Гидрогеологические наблюдения залегания торфяных месторождений

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Гидрогеологические наблюдения залегания торфяных месторождений

05.02.2020

Задачей гидрогеологических наблюдений является выяснение общих гидрогеологических условий района исследования торфяных месторождений и характера залегания грунтовых вод.

Геоморфологические условия залегания торфяных месторождений уже до известной степени определяют и условия их водного питания.

В этом отношении в первую очередь заслуживают внимания торфяные месторождения пойменных террас.

По условиям водно-минерального питания торфяные месторождения пойм делятся на две группы. К первой группе относятся пойменные месторождения, формирующиеся в условиях грунтового и паводкового питания; ко второй — находящиеся вне сферы влияния грунтовых вод и испытывающие воздействие вод речных разливов, которые не только питают месторождения, но и фильтруются в толщу аллювия. В первую группу входят месторождения надморенных пойм, долинных и обвалованных пойм и пойменно-притеррасные; во вторую — месторождения плавневых и стародельтовых пойм и пойм сквозных долин.

Грунтовые воды могут поступать на территорию пойменных месторождений из различных водоносных горизонтов в зависимости от геологических условий. Так, в торфяных месторождениях надморенных пойм наблюдаются выходы грунтовых вод из межморенных водоносных горизонтов, заключенных в слоях флювиогляциальных отложений, расчленяющих толщу морены, которая слагает повышенные берега месторождения.

Приток грунтовых вод в месторождения долинных пойм происходит из уступов древнеаллювиальных надпойменных террас (фиг. 12—2), современного аллювия и реже из водоносных горизонтов коренных берегов.

В пойменно-притеррасные месторождения и месторождения обвалованных пойм грунтовые воды проникают из надпойменных древнеаллювиальных террас и песчаных отложений поймы, которые часто формируют гривы. Зеркало грунтовой воды образует в них выпуклую поверхность. Все эти воды обычно безнапорные и на участках, занятых месторождениями, образуют нисходящий грунтовый поток. Если в строении речной долины принимает участие несколько древнеаллювиальных террас, го грунтовые воды могут переходить из одной террасы в другую и образовывать общий водоносный горизонт, пересекающий месторождение и доходящий до русла реки (фиг. 12—16).
Гидрогеологические наблюдения залегания торфяных месторождений

Из приведенного разреза видно, что месторождение не препятствует связи грунтового потока с руслом реки, и так как уровень грунтовых вод в надпойменных террасах месторождения и пойме лежит выше уровня воды в реке, то грунтовые воды питают не только месторождение, но и реку. Поэтому река понижает уровень грунтовых вод как в древнеаллювиальных террасах, так и в месторождении.

Ho такие соотношения между грунтовыми и речными водами могут быть нарушены при изменении уровня речных вод во время весенних паводков. Повышение уровня воды в реке вызывает подпор грунтового потока. В этом случае происходит просачивание речной воды в пойму и месторождение. Поэтому в периоды повышения уровня воды в реках водоминеральный режим месторождения зависит, в основном, от речных вод.

В торфяных месторождениях плавневых пойм решающий перевес имеет питание водами речных разливов, но некоторое значение могут иметь грунтовые воды, заключенные в подстилающих месторождение аллювиальных отложениях. Однако очень трудно провести границу между этими грунтовыми вода-ми, внутризалежными и выступающими на поверхность болотными водами, ибо наблюдаются переходы речной воды в грунтовую и обратно, в зависимости от уровня воды в реке.

Торфяные месторождения стародельтовых пойм лишь в первые стадии своего развития испытывали воздействие грунтовых вод, а затем перешли в условия атмосферного питания.

Верховые торфяные месторождения вторых надпойменных террас находятся в основном в условиях атмосферного питания, поэтому гидрогеологические условия для них имеют меньшее значение.

На террасах размыва, сложенных мореной, прикрытой слоем незначительной мощности аллювиальных отложений, грунтовые воды залегают близко к земной поверхности. Небольшая мощность водоносного горизонта, близкое залегание водоупора приводят к тому, что формируется верховодка с крайне неустойчивым дебитом, имеющая значение лишь в первые этапы развития месторождения.

Торфяные месторождения, занимающие обширные, но неглубокие понижения вторых надпойменных аллювиальных террас, могут быть изолированы от влияния грунтовых вод, т. к. внутризалежные воды не сливаются с водоносным горизонтом древнеаллювиальных отложений. На это указывает уменьшение влажности залежи в вертикальном разрезе по мере приближения к минеральному дну месторождения. Грунтовые воды торфяных месторождений вторых надпойменных террас размыва и аллювиальных почти всегда характеризуются отсутствием напора, поэтому гидрогеологические условия несложны. Для этих типов торфяных месторождений гидрогеологическая съемка производится в минимальном объеме.

В процессе полевых исследований следует учитывать наличие в торфяном месторождении прослоек сильно разложившегося торфа, играющих роль внутризалежных водоупоров, влияющих на распределение воды в торфяной залежи. Характерен также и растительный покров. Так например, сосново-кустарничковые группировки растительности указывают на наличие дренажа внутризалежных вод; сильно обводненные грядовомочажинные и грядово-озерные участки обычно дают возможность предполагать о наличии напорного питания.

В некоторых районах гидрогеологические условия торфяных месторождений, залегающих на поверхности дрезнеаллювиальных террас, могут осложниться за счет подтопления напорными жесткими водами артезианских горизонтов.

Показателем такой напорности является резкое изменение химического состава торфяных вод в сторону возрастания жесткости, т. е. химический состав внутризалежных вод приближается к составу артезианских.

Проявление самоизливающихся подземных вод можно видеть в образовании на месторождении озер напорного питания. По берегам их происходит выделение порошкообразного известкового туфа.

Торфяные месторождения притеррасные на всех надпойменных террасах и месторождения староречий во время своего развития находились в условиях грунтового питания. Ho если в торфяных месторождениях первой надпойменной террасы грунтовые воды выходят из уступа второй надпойменной террасы, питают месторождения и сливаются в один водоносный горизонт с водами первой надпойменной террасы и поймы, то в месторождениях староречий гидрогеологические условия совсем иные. Здесь источником грунтовых вод, обводняющих месторождение, являются такие же вскрытые эрозией водоносные горизонты древних террас, но, вследствие глубокого эрозионного расчленения, единый грунтовый поток, пересекающий все террасы, не образуется (фиг. 12—5).

Выход подземных вод, если нет источников, можно определить по развитию в месторождении сильно обводненных гип-ново-осоковых группировок растительности.

Внутри торфяной залежи выходы напорных грунтовых вод могут проявиться в образовании водных жил.

Если в основании торфяной залежи залегают сапропели, то между ними и торфом возможны водные прослойки, указывающие на напорность.

Месторождения склонов вторых и третьих надпойменных террас формируются в условиях смешанного водно-минерального питания, происходящего за счет грунтовых вод, выходящих из террасных уступов и поверхностно-сточных вод безрусловых потоков.

Подземные воды, питающие месторождения, приурочены к межморенным или межледниковым пескам, или древнеаллювальным отложениям. Они обладают значительной минерализацией, способствующей формированию низинных участков торфяных месторождений. В основании их нередко залегают делювиальные отложения, в которых накапливаются подземные воды типа верховодки, дающие начало источникам в нижних частях склона.

Гидрогеологические условия торфяных месторождений, занимающих понижения моренных равнин, отличаются большим разнообразием. Минеральным дном таких месторождений являются водоупорные моренные суглинки и глины. Ho толща морены неоднородна, в ней неравномерно распределены песчаные линзы. Эти скопления внутриморенных песков заполнены грунтовой водой, обладающей напором. Напорность обусловлена существованием водоупорной моренной кровли над поверхностью внутриморенных песчаных линз (фиг. 12—17).

Как видно из профиля, внутриморенные пески образуют не только линзы, по заполняют воронкообразные углубления. Несмотря на значительный напор, грунтовые воды в данном случае через воронку не поступают на территорию торфяного месторождения, т. к. между ними и песчаными отложениями существует барьер из водонепроницаемой моренной глины. Однако это не всегда так. При определенных условиях, когда непосредственно в основании месторождения залегают песчаные линзы или воронки, заполненные водоносными песками, эти воды могут обводнять торфяное месторождение. Ho литологические особенности морены дают возможность утверждать, что скопления грунтовой воды, приуроченные к внутриморенным пескам, не могут оказать заметного влияния на ход торфонакопления по той причине, что они сосредоточены на небольших участках.

В месторождениях, занимающих обширные понижения моренных равнин, создаются благоприятные условия для концентрации больших масс воды в их центральных частях. Во впадинах дна месторождения образуются озера; наиболее крупные из них сохраняют открытую водную поверхность на протяжении всех стадий развития месторождения, а небольшие — зарастают. Если уровень воды в озерах неодинаков, то чаще всего связь между ними осуществляется протоками или водными жилами.

При гидрогеологических исследованиях торфяных месторождений. залегающих в понижениях моренных равнин, следует учесть все стратиграфические особенности залежи, отмечая участки возможного напорного грунтового питания.

Понижения зандровых равнин заняты или обширными торфяными месторождениями верхового типа или месторождениями, представляющими собой сложное сочетание верховых и низинных участков. И в первом и во втором случае гидрогеологические условия будут различными, зависящими от геологического строения и литологического состава четвертичных отложений.

Поверхность зандровых равнин сложена флювиогляциальными песками, подстилаемыми моренными глинами или суглинками, но покров песчаных отложений не является непрерывным, местами разорван и обнажает пятнам морены. В основании обширных торфяных месторождений, заполняющих неглубокие впадины зандровых равнин, флювиогляциальные песчаные отложения обычно смыкаются с аналогичными породами берегов. Ho покров песчаных отложений имеет незначительную мощность, поэтому постоянный водоносный горизонт над мореной не образуется. В зависимости от количества выпадающих осадков возникает верховодка с непостоянным режимом.

Особенности гидрогеологических условий этих месторождений видны на приводимом далее профиле (фиг. 12—18).

Из профиля видно, что роль грунтового питания в данном случае ограничивается первыми этапами отложений гипнового низинного торфа.

В месторождениях, представленных сочетанием верховых и низинных участков, низинные участки занимают ложбины стока древнеледниковых потоков, поэтому грунтовые воды обычно поступают на их территорию из повышенных участков зандровой равнины и происходит отложение низинных торфов.

Для. месторождений зандровых равнин характерно образование многочисленных небольших вторичных озерков, расположенных на полосах, проходящих над древними ложбинами стока, поэтому ориентировка их длинных осей совпадает с направлением древних потоков.

Озера могут соединяться внутризалежными водными протоками, Протоки следует, прежде всего, ожидать в тех случаях, когда озера находятся на различной высоте. В местах протоков на верховых месторождениях выделяются сфагново-осоковые топи. В случае же достаточного дренажа участок покрыт сосново-кустарниковым комплексом, указывающим на глубокое залегание внутризалежного протока.

Месторождениям зандровых равнин свойственна асимметрия поверхности и минерального дна в силу того, что они формируются на наклонной поверхности. Водоприемники обычно слабо выражены и недостаточно дренируют месторождения, поэтому на периферии их образуются сильно обводненные топи.

Месторождения, залегающие в сточных и проточных впадинах и бессточных котловинах, занимают водораздельное положение и находятся в сложных гидрогеологических условиях, определяемых геологическим строением. Они занимают впадины, уходящие своим основанием настолько глубоко, что вскрываются межморенные водоносные горизонты. Поэтому грунтовые воды снабжают торфяную залежь минеральными солями, вызывая отложение низинных торфов.

Месторождения этих типов окружены полностью или частично повышенными берегами, в строении которых принимает участие морена и межморенные водоносные горизонты. Сложность гидрогеологических условий зависит от лигологического состава морены пространственного распределения внутриморенных песков.

Если пески в толще морены залегают в виде разобщенных линз, карманов, мешков или прослоек, то единый водоносный горизонт не образуется, а грунтовая вода, заключенная в них, обладает напором.

Гидрогеологические условия месторождений межсельговых ложбин зависят, с одной стороны, от геологического строения, а с другой — от характера донных отложений.

Вдоль торфяных месторождений этого типа обычно прослеживаются озы, представляющие собой ориентированные по движению ледника с северо-запада на юго-восток нагромождения песчано-валунного материала. Они тянутся в виде гряд среди ровных заторфованных пространств. Озы в климатических условиях Карелии, где выпадает достаточное количество атмосферных осадков при низкой испаряемости, являются аккумуляторами грунтовых вод, которые питают месторождения при их развитии.

Если в основании месторождений залегают песчано-галечниковые отложения, то образуется единый мощный водоносный горизонт, обусловивший формирование низинных торфяных залежей.

При залегании месторождений на кристаллических породах докембрия в их питании принимают участие трещинные воды, обладающие напором.

Площадь гидрогеологических исследований торфяных месторождений зависит от их положения в рельефе. При залегании месторождений во впадинах холмисто-моренного рельефа, в пойменных и притеррасных условиях на первой надпойменной террасе, на склонах вторых надпойменных террас площадь исследования должна примерно совпадать с водосборной площадью.

Большая часть перечисленных торфяных месторождений находится в сложных гидрогеологических условиях: они питаются грунтовыми водами, выходящими из уступов надпойменных террас или повышенных коренных берегов. Здесь, прежде всего, необходимо определить участки выхода грунтовых вод, поэтому гидрогеологическая съемка производится в масштабе 1 : 25 000.

При залегании торфяников на четвертичных отложениях пестрого литологического состава (чередование моренных суглинков и межморенных песков) сложность гидрогеологических условий возрастает.

Напорные грунтовые воды в виде восходящих источников оводняют отдельные участки торфяных залежей. Влияние напора сказывается на стратиграфии залежи в образовании гипновыx, а в некоторых случаях сфагновых топей. Гидрогеологическая съемка должна производиться в масштабе не менее 1:10 000.

При водораздельном расположении торфяных месторождений на вторых надпойменных террасах, зандровых и моренных равнинах, границы гидрогеологических исследований могут быть расширены до берегов рек, в бассейне которых залегает месторождение. Несложные гидрогеологические условия, определяемые отсутствием напорного грунтового питания, обусловливают проведение здесь съемки в более мелком масштабе — 1 : 50 000.

Торфяные месторождения в своем развитии связаны с водами различного происхождения. Формирование торфяной залежи, стратиграфическая последовательность торфяных слоев обусловлены состоянием водно-минерального режима и его изменением во времени. Ho сам водоминеральный режим зависит от общих геологических, геоморфологических и гидрогеологических особенностей.

Залегание грунтовых вод в районах торфяных месторождений определяется, с одной стороны, геологическим строением и составом водоносных пород, а с другой — геоморфологическими условиями.

В рыхлых осадочных горных породах грунтовые воды находятся под воздействием гидростатического давления, поэтому уровень грунтовой воды имеет всегда определенный уклон в сторону ее стока. Водоносные песчаные отложения, особенно мелкозернистые пески, противостоят действию силы тяжести и в связи с этим уровень грунтовых вод в сглаженном виде повторяет все особенности рельефа. Ho торфяная залежь оказывает значительно большее сопротивление потоку грунтовой воды, поэтому поверхность ее зеркала более точно; чем в минеральных отложениях, следует очертаниям поверхности торфяной залежи. Поток грунтовой воды, поступающий на территорию торфяного месторождения, не остается свободным. Только часть его направляется, по-видимому, по руслу глухих речек и водных жил. Основная масса воды оказывается связанной, что определяет ее поведение в торфяной залежи. Грунтовые воды в торфяной залежи несут на себе печать своеобразия; их перемещение зависит от стратиграфии, степени разложения и микро-и макроструктуры растительных остатков. Все это вызывает необходимость особого подхода к изучению внутризалежных вод.

Внутризалежные воды


Торфяные месторождения грунтового питания можно рассматривать как естественные обнажения подземных вод, поэтому выяснение гидрогеологических условий должно основываться на анализе внутризалежных вод. О характере их судят по растительному покрову и стратиграфическим особенностям торфяной залежи.

Движение воды в торфяной залежи происходит неравномерно вследствие различия свойств отдельных видов торфа. Наибольшее значение из этих свойств имеют: структура, степень разложения и дисперсность. Ho даже в однородном, слабо разложившемся сфагновом торфе наблюдается неравномерность движения. Наряду с равномерным просачиванием воды имеет место усиление ее движения вблизи пней, которые создают условия для свободного движения воды по крупным промежуткам.

В состав гидрографической сети торфяных месторождений (по данным проф. Богдановской) входят речки, водные жилы, озерки и озера, с которыми тесно связаны системы мочажин, ложбины и полосы стока, а также некоторые водопроводящие торфяные прослойки. Таким образом, гидрографическая сеть охватывает как поверхностные, так и внутризалежные воды.

К поверхностной гидрографической сети следует отнести открытые речки, полосы и ложбины стока, озера и озерки, а глухие и погребенные речки, водные жилы и водопроводящие прослойки — к внутризалежной водопроводящей системе.

Открытые реки на месторождении разделяются на остаточные и молодые. Остаточные текут по ложбинам дна месторождения. В основнании их русла залегают озерные или речные отложения как органические, так и минеральные. Кроме речек отмечаются ложбины и полосы стока, характеризующиеся усиленной фильтрацией воды, причем движение воды происходит, главным образом, в верхнем слое торфа (1—2,5 м). Ложбины, в отличие от полос стока, имеют более резко выраженный вогнутый поперечный профиль, обеспечивающий лучший дренаж.

Крупные озера на торфяных месторождениях всегда первичного происхождения. Они сохраняются вследствие особенностей рельефа или благодаря притоку грунтовых вод.

Эти озера, в зависимости от рельефа поверхности месторождения. играют роль или водоприемников, или роль водосточника. В первом случае в них стекают внутризалежные воды, если их водное зеркало ниже поверхности месторождения, а во втором случае, при плоском рельефе, они питают соседние близлежащие участки месторождения.

Озерки, в отличие от озер, имеют незначительную площадь. Большинство из них вторичного происхождения. В основании таких озер залегают уплотненные слои шейхцериевого или пушицево-соснового торфа.

Внутризалежная водопроводящая сеть отличается значительным разнообразием. Прежде всего следует отметить погребенные речки, образовавшиеся из открытых, путем затягивания их растительным покровом. Вода в них течет под моховым покровом, слоем в 30—60 см. На присутствие их указывает зыбкий растительный покров. Впадают они во внутренние озера или выходят из месторождения в виде ручьев.

Водные жилы в торфяной залежи имеют различный характер и размеры. Одни из них образованы напорными грунтовыми водами, поступающими из минеральных грунтов дна месторождения, другие пронизывают участки залежи по отчетливо выраженным внутренним каналам (фиг. 12—19). Скорость течения воды в жилах второго типа значительно меньшая вследствие отсутствия напора.

Водоупорным горизонтом для жил является сильно разложившийся лесной торф. Водные жилы обычно неравномерно распределены в шейхцериевом и мочажинно-сфагновых торфах и достигают в сечении 0,2—1,0 м.

На торфяных месторождениях низинного типа, особенно пойменно-притеррасных, на водные жилы грунтового питания указывают гипновые топи. Обычно направление грунтового потока совпадает с общим наклоном поверхности месторождения.

С водными жилами связаны водопроводящие прослойки, представляющие собой слои торфа высокой влажности и пониженной степени разложения, мощностью в 15—25 см, залегающие среди сфагновых и пушицево-сфагновых торфов со степенью разложения в 25—30%.

Основными особенностями указанной гидрографической сети являются следующие признаки. Так, положение внутризалежных речек можно определить по руслообразно вытянутым мочажинам. Особенно надежным показателем этого потока являются окнища различных размеров — от 1 до 5 м. Речки встречаются по окраинам верховых месторождений в переходных и верховых участках и узнаются по сильной обводненности поверхности и присутствию разжиженных торфов. Погребенные речки дают начало открытым водотокам в краевой части месторождения, причем сток их направлен в общий водоприемник.

Наличие напорных грунтовых вод на торфяном месторождении обнаруживается по стратиграфическим признакам торфяной залежи. К числу показателей напора могут быть отнесены столбы гипнового или сфагново-осокового торфа, залегающие среди участков комплексно-верхового торфа (фиг. 12—20).

Все это указывает на зависимость режима торфяных вод от пространственного распределения водопроводящих и водоупорных слоев, стратиграфии залежи и степени разложения. Вода в торфяной залежи перемещается по сложной системе внутренних водотоков, определяемой чередованием хорошо и слабо фильтрующих слоев торфяной залежи.

Анализ торфоразведочных материалов дает возможность выявить наиболее обводненные грунтовыми водами участки, располагающиеся внутри торфяной залежи или в минеральном дне торфяного месторождения.

Обычно выявленные при общем геоботаническом обследовании торфяного месторождения, водные прослойки исследуются в дальнейшем в следующих направлениях:

1) на стратиграфический план наносят пункты, где были обнаружены водные прослойки, и отмечают их глубины от поверхности;

2) участки, расположенные между ближайшими пунктами залегания внутризалежных вод, в полевых условиях подвергаются специальной разведке путем проведения дополнительных работ с помощью бура;

3) скважины располагаются по направлению внутризалежных водотоков, причем расстояния между скважинами должны быть 10—15 м. При размещении скважин следует руководствоваться следующими характерными признаками, указывающими на присутствие водных прослоек в торфяной залежи: а) развитием гидрофильной растительности с преобладанием сфагновых мхов из секции Cuspidatum; б) отсутствием древесного яруса, за исключением сильно разреженных низкорослых сосен, и в) наличием участков неразложившегося сфагнового торфа, вклинивающихся среди верхового торфа средней степени разложения.

В процессе бурения дополнительных скважин изучается изменение влажности торфа в вертикальном разрезе. В тех случаях, когда прослеживается постепенный переход к сильно разжиженным торфам, водные прослойки устанавливаются по усилию, с каким опускается бур в торфяную залежь. Мощность водной прослойки определяют по расстоянию, какое проходит бур со слабым усилием.

Все водоносные горизонты, расположенные выше местных базисов эрозии, в процессе расчленения поверхности, проявляются в виде источников, представляющих собой выходы подземных вод на земную поверхность.

В районах торфяных месторождений при горизонтальном залегании четвертичных пород источники выходят на поверхность в том случае, когда водоносные горизонты пересекаются уступом террасы или склоном коренного берега. Наиболее часто будут встречаться источники по тому склону террасы или коренного берега, к которому примыкает более обширная водосборная площадь.

Рыхлые четвертичные отложения служат самым близким к поверхности аккумулятором подземных вод. Грунтовые воды всегда циркулируют в аллювиальных или флювиогляциальных образованиях.

Залегание грунтовых вод определяется труднее в областях распространения донных морен, отличающихся непостоянством литологического состава. Так как в распределении песчаных отложений в морене нет закономерностей, то водоносные пески открываются нелегко. В связи с этим необходимо тщательно анализировать все выходы грунтовых вод.

Характер выхода подземной воды определяет тип источника — является ли он восходящим или нисходящим. В последнем вода перемещается от области питания к месту выхода в виде свободного грунтового потока. В восходящих источниках вода движется снизу вверх под действием гидростатического давления.

Внешний вид источников отличается значительным разнообразием. Источники могут выходить на ограниченном пространстве в виде одной или нескольких струй или же равномерно просачиваться вдоль выхода водоносного пласта.

Очень часто вода при выходе на поверхность не образует струи, но остается в скрытом виде, вызывая усиленное увлажнение склона или заболачивание. В последнем случае следует особое внимание уделять растительному покрову и стратиграфии месторождений, развивающихся в условиях грунтового питания. Так, в пойменно-притеррасных месторождениях на выход грунтовых вод из террасных уступов указывают ольшанники из черной ольхи.

В стратиграфии залежи этих месторождений преобладает ольховый торф (фиг. 12—21).

В торфяных месторождениях, заполняющих сточные или проточные впадины в условиях холмисто-моренного рельефа, выходы грунтовых вод из межморенных водоносных горизонтов могут быть обнаружены по наличию гипновых топей с приземистой березой. Выход грунтовых вод обусловливает формирование гипнового торфа.

Воды источников пропитывают торфяную залежь и выходят на поверхность у подошвы их в виде речки или ручейка.

Среди торфяных месторождений водораздельного моренного рельефа, провальных котловин и склонов третьих надпойменных террас, следует отмечать небольшие, незамерзающие озера.

Наличие их свидетельствует о выходе грунтовых вод, имеющих положительную температуру. В районах распространения пойменно-притеррасных месторождений, развивающихся в условиях грунтового питания у основания террасных уступов, следует изучать отложения ноздреватого известкового туфа. Образование его происходит в том случае, когда грунтовый поток при соприкосновении с атмосферой теряет часть углекислого газа и поэтому не может удерживать в растворе бикарбонат кальция. Если накопление известкового туфа не достигло значительных размеров, то можно видеть струю воды, вытекающую из нижней части отложений. Первоначальный выход источника располагался выше по склону.

В противном случае источник не выходит на поверхность в виде открытой струи, а скрыт на небольшой глубине от земной поверхности.

Накопление охристо-бурой гидроокиси железа, в виде конкрекций или бурых хлопьев, обычно сопровождает выделения известкового туфа, поэтому следует указать, какое место в вертикальном разрезе занимают железистые отложения.

Оползневые процессы нередко обнаруживают генетическую связь с источниками. При возникновении оползня часть пород отделяется от склона и смещается вниз, образуя тело оползня. Нарушение равновесия пород на склоне может быть обусловлено тем, что происходит скольжение водоносных слоев по увлажненному глинистому основанию. Скольжение начинается в месте первоначального выхода источника, при пересечении поверхности склона с водоупорной породой. Происходящее затем последовательное смещение слоев маскирует этот выход.

При изучении источников каждый из них обозначается своим номером и наносится на карту. Описывается его точное расположение по отношению к торфяному месторождению, определяется то место, какое он занимает в пределах речной долины, оврага и т. д. Указывается расстояние и направление до ближайшего населенного пункта. Все выходы источников высотно и планово привязываются к опорной геодезической сети месторождения путем полуинструментальной съемки.

Очень важно установить гипсометрическое положение источника (абсолютную высоту), ибо он возникает в наиболее характерных в гидрогеологическом отношении местах пересечения водоносных горизонтов. Отмечают относительное превышение источника над урезом реки или дном оврага и т. д.

В месте выхода источника производят геоморфологические наблюдения и отмечают все особенности рельефа: расположен ли источник у подножья террасового уступа или коренного берега, выходит ли он в средней или нижней части склона моренного холма. Описывается геологическое строение по обнажениям, если они имеются в месте выхода. Отмечается приуроченность источника к контакту одновозрастных, но различного литологического состава пород или к разновозрастным породам. Так, источник может представлять собой выход межморенного водоносного горизонта или межледникового, подстилаемого мореной более древнего оледенения.

В районах торфяных месторождений, где близко от поверхности залегают коренные породы, источники располагаются в зоне контакта их с четвертичными отложениями. В этом случае важно установить петрографические особенности дочетвертичных пород, т. к. они, в основном, будут определять тип источника.

При проникновении вод источника на территорию торфяного месторождения следует учесть их роль в его водном балансе.

Если выходы грунтовых вод замаскированы флювиогляциальными отложениями или осыпями, то необходимо произвести расчистку всей толщи делювия и определить характер выхода источника. При изучении источников необходимо установить, обводняют ли они краевые участки торфяных месторождений.

На основании данных, полученных в результате всестороннего исследования источников, составляется схематический гидрогеологический разрез. Он должен дать представление о геологическом строении, особенностях рельефа и положении водоносного горизонта. На нем должно быть точно зафиксировано место выхода грунтовых вод.

Определение расхода источников особенно важно, когда они обводняют торфяное месторождение. Производится оно общеизвестными способами.

В описании источника отмечается место, время, и способ замера расхода. По возможности устанавливаются колебания расхода в связи с временем года; выясняется постоянный ли источник или временный; увеличивается ли расход при выпадении дождей (по опросным данным и непосредственным наблюдениям).

При исследовании источников обязательно определяют физические свойства воды, температуру, цвет, запах, степень прозрачности. Температура воды измеряется обычным или перевертывающимся термометром в месте выхода источника. Одновременно определяется температура воздуха термометром-пращем.

Температура воды источников может дать указания на происхождение воды. Если температура выше средней годовой температуры местности, то это указывает, что воды поднимаются с глубины более 30 м. Большие колебания температур воды говорят о малой глубине залегания водоносного горизонта, питающего источник, и о большой скорости инфильтрации, и, наоборот, медленное просачивание обусловливает постоянную температуру источника.

Цвет воды имеет существенное значение, особенно в районах торфяных месторождений, где присутствие гумуса окрашивает воду в желтоватые и бурые тона. Определение цвета воды производится качественно: вода бесцветная, желтоватая, зеленоватая, бурая и т. д.

При исследовании источников следует определять и запах воды, ибо наличие несвойственных воде запахов вызывается биологическими процессами разложения растительных остатков. Запах воды может быть определен двумя способами:

а) бутыль, на 2/3 наполненную исследуемой водой, доведенной до комнатной температуры, очень сильно встряхивают, открывают пробку и слегка втягивают воздух из бутыли у самого горлышка;

б) в небольшую коническую колбу наливают 100—200 см3 исследуемой воды, закрывают колбу хорошо подобранным часовым стеклом, нагревают до 65°, взбалтывают вращательным движением, сдвигают стекло в сторону и быстро определяют запах воды.

В описании источника указывается характер и интенсивность запаха. Прозрачность определяют на глаз или в цилиндре, высотой не менее 30 см, с плоским дном и отводной трубкой у дна. Цилиндр градуирован на линейные сантиметры. При опробовании отмечается наибольшая высота водяного столба, при которой возможно чтение шрифта, подложенного под дно цилиндра. Высота столба воды выражает степень ее прозрачности.

В случае слабой прозрачности отмечают характер мути и осадка и выясняют, чем они обусловлены, крупными или коллоиднорастворенными веществами.

Торфяные залежи придают воде источников особенные свойства. Кроме окраски гуминовыми веществами иногда нерастворимые осадки выпадают в виде чернобурых хлопьев. Выходам источников местами сопутствуют также отложения известковых туфов и охристо-бурой гидроокиси железа.

Химический состав воды в полевых условиях может быть определен с помощью походной лаборатории. При этом определяют содержание Cl, SO4, HCO3, производят качественную реакцию на NO3, NH4, устанавливают концентрацию водородных ионов (pH). Результаты анализа заносят в описание источника.

Для лабораторных химических анализов воды берут пробу от 2 до 5 л. Посуду предварительно ополаскивают несколько раз водой источника. После отбора пробы бутыль закупоривают и запечатывают сургучом. Каждая бутыль снабжается двумя этикетками: одна привязывается к горлышку бутыли, а другая на нее наклеивается. На этикетке указывается номер источника, местоположение его и дата взятия пробы.

При исследовании источников выясняют их использование, режим и отмечают характер каптажа.

В пределах речных долин выходы источников описывают сверху вниз в соответствии с порядком описания рек.

Особенно важно отмечать источники, выходящие в самом русле. Иногда источники выходят в сухих руслах, где они то появляются, то исчезают в зависимости от изменения мощности современных аллювиальных отложений. Весной русловые источники могут быть обнаружены по участкам бесцветной воды, отчетливо выделяющимся на сером фоне весенних потоков.

Кроме русловой части речной долины, источники встречаются в тех участках надпойменных террас, где пути грунтовых потоков пересекают террасные уступы. При этом следует иметь в виду, что поверхностные водоемы — притеррасные речки, старинные озера и т. д., как правило, бывают связаны с подземными водами.

В районах водораздельного моренного рельефа источники выходят в местах эрозионного расчленения, вскрывающего водоносные горизонты межморенных или межледниковых рыхлых песчаных отложений. Непостоянство литологического состава обусловливает значительные колебания расхода таких источников.

В процессе комплексных полевых исследований изучаются все проявления водоносности районов торфяных месторождений, поэтому, кроме источников, анализируются искусственные вскрытия подземных вод — колодцы, канавы и буровые скважины.

Все искусственные выходы наносят на карту и описывают их местоположение по отношению к населенным пунктам. Изучение колодцев сопровождают геоморфологическими наблюдениями; отмечаются их расположение по отношению к элементам рельефа и гипсометрическое положение уровня воды, определяется его превышение над дном долины или уровнем воды в реке. Опросным путем выясняется изменение уровня воды в них в зависимости от времени года и количества выпадающих атмосферных осадков. Устанавливается, как быстро наполняются колодцы после водоразбора, а также качество воды. Литологический состав, последовательность и мощность пройденных пород восстанавливают, по возможности, по отвалам или, в крайнем случае, если колодец старый, путем опроса.

Анализ групп колодцев дает возможность решить вопрос о количестве водоносных горизонтов и геологическом их возрасте.

Если водоносные горизонты в районах исследования эксплуатируются для целей водоснабжения скважинами, то определяют количество водоносных горизонтов, их производительность и глубину их залегания. При перекрытии водоносных горизонтов обсадными трубами отмечается причина неиспользования горизонтов.

В результате полевых исследований выясняются общие условия водоносности района, приуроченность водоносных горизонтов к различным стратиграфическим горизонтам, определяются их литология и условия питания торфяных месторождений за счет грунтовых вод. Однако последний вопрос представляет наибольшую сложность и решается на основании детальной гидрогеологической разведки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: