VIII. 5. ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ, СТОКА И РАЗГРУЗКИ

ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Выше 'неоднократно указывалось, что особенности питания, стожа и разгрузки подземных вод ГСО зависят от степени про-мороженности входящих в них структур, их сочетания и новей­шей тектоники.

В условиях островного и прерывистого промер-зания (южная геокриологическая зона) сохраняются все ха­рактерные особенности водообмена, свойственные ГСО вне тсри-олитозоны. Напомним, что распространение мерзлых и талых пород в ГМ (ГАМ) таких горных областей существенно зави­сит от состава приповерхностных отложений и от экспозиции склонов. Криогенные водоупоры шире развиты и имеют боль­шую мощность на склонах северных экспозиций и в затененных частях днищ долин. В литологическом отношении они тяготеют к участкам аккумуляции глинистых разновидностей пород, а также к местам распространения грубообломочных отложений на крутых склонах, особенно северной экспозиции. Здесь обра­зование мерзлых толщ часто связано с зимним охлаждением глыбо1вых развалов холодным воздухо(м, с гольцовым льдообра­зованием (см. III. 2) и т. д. Существенное влияние имеет и вет­ровое перераспределение снега.

Экспозиционная асимметрия мерзлотных и гидрогеологиче­ских условий особенно ярко проявляется в горах Средней Азии, юга Сибири, Забайкалья, Прибайкалья и Монголии.

Питание подземных вод в ГМ, ГАМ и АдАБ, выраженных в рельефе плато с глубоким расчленением (Чульманский АдАБ), происходит на большей части площади этих структур. Поэтому площадь распространения трещинных грунтовых вод в целом совпадает с областью их питания. Исключение составляют ниж­ние части склонов и днища долин, где появляются напорные тре­щинные подмерзлотные воды. В радиационно-тепловых таликах сохраняются зоны аэрации и временного обводнения (см. IV.3). Водообмен интенсивный, воды имеют низкую минерализацию.

Перелив подземных вод из ГМ прерывистого промерзания в межгорные АБ происходит практически по всему контуру по­следних. Крупные скопления хороших по качеству грунтовых вод существуют в грубообломочных пролювиальных, аллюви­альных, ледниковых и водно-ледниковых отложениях. В АБ (АдАБ) запасы грунтовых вод сокращаются по мере увеличения сплошности мерзлых толщ под влиянием зональности и высот­ной поясности и локализуются в различных категориях таликов. Питание и разгрузка артезианских вод приурочены к тали­кам, которые располагаются: 1) по периферии АБ (АдАБ), осо­бенно в местах сочленения с ГМ по системам разломо>в; 2) под долинами рек и под озерами; 3) в местах выходов на поверх­ность пластов хорошо проницаемых пород; 4) на плоских <меж-дуречных плато, сложенных трещиноватыми высокопроницае­мыми породами; 5) в осевых частях пликативных структур по трещиноватым зонам и по разломам. Здесь же может происхо­дить и разгрузка напорных вод. Заметим, что распространение и мощности мерзлых толщ существенно зависят от состава и ус­ловий залегания пород. Криогенные Бодоупюры обычно совпа­дают с литологичеокими, а их мощности контролируются струк­турами осадочного чехла. Например, оз АБ (АдАБ) мезо1кайно-зойских впадин забайкальского типа, представляющих в целом грабенсинклинали, наибольшей мощности мерзлые толщи дос­тигают в структурах синклинальных. Однако часто в их осевой части по разломам и трещиноватым зонам существуют напорно-фильтрационные талики (рис. 48).

Наледообразование в ГСО при островном и прерывистом распространении ММП происходит по южному и. реже по уме­ренному, типу (см. V. 4).

В условиях сплошного неглубокого промерз а-/Ния КГМ и АБ, входящих в ГСО, появляются следующие спе­цифические особенности. Питание и разгрузка подземных вод локализуются под долинами рек, и речные воды долин контро­лируют положение уровенной поверхности подземных вод в ГМ. В придолинной части эти воды становятся напорными подмерз-лотными (см. VI. 2). Питание из КГМ в АБ происходит по боль­шей части их контура, хотя основные очаги перелива приуро­чены к разломам. В местах перелива идет частичная разгрузка вод и образование наледей. В предгорных конусах выноса, ело-

Н. Н. Романовский 201

женных пролювиальными грубообломочными отложениями, в толщах флювиоотшциальных и аллювиальных песков и га­лечников в долинах горных рек и в межгорных впадинах суще­ствуют скопления грунтовых вод, образующих зимой крупные наледи. Например, наличие таких вод со значительными запа­сами и высокого качества на Северо-Востоке СССР в бассейне р. Колымы было установлено А. И. Калабиным.

Рис. 48, Схема распределения мерзлых пород и таликов в некоторых впадинах Забайкальского типа: 1 — изверженные и метаморфические породы протерозоя и палеозоя и трещиноватость в них, 2 — неогеновые четвертичные щебнисто-дресвяные (а), песчано-галечные (б) и суглинис­тые (в) отложения, 3 — юрские и меловые песчаники и конгломераты (а), бурые угли (б), аргиллиты и алевролиты (в), 4 — тектонические нарушения и зоны трещиноватости, 5 — ММП и их граница, 6 — обвод­ненность пород периодическая (а) и постоянная (б), 7 — места фильт­рации атмосферных осадков, 8 — направление движения подземных вод

Положение сквозных таликов в межгорных АБ (АдАБ) контролируется водотоками, озерами и разрывной тектоникой. В распределении мощностей мерзлых толщ большое значение приобретают геоструктурные условия: пликативные структуры чехла и разрывные нарушения.

Наледообразование происходит преимущественно по уме» ренному типу.

Сплошное глубокое промерзание ГГС, входя­щих в ГСО, приводит к .коренным преобразованиям изначаль­ных гидрогеологических условий. Важнейшей характерной осо­бенностью является обособление друг от друга ряда криогидро-геюлогических структур, сопряженных между собой, утрата меж­ду ними гидравлических связей. В состав ГСО при их глубоком

промерзании входят такие структуры, как КГМ сверхглубокого промерзания, КПАБ и КНБ (см. VI. 2,3). В ряде КГМ и КГАМ при их сплошном глубоком промерзании появляются застойные подмерзлотные, редко внутри- и межмерзлотные воды, имеющие повышенную минерализацию. Например, в Депутатском КГМ на глубине 269—271 м были вскрыты сульфатные кальциево-магниевые воды с минерализацией 2,59 г/л. Эти воды не связа­ны с аллювиальными водами несквозных таликов. Перелив под­земных вод из Депутатского КГМ в сопряженный с ним Уян-динский КПАБ отсутствует. Вообще отсутствие перелива вод из закрытых КГМ глубокого промерзания в криогидрогеологи-ческие структуры межгорных впадин (КНБ, АБ глубокого про­мерзания, КПАБ) является характерной особенностью ГСО в тех их частях, которые не подвержены контрастными новейшим движениям.

В (пределах КГМ, КНБ, АБ и КПАБ часто под реками рас­пространены системы несквозных грунтово-фильтрационных та­ликов, разобщающиеся зимой на систему замкнутых «ванн», во­ды которых образуют небольшие и средние наледи. Другими словами, в таких условиях имеет место только сезонный припо­верхностный сток грунтовых вод, или сток ниже ММП и припо­верхностный разобщены. Вместе с тем характерным является совладение «поверхностных и подземных водоразделов и соот­ветствие подземных и поверхностных бассейнов стока.

На периферии некоторых криогидрогеологических структур межгорны! тектонических впадин развиты сквозные инфильтра-ционные талики, по которым происходит питание подземных вод подмерзлотного стока. Такой талик в Верхояно-Колымской ГСО встречен, например, в северной части Уяндинского КПАБ в мес­те его сочленения с Депутатским КГМ. Талик приурочен к ко­нусу выноса р. Уяндины в месте ее выхода из гор во впадину, под которым существует разлом, разделяющий обе структуры. Ниже по течению подрусловой талик несквозной, разобщающий­ся зимой на систему «ванн» (рис. 49).

Другой важной особенностью ГСО является активное вли­яние новейших и омоложенных разрывов в образовании единых водообменных систем в КГМ и АБ глубокого промерзания, КНБ и КПАБ. Разломы являются основными местами питания, путями движения и очагами разгрузки вод глубокого стока и происходящими по схеме, описанной выше (см. VIII. 3). Питание вод глубокого стока по инфильтрационным таликам, приурочен­ным к открытым разломам в двух верхних поясах, происходит под горными греками, сток по которым осуществляется только летом, и в результате этого носит резко сезонный характер (см. рис. 47). Зимой в таких таликах уровень вод падает на большие щуфины, исчисляемые от нескольких десятков до пер­вых сотен метров (см. IV. 3). Глубины падения уровней вод в таких таликах "уменьшаются вниз по долинам, где весной и в

13* 203

йачале лета ряд из них функционирует в режиме поглощения, а с середины лета — в режиме напорной фильтрации. Они пи­тают наледи, формирование которых продолжается только часть зимы. Период роста таких наледей увеличивается с понижени­ем гипсометрического положения таликов у подножия КГМ, и

Рис. 49. Схема питания подземных вод глубокого стока через инфильтра-ционный талик на сочленении Депутатского КГМ и Уяндинского КЛАВ: 1 — сложно дислоцированные терригенные породы триаса и юры, 2 — нео­геновые и четвертичные пески; 3 — конгломераты и галечники; 4 — суглин­ки и алевролиты; 5 — лигниты, 6 — современные и верхнечетвертичные аллювиальные отложения с сингенетическими повторно-жильными льдами, 7 — ММП и их граница, 8 — разрывные нарушения и зоны трещиноватос-ти, 9 — зона криогенной дезинтеграции, 10 — обводненность пород (посто­янная), 11 — направление движения подземных вод, 12 — скважина, стрел­кой показаны появившийся и установившийся уровни подземных вод

в межгорных АдАБ и КПАБ большинство источников ⁽вод глу­бокого стока имеют характерный режим (рис. 50). Максимум расхода таких источников падает на лето. С началом водно-кри­тического периода идет его снижение, продолжающееся до на­чала снеготаяния, когда расходы резко увеличиваются, что яв­ляется следствием быстрого заполнения подрусло>вых инфиль-трационных таликов в горах водами весеннего паводка. Запол­нение больших объемов сдренированных пород талыми снего­выми водами с очень низкой минерализацией способствует фор-

мированию пресных и сверхпресных подмерзлотных вод в зо­нах, где происходит интенсивный сток, а также высокому насы­щению вод газами атмосферного происхождения. В то же время вне этих зон воды часто имеют по­вышенную минерализацию и за­трудненный водообмен.

Значительные гидравлические уклоны, небольшие расстояния ме­жду очагами питания подземных вqд и их разгрузки и большие ско­рости движения являются причиной очень коротких циклов водообмена. По определениям, сделанным в Се-ленняхском КГМиКГМ хребта Тас-Хаяхтах Верхояно-Колымскрй ГСО, циклы водообмена изменяются от 30—40 до 8—10 лет. Это делает не­обходимым создание природоохран­ных зон (в районах, где происходит питание этих вод (см. IX. 5).

При высотно-поясном увеличе­нии сплошности ММП в высокогор­ных сооружениях Средней Азии и юга Сибири условия питания и сто­ка подземных вод становятся луч­ше от наиболее приподнятых и глу­боко промороженных ГГС к струк­турам, расположенным гипсометри­чески ниже, где мощности ММП уменьшаются, а сплошность их распространения нарушается тали­ками. В сложи опостроенных горных системах следует ожидать су­ществования нескольких высотных этажей, для каждого из ко­торых характерны закономерности, описанные выше для ГГС сплошного сверхглубокого и глубокого промерзания, а также сплошного неглубокого, прерывистого и островного промерза­ния. Улучшение условий стока от вершин к подножиям горных сооружений предопределяет смену типов наледообразования от северных к южным. Следствием этого является уменьшение чис­ла и размеров наледей с понижением абсолютных высот мест­ности в ГГС оплошного неглубокого, прерывистого и островного промерзания. Большое значение в питании подземных вод и наледообразовании в этих горных областях играют современ­ные ледники. Под большинством из них существуют гляциоген-яые талики, которые служат постоянными очагами наполнения шодземных вод глубокого стока (см. VIII.3).

Глава IX

Поиск по сайту: