Физико-географический очерк Саратовской области

Речные  долины являются крупными и очень важными формами рельефа. Крупные речные долины (Волга) обычно являются границами равнин разного возраста и генезиса, более мелкие (Большой Иргиз) разделяют разновысотные ступени в пределах равнин одного возраста, которые, возможно, отражают глубинные разломы земной коры.

В долине р. Волги развиты и хорошо выделяются два уровня поймы и четыре надпойменные террасы. Более высокие террасы  морфологически выражены плохо и  выделяются только при специальных  геоморфологических исследованиях. В  результате длительной денудации они  утратили террасо- видную выраженность, слились со склоном и в рельефе проявляются крайне слабо.

Низкая пойма  затоплена водами Волгоградского водохранилища, и ее можно видеть только выше устья  р. Большой Иргиз. Высокая пойма  до этой реки тоже подтоплена, но отдельные  положительные формы рельефа  выступают из-под уровня водной поверхности. Выше по течению пойма прослеживается в виде полосы шириной от нескольких десятков метров до нескольких километров. Поверхность ее неровная, с многочисленными  микроформами рельефа и следами  эоловой переработки современных  аллювиальных отложений.

Первая надпойменная терраса, известная как сарпинская, выражена не везде. Ее абсолютные отметки понижаются с севера на юг от 20-25 м на Иргизском междуречье до 5-6 м - на участке устья р. Еруслан. Поверхность террасы несет следы пойменного развития в форме сохранившихся притеррасовых понижений, следов прируслового вала, песчаных бугров, заливавшихся стариц и небольших проток. В сторону р. Волги терраса образует обрывистый склон, вскрывающий ее аллювий — пески, переслаивающиеся с темными плотными суглинками и глинами. На многих участках левого склона волжской долины можно наблюдать прислонение сарпинской террасы к более древней.

Вторая надпойменная терраса почти повсеместно прослеживается по левому берегу и обрывками на правом склоне долины р. Волги. Абсолютные высоты ее поверхности в северной части области достигают 37 м, снижаются  на юге до 25 м. Поверхность террасы  ровная, на отдельных участках (Усть-Курдюм, Сабуровка) бронирована шоколадоподобными жирными и плотными глинами. На других участках сложена песками, суглинками и супесями. Поскольку эта терраса хорошо выражена, имеет широкое развитие и ее слагают шоколадоподобные глины, она может служить маркирующей геоморфологической поверхностью. Она распространена по всем наиболее крупным притокам р. Волги, где по счету является первой надпойменной.

Третья надпойменная терраса прослеживается на отметках 55-30 м и сохранилась более или  менее хорошо только на участках междуречий. Она сложена рыхлыми, легко поддающимися выветриванию и денудации отложениями, поэтому сохранилась слабее и  имеет менее четкую выраженность в рельефе, чем более молодые  террасы: первая и вторая над- пойменные. От второй террасы она отделяется пологим скатом местности (Энгельс, Духовницкое) или более или менее четким уступом высотой 3-4 м. Нередко на участке нисходящего уступа идет развитие линейной эрозии, интенсивно проявляется плоскостной смыв, сглаживающие геоморфоло- гическую выраженность террасы. Она так же, как и вторая,  распространяется в долины наболее крупных притоков р. Волги и сложена там супесчаным аллювием.      

 Возраст  первой. второй и третьей террас по остаткам фауны является позднечетвертичным (хвалынским). Первая падпойменная терраса (верхнехвалынская) развита только в долине р. Волги, более высокие (нижнехвалынские) распространяются пo право- и левобережным притокам.

Четвертая налпойменная терраса (хазарская) морфологически выражена очень слибо, поскольку повсеместно почти целиком слилась со склоном. Ее высотное положение теперь составляет около 60 м и выше. Поверхность террасы расчленена, деформирована и погребена чехлом покровных образований — ательскими суглинками.

Пойменный аллювий  этой террасы, там, где он сохранился, представлен зеленовато-серыми глинами  или суглинками пли содержит их прослои в супесчаных отложениях. По этим признакам и выделяют эту террасу, помимо содержащихся в аллювии органических остатков.

        Гидрогеологические условия территории Саратовской области.

Гидрогеологические  условия Саратовской области  в разных ее частях не одинаковы. В  правобережье они более благоприятны, чем в Заволжье. Здесь имеется  большое количество крупных зон  погружения, прогибов, локальных впадин земной коры — участков, где имеются  необходимые условия для скопления  подземных вод. В разрезе осадочного чехла есть несколько возрастных и генетических генераций пористых, трещиноватых и кавернозных горных пород, являющихся хорошими подземными резервуарами.

Здесь воды верхних водоносных горизонтов (кайнозойских и мезозойских) слабо минерализованы, обладают хорошими свойствами и пригодны к использованию в бытовых  и промышленных целях. Более глубокие водоносные горизонты имеют воду с повышенной минерализацией, ее можно  использовать только по специальному назначению: в лечебных целях, для  получения отдельных компонентов  и прочее. Воды почти всех водоносных горизонтов (за исключением самых  верхних) являются напорными и обладают высоким дебитом,, что удешевляет их поиски и облегчает эксплуатацию.,

В Заволжье картина несколько иная. За счет присутствия к разрезе пластов каменной соли, гипса, известняков и доломитов вода имеет повышенную минерализацию, а проявление крупных предмезозойского и предакчагыльского денудационных срезов делает возможным в определенных условиях смешение вод различных водоносных горизонтов. Вследствие этого подземные воды почти всех водоносных горизонтов имеют повышенную соленость и являются ограниченно годными. Только в долинах р. Волги и ее притоков в четвертичных  отложениях и в отдельных районах в мезозойских породах подземные воды менее засолены, и тогда они широко используются для бытовых нужд, особенно в сельском хозяйстве.                               

Ниже приводится общая характеристика отдельных  водоносных горизонтов сверху вниз по разрезу, как это принято .в гидрогеологической практике.                        

Воды  четвертичных отложений. Общим для вод четвертичных отложений является то, что повсюду они располагают выше базиса эрозии, область питания их совпадает с областью распространения, все они не обладают напором, а уровень зависит от климатических условий. Зеркало грун- товых вод подвержено большим колебаниям, что определяет зону периодического насыщения, которая располагается между зоной аэрации - сверху и зоной постоянного водонасыщения - снизу. Эти воды в сельской местности во всех районах Саратовской области являются очень важным источником водоснабжения населения, где они каптируются многочислен- ными колодцами.                                   

Водовмещающими  породами четвертичных отложений являются- пески, супеси, суглинки, реже - гравий и галечники. В генетическом отношении это аллювиальные, делювиально-элювиальные, флювиогляциальные и морские образования.

Воды аллювиальных отложений пространственно связаны с долинами pp. Волги, Медведицы, Хопра и их притоков. Воды содержатся в аллювии, представленном в правобережье песками и супесями с гравийно-галечным материалом, в 3аволжье — главным образом супесями и суглинками. В каждой речной долине развиты не одна, а несколько аллювиальных толщ, залегающих одна на другую или прислоняющихся одна к другой. Воды отдельных аллювиальных толщ гидравлически связаны между собой и образуют один общий водоносный комплекс. Его поверхность (зеркало) всегда слегка наклонена по направлению к реке и вниз по ее течению Мощность водоносного горизонта не постоянная и изменяется в больших пределах: от нескольких метров - в долинах малых рек, до нескольких десяткой метров - в долинах крупных. Водообильность аллювиальных отложений существенно зависит от их генетического типа: русловой аллювий содержит больше грунтовых вод, чем пойменный или старичный, быстрее насыщается водой и легче отдает ее.

Поскольку аллювий повсеместно  залегает на более древних отложениях до палеозойских включительно, то возможно смешение аллювиальных вод с водами других водоносных горизонтов. При  этом гидрогеологическая характеристика их отражается на гидрогеологических условиях грунтовых вод аллювиального  водоносного горизонта: режиме и  химическом составе.

Гидрогеологические  условия аллювиального водоносного  горизонта зависят и от характера  речного стока. В половодье при  таянии снега и обильном выпадении  атмосферных осадков реки подпитывают  аллювиальный водоносный горизонт. Наоборот, в период межени, когда уровень  воды в реках опускается очень  низко, происходит питание рек за счет вод аллювиального водоносного  горизонта.

Воды аллювиальных отложений имеют  гидрокарбонатный состав с минерализацией до 1 г/л. Дебит аллювиального водоносного  горизонта зависит от состава  аллювия и изменяется в больших  пределах, достигая 20 л/с и выше.

Воды  делювиально-элювиальных отложений имеют очень широкое распространение. Водовмещающими породами являются суглинки и супеси, включающие на отдельных участках щебенчато-дресвяный материал. Мощность этих отложений невелика, обычно не превышает 3-6м, реже – 10-15 м. Мощность обводненной части их зависит от времени года, климатических условий, рельефа местности и характера подстилающих отложений.

Скапливаются  воды делювиально-элювиальных отложений  в зоне аэрации над прослоями  и линзами глин и плотных суглинков, погребенных почвенных горизонтов и лёссовидных пород, а также  над коренными водонепроницаемыми образованиями. Область распространения  подземных вод совпадает с  областью их питания.

Дебит вод  непостоянный во времени и очень  невелик по объему. По химическому  составу и степени минерализации  поды делювиально-элювиальных отложений  зависят от ландшафтной-географической зональности: в правобережье воды обычно пресные, слабо минерализованные, в  Заволжье — имеют повышенную минерализацию (до 15 г/л и выше), по составу— сульфатно-хлоридно-натриевые.

Воды  флювиогляциональных отложений распространены и северной и западной частях правобережья, в бассейнах рек Хопер и Медведицы. Водовмещающими породами являются пески и супеси с гравием, залегающие линзами среди суглинистых отложений. Мощность их подвержена большим колебаниям и обусловлена положением коренного ложа, современным эрозионным рельефом и новейшими тектоническими движениями, достигающими на ряде участков значительные амплитуд.  

Распространение подземных вод этого водоносного  горизонта не связано с рельефом .местности и областью питания, не имеет единой пьезометрической поверхности, глубины залегания и режима питания. Дебит вод не постоянный, изменяется от места к месту, зависит от времени года. Состав вод гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевый, минерализация до 1 г/л.

Воды  морских отложений развиты в южной части Саратовского Заволжья, на территории Северного Прикаспия. Волдосодержащими являются средне- и верхнечетвертичные (хазарско-хвалынские) супеси и суглинки с прослоями и линзами песка, с песчано-гравийным материалом в основании. Подземные воды этих отложений, находящиеся на разных уровнях, гидравлически связаны между собой и образуют один общий водоносный горизонт. Мощность его изменяется от 10-15 м на водоразделах до 30 м и более на участках понижений дохазарского погребенного рельефа, соответствующих долинам современных рек. Водоупором подземных вод морских четвертичных отложений служат плиоценовые глины. Подземные воды являются безнапорными, дебит их возрастает вниз по разрезу от 0,2-0,5 до 5-6 л/с. Состав вод пестрый: сульфатно-хлоридно-натриевый,  сменяющийся по мере движения на запад, к волжской долине на гидрокарбонатно-кальциевый, гидрокарбонатно-магниевый с минерализацией, убывающей в том же направлении от 10-12 до 2-3 г/л. 

Воды  неогеновых отложений образуют три самостоятельных водоносных горизонта — апшеронский, акчагыльский и кушумский (кинельский), развитых преимущественно в Заволжье. Распространены как напорные, так и безнапорные воды. Первые располагаются ниже, а вторые выше местного базиса эрозии.

Воды апшеронских отложений пространственно связаны с лиманно- морскими (сыртовыми) отложениями, имеющими в Саратовском Заволжье площадное распространение. Водовмещающими являются суглинки и подстилающие их глинистые мелкозернистые пески. Водоупором служат акчагыльские глины. Мощность водоносного горизонта изменчива и зависит от современного эрозионного рельефа. Поскольку апшеронский водоносный горизонт нигде не покрывается водонепроницаемыми отложениями, то он представляет собой обычный безнапорный горизонт грунтовых вод, характеризуется малой производительностью, низкими фильтрационными свойствами и имеет повышенную минерализацию, достигающую 10-12 г/л. Состав вод сульфатно-хлоридно-кальциевый, сульфатно-хлоридно-натриевый. Там, где ложем современных рек Заволжья служат апшеронские отложения, происходит смешение подземных вод различных водоносных горизонтов. На участках неотектонических поднятий воды апшеронского водоносного горизонта дренируются современными долинами стока (речками, оврагами, балками).

   Воды акчагылъских отложений развиты в Заволжье и в бассейне р. Терешки. В акчагыльских отложениях имеется несколько водоносных горизонтов, находящихся на разных стратиграфических уровнях, гидравлически сообщающихся между собой. Водовмещающими породами являются пески с линзами гравия и гальки и песчанистые глины, имеющие хорошие водопроницаемые свойства. В зависимости от гидрогеологических условий в акчагыле содержатся как напорные, так и безнапорные воды. Водообильность отложений неравномерная: на участках неотектонических опусканий — высокая, в зонах неотектонических поднятий — относительно низкая.

Химический  состав вод акчагыльского водоносного горизонта и степень минерализации их зависят от расположения водоносных горизонтов в разрезе и по площади, относительно областей питания, стока и разгрузки.

Акчагыл залегает на разновозрастных отложениях: от палеогеновых до палеозойских включительно, к нему прислоняются в речных долинах аллювиальные образования, поэтому возможно смешение вод водоносных горизонтов разного возраста, что оказывает влияние на режим, солевой состав и степень минерализации.

По составу вод акчагыльского водоносного горизонта выделяется несколько зон, имеющих полосовое строение, определяемое близостью волжской долины. В непосредственной близости от р. Волги располагается полоса пресных или слабо минерализованных вод гидрокарбонатно-кальциевого состава. К востоку от нее - полоса с более высокой минерализацией гидрокарбонатных и хлоридно-натриево-кальциевых вод. И, наконец, третья полоса, примыкающая с запада к Общему Сырту, наиболее удаленная от р. Волги, имеет хло-ридно-сульфатный натриево-кальциевый состав вод с минерализацией, доходящей до 10—12 г/л.