Региональным коллектором подземных вод ГМ и ГАМ является зона экзогенной трещиноватости. Поэтому важнейшим признаком характера и степени преобразования этих структур многолетним промерзанием является влияние последнего на воды этой зоны. Многолетнее промерзание пород ГМ и ГАМ обусловливает изменение ряда характерных для них черт, в первую очередь таких, как питание подземных вод, их безнапорный или напорный режим, распределение в структурах, сток и разгрузка.
В разрезе ГМ выделяются вертикальные зоны: 1) аэрации, 2) сезонных колебаний уровней подземных вод, 3) трещинных грунтовых вод, 4) трещинно-жильных напорных вод. Питание осуществляется по всей территории ГМ, а площадь питания совпадает с областью распространения трещинных грунтовых вод. При инфильтрации дождевых вод происходит их глубокое просачивание. Мощность зоны аэрации достигает на водоразделах и склонах сотен метров, а зоны сезонных колебаний — десятков метров. Выходы грунтовых вод появляются только в нижних частях склонов.
Многолетнему промерзанию подвергаются в первую очередь породы зоны аэрации ГМ. Здесь мерзлые породы обычно приобретают неполно выраженные (с неполным заполнением пустот льдом) трещинные криотекстуры. Многолетнее промерзание обычно начинается с приводораздельных частей ГМ и ГАМ, со склонов северной экспозиции и участков, где в составе рыхлых четвертичных отложений преобладают суглинки. На первом этапе образуются островные (редко-островные, островные, массивно-островные), а затем прерывистые ММП. Мощность островных и прерывистых ММП, составляющая от первых метров до 50—100 м, меньше региональной зоны экзогенной трещиноватости. В таких условиях зоны аэрации и сезонных колебаний уровней сохраняются в пределах радиационно-тепловых таликов, а также ниже подошвы ММП. Там, где подошва ММП достигает уровня подземных вод, последние приобретают напор. Над участками распространения ММП появляется горизонт вод СТС. На контактах мерзлых толщ и таликов вследствие колебания их границы образуется вертикально ориентированный слой повышенной криогенной трещиноватости.
Таким образом, при островном и прерывистом многолетнем промерзании криогенное преобразование ГМ и ГАМ появляется и растет по мере увеличения площади распространения ММП. Происходит локализация очагов питания трещинных грунтовых вод, а места их питания уже не повсеместно совпадают с площадями их распространения. В ГМ (ГАМ) появляются напорные трещинные воды подмерзлотного стока. В то же время криогенное преобразование не изменяет еще коренным образом основных черт этих структур.
Формирование в пределах ГМ (ГАМ) сплошных ММП с мощностью меньше мощности зоны экзогенной трещиноватости приводит к дальнейшему изменению их особенностей. Талики остаются только в долинах рек, ручьев и под озерами. Питание подземных вод на междуречьях полностью прекращается, а их уровень теперь контролируется уровнями поверхностных вод в водотоках и иногда озерах. Питание подземных вод ГМ осуществляется в таких условиях за счет поверхностных вод и вод СТС через гидрогенные подрусловые, пойменные, реже подозерные инфильтрационные талики, а не непосредственно дождевыми водами. Породы в зоне аэрации промерзают, и она резко сокращается или исчезает вовсе. Трещинные подземные воды приобретают криогенный напор. Только в тех частях ГМ, где на междуречьях подошва мерзлых толщ не достигает уровня подземных вод, последние остаются безнапорными. В инфильтрационных таликах, приуроченных к верховьям рек и ручьев, где зимой прекращается поверхностный сток и питание поверхностными водами, в водно-критический период происходят сработка подземных вод и падение их уровней.
В ГМ и ГАМ при многолетнем промерзании на контакте подошвы ММП и подземных вод часто образуется зона (ярус) криогенной дезинтеграции, т. е. повышенной трещиноватости и обводненности пород, обусловленная их многократным промерзанием и оттаиванием. Зон криогенной дезинтеграции в вертикальном разрезе ГМ и ГАМ может быть несколько. Они как бы фиксируют интервалы, на которых в геологическом прошлом происходили колебания мощности ММП. Зоны криогенной дезинтеграции в пределах мерзлых толщ фиксируются по повышенной льдистости пород и расширенным трещинным типам криотекстур. Встречаются они и существенно ниже современного положения подошвы мерзлой толщи. Таким образом, степень развития трещинных подмерзлотных вод в ГМ (ГАМ) зависит от динамики мерзлых толщ. Наибольшей мощности подмерзлотная обводненная зона криогенной дезинтеграции достигает в периоды, когда происходит деградация мерзлой толщи снизу.
При глубоком многолетнем промерзании ГМ и ГАМ обводненность этих структур существенно зависит от активности и контрастности проявления новейших движений. В структурах с активным их проявлением по зонам разрывных нарушений под реками существуют инфильтрационные и напорно-фильтрационные сквозные талики, а по самим нарушениям осуществляется весьма интенсивный водообмен. Многочисленны подрусловые инфильтрационные, грунтово-фильтрационные талики и напорно-фильтрационные талики, с которыми связаны полыньи и наледи в долинах рек. Очень ярко это проявляется в бассейнах карстовых вод (БКВ), приуроченных к ГМ. Подчеркнем, что водообмен в таких условиях локализован по разрывным омоложенным зонам, а в ограниченных ими массивах пород, т. е. на большей площади структуры, он или сильно ослаблен, или даже отсутствует. В таких условиях трещинные и трещин-но-жильные подземные воды ниже мерзлых толщ распространены обычно спорадически и часто обладают повышенной минерализацией.
В ГМ (ГАМ), где контрастные новейшие движения отсутствуют, глубины многолетнего промерзания по древним разрывным нарушениям и под долинами рек, обычно также заложенным по разрывной сети, существенно не отличаются от средних мощностей мерзлых толщ. В северной подзоне северной геокриологической зоны такие ГМ проморожены и охлаждены до очень больших глубин. Сохранившиеся ниже мерзлых толщ трещинные и трещинно-жильные воды находятся в условиях крайне затрудненного водообмена и обладают повышенной, а иногда и очень высокой минерализацией. Пресные подземные воды существуют только в аллювии подрусловых грунтово-фильтрационных несквозных таликов.
Из изложенного выше следует, что степень воздействия многолетнего промерзания на ГМ и ГАМ можно оценивать по двум параметрам: во-первых, по характеру прерывистости мерзлых толщ по площади, и, во-вторых, по соотношению мощности мерзлых толщ с мощностью водоносной зоны экзогенной трещиноватости. Поэтому такие структуры целесообразно выделять как криогидрогеологические массивы (КГМ) и криогидрогеологические адмассивы (КГАМ). В порядке возрастания степени преобразования ГГС многолетним промерзанием выделены ГМ (ГАМ) островного и прерывистого промерзания, КГМ и КГАМ сплошного неглубокого промерзания, сплошного глубокого промерзания и сплошного сверхглубокого промерзания.
Уроки C++ с нуля / Урок #8 — Массивы
