Плакат №38. Первый от поверхности Земли водоносный горизонт.
Режим подземных вод. Общие сведения о балансе подземных вод.
Лекция №27
План:
1. Факторы обслуживающие режим подземных вод.
2. Естественные режимы подземных вод.
3. Нарушенные режимы подземных вод.
4. Особенности баланса подземных вод.
Ключевые слова:Режим, баланс, гидродинамическая связь, естественное, искусственное изменение, водоснабжение, проливы, отливы, пьезометрический уровень, прогноз изменения режима, фильтрация, дренажный, лизиметры, дожомеры, испарители.
Под режимом подземных вод понимают происходящие под влияниме природных и хозяйственных факторов изменения: уровня, температуры и химического состава грунтовых вод; пьезометрического уровня, температуры химического и газового состава напорных вод; дебита, температуры, химического и газового состава источников и фонтанирующих скважин; расхода, температуры и химического состава возвратных вод.
Об общих изменениях судят на основании периодических наблюдений за элементами режима в постоянных точках. Колебания уровня и дебита подземных вод обусловлены главным образом изменениями:
- Количество воды, поступающей в водопласт расходуемой из него, то есть баланса воды. Это основная причина.
-Давления на водоносный пласт (и на заключённую в нём воду), зависящего от атмосферного давления, водоносных рек, проливов и отливов морей, океанов, наполнения и опорожнения каналов и водохранилищ. Очень часто эти причины проявляются одновременно. Температура подземных вод колеблется под влиянием температуры воздуха, инфильтрации и потока поверхностных или подземных вод с иной температурой и т.д.
Химический состав подземных вод связан со многими процессами: питанием и расходованием их, выщелачиванием солей в зоне аэрации при подъёме уровня грунтовой воды, переходом солей в твёрдую фазу после насыщения растворов, вмывом солей при инфильтрации и т.д.
Изменение уровня, температуры и химического состава подземных вод тесно связаны между собой и в большинстве случаев происходят одновременно.
Для наблюдений за уровнем подземных вод устраивают специальные скважины. Замеры проводят гидрогеологическими рулетками, к которым прикреплены «хлопушки», подающие звуковой сигнал при соприкосновении с поверхностью воды, а также электрический уровнемерами и самописцами.
Дебиты фонтанирующих скважин и родников – водомерами, водосливами. Пробы воды берут специальными пробоотборниками.
Показателями режима являются: установление высокого и низкого уровня, дебита скважин, и родников, скорость подъёма и спада уровня и дебита, амплитуда колебаний, характер и пределы изменений общей минерализации и типов химического состава, связь режима с различными факторами.
Результаты наблюдений представляют в виде хронологических графиков. Колебание уровня и изменения химического состава подземных вод оказывает большое влияние на условия водоснабжения, т.е. уменьшается дебит водозаборов.
Режимы подземных вод, определяемые только природными факторами, называют естественными или природными, а режимы, обусловленные одновременно природными и хозяйственными факторами, называют нарушенными, или искусственными.
По времени проявления изменений уровня и других элементов режима подземных вод различают суточный, сезонный, годовой и многолетний режимы.
Суточный режим выражается главным образом в колебаниях поверхности неглубоко залегающих грунтовых вод, вызванных чаще всего суточными изменениями испарения и транспирации, которая прекращается ночью.
Сезонный режим обусловлен сезонной ритмичностью метеорологических факторов (температура, осадки, испарение) и изменением водоносности рек. Не остаётся постоянным и химический состав грунтовых вод. Природный режим напорных вод изменяется меньше, чем грунтовых.
Годовой режим проявляется в течении нескольких лет. Известно, что влажные и многоводные годы, как и засушливые и молодые, часто повторяются 3-3 раза подряд. Это отражается на режим грунтовых вод и неглубоко залегающих напорных вод. Амплитуды годовых колебаний уровня подземных вод и изменения химического состава более значительны, чем сезонные.
Многолетний режим проявляется в периоды продолжительностью более 10-15 лет. Он обусловлен многолетними ритмическими изменениями осадков, испарения, водоносности рек, а также влиянием хозяйственных факторов. Амплитуда многочисленных колебаний уровня подземных вод и изменения химического состава их значительно превышает сезонные и годовые.
Естественный режим подземных вод, в основном грунтовых вод в зависимости от действующих факторов подразделяют с некоторой условностью на климатические, гидрогеологические, режимы подземного притока и комплексные.
Климатические режимы связанные с влиянием климатических факторов, под действием которых изменяется баланс грунтовых вод, то есть соотношение питания и расходования их. Грунтовым водам характеризующимся данным типом режима, свойственно питание за счёт осадков. В зимний период в связи с прекращением нифилотрации уровень залегает на низких отметках. Чем меньше глубина залеганий грунтовых вод и выше водопроницаемость зоны аэрации, чем большая часть осадков достигает уровня и быстрее происходит подъём его.
Климатический режим, по данным учёных зависит от изменений солнечной активности.
Гидрогеологические режимы обусловлены влиянием поверхностных водотоков и водоёмов. В отличие от климатических гидрогеологические факторы воздействуют на режим подземных вод путём не только изменения их баланса, но и гидростатической передачи напора.
Формы влияния рек на режим грунтовых вод различны. При наличии гидравлической связи между ними, если река дренирует террасы, то при подъёме уровней её создаётся подпор грунтовых вод и уровень их повышается.