Состав минеральных вод восточных районов Вологодской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

62

Содержание

Введение

1. Минеральные воды, их происхождение, физические свойства и химический состав

2. Материалы и методы исследования

3. Геоэкологическая характеристика восточных районов Вологодской области

3.1 Физико-географические факторы

3.2 Биологические факторы

3.3 Почвенный покров

3.4 Геологическое строение

4. Типы минеральных вод районов Вологодской области

Заключение

Список использованных источников

Введение

Минеральные воды - сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц. Минеральными природными питьевыми водами называются воды, добытые из водоносных горизонтов или водоносных комплексов, защищённых от антропогенного воздействия, сохраняющих естественный химический состав и относящиеся к пищевым продуктам, а при повышенной минерализации или при повышенном содержании определённых биологически активных компонентов оказывающие лечебно-профилактическое действие [1, 2].

Тема дипломной работы «Минеральные воды восточных районов Вологодской области» в настоящее время является наиболее актуальной, так как проблема рационального использования и охраны водных ресурсов стала особенно популярна в наше время. Природные полезные свойства минеральной воды уникальны, ведь они формировались в недрах земли, в совершенно особых условиях. Они проходят естественную обработку различными горными породами, высокими температурами, растворенными газами, всевозможными энергетическими полями. Эти воды несут огромную информацию в своем составе, структуре и свойствах.

Природными минеральными водами не считаются: смеси подземных вод из водоносных горизонтов с разными условиями формирования их гидрохимических типов или смесь подземных вод разных гидрохимических типов и смеси природной минеральной воды с питьевой водой или с искусственно минерализованной водой [6].

Важнейшей особенностью объекта исследования является подробный анализ химического состава минеральных вод в разных точках намеченной территории. Во-первых, подробный сбор данных в каждой из скважин позволить составить общую характеристику минеральных вод на данной территории. Во-вторых, используя метод изолиний, по этим данным необходимо составить карту показаний степени минерализации. В-третьих, при использовании полученной характеристики появится возможность проложить новые перспективы использования минеральных вод по актуальным в данное время проблемам, а также разобрать их влияние на жизнедеятельность человека.

Цель исследования - изучить состав минеральных вод восточных районов Вологодской области.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. изучить литературные источники и проанализировать фондовые материалы по восточной части Вологодской области

2. выявить типы минеральных вод на данной территории

3. оценить экологическое состояние минеральных вод

4. изучить превышение концентрации железа

5. выявить перспективы по использованию качества минеральных вод

1. Минеральные воды, их происхождение, физические свойства и химический состав

Минеральная вода - вода, содержащая в своем составе растворённые соли, микроэлементы, а также некоторые биологически активные компоненты. Минеральные воды представляют собой сложные природные растворы, имеющие в своем составе все известные химические элементы в виде простых и сложных ионов, комплексных соединений, растворенных или газообразных молекул [2].

Не считаются природными минеральными водами:

1. смесь подземных вод из водоносных горизонтов с разными условиями формирования их гидрохимических типов или смесь подземных вод разных гидрохимических типов;

2. смесь природной минеральной воды с питьевой водой или с искусственно минерализованной водой [Там же].

Минеральная питьевая вода должна быть прозрачной, бесцветной или с оттенками от желтоватого до зеленоватого цвета жидкостью, с вкусом и запахом, характерным для содержащихся в ней веществ. В минеральной воде возможен осадок содержащихся в ней минеральных солей [Там же].

Наряду с обычными пресными и слабосолоноватыми водами, которые повсеместно используются как питьевые, водопойные, хозяйственные, технические, в природе существуют такие разнообразные по своим свойствам природные воды, которые не всегда могут быть использованы для указанных целей. Это холодные и горячие воды лечебного и промышленного значения или только горячие теплоэнергетические. Такие воды называются минеральными [3].

Минеральными, в отличие от хозяйственно-питьевых, называются природные воды, особенности состава и свойств которых (радиоактивность, повышенные концентрации обычных и (или) наличие специфических компонентов и других) позволяют использовать их в качестве лечебных или промышленных. Основной особенностью химического состава минеральных вод является присутствие обычных или специфических компонентов (СО2 , H2S, N2 , Br, I, В, Rn, Fe, As, органических веществ и многих других) в концентрациях, превышающих специально разработанные критерии [2].

Минеральные воды западной части вологодской области как целебной соленой воды, а также железистых и сернистых источниках в Грязовецком, Вологодском и Череповецком уездах известны со второй половины XVIII века. Сведения о сероводородных источниках в Кирилловском районе встречаются в литературе с XIX столетия [Там же].

В первой половине XX столетия проводятся гидрогеологические исследования для выявления общих региональных закономерностей подземных вод. М. М. Пригоровским в 1922 г. опубликована сводка об артезианских водах Русской равнины. Существенно расширило представление о гидрогеологическом строении территории бурение эксплуатационных скважин. Можно отметить и большое количество работ, посвященных развитию курортного строительства в Северном крае, так или иначе относящихся к подземным водам. В конце 1940-х годов на территории Вологодской области гидрогеологическая экспедиция Ленинградского государственного университета проводит ревизионно-рекогносцировочное обследование ресурсов минеральных вод и грязей. В связи с этим был проведен их физико-химический анализ, газовый состав, радиоактивность и наличие микроэлементов (Е. В. Ртищева, И. Е. Сидельникова, С. И. Чубаров) [6].

Северо-Западным территориальным геологическим управлением (СЗТГУ) составлены «Каталог буровых скважин на воду Вологодской области» (по состоянию на 1.04. 1963 г.) и «Сводка гидрогеологических материалов по подземным водам с прогнозной картой водоснабжения Вологодской области» (авторы А. И. Болотина и М. М. Семенова) [Там же].

По материалам глубинного опробования подземных вод в 1960-е годы В. И. Гуревич охарактеризовал промышленные воды области. Опробование подземных вод, залегающих в зоне соленых вод и рассолов, с детальным изучением их состава позволило установить некоторые закономерности их формирования (Н. Г. Андреева, Е. А. Шебеста и другие) [6].

Большое значение для освоения подземных вод имели работы профессора Вологодского государственного пединститута В. В. Лебедева, страстного пропагандиста использования минеральных вод города Вологды и его окрестностей в бальнеологических целях. В 1965 году Ю. А. Савиновым и Р. А. Филенко произведено гидрогеологическое районирование Вологодской области по степени обеспеченности ресурсами пресных вод и особенностями их эксплуатации. На картах, помещенных в Атласе Вологодской области (1965), отражена водоносность дочетвертичных и четвертичных отложений, а в изданной в 1969 г. монографии «Гидрогеология СССР» (Архангельская и Вологодская области) нашли отражение все имеющиеся к тому времени значимые гидрогеологические работы. В 1972 г. в ЛКГЭ создан Вологодский гидрогеологический отряд с местом базирования в д. Марфино Вологодского района. Его задачей являлась организация сети наблюдательных скважин для создания общегосударственной режимной сети (А. С. Осипов, Ж. Е. Емельянова и другие) [Там же].

В настоящее время отряд занимается мониторингом подземных вод, что позволяет прогнозировать их состояние и давать рекомендации по рациональному использованию и охране подземных вод от истощения и загрязнения. По архивным данным с использованием режимных наблюдений в разные годы проводилась оценка эксплуатационных запасов подземных вод для городов Вологды, Череповца, а также для области в целом (И. А. Алексина, Н. Г. Бителева, А. М. Горелик, Ж. Е. Емельянова, С. А. Кагарлицкая, Н. Г. Короткова) [Там же].

Ряд работ последующих десятилетий посвящен состоянию и перспективам развития санаторно-курортного дела области на базе ее богатых и разнообразных гидроминеральных ресурсов [Там же].

Возникшие проблемы при использовании подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и использования их в качестве питьевых столовых и лечебных заставили обратить внимание гидрогеологов на особенности химического состава подземных вод и их формирование. Этим вопросам посвящен ряд работ Ю. В. Николаева и А. И. Труфанова.

Вологодская область располагается в пределах огромного сложного Русского артезианского бассейна первого порядка. С учетом строения кристаллического фундамента этого бассейна выявляются более мелкие естественные емкости - бассейны подземных вод, соответствующие геологическим структурам второго и более низкого порядков. Согласно А. И. Короткову, большая часть территории располагается в пределах Московского артезианского бассейна второго порядка, соответствующего Московской синеклизе и лишь северо-запад области от линии оз. Воже - с. Борисово-Судское находится на юго-восточном склоне Балтийского щита, который является внешней областью питания бассейна [4].

В вертикальном разрезе Московского артезианского бассейна сверху вниз прослеживается изменение движения, степени минерализации, химического состава и температуры подземных вод. Минеральные воды, широко распространенные в пределах Вологодской области, они выходят на поверхность в виде источников или вскрываются буровыми скважинами. В пределах западной части области выделяются следующие три основные бальнеологические группы минеральных вод: без специфических компонентов и свойств, (сульфатные, сульфатно-хлоридные, хлоридные), воды сульфидные (сероводородные) и бромные [Там же].

Широким региональным развитием пользуются воды без специфических компонентов и свойств, относящиеся к классам хлоридных и сульфатных вод. Бальнеологическое воздействие этих вод на человеческий организм определяется их основным ионным составом и общей минерализацией. Геологическое строение предопределило их широкое развитие, так как в осадочном чехле бассейна выделяется гипсово­ангидритовая (галогенная) толща нижнепермских пород, играющих роль регионального водоупора. Минеральные воды названных классов залегают выше этого водоупора, имеют различный состав (сульфатный, сульфатно-хлоридный и хлоридный) и разнообразную минерализацию. Воды хлоридного класса, приуроченные к гидрогеохимической зоне соленых вод с минерализацией до 35 г/л, образуют аномалии среди сульфатных вод, широкое развитие которых объясняется разломной тектоникой. В подгалогенной толще, общая мощность которой достигает 2500 м, развиты рассолы хлоридного натриевого состава с высоким содержанием брома [4].

Сульфатные кальциевые воды имеют разнообразный химический состав, поэтому среди них выделяют несколько типов: Краинский, Смоленский, Кашинский и Московский. Воды сульфатно-кальциевого состава с минерализацией до четырех г/л занимают основную часть сульфатной зоны. Их образование связано с выщелачиванием гипса и ангидрита, широко распространенных в породах от верхнедевонского до верхнепермского возраста. Они широко распространены в области и вскрыты многими скважинами [2].

Сульфатные кальциевые воды (Краинский тип) характеризуются повышенным содержанием сульфатного аниона SO4 и катиона кальция Са2+, а также повышенной температурой и отсутствием углекислоты. Эти воды вскрыты и опробованы во многих скважинах в Бабушкинском, Вологодском, Кирилловском, Нюксенском, Сямженском, Череповецком и других районах [Там же].

В качестве лечебно-столовых применяются в санатории-профилактории Череповецкого металлургического завода «Родник», находящегося в г. Череповце на правом берегу р. Шексны у устья р. Ягорбы. Для него пробурены в 1971 г. две скважины. Одна из них вывела сульфатную кальциевую воду Краинского типа с минерализацией 2,9 г/л из верхнекаменноугольных отложений (интервал 104,8 - 200 м). Эта вода используется для лечения заболеваний желудка, печени и мочевого пузыря. Вторая скважина вскрыла два типа минеральных вод. Сульфатно-хлоридные натриевые лечебно-столовые воды с минерализацией 8,9 - 9,9 г/л, близкие по составу к Нижне-Ивкинскому типу № 1, встречены в интервале 240 - 350 м в средне- и нижнекаменноугольных отложениях [Там же].

Сульфатные кальциевые воды (Смоленский тип) характеризуются повышенным содержанием аниона SO4 с преобладанием катионов Са++ и Mg++ и слабой минерализацией - порядка двух-трех г/л. Вскрыты скважинами в окрестностях оз. Вашкозеро, у д. Панино (Кадуйский район), у д. Лычково (Кирилловский район), у д. Б. Двор (Череповецкий район) и в других районах. [2].

Сульфатные кальциевые воды (Кашинский тип) содержат, наряду с вышеназванными ионами, катионы Na+ и К+. Воды этого типа сульфатные натриево-магниево-кальциевые получены при бурении в 1990 г. скважины на Нижнеустьинском месторождении (Череповец) с глубины 104,1 - 112,9 м из верхнепермских отложений (нижнеустьинская свита) [Там же].

Сульфатные кальциевые воды (Московский тип) отличаются повышенным содержанием сульфатного аниона - SO4 и наличием катионов Са++, Mg++, Na+ и реже К+. Они были впервые обнаружены в 1935 г. при анализе питьевых вод из скважин, бурившихся на территории Вологодского льнокомбината. Такие же воды были вскрыты в 1988 г. скважиной, пробуренной в г. Вологде на ул. Возрождения, д. 9. С 1994 г. здесь работает профилакторий «Бодрость», где лечат хронические гастриты, колиты, энтероколиты, язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, заболевания печени и желчевыводящих путей, мочевыводящих путей [Там же].

Сульфатно-хлоридные, хлоридно-сульфатные и хлоридные воды (Угличский, Чартакский, Миргородский, Феодосийский, Ергенинский, Нижне-Ивкинский № 1, Ново-Ижевский и Талицкий типы), кроме сульфатного аниона SO4 содержат анион хлора, а также катионы натрия Na+, калия К+, кальция Са++ и магния Mg++. Минерализация их в большинстве случаев значительная (до пяти-десяти г/л). Воды вышеназванных типов вскрыты скважинами во многих районах области на глубинах от 27 м до 300 м в толщах четвертичных каменноугольных, пермских и нижнетриасовых отложений, а местами выходят на поверхность и, как правило, приурочены к аномальным участкам [Там же].

Источники с сульфатно-хлоридной Феодосийского типа - Медицинское учреждение Федерации профсоюзов санаторий «Бобровниково». Санаторий «Бобровниково» находится в 12 км от древнего города Великий Устюг, родины российского Деда-Мороза. Расположен курорт на высоком удивительно живописном берегу реки Малой Северной Двины, в густом хвойном лесу с черничными и брусничными мхами. Берег Северной Двины у санатория «Бобровниково» - полоса естественного песчаного пляжа протяженностью 300 - 500 м [2].

Рисунок 1.1 - Медицинское учреждение санаторий «Бобровниково»

Хлоридные воды. Они характеризуются преобладанием аниона Сl и катиона Na+. Остальные, находящиеся в этих подах ионы, содержатся в значительно меньших количествах. Из микроэлементов в них содержится обычно бром и иод, а также редкие газы (чаще гелий). В некоторых случаях наблюдается повышенная радиоактивность. Хлоридные воды являются основным гидрохимическим типом подземных вод, залегающих, как правило, на значительных глубинах (порядка 200 - 300 м и больше) и приуроченных к палеозойским отложениям (пермским, каменноугольным и девонским), которые часто содержат прослои каменной соли и гипса. Последние являются источником поступления в хлоридные воды ионов Са+ + и Na+. По условиям формирования эти воды относятся к зоне застойного водообмена и отличаются обычно высокой степенью минерализации, достигая концентрации рассолов, то есть содержание солей превышает 50,0 г/л [Там же].

В ряде пунктов наблюдаются хлоридные источники, связанные с четвертичными отложениями. Здесь, по-видимому, хлоридные воды поступают из подстилающих палеозойских отложений. Широкое применение хлоридным натриевым рассолам, которые используются для отпуска наружных бальнеопроцедур в виде ванн, душей, лечебных бассейнов, было использовано в государственном предприятии Вологодской области санатории «Леденгск». Он расположен в селе имени Бабушкина, вдали от промышленных предприятий, в 30 км от старинного русского города Тотьма и в 250 км от областного центра - города Вологды. Находится в лесотаежной зоне, окружен сосновыми борами. Протекает экологически чистая таежная речка Леденьга, богатая рыбой и раками [2].

С 25 ноября 1959 г. на базе «Вологодского соленосного источника» стала функционировать Вологодская городская бальнеолечебница. Здесь абмулаторно успешно лечат многие заболевания опорно-двигательной системы: полиартриты, радикулиты и другие, а также гипертонию первой степени, неврозы, неврастению, кожные, хирургические гинекологические и многие другие заболевания. В разбавленном виде (в 20 - 30 раз) вода этого источника может быть использована как лечебно-питьевая при заболевании органов пищеварения, печени, при болезнях обмена веществ. В 1966 г. Построен бальнеологический курорт «Новый источник» в районе д. Лапоч, расположенной в 21 - 22 км от г. Вологды по Ленинградскому шоссе. Здесь пробурены две скважины, которые вывели на поверхность хлоридно-сульфатно-кальциевую питьевую воду с сухим остатком четыре-пять г/л (типа Ижевской) и воду для ванн хлоридно-натриевую с сухим остатком около 50 г/л из отложений пермского и каменноугольного возраста. Эти воды содержат значительное количество иода и брома и могут быть использованы для лечения ревматических, гинекологических, желудочно-кишечных и других заболеваний [7].

Рисунок 1.2 - Государственное предприятие санаторий «Леденгск»

В районах развития гипсоносных отложений каменноугольного и пермского возраста и прежде всего на обширных водораздельных пространствах Молого-Шекснинской низменности, перекрытых крупными массивами верховых болот, частым спутником подземных вод является сероводород. Обособленное поле подземных вод с содержанием сероводорода свыше десяти мг/л выделено в междуречье Мологи и Суды на площади около двух тысяч км2. По условиям образования Молого-Судское месторождение минеральных сероводородных вод является аналогом таких известных месторождений как Кемери, Бальдоне, Хилово, Великие Луки. Образование сероводорода на этих месторождениях связано со смешением сульфатных вод гипсоносных отложений с обогащенными органикой болотными водами и последующей сульфатредукцией, протекающей в анаэробных условиях под массивами болот [3].

По мере образования сероводорода ионный состав воды изменяется в сторону увеличения относительного содержания гидрокарбонат-иона, уменьшения минерализации. Характерный состав сероводородных вод можно представить нижеприведенной формулой, составленной по пробам воды, отобранным с глубин от десяти до пятидесяти метров (минерализация в г/л, содержание ионов в %/мг-экв.). Близость Молого-Судского месторождения к г. Череповцу и наличие хороших транспортных магистралей существенно повышает его практическое значение для использования в бальнеологических целях [Там же].

Бромные воды имеют региональное развитие в пределах нижней гидрогеохимической зоны - рассолов хлоридного натриевого состава. С глубиной в соленых водах и рассолах установлено нарастание концентрации брома. В глубоких грабенах Средне-Русского авлакогена и прилегающих прогибах (более двух с половиной - трех тысяч метров) содержание брома достигает 2,4 г/л [4].

Кроме охарактеризованных выше основных типов минеральных вод в южной части Вологодской области, в бассейне реки Углы известны радоновые, холодные, слабоминерализованные воды, выходящие на дневную поверхность в виде серии родников. Особого внимания заслуживают бромные воды в отношении их использования для ванн. Опыт применения в санаторной практике хлоридных рассолов с высоким содержанием брома позволяет высоко оценить бальнеологическую перспективность бромных вод. Бромсодержащие рассолы зон представляют интерес в. отношении промышленной добычи брома и относятся к категории минеральных промышленных вод. Минимум промышленных концентраций брома подземные воды Вологодской области достигают с глубин порядка 800 - 1000 м [4].

По сказанному в главе нужно сделать выводы, что на территории восточных районов Вологодской области преобладают сульфатные воды, среди которых можно выделить четыре основных типа минеральных вод: Краинский, Смоленский, Кашинский и Московский. Некоторые из них применяются в санаториях и профилакториях в качестве лечебно-столовых вод. В основном сульфатные воды характеризуются преобладанием аниона SO4 и наличием катионов Са++ и Mg++. Na+ и К+ - находятся в меньше количестве и чаще всего встречаются в хлоридных водах. Хлоридные воды, которые являются основным гидрохимическим типом подземных вод, приуроченных к палеозойским отложениям, которые часто содержат прослои каменной соли и гипса. В основном хлоридные воды характеризуются преобладанием аниона Сl и катиона Na+, а остальные катионы находятся в меньше количестве. Поэтому на данной территории можно выделить две группы минеральных вод - сульфатные и хлоридные, гидрокарбонатные встречаются более редко.

2. Материалы и методы исследования

В качестве исходных материалов для написания дипломной работы были использованы следующие материалы: фондовый материал отдела геологии департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области, картотека эксплуатационных скважин на воду кафедры геоэкологии и инженерной геологии ВоГУ, библиотечный материал. При сборе информации в глобальной сети Интернет были использованы поисковые системы Yandex и Свободная энциклопедия Википедия.

В работе использовались следующие методы: расчетный (оценка потенциального риска здоровью при комбинированном воздействии загрязнения окружающей среды), картографический (ситуационная карта расположения скважин). Картографический метод исследования - метод исследований, основанный на получении необходимой информации с помощью карт для научного и практического познания изображенных на них явлений. Также в данной работе были использованы описательный метод, методы анализа - синтеза, сравнения и обобщения, метод ретроспективного анализа.

Описательный метод - научный метод, который используются во всех общественно-исторических и естественных науках, и стоит на первом месте по широте применения. Описательный метод предполагает соблюдение ряда требований:

- четкое представление об избранном предмете изучения;

- последовательность описания;

- систематизация, группировки или классификации, характеристики материала (качественная, количественная) в соответствии с поставленной исследовательской задачей [5].

Описательный метод в данной работе использовался при составлении геоэкологической обстановки восточной части Вологодской области, а с помощью метода ретроспективного анализа, было четко отображено содержание таблиц, взятых из литературных источников.

Метод анализа заключается в том, что предмет изучения мысленно или практически расчленяется на составные элементы (части объекта, его признаки, свойства). Каждая из выделенных составных частей исследуется в отдельности как часть целого [5].

Синтез - метод основан на соединении частей предмета, расчлененного в процессе анализа, установлении внутренних связей и познании предмета как единого целого. Метод анализа и синтеза взаимно связаны [Там же].

Посредством сравнения классифицируются и оцениваются объекты исследований в целях выявления сходных и отличительных признаков. Сравнение является наиболее распространенным методом. В естественных науках широко применяется сравнительно-географический метод. Обобщение подразумевает мысленный переход от частного к общему и позволяет выявлять общие принципы, законы явлений [Там же].

Программа и методика исследований включали следующие этапы:

- подготовительный этап. На данном этапе были изучены литературные источники по теме работы, собран необходимый материал для написания настоящей работы, дана общая характеристика минеральных вод;

- на основном этапе исследований выполнено изучение факторов формирования минеральных вод, а также эколого-гидрохимические особенности восточной части Вологодской области.

Указанная методика достаточна для раскрытия темы работы.

минеральный вода вологодский область

3. Геоэкологическая характеристика восточных районов Вологодской области

Вологодская область расположена на северо-востоке Восточно-Европейской равнины. Восточная часть вологодской области граничит на севере с Архангельской областью, на востоке - с Кировской областью, на юге - с Костромской областью, на юго-западе - с Ярославской областью, на западе - с другими районами Вологодской области. С севера на юг район простирается примерно на 242 километра, а с запада на восток на 367 километров.

Рисунок 3.1 - Расположение описываемой территории

3.1 Физико-географические факторы

Рельеф. Вологодская область расположена на северо-востоке Восточно-Европейской равнины, рельеф здесь холмистый - чередуются низменности гряды и возвышенности. Высота области над уровнем моря 150 - 200 метров. Поверхность - низменная равнина с множеством озёр, болот, рек и многочисленными невысокими грядами и возвышенностями. На территории области водораздел Евразии между бассейнами Северного Ледовитого, Атлантического океанов и бассейном внутреннего стока (Каспийское море). На юго-востоке области - Северные Увалы [15].



Рисунок 3.2 - Карта-схема рельефа восточной части области

Поверхность Вологодской области представляет собой обширную несколько всхолмленную северную часть Русской равнины, постепенно понижающуюся к северу, изрезанную реками и покрытую озерами. До настоящего времени сохранились следы трех оледенений: днепровского, московского и валдайского [13].

По степени выраженности этих следов область делится на три крупных массива: западный, центральный и восточный. Восточную часть Вологодской области можно отнести к двум последним [Там же].

Центральный массив - зона предпоследнего московского оледенения. Рельеф имеет эрозионно-ледниковый характер. В отличие от западного массива эта территория не имеет резко выраженных форм моренного рельефа, за исключением Кубено-Важского водораздела. На северо-запад от Сухонской низины расположены возвышенности: Грязовецкая и Авнига. На востоке от Вологды располагается Сухонская, а на юго-востоке - Лежская впадины. [Там же].

Восточный массив - зона днепровского оледенения. Большая часть этой территории представляет собой слабоволнистую равнину, хорошо дренированную речной сетью. Здесь заходят западные отроги Северных увалов (Галичская и Рослятинская возвышенности) [13].

Далее можно описать некоторые из районов восточной части Вологодской области: территория Бабушкинского района приурочена к Галичской возвышенности, которая является частью Северных Увалов. Преобладающий рельеф - холмисто-моренный в сочетании с озовыми и конечно-моренными грядами. Максимальная высота на территории района - 293 м (Исакова гора). Великоустюгский район занимает волнисто-увалистую равнину с характерными послеледниковыми формами рельефа: маренами, впадинами, обнажениями горных пород [17].

Рельеф Никольского района характеризуется прохождением возвышенности Северные Увалы, а также он имеет сглаженные холмистые формы. Нюксенский район представляет собой холмистую равнину. Это равнина с характерными послеледниковыми формами рельефа. Территория Тотемского района имеет холмистую поверхность. Также там имеются возвышенности высотой более 200 метров [Там же].

Итак, стоит отметить, что большинству районов исследования характерен рельеф, представляющий собой холмистую равнину, на которой возвышенности чередуются с низменностями.

В пределах Вологодской области большую площадь занимают низины и обширные впадины, по преимуществу, доледникового возраста. Выделяется также несколько холмистых полос - «гряд», возникших у края ледника последнего и предпоследнего оледенений. Эти полосы отличаются большей густотой поселений, приуроченных к холмистым участкам [15].

Рельеф является косвенным фактором формирования состава вод. Он оказывает влияние на условия водообмена, а от последних зависят минерализация и химический состав природных вод. Степень расчлененности рельефа определяет размеры поверхностного стока и дренированность подземных вод. Чем расчлененнее рельеф, тем интенсивнее водообмен и тем более благоприятные условия создаются для формирования пресных вод. Так, положительные формы рельефа являются местами рассоления, а отрицательные - засоления, причем эти явления сопровождаются катионным обменом и смешением [14].

Несколько иная взаимосвязь наблюдается между рельефом и накоплением ресурсов подземных вод. Рельеф перераспределяет выпадающие на земную поверхность осадки, вследствие чего на возвышенностях и их склонах усиливается поверхностный сток и условия питания подземных вод ухудшаются. Наоборот, в пониженных формах рельефа поверхностный сток замедляется и увеличивается инфильтрация вод в почву; это способствует накоплению запасов подземных вод [Там же].

Климат. Вологодская область имеет умеренно-континентальный климат со сравнительно теплым, коротким летом и длинной, холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Формируется он в условиях малого количества солнечной радиации зимой, под воздействием северных морей и интенсивного западного переноса. Вынос теплого морского воздуха, связанный с прохождением циклонов из Атлантики, и частые вторжения арктического воздуха с Северного Ледовитого океана [13].

Таблица 3.1 - Средние температуры воздуха восточной части области

Показатель	Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь
Средняя температура, °C	-11.3	-10.6	-5.4	2.4	9.3	14.4	16.9	14.7	9.2	3.0	-3.3	-8.3

Средняя месячная температура самого холодного месяца января - 11 0С, самого теплого месяца июля +16 0С [Так же].

Таблица 3.2 - Среднее количество осадков восточной части области

Показатель	Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь
Кол. Осадков,мм	38.0	29.4	28.6	35.4	46.5	64.3	74.7	78.2	61.5	65.5	52.6	45.5

В среднем за год выпадает около 560 - 600 мм осадков. Количество осадков возрастает в юго-западном направлении. Жидкие осадки составляют около 55 - 60 % годового количества, твердые - около 25 - 30 % и смешанные - около 10 - 15 %. Относительная влажность воздуха наибольших значений достигает в зимнее время. В январе она увеличивается до 85 - 87 % [13].

К основным метеорологическим элементам, воздействующим на состав природных вод, относятся атмосферные осадки, температура и испарение. Климат является важнейшим косвенным фактором, создающим как бы общий фон, на котором развиваются процессы, непосредственно влияющие на химию природных вод [Там же].

Атмосферные осадки. Атмосферные осадки вызывают существенные изменения запасов, минерализации и состава подземных вод. Однако не все атмосферные осадки участвуют в пополнении запасов подземных вод. Наиболее эффективными в этом отношении являются максимальные осадки, часть которых, инфильтруясь в почву, достигает уровня грунтовых вод [Там же].

Влияние температуры и давления воздуха. С изменением температуры атмосферного воздуха связано промерзание и оттаивание почв и пород в зоне годовых колебаний температуры, что сказывается на условиях питания грунтовых вод и, следовательно, на их минерализации и химическом составе [Там же].

Температура воздуха является фактором режима минеральных вод и их формирования, а также воздействует на подземные воды в многолетнем, сезонном разрезе и даже эпизодически. Всякие колебания температуры воды обусловливают изменение растворимости солей, присутствующих в природных растворах [13].

Испарение. Это один из мощных факторов формирования минерализации и химического состава поверхностных вод. Наиболее действенным этот фактор становится в тех районах, где величина отношения суммарного испарения к сумме атмосферных осадков оказывается наибольшей, то есть в области пустынь, полупустынь и сухих степей [Так же].

Гидрология. Территория района относится к трем бассейнам Атлантического и Северного Ледовитого океанов, а также внутреннего евроазиатского стока. Большая часть территории относится к бассейну каспийского моря Густота речной сети в районе неравномерна и колеблется от пяти десятых до одного км/км2 [Там же].

В Вологодской области насчитывается 4240 озер, имеющих площадь более одного гектара: лишь восемь процентов из них расположены в восточной половине области. Гидрографическая сеть (гидрологический фактор), так же как и рельеф, косвенный фактор формирования состава минеральных вод. Существенное значение имеет густота гидрографической сети, глубина эрозионного вреза, режим и химический состав речных и озерных вод, характер взаимоотношения речных вод с подземными. Густая гидрографическая сеть способствует водообмену в водоносных горизонтах, выносу солей из них и обусловливает формирование пресных грунтовых вод. В условиях редкой сети подземный сток затруднен, что вызывает повышение минерализации грунтовых вод. Всякие режимные изменения в реках сказываются на подземных водах прибрежной полосы [9].

3.2 Биологические факторы

Согласно Геоботаническому районированию СССР (1947) территория Вологодской области относится к Евразиатской хвойно-лесной (таежной) области. По лесорастительному районированию С.Ф. Курнаева (1973), район исследований расположен в двух подзонах тайги - южной и средней. Граница между подзонами проходит вдоль 50° 00' с.ш. (Геоботаническое районирование СССР, 1947). Исходя из Основных положений организации и ведения лесного хозяйства на территории Вологодской области (2006) 12 лесхозов области относится к южной подзоне и 13 - к средней. Территория остальных лесхозов относится сразу к двум подзонам [13].

В южной подзоне преобладают ельники-кисличники и черничники дубравнотравянистые, сменившиеся на значительных площадях производными мягколиственными лесами. Средняя подзона характеризуется господством на дренированных плакорах ельников-черничников [6].

К отличительным особенностям южно-таежных лесов следует отнести более сложный состав и форму древостоя, более разнообразный видовой состав травяного покрова, лучший рост подлеска, что позволило А.П. Шенникову (1933) выделить на территории Северного Края южную и среднюю подзоны тайги. Здесь чаще встречается древовидная форма можжевельника обыкновенного. Довольно широко распространены ольховники и ивняки [Там же].

Одним из основных показателей, определяющим уровень использования земель лесного фонда, является доля не покрытой лесом площади. Не покрытая лесом площадь является следствием рубок, пожаров, ветровалов и других явлений. В прошлом и в настоящее время в рубку поступают наиболее производительные насаждения, поэтому снижение доли не покрытой лесом площади и скорейшее лесовосстановление является показателем рациональности использования лесных земель. Процент не продуцируемой (не покрытой лесом) лесной площади является также важным критерием интенсивности ведения лесного хозяйства [Там же].

Растительность Вологодской области отличается разнообразием видов и типов. Область располагается целиком в пределах зоны тайги. Леса - преобладающий тип растительности на территории области - занимают 72 % территории. Граница между средней и южной полосами тайги проходит примерно от верховий Суды по южному побережью оз. Белое на Харовск, Тотьму и далее на восток через Кичменгский Городок к границе с Кировской областью [13].

Полоса средней тайги, располагаясь к северу от этой линии, характеризуется преобладанием елей, сосен; а в восточных районах - пихт и лиственниц с небольшой примесью березы, осины и других мелколиственных пород. Широко, главным образом на водоразделах, распространены ельники-черничники. В зависимости от характера растительного покрова ельники разделяются на зеленомошные, долгомошные, сфагновые и травянистые. Ельники распространены достаточно равномерно по всей территории. Сосновые боры, значительно уступающие им по степени распространения, встречаются отдельными участками по среднему течению Сухоны. Сосновые боры, расположенные на более высоких участках и соответственно более сухие и светлые, чем ельники, наиболее подходят для отдыха. Широко распространены в области и мелколиственно-хвойные леса. В южной полосе тайги, отличающейся от средней ее полосы более теплым климатом, с елью соседствуют широколиственные породы - дуб, вяз, клен; кустарники - бересклет, жимолость, крушина, волчье лыко, красная бузина; травы - кислица, ландыш, майник двулистный, копытень европейский, вороний Глаз [Там же].

Интразональным типом растительности является растительность болот. Низинные болота, расположенные в поймах рек и на водоразделах в пониженных местах, - это лесные болота (ольшатники, березняки), травяные (осоковые, тростниковые) и моховые (гипновые мхи). Верховые болота расположены на водоразделах или на высоких террасах рек, сплошь покрыты мхами, а также вереском, багульником и Кассандрой. На неровной поверхности сфагнового болота с буграми и понижениями встречаются шейхцерия болотная, пушица, осока. На буграх растут кустарнички и полукустарнички (клюква, голубика, черника, брусника). Верховые болота представляют наибольший интерес для туристов в качестве обширных ягодных угодий [Там же].

Азональные типы растительности представлены растительностью лугов. Пойменные луга широко распространены по берегам Сухоны. Травянистый покров образован злаками, а также разнотравьем - осокой, овсяницей, полевицей, пыреем, канареечником, мятликом, белоусом, клевером, манжеткой, таволгой, кошачьей лапкой, щучкой дернистой. На краю заливной поймы - осоковые луга, представленные разными видами осок и хвоща. Учитывая уникальное многообразие видов луговых растений Вологодчины, целесообразно использовать их как угодья лекарственных растений для создания природных рекреационных парков [13].

3.3 Почвенный покров

Коренные почвообразующие породы на большей части территории представлены пермскими отложениями - красноцветными, серыми, желтыми мергелями. В южной части области основной почвообразующей породой является покровный суглинок. В центральной части области широко распространен карбонатный валунный суглинок. Последний, как правило, сверху перекрыт небольшим слоем бескарбонатных наносов: покровным суглинком, валунным суглинком, супесью или песком, то есть почвообразующей породой в данном случае является двучленный нанос [15].

Рисунок 3.3 - Карта-схема почв восточной части области

Зональным типом почв на территории Вологодской области является подзолистый тип - 60 % территории области (Ипатов, 1971а). В регионе встречаются почвы и других типов: дерново-карбонатные, дерново-глеевые, болотно-подзолистые, болотные и пойменные [13].

Подзолистые почвы характерны для северной части области, леса которой относятся к среднетаежной подзоне. Формируются они преимущественно под хвойными лесами с моховым покровом. Характерной особенностью собственно подзолистых почв является слабое развитие, а у подзолов полное отсутствие перегнойно-аккумулятивного горизонта. Подзолистые почвы характеризуются высокой кислотностью верхних горизонтов, бедностью подзолистого горизонта элементами питания и, в частности, обменными основаниями, гумусом и азотом. Наиболее бедными являются песчаные подзолы, к которым, как правило, приурочены сосняки лишайниковые и вересковые. К подзолистым почвам на суглинках приурочены еловые леса зеленомошной группы. Эти почвы имеют большую, чем песчаные подзолистые почвы, емкость поглощения. Типично подзолистые почвы следует оценивать как почвы средней продуктивности и среднего естественного плодородия [6].

Дерново-подзолистые почвы формируются в южной подзоне тайги в условиях нормального увлажнения под елово-лиственными и лиственными лесами с развитым травяным покровом. Хорошо развитый травяной покров и большое количество листового опада в этих насаждениях способствуют формированию сравнительно мощного перегнойно-аккумулятивного горизонта. Подзолистый горизонт выражен слабо, имеет грязновато-серый цвет [15].

Иногда подзолистый горизонт морфологически не выражен и лишь данные анализов свидетельствуют об оподзоливании. Перегнойно-аккумулятивные горизонты этих почв богаты гумусом и азотом, содержат много обменных кальция и магния. Реакция почвы верхних горизонтов кислая, с глубиной повышается до нейтральной и слабощелочной, что обусловлено близким залеганием карбонатной морены [Там же].

На территории Вологодской области преобладают дерново-слабо- и среднеподзолистые суглинистые почвы. В южной части распространены дерново-слабоподзолистые почвы на покровном суглинке, подстилаемом карбонатным суглинком. Произрастающие на этих почвах леса отличаются высокой производительностью [13].

Дерново-глеевые почвы формируются в условиях повышенного увлажнения жесткими водами на пологих склонах и слабодренированных водоразделах. Эти почвы широко распространены в районах с близким к поверхности залеганием карбонатной морены. К этим почвам приурочены ельники травяные, логовые и чернично-папоротниковые с богатым напочвенным покровом [Там же].

Болотно-подзолистые почвы имеют довольно широкое распространение в регионе. Формируются они на плоских слабодренированных водоразделах, сложенных суглинками или двучленными наносами при неглубоком залегании глины. Почвообразование здесь идет в условиях переувлажнения почвенной толщи мягкими водами в течение значительной части вегетационного периода. Для болотно-подзолистых почв характерна мощная торфянистая подстилка, лежащая на оглеенном подзолистом горизонте. Такие почвы формируются преимущественно под ельниками черничниками влажными и ельниками чернично-сфагновыми. Почвы бедны гумусом, азотом, подвижными соединениями фосфора. Лесохозяйственные мероприятия здесь должны быть направлены на борьбу с избыточным увлажнением почвы [Там же].

Болотные почвы на территории Вологодской области занимают большую площадь. В восточной части их не так много, как в западной. Формируются они при постоянном и избыточном увлажнении. Характерной особенностью этих почв является накопление мощного слоя слаборазложившегося органического вещества и развитие оглеения. В зависимости от происхождения и химического состава вод они разделяют на верховые, переходные и низинные [15].

На болотных верховых почвах древесная растительность либо отсутствует, либо представлена низко производительными сосняками сфагновыми, реже ельниками сфагновыми. К болотным низинным почвам приурочены ельники травяно-болотные, таволговые, а в южной части области насаждения из черной ольхи. При проектировании лесомелиоративных работ предпочтение следует отдавать лесам, произрастающим на болотных низинных и переходных почвах, которые обладают высоким потенциальным плодородием и при осушении могут дать высокий лесохозяйственный эффект [Там же].

3.4 Геологическое строение

Наибольшую часть территории Бабушкинского района занимают отложения Пермской системы верхнего отдела. Местами встречаются отложения Триасовой системы. На юге района имеется небольшой участок отложений верхнего отдела Юрской системы. Литологический состав горных пород верхней Перми следующий - глины пестроокрашенные, мергели, алевролиты, песчаники, пески с прослоями известняков и доломитов. Фауна представлена остракодами и наземными позвоночными. Отложения Триасовой системы отличаются наличием красновато-коричневых глин и алевролиов с прослоями полимиктовых песков и конгломератов в литологическом составе и остатками тетрапод, рыб, конхострок, остракод в составе фауны. Отложения верхнего отдела Юрской системы имеют следующий литологический состав - тёмно-серые и чёрные глины, пески, песчаники, алевролиты. В составе фауны имеются головоногие моллюски [17].

Преобладающую часть Великоустюгского района занимают отложения верхнего отдела Пермской системы. В северной и восточной частях района имеются отложения Триаса. В литологическом составе пород верхнего отдела Пермской системы преобладают алевриты, глины, алевролиты, песчаники, пески, линзы гипсов. В состав фауны входят брахиоподы. Отложения Триаса представлены глинами и алевролитами с прослоями полимиктовых песков и конгломератов, с остатками тетрапод, рыб, конхострок, остракод [Там же].

Территория Никольского района характеризуется отложениями Триасовой системы. Лишь небольшой участок на северо-западе района имеет отложения верхнего отдела Пермской системы. Литологический состав пород Триасовой систепмы представлен глинами и алевролитами с прослоями полимиктовых песков и конгломератов, с остатками тетрапод, рыб, конхострок, остракод. Отложения верхнего отдела Перми - доломиты, известняки, мергели, глины с прослоями гипсов, ангидритов с фауной брахиопод, кораллов [17].

Территорию Нюксенского района занимают отложения верхнего отдела Пермской системы. Литологический состав пород верхнего отдела Пермской системы - глины пестроокрашенные, мергели, алевролиты, песчаники, пески с прослоями известняков и доломитов. В фауне преобладают остракоды и наземные позвоночные [Там же].

Юго-западная часть Тотемского района представлена отложениями Триасовой системы. Северо-восточная часть района - отложениями верхнего отдела Пермской системы. Литологический состав пород Триасовой системы - глины и алевролиты красновато-коричневые с прослоями полимиктовых песков и конгломератов, с остатками тетрапод, конхострок, остракод, растений. Литологический состав пород верхнего отдела Пермской системы - глины пестроокрашенные, мергели, алевролиты, пески с прослоями известняков и доломитов. Фауна представлена остракодами и наземными позвоночными [Там же].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что Великоустюгский районы восточной части Вологодской области имеет наиболее разнообразное геологическое строение. На территории Бабушкинского района имеется выход пород Юрской системы, чего нет в остальных районах исследования. Нюксенский район отличается однообразием в геологическом строении.

Геологическая структура определяет динамичность, а вместе с ней минерализацию и состав подземных вод. Значение геолого-структурных форм в распределении подземных вод по минерализации и составу наглядно проявляется при сравнении структурных элементов по раскрытости, проточности, промытости или интенсивности водообмена. Подземные воды закрытых структурных элементов бывают наиболее минерализованными, а по составу преимущественно хлоридными натриевыми или кальциевыми. В раскрытых структурных элементах подземные воды наименее минерализованы и имеют обычно гидрокарбонатный кальциевый состав [13].

Вещественный состав пород - прямой фактор первостепенного значения. Влияние состава пород на состав минеральных вод особенно ярко заметно, когда пресная вода взаимодействует с легкорастворимыми минералами и породами: галитом, гипсом, доломитом, известняком. Галит даёт хлоридные натриевые воды, гипс - сульфатные кальциевые, доломит - гидрокарбонатные магниево-кальциевые, известняк - гидрокарбонатные кальциевые. Однако, такие же гидрокарбонатные воды, как в известняках, могут залегать и очень часто залегают в кварцево-полевошпатовых песках. В этом случае ионы Са2+ и НСО3- появляются в водах за счёт углекислого выветривания полевых шпатов, в то время как в известняках - за счёт растворения кальцита (СаСО3) [10].

Наиболее минерализованные рассолы (320 - 600 г/л) встречаются только в тех толщах, выше которых залегают формации каменной и калийной солей. Когда же на месте этих хлоридных солей присутствуют гипсы и ангидриты, минерализация рассолов под ними обычно не превышает 260 г/л. Это связано с тем, что в осадочных комплексах, залегающих под соляными породами, гипсами и ангидритами, содержатся подземные рассолы, которые представляют собой преобразованные материнские рассолы (рапу) вышележащих солеродных (или эвапоритовых) бассейнов [Там же].

Эти материнские рассолы проникают в подстилающие отложения путём гравитационного стекания или отжима из эвапоритовых отложений. Но поскольку эвапоритовые минералы в ходе сгущения морской воды в солеродном бассейне осаждаются при определённой минерализации рассола (например, гипс (CaSO4 * 2Н2О), начиная со 140 г/л, галит (NaCl) - с 260 - 280 г/л, сильвин (KCl) - с 350 - 360 г/л), то в зависимости от того, какими минералами (породами) представлена эвапоритовая толща, будет и минерализация подземных рассолов под этой толщей. Здесь мы мимоходом коснулись одного грандиозного процесса, имеющего место на Земле, эвапоритового процесса или галогенеза. Он обычно не выделяется в качестве фактора формирования состава подземный вод, потому что может быть представлен более простыми физико-географическими факторами: гидрологией, климатом, рельефом [10].

Но надо иметь в виду, что площадь распространения только солевых (без учёта гипсо-ангидритовых) отложений достигает 34 % территории континентального блока Земли. Эвапориты есть во всех геологических системах от докембрия до антропогена. Поэтому галогенез играет огромную роль в формировании состава подземных вод: как посредством растворения водой эвапоритовых пород, так и посредством вовлечения в недра огромных количеств рассолов, образующихся на поверхности Земли при испарительном концентрировании [Там же].

Гидрогеологические условия территории отличаются значительной сложностью. Это объясняется пестрым литологическим составом слагающих пород и различными условиями их залегания (в том числе и глубиной залегания) в разных частях области [Там же].

Водоносными являются пески, песчаники, трещиноватые мергели, доломиты и известняки палеозоя и мезозоя, а также песчаные разности четвертичных отложений. В связи с наклонным залеганием пород дочетвертичного возраста и переслаиванием водоносных горизонтов с водонепроницаемыми слоями (водоупорами) палеозойские породы содержат главным образом напорные (артезианские) воды. Четвертичные отложения содержат в основном ненапорные воды. Однако в пределах Молого-Шекснинской и Кубено-Верхнесухонской низин и ряде других мест они также содержат артезианские воды, которые приурочены к межледниковым или межстадиальным горизонтам [13].

Породы дочетвертичного возраста, как правило, содержат пресную воду только там, где они выходят на поверхность; по мере погружения водовмещающих пород минерализация содержащейся в них воды быстро возрастает Девонские отложения в районе Прионежья содержат пресные подземные воды, в районе же г. Вологды воды девона имеют минерализацию более 15 000 мг/л. Пермские отложения почти повсеместно отмечаются сильно минерализованными водами (до рассолов), что связано с присутствием гипса и ангидрита в водовмещающих породах. Исключение составляет северная часть территории - Сухонское Заволочье, где в нижнеустьинском и северодвинском горизонтах татарского яруса содержатся пресные воды, пригодные для питьевого водоснабжения [13].