Виды подземных вод в криолитозоне.

Закономерности распространения вечномерзлых грунтов. Типы вечномерзлых грунтов.

В целом распространение мерзлых толщ подчиняется широтной и высотной зональности: их количество возрастает и температура понижается с юга на север и снизу вверх. Начиная с первых появлений мерзлых грунтов, при движении с юга на север или с подъемом в гору области расположены в следующем порядке: островного и редкоостровного распространения - массивно- островного распространения - прерывистого распространения - преимущественно сплошного распространения - сплошного распространения. При этой общей закономерности возможны зональные отличия, обусловленные местными условиями теплообмена в системе литосфера – атмосфера. Наибольшей пестротой характеризуется территория, прилегающая к южной границе многолетнемерзлых грунтов. Первые признаки вечномерзлых грунтов обнаруживаются только в пределах участков верховых болот, сложенных оторфованными суглинками и супесями, а также на торфяных буграх пучения.

Затем они появляются на участках густых темнохвойных лесов, затеняющих почву летом и задерживающих снег на кронах зимой, уменьшая его количество на дневной поверхности. В предгорьях мерзлые грунты впервые обнаруживаются на затененных склонах с чехлом суглинисто-щебенистых образований, затем на крутых затененных склонах, лишенных снега. Далее они встречаются повсеместно, хотя даже в самых суровых климатических условиях многолетнемерзлые грунты могут отсутствовать. Это относится к участкам речных долин, горным склонам наиболее прогреваемым солнцем, местам концентрированной разгрузки подземных вод, под частью современных ледников, над внутриземными аномалиями, связанными с окислительными процессами и др.

По строению мерзлых толщ по вертикали выделяют три возможных типа:

1. вечномерзлые толщи сливающегося типа (кровля вечномерзлых грунтов совпадает с подошвой слоя сезонного оттаивания);

2. вечномерзлые толщи несливающегося типа (кровля вечномерзлых грунтов не совпадает с подошвой слоя сезонного промерзания, между ними находится талый слой);

3. вечномерзлые толщи слоистого типа (два слоя вечномерзлых грунтов находятся друг над другом и разделены талым прослойком, нижний слой является реликтовым, он образовался в результате древнего промерзания грунта, а верхний - современного).

 

Формы залегания подземного льда.

пластовая – лед залегает слоем сравнительно одинаковой мощности (от нескольких сантиметров до десятков метров);

линзовидная – лед имеет увеличенную в средней части площадь (до нескольких десятков квадратных метров);

жильная – лед заполняет трещины скальных и полускальных пород;

клиновидная – лед заполняет морозобойные трещины на глубину до 20 метров;

гнездовидная – лед заполняет отдельные полости в виде небольших включений;

натечная – лед находится в виде отдельных глыб наземного происхождения.

Наличие в составе вечномерзлых грунтов таликов делает многолетнемерзлые грунты проницаемыми для подземных вод.

 

Талики. Типы таликов.

Талики – талые грунты, находящиеся в пределах массива мерзлых грунтов. Отличают сквозные и несквозные (ложные) талики.

Сквозные талики, как правило образуются под крупными реками и озерами. Несквозные талики под отрицательными формами рельефа. Число таликов с севера на юг увеличивается, возрастает их суммарная площадь и многолетнемерзлые грунты исчезают совсем.

 

Виды подземных вод в криолитозоне.

Подземные воды в криолитозоне встречаются в талых и сезонноталых слоях и подразделяются на надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные. Они могут сообщаться между собой и водоемами.

Надмерзлотные воды находятся в деятельном слое, при несливающейся мерзлоте и в талом грунте. Оказывают существенное влияние на миграцию влаги к границе промерзания и способствуют морозному пучению грунтов деятельного слоя. Кровля вечномерзлых грунтов является водоупором. Питаются в основном за счет атмосферных осадков. Зеркало надмерзлотных вод повторяет рельеф местности.

Межмерзлотные воды относятся к напорным и находятся между двумя слоями вечномерзлого грунта. Обычно служат путями для выхода подмерзлотных вод на поверхность земли или в деятельный слой. Встречаются реже других видов.

Подмерзлотные воды циркулируют под слоем многолетнемерзлых грунтов. Встречаются повсеместно, к ним относятся воды артезианских бассейнов, расположенных непосредственно под мерзлой толщей, и воды более глубоких горизонтов. Питаются подмерзлотные воды главным образом за счет просачивания надмерзлотных и речных вод через сквозные талики и трещиноватые зоны. Обычно обладают напором и изливаются на поверхность через естественные выходы. Иногда подмерзлотные воды, поднимаясь с больших глубин, имеют высокую температуру, что обеспечивает существование незамерзающих источников в суровом климате.

 

6. Местные условия промерзания. Деятельный слой и его мощность.

Деятельный слой – поверхностный слой сезонного промерзания – протаивания.

К местным условиям промерзания относятся: толщина и время образования снежного покрова, наличие и характер растительности, заболоченность, направление склона местности относительно сторон света, интенсивность солнечной радиации, инженерная деятельность человека и др.

Мощность (глубина) деятельного слоя оказывает существенное влияние на строительство. Она может меняться в зависимости от местных условий промерзания и подразделяется на: естественную (при геокриологических и инженерно-геологических изысканиях), нормативную (максимальную по многолетним данным) и расчетную, определяемую через нормативную с учетом отепляющего влияния сооружения.