Наукова бібліотека України

Loading
ЕСТЕСТВЕННЫЙ РЕЖИМ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД
Рекреація, туризм - Трускавецкие минеральные воды. Маринов Н. А.

Под естественным режимом подземных вод обычно понимают изменения во времени уровней, температуры, химического и газового составов, дебитов водопунктов и других особенностей подземных вод, отражающих процесс их формирования. Естественный режим обусловлен рядом взаимодействующих природных факторов, среди которых на первое место выступают геологические, климатические, гидрологические и почвенно-биогенные.

В естественных условиях ведущим является, как правило, какой-либо один или два режимообразующих фактора.

Изучение естественного режима подземных вод имеет большое научное и практическое значение. Оно важно для установления закономерностей формирования и распространения подземных вод с целью создания научной основы для рационального их использования или для борьбы с их вредным влиянием. Эти общие положения одинаково приемлемы ко всем типам подземных вод, в том числе и минеральным.

Режим подземных вод выявляется путем постановки специальных наблюдений. Для его изучения исключительно большое значение имеет накопление многолетних данных этих наблюдений. Если считать за начало эксплуатации Трускавецкого месторождения минеральных вод 1827 г., когда Трускавец официально был назван курортом, то получается, что оно эксплуатируется около 150 лет. Однако, несмотря на это, естественный режим его минеральных вод изучен весьма слабо, что объясняется почти полным отсутствием каких-либо наблюдений за ними в досоветский период эксплуатации месторождения. Несколько анализов химического состава этих вод, выполненных в течение более чем столетнего срока, конечно, не могут дать даже отдаленного представления о их естественном режиме.

В послевоенное время изучение режима минеральных вод также не сразу было налажено. Оно началось лишь в 1949 г., после образования на курорте гидрогеологической станции. В начале своей работы сотрудники станции столкнулись с большими трудностями в организации наблюдений за естественным режимом минеральных вод, так как подавляющее число источников и скважин, имевшихся на месторождении, находились в эксплуатации. Лишь источник № 11 («Юзя») и пробуренные в 1967 г. скв. 1-НО и 3-НО не эксплуатировались и сохранили естественный режим минеральных вод. По этим водопунктам и велись наблюдения. Кроме того, для получения возможно большей информации о естественном режиме в наблюдения включались и эксплуатационные водопункты, в использовании минеральной воды которых по каким-либо причинам возникал перерыв и они переходили на естественный режим. К таким водопунктам относятся источники «Нафтуся» № 2, № 3 («Бронислава»), № 4 («Барбара»), № 6 («Эдвард»), № 7 («Фердинанд»), № 8 («Эммануил»), № 9 («Анна»), № 10 («Катерина»), и скв. 9-Н, 14-Н, 17-Н, 5-К, 7-К, 8-К, 9-Б, 9-К, 15-РК и 24-Р. Число водопунктов, по которым велись наблюдения за естественным режимом подземных вод, составляет 21. Конечно, по сравнению с общим количеством их на месторождении это число незначительное, а если принять во внимание, что по части водопунктов наблюдения были кратковременными,— то и далеко не достаточное.

Распределение водопунктов по принадлежности их к водоносным комплексам и горизонтам, образующим Трускаведкий малый артезианский бассейн, представляется следующим: к загорскому водоносному комплексу относятся источники «Нафтуся» № 2, № 4 («Барбара»), № 8 («Эммануил»), № 9 («Анна»), № 10 («Катерина»), скв. 24-Р; к верхневоротыщенскому — источники № 3 («Бронислава»), № 6 («Эдвард»), № 7 («Фердинанд»), скв. 1-НО, 3-НО, 9-Н, 7-К, 8-К, 9-К, 9-Б; к стебникско-му — источник № И («Юзя»), скв. 14-Н, 17-Н, 5-К, 15-РК; к водоносному горизонту четвертичных отложений — группа неглубоких шахтных колодцев, расположенных на различных участках Курортной балки.

Комплекс наблюдений за естественным режимом минеральных вод включал наблюдения за изменением их уровня, температуры, химического и газового составов, дебитов водопунктов.

Режим уровней

Уровенный режим минеральных вод месторождения можно проследить по данным наблюдений за его изменением в скв. 1-НО и 3-НО и источниках № 4 («Барбара»), № 7 («Фердинанд»)

и № 10 («Катерина»). Как видно из рис. 5 и 6, наблюдения по отдельным водопунктам не совпадают как по времени, так и по продолжительности. Например, по источнику № 10 («Катерина») последняя составляет около двух лет (1951—1952 гг.); по источнику № 4 («Барбара») наблюдения продолжались с 1950 по 1955 г. непрерывно на протяжении шести лет; в течение такого же периода наблюдался уровень воды на источнике № 7 («Фердинанд»), но по времени он не совпадал с наблюдением предыду-

щего источника и охватывал период с 1965 по 1970 г.; на скв. 1-НО и 3-НО наблюдения продолжались в течение неполных двух лет (1969, 1970 гг.).

Однако, несмотря на эти отрывочные данные, все же удается установить некоторые закономерности в изменении уровенного режима минеральных вод месторождения.

Как следует из тех же рис. 5 и 6, колебания уровней воды в большинстве названных водопунктов находятся в тесной зависимости от изменения метеорологических факторов, прежде всего от количества выпадающих на площади месторождения атмосферных осадков.

Минимальное положение уровней подземных вод наблюдается зимой, в декабре, январе, когда выпадает наименьшее количество осадков в году. С началом таяния снега (февраль — начало марта) уровни подземных вод начинают постепенно повышаться. В случае затяжных зимних оттепелей начавшийся подъем уровней постепенно переходит в весенний подъем их, связанный с осадками этого периода, а последний — в летний. Наиболее высокое положение уровней подземных вод отмечается летом, в июне — августе, когда выпадает наибольшее количество атмосферных осадков. Лишь уровень грунтовых вод четвертичных отложений испытывает максимальный подъем весной, что, вероятно, связано с осадками этого времени и с подъемом уровней воды на реках, происходящим в результате таяния снега в горах.

Понижение уровней подземных вод начинается в конце лета и продолжается в течение всей осени. Однако по отдельным водоносным комплексам и четвертичному водоносному горизонту наступление минимального, максимального и годового максимума и минимума уровней воды происходит разновременно, что достаточно хооошо иллюстоиоуется табл. 30.

Помимо общей зависимости изменения положения уровней подземных вод от количества выпадающих в районе осадков наблюдается также зависимость между годовой амплитудой их уровней и глубиной залегания последних. Наибольшую амплитуду уровней обнаруживают водоносные комплексы, воды которых максимально приближены к поверхности земли, наименьшую — водоносные комплексы с глубоким залеганием подземных вод. Например, уровень подземных вод стебникских отложений имеет амплитуду от 2,5 до 11 м, верхней части верхневоротыщенских отложений 1,7—2,8 м, нижней части этих же отложений 0,7— 0,8 м.

Режим температуры

Наблюдения за температурой минеральных вод имеют большое значение в общем комплексе изучения их режима. В условиях Трускаведкого месторождения минеральных вод на изменение температуры последней оказывают влияние:

1)    температура воздуха и разница ее значений и значений температуры минеральной воды;

2)    степень изолированности водоносных горизонтов и источников или скважин от воздействия температуры воздуха;

3)    глубина залегания уровня минеральной воды от поверхности земли и место замера температуры ее в источнике или скважине;

4)    кратность обмена воды в водопунктах.

5)    расположение водопунктов по отношеннию к области питания водоносных горизонтов, питающих их;

6)    фильтрационные свойства пород.

Воздействие этих факторов на изменение температуры водьг в годовом цикле сказывается по-разному и в свою очередь зависит от особенностей каптажных устройств, глубины водопунктов, геолого-гидрогеологических условий отдельных участков месторождения.

Из рис. 7 видно, что кривые изменения температуры минеральных вод во времени по всем водоносным комплексам месторождения повторяют в сглаженном виде такую же кривую температуры воздуха. Для загорского и верхневоротыщенского водоносных комплексов экстремальные значения температуры воды по отношению к температуре воздуха запаздывают в среднем на

1,5—2 месяца. Они совпадают лишь у стебникского водоносного комплекса, залегающего первым от поверхности земли, хотя и здесь в отдельные годы наблюдается их запаздывание до одного, а иногда и до двух месяцев.

Снижение температуры воды наступает в декабре, январе. Раньше всего, в первой половине декабря, снижается температура воды стебникского и загорского водоносных комплексов (скв. 17-Н, 14-Н, Э-Н, 1-НО, 3-НО, источники «Нафтуся» № 1, № 6 («Эдвард») и № 7 («Фердинанд»), По верхневоротыщенско-му водоносному комплексу, залегающему на более значительной

глубине (скв. 8-К, 9-К, 9-Б, 7-К), а также по стебникскому водоносному комплексу (скв. 5-К и источник № 11 «Юзя»)), характеризующемуся постоянным водообменом, снижение температуры воды происходит несколько позже, преимущественно в январе, иногда в феврале (источник № 8 («Эммануил»), № 9 («Анна»),№ 10 («Катерина») и скв. 24-Р).

Минимальные годовые значения температуры воды приходятся на январь, февраль, в редких случаях — в водопунктах, уровни подземных вод которых располагаются неглубоко от поверхности земли (источник № 6 («Эдвард») и № 3 («Бронислава»)),— на первую половину марта. После зимне-весеннего снижения наступает небольшой период, когда температура воды удерживается на одном уровне, а затем начинает постепенно повышаться. Максимального значения температура воды достигает в июле, августе, после чего она снова снижается.

По данным многолетних наблюдений, температура минеральной воды месторождения колеблется от 6 до 10,2° С, многолетняя амплитуда ее составляет 1,86—4,05° С, среднее значение 8,2— 9,3° С. Сезонные температуры воды изменяются в более широких пределах: максимальная — от 9 до 14° С, минимальная — от 3 до 9,5° С, годовая амплитуда достигает 7,5° С. Наибольшая годовая амплитуда температур, равная 2—7,5° С, отмечается в скв. 17-Н, 9-Н и источнике «Нафтуся» № 2, вода в которых залегает на незначительной глубине от поверхности земли. В источниках № 4 («Барбара») и № 11 («Юзя») и глубокой скв. 8-К она составляет 1—5° С. Наименьшая амплитуда температур от 1 до 3,5° С характерна для воды шахтных источников № 8 («Эммануил»), №9 («Анна») и№ 10 («Катерина»).

Режим химического состава

Наблюдения за естественным режимом химического состава минеральных вод производились на источниках «Нафтуся» № 2, № 7 («Фердинанд»), скв. 8-К, 5-К, 15-РК, 9-Н, 17-Н и источнике № 11 («Юзя»). Они заключались в изучении изменения минерализации воды и некоторых компонентов ее состава. Полученные данные колебаний минерализации воды по указанным водо-пунктам за период с 1951 по 1970 г. приведены в табл. 31.

Как видно из табл. 31 и рис. 8, минерализация воды изменялась в широких пределах. По источнику «Нафтуся» № 2, связанному с загорским водоносным комплексом, при среднем значении в 0,28 г/л, минерализация колеблется от 0,25 до 0,561 г/л.

Минерализация высокоминерализованных вод верхневороты-щенского комплекса, представленных водами источника № 7 («Фердинанд»), варьирует от 4 до 360 г/л и в среднем равна 180 г/л. Соленые воды этого же комплекса, каптируемые скв. 8-К, имеют предельные значения минерализации 13,68 и 24,7 г/л, а средняя величина ее для этой скважины составляет 18 г/л. По стебникскому водоносному комплексу имеется наибольшее число водопунктов, в водах которых систематически измерялась их минерализация. Вода большинства водопунктов пресная и лишь в скв. 15-РК солоноватая. Средняя минерализация пресных вод находится в пределах 0,65—0,75 г/л, максимальная — не превышает 1,03 г/л и не опускается ниже 0,75 г/л, минимальная колеблется от 0,6 до 0,69 г/л. Солоноватые воды скв. 15-РК за восьмилетний период наблюдений с 1962 по 1970 г. имели максимальную минерализацию 4,62 г/л и минимальную 0,61 г/л.

Из приведенных в табл. 31 данных видно также, что пресные воды стебникского водоносного комплекса, формирующиеся в наиболее промытой части месторождения, имеют минимальную амплитуду минерализации, которая по отношению к средней не превышает 67%. Абсолютное значение амплитуды минерализации пресных минеральных вод загорской свиты хотя и невысокое, но по отношению к средней минерализации ее достигает 100% (источник «Нафтуся» № 2). Однако наибольшие абсолютные амплитуды минерализации наблюдаются в солоноватых водах скв. 15-РК, в соленых водах скв. 8-К и в рассолах источника № 7 («Фердинанд»). В первом из перечисленных водопунктов она составляет 4,01 г/л, или 105%, по отношению к средней минерализации, во втором соответственно 11,02 г/л, или 61%, и в третьем 356 г/л, или 198%, т. е. является самой высокой.

Повышение минерализации воды по всем водопунктам наблюдается главным образом в периоды минимального выпадения атмосферных осадков или их полного отсутствия, а по водопунктам, питающимся водами первого от поверхности земли водоносного горизонта, кроме того, осенью и зимой, когда почва на некоторую глубину промерзает и инфильтрация атмосферных осадков в породы прекращается. Исключение из этого общего положения наблюдается лишь в случаях, если зима сопровождается частыми оттепелями и породы или совсем не промерзают, или промерзают незначительно. В такие периоды талые воды просачиваются в породы и понижают минерализацию минеральных вод. В связи с этим снижение минерализации пресных вод наблюдалось в зимы 1962, 1966 и 1970 гг.

Обычно же после устойчивых зим снижение минерализации всех типов вод наблюдается при наступлении положительных температур воздуха. Это происходит в результате таяния снега и просачивания талых вод, а также выпадения и инфильтрации весенних и летних атмосферных осадков. В некоторые годы понижение минерализации воды наблюдалось и поздней осенью, и ему, как правило, предшествуют продолжительные обложные дожди.

На рис. 9 и 10 изображен ход изменения годовых амплитуд минерализации соответственно для слабоминерализованных

пресных, а также солоноватых и соленых минеральных вод. Графики в общем подтверждают изложенные выше закономерности в изменении минерализации воды во времени для этих двух типов вод. Вместе с тем на них достаточно хорошо видна одна характерная особенность, заключающаяся в наличии двух максимумов и двух минимумов значений амплитуд минерализации воды. Первые падают на 1958—1961 гг. и 1970 г., а вторые — на период до 1954 г. и на 1965—1968 гг. Разница между ними составляет около 10—И лет, т. е., как увидим ниже, она примерно соответствует времени экстремальных значений дебитов водопунктов. Отличия между ними заключаются в том, что в годы максимальных значений амплитуд дебитов амплитуды минерализации воды минимальны, и наоборот.

Изменение минерализации воды сопровождается соответствующим изменением составляющих ее компонентов. В пресных водах оно происходит главным образом за счет гидрокарбонатов, сульфатов, кальция и магния и значительно меньше за счет хлора и натрия. Повышение минерализации этих вод, как правило, сопровождается увеличением в них сульфатов и иногда изменением их типа. В хлоридных и хлоридно-сульфатных натриевых водах, имеющих всегда высокую минерализацию, при еще большем возрастании последней содержание хлоридов уве

личивается, а сульфатов — падает; при уменьшении минерализации, наоборот, количество хлоридов в воде уменьшается, а сульфатов — увеличивается.

Режим газового состава

В газовом составе воды установлены сероводород, свободная углекислота, кислород, газы углеводородной группы, азот, радон. В процессе наблюдения за изменением химического состава воды одновременно более или менее регулярно определялось содержание в ней первых двух газов, реже кислорода; режим азота, радона и газов углеводородной группы не изучался.

Сероводород в некоторых типах минеральных вод месторождения присутствует в количествах, значительно превышающих минимальные содержания его, после которых эти воды считаются. бальнеологически ценными. Наиболее высокие содержания сероводорода, от 17 до 100 мг/л, установлены в воде источников №4 («Барбара»), №6 («Эдвард»), №7 («Фердинанд»), № 10 («Катерина») и скважин, пробуренных на участках нахождения этих источников. Сероводород в количестве не более 10 мг/л отмечен в воде источников № 8 («Эммануил») и №9 («Анна»), В минеральной воде источника «Нафтуся» № 1 и в воде источника № 11 («Юзя») количество его меняется от следов и долей миллиграмма на литр до 1—2 мг/л, редко поднимается до 5 мг/л. В пресных неминеральных водах сероводород практически отсутствует.

Свободная углекислота установлена во всех минеральных водах месторождения, но бальнеологически интересных содержаний не достигает. Обычно она присутствует в количестве от 10 до 130 мг/л и в среднем составляет около 30—50 мг/л. Минимальные содержания углекислоты, от 10 мг/л, а иногда и меньше, до 25 мг/л, зафиксированы в минеральных водах источника «Нафтуся» № 2 и скв. 24-Р. В воде источника № 11 («Юзя») ее содержание колеблется от 20 до 60 мг/л. Такое же количество углекислоты определено в воде скв. 9-Н, 14-Н и 17-Н, находящихся на участке водозабора «Нафтуся» № 1 и вскрывших стебникский водоносный комплекс. Наиболее высокие содержания углекислоты, до 130 мг/л и выше, установлены в скв. 1-НО и 3-НО, получающих воду из верхневоротыщенских отложений.

Наблюдения показали, что на содержания сероводорода и углекислоты оказывают существенное влияние температура воды и воздуха. В зимний период, когда температура понижается, содержания указанных газов обычно падают; летом и в начале осени наоборот, как правило, увеличиваются; достигая максимальных значений. Как для сероводорода, так и для углекислоты характерно также повышение их содержания одновременно с увеличением минерализации воды. Для сероводорода это установлено по наблюдениям за водой скв. 1-НО, 3-НО и источников №7 («Фердинанд») и №10 («Катерина»), а для углекислоты — по скв. 8-К, 9-К и др. Приведенные данные позволяют высказать предположение о генетической связи этих двух газов. Они, очевидно, являются продуктом сульфатредуци-рующих и других процессов биохимического окисления органических веществ и восстановления сульфатов, которые наиболее активно протекают в верхней части разреза месторождения, обогащенного битумами, в теплые периоды года.

Периодически в минеральных водах месторождения отмечается кислород, попадающий в них, очевидно, из воздуха вместе с атмосферными осадками. Содержание его не превышает 3—

5 мг/л, иногда возрастает до 10 мг/л. Наиболее высокие концентрации его характерны для ближайших к поверхности земли минеральных вод, по мере увеличения глубины содержание кислорода падает и на глубине 50—60 м, а местами и меньше он вообще не фиксируется. Иногда кислород попадает в воду некоторых водопунктов непосредственно из воздуха вследствие плохой герметизации устьев некоторых водопунктов.

Максимальное содержание кислорода в воде определяется в периоды выпадения дождевых осадков и зимой. Попадая в воду, он кроме окисляющего действия угнетающим образом действует на жизнедеятельность микроорганизмов, в связи с чем в периоды повышения его в воде уменьшается содержание сероводорода и углекислоты, образующихся за счет разложения органических веществ.

Режим дебитов

Наблюдения за естественным режимом дебитов производились на значительно большем числе водопунктов, чем наблюдения уровней и температур воды. Более 20 лет наблюдали дебит источника № 11 («Юзя»), 12 лет — источника «Нафтуся» № 2 и от 5 до 13 лет дебиты фонтанирующих скважин или скважин, дающих свободный излив воды при постоянно заданном снижении ее уровней, а именно: скв. 8-К, 5-К, 17-Н и 9-Н. Как видно из рис. 6, так же как и уровни подземных вод, изменения дебитов водопунктов обнаруживают довольно четкую зависимость от изменения климатических факторов, особенно от количества выпадающих осадков.

Зимой, когда осадки чаще всего выпадают в твердом виде, питание подземных вод практически отсутствует. В этот период дебиты водопунктов минимальные. Увеличиваются они в феврале, марте, и увеличение их совпадает с началом инфильтраций в почвы и породы, которые к этому времени уже оттаивают, в начале талых снеговых вод, а затем весенних осадков. Дебиты водопунктов довольно заметно возрастают лишь после устойчивой и морозной зимы и наступившего затем дружного таяния снега. Если в течение зимы были оттепели, сопровождавшиеся просачиванием талых вод, отчетливого повышения дебитов водопунктов весной не наблюдается. В такие годы это повышение наступает раньше перехода температур в область постоянных положительных значений и происходит постепенно. Дебиты водопунктов также не увеличиваются весной и в том случае, если предшествующий год отличался обильными атмосферными осадками, а зима имела небольшое их количество. В этот период

дебиты остаются или неизменными или даже несколько уменьшаются по всему месторождению, что, правда, бывает нечасто. Увеличение дебитов в такие годы наступает или в конце весны или после выпадения летних осадков. Глубина залегания подземных вод мало влияет на начало увеличения весенних дебитов водопунктов.

После весеннего максимума дебитов наблюдается небольшой отрезок времени, в течение которого они уменьшаются, а затем под влиянием летних осадков снова повышаются. Период высоких летних значений дебитов более продолжительный, чем весенний, и приходится обычно на июль, август, т. е. несколько запаздывает по сравнению с началом выпадения летних осадков. Летние ливневые осадки на увеличение дебитов водопунктов обычно не оказывают влияния, что достаточно хорошо видно из рис. И, составленного по материалам наблюдений за 1967 г. Большое значение для режима дебитов имеют продолжительные обложные дожди, после которых дебиты почти всегда возрастают. Падение дебитов водопунктов начинается с конца лета или с начала осени. Оно продолжается далее до зимы включительно. Наблюдающиеся иногда кратковременные подъемы их осенью связаны с выпадением в это время дождей.

Из табл. 32—34 видно, что сроки наступления максимальных дебитов строгой закономерности не имеют. Например, по источнику «Нафтуся» № 2, связанному с загорским водоносным комплексом, из 10 лет наблюдений четыре года максимальные дебиты отмечались зимой и по три года — весной и летом. По скв. 8-К, каптирующей воды верхневоротыщенского комплекса, из 13 лет наблюдений 6 раз наиболее высокие дебиты фиксировались весной, по 3 раза зимой и летом и лишь один раз осенью. По остальным водолунктам комплекса наблюдения были краткосрочными и данные по ним не приводятся. По во-допунктам стебникского водоносного комплекса, в частности,, по наиболее длительно (21 год) наблюдавшемуся источнику № 11 («Юзя»), 11 раз, т. е. больше половины указанного периода, максимальные дебиты наблюдались весной, 5 раз зимой и 3 раза летом.

Таким образом, из изложенного можно заключить, что максимальные дебиты водопунктов чаще всего наблюдаются весной и летом, особенно по комплексам, воды которых залегают близко от поверхности земли или имеют небольшие расстояния от области питания до области разгрузки. По источникам, дренирующим более глубокие горизонты водоносных комплексов, области питания которых обычно значительно удалены от области разгрузки, наблюдается разброс величин максимальных дебитов, хотя и здесь они чаще отмечаются весной.

Абсолютные значения дебитов водопунктов различных водоносных комплексов месторождения изменяются от 0,2 до 9,5 м3/сут. На участках водозаборов «Нафтуся» № 1 и «Юзя» водопункты, вскрывшие стебникские отложения, имеют минимальные дебиты 1,6—5,4 м3/сут. В период весенне-летнего

подъема уровней максимальные дебиты достигают 9,2 м3/сут. Примерно в таких же пределах изменяются дебиты водопунктов, связанных с загорским водоносным комплексом (водозабор «Нафтуся» №2). Дебиты водопунктов, приуроченных к верхне-воротыщенскому водоносному комплексу, значительно ниже, чем остальных комплексов.

Наименьшее отношение минимальных дебитов водопунктов к максимальным для загорского водоносного комплекса составляет 0,21, для верхневоротыщенского — 0,5, для стебник-ского по скв. 17-Н оно равно 0,26 и по источнику №11 («Юзя») — 0,37.

Весенние и годовые амплитуды колебания дебитов водопунктов по водоносным комплексам месторождения приводятся в табл. 35—37.

Из табл. 35—37 видно, что годовые амплитуды колебания дебитов больше, чем весенние, и уменьшаются с увеличением глубины залегания водоносных комплексов. Например, амплитуды колебания годовых дебитов по скв. 17-Н и источнику № 11 («Юзя»), связанным со стебникским водоносным комплексом, располагающимся первым от поверхности земли, примерно в 2 раза выше, чем по верхневоротыщенскому комплексу, находящемуся под ним (скв. 8-К).

Сроки наступления весенних максимальных дебитов по во-допунктам всех комплексов в основном отмечаются в апреле, а в годы с ранним наступлением устойчивых положительных температур воздуха — в марте или феврале. Максимальные годовые дебиты обычно наблюдаются в весенне-летний период, особенно по водоносным комплексам, залегающим близко от поверхности земли. По загорскому и верхневоротыщенскому комплексам эти дебиты, кроме весенне-летнего периода, иногда фиксируются зимой. Отношение максимальных весенних дебитов к максимальным годовым по всем водоносным комплексам почти всегда меньше единицы. Это указывает на то, что на величину максимальных годовых дебитов оказывают влияние летние осадки. По большинству водопунктов отмечается четкая зависимость среднегодовых дебитов от суммы годовых осадков; с увеличением осадков максимальные годовые дебиты также, как правило, возрастают. Однако необходимо заметить, что при одних и тех же суммах осадков эти дебиты по различным водопунктам нео-

динаковы, так как на их величину оказывают влияние другие природные факторы (режим выпадения осадков, влажность и температура воздуха, состав пород и т. п.).

На графиках зависимости изменения дебитов от выпадения осадков выделяются три типа этой зависимости — с тенденцией к возрастанию и убыванию дебитов к концу года и сохранению их значения (рис. 12). Характер кривых обусловливается отклонением суммы годовых осадков от многолетней нормы и величиной отношения годовых сумм осадков рассматриваемого года к сумме осадков предыдущего.

При сумме годовых осадков больше многолетней нормы и указанном отношении больше единицы кривая среднемесячных дебитов водопунктов к концу рассматриваемого года возрастает. При сумме годовых осадков меньше многолетней нормы и отношении осадков рассматриваемого года к предыдущему меньше единицы кривые среднемесячных дебитов к концу года убывают. Наконец, при сумме годовых осадков, равной или приближающейся к годовой норме, и названном отношении, равном единице, кривые среднемесячных дебитов водопунктов от времени сохраняют свое значение неизменным до конца года.

Для водопунктов с возрастающей тенденцией дебитов к концу года скорость изменения последних составляет 0,02— 0,35 м3/мес, а с убывающей — она находится в пределах 0,1 — 0,38 м3/мес, т. е. мало отличаются друг от друга. Для стебник-ского и загорского водоносных комплексов они больше, чем для верхневоротыщенского, графики которого более пологие. При

сохранении возрастающих значений кривых зависимости (2 = =/(0 на протяжении нескольких лет подряд скорости изменения дебитов к концу этого периода имеют тенденцию к затуханию, несмотря на увеличение суммы годовых осадков. Это связано с полным насыщением зоны аэрации в областях питания и заполнением порового пространства водоносных горизонтов

инфильтрационными водами. Избыток атмосферных осадков, не принимаемых водоносными комплексами, расходуется на испарение и формирование поверхностного стока.

В ритме Солнца

Из рис. 13 видно, что за период наблюдений с 1950 по 1970 г. дебиты источников всех водоносных комплексов дважды имели максимумы и минимумы амплитуд. По большинству

источников минимальные амплитуды дебитов наблюдались в 1951 и 1961 гг., максимальные в 1955 и 1965 гг., т. е. через 10 лет каждый. Кроме того, на фоне этих крупных ритмов колебания амплитуд выделяются амплитуды с меньшими периодами. Минимумы малых амплитуд дебитов намечаются в 1951, 1954, 1961, 1963—1964 и в 1967—1968 гг., максимумы — в 1952—1953, 1962—1963, 1965—1966 и в 1969 гг., т. е. продолжительностью преимущественно по 3 и 6 лет.

Аналогичное явление наблюдается и при анализе кривых изменения минимальных температур минеральной воды (рис. 14), а также минерализации ее (см. рис. 9, 10). Как видно из рис. 14, за тот же период наблюдений довольно четко выделяются два высоких и два низких значения температур воды.

Между этой кривой и приведенной выше кривой изменения дебитов имеется много общего. Первая схематично, но не на всех участках повторяет последнюю. На ней также выделяются два максимальных и два минимальных значения температуры воды, разделенных между собой примерно десятилетним периодом. С кривой изменения амплитуд дебитов лучше коррелируется температурная кривая последнего десятилетия. В первое десятилетие, с 1951 по 1961 г., сроки наступления экстремальных значений температур воды не всегда совпадают с наступлением таких же значений амплитуд дебитов источников. Они сдвинуты несколько вправо, что связано, возможно, с влиянием в этот период на режим температуры воды других режимообразующих факторов, совершенно не проявляющихся или проявляющихся слабо в последнем десятилетии (различные глубина промерзания грунтов, толщина снежного покрова и др.).

Коррелируемость минимальных температур воды и дебитов водопунктов объясняется, очевидно, тем, что в зимний период при изменении дебитов уменьшается скорость движения воды, увеличивается время взаимодействия ее с более охлажденными породами приповерхностной зоны Земли, что естественно вызывает и снижение температур воды. В годы максимального значения дебитов кратность обмена воды возрастает, а время соприкосновения ее с охлажденными породами той же зоны Земли уменьшается, что и приводит к некоторому возрастанию температур воды.

Выявленные переломы в ходе изменения амплитуд дебитов водопунктов, температур и минерализации минеральной воды, происходящие около лет с наиболее резкими изменениями солнечной активности (11-летние циклы), объясняются, по-видимому, именно этим явлением.

Исходя из того, что дебиты источников и скважин самым тесным образом связаны с положением уровня подземных вод и что колебания уровня зависят от изменения климата, имеются все основания полагать, что резкие переломы солнечной активности отражаются и в таких же резких переломах в ходе уровней воды на месторождении. Это явление применительно к другим районам Советского Союза и зарубежных стран многими исследователями отмечалось давно и неоднократно освещалось в литературе (А. А. Коноплянцев и др., 1963 г.; И. П. Дружинин, Н. В. Хамьянова, 1969 г.).

Из изложенного следует, что режим минеральных вод Трус-кавецкого месторождения не только формируется под влиянием изменения климатических режимообразующих факторов, но и находится в причинной связи с проявлениями известных 11-летних циклов солнечной активности, резкие переломы в ходе которой в это время почти одновременно вызывают и переломы в ходе отдельных его элементов (температур и уровней воды, дебитов водопунктов и др.).

Так как солнечнообусловленные переломы в конкретных условиях Трускавецкого месторождения оказывают непосредственное влияние на дебиты водопунктов и, очевидно, на положение уровней подземных вод, установление этой зависимости имеет большое практическое значение. Эта зависимость, в частности, может быть использована для качественного прогноза ресурсов минеральных вод в периоды около лет резкого изменения солнечной активности, а также для планирования заезда больных на курорт. Однако эта зависимость установлена пока что на небольшом фактическом материале и на относительно непродолжительном сроке наблюдений, в связи с чем дальнейшая работа в этом направлении не только целесообразна, но и необходима.




Пошук по ключовим словам схожих робіт: