ВОДООБМЕН БОЛОТ С ПОДСТИЛАЮЩИМИМИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ

С.М. Новиков

Государственный гидрологический институт, Санкт-Петербург

Слабой стороной воднобалансовых исследований болот является отсут- ствие относительно доступных и надежных методов определения вертикально водообмена болотных массивов с подстилающими минеральными ^Унтами.

Водный баланс как метод исследования водообмена болот был использо- ван [1,6] при изучении низинных болотных массивов, в [3,4] и — при исследовании верховых болот. Расчеты водообмена базировались на данных измерений составляющих водного баланса конкретных болотных массивов. Иной метод оценки водообмена болот использован в работе [5], где скорость водообмена определялась по распределению трития в болотных водах.

Уникальные экспериментальные исследования по изучению водообмена низинных болот с подстилающими минеральными грунтами выполнены ГТИ на Старосельской осушительной системе в 1976-1979 г. г. Специально для проведения этих исследований были оборудованы кусты наблюдательных болотных и гидрогеологических скважин с фильтрами, заложенными в торфяную залежь и минеральный грунт непосредственно под разделяющий слой, и определены коэффициенты фильтрации этого слоя. По данным наблюдений за уровнем болотных и грунтовых вод были вычислены декадные и месячные значения слоев водообмена [2]. Анализ результатов этих исследований показал, что величина и знак декадных значений водообмена изменяются во времени и по площади. Причем диапазон изменений величин водообмена довольно значительный. Весьма большие изменения водообмена по площади, соизмеримые с величинами осадков и испарения, показывают на исключительную важность определения этой составляющей водного баланса, особенно для низинных болот.

Результаты исследований водного баланса дают основания считать, что ввиду сложных и весьма разнообразных гидрогеологических условий залегания низинных болот водообмен их с подстилающими минеральными грунтами в каждом конкретном случае имеет свой сугубо специфический характер.

Касаясь вопроса водообмена верховых болот с подстилающими минеральными грунтами, следует отметить, что в работах К.Е. Иванова и В.В. Романова высказывается мнение о незначительном вертикальном оттоке болотных вод. Количественная оценка величины потерь воды в подстилающие минеральные грунты получена [3] для одного из верховых болотных массивов Севера-Запада. Средняя величина вертикального оттока оказалась равной 27 мм/год.

Методом водного баланса был рассчиан [4] водообмен верхового болота Ламмин-Суо (Карельский перешеек) за 20-ти летний период и сделан вывод о значительной величине потерь стока в подстилающие минеральные грун-

й прилегающие суходолы. Средняя величина водообмена составила 120 ^/год при колебаниях от — 29 до 244 мм/год.. Столь большую вариант10 ичин водообмена при относительно малых амплитудах колебания уров- иях болотных вод трудно объяснить только вертикальным оттоком воды в одстилающие минеральные грунты, особенно, если учесть что водообмен определялся как остаточный член уравнения водного баланса, куда вошла помимо невязки и величина неучтенного стока с болота. Иными словами получить в чистом виде величину вертикального водообмена верхового болота в работе [4] не удалось.

В связи с этим возникла необходимость сделать попытку оценки величины вертикального водообмена этого массива с подстилающими минерадь- ными грунтами, учитывая, что по данному болоту накоплен уникальный экспериментальный материал по водному режиму, водному балансу и воД- но-физическим свойствам торфной залежи. Чтобы исключить влияние прилегающих суходолов и окраек болота на корректность расчета вертикального водообмена (В) величина его определялась не для всего массива Ламмян- Суо, а лишь для его центральной части.

Величины О и Е получены по данным наблюдений, величина С рассчитана по методу фильтрационных характеристик на основе ежедневных наблюдений за уровнем воды и экспериментальных определений коэффициента фильтрации деятельного слоя, W — определено по данным наблюдении за уровнем болотных вод и водоотдачей торфяной залежи. Результаты расчета представлены в таблице.

Водный баланс центральной части болота Ламмин-Суо за годы различной водности

на водообмена колеблется от — 3 мм (1981 г.) до 76 мм (1977 г.), причем в 5 из 6 случаев имеет положительный знак, что указывает на отток водц Средняя величина вертикального водообмена за 6-ти летний период оказалась равной 41 мм. Следует отметить, что уровень грунтовых вод под центральной части болота Ламмин-Суо находится ниже его дна, что и обусловь ливает потенциальную возможность вертикальной фильтрации болотных вод в подстилающие минеральные грунты. Колебания годовых величин во. дообмена можно объяснить определенным влиянием режима уровней болотных и грунтовых вод, а также режима промерзания болот. Необходимо заметить,что до сих пор не выявлен механизм процесса водообмена верховых болот с подстилающим минеральным грунтом при наличии закольма* тированного придонного слоя. Необходимо было бы провести экспериментальные работы по определению толщины и коэффициента фильтрации этого слоя на верховых болотах, различающихся по геоморфологическим условиям залегания. Это бы послужило началом и хорошей основой для проведения широких исследований водообмена верховых болот.

Следует отметить, что полученная нами средняя величина вертикального водообмена верховых болот очень близка к величине, определенной К.Е. Ивановым [3]. Более того достоверность этой величины подтверждается результатами неводнобалансового подхода к оценке водообмена болот, приведенными в работе [5].

Таким образом полученные результаты подтверждают ранее высказанное К.Е. Ивановым и В.В. Романовым положение о малой величине вертикального водообмена верховых болот с подстилающими минеральными грунтами.

[1] Бавина Л Г. Водный баланс низинных болот Полесской низменности // Тр. ГТИ. Л - Гидрометеоиздат\ 1966. Вып. 135. С. 181-196. [2] Воробьев П.К. Исследование водообмена торфяной залежи с нижележащим водоносным горизонтом // Тр. ГТИ. Л.: Гидрометеоиздат. 1981. Вып.,281. С. 81-89. [3] Иванов К.Е. Водообмен в болотных ландшафтов. Л.: Гидрометеоиздат. 1975. 280 с. [4] Рождественская В.Г. Водный баланс болота Ламмин-Суо // Сб. работ по гидрологии. 1973. № 11. С. 129-139. Сирин А.А. и др.. Изучение водообмена в болотных водах с помощью результатов анализа // Водные ресурсы. 1997. Т. 24. № 6. С. 679-687. [6] Шебеко В.Ф- Гидрологический режим осушаемых территорий // Минск: Урожай, 1970. 298 с.