Взаимосвязь между гидрогеологическими/>условиями и заболачиванием

В гидрогеологическом отношении Западно-Сибирская плита — крупнейший артезианский бассейн Евразии (рис. 2). Основные его особенности — наличие большого количества водоносных горизонтов, пологое залегание слоёв со слабым падением к центральным районам бассейна, широкое распространение в северной половине плиты многолетнемёрзлых пород, определяющих здесь гидрогеологическую обстановку.

Глубина залегания грунтовых вод влияет на степень заболоченности (рис. 3). Химический состав растворённых в воде минеральных веществ и её жёсткость (качественная сторона водного режима) определяют экологический тип начальной стадии боло- тообразования. Классификация гидрологических факторов заболачивания на примере умеренного пояса достаточно подробно разработана Н. И. Пьявченко (1985). В зависимости от типа переувлажнения и заболачивания почвы Н. И. Пьявченко выделены следующие разновидности заболачивания суши: аллювиальное жестководно-грунтовое, мягководно-грунтовое и атмосферное.

Гидрогеологические структуры Крайнего Севера Западной Сибири — Прикарский, Гыданский бассейны стока, северные части Нижнеобского, Тазовского, Нижнеенисейского бассейнов представляют собой т. н. криобассейны, в которых вся зона пресных вод подвергалась коренному криогенному преобразованию в период формирования криолитозоны Западной Сибири. Поэтому в мёрзлой олигоцен-четвертичной толще нет выдержанных горизонтов пресных пластовых вод. Здесь имеются отдельные линзы и горизонты захоронённых морских высокоминерализованных вод с отрицательной температурой. Области питания и разгрузки пресных вод ограничены мощными толщами многолетнемёрзлых пород и приурочены к сквозным бассейнам речных русел или озёр, обусловленным тектоническими нарушениями. В связи с этим процессы заболачивания развиты здесь ограниченно и приурочены к приозёрным понижениям и долинам рек.

Большая часть Западносибирского артезианского бассейна относится к Среднеобскому стоку подземных вод, расположенному в пределах таёжной зоны.

Рис. 2. Схема зональности подземных вод

олигоцен-четвертичных отложений (первый

гидрогеологический комплекс), преобладающая

степень минерализации и химический состав

грунтовых вод Западно-Сибирского артезианского

бассейна (Трофимов, 1980-а), с изменениями

и дополнениями

Преобладающая минерализация и состав подземных вод: Воды: 1 — пресные с минерализацией до ОД—0,5 г/л, редко до 1 г/л, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, редко магниевые и натриевые, часто с повышенным содержанием железа, органических соединений и кремнезема; 2 — пресные с минерализацией до 1 г/л, преимущественно гидрокарбонатно-натриевые и кальциевые, редко магниевые, в аридной зоне с локальными участками спабосолоноватых и солоноватых подземных вод; 3 — от пресных до слабосолоноватых с минерализацией до 3 г/л, от гидрокарбонатных натриевых, реже кальциевых и натриевых до хлоридных натриевых, реже сульфатных натриевых и магниевых; 4 — от пресных до солоноватых с минерализацией до 10 г/л, от гидрокарбонатных натриевых, реже кальциевых и магниевых до хлоридных натриевых; 5 — от пресных до слабых рассолов с минерализацией до 50 г/л, состав тот же; 6 — от пресных и слабосолоноватых до рассолов с минерализацией более 50 г/л, состав тот же. Районы: 7 — широкого развития неглубоко залегающих сильноминерализованных (до 100—115 г/л) хлоридных натриевых отрицательно температурных подземных вод в позднечетвертичных морских отложениях. Границы: 8 — участков с разными по степени минерализации водами; 9 — северная подземных вод аридной зоны; 10 — поясов подземных вод. Индексы поясов подземных вод: I1! — распространения твердой фазы подземных вод и резко ослабленных низкой температурой процессов выщелачивания; 1 1 — развития как твердой, так и жидкой фазы подземных вод и ослабленных низкой температурой процессов выщелачивания; 1 j — преобладания жидкой фазы подземных вод и несколько ослабленных низкой температурой процессов выщелачивания; 112 — распространения жидкой фазы подземных вод и преобладающего развития процессов выщелачивания и выноса солей; 122 — распространения жидкой фазы подземных вод и развития процессов выщелачивания и континентального засоления; 2 — зона подземных вод аридной зоны с преобладающим развитием процессов континентального засоления

Рис.

Глубины залегания грунтовых вод в период межени: 1 — преимущественно менее 0,3 м; 2 — менее 0,5 м; 3 — менее 1 м; 4 — менее 3 м; 5 — от 1 до 10 м; 6 — от 1—2 до 20 м; 7 — глубина залегания грунтовых вод на участках развития многолетнемерзлых (а) и талых (б) пород

В вертикальном разрезе этого бассейна выделяется пять гидрогеологических комплексов пород. С поверхностными водами и природной зональностью наиболее тесно связаны воды первого гидрогеологического комплекса, объединяющего песчано-алевритовые и глинистые отложения четвертичного и неоген-олигоце- нового возраста (Гидрогеология СССР, т. XVI, 1970). Подземные воды этого бассейна пресные с минерализацией 0,1—0,5 г/л, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, реже магниевые и натриевые, с повышенным содержанием железа, органических соединений и кремнезёма. Грунтовые воды расположены на сравнительно небольшой глубине (от 0 до 3 м), местами выходят на поверхность. Лишь по берегам глубоко врезанных рек они отмечаются на большей глубине — от 0,5 до 10 м (Трофимов, 1980-а, б). Питание грунтовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и подтока напорных вод из нижележащих горизонтов. В таёжной зоне причиной высокого залегания грунтовых вод, обилия верховодки и сильного увлажнения почвенного покрова наряду с равнинностью рельефа служит незначительное испарение атмосферных осадков. Поэтому в таёжной зоне, относящейся к климатической зоне избыточного увлажнения и недостаточной теплообеспеченности, избыток влаги способствует интенсивному накоплению органической массы, формированию грунтовых вод низкой минерализации, обогащению грунтовых вод солями гуминовых и других органических кислот (Назаров и др., 1977).

Юго-западная часть таёжной зоны относится к Тобольскому бассейну. Воды здесь пресные, с минерализацией до 1 г/л, соли преимущественно гидрокарбонатные натриевые и кальциевые, редко магниевые. В южной части Тобольского бассейна встречаются локальные участки слабосолоноватых и солоноватых подземных вод.

Южная часть таёжной зоны (подтайга) и лесостепь входят в Иртышский бассейн стока подземных вод, которые отличаются большим разнообразием по минерализации и химическому составу. Химический состав этих вод меняется от гидрокарбонатных натриевых, реже кальциевых и магниевых, до хлоридных натриевых, ещё реже сульфатных натриевых и магниевых. Степень минерализации вод возрастает с севера на юг. На территории подзоны осиново-берёзовых лесов (подтайга) преобладают воды пресные до слабосолоноватых с минерализацией до 3 г/л. На лесостепной части бассейна степень минерализации вод колеблется в более широких пределах — от пресных до солоноватых с минерализацией до 10 г/л, от кальциевых и магниевых до хло- ридных натриевых. Местами минерализация грунтовых вод достигает 50 г/л. Наиболее высокоминерализованные воды хлорид- но-натриевого и сульфатно-хлоридно-натриевого состава формируются на плоских бессточных равнинах при небольшой глубине залегания вод за счёт континентального засоления (Трофимов, 1980-а, б).

Высокая степень минерализации грунтовых вод лесостепи обусловлена литологическим составом водовмещающих пород, содержащих большое количество водорастворимых солей. Глубина залегания их на территории лесостепи в целом значительно выше по сравнению с лесной зоной. Она колеблется от 2—3 до 20—30 м.

В южной части Западно-Сибирской равнины сильно колеблется и уровень залегания грунтовых вод. Наиболее он глубок на возвышенных элементах рельефа; например, в пределах Приобского плато и Иртышского увала глубина залегания грунтовых вод более 10 м. Заболоченность на таких участках обычно низкая. На Тоболо-Ишимском и Ишимо-Иртышском междуречьях глубина вскрытия верховодки не превышает 1—2 м (Гидрогеология СССР, т. XVI.— М.: Недра, 1970.—367 с.).

В центральных районах Барабы уровень первого водоносного горизонта вскрывается на водораздельных равнинах на глубине 3—4 м на гривах, 1,5—1,8 м в низинах. В пределах Причанов- ского понижения, где отмечено широкое развитие болот, на гривах подземные воды залегают на глубине 4—5 м, в низинах в среднем на глубине 0,4—1 м.

В целом в лесостепи глубина залегания грунтовых вод колеблется в пределах от 1—2 до 20 м (Трофимов, 1980-а, б). Поэтому в зоне недостаточного увлажнения и избыточной теплообеспечен- ности в условиях сильного засоления не происходит интенсивного торфонакопления. В этой зоне болота сосредоточены главным образом в долинах рек, озерных котловинах, в местах выхода подземных вод. Таким образом, особенности водно-минерального режима таёжной зоны благоприятствуют преобладанию атмосферного и мягководно-грунтового заболачивания. Для лесостепи характерно жестководно-грунтовое заболачивание. В поймах заболачивание происходит под влиянием аллювиальных вод.

В течение голоцена благодаря интенсивному развитию болотообразовательного процесса сформировался водоносный горизонт современного возраста. Он приурочен к торфяным отложениям. Глубина залегания вод на болотах весьма различна. Каждому типу болотного биогеоценоза соответствует определенная глубина залегания вод, а также закономерности сезонного изменения уровневого режима. Сезонные колебания уровней болотных вод зависят и от общеклиматических сезонных изменений. Например, на выпуклых олиготрофных сфагновых болотах уровни вод повышаются весной в период таяния снега, затем следует постепенное снижение до летнего минимума, приходящегося на вторую половину августа. Осенью уровни вновь повышаются, затем следует их незначительное зимнее снижение и стабильное состояние, продолжающееся до начала снеготаяния. На плоских эвт- рофных осоково-гипновых болотах средняя дата наступления максимального весеннего уровня за многолетний период наблюдений приходится на конец первой декады мая, т. е. наступает примерно через месяц после нулевой температуры воздуха (Новиков, 1976).