Зональные изменения мерзлотно-гидрогеологических условий

Влияние геокриологической зональности на мерзлотно-гидрогеологические условия ГПО многообразно. Оно проявляется благодаря зональным изменениям распространения мерзлых толщ и таликов, их температурного режима, сезонного промерзания и оттаивания пород, а в определенной мере - мощностей и строения криолитозоны.

К северу, например, сокращается период сезонного оттаивания отложений и существования надмерзлотных вод СТС. В то же время увеличивается срок существования СМС на таликах.

Наиболее ярко влияние геокриологической зональности в АО проявляется в сокращении с юга на север размеров таликов, их количества и генетических разновидностей.

В южной геокриологической зоне в АО грунтовые воды приурочены к радиационно-тепловым и гидрогенным таликам, в северной — только к гидрогенным.

От южной границы криолитозоны к северу сначала исчезают радиационные и тепловые талики, затем сквозные дождевально-радиационные талики. Северный предел распространения последних является тем рубежом, где в АО прекращается питание артезианских вод на междуречных массивах за счет атмосферных осадков. Севернее локальные очаги питания могут сохраняться только под реками и озерами.

В ю ж н о й г е о к р и о л о г и ч е с к о й з о н е Печорской и Западно- Сибирской АО, с одной стороны, и в Восточно-Сибирской АО - с другой, существуют региональные различия в зональном уменьшении количества грунтовых вод.

Так, на севере европейской части России и в Западной Сибири в северном направлении в многолетнемерзлое состояние в первую очередь переходят сначала слабопроницаемые, а затем и водоносные породы на междуречьях. Мерзлотные условия в долинах рек здесь более мягкие, и грунтовые воды в аллювиальных отложениях террас сохраняются севернее, чем в песчаных и других хорошо водопроницаемых отложениях междуречий.

В пределах Сибирского плоскогорья, где господствует резко континентальный климат и проявляется температурная инверсия, мерзлотные условия в днищах глубоко врезанных долин более суровые, чем на плоских поверхностях плато. Поэтому в многолетнемерзлое состояние при движении к северу переходят в первую очередь аллювиальные отложения террас. Это приводит к локализации грунтовых аллювиальных вод в подрусловых и прирусловых таликах.

На междуречьях, где мерзлотные условия менее суровые, грунтовые воды в сквозных и несквозных дождевально-радиационных таликах, сложенных элювиальными песками, трещиноватыми коренными породами и другими хорошо водопроницаемыми отложениями, сохраняются существенно севернее.

В с е в е р н о й г е о к р и о л о г и ч е с к о й з о н е в пределах всех АО существуют только гидрогенные (подрусловые, пойменные, подозерные) талики. Их размеры и количество уменьшаются к северу по мере возрастания суровости мерзлотной обстанвки. В таких мерзлотных условиях грунтовые воды сохраняются только в аллювии под руслами рек, в подозерных сквозных и несквозных таликах, где они чаще всего имеют затрудненные условия водообмена.

Качество грунтовых вод в АО также испытывает влияние мерзлотной зональности. Грунтовые воды южной геокриологической эоны АО благодаря интенсивному водообмену, обладают в целом хорошим качеством.

В таликах же северной геокриологической провинции под термокарстовыми озерами, имеющими преимущественное развитие на севере Западно-Сибирской АО, Якутского, Яно-Индигирского АБ и других, грунтовые воды, чаще всего, обладают повышенным содержанием органического вещества, неприятным болотным запахом, а для пород подозерных таликов характерна слабая водоотдача.

Для аллювия малых, средних и даже ряда крупных рек, протекающих в пределах АБ севера Сибири, также характерны высокая пылеватость и высокое содержание органического вещества, что ухудшает его водно- фильтрационные свойства и снижает качество аллювиальных вод.

Рассмотренные особенности изменения, распространения и качества грунтовых вод обусловливают ухудшение к северу возможности использования ПВ для водоснабжения.

Важной особенностью криогенного преобразования грунтовых вод северной геокриологической зоны АО является формирование слоистых мерзлых толщ и межмерзлотных пресных аллювиальных вод, а под осушающимися озерами в долинах и на междуречьях - меж- и внутримерзлотных вод промерзающих подозерных таликов.

Образование слоистых МТ в долинах рек и межмерзлотиых вод является следствием боковой миграции и фуркации русел в условиях сурового климата и мощной мерзлоты.

При смещении русла в сторону поймы или террасы, сложенных многолетнемерзлым аллювием, происходит протаивание последнего и образование несквозного грунтово-фильтрационного талика. Напротив, на вновь образованных рекой низких поймах и отмелях начинается многолетнее промерзание пород. Неполное протаивание и последующее промерзание аллювия при миграции русла может привести к формированию 1-2, реже более талых водоносных прослоев. Межмерзлотные аллювиальные воды в долинах имеют обычно тесную гидравлическую связь с подрусловыми и поверхностными водами, сходный состав и уровенный режим.

Помимо этого, смещение таликов на участки пойм и даже высоких террас возможны в результате спонтанного фильтрационно-теплового спрямления потоком ПВ речных излучин.

Формирование меж- и внутримерзлотных вод при промерзании несквозных подозерных таликов сопровождаегся криогенным метаморфизмом их состава, ослаблением, а затем потерей связи с поверхностными озерными водами.