Батпатарды гидрологиялы режимі

Жер асты суларыны дегейіні былуы. Батпа-тарда жер асты сулары оны бетіне жаын орналасады. Жер асты суларыны дегейі (айнасы) детте батпа бетінін, формасын тгелдей кайталап отырады деуге бо-лады. Себебі, шымтезек абатыны су стап тру абіле-тіні куштілігі.

Беткейлік батпатарды жер асты суларыны дегейі-ні жылды режимінде екі максимум жне екі минимум байалады.

Бірінші кктемгі максимум детте кктемгі ар еруіне тікелей сйкес келеді. Жазда булануды шыл суіне байланысты дегейді тмендеуі байалады. Кзде бу-лануды азаюына жне жауын-шашынны кбеюіне бай-ланысты дегей ктеріледі, ал ыста атмосферадан корек тсу доарылуына жне тіршілік абатынан соруды нашарлауына байланысты таы да жер асты суларынын, дегейі тмен тседі.

Жер асты суларыны орташа дегейі 5...40 см шама-сында кбылады. Жер асты суларыны орналасу тере-дігіні азаюы (кемуі) ааш тектес сімдіктердін, жиілігі мен биіктігіні кемуіні жне бта тектес сімдіктерд шп тектес сімдіктермен алмасуыны арасында, ят фитомассаны тсіміні нашарлауына байланысты. Ба па массивтеріні трлі микроландшафтарындаы ж« асты суларыны дегейіні былуыны амплитудас ны млшері орта есеппен 0,2...1,0 м.

Батпатаы жер асты суларыны режиміні ерекі лік сипатына, батпа массивіні р трлі нктелеріндеііі су дегейіні былуыны синхронды кайталаньіп оты-1руы жатады, дегенмен кбылу амплитудасы трлі микро-1 -ландшафта трліше болады. былуды мндай сипатта болуы р трлі микроландшафтардан булану дрежесініщ жне жоары тірі абаттаы кра нрсені тыызда-луыныц трліше болып келуіне байланысты.

Батпа массивтерінен булану. Батпа массивтерінеі булануы буландыру бетіне келіп тсетін жылу млшері-мен жне батпа абатынан буландыру бетіне жететіі жне атмосфералы жауын-шашын трінде тусетін ылал млшерімен аныталады.

Жер астьі суларыны дегейлік жадайына байла-нысты, батпатардаы булану процесіні 3 кезеін бліп арауа болады.

Бірінші кезе батпак массиві суа толы анан жа-дайда болады. Бл жадайда булану процесі метеороло-гиялы факторлармен аныталады. Жер асты суларыны дегейі майда куыстарды тек бір блігі ана батпа бетіне су жеткізуіне байланысты тмендеген жадайда булануды екінші квзеі келеді. 'Е аырында, шінші кезеде, жер асты суларыны дегейі ттікшелік (капил-ляр) ктерілу зонасынан тмен орналасуына байланыс-ты, батпа бетіне ттікшелермен ылал ктерілу доа-рылып, батпа топыраы біршама тередікке р-айды.

Батпатардан булану вегетация кезінде (мамыр-ыр-куйек) климатты белдеулікке жне батпа массивіні трлі ландшафт алып жатан ауданына туелді.

Шыыс Еуропа жазыы шін суайрытарындаы оли-готрофты батпатардан булану солтстікте жылына 200 милиметрден отстікте жылына 400 миллиметрге дейін (танга белдеуі) згереді. Бл крсеткіш Батыс Сібір жа-зыында жылына 290 мм-ден 430 мм-ге дейін. Ойпады (евтрофты) батпа массивтерінде, ылалы мол белдеу-дегі булану крсеткіші олиготрофты батпатара ара-анда 10...15% жоары Ылал жетіспейтін белдеулерде суайры батпа мас-взтері тіптен кездеспейді. Ал, зен аарларында, кл-«бандарда, ойпа ландшафтарда орналаскан батпа-тардаы булану крсеткіші тіпті булану ммкіндігіне те-жесуі ммкін.

Батпатардаы температуралы режим. Батпатар-дан атуы жне еруі.Батпак массивтеріндегі температу-раны былуы минералды топыратара ксас, шымте-эек абатындаы жылу алмасу процесіне сйкес жреді. Батпатардаы температура былуынын амлпитудасы иентемператураны максимумы мен минимумы топыра хер абатымен сйкес келмейді. Ол бл ррталарды су-жылу асиеттеріне байланысты. Жер асты суларыны дегейінен тмен орналасад^шымтезек абатыны жы-лулы асиеттері згермейді деуге болады.^Жоары, к-былмалы тірі абатты жер асты суларыны тербелуіне жне шымтезекті ылалдыыны згеруіне байланысты бл абаттын, жылусыйымдылыы мен жылу ткізгіштігі бір ландшафтан екінші ландшафта ткенде мерзімдік жне кеістікте згеріске шырап отырады. йытар мен тартпаларда жне аса кшті ылалданан лескілерде жылу ткізгіштік пен жылу сыйымдылы сфагналы-б-талы микроландшафтара араанда сіресе жазда, кбірек, біра та минералды тонырактара араанда азыра.

Температураны туліктік режимі 15...20 см тере-дікке дейін айын байалады, жылды режим 3,0...3,5 м дейін, 35...40 см жне 4...5 м тередіктерде температура-ны туліктік жне жылды былуы шеді.

Мк батпатарыны бетіндегі жазы температураны былу амлпитудасыны максимумы ондаан градуса жетуі ммкін, жекелеген ашы тндерде, солтстік-батыс аудандарда батпа беттерінде суы руы болуы ммкін.

Батпак массивтеріні катуы темпёратураны орнык-ты (траты) трде 0°С-тен теріс мнге туінен со 12...17 кннен кейін басталады. Шымтезек кабатыны атуы 5...10 см траты ар кабатыны алыптасуына дейін ин-тенсивті жреді.

Батпа массивтеріні еруі трлі ландшафтарда рилы жреді.

 

38.Жер асты сулары жнінде тсінік. Жер асты суларыны алыптасуы жне режимі

Жер асты суы – жер ыртысын райтын тау жыныстарыныаралыындаы су.

Ол шгінді жне борпылда тау жыныстары блшектеріні арасын, са кеуектерін, магмалы жне метаморфты жыныстарды жарытары мен жіктерін, гипс, доломит, ктас жыныстарындаы карст уыстарын толтырып жатады. Жер асты суы алыптасу жадайына, тередігіне, арын кшіні млшеріне арай алыма су, грунт жне артезиан сулары болып 3 топа блінеді.

алыма су – кішігірім ойпаттарда, м-шаылдар арасында жауын-шашын немесе тасыан зен, кл суларыны топыраа сіуінен уаытша пайда болан, жер бетіне е жаын жатан арынсыз жер асты суы. Оны орына, химиялы рамы мен температурасына ауа райыны згерістері лкен сер етеді. Сондытан су орын райтын негізгі кз жойыланда, бл су рап алады. Жауын-шашын мол жылдары, зен атты тасыанда, ыста ар алы жауанда айтадан пайда болады.

Жауын-шашын мол жылдары, кктемде ар ерігенде, кзгі кп жауын кезінде бл суды дегейі едуір жоары ктеріледі, ал рашылы жылдары, ыс пен жаз айларында оны дегейі тмендеп, тередеп кетеді. Грунт суы нерлым тайызда жатса, оны ктеріліп-тмендеу млшері де сорлым кп болады. Тайыз жердегі грунт суыны дегейі бір жыл ішінде 1,5 – 2 метр жне одан да кп млшерде згеріп отыратын болса, тередегі суларды дегейі тек бірнеше см-ге ана згереді. Су дегейіні згерісіне, жыл маусымдарыны ауысуына байланысты бл суларды минералдылыы, химиялы рамы мен температурасы да згеріп отырады.

Жер асты суларыны алыптасуы жнінде негізінен екі теория алыптасан: сору (инфильтирация) жне конденсациялы теориялар.
Сору теориясы жер аты суларыны алыптасуын атмосфералы жауын – шашындары мен жер сті суларыны жерге сіуі (топыра абатынан соруы) арылы тсіндіреді, (Беруни...). Ірі жер жарытары жне уыстарымен сорыан сулар, су ткізбейтін абаттара жиналады да, жер асты суларына бастау береді.
Жер асты суларыны сору жолымен оректенуі мерзімдік былмалылыымен ерекшеленеді жне табиат жадайларына туелді (жер бедері, сімдік жамылысы, адамны ызметі...).
Конденсациялы теория жер асты суларыны алыптасуын су буларыны жер жарытары мен уыстары арылы атмосферадан конденсациялану жолымен жинаталатындыымен тсіндіреді.
Бл екі теория азіргі кезеде бір – біріне арама – арсы ойылмайды, бірін – бірі зара толытырады. Себебі кп жылдар бойы жргізілген зерттеулер нтижесінде жер ыртысына сулар сйы тамшылар трінде де (кпшілік жадайда) жне су буы трінде де (айтарлытай аз) тетіні длелденеді.
Атмосфералы жауын – шашыны кп аудандарда жер бетіне жаын орналасан (h = 300...400 м) су алмасу жылдам тетін абатта жер асты сулары негізінен сору жолымен алыптасады.
Жауын – шашыны аз рі ылал кп буланатын аудандарда (шл – шлейт) жер асты сулары негізінен су буларыны конденсациялануымен оректенеді.
Жер ыртысыны тере абаттарында орналасан жер асты суларыны су алмасуы те шабан. Олар те ертеде теіз шгінділеріні тыыздалу кезінде з бойынан суды ысып, ыыстырып шыару нтижесінде алыптасан. Бл сулар детте, те тзды болып келеді.
Сонымен атар жер асты суларында ювенильді суларды да бліп арайды. Бл сулар жер ядросындаы магмадан блініп шыан су буларыны конденсацияа шырауы арылы алыптасан. Ювениль суларыны жер бетіне тікелей шыуы вулкандарды жмыс істеу кездерінде кшейеді.
Жер асты сулары жер ыртысында, тау жыныстарында сору арылы немесе сіу жолымен озалады. Сору кезінде суды озалысы жарытар мен уыстарды бір блігіні су буы немесе ауамен толтырылуы арылы жргізіледі (аэрация белдемі). Сіу процесі жарытар мен уыстар суа тгел толан жадайда жреді. Бл озалыстаы суды массасы сіу аысын туызады.
Жер асты суларыны озалысы алыптасан жне алыптаспаан, тегеурінсіз, ламинар жне турбулентті болып келеді.

 

Суды мбебап еріткіш деп аталуы дрыс. азір судан 60-тан астам элемент аныталды. Жер асты суында иондара диссоцияланан еріген заттар, коллоидтык блшектер, газдар, микроорганизмдер болады. Бл раушылар жер асты суларына тау жыныстарынан, атмосферадан жне жер бетіні суларынан келіп осылады. Табии сулардаы молыра тараан элементтер: С1, 5, С, Sі, N. О, Н, К, Na, Мg, Са, е, А1, баса элементтер біраз сирек жне детте аз млшерде кездеседі.

Гидрогеологиялы зерттеулерде жер асты суларыны химиялы рамын анытауды мні зор. Нормативтерді ескеріп, белгілі бір орында зерттелетін жер асты суларына практикалы баа беру (сумен амтамасыз етуде, рылыс жргізгенде, кен орындарын игеруде, жер суаруда, т. б. масаттарда) тым алуан трлі. Жер асты суларыны асиеті ондаы еріген иондар (катиондар мен аниондар) тріндегі тздарды санды млшері жне зара атынасы бойынша аныталады. Иондар ішіндегі практикалы жаынан мні зор барлары: катиондар — Н+, К⁺, Мg²⁺, Са²⁺, е²⁺, Мn²+, Fе³⁺, аниондар—ОН^-, С1^-, SO₄^2-, НСО₃^-. Диссоциацияланбаан осылыстар ішінде е жиі шырайтындары SiO₂, е₂О₃, А1₂О₃, газдардан С0₂, СН₄, О, NH₂S, кейде Не, Rn т. б.

Суды жалпы минералдануы оны рамындаы иондарды, шпайтын р трлі органикалы заттар мен коллоидтардын, жиынтыы (осындысы) болып табылады. Суды жалпы минералдануы оны айнатып буа айналдыру жне айнатудан алан ра алдыты (аты) 110°С температураа дейін кептіру арылы анытайды. Оны млшерін г/л немесе мг/л арылы лшейді. Теориялы жаынан аланда ра алдыты салмаы иондар мен молекулаларды есептелген осындысына те болуы тиіс. Жер асты суларындаы ра алдыты млшері бірнеше ондаан мг/л-ден бірнеше жздеген г/л-ге жетеді. Жалпы минералдану (минералдылы) жоарылаан сайын жер асты сулары химиялы рамыны типі згереді. Жалпы минералдануды шамасына арай жер асты сулары тщы (1 г/л-ге дейін), лсіз минералданан (1—3 г/л), тзылт (3—10 г/л), тзды (10— 25 г/л), аса тзды (25—50 г/л) болып ажыратылады.

Блардан баса ра алды млшері 200 мг/л-ге дейін жететін аса тщы суларды з алдына ажыратады. Т±щы сулар кбінесе гидрокарбонатты немесе сульфатты-гидрокарбонатты; лсіз минералданан сулар гидрокарбонатты-сульфатты; тзылт сулар — сульфатты немесе хлоридті-сульфатты; тзды сулар сульфатты-хлоридті немесе хлоридті; аса тзды сулар мен тздытар кбінесе хлоридті, кейде сульфатты-хлоридті жне сульфатты болып келеді. Жер асты суларыны сапасына баа бергенде жалпы минералдану негізгі крсеткіштерді бірінен саналады.

Суды реакциясы. Жер асты суларыны химиялы крамын дрыс серлі (уатты) реакциясы деп аталатын млшерін (концентрациясын) білу ажет. Сутек иондарыны сандыќ мнін рН аркылы рнектейді. Сутек иондарыны концентрациясы (длірек айтанда оларды серлілігіні концентрациясы) о мнімен алынан онды логарифмі ерітіндіні рН-ы болып табылады: рН = lg[H⁺]. Бл шаманы білу кптеген теориялы жне практикалы мселелерді шешу шін ажет (жер асты суларыны коррозия тудыру абілеті). Температурасы 22°С таза судаы сутек жне гидроксил иондарыныњ (райсысын бле араанда) млшері 10^-7, яни бейтарап реакция беретін сулар шін рН = 7, рН>7 боланда су сілтілік реакция береді, рН<7 жадайда ышылды реакция береді. Сулар рН<7 млшеріне карай былайша ажыратылады: егер рН<5 болса те ышыл, рН = 5—7 болса ышыл, рН=7 бейтарып, рН>7—9 болса сілтілі, рН>9 боланда те сілтілі.

Натриймен байланысты сілтілі жер асты сулары тайызда орналасанда аридтік айматарда мдени сімдіктер шін аса зиянды келетін топыраты содамен тздануын тудырады. Сутек иондарыны концентрациясын су сынамасы алынан орында анытайды. Бл шін детте сутек иондарыны шамасына байланысты здерінін. бояуларын згертетін индикаторларды пайдалануа негізделген колориметриялы тсілді пайдаланады. Сонымен бірге электрометриялы тсіл де пайдаланылады.

Суды кермектігі. Са²⁺ мен Мg²⁺ иондарыны болуымен байланысты келетін ерекше асиет. Практикалы масат шін пайдалануа баа бергенде жер асты сулары кермектігіні ерекше маызы бар. Кермек суда сабын нашар кпіреді, бу азандарыны абыраларын а аптайды. Сондытан азандарды жылу ткізгіштігі тмендейді де, жмсалатын отын шыыны артады, аты алыдауы аварияа душар етеді. Кермек суды ыдыста сатаанда кбіктеніп трады. Кермек суда ккніс, ет, жарма сияты таамдар за уаыт піседі. Кермектілікті мынадай трлері болады: карбонатты немесе жалпы кермек суларда Са(НСО₃)₂ жне Мg(НСО₃)₂ т±здары болады; бикарбонатты суларда СаSО₄, МgSО₄, СаС1₂, МgС1₂ тздары шырайды; уаытша кермек немесе тазартылатын кермектік суларда кальций мен магнийді бикарбонаттары (НСО₃-ді тздары) болады, суды айнатанда бл тздар баяу еритін карбонаттара айналып тнбаа тседі. Жалпы жне тазартылан кермек арасындаы айырма траты кермектікке сйкес келеді. 2874—54 Мемст (ГОСТ 2874—54) бойынша су кермектігі бір литр суа келетін Са++ мен Мд^с++-діњ миллиграмм эквиваленті бойынша рнектеледі. Кермектіліктін. бір миллиграмм эквиваленті Са⁺⁺-ді 20,04 мг/л-іне жне Мg++-ді 12,6 мг/л-ні млшеріне сйкес келеді жне 2,8 неміс градусына те.

Кермектігі жнінен сулар мынадай топтара ажыратылады, те жмса суда 1,5 мг/экв-ке дейін (4,2), жмса суда 1,5—3 мг/экв (4,2—8,4°); алыпты кермек суда 3—6 мг/экв (8,5—16,2°), кермек суда 6—9 мг/экв (16,8—25,2°), те кермек суда 9 мг/экв-тен (25,2°-тан астам) Са++ мен Мg⁺⁺ болады.

Табии суларды кермектігі бірнеше миллиграмм-эквиваленттен ондаан, жздеген миллиграмм-эквивалентке дейінгі те ауымды шектерде ауытып отырады. Бір су кзіні зінде жылды р маусымындаы кермектік трліше болады. Жалпы кермектігі 3,7 мг/экв болып келетін жер асты сулары ауыз суы ретінде пайдалуа е олайлы болып табылады. уа жне жартылай уа айматарда кермектігі 14 мг/экв-ке не одан да жоары келетін сулар жиі пайдаланылады.

ааз, ант былары ндірістері, бу азандары шін кермек сулар жарамсыз. Кермек суларды белгілі бір масаттарда пайдалану ажеттігі туан жадайда оларды кермектігін талап етілетін нормалара дейін тмендету шін арнаулы тсілдермен деуге тура келеді.

Жер асты суларыны химиялы рамын рнектеуді тэсіл-дері. Суда еріген заттарды рамын химиялы анализ крсе-теді. Анализ нтижелері ионды миллиграмм-эквиваленттік, процент-эквиваленттік формаларда рнектеледі. Ионды формада суда рбір ионны саны 1 литр суа келетін миллиграмм немесе грамм (минералдылыы жоары сулар шін) арылы рнектеледі.

Судаы иондар длме-дл трде белгілі эквиваленттік санды атынастар бойынша зара серлеседі. Сондытан ионды формадаы анализді миллиграмм-эквиваленттік формаа айналдыру шін рбір ионны миллиграмм санын оны эквиваленттік салмаына блу ажет. Эквиваленттік салма белгілі элементті (немесе ионды салматы) атомды салмаын оны валенттігіне блу арылы аныталады. Мысалы, натрийді эквиваленттік салмаы 22,997 : 1 =23, кальцийдікі — 40,08 : 2 = 20,04, сульфат иондікі — 96 : 2=48.

Эквиваленттік салмаа блуді детте эквиваленттік салмаа кері шамаа кбейтумен алмастырады.

Иондар арасындаы атынастарды біраз крнекті трге келтіру жне р трлі суларды химиялы анализдеріні нтижесін салыстыру шін иондар эквивалентіні санын процент-эквивалент формасында рнектейді. Бл формада катиондар мен аниондар осындысыны райсысын 100% деп абылдайды.

Суды химиялы анализін крнекі трде рнектеу шін кп-теген формулалар мен графиктік тсілдер олданылады. Бларды ішіндегі е олайлысы М.Г. Курловты формуласы. Бл формуладаы блшекті алымында аниондарды млшері процент-эквивалент трінде (кеми тсетін атар бойынша) крсетіледі. Блшекті блімі катиондарды млшерін крсетеді. Бл формулада «М» рпінен кейін суды литріне келетін грамм тріндегі жалпы минералдану жазылады, бан еркін кйдегі газды млшері (егер аныталан болса), оан жалас судыњ 1 литріндегі сирек злементтерді грамы жазылады. Блшектік соында суды температурасы крсетіледі. Млшері 10%-тен аз иондар бл формулада крсетілмейді. Мысалы:

 

Br_0.002 H₂S_0.01 M_2.5 HCO₈₄³S₁₂⁴

T₉⁰

Ca₇₃Mg₁₉

 

Келтірілген формулада анализ жасалан су газды рамы жнінен ккіртсутекті, бромды; ра алды млшері 1,5 г/л, температурасы 9°С, минералданудыњ типі жнінен гидрокарбонатты, кальцийлі болып блінеді (сульфат ионы магнийді млшері 25%-тен тмен боландытан, суды типін анытаанда есепке алынбайды).

Графиктік жаынан аланда жер асты суларыны химиялы крамы шбрыш, квадрат, дгелек трлерінде бейнеленеді. Графиктік тсіл тиісті нсауларда толы арастырылады. Жер асты суларыны, бларды ішінде грунт суларыны химиялы рамы уаыт ішінде згеріп отырады. Анытаудыњ нтижелері гидрохимиялы карталар, ималар, графиктер трінде крсетіледі. Олар суды жалпы минералдануын жеке иондарды млшерін, суды типтерін сипаттайды.