Понятие об областях питания, движения и разгрузки подземных вод

Питание подземных вод происходит в основном за счет атмосферной влаги и поверхностных вод. Различают внешнюю и внутреннюю области питания. Внешняя область находится за пределами границ распространения изучаемого водоносного горизонта. Скапливающиеся там воды поверхностным или подземным путем поступают на рассматриваемую территорию и частично, а иногда полностью проникают в водоносный горизонт. Поглощение поверхностных вод происходит под руслом реки, если уровень подземных вод располагается глубже него, а подрусловые отложения являются водопроницаемыми.
Перетекание подземных вод из внешней области питания во внутреннюю может быть открытым (на участках выхода горизонтов на поверхность) и закрытым (на участках перекрытия контактирующих горизонтов водопроницаемыми или водоупорными породами). Сам характер перетекания может быть в плане очаговым (источник, тектоническая зона), линейным (по контуру контакта река—горизонт), площадным (на участке взаимодействия водоносных горизонтов между собой).
Внутренняя область питания водоносных горизонтов расположена в пределах их выхода на поверхность. Во внутренней области питания следует выделять области, зоны и очаги поглощения, где происходят непосредственная инфильтрация и инфлюация атмосферных и поверхностных вод. В большинстве районов отмечается площадной характер поглощения атмосферных вод, которое заметно усиливается на участках карстования пород и открытых тектонических нарушений. Поглощение поверхностных вод носит линейный характер и чаще всего связано с подъемом воды в реках, озерах, морях, ведущим к повышению уровня подземных вод и сопровождающимся образованием зоны подпора (интрузий морских вод). Эта зона прослеживается от контура поглощения на расстояние нескольких сотен метров, иногда первых километров.
Область поглощения атмосферных вод занимает обычно наиболее высокое гипсометрическое положение и является областью создания напора инфильтрационного происхождения. От нее движение подземных вод направлено в область разгрузки, от повышенных участков рельефа к пониженным. Движение охватывает весь объем воды в водоносных отложениях до кровли регионального водоупора. Глубина ее залегания обычно не превышает 300—400 м, но в отдельных структурах возрастает до нескольких километров. Скорость движения с глубиной быстро падает. Особенно резко она уменьшается при появлении водоупорных слоев — глинистых, глинисто-карбонатных и других. В области питания распространены грунтовые воды. При их погружении под водоупорные слои образуются напорные артезианские воды. В тех случаях, когда уровень напорных вод устанавливается выше поверхности земли, скважины могут фонтанировать.
Питание водоносных горизонтов происходит не только за счет атмосферных и поверхностных вод, но и в результате перелива подземных вод из других горизонтов. Широко проявляется перелив грунтовых вод в артезианские (в областях питания), артезианских вод в грунтовые (в областях разгрузки), а также перелив из одного горизонта в другой на участках «гидрогеологических окон». Область разгрузки характеризуется выходами водоносных пород с минимальными гипсометрическими и пьезометрическими отметками. Разгрузка подземных вод может быть открытий в виде источников — выходов подземных вод на поверхность — и скрытой — при стоке в реки, испарении с поверхности грунтовых вод, переливе в другой водоносный горизонт. В зависимости от геологических условий и характера вскрытия водоносного горизонта эрозионной сетью разгрузка может быть сосредоточенной и рассеянной. В верхней части гидрогеологического разреза, располагающейся выше первого от поверхности регионального водоупора, распределение давления в водоносных пластах контролируется преимущественно гравитационными факторами (различие отметок области питания и разгрузки). Поэтому для верхнего гидрогеологического этажа, где ведущим является инфильтрациониый водообмен, можно представить различные схемы движения подземных вод, контролируемые геологическим строением, рельефом, гидрографической сетью территорий (рис. 7.4—7.7). Следует отметить лишь, что с глубиной траектория движения подземных вод отклоняется от положения кровли водоносного горизонта и движение становится все больше нисходяще-восходящим. С различными примерами выделения областей питания и разгрузки подземных вод инфильтрационного генезиса можно познакомиться в учебном пособии.

Ниже регионального водоупора распределение давления в водоносных пластах определяется преимущественно компрессионными факторами (уменьшение порового и трещинного пространства, геодинамические процессы, рост температуры и др.). Все это является отражением процессов литогенеза — уплотнения и геохимического преобразования пород при увеличении температуры и геостатического давления с глубиной. В нижнем гидрогеологическом этаже ведущим является литогенный водообмен и области питания и разгрузки часто не выделяются. Для нижнего этажа можно выделять зоны, генерирующие компрессионный режим, очаги перетекания подземных вод (как из верхних горизонтов в нижние, так и из нижних в верхние), очаги разгрузки подземных вод глубоких горизонтов (всегда контролируемые тектоникой).