5.5.2. Водный режим зоны аэрации

Водный режим зоны аэрации в основном определяется режимом поступления в нее инфильтрующихся вод после дождей или снего­таяния. Изменение содержания воды в зоне аэрации зависит от соотношения составляющих уравнения водного баланса (5.13).

Различают три основных типа водного режима зоны аэрации. Для их характеристики рассмотрим уравнение водного баланса зоны аэрации (5.13) для многолетнего периода, когда Д«_за = 0. При про­мывном типе водного режима величина инфильтрации у_Инф превышает потери на десукцию корневой системой растений z_Tp и подземное испарение z₃._a^; в уравнении (5.13) у_ННф> z_Tp + Z₃._a- Из­лишки воды идут на формирование почвенного стока у_почв и пита­ние грунтовых вод Упит.гр.в- При компенсированном типе водного режимау_инф ~ z_Tp + г_за- Испарительный (или выпот- ный) тип режима характеризуется преобладанием транспирации и подземного испарения над инфильтрацией: у_Инф < z_Tp + z₃._a- В этом случае недостаток воды возмещается испарением грунтовых вод. Поскольку грунтовые воды обычно имеют повышенную минерали­зацию, их испарение приводит к накоплению солей в почве и к ее засолению. Одновременно с этим увеличивается и минерализация грунтовых вод.

3. Режим грунтовых вод

Под режимом грунтовых вод понимаются закономерные про- странственно-временные изменения их запасов и характеристик, включая изменения уровня, температуры и химического состава.

На режим грунтовых вод влияют прежде всего климатические факторы, определяющие питание грунтовых вод дождевыми и та­лыми водами. Режим грунтовых вод зависит и от гидрологических факторов — режима связанных с грунтовыми водами водотоков и водоемов. Важную роль играют геологические условия и водно­физические свойства фунтов.

Режим уровня грунтовых вод определяется в конечном счете изменением составляющих уравнения водного баланса фунтовых вод (5.14). Изменение запасов фунтовых вод ±Ам_гр._в выразим через изменение их уровня ± АН. Сток фунтовых вод у_фВ представим как разность расходов притока и оттока фунтовых вод (соответствен­но Q_np и (2_отт), отнесенных к площади водоносного горизонта F (м²). Тогда для интервала времени At уравнение водного баланса или уравнение для расчета изменения уровня фунтовых вод (5.14) будет выглядеть (в величинах слоя) следующим образом:

аАН= (Q_np - Q_OTT)At/F+ y_nm._rp._B + z_rp._B ± у_гл, (5.19)

где у_{пт грв} — питание фунтовых вод из зоны аэрации; а — величина,

характеризующая водоотдачу грунта — при снижении уровня грун­товых вод {а = |i), либо дефицит влажности (недостаток насыще­ния) — при повышении уровня грунтовых вод и аккумуляции вод в фунте (a = d) (см. разд. 5.2.3); при этом ц. и а должны быть выражены не в процентах, а в долях единицы.

Из уравнения (5.19) следует, что уровень грунтовых вод должен реагировать прежде всего на изменение их питания, т. е. поступле­ния вод из зоны аэрации, и изменение режима притока — оттока грунтовых вод, часто связанного с режимом поверхностных вод (рек и озер). Среди факторов расходования грунтовых вод необхо­димо отметить испарение £_{гр в}, а также искусственное дренирование (откачку), в уравнении (5.19) не учтенное.

Поскольку упомянутые выше основные определяющие при­родные факторы испытывают многолетние, сезонные и суточные колебания, соответствующие изменения имеет и уровень грунто­вых вод.

Многолетние колебания уровня грунтовых вод в основном обус­ловлены изменениями атмосферных осадков и испарения. Наибо­лее важны сезонные колебания уровня грунтовых вод. Они имеют четко выраженный зональный характер, что объясняется особенно­стями питания и расходования грунтовых вод в различных геогра­фических зонах.