Вплив геологічних чинників

Більшість геологічних чинників є повільно змінними, за винятком землетрусів, явищ вулканізму, зсувів, які слід віднести до категорії епізодичних чинників.

До повільно змінних чинників належать:

- процеси катаморфізму;

- епейрогенічного руху;

- тектонічні процеси;

- внутрішня теплота земної кулі;

- насичення газами.

Сукупність процесів, що видозмінюють гірські породи у верхній частині земної кори, об'єднується під загальною назвою катаморфізму.

З цих процесів найбільше значення мають вивітрювання і цементація.

Процеси катаморфізму відбуваються при помірних і низьких температурах, невеликих тисках і здебільшого ведуть до розпаду складних з'єднань на простіші. Вони мають вкрай тісний зв'язок з підземними водами, в першу чергу, з їх хімічним складом.

Процеси окислення і вилуговування в зоні вивітрювання, при посиленому впливі кисню і вуглекислоти, ведуть, з одного боку, до розчинення порід (карст), з іншого, - до насичення підземних вод бікарбонатними солями кальцію і магнію, оксидами заліза, у більш рідких випадках сульфатними і хлоридними солями тих же металів і солями натрію і калію, причому відбувається випадання з розчину карбонатних солей кальцію і магнію.

В глибших зонах починають випадати не тільки карбонати, але і сульфати і навіть хлориди. Це веде до цементації водовмісних (водопровідних) порід шляхом заповнення дрібних пустот і тріщин вищезгаданими солями.

Повільні коливання значних ділянок земної кори, мають назву епейрогенічних та вносять свої особливості в режим підземних вод. Епейрогенічні рухи поступово змінюють висотне положення базисів ерозії, гідрографічної мережі і висоту рівня води в морських басейнах, що тягне за собою відповідні зміни в режимі підземних вод.

В районах піднять, внаслідок знижень базисів ерозії, посилюється природний дренаж, що в загальному вигляді веде до осушення місцевості і до прискорення циркуляції підземних вод.

В районах понижень, навпаки, відбувається уповільнення циркуляції підземних вод, зменшення інтенсивності природного дренажу та заболочення місцевості. Ці ж явища повинні впливати і на хімічний склад води. У першому випадку має відбуватися опріснення, у другому - засолення вод.

Величезне значення в житті підземних вод відіграють тектонічні процеси. Ними визначаються положення та взаємовідносини пластів в просторі.

Форми прояву тектонічних процесів в земній корі досить різноманітні. Тут будуть розглядатися тільки ті з них, які є найбільш істотними чинниками у формуванні режиму підземних вод. Сюди перш за все відносяться явища дислокацій, що змінюють положення пластів, в тому числі і водоносних шарів, в просторі і, отже, що встановлює нові просторові взаємовідносини між ними.

Тектонічні рухи плікативного характеру можуть викликати переміщення і витискання підземних вод в інші геотермодинамічні зони. При цьому на ділянках підняття виникає посилена циркуляція і зменшення мінералізації, а на ділянках занурення - зворотні процеси. Якщо процеси складкоутворення відбуваються повільно, то результатом цього процесу можуть бути досить різноманітні за своїм хімічним складом води, що представляють собою різні стадії розсолення різних типів підземних вод. Разом з тим при складкоутворенні під впливом динамічного і термічного метаморфізму відбувається процес витіснення підземних вод до країв мульд(чашоподібне залягання геологічних шарів) з випаданням з них майже всіх солей, що може повести до істотних змін в хімізмі вод.

Процеси складкоутворення супроводжуються дислокаціями диз’юнктивного (розривні) порушення характеру. Різного типу скиди розбивають не тільки виникаючі складки, але і платформні ділянки, віддалені іноді на сотні кілометрів від складчастої зони. Наявність скидів в складчастої зоні ускладнює шляхи циркуляції підземних вод, що тягне за собою ще більшу змішання вод різного хімічного складу.

Скиди в платформних ділянках або в складчастих зонах більш древніх фаз складчастості створюють умови для глибокої циркуляції підземних вод, завдяки чому останні стають термальними та збагачуються різноманітними хімічними елементами і газами.

Наявність тектонічних структур має кардинальне значення для режиму підземних вод. Пласти водопроникних і водонепроникних порід, що складають синеклізи, створюють основні умови для накопичення і циркуляції артезіанських вод. Тектонічні особливості даної структури впливають на загальну кількість артезіанських вод, на їх розподіл в середині артезіанського басейну і на умови їх циркуляції та дренажу.

Дуже важливе значення для режиму підземних вод має внутрішня теплота земної кулі. Тепло, одержуване землею від сонця, поширюється до пояса постійних температур; глибше всі підземні води знаходяться під впливом внутрішньої теплоти.

Внутрішня теплота земної кулі відповідно глибині залягання підземних вод надає їм певну температуру, що впливає на їх фізичний стан.

Найбільш істотна дія внутрішньої теплоти полягає в повільному випаровуванні підземних вод, що докорінно перетворює їх хімічний склад у бік збільшення концентрації сольового складу і переходу гідрокарбонатних вод в сульфатні, а сульфатних в хлоридні.

Як відомо, обертання Землі навколо своєї осі створює прискорення відхиляючої сили рухомих матеріальних точок в північній півкулі вправо, а в південному - вліво. Відхиляюча сила на екваторі дорівнює нулю і збільшується пропорційно синусу широти місцевості.

Вплив відхиляючої сили на напрямок руху тел збільшується із зменшенням їх щільності. Для повітря вплив відхиляючої сили настільки великий, що без її врахування неможливо вивчати рух повітряних мас. Для поверхневих вод вплив відхиляючої сили порівняно незначно. Однак протягом тривалого проміжку часу цей вплив проявляється зовсім чітко і виражається в тому, що річки, поточні в північній півкулі, мають круті праві береги внаслідок безперервного підмиву їх відхиляючим вправо водним потоком.

Швидкість руху підземних вод в тисячі разів менше швидкості течії поверхневих вод, але ефект прояви відхиляючої сили за геологічні проміжки часу може виявитися істотним.

Істотне значення для режиму підземних вод має їх насичення газами різного походження (біохімічного, повітряного, хімічного і радіоактивного). При зміні газового складу підземних вод відбуваються зміни гідравлічних властивостей води і навіть може виникнути додаткове джерело енергії для руху підземних вод.

Хімічно активні гази (кисень, вуглекислота) істотно впливають на хімічний склад підземних вод, а їх зміст регулюють деякі хімічні рівноваги, що мають місце в підземних водах.

Наявність в земній корі радіоактивних речовин і процеси їх розпаду вносять в режим підземних вод свої особливості.

Вище була дана характеристика повільно змінних геологічних чинників. До числа епізодичних геологічних чинників в першу чергу повинні бути віднесені землетруси.

Точна інструментальна реєстрація землетрусів показує, що Земля майже ніколи не знаходиться в стані сейсмічного спокою. Так, по Зіберу щорічно відбувається в середньому близько 10 000 землетрусів.

Найбільш суттєві зміни в режимі підземних вод виникають в епіцентральній області. Сейсмічні чинники режиму підземних вод виражаються в істотній зміні гідродинамічного і пружного стану, термічного режиму, хімічного складу і навіть умов залягання підземних вод. Виникнення і закриття тріщин викликають появу нових і зникнення старих джерел. Скиди, зсуви, обвали, зміни тріщинуватості повинні істотно змінювати гідродинамічний стан підземних вод.

Опускання окремих ділянок земної поверхні змінює умови залягання підземних вод та їх термічний режим. Останній також повинен зазнавати суттєвих зміни в результаті великої кількості тепла, що виділяється при землетрусах. В результаті з'єднання і перемішування різних водоносних шарів може відбутися зміна хімічного складу підземних вод. Вміст вільних газів в джерелах збільшується внаслідок «струшування» водоносних шарів під час землетрусів.

У таблиці 1 наведено деякі відомості, що характеризують ізмененія в режимі підземних вод під час землетрусів.

Грандіозні явища вулканізму безсумнівно надають настільки істотні зміни в режимі підземних вод, що можуть в окремих випадках призвести до повного знищення існуючих і до створення нових типів підземних вод.

Усяке вулканічне виверження пов'язано з колосальним виносом тепла і привносом нових речовин, що відбивається на температурному режимі і хімічному складі підземних вод.

Зміни в режимі підземних вод в деяких випадках починаються ще до початку виверження.

У багатьох місцях помічено, що перед виверженням рівень води в колодязях і джерелах значно знижується, а іноді й зовсім зникає. В інших місцях з'являються нові джерела. Іноді змінюється хімічний склад і механічні домішки у воді джерел. Так, наприклад, перед страшним виверженням Гелунгунга на острові Ява вода в сусідніх джерелах зробилася каламутною, при цьому в осад випадав білий мул. Істотні зміни відбуваються і в режимі поверхневих вод. Так, в деяких випадках зменшуються, зникають або навпаки збільшують свій витрати річки і струмки, а на морі вода відступає від берегів.

Наприклад, перед виверженням Везувію в 1775 р море з дуже великою швидкістю відступило від берегів. В деяких випадках перед виверженням спостерігалося нагрівання ґрунту, що виражається в несподіваному і швидкому таненні постійних снігів на вершинах гір, що спостерігалося наприклад на Камчатці, в Ісландії, Америці.

Класифікація чинників, що впливають на формування режиму підземних вод.

Генетичні групи чинників	Групи чинників
Повільно змінні	Швидко змінні	Епізодичні
Кліматичні	Типи клімату	Атмосферні опади, випаровування, атмосферний тиск, температура повітря)	Зливи, відлиги
Гідрологічні	Типи режиму рік, озер, морів	Повені, морський прибій, припливи та відпливи, сейші.	Дощові паводки, згін та нагін води вітром, льодові затори та зажори
Геологічні	Геологічні структури, тектонічні рухи, Внутрішнє тепло земної кулі, радіоактивні елементи гірських порід		Землетруси, вулканізм, грязьовий вулканізм, зсуви.
Ґрунтоутворюючі	Типи ґрунтоутворюючих процесів
Біогенні	Багатовікова транспірація рослинних угрупувань	Сезонна транспірація рослинності
Штучні

Дата добавления: 2014-12-16