Основи класифікації чинників, що визначають режим підземних вод

Загальна характеристика

ЧИННИКІВ НА РЕЖИМ ПІДЗЕМНИХ ВОД

ВПЛИВ ПРИРОДНИХ І ШТУЧНИХ

Для всебічного і комплексного вивчення режиму підземних вод необхідно насамперед знати природні і штучні чинники, які змінюють властивості підземних вод у часі і просторі; вміти в кожному конкретному випадку виділяти з усіх можливих чинників головні і другорядні, з'ясовувати специфічні особливості впливу цих чинників на режим підземних вод і, нарешті, кількісно встановити зв'язок між тими чи іншими властивостями підземних вод і визначальними їх чинниками. Все це створює необхідну основу для прогнозу і перетворення в потрібну нам сторону режиму підземних вод.

Слід зазначити, що при аналізі даних про режим підземних вод завжди слід мати на увазі різноманіття природних і штучних чинників і їх спільний вплив на той чи інший елемент режиму підземних вод. Тому при обробці матеріалів спостережень потрібно насамперед домагатися з'ясування того, які чинники домінуюче значення для даного конкретного випадку, які з них є другорядними, що вносять тільки деякі особливості в режим підземних вод і, нарешті, в чому полягає фізична сутність впливу того чи іншого чинника. Тільки після цього слід переходити до математичного аналізу досліджуваного природного процесу.

Необхідно підкреслити, що в даний час чисто якісна описова характеристика явища режиму і його прогноз є вже недостатніми. У зв'язку з цим при дослідженнях режиму повинна широко застосовуватися теорія несталого руху підземних вод з охопленням питань гідравліки, терміки і хімізму підземних вод.

Чинники, що впливають на режим підземних вод, поділяються на дві великі групи: природні і штучні.

Історично під першими зазвичай розумілися метеорологічні та гідрологічні чинники, оскільки вивчався режим переважно ґрунтових вод, для яких саме ці чинники мали найбільш істотне значення. Геологічні умови враховувалися при цьому тільки як коригувальні обставини.

Так як об'єктами вивчення режиму повинні бути не тільки ґрунтові, а й інші підземні води, обмеження природних чинників метеорологічними та гідрологічними нині вже не може бути визнано достатнім.

Серед природних чинників можна виділити п'ять генетичних груп: кліматичні, гідрологічні, геологічні, ґрунтоутворюючі та біогенні.

Штучні чинники слід виділити в зовсім особливу групу, оскільки вони обумовлені свідомою спрямованою господарською діяльністю людини.

Кліматичні та гідрологічні чинники обумовлені дією сил, пов'язаних із сонячною енергією; група геологічних чинників об'єднує явища, пов'язані з внутрішніми процесами земної кулі, умовами седиментації, геохімічними процесами і діяльністю геологічних агентів; група ґрунтових чинників залежить від умов ґрунтоутворюючих процесів процесу; біогенні чинники обумовлені життєдіяльністю організмів.

Різні за генетичною природі природні чинники по різному впливають на режим підземних вод. Коротка характеристика цих чинників наводиться нижче.

Кліматичні чинники, як відомо, характеризують собою типи клімату, які є в достатній мірі стійкими для окремих територій земної кулі. По Л. С. Бергу під кліматом слід розуміти «середній стан різних метеорологічних явищ, оскільки це середній стан позначається на житті рослин, тварин і людини, а також на типі ґрунтового покриву» (1938).

Сучасне визначення клімату:

Клімат (др.-греч. Κλίμα (рід. П. Κλίματος) - нахил [1]) - багаторічний режим погоди, характерний для даної місцевості в силу її географічного розташування.

Клімат - статистичний ансамбль станів, через який проходить система: гідросфера → літосфера → атмосфера за кілька десятиліть. Під кліматом прийнято розуміти усереднене значення погоди за тривалий проміжок часу (порядку декількох десятиліть) тобто клімат - це середня погода. Таким чином, погода - це миттєве стан деяких характеристик (температура, вологість, атмосферний тиск). Відхилення погоди від кліматичної норми не може розглядатися як зміна клімату, наприклад, дуже холодна зима не говорить про похолодання клімату. Для виявлення змін клімату потрібен значимий тренд характеристик атмосфери за тривалий період часу порядку десятка років. Основними глобальними геофізичними циклічними процесами, що формують кліматичні умови на Землі, є Тепло обіг, волого обіг і загальна циркуляція атмосфери.

На відміну від клімату, погода є не середнє, а дійсне станом метеорологічних умов даного проміжку часу. У поняття погоди, на думку Л. С. Берга (1938), входить елемент мінливості і нестійкості, а в поняття клімату навпаки, елемент певної сталості.

Типи клімату визначають більш-менш стійке явище, що мало змінюється в часі і однобічно спрямоване (на період існування даного типу клімату) на формування режиму підземних вод.

Навпаки, метеорологічні (погодні) чинники, які самі по собі швидко змінюються і підкоряються в деякій мірі тій чи іншій періодичності, викликають в режимі підземних вод швидкі й здебільшого хвилеподібні зміни.

Велике значення для режиму підземних вод має режим поверхневих водотоків і водойм, так як наземна та підземна гідросфери дуже тісно пов'язані між собою.

Тому доцільно виділити окрему генетичну групу гідрологічних чинників.

Річки та озера володіють своїми власними, досить стійкими в часі типами режиму, оскільки чинники, їх що зумовлюють, як, наприклад, типи клімату, величина водозбірної площі, умови живлення тощо змінюються в часі досить повільно.

Рівень режим поверхневих потоків і водойм, так само як і метеорологічні чинники, змінюється в багаторічному розрізі протягом року, сезонів року і, нарешті, протягом доби.

Всі ці коливання рівня річок і озер обумовлюють відповідні зміни режиму підземних вод.

Генетична група гідрологічних чинників, так само як і кліматичних, залежно від тривалості їх впливу на режим підземних вод, може бути підрозділена на підгрупи повільно і швидко змінних.

Повільно змінюються гідрологічні чинники аналогічні по-характером впливу на режим підземних вод чинникам кліматичним, оскільки річки, за влучним визначенням А. І. Воєйкова, є «продуктом клімату» (Воейков, 1884, 1948).

Гідрологічні, швидко змінні чинники створюють в режимі підземних вод хвилеподібні зміни (коливання), що мають максимуми, мінімуми і змінні в часі середні значення. Такого роду зміни впливають головним чином на гідродинамічний стан підземних вод і створюють несталий рух. При цьому не змінюється генетичного типу підземних вод, тому що розтягом короткого періоду часу істотно не змінюються геологічні умов даної місцевості.

Вплив гідрологічних чинників, так само як і кліматичних, поширюється, головним чином, на ґрунтові води і верховодки. Для більш глибоко залягають підземних вод кліматичні і гідрологічні чинники грають другорядну роль.

В роботі «Вплив метеорологічних чинників на режим підземних вод» Н. Н. Біндеман (1938), класифікуючи коливання їх рівня за періодами і амплітудам, в зовсім особливу групу виділяє «коливання геологічної тривалості». Він відзначає, що чинниками, що викликають цей тип коливань, можуть бути:

а) зміна базисів, дренування підземних вод,

б) тектонічні рухи

в) розчинення водовмісних порід

г) зворотний процес цементації.

Вказівка ​​Н. Н. Біндеман вказують на необхідність виділення в особливу групу змін режиму підземних вод, пов'язаних з геологічними процесами. Це ще раз підкреслює, що група природних чинників, потребує більшої деталізації.

Очевидно, що більшість геологічних чинників формування режиму підземних вод, буде відноситьсь до групи повільно змінних.

Геологічні процеси, що діють протягом того чи іншого геологічного проміжку часу, істотно змінюють гідрогеологічні умови і, в кінцевому рахунку, повністю або частково знищують старі і ведуть до утворення нових генетичних типів підземних вод. Геологічні чинники спричиняють свій вплив на будь-якій ділянці земної кори, де знаходяться підземні води, причому їх вплив збільшується з глибиною. Вони визначають як фізичний та хімічний стан підземних вод, так і умови їх залягання і розповсюдження.

Досить істотне значення для режиму підземних вод мають ґрунтоутворюючі процеси, що впливають на інтенсивність поповнення підземних вод і, особливо, на їх хімічний склад. Тому ґрунтоутворюючі чинники доцільно виділити в особливу групу. Вони, так само, як і геологічні чинники, відносяться до групи повільно змінних чинників.

Під безпосереднім впливом цієї групи чинників знаходяться ґрунтові розчини, верховодки і ґрунтові води, хоча безсумнівно, що побічний їх вплив поширюється в земну кору значно глибше.

В даний час все більше і більше з'ясовується значення для речового складу підземних вод біогенних процесів, особливо, життєдіяльності мікрофлори. Істотне значення має також транспірація деревної і трав'яної рослинності і сільськогосподарських культур. Транспірація рослинності у вегетаційний період відноситься до підгрупи швидко змінних чинників, а багатовікова транспірація рослинних угруповань, що підкоряються в своєму поширенні на земній кулі закону зональності, - до підгрупи повільно змінних чинників.

Слід звернути увагу ще на одну особливість природних чинників режиму підземних вод, яка полягає в тому, що ряд природних явищ і процесів носить епізодичний характер. Такі явища виникають в самі невизначені терміни і створюють в режимі підземних вод піко подібні зміни. У зв'язку з цим серед генетичних груп чинників, що впливають на режим підземних вод, поряд з повільно і швидко змінними чинниками, також можна виділити епізодичні чинники. Сюди, наприклад, відносяться з групи кліматичних чинників зливи, відлиги, з геологічних - землетруси, вулканічні виверження і т. п.

Для народного господарства основне значення мають кліматичні й гідрологічні швидко змінюються чинники.

Повільно змінні чинники створюють основні особливості режиму підземних вод, існуючі що існують протягом тривалого проміжку часу. Навпаки, швидко змінні чинники обумовлюють хвилеподібні, досить швидко зникаючі та іноді малопомітні (доба, рік, багатоліття) зміни в режимі підземних вод.

Штучні чинники слід виділити в зовсім особливу групу, оскільки вони обумовлені свідомо спрямованої господарської діяльністю людини. Штучні чинники, як правило впливають на режим підземних вод значно більше у порівнянні з природними. Іншою особливістю їх є локальність прояву.

До числа штучних чинників належать: побудова водосховищ, відкачування при експлуатації підземних вод для водопостачання та в з метою зниження рівня підземних вод, розробка родовищ корисних копалин відкритим та закритим способом, меліорації – зрошення та осушення масивів з метою залучення їх до сільськогосподарського використання, лісонасадження та ін.

Дата добавления: 2014-12-16