Основные определения и классификация источников

Источником (родником, ключом) называется естественный выход подземной воды на земную поверхность. Выход подземных вод на поверх­ность обусловливается тремя часто связанными между собой факторами.

1) Расчленением местности, т. е. пересечением водоносных горизонтов эрозионными и другими отрицательными формами современного рельефа — речными долинами, балками, оврагами, распадками, озерными котловинами и т. п.

2) Структурно-геологическим строением местности, т. е. наличием пликативных и дизъюнктивных дислокаций (открытых тектонических трещин, зон тектонических нарушений, антиклинальных складок с нару­шенными сводами, крыльями и др.).

3) Наличием в районе интрузий и даек, в зонах контактов которых с осадочными породами могут образоваться открытые трещины, выводя­щие на поверхность подземные воды.

Кроме того, в осадочных породах, в самих интрузиях и дайках по-трещинам также могут выходить на поверхность подземные воды.

В настоящее время сводной классификации источников, отражающей условия их выхода, связь с различными типами подземных вод, их режим? практическое использование, не существует.

Имеющиеся частные классификации и схемы построены или по харак­терным горным породам, с которыми связаны источники (А. Гейм), или-по гидравлическому признаку (связь с напорными и безнапорными водами) с учетом условий выхода источников (К. Кейльгак, Е. Принц, Р. Камне» Ф. П. Саваренский, А. Н. Семихатов, О. К. Ланге и др.), по характеру горных пород в сочетании с типами подземных вод (А. М. Овчинников), но режиму источников (М. Е. Альтовский) и другие.

По связи с безнапорными и напорными водами различают, соответст­венно, источники нисходящие и восходящие.

По приуроченности к отдельным типам подземных вод источника можно разделить на шесть групп.

I. Источники, питающиеся верховодкой.

II. Источники грунтовых норовых вод.

III. Источники грунтовых и напорных трещинных вод.

IV. Источники грунтовых и напорных карстовых вод.

V. Источники артезианских вод.

I. Источники, питающиеся верховодкой. Эти источники характери­зуются резкими эпизодическими колебаниями дебита, температуры и

«состава, зависящими в основном от изменения метеорологических условий района распространения этих источников.

II. Источники грунтовых поровых вод. Источники являются нисхо­
дящими; дебит, температура и состав их подвержены сезонным и в мень­
шей степени эпизодическим колебаниям, которые обусловлены также
в основном изменением метеорологических условий района. В этой группе
выделяется несколько типов источников: эрозионные, контактовые, выкли­
нивания, переливающиеся (или экранированные, по М. Е. Альтовскому,

Эрозионные источники образуются в результате активных эрозионных процессов, вскрывающих грунтовые водоносные горизонты на ту или иную глубину.

Контактовые источники выходят в отрицательных формах рельефа, иа контактах хорошопроницаемых со слабопроницаемыми или водоупор­ными породами, залегающими наклонно или горизонтально.

Источники выклинивания возникают вследствие стратиграфического выклинивания самого водоносного горизонта или же уменьшения его поперечного сечения.

Переливающиеся (или экранированные) источники имеют восходящее движение воды в месте выхода на поверхность. Восходящее движение в этом случае возникает вследствие различных причин: 1) развития слабо­проницаемого или непроницаемого делювия на склонах отрицательных форм современного рельефа (литологически экранированные источники); 2) больших неровностей водоупорного ложа водоносного горизонта, пита­ющего источник; 3) наличия сброса у головки источника, препятствую­щего нисходящему движению грунтовых вод (тектонически экранирован­ные источники); 4) фациальной изменчивости горных пород, слагающих грунтовый водоносный горизонт (фильтрационыо-экранированные источ­ники).

III. Источники грунтовых и напорных трещинных вод. Источники
этой группы бывают нисходящие и восходящие. Первые связаны с трещи­
нами зоны выветривания магматических, метаморфических и осадочных
горных пород. От источников грунтовых поровых вод они отличаются
тем, что обычно имеют более концентрированные сосредоточенные вы­
ходы.

Восходящие источники приурочены к отдельным тектоническим тре­щинам сбросового типа и зонам тектонических нарушений, пересекающих и дренирующих систему трещин зоны выветривания. Эти источники пита­ются напорными трещинными водами, причем напор в них обусловливается гидростатическим давлением, давлением газов (нарзаны и др.) или водя­ных паров (гейзеры).

К этой группе относятся большинство выходов минеральных вод , а также термальные и горячие источники.

IV. Источники грунтовых и напорных карстовых вод. Среди источ­-
ников этой группы встречаются как нисходящие, так и восходящие. Они
отличаются большим разнообразием условий выхода на поверхность. Пита­
ются карстовыми водами, широко распространенными в районах развития
карбонатных (известняки, доломиты, мергели), сульфатных (гипсы, ангид­
риты) и соленосных горных пород.

Из большого количества разнообразных карстовых источников можно выделить три подгруппы: перемежающиеся источники, постоянные и субмарнные (эжекторные).

Перемежающиеся источники характеризуются резким непостоянст­вом дебита во времени; действуя по принципу сифона , они дают то большие дебиты, то очень малые, вплоть до прекращения выхода

воды. Связаны подобные источники с зоной, залегающей выше уровня карстовых вод.

Постоянные источники связаны с крупными трещинами, подземными каналами, горизонтальными пещерами, развитыми в зоне распростране­ния основных карстовых водоносных горизонтов. Дебит этих источников иногда достигает нескольких кубических метров в секунду, причем часто имеет резкие колебания по сезонам года.

Субмаринные источники приурочены к подземным карстовым кана­лам, залегающим ниже уровня моря. Характерной особен­ностью этих источников является периодичность их выхода под водой в зависимости от соотношения давлений в канале и над головками источ­ников. Если давление в канале превышает давление столба воды над голов­кой источника, тогда последний функционирует (как результат эжекторного действия пресного потока); при обратном соотношении давлений происходит засасывание поверхностной морской воды в глубь карстующегося массива (морская мельница).

Иногда при соответствующей взаимосвязи трещин и каналов в карстующемся массиве засасывание сопровождается выходом морской воды выше уровня моря. На склонах карстующихся пород появляются соленые источники выше пресных.

V. Источники артезианских вод являются восходящими, связаны они с напорными водами артезианских бассейнов и склонов. На тер­ритории артезианских бассейнов источники выходят в долинах рек,, оврагах, озерных котловинах, складках, трещинах сбросового характера зонах контактов интрузий и даек с осадочными горными породами, нахо­дящихся в областях напора и разгрузки.

Артезианские склоны характерны для предгорных районов, где моно­клинально залегающие водоносные породы, погружаясь под водоупорные,, выклиниваются или фациально изменяются от грубообломочных и песча­ных разностей до песчано-глинистых и глинистых.

Вследствие этого создается гидростатический напор, приводящий к появлению мощных восходящих источников, иногда по линиям, повторя­ющим конфигурацию подножия гор.