Реферат на тему:
Природні фактори формування ресурсів та хімічного складу джерельних вод
Природні фактори, що формують ресурси і хімічний склад джерельних вод, є
однаковими. Різниця полягає лише в тому, які фактори є провідними або
непровідними (непрямими).
Так, загальні окремі фактори формування хімічного складу природних
грунтових вод, що діють в конкретних умовах з різною інтенсивністю в
різних комбінаціях, можна поділити на 7 основних груп:
фізико-географічні, геолого-структурні, гідрогеологічні, фізико-хімічні,
фізичні, біологічні і штучні.
До фізико-географічних факторів відноситься рельєф, гідрологічний режим,
характер гідрографічної сітки, клімат, грунтово-рослинний покрив,
вивітрювання гірських порід.
Формування природних ресурcів підземних вод відбувається під впливом
комплексу природних факторів: гідрогеологічних, геологічних,
геоморфологічних і кліматичних. В різних фізико-географічних областях
чи районах їх вплив на формування підземного стоку може бути іншим і
тому в кожному конкретному випадку важливим є визначити, які саме
фактори головні, визначальні.
На формування природних ресурсів підземних вод впливають в основному
три фактори: клімат, рельєф і геологічна будова території. Всі фактори
тісно взаємозв’язані і тому величина підземного стоку являється
узагальненою кількісною характеристикою складного природного явища [ 1
].
Оскільки більшість джерел Волинської області являються місцем
розвантаження підземних вод верхніх гідродинамічних зон, то і змінюється
місце провідного фактора.
В даному випадку крім клімату провідними є геоморфологічні
(орографічні) особливості і річкова мережа території. Геоморфологічні
особливості в значній мірі ( при інших близьких умовах) визначають
інтенсивність стоку підземних вод, а річкова мережа контролює основні
напрямки стоку і суттєво впливає на умови розвантаження підземних вод
верхніх гідродинамічних зон [ 6 ].
Один із факторів , що визначає формування природних ресурсів підземних
вод, є геолого-гідрогеологічні особливості території. В залежності від
того, якими породами складена товща, що дренується річкою, якими є
обводненість, напори, потужність та інші властивості водоносних
горизонтів, що складають цю товщу, які умови їх живлення, розвантаження
і взаємозв’язку між собою і поверхневими водами, визначаються
особливості підземного стоку, його величина, режим, характер розподілу в
році і багаторічному розрізі. Велике значення мають і літологічний склад
порід, їх потужність і положення регіональних водоупорів. Від складу
порід в долинах, на схилах і вододільних ділянках залежать режим
підземних вод, ступінь інфільтрації атмосферних опадів, тобто живлення,
а також умови розвантаження дренажу в сітку, або більш глибокі
водоносні горизонти [ 1 ].
Від геологічних структур залежить динаміка підземних вод, яка в свою
чергу впливає на хімічний склад води.
В геологiчнiй будовi Волинської областi приймають участь докембрiйськi
кристалiчнi породи, рифейськi, кембрiйськi, силурiйськi i девонськi
осадовi породи.
Кристалiчний фундамент в межах Волинської областi нерiвний, залягає на
рiзнiй глибинi: вiд 1500 – 2000 м до кiлькох сотень метрiв. В основному,
це бiотито-плагiоклазовий гнейс, який вiдноситься до нижнього архею.
Рифейськi вiдклади, що залягають на глибинi бiльше 1000 м, подiляються
на три товщи: а) пiдефузивну (що складена рiзнокольоровими пiщаниками);
б) ефузивну (палеобазальти, дiабази, спiлiти, що роздiленi прошарками
туфiв i туфобрекчiй); в) надефузивну (що складена аркозовими
пiщаниками).
Кембрiйськi вiдклади (370-385 м) подiленi на нижнiй кембрiй (фацiя
“синiх глин” з прошарками фосфоритiв), середнiй кембрiй (представлений
кварцiєвими пiщаниками), верхнiй кембрiй (пiщано-глиниста товща).
Силурiйськi вiдклади у Волинськiй областi зустрiчаються мiсцями,
наприклад, в районi Ковеля. Нижнiй силур складений глауконiтовими
пiщаниками та вапняками. Верхнiй силур представлений вапняками, мергелем
i сланцями.
На палеозойських вiдкладах трансгресивно залягають вiдклади крейдового
перiоду, що представленi крейдою, мергелями, пiщаниками. В розмiщеннi
палеозойських порiд i крейди спостерiгається загальна закономiрнiсть: з
вiддаленням на захiд вiд Українського кристалiчного масиву пiд крейдою
залягають все бiльш молодi палеозойськi породи, а потужнiсть крейдових
порiд збiльшується. Тут має мiсце розвиток карстових явищ. В пiвнiчнiй
частинi областi на крейдових вiдкладах залягають палеогеновi. Вони
представленi утвореннями київської та харкiвської свит i полтавської
серiї (пiски, глини, пiщаники). Потужнiсть їх вiд кiлькох метрiв до
кiлькох десяткiв метрiв. В багатьох мiсцях палеогеновi вiдклади розмитi
чи залягають пiд четвертинними вiдкладами.
Четвертиннi вiдклади грають в Полiссi особливу роль у формуваннi
рельєфу, грунтових вод, грунтiв. Вони мають невелику потужнiсть, вiд
кiлькох метрiв до кiлькох десяткiв метрiв .
До гідрогеологічних факторів відносяться, головним чином, гідродинамічні
і палеогідрогеологічні умови, що в значній мірі зумовлюють хімічний
склад підземних вод.
Чим інтенсивніший підземний стік, що залежить від глибини залягання
водоносного горизонту, тим менш стійкий режим хімічного складу підземних
вод.
На вододільних територіях, в північних районах області водовмісними
породами є флювіогляціальні крупно та різнозернисті піски з гравієм та
галькою, потужністю від 1 до 15-25 км. З північно-західної частини
переважають суглинки і супіски з прошарками та лінзами дрібнозернистих
пісків. Нижні горизонти алювіальних відкладів складені крупно і
середньозернистими пісками з вмістом гальки. У верхній частині
переважають дрібно і тонкозернисті, нерідко глинисті піски з прошарками
суглинків.
Глибина залягання вод алювіального і флювіогляціального горизонтів
знаходиться в прямій залежності від рельєфу місцевості, пори року і
кількості випадаючих атмосферних опадів, що не перевищують в долинах
річок 1- 1,5 м, на вододілах до 3 – 5 м.
Живлення вод четвертинних відкладів проходить, в основному, за рахунок
інфільтрації атмосферних опадів і найбільш інтенсивно це відбувається
весною. У весняний і осінній періоди, в понижених ділянках рівень
грунтових вод досягає світлової поверхні, що приводить до заболочення
території.
Формування грунтових вод четвертинних відкладів області в умовах
інтенсивного водообміну і доброї промитості порід визначає низьку
мінералізацію і, в більшості випадків, гідрокарбонатно-кальцієвий склад.
Тільки в районах широкого розвитку боліт води, звичайно,
гідрокарбонатно-хлориднокальцієві. Загальна мінералізація вод
четвертинних відкладів переважно 0,1 – 0,3 г/л, зрідка до 0,5 – 0,6
г/л, загальна твердість – 2-4 мг-екв. На окремих ділянках басейну
мінералізація вод зростає до 0,9 – 1 г/л за рахунок збільшення вмісту
хлоридів, нітратів і сульфатів. В основному, це спостерігається в межах
населених пунктів.
Таким чином, четвертинний водоносний комплекс Волинської області
приурочений в основному до алювіальних і флювіогляціальних утворень, в
яких поширені прісні води.
Значний вплив на формування природних ресурсів підземних вод Волинської
області має кліматичний фактор. Від кількості опадів, що випали, від
того, яка частина витрачається на випаровування, транспірацію та
інфільтрацію, залежить величина поповнення ресурсів підземних вод, об’єм
підземного стоку. На його формування впливає також глибина промерзання
грунту, температурний режим, вологість повітря та атмосферний тиск. З
кліматичними факторами пов’язана широтна зональність в розподілі
підземного стоку, тобто природних ресурсів, що залежать від кількості
атмосферних опадів, величини випаровування, глибини промерзання грунтів
і т.д.
Клімат впливає на хімічний склад грунтових вод через інтенсивність і
режим атмосферних опадів, температуру повітря і випаровування.
Атмосферні опади суттєво впливають на мінералізацію та склад грунтових
вод, а в зоні надмірного зволоження вони значно перевищують
випаровуваність. Лише на порівняно обмежених ділянках суттєву роль в
живленні підземних вод набуває підтік з водоносних горизонтів, що лежать
нижче та з поверхневих водотоків ( в періоди паводків). Основні витратні
статті балансу підземних вод зони вільного водообміну – підземний стік,
або розвантаження підземних вод в струмки, річки різних порядків, озера,
моря, а також випаровування з поверхні підземних вод.
В області, як наголошує Руденко Ф.А. [ 5 ], що розташована в зоні
надмірного зволоження, де річна cума опадів 500-600 мм і антропогеновий
покрив представлений добрепроникними піщаними алювіальними і
флювіогляціальними відкладами, запаси підземних вод поповнюються майже
виключно за рахунок інфільтрації атмосферних опадів і талих вод.
Азональними з точки зору умов живлення є річкові долини [ 5 ].
Вплив температури повітря на зміну хімічного складу підземних вод дуже
суттєвий в тих випадках, якщо зміна температури повітря веде до зміни
температури води і значному промерзанню грунтового покриву.
Річні суми опадів у Волинській області становлять 550-600 мм. Найбільше
опадів спостерігається в червні, липні та серпні (до 80-90 мм за
місяць), найменше – у січні 24-32 мм. Отже, протягом року опади
розподіляються нерівномірно. Приблизно 70% всієї їх кількості випадає в
теплий період року ( з квітня по жовтень) і тільки 30% – в зимовий.
Опади –один із важливих метеорологічних елементів, який в основному
визначає режим випаровування як поверхневих так і грунтових вод області
[ 2 ].
Гідрографічна сітка непрямо впливає на хімічний склад грунтових вод
через густину та глибину ерозійного врізу, величину поверхневого стоку,
похили, рівневий та льодовий режими і т. д. Глибокий ерозійний вріз,
велика густина річкової сітки, інтенсивний стік – все це сприяє
формуванню вод слабої мінералізації, гідрокарбонатно-кальцієвого складу
(Лісостепова зона). В умовах вологого клімату ці фактори суттєво не
впливають на склад води, тому що тут провідним формуючим фактором
являється клімат ( Полісся).
В районах надмірного зволоження, до яких належить Волинська область,
річкові долини складені звичайно алювіальними і флювіогляціальними
відкладами, служать зонами дренажу (розвантаження) грунтових вод. Тут
грунтовий потік направлений до річки і грунтові води живлять води річок
[ 3 ].
Внаслідок тісного зв’язку річок з грунтовими водами зміна витрати води в
річці і положення рівня викликають відповідні коливання рівня і запасів
грунтових вод. В період паводків відбувається поповнення запасів
грунтових вод і підвищення їх рівнів, в меженні може спостерігатися
обернена закономірність.
В зоні надмірного і нормального зволоження рівень грунтових вод в
алювіальній терасі лежить вище рівня води в річці, і грунтові води
живлять ріку, яка значить дренує терасу. За матеріалами обробки
гіпсометричних даних великомасштабних фізичних карт складена карта
глибин ерозійних врізів русел річок для всієї території України [ 1 ].
В основу розрахунків глибин ерозійних врізів покладені середньозважені
величини відміток вододілів та урізів води річок третього і четвертого
порядку.
Ця карта не характеризує генетичну сторону ерозійних процесів, однак
дуже важлива при вирішенні питань, що пов’язані з підземним стоком і
природними ресурсами підземних вод, так як дає уявлення про потужність
зони активного дренування і базис ерозії, які суттєво впливають на режим
водоносних горизонтів.
З карти ерозійних врізів русел рік видно, що для території Волинської
області глибина ерозійного врізу збільшується з півночі на південь в
межах від 0 до 60 м.
Головні дрени території району дослідження – це річки Прип’ять і
Західний Буг.
Другим значним фактором, що впливає на формування природних ресурсів
підземних вод, являється рельєф. Від розчленованості території, від
ступеня і глибини її порізаності залежать умови дренування підземних вод
і величина підземного стоку. Крім того, розчленованість рельєфу впливає
на характер поверхневого стоку та інфільтрацію атмосферних опадів, що
поповнюють підземні води, тобто на величину живлення річкової сітки
підземними водами.
Значно більшим підземним стоком характеризуються ріки, що протікають на
підвищених територіях. При цьому збільшення модуля підземного стоку
знаходиться в прямій залежності від глибини ерозійного врізу. Така чітка
закономірність спостерігається при порівнянні величин модулів
підземного стоку рік, область живлення яких знаходиться в межах
Подільської височини і низовинної частини Волинського Полісся.
Рельєф Волинської області складний і різноманітний. Зміна з півночі на
південь ландшафтно-географічних зон накладає суттєвий відбиток на
формування рельєфу, умови поширення і дренування підземних вод [ 1 ].
Геоморфологічні умови впливають, в основному, на формування хімічного
складу грунтових вод. Для припіднятих ділянок басейнів, що сприяють
хорошому дренажу і промиванню водомістких порід (вододільні ділянки
лісостепової зони), як правило, характерні прісні гідрокарбонатні води.
Рельєф непрямо впливає на мінералізацію та хімічний склад грунтових вод.
Розчленований рельєф сприяє інтенсивному стоку поверхневих і грунтових
вод, хорошій дренованості грунтових вод, що веде до інтенсивного
вилуговування та виносу солей із водовміщуючих порід, до збільшення
об’єму поверхневого стоку. Як результат цих процесів, виникає тенденція
до опріснення вод і формування гідрокарбонатно-кальцієвого складу
(Волинська і Подільська височини).
На Волино-Подільській височині чітко прослідковується прямо пропорційна
залежність між атмосферними опадами, відмітками місцевості і величинами
підземного стоку. Із збільшенням кількості опадів і висоти рельєфу
збільшується величина підземного стоку. Річкова сітка тут розвинута
досить рівномірно, ріки швидкі і повноводні, умови дренування підземних
вод добрі, модулі поверхневого стоку біля 4-6 л/сек.км2. Коефіцієнт
густини річкової сітки порівняно високий і становить 0,5 км/км2.
Незважаючи на невеликі площі водозборів, ріки не пересихають, що
свідчить про стійке живлення підземними водами. Дуже часто по берегам
річок зустрічаються виходи чисельних джерел підземних вод. Для
Волино-Подільської височини (для північних і південних районів)
характерна також наявність карсту у вапнякових і гіпсових породах[ 1 ].
Враховуючи, що рельєф являється одним із головних факторів у формуванні
ресурсів джерельних вод, а він для території Волинської області є
відмінним, необхідним є з’ясування відмінностей між різними частинами
даної території.
Грунти, що входять до складу зони аерації, являють собою приймальник
дощової (снігової) вологи і за своєю будовою визначають умови їх
просочування, формування хімічного складу і нейтралізації біологічних
забруднень.
Грунти змінюють хімічний склад грунтових вод, збагачуючи їх різними
солями, органічними речовинами і вільною вуглекислотою при фільтрації
через них атмосферних опадів. Особливо інтенсивно цей процес йде в
гумідних зонах (збагачення органічною речовиною вод Полісся) [4].
Розміщення грунтового покриву Волинської області чітко підпорядковане
певним географічним закономірностям. В межах Волинської височини,
вкритої лесовидними суглинками, утворилися грунти, що є властивими для
лісостепу: чорноземи типові, чорноземи опідзолені та сірі лісостепові
опідзолені грунти. У поліській частині області переважають азональні та
гідроморфні грунти, пов’язані з її низинним рельєфом і поширенням
піщаних та супіщаних відкладів (легкого механічного складу), які
представлені дерново-підзолистими, дерновими, лучними і болотними
грунтами та торфовищами. У місцях виходів на денну поверхню крейди та
мергелів утворилися перегнійно-карбонатні грунти.
Вплив біологічних факторів зумовлений діяльністю рослин та
мікроорганізмів. Рослинність змінює хімічний склад грунтових вод в
основному в результаті процесів транспірації і фотосинтезу. Під впливом
мікроорганізмів змінюється вміст у водах сполук водню, азоту і сірки і
мінералізуються органічні речовини. Діяльність мікроорганізмів
поширюється на глибину до 1000 м та більше.
До фізико-хімічних факторів формування природних вод відносяться хімічні
властивості елементів, розчинність солей, змішування вод, лужно-кислотні
і окисно-відновні умови, дифузія, осмос, температура, тиск, катіонний
обмін і т.д.
В межах Волинського Полісся суттєвим фактором формування хімічного
складу поверхневих і грунтових вод являються процеси біологічного
вивітрювання , що ведуть до хімічної зміни порід під впливом
мікроорганізмів і продуктів розпаду органічних рештків. Біологічне
вивітрювання грає одну із ведучих ролей в процесі грунтоутворення,
змінюючи через грунт хімічний склад вод.
До штучних факторів можна віднести: водовідбір, скидання забруднених
вод, меліоративні роботи і т.д.
Список літератури
1. Бабинец А.Е., Белявский Г.А. Естественные ресурсы подземных вод зоны
интенсивного водообмена Украины. – К.: Наукова думка, 1973. – С. 3-19.
2.Константинов А.Р., Сакали Л.И., Гойса Н.И., Олейник Р.Н. Тепловой и
водный режим Украины. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 592 с. 3.Никитин
Р.Н., Ахметьева Н.П., Фаренгольц З.Д., Хордикайнен М.А. Оценка и
рациональное использование ресурсов подземных вод. – М.: Наука, 1980. –
264 с. 4.Плотников Н.И. Подземные воды – наше богатство. – М.: Недра,
1990. – С.50 5.Руденко Ф.А. Гідрогеологія Української РСР. – К.: Вища
школа, 1972. – 174 с. 6.Шестопалов В.М. Естественные ресурсы подземных
вод платформенных артезианских бассейнов Украины. – К.: Наукова думка,
1981. – С.41.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
