Изменения гидрогеологических условий при заболачивании юго-востока Западно-Сибирской равнины

Abstract

Актуальность определяется необходимостью понимания механизмов взаимодействия подземных, болотных и речных вод в условиях сильной заболоченности в таежной зоне Западной Сибири для решения целого ряда научных и инженерных задач как в настоящее время, так и в перспективе. Цель: количественная оценка изменения уровней подземных (грунтовых) вод в характерные периоды заболачивания юго-востока Западно-Сибирской равнины: 1) начало интенсивного распространения торфяных болот с мощностью торфяной залежи 0,3 м и более; 2) масштабная олиготрофизация болот. Методы: методы математического моделирования, статистические методы. Результаты и выводы. Проведен анализ структуры торфяной залежи в южной части водосбора реки Чая (приток реки Обь). Показано, что масштабное формирование торфяных болот (с мощностью торфа 0,3 м и более) на рассматриваемой территории происходило примерно 4 тыс. лет назад, а олиготрофизация торфяной залежи (в региональном масштабе) - примерно 2,0...1,5 тыс. лет назад. В обоих случаях основная часть болот, предположительно, могла быть отнесена к низинному типу, но, по сравнению с современным периодом, в первом случае их общая площадь была меньше в 2 раза, а во втором - больше в 1,7 раза. С учетом этих оценок определены средние значения инфильтрации Inf и коэффициентов фильтрации Kf, получена зависимость отношения Inf/Kf от площади низинных болот и выполнены расчеты уровней подземных (грунтовых) вод в настоящее время и для сроков 1,7 и 4,1 тыс. лет назад. Показано, что при олиготрофизации торфяной залежи (примерно 2,0...1,5 тыс. лет назад) с высокой вероятностью ухудшился водообмен между болотами и подземными водоносными горизонтами и выросли уровни подземных вод. Начало интенсивного регионального заболачивания (около 4 тыс. лет назад) происходило на фоне интенсивных водно-эрозионных процессов, в результате которых отмечено накопление речного аллювия, сопровождающееся подъемом уровней речных, а затем и подземных вод

Relevance of the research is determined by the need to understand the mechanisms of interaction between groundwater, swamp and river waters in conditions of severe swampiness in the taiga zone of Western Siberia to solve a number of scientific and engineering problems both at present and in the future. The aim: quantitative assessment of changes in the levels of groundwaters during the characteristic periods of swamping of the southeast of the West Siberian Plain: 1) the beginning of an intensive spread of peat swamps with a peat deposit thickness of 0,3 m or more; 2) oligotrophization of swamps. Methods: methods of mathematical modeling, statistical methods. Results and conclusions. The author has carried out the analysis of peat deposit structure in the southern part of the Chaya river (a tributary of the Ob river) catchment area. The large-scale formation of peat swamps (with a peat thickness of 0,3 m or more) in the area under consideration occurred approximately 4 thousand years ago; the oligotrophization of the peat deposit (on a regional scale) occurred approximately 2,0...1,5 thousand years ago. In both cases, the main part of the swamps presumably could be attributed to the lowland type, but compared with the modern period in the first case their total area was 2 times less, and in the second was 1,7 times more. Taking into account these estimates, the average values of infiltration Inf and filtration coefficients Kf were determined, the ratio Inf/Kf dependence on the area of low-moor peat swamps was obtained, and groundwater levels were calculated at the present time and for periods of 1,7 and 4,1 thousand years ago. During the oligotrophization of the peat deposit (approximately 2,0...1,5 thousand years ago), with a high probability, there was a deterioration in water exchange between swamps and underground aquifers and an increase in groundwater levels. The beginning of intensive regional swamping (about 4 thousand years ago) occurred against the background of intense water-erosion processes. This results in accumulation of river alluvium accompanied by a rise in the levels of river water and then groundwater