Основные особенности гидрогеологических условий Смоленской области
Большая часть территории Смоленской области располагается в периферической зоне западного склона Московского артезианского бассейна. Южная ее часть входит в зону северного склона Днепровско-Донецкого артезианского бассейна. Подземный сток вод коренных отложений, согласно уклону пластов, в основном питает эти бассейны. По мнению Е. Я. Шабловского [35], не исключено, что, благодаря за-карстованности и трещиноватости карбонатных толщ коренных пород, разгрузка находящихся в них вод может происходить и в сторону Прибалтийского артезианского бассейна. Территория области является, таким образом, не только водоразделом крупных речных систем, но и зоной распределения подземного стока в различные крупные артезианские бассейны.
Основная часть подземных вод заключена в толще коренных отложений, представленных на территории области рифейской, кембрийской, девонской, каменноугольной, юрской, меловой и третичной системами. В их составе преобладают известняки, доломиты, мергели, мел, опоки, песчаники и разной зернистости пески, т. е. породы, обладающие, как правило, высокой водопроницаемостью и значительной водо-вместимостью. Общая мощность коренных осадочных пород достигает 800-1200 м и более.
Отложения четвертичного периода, мощность которых составляет в среднем 40—50 м, достигая в ряде мест 150 м и более, содержат также практически повсеместно слои пород, способные накапливать значительное количество воды. Эти слои представлены обычно песчано-гравийным материалом и различной зернистости песками.
Глины в толще отложений всех систем образуют как местные, так и сплошные водоупоры, разделяя водоносные комплексы на самостоятельные горизонты и подгоризонты.
Накопление подземных вод и их сток в толще осадочных пород всех систем зависят прежде всего от особенностей распределения пород, обладающих различными свойствами, условиями залегания водоносных и водоупорных пластов. Характерной чертой геологического строения территории области является отсутствие в верхней толще осадочных пород, включающей четвертичные, третичные, меловые, юрские, каменноугольные отложения и часть подстилающих их отложений верхнего девона, сплошных глинистых водоупоров. Водоупоры имеют в этой толще лишь локальное распространение. Благодаря этому водоносные комплексы в этой толще осадочных пород взаимосвязаны между собой. Так как они объединены условиями питания, то имеют и сходный состав воды.
Пространственная невыдержаность водоупоров, залегающих на разной глубине верхней толщи осадочных пород, способствует широкому распространению «окон» поглощения и фильтрации, стекающих по поверхности вод вглубь. Неразрывность связи водоносных горизонтов верхней толщи девона и кроющих их пород обуславливает не только постоянный водообмен поверхностных, грунтовых и межпластовых вод, но и влияет на скорость выщелачивания водорастворимых минералов и их вынос. Все это привело к формированию в данной толще осадочных пород постоянно возобновляющихся пресных вод.
Отложения девонской и каменноугольных систем имеют в целом хорошо выраженное плавное падение к востоку - северо-востоку в Московскую впадину с уклоном 1-2 м/км. Юрские и меловые отложения имеют падение пластов к югу и юго-западу с уклоном 2—3 м/км. Сток подземных вод в этих отложениях имеет в связи с этим хорошо выраженную направленность, что не характерно для стока подземных вод в залегающих над ними водоносных горизонтах.
Сток подземных вод в четвертичных отложениях определяется в некоторой степени уклонами поверхности коренных пород. Поверхность их неровная, сильно размыта, приподнята в целом в центральной и восточной частях. Ближе к дневной поверхности в движении подземных вод четвертичной толщи усиливается роль гидрографической сети. Но дренирование водоносных горизонтов четвертичной толщи реками обычно хорошо выражено лишь в среднем и нижнем их течениях.
Рассмотренную толщу осадочных отложений с прерывистостью водоупорных горизонтов, обеспечивающей инфильтрацию атмосферных осадков и водообмен между водоносными комплексами, выделяют как зону активного водообмена. Глубина ее на территории области изменяется на водоразделах с запада на восток в основном от 100—150 до 250—300 м. И лишь на северо-западе области эта зона распространяется до глубины 30—40 м.
Все инфильтрационно связанные между собой водоносные горизонты этой зоны содержат воды гидрокарбонатного класса кальциевой группы с минерализацией, не превышающей обычно 1 г/л. Общая жесткость их редко превышает 7-8 мг-экв. По содержанию основных компонентов (НС03 , S04 \ C1~, Ca' +, Mg" ') наблюдается небольшая сезонная изменчивость. Отмечается постепенное нарастание содержания их в воде и с увеличением глубины залегания водоносных горизонтов. Водообилие водоносных горизонтов этой зоны зависит от степени их дренированности, пористости, трещиновато-сти, мощности пластов и условий их залегания. Водообилие водоносных горизонтов обычно нарастает с глубиной. Так, межморенный и подморенный водоносные горизонты более обильны по сравнению с грунтовыми водами в надморенных отложениях. Меловые и каменноугольные водоносные горизонты обильнее третичных и четвертичных. Наиболее водообильны в этой зоне горизонты верхнедевонского водоносного комплекса.
С глубиной чаще встречаются водоносные горизонты с напорными водами, а также увеличивается напор воды в них. В целом зона активного водообмена включает более 30 водоносных горизонтов безнапорных, слабо- и высоконапорных вод.
Годовая амплитуда колебания температуры подземных вод этой зоны заметно выражена обычно до глубины 25-30 м, где она изменяется от 1,5 до 3°С. Среднегодовая их температура составляет 6—8°С. На глубине 30-35 м, а иногда и глубже, амплитуда температуры вод изменяется в пределах 3-Г'С, среднегодовая температура составляет здесь 5-6° С. На глубине от 50 до 200 м температура вод находится в пределах 7-10°С.
Ниже зоны активного водообмена находится зона замедленного водообмена. Для этой зоны характерны солоноватые и соленые воды, в верхней части сульфатно-хлоридные и хлоридно-сульфатные с относительно высоким содержанием всех основных катионов - кальция, магния и натрия. В нижней части этой зоны распространены воды хлоридного класса, в катионном составе которых преобладают натрий и калий. Содержание солей варьирует в больших пределах от 2,0-2.5 до 50-55 г/л.
Эта зона приурочена к основной толще девонских пород, мощность которой изменяется в широких пределах - от 160-180 м на западе до 470—520 м на востоке области. Нижний водоупорный слой ее представлен глинистыми сланцами, залегающими на глубине 475-825 м. В толще пород этой зоны преобладают известняки, доломиты, песчаники и пески. Водоупорные породы, представленные глинами, локальны и не отличаются значительной мощностью. Однако их наличие обуславливает гидрохимическую обособленность верхней и нижней частей этой зоны, в связи с чем соленость их заметно различается. В верхней части мощностью от 130 до 255 м соленость колеблется в основном от 2,5 до 5 г/л, в нижней — от 10 до 55 г/л. В основном столь существенные изменения солености по глубине позволили Е.А. Шабловскому разделять эту зону на две самостоятельные зоны [35]. Температура воды в пределах рассматриваемой зоны изменяется по глубине незначительно - от 10-12°С до 15-18°С. Насыщение вод этой зоны солями произошло в результате выщелачивания кристаллов соли, включенных в сульфатно-доломитовые слои пород. Кроме значительного содержания ряда основных компонентов, воды этой зоны богаты отдельными микроэлементами - бромом, йодом, бором, стронцием. Состав солей и наличие микроэлементов определяют бальнеологические свойства этих вод.
Нижнюю зону застойных (реликтовых) вод образуют хлоридно-натриевые воды высокой минерализации (рассолы). Залегают они в самых низких участках основания осадочного чехла, где наиболее распространены сульфатно-галогенно-карбонатные породы среднего девона, песчаники нижнего кембрия и верхнего протерозоя. Общая мощность этой зоны колеблется от 500 до 680 м.
Зона изолирована водоупорным слоем от расположенных выше водоносных герцинидов. Высокая насыщенность хлористым натрием вод этой зоны связана с наличием здесь мощных залежей каменной соли (до 30—50 м и более). Пластовые залежи соли распространены, по всей видимости, на широком пространстве северо-восточной части Смоленской области и смежных районов Тверской области.
Общая минерализация воды в этой зоне колеблется от 80 г/л б верхней части до 130—220 г/л в нижней. Среди основных компонентов преобладают хлор, натрий, калий. Из микроэлементов в значительных количествах содержатся бром, йод, бор.
Температура воды этой зоны изменяется от 15 до 22'С. Рассолы имеют бальнеологическое и промышленное значение.
Наиболее изучены подземные воды первой из рассмотренных зон и особенно грунтовые и межпластовые воды четвертичного комплекса. Пресные воды этой зоны имеют наибольшее хозяйственное значение в связи с тем, что они повсеместно используются для водоснабжения населения питьевой водой, а также в значительной степени для технических нужд. С этими водами связаны и многие процессы, протекающие в ландшафтах.
- Природа смоленской области
- Оглавление
- Предисловие
- Краткая история изучения природы смоленской области
- Глава 1 географическое положение смоленщины, его значение в различные периоды ее развития
- Глава 2 Геологическое строение и полезные ископаемые
- Геологическая история
- Геологическое строение
- Полезные ископаемые
- Запасы твердых полезных ископаемых разведанных в Смоленской области месторождений (по данным Смоленскгеоуправления, 1998 г.)
- Освоение недр области
- Глава 3 основные особенности рельефа Общие черты орографии
- Возвышенности:
- Низменности:
- История формирования рельефа области
- Доледниковый этап развития рельефа
- Изменения в рельефе под влиянием четвертичных оледенений
- Развитие рельефа в послеледниковый период
- Наиболее распространенные формы морфоскульптурного рельефа и их комплексы
- Положительные формы рельефа
- Отрицательные формы рельефа
- Морфологические комплексы рельефа
- Морфологические комплексы рельефа территории смоленской области
- Глава 4 климат и климатические ресурсы
- Солнечная радиация
- Годовой ход составляющих радиационного баланса (г. Смоленск), вдДж/м2
- Циркуляция атмосферы
- Условия подстилающей поверхности
- Температура воздуха
- Пределы изменений основных показателей климата на территории Смоленской области по месяцам (средние многолетние данные)
- Температура почвы
- Атмосферные осадки
- Снежный покров
- Высота, плотность снега и запасы воды в снегу в конце зимы на залесенном и открытом участках слабоволиистой моренной равнины в связи с отдельными показателями метеорологических условий
- Промерзание почвы
- Влажность воздуха
- Облачность
- Характеристика климата по сезонам года
- Начало, конец и средняя продолжительность периодов с температурой воздуха ниже -5°с, выше 0°с, 5°с, 10°с, 15°с и безморозного периода
- Климатические ресурсы
- Агроклиматические ресурсы
- Опасные и неблагоприятные явления погоды
- Характеристика суховеев различной интенсивности
- Изменения в климате за последнее столетие
- Глава 5 общая характеристика рек. Основные реки области Реки Смоленской области
- Общая характеристика рек
- Площади ступеней высот (в % от общей площади речного бассейна)
- Водный режим рек
- Максимальные и минимальные модули стока ручьев Зеревня и Тепенинский (л/с км2)
- Распределение месячного и сезонного стока рек (в процентах от годового)
- Термический и ледовый режим рек
- Сток взвешенных наносов
- Гидрохимический режим рек
- Значение рек
- Влияние хозяйственной деятельности на состояние рек, их гидрологический и гидрохимический режимы
- Основные реки области
- Основные характеристики стока рек Смоленской области
- Глава 6 озера Общая характеристика озер
- Генетические типы озер
- Основные морфометрические показатели озер
- Уровениый, температурный и гидрохимический режимы озер
- Растительность и животный мир озер
- Глава 7 водохранилища, пруды, родники Водохранилища
- Водохранилища на территории Смоленской обл. С объемом более 1,0 млн. М3 воды
- Водные источники (ключи, родники)
- Глава 8 болота Общие сведения о болотах области
- Районирование и классификация болот области
- Северо-западный район крупных верховых торфяников
- Центральный район низинных торфяников
- Северо-восточный район небольших низинных и верховых торфяников
- Южный район разнотипных торфяников
- Использование болот Смоленской области
- Характеристика основных типов болот Смоленской области
- Добыча торфа (тыс. Тони условной влажности) тоосЬопоедпоиятиями области
- Глава 9 подземные воды
- Основные особенности гидрогеологических условий Смоленской области
- Грунтовые и межпласговые воды четвертичного комплекса
- Современное использование и санитарное состояние подземных вод
- Эксплуатационные ресурсы и использование питьевых и технических подземных вод (данные за 1997 год)
- Использование подземных и поверхностных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения по административным районам Смоленской области
- Удельное водопотребление подземных и поверхностных вод на хозяйственно-питьевое водоснабжение по административным районам Смоленской области в 1997 г. В л/сутки на одного человека
- Эксплуатационные запасы и использование минеральных подземных вод Смоленской области (данные за 1997 г.)
- Влияние подземных вод на развитие экзогенных процессов
- Глава 10 лесная и луговая растительность
- Лесистость районов Смоленской области (на 1.01.1998 г.)
- Формирование современной флоры Смоленской области
- Основные этапы развития растительности на территории Смоленской области с третичного периода
- Лесорастительные районы Смоленской области
- Площади покрытых лесом земель по основным породам в лесах, находящихся в ведении гослесхозов на 1.01.2001 г.
- Возрастная структура основных лесообразующих пород лесов, находящихся в ведении Федеральной Службы лесного хозяйства России на 1.01.2001 г. (тыс. Га от покрытой лесом площади)
- Перспективы изменения породной структуры лесов Смоленской области
- Характеристика и классификация основных типов леса
- Еловые леса
- Сосновые леса
- Широколиственные леса
- Мелколиственные леса
- Флора лугов
- Типология лугов области
- Изменение лугов под воздействием человека
- Распространение лугов и оценка их состояния
- Глава 11 животный мир смоленской области
- Беспозвоночные животные
- Водные беспозвоночные
- Почвенные беспозвоночные
- Наземные беспозвоночные (насекомые)
- Позвоночные животные
- Земноводные
- Пресмыкающиеся
- Млекопитающие
- Глава 12 почвенный покров
- Факторы почвообразования
- Процессы почвообразования
- Основные типы почв
- Особенности распространения почв на территории области
- Современнее состояние почв и пути повышения их плодородия
- Площади эрозионноопасных и подверженных водной эрозии сельскохозяйственных угодий, га
- Степень кислотности и содержание гумуса в почвах по районам Смоленской области (средние показатели)
- Среднее содержание в почвах подвижного фосфора и обменного калия
- Земельные ресурсы области
- Распределение земельного фонда Смоленской области по категориям земель и угодьям на 01.01.99 г. (тыс. Га)
- Глава 13
- Индивидуальные единицы физико-географического районирования территории Смоленской области
- Физико-географические районы и ландшафты области
- Основные комплексы урочищ территории области
- Глава 14 экологическое состояние территории области
- Основные этапы в изменении экологического состояния области
- Валовые выбросы от стационарных источников области по отраслям промышленности (тыс. Тонн)
- Мелиоративное строительство на Смоленщине (в фактически действовавших ценах)
- Известкование кислых почв в сельскохозяйственных предприятиях
- Внесение минеральных удобрений под посевы в сельскохозяйственных предприятиях Смоленской области
- Здоровье населения и санитарно-гигиеническое состояние мест его проживания
- Динамика основных демографических показателей (в целом по Смоленской области)
- Умершие по основным классам причин смерти (в целом по Смоленской области)
- Возрастные коэффициенты смертности населения Смоленской области
- Заболеваемость населения по основным группам болезней (на 1000 населения, случаев)
- Динамика выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников
- Выбросы наиболее распространенных вредных веществ, отходящих от стационарных промышленных источников загрязнения атмосферного воздуха (тысяч тонн)
- Динамика выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников
- Выбросы наиболее распространенных вредных веществ, отходящих от стационарных промышленных источников загрязнения атмосферного воздуха (тысяч тонн)
- Поступление загрязняющих веществ в окружающую среду
- Истощение природных ресурсов
- Нарушение генетической целостности ландшафтов
- Глава 15 охрана природы
- Сохранение генофонда растений и животных
- Национальный парк «Смоленское Поозерье»
- Государственный историко-культурный и природный музей-заповедник «Хмелита»
- Биологические заказники
- Памятники природы
- Сохранение природных условий, благоприятных для жизнедеятельности человека
- Обеспечение условий нормального воспроизводства возобновимых и рациональное использование иевозобновимых природных ресурсов
- Оптимизация ландшафтов