7. Вивчення та практичне значення боліт.

Різнобічне вивчення боліт з метою їх освоєння проводять багато науково-дослідних інститутів, болотних станцій та інших установ. Однак, порівняно з річками в гідрологічному відношенні болота вивчені ще недостатньо. При вивченні боліт застосовують як стаціонарні, так і польові (експедиційні) дослідження. В останніх широко використовують аерофотозйомку, що дає можливість досить детально вивчати різні види болотних мікроландшафтів, спостерігати напрямки стоку тощо. На спеціальних болотних станціях вивчають елементи водного балансу боліт, водні властивості торфу, термічний режим боліт, режим рівнів ґрунтових вод тощо. Матеріали цих досліджень використовують при різних водогосподарських розрахунках, насамперед при проектуванні осушувальних систем.

Осушення боліт полягає в штучному зниженні рівня ґрунтових вод на болотах, що спричиняється до зміни співвідношення елементів водного балансу та перерозподілу стоку. В Україні основні осушувальні роботи проводяться в Поліссі.

Осушені болота мають велику господарську цінність. На осушених низинних болотах розвивається високопродуктивне сільське господарство (вирощують кормові, зернові, овочеві культури).

Крім того, болота містять великий запас теплової енергії у вигляді торфової маси. Перші електростанції в Росії (Шатурська, Каширська та ін.) були збудовані на базі використання торфу як палива. Торф також широко використовується в хімічній промисловості (з нього виробляють ряд хімічних прородуктів, таких, як бітум, аміак тощо), сільському господарстві (як добриво), будівництві (як будівельний матеріал). Промислове скупчення торфу називають торфовим родовищем. Найбільші промислові родовища торфу мають Росія, Канада, Фінляндія та США.

Контрольні запитання

40. Який гідрологічний об’єкт називається болотом і якого походження бувають болота?

41. Які виділяють основні види заболочування суші?

42. Охарактеризуйте поширення боліт в межах різних фізико-географічних зон.

43. Яким чином класифікуються болота за характером водно-мінерального живлення?

44. Якими елементами представлений мікрорельєф боліт?

45. Що розуміють під водним балансом боліт?

46. Які основні горизонти виділяються в болотному масиві?

47. Охарактеризуйте термічний режим боліт.

48. Яким чином болота впливають на стік річок?

49. В чому полягає використання природного ресурсу боліт в господарській діяльності?

Завдання для самопідготовки

Заповнити термінологічний словник з визначенням ключових понять лекційного матеріалу.

Ключові термінологічні поняття: болото, затоплення, підтоплення, торф, заболочені землі, низинні, перехідні, верхові болота, пасма, мочарі, купини, міжкупинні зниження, трясовини.

Лекція 12. Гідрологія льодовиків.

План лекції

26. Утворення льодовиків.

27. Робота льодовиків.

28. Танення льодовиків.

29. Типи льодовиків.

30. Поширення та значення льодовиків.

1. Утворення льодовиків.

На певних ділянках земної кулі складається таке співвідношення між кліматичними елементами, за якого середньорічна кількість твердих опадів дорівнює витраті їх на танення та випаровування. Це ділянки рівноваги, або нульового балансу прибутку – витрат снігу.

Лінія, яка поділяє ділянки (області) з додатнім та від'ємним балансом снігу називається сніговою лінією. Коли снігова лінія визначається кліматичними умовами місцевості, вона називається кліматичною, а коли ще й місцевими особливостями рельєфу (експозицією та крутістю схилів) – орографічною. Нижче снігової лінії витрати снігу перевищують прибуток, тому сніговий покрив там буває періодично. Вище ж снігової лінії прибуток снігу більший за витрати, тому відбувається його безперервне накопичення. Сніг накопичується до певної висоти, нижче якої знову встановлюється рівновага.

У полярних районах снігова лінія розміщена дуже низько, що пояснюється низькими температурами повітря. У південній півкулі, для якої характерний океанічний (морський) клімат, снігова лінія скрізь розташована нижче, ніж у тих самих широтах північної півкулі, а починаючи з 62 0 пд.ш. вона лежить на рівні моря. Найвище снігова лінія розміщена в субтропічній зоні, що пов'язано з сухістю повітря в цих широтах. На екваторі вона лежить на висоті 4900 м, а в субтропіках – на висоті 6500 м. У гірських районах північної півкулі снігова лінія на схилах північної експозиції розміщена нижче, ніж на схилах південної експозиції (наприклад, у Джунгарському Алатау вона лежить на висоті 3 000 м і 3 500 м відповідно).

Великою мірою на висоту снігової лінії впливає розміщення хребтів відносно руху повітряних мас. Так, на навітряних схилах Великого Кавказу вона лежить на висоті 2 800-3 000 м, а на підвітряних (східних) – на 3 300-3500 м.

Розміщення снігової лінії залежить також від форм рельєфу. На крутих схилах сніг легко здувається вітром або сповзає, а на плоских та ввігнутих формах рельєфу він, навпаки, лежить протягом багатьох років. Крім того, на накопичення снігу впливає взаємне розташування схилів. Периферійні частини гірських масивів одержують більше опадів, ніж центральні, куди повітряні маси надходять уже сухими. Внаслідок цього в центральних частинах гірських масивів снігова лінія лежить вище, ніж на їхніх околицях.

Розвантаження накопиченого снігу відбувається постійно шляхом сповзання утворених льодовиків або сходом лавин.

Лавина – це снігові маси, які сповзають з похилої підстилаючої поверхні гірських схилів, захоплюючи з собою нові маси снігу.

Лавини характерні для гірських масивів, де крутість схилів понад 15°, а потужність снігу перевищує 0,5 м. Лавини можуть утворюватися як у теплу, так і в холодну пору року.

Зимові лавини, або лавини холодного періоду, утворюються тоді, коли свіжий сніг випадає на промерзлу поверхню старого снігу, накопичується на ньому у великій кількості і починає сповзати внаслідок того, що між свіжим і мерзлим снігом майже не діють сили зчеплення. В місцях, де кут похилу поверхні великий (понад 45°), снігова маса зривається від найменшого струсу повітря чи підстилаючої поверхні (постріл, порив вітру, різки звуки). Такі лавини називаються сухими. Швидкість їх руху – до 80-100 м/с.

Для теплої пори року більш характерні мокрі, або ґрунтові лавини. Вони рухаються по змоченій талою водою поверхні ґрунту або снігу. Рухаються ці лавини перекочуванням, на своєму шляху вони обростають новими масами снігу, захоплюють каміння, землю, дерева тощо. Дуже часто мокрі лавини мають постійні шляхи руху, які називаються лотками.

Цікаво, що іноді при падінні лавина світиться в темряві ночі блакитним або жовтуватим кольором, причиною цього явища є електричні розряди, які виникають при терті часток снігу. Багато лавин буває в Альпах (500-600 за зиму), на Кавказі, Памірі, зустрічаються вони і в Карпатах.

Лавини – дуже небезпечне явище, яке завдає великих матеріальних збитків, а інколи й забирають життя людей. Запобігти виникненню лавин можна залісенням схилів, спорудженням терас; захиститися від них можна за допомогою лавинорізів, щитів та дамб, які відводять лавини від споруд.

Льодовик – це маса льоду з постійним закономірним рухом, розміщений в основному на суші, він має певну форму і значні розміри. Утворюються льодовики внаслідок накопичення та перекристалізації атмосферних опадів.

Головне джерело живлення льодовиків – тверді опади, які нагромадилися на дні та схилах западин, з яких і починаються льодовики. Накопичення снігу у від'ємних формах рельєфу відбувається в тому разі, коли кількості тепла, що надходить на земну поверхню на даній території, недостатньо для того, щоб увесь сніг, який випав, міг розтанути.

Отже, для існування льодовиків потрібний вологий клімат з від'ємними температурами взимку та влітку. Влітку можуть спостерігатися і плюсові температури, але період з теплою погодою має бути коротким, щоб сніг, який випав, не встиг розтанути.

Тверді атмосферні опади, які накопичуються в увігнутих формах рельєфу, з часом змінюють свій первісний вигляд. Під дією сонячних променів свіжий сніг у поверхневому шарі розтає. Тала вода просочується в глиб снігу і, замерзаючи, утворює льодяні кристали. Вночі поверхня талого снігу вкривається льодяною кіркою, яка називається настом. Одночасно з цим сніг осідає й ущільнюється. В міру подальшого накопичення снігу його нижні шари під тиском верхніх ще більше ущільнюються і переходять у пухирчасту сіро-білу масу, котра складається з деформованих льодяних зерен. Ця маса називається – фірн.

Періодичне випадання снігу зумовлює шарувату будову фірну. Потужність його окремих прошарків різна: від кількох міліметрів до десятків сантиметрів. Усе більш ущільнюючись, фірн переходить у білий фірновий лід, а далі в чистий прозорий лід блакитного кольору, який називається льодовиком або глетчерним льодом.

Зміна кольору та щільності льоду при утворенні льодовиків спричинена видаленням з маси льоду пухирців повітря. Зокрема, пухкий (свіжий) сніг містить до 90% повітря, фірн – 60%, фірновий лід 30%, глетчерний – 15%, а маса 1 м³ складає відповідно 92 кг, 367 кг, 642 кг та 917 кг.

Важливе значення при утворенні льодовиків має режеляція (змерзання окремих брил льоду при стиканні). При температурі 0⁰ С режеляція відбувається за нормального тиску, а при більш низьких температурах – за підвищеного. Важливою властивістю льоду є його пластичність, тобто здатність текти під дією сили ваги. Пластичність льоду також залежить від температури і тиску. Чим температура ближча до 0°С і, чим більшого тиску зазнає лід, тим пластичнішим він стає. Під дією сили ваги та пластичності льодовики рухаються.

Режим льодовика – характер зміни його об’єму (маси) і форми, що проявляється наступом і відступанням льодовика. Якщо акумуляція в льодовику рівна абляції, то льодовик буде стабільним. Якщо акумуляція перевищує абляцію, то льодовик наступає. Якщо абляція перекриває акумуляцію, то маса льоду зменшується і льодовик відступає.

Коливання льодовиків – це режим їх наступу та відступу, що пов’язані, перш за все, зі змінами умов живлення та абляції льодовиків. Наступ льодовиків зазвичай спостерігається в холодні та вологі періоди, а відступ – в теплі та сухі.

Рух льодовиків починається тоді, коли товщина їх досягне певної критичної пружності, яка, у свою чергу, залежить від похилів схилів. Звичайно критична товщина льоду становить 15-30 м. Швидкість руху льодовика тим більша, чим більша його потужність, більший похил поверхні та ложа льодовика.

Швидкість руху льодовика збільшується при підвищенні температури повітря, у звуженнях долини. Середня швидкість руху льодовика – 0,5 м/добу. Найбільшу швидкість руху мають льодовики Гренландії – 40 м/добу. Середня частина льодовика та його поверхневі шари рухаються швидше, ніж окраїнні та глибинні. Вдень та влітку швидкість руху більша, ніж уночі та взимку.

Під час руху льодовика в ньому утворюються поперечні та поздовжні тріщини. Поперечні тріщини виникають при наявності в ложі льодовика різних поперечних уступів. На дуже крутих уступах можуть утворюватися льодопади. Ширина, глибина і довжина тріщин різні. В центральних частинах льодовика поперечні тріщини можуть досягати глибини 250 м (при середніх глибинах до 50 м). Знизу тріщини звужуються і змикаються. Після того, як льодовик перейшов різкий уступ, поперечні тріщини змикаються, змерзаються й утворюють на поверхні льоду шви. Подібно до річок, льодовики при зустрічі можуть зливатися в один великий льодовик. Іноді трапляються двохярусні льодовики, які утворюються шляхом натікання одного льодовика на інший.