Влияние леса и болот на режим подземных вод

Осадки, выпадающие на поверхность Земли, проникают в грунт неравномерно. Глубина проникновения зависит от рельефа участка, состава и проницаемости пород, растительного покрова, темпера­туры воды и почвы. При одинаковом характере пород и раститель­ности наиболее благоприятные условия для просачивания осадков в грунт создаются в понижениях, где, как правило, собираются во­ды, стекающие с повышенных участков. В этих местах колодцы и скважины вскрывают грунтовые воды на меньшей глубине, чем на водораздельных участках. Исследования А. А. Измаильского и Н. А. Богословского, Г. Н. Петрова, В. Г. Нестерова, А. А. Молча­нова, В. В. Рахманова и др. показали, что в степных районах один и тот же водоносный горизонт даже при одинаковых условиях зале­гания может иметь различную величину питания в зависимости от характера рельефа. В настоящее время установлено, что в степных районах уровень грунтовых вод понижается в устьях балок и повы­шается в верховьях, что свидетельствует об их дренирующей роли.

174

Вопрос о роли леса и его влиянии на подземные воды и их ре­жим до сих пор не может считаться окончательно решенным, но основные выводы, с которыми согласно большинство исследовате­лей, сводятся к следующему.

1. Лес задерживает поверхностный сток воды, обеспечивает бо­ лее равномерное распределение снега, накопление влаги в грунтах, уменьшает эрозионную деятельность и изменяет структуру почв. Он повышает их водопроницаемость и тем самым увеличивает ин­ фильтрацию атмосферных осадков. По данным опытной станции Каменной Степи, при благоприятных условиях за период осеннего таяния снега лесные почвы могут поглощать до 300—500 мм воды. Лес выполняет водоохранные и водорегулирующие функции.

2. Несмотря на то что транспирация лесной растительности создает условия повышенного испарения грунтовых вод, наличие леса в общем обеспечивает их положительный водный баланс, по­ скольку в лесу инфильтрация преобладает над испарением.

3. Лес, задерживая кронами деревьев движение воздуха, вызы­ вает восходящие токи, способствующие увеличению количества ат­ мосферных осадков. Гидрогеологическая роль леса проявляется по-разному в зависимости от целого ряда естественных и искус­ ственных факторов (климатической и почвенной зональности, дея­ тельности человека).

4. Значение леса как положительного фактора в питании под­ земных вод резко возрастает в областях, где количество зимних осадков преобладает над летними.

5. В отдельных районах лесные массивы во второй половине ле­ та вследствие интенсивной транспирации могут явиться причиной временного снижения уровня грунтовых вод. Однако это не меняет общего значения роли леса как положительного фактора, увеличи­ вающего водоносность района.

При изучении подземных вод немалое значение имеют болота. Исследования условий питания болот, их связи с грунтовыми вода­ми необходимы при осушении заболоченных территорий. По услови­ям питания выделяют три типа болот:

1. Верховые, питающиеся главным образом атмосферными вода­ ми. Типичный растительный покров их — белый мох сфагнум (рис. 78, Л).

2. Низинные, питающиеся подземными водами, богатыми мине­ ральными веществами. Для них характерны заросли осок и изредка древесная растительность (рис. 78, Б).

3. Переходные, питающиеся как поверхностными, так и подзем­ ными водами. Растительность на них преимущественно древесная и в меньшей степени травянистая (рис. 78, В).

На Мещерской низменности, занимающей более 15000 км², вер­ховые болота составляют 13%, низинные 63% и переходные 24%, в пределах Барабинской неизменности (90000 км²) низинных болот около 80%.

По многим заболоченным массивам территории СССР в настоя­щее время выполнены комплексные геолого-гидрогеологические

175

съемки и составлены соответствующие описания. По ряду из них разработаны проекты различной степени детальности и осуществле­но строительство дренажных сооружений.

Роль болот в режиме грунтовых вод различна. В болотах грун­тового питания уровень воды близок к уровню подземных вод. Из­менение уровня воды в болоте вызывает соответственное изменение уровня в водоносном пласте, и наоборот. Если водоносный горизонт заключен в глинистых породах, повышение уровня воды в болоте

вызывает повышение уров­ня грунтовой воды с некото­рым запозданием.

Болота, питающиеся грун­товыми водами, уменьшают общую среднегодовую вели-, чину речного стока. В ме­жень при снижении уровня грунтовых вод болотные во­ды могут быть источником дополнительного питания грунтовых вод. Таким обра­зом, болота выравнивают внутригодовой сток, не до­пуская резких его снижений в межень.

Рис. 78. Типы болот:

' — вода, 2 — торф, 3 — песок, 4 — глина, 5 — уровень подземных вод

В ряде районов СССР (белорусское и украинское Полесья, Колхида, Мещёр­ская низменность, Барабин-ская степь и др.) в питании болот принимают участие напорные воды, дающие зна­чительные притоки подзем­ных вод. Это необходимо учитывать при выборе системы дренажа.

Болота, питающиеся за счет атмосферных осадков, уменьшают величину инфильтрации последних и сокращают пополнение запа­сов подземных вод.

Исследования, проведенные Е. В. Оппоковым, В. С. Доктуров-ским, В. Н. Сукачевым и др., показали, что с поверхности болот происходит усиленное испарение, в особенности с площадей, заня­тых болотной растительностью. По наблюдениям Е. В. Оппокова, в бассейне одной из рек в западных районах СССР из 552 мм вы­падающих за год осадков свыше 400 мм испаряется в атмосферу. В Советском Союзе обширные территории, занятые болотами, .осу­шаются. Осушение высвобождает плодородные, обогащенные азо­том и органическими веществами почвы. Осушение осуществляется на основе детальных почвенных и геолого-гидрогеологических ис­следований, о чем подробно см. в гл. XII.