность. Типы режима: 1)прибрежный- на режим гр..в. влияют колебании уровня рек, озер, 2) водораздельный- формируется под влиянием переменных во времени(инфильтрация, осадки испарение), 3) предгорный( поглощение вод из рек, озер, осадки), 4) мерзлотный. Режим по условию питания( зависимость): 1)условия питаняи за счет атм. Осадков, конденсации. Пов вод; 2) условия дренировнаия 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.Qпр + ▲V/▲t – Qрасх(отток); Половодье: W- инфильтрация. При подъеме уровня воды в реке разгрузка гр.в. прекращается и начинается отток в прибрежную зону. Qпр+ W+ Qрасх=▲V/▲t; Летняя межень: снижение уровня воды в реке. Возобновление разгрузки. Принимает участие испарение Е, Qпр+( W-Е)= Qрасх+-▲V/▲t; Годовой баланс: Qпр- (Qрасх) +( W-Е)= ▲V/▲t