Динамика подземных вод артезианских структур, прилегающих к морям, свидетельствует о том, что подземный поток верхней гидродинамической зоны направлен обычно в сторону моря и формирует субмаринный подземный сток. Субмаринная разгрузка подземных вод происходит в виде концентрированных их выходов по тектоническим нарушениям и на участках развития трещиноватых и закарстованных пород, а также за счет процессов рассредоточенного перетекания через слабопроницаемые кровлю водоносных горизонтов и морские донные отложения. Разгрузка подземных вод перетеканием через слабопроницаемые отложения установлена для многих артезианских структур в пределах районов как с естественным, так и особенно с нарушенным гидрогеологическим режимом. При этом процессы перетекания нередко определяют динамику подземных вод артезианского бассейна в целом или крупных его частей и играют существенную или даже определяющую роль при субмаринной разгрузке подземных вод.[ ...]
Методы, основанные на изучении водосборной площади, примыкающей к морю, предусматривают анализ геологических и гидрогеологических условий прибрежной части моря. Сюда относятся: гидродинамический расчет расхода потока (аналитическим путем и моделированием), комплексный гидрологогидрогеологический метод и метод среднемноголетнего водного баланса областей питания подземных вод. Эти методы, основанные на изучении процессов движения подземных вод, являются основными для непосредственной количественной оценки подземного стока в моря в пределах той зоны геологического разреза, для которой имеются данные о гидрогеологических параметрах.[ ...]
Как уже отмечалось, один из основных путей поступления подземных вод в моря - разгрузка их путем перетекания через слабопроницаемые отложения и донные осадки непосредственно в пределах акватории. Поэтому значительный интерес представляет определение области наиболее интенсивной разгрузки подземных вод и выяснение картины распределения субмаринного подземного стока. При наличии достаточных данных, характеризующих региональные условия фильтрации подземных вод, для оценки подземного стока в моря применим метод оценки взаимосвязи водоносных горизонтов, предложенный H.A. Огильви и развитый в работах других авторов (Огильви, Семендяева, 1972). Этот метод позволяет при известном распределении по площади значений напора и водопроводимости получить в каждой расчетной точке горизонтальную и вертикальную составляющие подземного потока. При этом разбивка области фильтрации на расчетные блоки и последующие вычисления могут быть выполнены методами конечных разностей или конечных элементов. Этот метод использовался при оценках подземного стока в Каспийское море (Джамалов и др., 1977).[ ...]
Комплексный гидролого-гидрогеологический метод состоит в том, что в пределах всей прибрежной зоны исследуемого бассейна моря путем генетического расчленения стока рек за многолетний период определяют среднемноголетние значения модулей подземного стока для основных водоносных горизонтов. Затем, используя метод аналогий, полученные значения модулей подземного стока распространяют на сходные по гидрогеологическим условиям участки прибрежной зоны, сток с которых направлен непосредственно в море, минуя речную сеть. Путем умножения модуля подземного стока на соответствующие площади прибрежной зоны рассчитывают приток подземных вод в море из зоны интенсивного водообмена. Описанный метод применим только для бассейнов с хорошо развитой речной сетью. В этом случае оценивается не весь подземный сток в море, а только из зоны интенсивного водообмена, включающий в основном пресные подземные воды. Поэтому рассматриваемый метод целесообразно использовать с другими, например, с методом среднемноголетнего водного баланса или гидродинамическим методом.[ ...]
Исследования подземного стока в оз. Онтарио были продолжены Р. Остри (Ов1гу, 1979). При этом были проанализированы имеющиеся опубликованные и архивные данные о геологическом строении и гидрогеологических условиях западного побережья озера, проведены разведочное бурение и опытно-фильтрационные работы. Количественная оценка разгрузки подземных вод в озеро на рассматриваемом участке выполнена по зависимости Дарси. Расчеты выполнялись для отдельных гидрогеологических районов северного и южного побережья. Использовались данные скважин, расположенных на расстоянии примерно 3 км от берега и было принято допущение, что приток в озеро формируется в основном в ледниковых наносах и в верхней части 15-метровой толщи коренных пород. Оцененная величина подземного стока в оз. Онтарио с канадского побережья (2,8 м3/с) незначительна по сравнению с притоком поверхностных вод.[ ...]
Метод среднемноголетнего водного баланса может быть использован для оценки подземного стока в моря из глубоких артезианских водоносных горизонтов, которые имеют четко выраженную область питания. Для области питания составляют уравнение среднемноголетнего водного баланса и по разности между осадками, испарением и речным стоком определяют значение глубокой инфильтрации, т.е. ту часть осадков, которая расходуется на питание артезианских вод. Этот метод заманчиво прост, однако его применение ограничено несколькими обстоятельствами. Во-первых, он пригоден для расчета расхода воды из тех водоносных горизонтов, которые надежно изолированы водоупорами от выше- и нижележащих горизонтов, т.е. должна быть уверенность, что сток оцениваемых горизонтов “доходит” до моря, а не расходуется на перетекание в другие слои. Во-вторых, этот метод может быть надежно использован в тех случаях, когда оцениваемое значение глубокой инфильтрации превышает точность определения других составляющих уравнения водного баланса (осадки, испарение, речной сток).[ ...]
Рассмотренные методы количественной оценки подземного стока в моря позволяют с достаточной точностью определить общий субмаринный сток из всех расчетных водоносных горизонтов и получить картину его распределения в прибрежной части суши и моря с учетом взаимосвязи водоносных пластов. Полученные одним из методов значения подземного стока следует в дальнейшем проверить и проконтролировать другим методом расчета. Совместное использование нескольких методов позволяет получать наиболее надежные результаты.[ ...]
Поэтому под морскими гидрогеологическими исследованиями понимается обширный комплекс визуальных, аэрокосмических, геофизических, геохимических и других работ, направленных на изучение различных аномалий непосредственно в море (в морской воде или в донных отложениях). Таким образом, морские гидрогеологические исследования (точнее их называть “гидрогеологические исследования в море”) направлены на изучение гидрогеологических процессов взаимодействия подземных и морских вод и подземного водообмена суши и моря. На рисунке 4.2.1 указаны основные методы морских гидрогеологических исследований, включающие дистанционные методы, методы непосредственных обследований субмаринных источников, методы изучения придонного слоя морской воды и методы изучения донных отложений.[ ...]
С помощью визуальных наблюдений можно обнаружить субмаринные источники, имеющие значительный дебит, расположенные в основном в прибрежной части моря. Даже наиболее мощные источники могут остаться незамеченными, если глубина их выхода превышает десятки метров. В последнее время возможности этого метода обнаружения разгрузки подземных вод в море значительно расширены в связи с применением аэрокосмической съемки и исследований с помощью водолазной техники.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Методы гидрогеологических исследований в акваториях морей и озер |
 |
| Аномалия солености и температуры в морской воде, вызванная разгрузкой подземных вод |
 |