5.3 Режим підземних вод

Під режимом підземних вод розуміють зміну з часом найголовніших їхніх характеристик: глибини залягання, рівня або потужності водоносного горизонту, швидкості руху, хімічного складу та фізичних властивостей, ступеня мінералізації, жорсткості, прозорості, температури та інших. Зміна проходить під впливом таких факторів: метеоумов, гіпологічного режиму водоймищ, геологічних та антропогенних факторів.

Метеорологічні умови. У різних районах нашої країни кількість опадів неоднакова і тому рівень підземних вод, і особливо ґрунтових, основне живлення яких відбувається за рахунок інфільтрації, істотно змінюється. Спостерігаються сезонні, річні та багаторічні коливання рівня ґрунтових вод.

Підіймання або зниження рівня ґрунтових вод залежить від глибини залягання водоносного горизонту від земної поверхні. Для середньої частини нашої країни в піщаних ґрунтах сезонні коливання різня ґрунтових вод при різних глибинах залягання такі: до 2 м -1÷2 м; від 2 до 5 м - 1÷1,5 м; від 5 до 10 м - 0,5÷1,0 м; більше 10 м - 0,5÷0,8 м; при цьому максимальний рівень спостерігається у квітні та жовтні, мінімальний у серпні та лютому.

Річні та багаторічні коливання рівня підземних вод пов'язані з річними та багаторічними коливаннями кількості опадів. Для умов України циклічність багаторічних коливань кількості опадів становить від 7 до 30 років.

Гідрологічний режим. На режим підземних вод, і особливо на їх рівень, істотно впливає гідрологічний режим поверхневих водоймищ, як природних (річок, озер), так і штучних (водосховищ), з якими підземні води мають взаємозв'язок. У залежності від розташування водоупору запас підземної води може поповнюватись за рахунок живлення її з відкритих водоймищ або навпаки - підземні води можуть поповнювати поверхневі водоймища (рис. 5.6). Як правило, в Україні в межень (найнижчий рівень води) ґрунтові води вільно стікають у відкриті водоймища, а в повінь відбувається поновлення запасів ґрунтових вод.

Рисунок 5.6 - Зв’язок між поверхневими та ґрунтовими водами:

1 – ґрунтові води поповнюють водоймище; 2 – водоймище поповнює ґрунтові води; WL – рівень ґрунтових вод

Геологічні фактори мають вирішальне значення при формуванні підземних вод. Установлено, що мінералізація підземних вод, як правило, збільшується з глибиною і в цьому напрямку змінюється і їх хімічний склад. Ця загальна закономірність у формуванні підземних вод зумовлена погіршенням умов їх циркуляції та водообміну.

У зоні активного водообміну підземні води інтенсивно циркулюють, вони переважно слабо мінералізовані (прісні), гідрокарбонатно-кальцієві, менше сульфатні. Активно впливають на умови водообміну загальна геологічна будова та рельєф місцевості. До порід з великою водопроникністю, які залягають у самих верхніх шарах земної кори, як правило, приурочені прісні гідрокарбонатно-кальцієві води. Геологічні структури тут розкриті, водоносні горизонти добре промиті, водообмін проходить інтенсивно. На ділянках, складених слабоводопроникними породами, або з великою кількістю водоупорів, водообмін утруднений, промитість порід слабка, мінералізація води підвищується, а склад сульфатний та хлоридно-натрієвий.

Антропогенні фактори. На режим підземних вод у багатьох районах істотно впливають антропогенні фактори, тобто діяльність людини. Будівництво штучних водоймищ та водосховищ формує нові водоносні горизонти або підвищує рівень існуючих. Наприклад, на півдні Запорізької та Дніпропетровської областей до будівництва Каховської гідроелектростанції рівень ґрунтових вод знаходився на глибині 35 - 38 м, а нині на глибині 2 - 3 м. У районі Дніпродзержинська рівень ґрунтових вод піднявся на 3 – 5 м.

При зрошенні лишки води, які не затримуються у рослинному шарі, просочуються в товщу гірських порід, поповнюючи підземні води. При цьому відбувається змикання води зрошення з ґрунтовими водами, піднімання їх уверх, що часто приводить до засолення родючого ґрунту.

Одним із факторів підвищення рівня ґрунтових вод є витік води з водогонів та каналізації. Наприклад, в Одесі за 50 років експлуатації водопровідної мережі та каналізації рівень ґрунтових вод піднявся на 15 м. У містах та населених пунктах з новим водопроводом втрати води становлять 15 - 18%. Якщо термін експлуатації наближається до 50 років, то втрата води становить 18 - 30%, більше 50 років - понад 50%.

Забудова території та асфальтування місцевості змінюють тепловий режим гірських порід. Відбувається міграція пароподібної води під будівлі та споруди і її конденсація. Наприклад, на забудованій території міста Кривого Рогу за 8 років спостережень рівень ґрунтових вод піднявся на

4 м. Перепад температури становить 4 - 8°С.

При вирубці лісу має місце зниження рівня ґрунтових вод, а при насадженні - його підвищення.

Основною причиною зниження рівня підземних вод є експлуатація водоносних горизонтів, які для багатьох населених пунктів є основним джерелом водопостачання.

Так, за 50 років експлуатації Московського артезіанського басейну його рівень знизився на 50 м. На Кавказі рівень підземних вод за 30 років експлуатації знизився на 60 м.