Подземные воды в криолитозоне
Образование многолетнемерзлых пород, являющихся водоупорами, сильно
изменили условия водообмена атмосферных и подземных вод в криолитозоне. Большая
часть пресных подземных вод в криолитозоне приурочена к таликам.
Таликами или талыми зонами называются толщи талых горных пород, которые
развиты с поверхности земли или под водоемами и реками и которые непрерывно
существуют более десятка лет. Если талики снизу подстилаются мерзлыми породами, то
они называются надмерзлотными или несквозными, а если талики только обрамляются
по бокам мерзлыми породами, как стенками, то они носят название сквозных. Талики
также могут быть межмерзлотными и внутримерзлотными в виде линз «тоннелей»,
«трубы», ограниченными со всех сторон мерзлыми породами.
Подземные воды криолитозоны по отношению к мерзлым породам - криогенным
водоупорам подразделяются на: 1) надмерзлотные; 2) межмерзлотные; 3)
внутримерзлотные и 4) подмерзлотные воды.
1. Надмерзлотные подземные воды подразделяются на временные воды
деятельного слоя и постоянные воды несквозных таликов.
Временные воды существуют только летом, и глубина их зелегания не превышает
кровли мерзлых пород. Воды имеют важное значение для процессов солифлюкции,
образования курумов, оплывин, пучения пород.
Постоянные воды связаны с несквозными таликами над кровлей мерзлых пород и
они отвечают за образование гидролакколитов, бугров пучения, наледей.
|
|
|
2. Межмерзлотные воды обычно располагаются между двумя слоями мерзлых
пород, например, между голоценовым верхним и реликтовым, позднемиоценовым,
нижним. Эти воды чаще всего динамически не активны.
3. Внутримерзлотные воды, о чем говорит их название существуют внутри толщи
мерзлых пород и находятся в замкнутых объемах, будучи приуроченными к таликам в
карстующихся известняках.
4. Подмерзлотные воды циркулируют вблизи подошвы мерзлой толщи, обладают
положительными температурами, иногда слабо или сильно минерализованы и могут быть
напорными и ненапорными, а также контактирующими с мерзлой породой или
неконтактирующими, т.е. отделенными слоем талых пород от мерзлых.
42. Полигонально-структурные образования в криолитозоне, их типы и формирование В деятельном слое происходит морозная сортировка обломочного материала,
главными факторами которой являются морозное пучение и формирование
полигональной системы морозобойных трещин. Она наиболее эффективна в верхней
части деятельного слоя, когда крупный каменный материал оттесняется к краям
полигональных структур, а центр занят мелкоземом. Выпучивание или вымораживание
|
|
|
каменных обломков происходит потому, что под ними раньше наступает промерзание и
образуются ледяные линзы, которые приподнимают обломки. Летом, когда деятельный
слой оттаивает, место ледяной линзы занимается жидким грунтом, вследствие чего
обломок не может снова опуститься, а зимой процесс повторяется и обломок вновь
приподнимается, пока не окажется на поверхности. Точно также выпучиваются сваи,
вкопанные только в деятельный слой.Процесс неравномерного промерзания в полигональной сети морозобойных трещин,
приводит, как уже говорилось, к увеличению давления внутри отдельно взятого полигона,
под действием которого, прорвавшийся наверх разжиженный грунт, сдвигает в стороны
вымороженные на поверхность камни, которые образуют каменные полигоны (рис.
13.6.10) или каменные многоугольники - площадки с тонким материалом в центре и
каменными обломками по краям.Весь процесс контролируется неоднократным промерзанием и оттаиванием деятельного
слоя.
Термокарст и формы его проявления; криолитозона и строительство
Изменение теплового режима в поверхностной части криолитозоны приводит к
протаиванию отдельных участков грунта, вытаиванию сегрегационных и жильных льдов
|
|
|
и, как следствие, к просадке грунта и возникновение специфических форм
термокарстового, отрицательного рельефа. Это небольшие углубления, воронкообразные просадки, округлые котловины, как правило, занятые озерами или уже
осушенные и называемые аласами в Якутии, а в Западной Сибири – хасыреями. Аласы
могут быть в десятки км в диаметре и глубиной в 30-40 м, а в их днище формируются
озерно-болотные отложения. Термокарстовый рельеф особенно широко развит на аллювиальных
аккумулятивных равнинах в арктическом и субарктическом поясах, где котловины
протаивания чаще всего заняты озерами, вода в которых, аккумулируя тепло, сама
способствует дальнейшему протаиванию мерзлого грунта, вплоть до образования
подозерных несквозных таликов. В южных районах криолитозоны, проявления
современного термокарста сходят на нет.
Мерзлые породы чрезвычайно чувствительны к любому, даже самому
незначительному техногенному нарушению природного теплового режима.
Строительство дорог, нефте- и газопроводов, вырубка леса, даже след от трактора, тут же
приводит к изменению теплового равновесия, начинается усиление протаивания и
развитие термокарста, бороться с которым очень трудно.
|
|
|
Процессы морозного пучения связаны с образованием льда и увеличением объема
породы в деятельном слое, сложенном тонкодисперсными породами и торфяниками.
Отдельные многолетние бугры пучения, достигают в высоту 15-20 м, и в диаметре до 100
м, но чаще – меньше.
Сегрегационные бугры пучения могут быть сезонными и многолетними. Они
формируются, когда влага устремляется к фронту промерзания, и при этом образуются
шлеры льда, что вызывает увеличение объема и поднятие поверхности. Этот процесс
может происходить ежегодно. Зимой с возникшего многолетнего бугра пучения снег
сдувается, что вызывает увеличение глубины промерзания и «дополнительную»
миграцию влаги, приводящую к интенсивному льдообразованию и, соответственно, росту
бугра. Такой процесс может продолжаться сотни лет и впоследствии бугор пучения как
бы «умирает» переходя в реликтовое состояние.
Многолетние инъекционные бугры пучения или булгунняхи (пинго) возникают в
связи с промерзанием таликов, располагающихся часто под озерами и старицами рек, в
частности, после осушения термокарстовых озер, аласов и др. Когда термокарстовое
озеро осушается, то талые породы под ним начинают промерзать а увеличивающееся
давление выжимает талый грунт вверх, приподнимая образовавшуюся над ним
мерзлотную корку. Образуется бугор пучения, который в дальнейшем растет, т.к. талый
грунт все больше и больше промерзает за счет выделения сегрегационного льда. И,
наконец, вместо талика образуется ледяная линза, находящаяся внутри бугра или
булгунняха. Размеры булгунняхов достигают в диаметре до 200 м, а в высоту в 30-60 м
(рис. 13.7.2).
Гидролакколиты формируются при вторжении напорных надмерзлотных и
подмерзлотных вод в талый грунт в местах разгрузки подземных вод и во время
промерзания образуется также ледяная линза, залегающая согласно с вмещающими
породами, которые надо льдом приподнимаются образуя бугры.
Разнообразные процессы пучения в поверхностной части криолитозоны
распространены чрезвычайно широко и обладают различными формами проявления.
Структуры пучения создают большие трудности при строительстве в области
распространения многолетнемерзлых пород. Наледи. Зимой, в областях «вечной» мерзлоты многие реки местами промерзают до дна.
Вода, которая еще находится в отдельных участках русла и в речном аллювии, ищет
выхода и вырывается на лед, растекаясь по нему тонким слоем. Так может повторяться
много раз и, в конце концов, образуется толща льда, мощностью в первые метры и
площадью в десятки и сотни км2. Наледи речных вод прекращают свой рост к январю, а
наледи грунтовых, межмерзлотных и подмерзлотных вод растут до весны и летом не
успевают растаять, образуя большие ледяные массивы – тарыны. Самые крупные наледи
известны в Момо-Селенняхской впадине, в районе хр.Черского, например, Момский
Улахан-Тарын, площадью более 100 км2 и мощностью до 6 м. Если нарушить
естественные пути движения воды, то наледи будут возникать там, где их раньше не было
и мешать строительству мостов, дорог и др. Поэтому осуществляют специальные
противоналедные меры.
Таким образом, существуют наледи речных, надмерзлотных и подмерзлотных
вод. Иногда вода не может подняться на поверхность в силу разных причин, например,
если она попадает в пространство между многолетнемерзлыми породами и промерзшими
сезонноталыми слоями. Тогда она, замерзая, превращается в ледяную линзу, которая
увеличиваясь в объеме, приподнимает кровлю, образуя гидролакколит или подземную
наледь. Такие наледи могут быть однолетними или многолетними, особенно там, где
происходит непрерывная разгрузка подземных вод. Мощность ледяного ядра в таком
случае может достигать 10 м. Но залегает оно, как правило, неглубоко, всего в 2-3 м от
поверхности.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 121; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!