Проблема познания процесса взаимодействия речных и грунтовых вод тесно связана с вопросами формирования и разгрузки грунтовых вод в речную сеть. Анализ предшествующих исследований показал, что изменение атмосферного давления оказывает влияние на уровень воды в наблюдательных скважинах и дебит родников. Однако механизмы данного влияния до сих пор не были полностью раскрыты. Для решения этой задачи были проведены комплексные лабораторные, полевые и теоретические исследования, включающие наблюдения за стоком, уровнем грунтовых вод, атмосферным давлением и давлением воздуха в зоне аэрации. На основе проведенных исследований получены закономерности, связывающие величину изменения уровня грунтовых вод и стока грунтовых вод с атмосферным давлением. В результате обобщения полевых и лабораторный исследований показано, что решающую роль в формировании данных закономерностей играет расположенная над зеркалом грунтовых вод область с изолированным внутрипоровым воздухом. При росте атмосферного давления объем внутрипорового воздуха уменьшается, а при падении давления растет. Это, в свою очередь, приводит к изменению уровня и стока грунтовых вод. Была получена расчетная формула для численной оценки изменчивости уровня грунтовых вод в зависимости от атмосферного давления (барометрической эффективности) и степени изолированности от него воздуха в зоне аэрации. В качестве показателя изолированности используется такая характеристика, как объем внутрипорового воздуха, задействованного в притоке (оттоке) воды в измерительную скважину или водоток и не имеющего прямого контакта с атмосферой. Результаты исследований показали, что кроме гравитационной силы в движении грунтовых вод и формировании подземного питания рек и озер определенную роль играет еще одна сила — разница давлений атмосферного воздуха и воздуха в зоне аэрации над водоносным горизонтом.

1. Калюжный И.Л., Лавров С.А., 2012. Гидрофизические процессы на водосборе. Нестор-История, Санкт-Петербург.
2. Калюжный И.Л., Лавров С.А., Павлова К.К., 1984. Физическое моделирование процессов миграции влаги при промерзании почв. Метеорология и гидрология, № 1, с. 77–85.
3. Каменский Г.Н., Биндеман Н.Н., Вевиоровская М.А., Альтовский М.Е., 1938. Режим подземных вод. Строительная литература, Москва-Ленинград.
4. Марунич С.В., Завилейский С.В., Ливанова Н.А., 1998. Влияние изменения атмосферного давления на формирование речного стока. Известия Академии наук, Серия географическая, № 1, с. 111–115.
5. Соколов Б.Л., Завилейский С.В., Марунич С.В., 1994. Экспериментальные исследования процессов формирования речного стока малых водосборов. Метеорология и гидрология, № 10, с. 82–91.
6. Hare P.W., Morse R.E., 1997. Water-level fluctuations due to barometric pressure changes in an isolated portion of an unconfined aquifer. Ground Water, No. 35(4), pp. 667–671.
7. King Fr., 1982. Observations and experiments on the fluctuations in the level and rate of move-ment of ground water. Bulletin USA Wheather Bureau, No 5.
8. Quilty E.G., Roeloffs E.A., 1991. Removal of barometric pressure response from water level data. Journal of Geophysical Research, No. 96(B6), pp. 10209–10218.
9. Rasmussen T.C., Crawford L.A., 1997. Identifying and removing baro-metric pressure effects in confined and unconfined aquifers, Ground Water, No. 35(3), pp. 502–511.
10. Spane F.A., 2002. Considering barometric pressure in groundwater flow investigations. Water Resources Research, No. 38(6), pp. 14–18.

ЛАВРОВ С.А.*
Государственный гидрологический институт, г. Санкт-Петербург, Россия, sergey_lavrov_50@mail.ru
Адрес: 2-я линия В.О., д. 23, г. Санкт-Петербург, 199053, Россия
МАРКОВ М.Л.
Государственный гидрологический институт, г. Санкт-Петербург, Россия, 2014mml@gmail.com

The problem of understanding the interaction of river and ground water waters is intimately bound to questions of formation and unloading of ground waters in river network. The analysis of the previous researches showed that change of atmospheric pressure affects on the water level in observation wells and water discharge of springs. However, the mechanisms of this influence still weren’t completely opened. For the solution of this task the complex laboratory, field and theoretical researches including overseeing by a drain, ground water level, atmospheric pressure and air pressure in an unsaturated (vadose) zone were conducted. On the basis of the conducted researches regularities the connecting size of change of ground water level and a drain of ground water waters with atmospheric pressure were received. As a result of generalization field and laboratory researches it was shown that the crucial role in formation of these regularities is played by the area located over a mirror of ground waters with the isolated interstitial air. With an increase in atmospheric pressure, the volume of interstitial air decreases, and at pressure drop volume increases. It, in turn, leads to change in the level and a flow of ground waters. The settlement formula for numerical assessment of variability of level ground depending on atmospheric pressure (barometric efficiency) and degree of air isolation was received from it in an unsaturated zone. As an indicator of isolation, a characteristic is used such as the volume of interstitial air involved in the inflow (outflow) of water into a measuring well or watercourse and not having direct contact with the atmosphere. Research results showed that, in addition to gravitational force in the movement of ground water and the formation of ground water inflow of rivers and lakes, another force plays a certain role – the pressure difference between atmospheric air and air in the unsaturated zone above the aquifer.

1. Kalyuzhny I.L., Lavrov S.A., 2012. Hydrophysical processes on a reservoir. Nestor-History, Saint-Petersburg. (in Russian)
2. Kalyuzhny I.L., Lavrov S.A., Pavlova K.K., 1984. Physical model operation of processes of migration of moisture during soil freezing. Meteorology and hydrology, No. 1, pp. 77–85. (in Russian)
3. Kamensk G.N., Bingdemang N.N., Veviorovskaya M.A., Altovsky M.E., 1938. Ground waters regime. Construction literature, Moscow- Leningrad. (in Russian)
4. Marunich S.V., Zavileysky S.V., Livanov N.A., 1998. Effect of change of atmospheric pressure on the formation of a river flow. Proceedings of Academy of Sciences. Geographical series, No. 1, pp. 111–115. (in Russian)
5. Sokolov B.L., Zavileysky S.V., Marunich S.V., 1994. Experimental studies of processes of formation of a river flow of small reservoirs. Meteorology and hydrology, No. 10, pp. 82–91. (in Russian)
6. Hare P.W., Morse R.E., 1997. Water-level fluctuations due to barometric pressure changes in an isolated portion of an unconfined aquifer. Ground Water, No. 35(4), pp. 667–671.
7. King Fr., 1982. Observations and experiments on the fluctuations in the level and rate of move-ment of ground water. Bulletin USA Wheather Bureau, No 5.
8. Quilty E.G., Roeloffs E.A., 1991. Removal of barometric pressure response from water level data. Journal of Geophysical Research, No. 96(B6), pp. 10209–10218.
9. Rasmussen T.C., Crawford L.A., 1997. Identifying and removing baro-metric pressure effects in confined and unconfined aquifers, Ground Water, No. 35(3), pp. 502–511.
10. Spane F.A., 2002. Considering barometric pressure in groundwater flow investigations. Water Resources Research, No. 38(6), pp. 14–18.

SERGEY A. LAVROV*
State Hydrological Institute; Saint Petersburg, Russia; sergey_lavrov_50@mail.ru
Address: Bld. 23, 2nd Line V.O., 199053, Saint Petersburg, Russia
MICHAEL L. MARKOV
State Hydrological Institute; Saint Petersburg, Russia; 2014mml@gmail.com