Экология родников области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

родник экологический природный

Среди природных геологических ресурсов особое место принадлежит подземным водам. Их главная особенность состоит в том, что это единственные геологические ресурсы, которые постоянно возобновляются под влиянием круговорота влаги на земле [1, 2].

По своим физическим, химическим и биологическим свойствам вода занимает исключительное положение в природе. Все явления в литосфере, биосфере и атмосфере совершаются с участием воды. Воду изучают физики, астрофизики, химики, гидрохимики, геологи, гидрогеологи, биологи, гидробиологи, географы, почвоведы и другие специалисты [3].

Естественным выходом подземных вод на земную поверхность (на суше или под водой) является родник - источник, ключ. Родниками или источниками, ключами называют сосредоточенный естественный выход подземных вод на земную поверхность. Прежде чем выйти на земную поверхность, подземные воды, фильтруясь, проходят через пористое пространство различных горных пород, поэтому родниковая вода, как правило, отличается прозрачностью, свежестью и отменным вкусом. Благодаря естественной фильтрации она полностью сохраняет свои природные качества, структуру и свойства [4].

Родниковая вода считается самой чистой. Родники представляют собой уникальные естественные водоёмы - природные объекты, имеющие значительную научную и этнокультурную ценность как памятники природы, они являются центральным компонентом окружающих ландшафтов, повышают их эстетические свойства. Это - наше национальное богатство. Подземные воды хоть и скрыты от глаз, но роль их велика в природе и жизни человека [5].

Вода становится одним из самых дефицитных даров природы. Ещё недавно в наиболее развитых странах водные ресурсы рассматривались как неистощимое богатство природы. Считалось, что воду можно использовать из любых источников и в любом количестве. Но недостаток пресной воды в настоящее время ощущается на всей планете. Острота проблемы обеспечения человечества пресной водой заключается не столько в недостатке водных ресурсов, сколько в значительном росте загрязнения вод в процессе хозяйственной деятельности человека [5].

Актуальность темы «Родники Вологодской области» состоит в важности подземных вод для питания рек, для использования подземных вод для бытовых и иных нужд, а также в необходимости беречь их.

В работе рассмотрены родники Вологодской области, оценено их современное состояние, определена целесообразность их изучения и рассмотрены проблемы их обустройства.

Цель исследования - провести комплексную оценку состояния родников Вологодской области. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Выявить факторы формирования химического состава природных вод Вологодской области.

2. Изучить месторасположение родников и их особенности.

3. Рассмотреть состояние и проблемы использования родников.

4. Проанализировать перспективы обустройства родников.

5. Предложить варианты мероприятий по улучшению их экологического состояния.

1. Родники и родниковые воды

Родником, или ключом обозначается небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Родники, как выходы грунтовых и подземных вод на поверхность, являются уникальными естественными водоёмами. Они имеют большое значение в питании и других поверхностных водоёмов, поддержании водного баланса и сохранении стабильности окружающих их биоценозов. Некоторые российские реки и водоёмы порождаются именно такими подземными источниками. Их питание осуществляется за счёт глубоких водоносных слоёв, куда загрязняющие вещества с поверхности практически не проникают. По гидрохимическим особенностям воды родников можно судить о состоянии подземных вод в данном регионе [6].

Образование родников может быть обусловлено различными факторами: пересечением водоносных горизонтов отрицательными формами современного рельефа (например, речными долинами, балками, оврагами, озёрными котловинами), геолого-структурными особенностями местности (наличием трещин, зон тектонических нарушений, контактов изверженных и осадочных пород), фильтрационной неоднородностьюводовмещающих пород и другие [7].

По особенностям режима все родники подразделяются на постоянно, сезонно и ритмически действующие. Наибольшим постоянством отличаются восходящие источники, питающиеся артезианскими водами. Резкие колебания дебита (мощности) характерны для источников, питающихся верховодкой. Родники, питающиеся из верховодки, весьма распространены, их можно повсюду наблюдать весной на склонах местности, по берегам рек, при разработке траншей, котлованов и так далее, они быстро иссякают [8].

По приуроченности к отдельным типам подземных вод родники можно разделить на шесть групп [9]:

1. Родники, питающиеся верховодкой;

2. Родники грунтовых поровых вод;

3. Родники трещинных вод;

4. Родники карстовых вод;

5. Родники межпластовых (артезианских) вод;

6. Родники подземных вод области многолетней мерзлоты.

На территории Вологодской области встречаются родники 1, 2, 4 и 5 групп, но наиболее распространены родники второй группы.

Родники, питающиеся верховодкой. Верховодкой называются временные скопления подземных вод в зоне аэрации над поверхностью отдельных слоев или линз, обладающих слабой проницаемостью [10]. Верховодка расположена выше уровня грунтовых вод, и родники, питающиеся верховодкой, характеризуются резкими колебаниями дебита, температуры и состава, зависящими от изменения метеорологических условий [11].

Родники грунтовых поровых вод. Грунтовые воды - подземные воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного пласта, расположенного на первом от поверхности водоупоре [10]. Эта группа родников разделяется на 4 типа в зависимости от характера выхода грунтовых вод на поверхность земли [12]:

1. Эрозионные;

2. Контактовые;

3. Экранированные;

4. Субаквальные.

Эрозионные (депрессионные) родники образуются в том случае, когда эрозионные врезы вскрывают депрессионную поверхность грунтовых вод, не прорезая весь водоносный горизонт до подстилающеговодоупора. Формирование подобных выходов весьма характерно для понижений речных и озерных террас, заболоченных низменностей, а также для мелких эрозионных врезов (оврагов, промоин, балок) [11].

Контактовые родники образуются в том случае, когда эрозионные врезы вскрывают контакт хорошо проницаемых со слабопроницаемыми или водоупорными породами [Там же].

Экранированные (переливающиеся) родники формируются вусловиях, когда поток грунтовых вод достигает границы распространения слабопроницаемых пород (экрана). Подобные условия разгрузки характерны дляоползневых склонов (делювия), а также участков фациального или тектонического экранирования водоносных пород. Наличие такого экрана приводит к местному подъему уровня грунтовых вод и к формированию «восходящей» (подпертой) разгрузки грунтовых вод [11].

Субаквальные родники - это сосредоточенные выходы подземных вод вруслах рек или на дне водоемов ниже уровня поверхностных вод [Там же].

Родники карстовых вод. Карстовыми, или трещинно-карстовыми, называются свободные (гравитационные) подземные воды, связанные с горными породами, имеющими пустоты, образующиеся в результате растворения минерального скелета горной породы. Форма и размеры подземных карстовых пустот могут быть резко различными - от мелких пустот (каверн) диаметром 2-3 мм до пещер и крупных подземных гротов. Растворимыми (карстующимися) горными породами являются: карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели и другие); сульфатные (гипс, ангидрит) и хлоридные (галит, сильвин). Родники, питающиеся карстовыми водами, имеют крупные сосредоточенные выходы и наибольшие расходы воды [Там же].

Родники межпластовых (артезианских) вод. Межпластовые воды - это подземные воды, залегающие между водоупорными породами [10]. К межпластовым водам относят артезианские воды [11]. Артезианскими называют напорные подземные воды, самоизливающиеся при вскрытии [10].Режим родников, питающихся межпластовыми водами, отличается большой стабильностью, то есть весьма небольшими сезонными и годовыми колебаниями расходов, температур и химического состава воды [11].

Качество родниковой воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами. К физическим свойствам относятся такие показатели, как температура, цветность, мутность, привкус и запах [13].

Температура воды - важнейший фактор, влияющий на протекающие в водоёме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которого в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения. Для питьевой воды государственным стандартом установлен предел от 7 до 12 градусов [14].

Цветность. Цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального иорганического происхождения - гуминовых веществ, перегноя, которыевымываются из почвы и придают окраску воде от желтой до коричневой [Там же].

Мутность. Показатель, характеризующийся наличием в воде взвешенных веществ неорганического происхождения (например, карбонаты различных металлов, гидроокиси железа), органического происхождения (коллоиды железа, возможно также бактерио-, фито- и зоопланктона) и минерального происхождения (песка, глины, ила) [15]. Для питьевой воды мутность не должна превышать 1,5 мг/дм³ [16].

Запах и привкус воды объясняются присутствием в ней естественных или искусственных загрязнителей. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей, так и содержанием разных химических и органических соединений [15].

Вкус воды обусловлен растворенными в воде природными веществами, каждое из которых придает воде определенный привкус [Там же]:

- солоноватый - хлоридом натрия;

- горьковатый - сульфатом магния;

- кисловатый - растворенным углекислым газом или растворенными кислотами.

Приятный или неприятный вкус воды обеспечивается комбинацией концентрацией подобных примесей [Там же]. Вкус и привкусы количественно по интенсивности в баллах. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более двух баллов [17].

Химические свойства воды характеризуются показателями: кислотностью, жесткостью, окисляемостью, общей минерализацией. Кислотность воды определяется рН фактором. Стандарт для питьевой воды рН 6-9 [18].

Жесткость воды определяется содержанием ионов кальция и магния. Общая жесткость складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной). Временная жесткость обусловлена содержанием гидрокарбонатов, а постоянная - сульфатов и хлоридов кальция и магния. Для питьевой воды государственным стандартом определен предел - 7 мг/дм³ [18].

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника. В загрязненной воде могут содержаться белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и другие. Окисляемость питьевой воды перманганатом калия не должна превышать 5 мг/дм³ [Там же].

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли [19].

Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния 10 мг/л [20].

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в одномкубическом сантиметре воды. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и так далее. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки [Там же]. Качество родниковой воды зависит не только от ее физических, химических и бактериологических свойств, но и от того, как обустроен родник в целях защиты от внешних факторов.

Обустройство родников оказывает большое влияние на точность определения основного богатства родников - родникового стока. Оно обеспечивает более свободный выход воды на земную поверхность. Для хорошо оборудованных источников можно без всякой погрешности определить дебит, то есть количество воды, вытекающей на поверхность. Для этого разработаны правила обустройства родника. Эти правила необходимо соблюдать, если родник используется для питьевых нужд. Их надо учитывать при выборе места водозабора и устройстве самих сооружений. Главное - полностью исключить неблагоприятное воздействие на родник как существующих, так и возможных источников загрязнения [21].

Правильное устройство и оборудование водозаборных сооружений позволяет решить не только вопросы надежности и долговечности таких сооружений, удобства пользования ими, но и защиты воды от загрязнения и засорения. Наиболее распространенными водозаборными сооружениями для родников являются каптажи [17].

Перед сооружением каптажа устье родника очищают от наносов и грязи.

В восходящем роднике каптаж выполнен в виде колодца, где вода поступает через дно. При наличии песчаных водоносных пород на дне каптажа устраивают фильтр. При небольшом напоре восходящего родника возможно прекращение поступления воды из-за давления уже накопившейся в водосборнике. Не исключено, что родник найдет другой выход. В этом случае необходимо обеспечить в водосборнике минимальный уровень, устроив в стенке переливное отверстие. Новый выход родника перекрывают [22].

В каптажную камеру нисходящего родника вода поступает через отверстия в боковой стенке, прилегающей к водоносной породе. С наружной стороны этой стенки помещают песчано-гравийный фильтр. Если выход водоносного слоя в нисходящем роднике широк, к каптажной камере пристраивают боковые водопроницаемые стенки. Они преградят путь родниковой воде, и вода не уйдет за пределы каптажа [Там же]. Для защиты родника от замерзания каптажные камеры обоих типов родниковпокрывают сводом и засыпают грунтом [17].

Правильное содержание и эксплуатация водозаборных сооружений имеет решающее значение в профилактике бактериального загрязнения питьевой воды. В радиусе ближе 20 метров от каптажа не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка и полоскание белья, а также осуществление других видов деятельности, способствующих загрязнению воды. Наиболее рациональным способом водозабора из каптажей является подъем воды с помощью насоса, в крайнем случае с помощью общественного ведра (бадьи) [17].

С целью обеспечения постоянства качества воды, безопасности и приемлемости водоснабжения населения контроль должен включать в себя систематическое санитарное обследование не только источника водоснабжения, оборудования и устройств, но и территории, прилегающей к водозаборным сооружениям [Там же].

Таким образом, на основе рассмотренного материала первой главы нужно сделать выводы о том, что образование родников обусловлено различными факторами: пересечением водоносных горизонтов отрицательными формами современного рельефа, геолого-структурными особенностями местности, фильтрационной неоднородностью водовмещающих пород; качество родниковой воды зависит от ее свойств, места расположения источника, его обустройства и антропогенного вмешательства. Родники по различным критериям делятся на группы. Среди приведенных в первой главе в Вологодской области распространены источники, питающиеся верховодкой, также встречаются родники грунтовых поровых вод, родники карстовых вод и родники межпластовых (артезианских) вод.

2. Материалы и методы исследования

2.1 Материалы исследования

Объектом данного исследования являются родники Вологодской области.

Описание родников Вологодской области выполняется в целях комплексного использования информации. Теоретическая часть о подземных водах и родниках представлена большим количеством литературных источников. Данные по количеству родников, названия источников, их месторасположение, информация по качеству родниковой воды, по обустройству родников получены из Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области: отчет Прачкиной Т.В., Пестерева В.В. «Обследование пунктов выхода подземных вод на поверхность, расположенных вблизи автомобильных дорог общего пользования», 2001 год; отчет Мокриенко З.М., Александровой Н.А., Аустлендера В.Г. и других «О комплексной геолого-гидрологической съемке масштаба 1:200000 бассейна р. Суды Вологодской области (1972-1976 гг.)» том 2, книга 1; отчет Сенюшова А.А., Кротовой Н.Г., Гаркуша В.И. и другие «О комплексной геолого-гидрологической съемке масштаба 1:200000 района нижнего течения реки Шексны (Вологодская область) (1965 г.)» том 2, книга 4, а также информация изфондов библиотек и кафедры геоэкологии и инженерной геологии Вологодского государственного университета.

В процессе работы были изучены результаты ранее выполненных тематических работ, обобщенные материалы по подземным, поверхностным водам районов Вологодской области и отчеты по оценке гидроминеральных ресурсов Вологодской области. Проведен сбор и предварительный анализ имеющегося литературного материала.

2.2 Методы исследования

Для описания факторов формирования подземных вод применялся комплексный подход, включающий в себя характеристику географического положения, климата и рельефа, растительности и почвенного покрова, особенности геологического строения и гидрогеологические параметры Вологодской области. В ходе выполнения работы использовались такие методы исследования, как:

1. Метод ретроспективного анализа (позволил выявить причинно-следственные связи);

2. Описательный (с целью создания общего представления о родниках и обобщенной характеристики каждого родника);

3. Картографический (при создании карт, схем);

4. Сравнительный (для формулировки выводов о сходстве и различии родников по определенным параметрам).

Таким образом, на основании рассмотренного материала второй главы нужно сделать выводы о том, что основными методами в написании работы являются сравнительный и картографический. Указанные материалы и методы достаточны для раскрытия темы данной работы.

3. Природно-климатические условия Вологодской области

3.1 Географическое положение

Вологодская область находится на севере Европейской части России. В её состав входят 26 районов (рисунок 1): Бабаевский, Бабушкинский, Белозерский, Вашкинский, Великоустюгский, Верховажский, Вожегодский, Вологодский, Вытегорский, Грязовецкий, Кадуйский, Кирилловский, Кичменгско-Городецкий, Междуреченский, Никольский, Нюксенский, Сокольский, Сямженский, Тарногский, Тотемский, Усть-Кубинский, Устюженский, Харовский, Чагодощенский, Череповецкий, Шекснинский [23].

По площади Вологодская область является одной из крупных областей Российской Федерации и составляет почти один процент ее территории. Площадь - 145,7 тыс. кв. км. Наибольшая протяженность с севера на юг - 358 км, с запада на восток - 650 км. Область граничит на западе с Новгородской и Ленинградской областями, на севере - с Республикой Карелией и Архангельской областью, на востоке - с Кировской, на юге - с Костромской и Ярославской, на юго-западе - с Тверской областями [24].

Рисунок 1. Схема Вологодской области [25].

3.2 Основные черты рельефа

Рельеф оказывает влияние на химический состав родниковых вод. На возвышенных участках бассейнов, где породы хорошо промываются, подземные воды имеют относительно низкую минерализацию и в основном гидрокарбонатный состав: в пониженных частях, куда направлен сток солей с возвышенностей, минерализация повышается, в водах увеличивается концентрация сульфатов и хлоридов.

Территория области приурочена к северо-западной части Русской плиты; на северо-западе, в районе Прионежья, она примыкает к Балтийскому кристаллическому щиту. В геоструктурном отношении регион приурочен к Московской синеклизе. Поверхность области представляет собой плоскую или волнистую, а на востоке - увалистую равнину, на которой выделяются низины, гряды и группы холмов. Абсолютные высоты равнины обычно не превышают 100-200 м. Наименьшие высоты приурочены к побережью Онежского озера и долине реки Малой Северной Двины (34-50 м), наибольшие наблюдаются в пределах Вепсовской возвышенности (304 м) и Северных Увалов (294 м). Большая часть территории имеет региональный уклон к северу и северо-западу и только в части ее, расположенной южнее Главного водораздела Русской равнины, поверхность наклонена к югу [26], (рисунок 2).

Для центральной и западной частей области характерно чередование возвышенных участков и низин и сравнительно слабая расчлененность водоразделов. Восточная часть области имеет более однообразный рельеф; эрозионное расчленение водоразделов здесь более значительно, особенно на юго-востоке (Северные Увалы). В западной части территории расположены Прионежская и Кема-Белозерско-Молого-Судская низины, имеющие террасированную поверхность. Первая из них приурочена к девонской доледниковой впадине, окаймляющей Онежское озеро, вторая в основном - к карбоновому плато. НизиныразделяютсяМегорско- или Вепсовско-Андомской возвышенностью - полосой холмистого и грядового рельефа, которая приурочена к уступу карбонового плато - карбоновому глинту и маскирует последний. Северо-западный склон этой возвышенности носит название Валдайского уступа. Кема-Белозерско-Молого-Судская низина с востока ограничена Белозерско-Кирилловскими и Андогскими грядами, представляющими возвышенный массив холмисто-грядового рельефа, а несколько южнее - Вологодской возвышенностью. Южное обрамление этой низины образуют окраинные части Вышневолоцкой гряды. В бассейне Ковжи пониженные участки низины заняты Белым озером, а в низовьях рек Шексны, Суды и Мологи - Рыбинским водохранилищем [26].

Масштаб 1: 2 800 000 (в 1 см 28 км)

Рисунок 2. Физическая карта Вологодской области [27].

В центральной части области располагаются Воже-Кубено-Верхнесухонская низина, которая приурочена к дочетвертичной эрозионной ложбине Праонеги, а восточнее города Тотьмы выработана уже в четвертичное время. На западе эту низину ограничивают Кирилловские гряды и Вологодская возвышенность, на востоке и северо-востоке - Присухонская водораздельная равнина. На юго-востоке ее обрамляет склон Чухломско-Галичской гряды. В южной части низины - островная возвышенность Авнига [Там же].

Восточная часть области представляет собой волнисто-увалистую водораздельную равнину 150-250 м высоты, которая разделена Сухонской низиной на две части: северную и южную [Там же].

Прежде чем приобрести современный облик, рельеф области прошел очень длительный и сложный путь развития. Его формирование происходило под влиянием комплекса взаимодействующих эндогенных и экзогенных факторов. Можно выделить два основных этапа развития рельефа: дочетвертичный и четвертичный. В дочетвертичное время на поверхности палеозойских и мезозойских осадочных пород был выработан структурно-денудационный рельеф платформы, который определил основные черты современного рельефа территории. В четвертичном периоде рельеф формировался главным образом под влиянием деятельности ледников и талых ледниковых вод. В пределах рассматриваемой территории наблюдаются повторяющиеся сочетания форм рельефа одинакового происхождения и возраста. Они образуют генетические типы рельефа, каждый из которых характеризуется специфическими чертами поверхности и геологического строения [26].

По возрасту выделяются доледниковые, ледниковые, позднеледниковые и послеледниковые типы рельефа. Доледниковыми являются структурно-денудационные типы рельефа поверхности палеозойских и мезозойских пород, расчлененные древними эрозионными ложбинами и усложненные валообразными тектоническими поднятиями (в бассейне среднего течения реки Сухоны и верховьев реки Кунож). Среди типов рельефа ледникового времени наиболее распространены моренные равнины, холмистый и увалистый моренный и холмистый камовый рельеф. Позднеледниковые типы рельефа представлены в основном, озерно-ледниковыми аккумулятивными и абразионно-аккумулятив-ными равнинами. К послеледниковым типам рельефа относятся аккумулятивные и абразионно-аккумулятивные озерные и аккумулятивные болотные равнины. Типырельефа образуют в пределах территорииряд естественных комплексов - участков с различным обликом и строением поверхности [Там же].

3.3 Особенности климата

Климат - один из главнейших факторов формирования состава подземных вод. Прежде всего, на состав родниковых вод оказывают влияние следующие климатические факторы - атмосферные осадки, температура и испарение.

Для Вологодской области характерен умеренно континентальный климат лесной зоны, с умеренно-теплым летом, продолжительной умеренно-холодной зимой и неустойчивым режимом погоды [28]. Степень континетнальности климата не одинакова для области и увеличивается с запада на восток [29]. Формирование его (климата), как и любого другого климата на земле, происходит при участии причин, относящихся к двум категориям: радиационным, то есть связанным с приходом и расходом солнечной энергии, и циркуляционным, под которыми подразумеваются те или иные движения воздушных масс[28].

Устойчивый снежный покров укрывает землю на 165-170 дней, достигая к концу зимы высоты от 40 до 60 см в поле и до 75 см в лесу [30], (рисунок 3).



Рисунок 3. Высота снежного покрова в Вологодской области

Средняя месячная температура самого теплого месяца - июля составляет 16,6-17,3°С, самого холодного месяца - января от -10,8 до -13,8°С. Погода неустойчива: зимой наблюдаются оттепели, весной возможны сильные морозы до -30°С. Среднегодовая относительная влажность воздуха составляет 78-81%. Область расположена в зоне избыточного увлажнения [30]. Годовое количество осадков на территории уменьшается с запада на восток от 560-600 до 520-550 мм, что намного больше величины испаряемости. Жидкие осадки составляют около 55-60% годового количества, на долю твердых приходится 25-30% и смешанных - около 10-15% [32].

3.4 Гидрография области

Речная сеть Вологодской области принадлежит к бассейнам трех морей: Белого, Балтийского и Каспийского. К бассейну Белого моря относятсяреки, собирающие свои воды с северной покатости Восточно-Европейской равнины и изливающие в него свои воды через СевернуюДвину и Онегу. Площадь этого бассейна составляет более70% территории области. Западную часть занимает сравнительнонебольшой бассейн Балтийского моря (8%) и на юге - бассейн Каспийского моря (до 22%) [33].

Весьма широкое, но чрезвычайно неравномерное распределениепо территории имеют озера. Здесь насчитывается 1083 озера (длиною более 0,5 км), которые вместе с Шекснинскимотрогом Рыбинского водохранилища занимают площадь418,3 км², или 3% территории области. Наибольшее число озер (более 87%) наблюдается в западной части области и меньшее - в восточной (менее 13%). Они, как правило, представляютсобой остатки некогда существовавших озерно-ледниковыхводоемов. К этой группе относятся: Воже, Белое, Кубенское, Никольское, Катромское, Шиченгское и другие. Значительноеразвитие имеют так же озера, образовавшиеся в котловинах ледникового выпахивания и в понижениях моренного холмистого рельефа. Помимо озер, связанных по своему происхождению спроцессами древнего оледенения, здесьвстречаются изредканебольшие карстовые озера почти правильной округлой формыс крутыми склонами (группа озер без названия в западной частиобласти, южнее озер Онежского и Большого Тозьменского, Малого Тозьменского и другие на востоке области), а также озера-старицы, развитые в поймах рек (Верхняя Сухона, Шексна, Чагодоща, Юг и другие) [Там же].

Болота в пределах области развиты широко. Преобладаютверховые болота, которые составляют 56% общей площади болот, переходные - 24% и низинные - 20%. На распределениеболот в пределах Вологодской области существенное влияниеоказывает рельеф: в пониженной равнинной части территориис отметками поверхности до 100 м сосредоточено наибольшеечисло болот, и, наоборот, на участках повышенных (с отметками 150-200 метров высоты), отличающихся более расчлененнымрельефом, болота встречаются относительно редко. Наибольшей заболоченностью характеризуется юго-западнаячасть области, где болота занимают 27% территории, а наименьшей - восточная часть с заболоченностью менее 1,8%. Распространеныболота преимущественно в пределах бывших озери озерно-ледниковых равнин, на террасах озер и в поймах рек. Плоские, плохо дренированные поверхности местами заболочены весьма сильно и обладают большими болотными массивами. Примером могут служить Молого-Шекснинская, Присухонская и другие низины [33].

Избыточное увлажнение и замедленный сток благоприятствуют скоплению огромных запасов пресных подземных вод на территории области. По характеру залегания и составу различают грунтовые воды, близкие к поверхности, и более глубокие пластовые и артезианские [34].

Распределение речной сети в пределах области, ее структура и особенности носят различный характер и значительно меняются по территории. Эти различия обусловлены в основном особенностями рельефа, геологического строения и геоморфологии, сложившимися в результате длительной истории района. Большую роль в распределении и характере гидрографической сети сыграли процессы древнего оледенения, создавшие холмистый рельеф и ряд плоских низин, занятых некогда озерно-ледниковыми водоемами. Климатические условия здесь повсюду обеспечивают избыточное увлажнение, и достаточно наличия даже небольших уклонов местности, чтобы начался сток поверхностныхвод и образовались водотоки [33].

Грунтовые воды обычно содержатся в рыхлых песчано-глинистых отложениях (порово-пластовые воды), заполняют трещины в скальных породах (трещинные) или циркулируют в подземных карстовых пустотах, образующихся в растворимых породах (трещино-карстово-пластовые) [34].

Поверхность грунтовых вод в общих чертах повторяет рельеф местности с учетом характера вмещающих пород. В глинистых и суглинистых грунтах воды залегают обычно ближе к поверхности, в песчаных же, особенно на возвышенностях, иногда встречаются на глубине 20-30 метров. На склонах возвышенностей и речных долин они нередко выходят на поверхность в виде небольших родников и мокрых полос, а на дне долин и низин часто сливаются с горизонтом поверхностных вод: рек, озер и болот - и питают их [Там же].

Уровень грунтовых вод подвержен значительным колебаниям в зависимости от осадков и уровня поверхностных вод, с которыми они непосредственно связаны [Там же].

Грунтовые воды широко используются для колодезного водоснабжения сельского населения. Они особенно обильны в областях, сложенных известняками, гипсами и другими растворимыми и карстующимисяпородами, - на Валдайско-Вепсовской возвышенности, в бассейнах Онеги, Северной Двины, Пинеги и Кулоя [Там же].

Пластовые воды залегают в толще осадочных пород под грунтовыми водами, с которыми они обычно связаны. Их химический состав зависит от состава вмещающих пород, однако в общем наблюдается закономерное увеличение степени минерализации с глубиной [Там же].

Глубинные пластовые воды сильно минерализованы. С давних пор использовались для выварки, поваренной соли источники Вологодской области (Тотьма, Бабушкино). Менее полно еще используются целебные источники и грязи, хотя, Вологодские бромистые рассолы известны уже давно [Там же].

3.5 Характеристика почвенного покрова

Область располагается в северо-западной части Европейской платформы, и этим определяются особенности геологического строения ее территории: здесь распространена мощная толща палеозойских и мезозойских осадочных пород. Они почти не принимают непосредственного участия в почвообразовании, так как на большей части перекрыты четвертичными отложениями комплексных континентальных образований московского и валдайского оледенения, верхняя часть которых участвует в формировании почв [35].

В результате проявления подзолообразовательного, дернового и болотного процессов на территории Вологодской области сформировались подзолистые, дерново-подзолистые, дерновые, болотно-подзолистые, болотные и пойменные почвы. В соответствии с условиями увлажнения почв выделяются три крупные группы: автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные [31].

Среди аморфных почв на территории Вологодской области встречаются почвы подзолистого, дерново-подзолистого и дернового типов. Подзолистые почвы создают основной фон почвенного покрова области и развиваются там, где до настоящего времени сохранилась лесная, прежде всего хвойная растительность, или леса, вырубленные в последнее десятилетие. Дерново-подзолистые почвы составляют основной земельный фонд сельскохозяйственных угодий, особенно на востоке и юго-западе Вологодской области. Большая часть этого типа почв образовалась на месте подзолистых почв, которые были изменены в процессе их вовлечения в сельскохозяйственное производство или другого рода нарушений подзолообразовательного процесса. Так, например, часто дерново-подзолистые почвы образуются на месте вырубок леса при развитии луговой растительности. На территории Вологодской области почвы дернового типа (особенно дерново-карбонатные) являются лучшими по агрохимическим показателям. Наибольшее распространение они получили в Усть-Кубинском, Кирилловском, Белозерском, Вожегодском, Харовском, Сокольском, Вологодском районах (рисунок 4) [Там же].

Среди полугидроморфных почв на территории области распространены подзолистые, глееватые и глеевые, дерново-подзолистые глееватые и глеевые, дерновые глееватые и глеевые. Дерново-подзолистые глееватые и глеевые почвы широко распространены в пределах западной и центральной части области и приурочены к обширным низинам (Воже-Кубенская, Присухонская), а в восточной части они встречаются небольшими массивами. Дерновые глеевые и глееватые почвы отдельными участками встречаются в Усть-Кубинском, Кирилловском, западной части Вожегодского, Харавского, северо-западной Вологодского районов (рисунок 4) [31].

Рисунок 4. Схема почвенного покрова Вологодской области [Там же]

Среди гидроморфных почв на территории области распространены болотно-подзолистые и болотные почвы. Болотно-подзолистые почвы наибольшее распространение получили в северных и восточных районах области (рисунок 4).Болотные почвысосредоточены в пределах Молого-Шекснинской низменности. Пойменные почвы наиболее широко распространены в поймах крупных рек (Молога, Сухона, Вологда, Юг и других) и на нижних террасах озер Воже, Кубенское [Там же].

Таким образом, на территории Вологодской области в условиях разнообразия рельефа и почвообразующих пород сформировался достаточно разнообразный почвенный покров. Большая часть сельскохозяйственных угодий расположена на почвах дерново-подзолистого и дернового типа. Наибольшую сельскохозяйственную ценность имеют наиболее плодородные. Сформировавшиеся на карбонатных моренных суглинках дерново-карбонатные почвы. Неравномерное распределение по территории того или иного типа почв определяли разнообразие пахотных почв по агрохимическим свойствам [31].

3.6 Геологическое строение

Важным компонентом природы Вологодской области является ее геологическое строение. Без знания геологии не понять существо многих других компонентов природы, поскольку недра являются тем основанием, на котором образуется рельеф, ландшафты, почвы, поверхностные воды. Их формирование во многом обусловлено геологическим развитием территории [Там же].

Территория Вологодской области расположена к юго-востоку тот Балтийского щита на севере Русской плиты в пределах северо-западного крыла Московской синеклизы. В ее строении выделяются два структурных этажа: кристаллический фундамент, сложенный породами архейского и нижнепротерозойского возраста и осадочный чехол, состоящий из верхнепротерозойских, палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений[36].

Фундамент платформы разбит на ряд блоков. В поднятых блоках (выступах) развиты архейские породы комплекса основания, в опущенных блоках - нижнепротерозойские образования (геосинклинально-складчатый комплекс). Блоками, выполненными архейскими породами, являются, в частности, Пухтаевский, Юксовский, Коношский выступы. Нижнепротерозойские породы развиты в Индоманской, Шольской, Вельской, Котласской впадинах (Семенов, Ландман, 2003) [37], (рисунок 5).

Мощность чехла увеличивается с северо-запада на восток и юго-восток от 300 м (деревня Самино, Вытегорский район) до 2800 м (город Тотьма) и более 4,5 тысячи м (поселок Рослятино, вскрытая мощность) - это наибольшая мощностьчехла на территории Вологодской области. Большая мощность чехла наблюдается также в Бекетовско-Харовскомавлакогене и в Якшинской впадине. Мощность осадочных образований обусловлена структурным положением фундамента той или иной территории. Наиболее древними отложениями осадочного чехла, вскрытыми буровыми скважинами (город Вологда, поселок Рослятино, районы города Никольска и города Кириллова и другие) являются отложения верхнего протерозоя. Верхнепротерозойские отложения (рифейский комплекс и венд) представлены осадочными и осадочно-вулканогеннымипородами различного литологического состава[36].

Отложения пермской системы охватывают наибольшуютерриторию Вологодской области. Пермь представлена морскими, лагунными и наземно-пресноводными породами, обшей мощностью от 800 до 850 метров. Нижний отдел перми (приуральский) подразделяется на сакмарский и ассельскийярусы, сложенные, преимущественно, карбонатными породами с прослоями ангидрита и гипса, реже - галита [38], таблица 1.

Шире развиты среднепермские (биармейская) и верхнепермские (татарские) отложения, представленные казанским, уфимским и татарским ярусами. В первых двух преобладают известняки, доломиты и мергели, среди которых имеются прослои глин, алевролитов и песчаников. Характернойособенностью верхнепермских пород, мощность которых достигает 522 метров, служит их пёстрая окраска, связанная с разнообразием условий образования [Там же], таблица 1. Породы, сложенные в ярусах, представлены в таблице 1.

Таблица 3.1. Стратиграфия дочетвертичных отложений Вологодской области [39]

Группа (эратема)	Система	Отдел	Ярус	Индекс	Породы
Кайнозойская	Неогеновая	Плиоцен	-	N2	Пески серые с прослоями глин
	Палеогеновая	Эоцен Олигоцен	-	P2-3	Пески коричневые с прослоями глин
Мезозойская	Меловая	Нижний	Валанжинский	К1v	Алевролиты, пески, глины
	Юрская	Верхний	Оксфордский	J3o	Глины темно-серые, пески, алевролиты
		Средний	Келловейский	J2k
	Триасовая	Нижний	Индский-оленекский	T1i-o	Глины и алевролиты с прослоями песков и конгломератов
Палеозойская	Пермская	Верхний	Татарский	P3	Алевролиты, глины, песчаники, пески
			Казанский	P2kz	Известняки, доломиты, мергели, прослои глины
			Уфимский	P2u	Глины, песчаники, прослои мергелей, известняков
		Нижний	Сакмарский	P1s	Ангидриты, гипсы, доломиты
			Ассельский	P1a	Известняки, доломиты, прослои ангидрита
	Каменноугольная	Верхний	Гжельский	C3g	Доломиты, известняки, линзы гипса
			Касимовский	C3k	Известняки, доломиты, мергели, прослои песчаников и глин
		Средний	Московский	C2m	Известняки, доломиты, песчаники, алевролиты, глины
		Нижний	Серпуховский	C1s	Доломиты, известняки, глины, алевролиты
			Визейский	C1v	Глины, алевролиты, пески
			Турнейский	C1t	Глины, доломиты и мергели
	Девонская	Верхний	Фаменский	D3fm	Пески, песчаники, известняки, мергели
			Франский	D3f	Глины, алевролиты, песчаники, прослои мергелей и известняков

Дочетвертичные отложения Вологодской области показаны на рисунке 6. Таким образом, из рисунка 6 и таблицы 1 следует, что «территория Вологодской области сложена, в основном, осадочными толщами верхнего палеозоя, перекрытыми чехлом четвертичных, преимущественно ледниковых отложений. В отложениях каменноугольной и пермской систем преобладают карбонатные породы» [39].

Отложения четвертичного возраста развиты повсеместно в виде чехла мощностью от нескольких метров до 180 метров. По условиям формирования (генезису) в четвертичных отложениях выделяются: ледниковые, флювиогляциальные, озерно-ледниковые, озерно-речные (озерно-аллювиальные), речные (аллювиальные), озерно-болотные, болотные и эоловые. Собственно ледниковые отложения слагают моренные холмы, друмлины и конечно моренные гряды. Последние трассируют максимальное распространение бывшего ледникового покрова. Мощность флювиогляциальных отложений обычно составляет пять-семь метров. Флювиогляциальные отложения также являются рельефообразующими: слагают ложбины стока, озы, камы, зандры. Озерно-ледниковые отложения представлены тонкослоистыми глинами, суглинками, супесями, иногда песками с линзами залечников и гравийников. Мощность составляет два-пять метра. Все породы ледниковых горизонтов характеризуются почти полным отсутствием растительных остатков [31].

В межледниковых горизонтах и в голоцене выделяют аллювиальные, озерные, болотные отложения. Максимальной мощности (до 10-15 метров) достигают озерные отложения (тонкослоистые глины, суглинки, супеси). Аллювиальные отложения представлены песками, гравием, галечниками. Их мощность обычно составляет один-пять метров. Болотные отложения широко развиты по всей территории области на месте бывших озер и представлены торфяниками, мощностью до 10-15 метров [Там же].

Остальные генетические типы межледниковых горизонтов и голоценовых отложений имеют ограниченное распространение. Эоловые отложения имеются на берегах крупных озер. Сложены они тонкозернистыми песками мощностью два-десять метров. Элювиальные отложения развиты в местах выхода на поверхность дочетвертичных пород. Мощность их не превышает одного метра. Делювиальные отложения, мощностью до пяти метров, также развиты на поверхности дочетвертичных пород [Там же].

3.7 Гидрогеологические особенности

Подземные воды распространены в горных породах всех генетическихтипов, вскрытых на территории области - от рыхлых современных отложенийдо архейских кристаллических пород фундамента платформы. Характер их за-легания, химический состав и другие современные черты гидрогеологическихособенностей территории области обусловлены, главным образом, геологиче-ским строением, рельефом и климатом [38].

Вологодская область располагается в пределах огромного сложного рус-ского артезианского бассейна. Бассейн осложнен положительными и отрица-тельными структурами различных порядков. Согласно построениям А.Я. Ко-роткова большая часть территории Вологодской области располагается в пре-делах Московского артезианского бассейна второго порядка, соответствующего

Московской синеклизе, северо-западное крыло которой примыкает к Балтийскому щиту. Последние служат крупной региональной областью питания моно-клинально-погружающихся на юго-восток пород фанерозоя. В вертикальном разрезе артезианского бассейна прослеживается изменение скорости движения сверху вниз, степени минерализации, химического состава и температуры подземных вод [Там же].

Природа вертикальной зональности подземных вод достаточно сложная и единого мнения на этот вопрос в настоящее время нет. Особенно противоречивы представления в современной литературе относительно динамики подземных вод глубоких горизонтов осадочных толщ [Там же].

Гидрохимическая зональность, характерная для артезианских бассейнов платформенного типа, выражена отчётливо, но осложняется рядом аномалий, связанных с неотектоникой и палеогидрогеологическими особенностями осадконакопления. Нормальная гидрохимическая зональность, связанная с гидро-динамической, проявляется в закономерном увеличении минерализации под-земных вод с глубиной. С увеличением минерализации изменяется и составподземных вод - от гидрокарбонатных кальциевых к сульфатным кальциевымили к водам смешанного состава, а ниже - к хлоридным натриевым. Так, в районе Вологды пресные гидрокарбонатные воды, приуроченные к четвертичным, нижнетриасовым и верхам Верхнепермских отложений, сменяются солоноватыми сульфатными водами, начиная с низов верхнепермских образований. Ниже, в каменноугольных и девонских отложениях, встречены крепкие рассолы хлоридного натриевого типа с содержанием брома до 600 мг/л. Пластовая гидрогеохимическая зональность (по М.Е. Альтовскому), выражающаяся в изменении состава вод по пласту, также имеет место в данном регионе [38].

В краевых частях бассейна, то есть в западных районах области, преимущественно распространены инфильтрационные воды гидрокарбонатного кальциевого состава. Мощность зоны пресных вод в этих районах наибольшая и достигает300 метров. С погружением слоёв к юго-востоку отмечается увеличениеминерализации и замена гидрокарбонатных вод сульфатными, а затем хлорид-ными натриевыми рассолами [Там же].

Так, например, в западной и северо-западной частях территории Вологодской области в районах городов Вытегры, Бабаева, Белозерска и Устюжны вкаменноугольных и девонских отложениях циркулируют пресные гидрокарбонатные воды с минерализацией 0,3-0,7, а в её южной части, в городе Вологда, в тек же по возрасту толщах пород скважинами вскрыты хлоридные натриевые воды с минерализацией 190-205 гр./л [Там же].

Итак, воды гидрокарбонатного и сульфатного состава развиты в зоне интенсивного водообмена, то есть в верхних горизонтах осадочного чехла до глубин300-400 для западных и 50-150 метров для восточных районов. Преобладает гидрокарбонатный кальциевый, кальциево-магниевый состав вод [Там же].

Сульфатные воды широко распространены в загипсованных породах нижнеустьинского, казанского и среднекаменноугольно-нижнепермского водоносных комплексов. В классе сульфатных преобладают кальциевые воды, амагниевые пространственно и генетически связаны с доломитами. Сульфатные натриевые воды, главным образом, приурочены к породам татарского яруса верхней перми. В Сокольском районе среди сульфатных вод резко выделяются сульфатные натриевые рассолы нижнеустьинского горизонта с минерализацией свыше 140 гр./л [Там же].

В целом для разреза артезианского бассейна характерно преобладаниеподземных вод хлоридного класса. Хлоридные воды приурочены преимущественно к зоне весьма затруднённого водообмена. В наиболее погруженных частях фундамента мощность толщи, вмещающей хлоридные воды, превышает90% общей мощности осадочного чехла [38].

Газовая зональность подземных водпроявляется в смене сверху>вниз газов воздушного происхождения (преобладают азот и кислород) газами восстановительной к метаморфической обстановки, характеризующихся присутствием сероводорода, углекислого газа, метана и водорода [Там же].

Например, при взаимодействии обогащенных органикой болотных вод с растворенными сульфатными солями формируются сероводородные воды Молого-Садкого междуречья. В водах четвертичных отложений, на участках развития, погребённых торфяников образуется метан. На участках развития с поверхности гидроморфных почв, торфяников и отложений, обогащённых полуразложившейся органикой, в подземных водах преобладает глеевая обстановка.

Она (по А.И. Перельману) характеризуется отсутствием в воде растворённого кислорода и повышенным содержанием свободного углекислого газа. Исчезновение из состава газов растворённого кислорода объясняется расходованием его на окисление органических веществ. Накоплению в водах углекислого газа способствуют биохимические процессы [Там же].

Глеевая обстановка сопровождается повышенным содержанием в водах закисных форм железа, чем объясняется широкое распространение железистых вод в четвертичных отложениях в Вологодском, Грязовецком, Череповецком и

Сокольском районах. Газовый состав до глубин 500-700 метров изменяется незначительно и остается преимущественно азотным. В результате радиоактивного распада с глубины, растет лишь концентрация гелия. Глубже, в водах вендских и нижнепалеозойских отложений в отдельных скважинах, появляются углеводороды. Существенно отличается состав газа вод наиболее глубоких горизонтов (рифейский водоносный комплекс и водоносный комплекс пород фундамента). Здесь в составе газа кроме гелия и углеводородов появляется водород, составляя до 32% по объему [Там же].

Характерно для описываемой территории отсутствие чёткой литолого-стратиграфической обособленности водоупорных толщ. Регионально выраженный водоупорный комплекс (гипсоангидритовая толща нижней перми) прослеживается лишь в восточной части области. Остальные водоупоры имеют меньшее плановое развитие. В связи с этим строгой гидравлической разобщённости и этажности в гидрогеологическом строении в целом для территории Вологодской области не наблюдается [38].

4. Родники Вологодской области

4.1 География родников области и их состояние

Информация о наименованиях, местах расположения, состоянии и обустройстве родников нашего региона получена в Департаменте природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области и представлена в Приложении 1. На территории области находится 988 родников (рисунок7) из них 90 имеют наименования, что составляет 9% от общего числа источников.

Рисунок 7. Схема распределения родников по территории области (цифрами на схеме обозначено количество родников в районах)

Важное значение для родников играет их обустройство. Оно несет за собой не только эстетическое значение, но и влияет в дальнейшем на качество воды, на ее химический состав и целебные свойства. От обустройства зависит и то, каким образом человек будет использовать воду, как будет происходить забор воды. Сведения об обустройстве родников Вологодской области представлены на рисунке 8.

На основании диаграммы видно, что чуть более половины родников (51%) - обустроены, об обустроенности 32% родников нет данных, 12% родников - требуют обустройства и лишь 5% - не обустроены. Но, не смотря на то, что родники находятся в необустроенном состоянии, большинство из них используются в питьевых целях, в целях лечения ряда заболеваний. Не обустроенное состояние, а также не ведущийся систематический контроль, не проводимый регулярный ремонт родников и их прилегающей зоны, может привести к ухудшению качества воды, к снижению или исчезновению целебных свойств. Состояние родника является важным компонентом в последующем использовании из него родниковой воды, так как оказывает влияние на качество воды.