Закономерности гидрогеодинамического режима подземных вод в естественных условиях. Гидрогеологические провинции режима грунтовых вод

периода за счет их стока, определяя характерное для данной провинции предвесеннее минимальное положение уровней и минимальный дебит грунтовых вод. Основное питание грунтовых вод во второй провинции осуществляется в весеннее время за счет накопившихся за зиму осадков. Летние и даже осенние осадки расходуются в значительной мере на испарение и в питании грунтовых вод участия практически не принимают, однако они уменьшают испарение грунтовых вод.

Лишь при неглубоком залегании грунтовых вод (до 1,0 – 1,5 м) осенние осадки определяю четкий ежегодный подъем их уровней.

Основным фактором, формирующим положение минимального предвесенного уровня грунтовых вод, является подземный сток. Испарение подземных вод в этот период ничтожно мало, хотя некоторое количество влаги под влиянием термодиффузии передвигается по направлению от зеркала грунтовых вод к промороженной верхней части зоны аэрации.

При наличии взаимосвязи грунтовых и напорных вод (в Беларуси такая взаимосвязь наблюдается везде) на водораздельных участках имеет место расходование грунтовых вод на перетекание в нижележащие водоносные горизонты, а в отрицательных формах рельефа (в долинах рек, впадинах и т. д.) наоборот, может происходить подпитывание грунтовых вод напорными. Величина такого перетекания в естественных условиях изменяется во времени несущественно, поэтому в большинстве случаев для составления сезонных прогнозов и при оценках питания грунтовых вод им можно пренебречь, принимая его изменения несоизмеримыми с изменениями в питании грунтовых вод.

Определяющая роль подземного стока в формировании минимальных уровней и дебитов подземных вод подтверждается высокими коэффициентами корреляции предвесенних минимальных уровней от предшествовавших зимних или осенних уровней, а также минимальных летних уровней от максимальных весенних.

Роль мощности зоны аэрации в определении сроков начала весеннего подъема уровней грунтовых вод проявляется не очень четко, так как начало подъема уровней обуславливается не только первыми порциями профильтровавшихся талых вод, но и поступлением влаги из зоны аэрации, а также за счет перераспределения напоров от участков с неглубоким залеганием грунтовых вод.

2.2 Гидрогеологические зоны режима грунтовых вод

В зависимости от характера увлажненности территории в пределах каждой из трех отмеченных выше провинций выделяются по три зоны, или подтипа режима: обильного, умеренного и скудного питания грунтовых вод (рисунок 2.1). В качестве критерия выделения таких зон были приняты коэффициенты водного баланса по А. Н. Костякову (K_в)

,                                                   (2.1)

где K – коэффициент поверхностного стока; P – среднее многолетнее количество осадков; E– испарение. (При этом для зоны обильного питания  > 1; для зоны умеренного питания 0,5 < < 1; для зоны скудного питания  < 0,5).

Н. Н. Ивановым в основу аналогичного районирования положено значение коэффициента увлажнения (К)– отношение осадков к испаряемости (рисунок 2.2) (сравните рисунки).

Рисунок 2.2 – Зоны увлажнения европейской территории СССР [2, с. 4]

1 – влажная (К>1,0); 2 – слабозасушливая (К=0,55-1,00); 3 – засушливая (К=0,33-0,55); 4 – сухая полупустынная (К=0,22-0,33); 5 – сухая пустынная (К<0,22). К – коэффициент увлажнения - отношения количества осадков за год к испаряемости

2.3 Гидрогеологические области режима грунтовых вод

Гидрогеологические области режима подземных вод выделены по степени дренированности территории. Степень дренированности территории определяется расчлененностью рельефа гидрографической сетью, глубинами вреза эрозионной сети, а также общей выравненностью или всхолмленностью территории.

Наблюдения за величиной инфильтрации атмосферных осадков в лизиметрах с наклонными поверхностями показали, что с увеличением угла наклона поверхности земли размеры инфильтрации уменьшаются и при угле наклона в 30 градусов размеры инфильтрации в 1,5 раза меньше, чем в лизиметрах с горизонтальной поверхностью. Особенно значительно отличаются размеры инфильтрации в лизиметрах с наклонной поверхностью от лизиметров с горизонтальной поверхностью при ливневых дождях и менее существенно при моросящих дождях.

Глубина вреза эрозионной сети определяет также уклоны потоков грунтовых вод, а значит и скорости их фильтрации и интенсивность спада уровней подземных вод после их питания. К слабо дренированным областям отнесены области с глубинами эрозионных врезов не превышающими 50 –60 м, к дренированным - до 150 – 200 м и к сильно дренированным – свыше 200 м.

Глубина залегания грунтовых вод на равнинах, в силу слабой расчлененности рельефа небольшая, что определяет значительную роль испарения в расходной части баланса грунтовых вод и относительно повышенную минерализацию грунтовых вод по сравнению с соседними возвышенностями.

2.4 Гидрогеологические районы режима грунтовых вод

В пределах почти каждой области можно выделить гидрогеологические районы по особенностям геологического строения и гидрогеологическим условиям территории, а, следовательно, по условиям питания, разгрузки, динамики и химического состава грунтовых вод. Основным критерием для выделения таких районов является литологический состав водовмещающих пород и пород зоны аэрации. В трещиноватых и закарстованных породах колебания уровней грунтовых вод характеризуются большими амплитудами, резкими и быстрыми подъемами и спадами уровней. Размеры амплитуд обратно пропорциональны степени трещиноватости пород