Надмерзлотные воды

Воды этого типа залегают в толще пород, ограниченной сверху поверхностью земли, снизу - верхней границей многолетнемерзлых пород. К надмерзлотным водам обычно относят поды деятельного слоя воды надмерзлотных таликов и криогенных образований.

Деятельпый слой (по М. И. Сумгнну) - слой максимального зимнего промерзания и летнего оттаивания. Сложен он породами разчпчного генезиса и состава. П зависимости от диалогических особенностей пород, их влажности, гранулометрического состава, географического положения, климата района, экспозиции поверх- ности рельефа мощность его изменяется от нескольких сантиметров до 3-5 м. (Синонимом деятельного слоя является термин «сезонно-талый слой».)

Надмерзлотные воды деятельного слоя в области развития много-летнемерзлых пород распространены весьма широко. Водоупорным основанием для вод деятельного слоя служит поверхность многолетнемерзлых пород. Надмерзлотные воды в летний период являются безнапорными. Области питания и распространения их в этот период совпадают. Основными источниками питании вод деятельного слоя в летнний период служат атмосферные осадки, а на участках речных долин, сложенных хорошо проницаемыми отложениями, в питании подземных вод принимают участие и воды поверхностного стока. В меньшей степени в питании надмерзлотных вод участвуют под- мерзлотные воды, поднимающиеся под напором по сквозным тали- кам, а также воды, образующиеся в результате таяния льдов и льдонасыщенных пород.

На водораздельных и междуречных пространствах воды в деятельном слое появляются только в период выпадения дождей; в засушливые же периоды эти элементы рельефа обычно сдрениро- ваны. На низких элементах рельефа и в речных долинах

надмерзлотные воды в деятельном слое существуют в течение всего теплого сезона года.

В зимний период воды деятельного слоя промерзают. В процессе промерзания, особенно на участках распространения надмерзлотно-межмерзлотных вод, безнапорные воды приобретают временный напор. На одних участках воды сезопноталого слоя промерзают полностью («сливающаяся мерзлота»),на других — только частично(«несливающаяся мерзлота»).

Надмерзлотные воды деятельного слоя выходят на поверхность обычно в виде нисходящих сезонных источников на склонах падей (лощин), озерных котловин, террас, распадков и оврагов. Особенно большое количество таких источников появляется после дождей.Дебиты их в пределах Центральной Якутии колеблются от 0,7 до10 л/с, температура воды в августе (в период максимального протанвання пород) изменяется от 2 до 7° С.

Воды деятельного слоя обычно пресныо, с общей минерализацией менее 0,2 г/л, гидрокарбонатного кальциевого состава; только в районах населенных пунктов и в местах связи их с водами более глубоких горизонтов общая минерализация их повышается и изменяется химический состав.

Кроме деятельного слоя надмерзлотные воды распространены в несквозных таликах. Такие талики образуются обычно в результате отепляющего воздействия на многолетнемерзлые горные породы поверхностных и более теплых межмерплотных вод. В области распространения многолетиемерзлых пород часто встречаются подрусловые (и прирусловые), подозерные и подаласные, присклоновые и субмаринные (на дне морей) несквозные талики.

П о д р у с л о в ы е несквозные надмерзлотные талики формируются под руслами (также и в прирусловых полосах) наиболее крупных рек области многолетней мерзлоты в хорошо водопроницаемых преимущественно аллювиальных песчано-галечни- ковых и песчаных отложениях. Нередко подрусловые талики за- хватывают и подстилающие дочетвертичныо породы. Под руслами малых рек, имеющими непостоянный поверхностный сток, талики отсутствуют.

Подрусловые талики вскрыты в долинах рек Лены (в районе г. Якутска), Вилюя, в среднем течении р. Тамма, а также в пределах Алданского кристаллического щита. Мощность таликов изменяется от 5 до 30 м и выше. Коэффициенты фильтрации песчано-галечниковых отложений достигают 50 м/сут и более. Химический состав вод в значительной степени зависит от состава речных вод и изменяется по сезонам года. Наименьшая минерализация вод (<0,1 г/л) отмечается весной во время весеннего паводка, в зимний период минерализация гидравлически связанных речных и таликовых вод увеличивается до 0,4—0,5 г/л. Химический состав вод подрусловых таликов изменяется от гидрокарбонатных кальциевых (весной) до хлоридно-гидрокарбоиатных натриевых (зимой).

П о д о з е р н ы е несквозные талики (включая подаласные) распространены под большинством озер и пересохших озерных котловин мерзлой зоны литосферы в рыхлых аллювиальных отложениях, иногда в трещиноватых известняках и песчаниках. Мощность их изменяется от нескольких метров до 50—80 м и более.

Глубина залегания подземных вод подозерных таликов не оди- накова. Она зависит от глубины озера, а в пределах пересохших озерных котловин определяется мощностью вновь образовавшейся толщи многолетпемерзлых пород.

Запасы вод в подозерных таликах и их качество в значительной степени определяются размерами и возрастом котловин, составом слагающих их отложений и диалогическими особенностями под- стилающих дочетвертичиых пород и питающих их вод, различными условиями водообмена и промерзания таликов. Отличительной и существенной особенностью вод подозерных талпков является разнообразие их минерализации и состава как по площади, так и по разрезу.

П р и с к л о н ов ы е надмерзлотные несквозные талики образуются в нижней части склонов озерных котловин, речных террас, падей и обычно встречаются в песчапых отложениях.

Питание подземных вод присклоповых таликов осуществляется надыерзлотнымн водами и поверхностными водами местного стока,

иногда меж- и подмерзлотиыми.

Присклоновые талики озерных котловин нередко соединяются с подозерными таликами, а речных террас — с прирусловыми и подрусловыми. Обычно воды присклоновых таликов разгружаются в подрусловые и лодозерные талики или же выходят на поверхность в виде источников у основания склона, в падях и распадках. Дебиты источников составляют 10—20 л/с, редко достигая 80 л/с. Они функционируют большую часть года, реже — в течение всего года. Зимой на участках выхода источников образуются наледи. Вода источников пресная, общая минерализация пе превышает 0,3 г/л, по составу гидрокарбонатная кальциевая или гидрокарбонатпая магниево- кальциевая. В зимний период при частичном промерзании та- ликов в цоде повышается содержание гидрокарбонатов натрия.

С у б м а р и н н ы е несквозные надмерзлотные талики (по Н. А. Вельмииоп) обнаружены в устьях больших северных рек, особенно в прибрежной мелководной зоне 15].Обра- зование таликов происходит в результате теплового воздеистгпя речных вод, при этом повышается температура донных отложений до положительной. Нередко талпки устанавливаются под дном подводвых древних русел. По данным Н. Ф. Григорьева, несквозные субмаринные надмерзлотные талики формируются вблизи устьев северных рек па площадях, где глубпна воды не превышает 5—15 м.Такие талики отмечены под дном подводных русел р. Яны в 20—25 км от морских берегов дельты при толщине слоя воды 4—5 м. Мощность таликов обычно 4-5, реже 10 м. Подобные талики обнаружены в устье р. Индигирки и других северных рек.

Из надмерзлотных вод наиболее неблагоприятными для исполь- зования их в народном хозяйстве являются воды деятельного слоя. Сезонность существования надмерзлотпых вод, незначительная их мощность (менее 3 м), малые запасы вод ограничивают возмож- ности их использования для водоснабжения населенных пупктов, промышленных предприятий и других объектов. Тем не менее иногда они эксплуатируются населением для местных хозяйственно-технических нужд (окрестности г. Якутска).