Классификация подземных вод А.М. Овчинникова и ее сущность

По условиям залегания и режиму А.М. Овчинников выделил следующие типы вод:

1) воды зоны аэрации – верховодка (почвенные, болотные и подвешенные в зоне аэрации);

2) грунтовые воды с различными подтипами;

3) артезианские воды.

В качестве особых типов им выделены воды районов вечной мерзлоты и воды районов молодого вулканизма. На основе этой классификации строится дальнейшее рассмотрение подземных вод, а при их характеристике используются также классификации Ф.П. Саворенского, Н.И. Толстихина, П.В. Богомолова и др.

4.3 Воды зоны аэрации – верховодка (почвенные, болотные, подвешенные на линзах водоупорных пород в зоне аэрации)

Это – воды, наиболее близко залегающие к дневной поверхности. Режим их крайне непостоянен и всецело определяется гидрометеорологическими условиями. В засушливое время они часто исчезают. Верховодка может формироваться как в пористых рыхлых отложениях, так и в верхней части коры выветривания скальных трещиноватых пород. Располагается там, где происходят процессы просачивания атмосферной влаги через зону аэрации (рис.4). Чаще всего она приурочена к линзам водонепроницаемых пород, т. е. как бы «подвешена». Она может постепенно растекаться по краям линзы и в некоторых случаях питать грунтовые воды.

Рис. 4. Гидрогеологический разрез зоны аэрации и верхней части зоны насыщения

Условные обозначения:В - зона аэрации (верховодка), Г - зона насыщения (грунтовые воды), УГВ - уровень грунтовых вод

Полностью или частично верховодка может быть израсходована на испарение. Обычно это маломинерализованные воды, в большинстве имеющие слабокислую реакцию. Может содержать органические вещества, такие как Fe, H₂SiO₂, легко загрязняется.

В южных районах, с признаками аридного климата верховодка может быть высокоминерализованной хлоридной натриевой водой, из которой в бессточных впадинах происходит выпадение солей. Она обычно редко используется для водоснабжения в силу непостоянного режима и загрязнения. В сельской местности, если верховодка залегает глубоко, используется для питья и поливов. Сохранению запасов в этом случае способствуют посадки леса, создание водоупорных перемычек и др.

Разновидностями верховодки являются почвенные воды, болотные воды, подвешенные (собственно верховодка) и воды дюн.

Почвенные воды

Почвенный слой является важной, хотя и очень тонкой пленкой земной коры, в которой происходят жизненно-важные процессы. Роль воды в этих процессах огромна. Но нельзя путать ее с пленочной и капиллярной водой. Это – гравитационная вода, которая участвует в питании корневой системы растений. Почвенные воды, просачиваясь, питают грунтовые воды. Основным источником питания почвенных вод являются атмосферные осадки.

Оказывают двоякое влияние на плодородие почв – улучшение или ухудшение (оглеение, солонцевание и др.). Отсюда для оценки гидрогеологических условий большое значение имеют типы почв и их состояние.

Изменение влажности почвенного слоя во времени – гидроизоплеты – линии одинаковой влажности (в мм или %). Почвенный слой состоит из горизонта А (элювиальный) и В (иллювиальный) и подгоризонтов. Выделяются 8 типов почв: 1) подзолистые, 2) черноземные, 3) светлокаштановые и бурые, 4) заболоченные, 5) солонцы, 6) сероземы и солончаки, 7) слабо развитые почвы, 8) латериты и красноземы.

Болотные воды

С одной стороны они тесно связаны с поверхностными водами, с другой - неразрывно с верховодкой. Болото – увлажненный участок поверхности, покрытый слоем торфа 20-30 см, а если менее – то заболоченные земли.

Возникновение болот связано с различными причинами - выходы грунтовых вод и плохой дренаж, ровная поверхность и непроницаемые породы в верхней части геологического разреза.

Болота могут быть:

1) низинные, питающиеся атмосферными и грунтовыми водами;

2) верховые (сфагновые), питающиеся преимущественно атмосферными осадками;

3) смешанные.

Выделяют еще висячие болота, которые питаются исключительно за счет грунтовых вод на пологих склонах долин.

Болотные воды обычно имеют малую минерализацию, содержат органическое вещество типа гумуса и низкомолекулярные органические кислоты.

Характер растительности является хорошим показателем гидрогеологических особенностей болота. Безлесные болота – озерного происхождения, кустарники черной клейкой ольхи может служить показателем движения болотной воды. Сосны развиваются на плотном торфяном основании и на мощной чисто торфяной залежи (бывшего верхового болота). Коэффициент фильтрации торфяной залежи зависят от степени разложения торфа и колеблется от 0,45 м/сутки в сильно разложенных до 0,85-4,5 м/сутки в слабо разложенных. Фильтрация через нижние, сильно уплотненные слои торфа ничтожна. Сток значительно увеличивается при наличии рек, дренажных каналов и протоков.

Воды, подвешенные на линзах водоупорных пород в зоне аэрации

Эти воды обычно называют «собственно верховодка». Они изображены на рис. 4.