1.2. Определение и классификация водных объектов

Мировой океан — это непрерывное водное пространство, зани­мающее ~71% поверхности Земли (310 млн. км²). По физико-гео­графическим условиям Мировой океан подразделяется на отдель­ные океаны — крупнейшие части Мирового океана, ограниченные с разных сторон не связанными между собой материками. С 30-х го­дов XX столетия принято выделять четыре океана: Тихий, Атлан­тический, Индийский и Северный Ледовитый. В СССР это деление официально утверждено постановлением ЦИК СССР от 27 июня 1935 г.

В свою очередь, в каждом из океанов выделяют моря — более или менее обособленные и достаточно обширные районы океана,

11

обладающие собственным гидрологическим режимом, создающим­ ся под влиянием местных условий и затрудненного водообмена с прилегающими районами океана (табл. 1.1). j

Таблица 1.1. Размеры океанов и морей *

Наименование океанов и морей	Площадь, тыс. м2	Объем, тыс. км3	: ^ Глубины, м
			средние	макси­мальные
Тихий океан **:	178700^	707 555	4282	11034
	'165246
Берингово море	2304	3683	1598	4773
Охотское »	1 590	1365	859	3657
Японское »	978	1 713	1752	4036
Атлантический океан:	91 700	323 613	3925	9219
	66180
Балтийское море	419	21,5	51	419
Черное »	422	555	1315	2210
Азовское »	39,1	0,290	7,4	13
Индийский океан	74900	291 030	3963	7450
	73443
Северный Ледовитый оке-	13 100	10970	2179	5220
ан:	5035
Баренцево море	1 424	316	222	600
Белое »	90	6	67	350
Карское »	883	98	111	600
Море Лаптевых	662	353	533	3385
Восточно-Сибирское мо-	913	49	54	915
ре Чукотское море	595	42	71	1 256

* Приводятся данные по морям Советского Союза. ** В числителе приводятся площади океанов с морями, в знаменателе — без морей.

Моря по степени их обособленности от океана и физико-геогра­фическим условиям делятся на три основные группы: 1) внутрен­ние, которые в свою очередь подразделяют на средиземные и полу­замкнутые; 2) окраинные; 3) межостровные.

Средиземные моря окружены со всех сторон сушей и сообща­ются с океаном или морем одним или несколькими проливами.

Полузамкнутые моря частично ограничены материками и отде­лены от океана полуостровами или цепью островов, пороги в про­ливах между которыми затрудняют водообмен, но он все же осуще-является значительно свободнее, чем в предыдущем случае. К полузамкнутым морям, например, относятся моря Берингово, Охот­ское и Японское, которые отделены от Тихого океана соответствен­но Алеутскими, Курильскими и Японскими островами. Водообмен

12

между морями этого типа и океаном практически свободен; на фор­мирование системы течений и распределение солености и темпера­туры в равной мере влияют и материк, и океан. 1 К окраинным морям относятся арктические моря, за исключени­ем Белого моря.

Межостровные моря — это части океана, окруженные кольцом островов, пороги в проливах между которыми препятствуют в ка­кой-то степени свободному водообмену.

I Более мелкими подразделениями океана являются заливы, бух­ты и проливы. Различие между заливом и бухтой достаточно ус-лорно.

Заливом часто называют часть моря, вдающуюся в сушу и до­статочно открытую для воздействия прилегающих вод. Наиболее крупные заливы — Бискайский, Гвинейский, Бенгальский, Аляска, Финский, Анадырский и др.

Бухтой называют небольшой залив с устьем уже самого залива, ограниченный островами или полуостровами, несколько затрудня­ющими водообмен между бухтой и прилегающим водоемом. В пре­делах Советского Союза крупные бухты — Севастопольская, Золо­той Рог, Цемесская и др.

На севере Советского Союза глубоко вдающиеся в сушу за­ливы, в которые обычно впадают реки, называют губами; на дне губы имеются следы речных отложений, вода сильно распреснена. Крупнейшие губы — Обская, Двинская, Онежская, Пенжинская и др.

Извилистые, узкие, глубоко вдающиеся в материк заливы, об­разовавшиеся в связи с ледниковой эрозией, называют фиордами, которые распространены на берегах Исландии, Новой Зеландии, Норвегии, Новой Земли. Крупнейшим фиордом является Кольский залив.

Лиманом называют затопленную морем устьевую часть речной долины или балки в результате незначительного опускания суши. Лиманы развиты на побережье северных морей, на острове Саха­лине, в северо-западной части Черного моря, в Азовском море.

Лагуной называют: а) неглубокий водоем, отделенный от моря в результате отложения наносов в виде берегового бара и соеди­ненный с морем узким проливом; б) участок моря между матери­ком и коралловым рифом или внутри атолла.

Проливом называют относительно узкую часть Мирового океа­на, соединяющую два водоема с достаточно самостоятельными природными условиями.

Озера — это естественные водоемы с замкнутым водообменом, образовавшиеся в результате заполнения водой впадин на поверх­ности суши. Такую впадину или углубление называют озерной кот­ловиной. Озера могут быть сточными и бессточными. Часть вод из сточного озера сбрасывается главным образом в виде речного сто­ка; частным случаем этого типа являются проточные озера — по­ступление вод равно их стоку. В бессточных озерах сток отсутст-

13

вует. Общая площадь озер на Земном шаре достигает ~2,7млн. км² (~ 18% суши). Площадь отдельных озер колеблется от нескольких гектаров до нескольких сотен тысяч квадратных километров (Ка:-пийское море), а глубина — от нескольких метров до более чем 1,5 тыс. м (оз. Байкал). Озера распространены на всех материках и расположены на всех высотах относительно уровня мора (оз. Хорпатсо в Тибете расположено на отметке —5400 м; Мертвое мо­ре в Палестине — ниже уровня моря на 312 м). Озера могут быть заполнены водой из рек и подземных источников, в результате вы­падения атмосферных осадков, таяния ледников или морской во­дой. По качеству воды озера могут быть пресные и соленые. ,

Основным признаком, положенным в основу классификации озер, или, точнее, озерных котловин, служит их происхождение. Озерные котловины могут быть образованы под воздействием эн­догенных или экзогенных факторов (табл. 1.2).

Эндогенным процессам обязаны своим происхождением котло­вины тектонического и вулканического типов; остальные типы кот­ловин образовались в результате экзогенных процессов. В особый тип выделяются метеоритные котловины.

После заполнения котловины водой и возникает (зарождается) озеро. После этого происходит непрерывное взаимодействие между озерной котловиной, водными массами, заселяющими их организ­мами и окружающей территорией. При достаточных размерах озера наиболее активно проявляются процессы динамического воздейст­вия вод на берега и дно котловины (волнения, течения). Под воз­действием главным образом волнения происходит разрушение бере­га озера (см. ниже), продукты разрушения перемещаются вдоль и поперек берегов, наиболее мелкие частицы выносятся в наиболее глубокие места озера, где оседают на дно — происходит изменение очертания озерной котловины. В этом же направлении действует твердый сток рек.

В свою очередь, характер береговой линии, профиль берега вли­яют на формирование систем волнения и течений Одновременно с заполнением котловины начинается заселение озера и его берегов животными и растительными организмами, в результате отмирания которых на дне озера накапливаются продукты разложения орга­нических веществ — формируются илы, в воде появляются раство­ренные органические вещества. Происходит нормальный процесс развития озера. В зависимости от размеров озера, интенсивности его заиления и зарастания наступает стадия «умирания» озера — оно мелеет, уменьшается по площади, зарастает и в конце концов либо превращается в болото, либо вообще исчезает. Чем меньше размеры озера (площадь поверхности воды и глубина) и чем интен­сивнее процессы заиления и зарастания, тем быстрее происходит этот процесс.

Исключительно важное место среди водных объектов суши за­нимают реки, так как они являются основным источником пресных вод, используемых людьми для практических нужд.

14

Таблица 1.2. Основные генетические типы озерных котловин

Тип очерных 1 котловин	Форма рельефа	Примеры	Примечание
ГГектониче-кие	Прогибы земной коры на равнинах и в	Ладожское, Онеж ское, Верхнее (США),	Озера этого ти­па обычно боль-
	горах, предгорные	Иссык-Куль, Балхаш,	шие по площади и
	впадины; рифтовые *	Байкал, Танганьика	глубине
	впадины	(Заир — Танзания)
I улканиче-Kt-e	Кратеры и кальде­ры **; углубления ла	Кронецкое (Кам­чатка), Аверинское	—
	вовых покровов; ма-	(Италия), Комариное
	ары ***	(Исландия), Лахер-
		ское (ФРГ)
Метеоритные	Углубления от па-	Каали (Эстония)
	дения метеоритов
Ледниковые	Долины выпахива-	Озера Карелии,	Распространены
	ния кары; цирки; тро	Финляндии	в горных странах.
	ги****; моренный		Характерны для
	холмистый рельеф		областей древнего
			оледенения
Водно-эро-	Речные долины;	—	Расширения
ионные и вод-	дельты рек; морские		русл рек
о-аккумуля-	побережья
ивные:
озера-ста-		Оз Лобнор (КНР),
рицы пле-		оз. Лаче, Воже (Ар-
совые; ко		хангельская обл.,
нечно-сточ-		СССР)
ные озера в
ложбинах
стока лед
пиковых
вод
дельтовые		Озера Кубанских
		плавней, «ильмени» в
		Волжской дельте
лиманные и			Отрезанные от
лагунные			моря перешейком
			суши
фьордовые
Провальные	Впадины, . образо-		В результате
арстовые, суф	вавшиеся при выще-		указанных явле-
юзионные, тер	лачивании и выносе		ний на поверхно-
юкарстовые	частиц грунтов вода-		сти суши образу-
	ми и протаивании		ются понижения,
	многолетних мерзлых		которые заполня-
	грунтов		ются водой
Эоловые	Котловины выдува-		Обычно неболь-
	ния, понижения меж-		ших размеров
	ду дюнами и барха-
	нами

15

Продолжение табл. 1.

Тип озерных котловин	Форма рельефа	Примеры	Примечание /
Подпрудные	Речные долины, пе­регороженные горны­ми обвалами, ополз-	Оз. Севан (Армян­ская ССР)	Возникло в тек­тонической впади-не, подпруженной
	нями, моренами лед-		лавовым потокам
	ников, лавовыми по-		1
	токами		i
Органогенные	Заболоченные обла-		Озера, распол|а-
	сти		гаемые в пределах
			болота

* Рифт (англ, rift — ущелье, трещина, разлом) — крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни тысяч километров, шириной в десятки, иногда первые сотни километров, образованные при горизонтальном растяжении земной коры, обычно происходящем на фоне обширного поднятия.

"Кальдера (португ. caldera — котел, котловина) — огромная вулканическая впадина округлого очертания, достигающая в поперечнике 25 ... 30 км, образовавшаяся на месте исчезнувшего центрального вулкана или верхней части конуса.

*** Маар (нем. maar) — потухший центральный вулкан взрывного типа, имеющий вид широкой воронки в поперечнике от 200 до 3200 м, глубиной !50 . . . 400 м.

**** Кар (шотл. corrie) — нишеобразное углубление, врезанное в верхнюю часть гор, расположенное выше ледникового цирка; озера формируются в реликтовых карах. Ледни­ковый цирк — котловина в виде амфитеатра, замыкающая на верхнем конце ледниковую долину. Трог (нем. trog — корыто) — ледниковая (эрозионная) долина, разработанная лед­ником с крутыми бортами и вогнутым дном.

Рекой называют водный поток сравнительно больших размеров, как правило, питающийся атмосферными осадками и подземными водами и текущий в разработанном им русле, т. е. наиболее пони­женной части речной долины. Число речных водотоков на Земном шаре исчисляется десятками миллионов. Длина их колеблется в ши­роких пределах — от нескольких километров до нескольких тысяч километров (р. Амазонка — 6280 км, р. Волга — 3350 км).

СССР занимает первое место в мире по количеству рек и их сум­марной длине: число рек, каналов и временных водотоков (длиной более 10 км) достигает 3 млн. с общей протяженностью 9647870 км [3]. Естественно, что полное изучение всех рек в отдельности неосу­ществимо. Современная гидрология идет по пути выявления зако­номерностей, присущих рекам определенных физико-географических районов, и районирования территории по важнейшим гидрологиче­ским признакам.

Реки являются продуктом климата и других физико-географиче­ских факторов (рельеф, геологическое строение, почвенный и рас­тительный покров и др.). В соответствии с этим реки можно клас­сифицировать по размерам самой реки и площади водосбора, т. е. площади, с которой атмосферные осадки стекают в данную реку. При этом выделяют большие, средние и малые реки. Большая река протекает через несколько географических зон. Сюда условно от­носятся равнинные реки с площадью водосбора больше 50 тыс. км².

16

Средняя река протекает в пределах одной географической зоны; это равнинные реки с площадью водосбора в пределах от 2 до ф тыс. км². И наконец, малые реки, которые в течение года не пе­ресыхают или пересыхают на короткое время, протекают в равнин-нюй местности и имеют площадь водосбора 1 ... 2 тыс. км².

1 В зависимости от условий формирования своего режима реки мо­гут быть: равнинные, горные, озерные (протекающие через озера или берущие начало в озере), болотные (протекающие через болота или имеющие в составе площади водосбора большой процент бо­лот), карстовые (получающие свое питание за счет подземных вод, заполняющие пустоты карста).

В зависимости от того, в какой степени соответствует режим ре­ки режиму других рек данной географической зоны, различают: реки с зональным режимом, т. е. режим ее соответствует режиму других рек этой зоны; реки с азональным режимом, т. е. ее режим в силу местных условий и особенностей площади ее водосбора от­личается от режима других рек этой географической зоны; реки с полизональным режимом — это, как правило, крупные реки, проте­кающие через несколько географических зон, режим которых фор­мируется под влиянием факторов, свойственных различным геогра­фическим зонам.

Кроме указанных существуют и другие классификации рек, предложенные различными авторами.

Наиболее ранней является классификация А. И. Воейкова, разработанная им в 1884 г. В своей основе она опиралась на тесную зависимость режима рек от климатических условий. В соответствии с климатическими особенностями раз­личных районов А. И. Воейков выделял девять типов рек, определяемых усло­виями питания рек и характером половодья. Классификация, основанная на анализе источников питания и внутригодового распределения стока, была пред­ложена М. И. Львовичем (1945).

Важнейшей характеристикой реки является ее сток — количест­во воды, стекающей с площади водосбора за определенный отрезок времени (см. гл. 4). Режим стока или водный режим в течение года был положен в основу классификации рек Б. Д. Задковым (1946), которая получила наиболее широкое распространение. В соответст­вии с этой классификацией реки делят на три группы: с весенним половодьем, с половодьем в теплое время года и паводочным режи­мом. Реки первой группы наиболее распространены в СССР (рис. 1.1).

В соответствии с характером половодья и распределением стока в остальную часть года в группах выделяются подгруппы (табл. 1.3).

Понимание основ рассматриваемой классификации требует оп­ределения понятий, называемых фазами водного режима: полово-Дье, паводок, межень.

Половодьем называют ежегодно повторяющийся в одно и то же

17

Рис. 1.1. Типы водного режима рек СССР (по Б. Д. Зайкову):

•реки с весенним половодьем; // — реки с половодьем в теплую часть года; /// —реки с паводочным режимом;

/ ... 10 — номера типов рек

Таблица 1.3. Классификация рек СССР по внутригодовому распределению стока

19

20

Продолжение табл 1 3

время период, характеризующийся продолжительным и высоким подъемом уровня или наибольшей водностью (расходами Q,). На равнинных реках половодье вызывается весенним снеготаянием, на горных — летним таянием ледников, что вызывает соответственно весеннее и летнее половодье.

Паводок в отличие от половодья возникает нерегулярно и харак­теризуется быстрым, сравнительно непродолжительным подъемом уровня в каком-либо фиксированном створе реки и почти столь же быстрым спадом. Причиной паводка обычно бывают обильные дожди или интенсивное кратковременное снеготаяние в период зим­них оттепелей. Подъем уровня и увеличение расхода воды при па­водке иногда могут превышать уровень и наибольший расход в по­ловодье.

Меженью называют периоды, характеризующиеся низкой вод­ностью вследствие снижения поступления воды с водосборной пло­щади. Межень обычно приурочена к одним и тем же срокам внутри годового цикла. В зависимости от времени наступления различают летнюю и зимнюю межень.

С классификацией рек неразрывно связано гидрологическое районирование территории, которое проводится по комплексу гид­рологических признаков или по одному наиболее существенному. Районирование СССР было выполнено Б. Д. Зайковым на основе изложенной выше классификации рек по типам водного режима.

Водохранилищем называют искусственный водоем, создаваемый в целях накопления (хранения) водных запасов и регулирования речного стока. Водные запасы, накопленные в периоды, когда есте­ственный приток превышает потребление, расходуются, когда при­ток воды не покрывает потребление. Водохранилища используют также для предотвращения наводнений, вызываемых резким повы­шением речного стока в период весенних половодий или дождевых паводков.

Общая полная емкость эксплуатируемых (более 30000) водо­хранилищ мира составляет примерно 6 тыс. км³, что в 2,8 раза пре­вышает объем воды, содержащийся одновременно в речных руслах (2,12 тыс. км³), а суммарный полезный объем, равный 3 тыс. км³, позволяет увеличить устойчивый речной сток со всей суши, равный 12 тыс. км³, на 25%. Площадь зеркала всех водохранилищ состав­ляет 400 тыс. км², а с учетом площади озер, находящихся в подпо­ре (Виктория, Байкал, Онтарио, Онежское, Бенерн, Зайши и др.),— 600 тыс. км².

По общему количеству и числу крупных водохранилищ первое место в мире занимает США, где число искусственных водоемов (по количеству плотин) достигает 5500, из которых свыше 700 во­дохранилищ имеют полный объем более 100 млн. м³, а осталь­ную часть составляют малые водохранилища. Япония, Великобри­тания, Италия, Франция, Швейцария имеют очень большое коли­чество малых водохранилищ и почти не имеют искусственных

21

водоемов емкостью более 1 км³. Значительно прогрессируютв созда­нии водохранилищ развивающиеся страны. Если 20 лет тому назад Африка практически не имела крупных водохранилищ, то сейчас четыре из пяти крупнейших водохранилищ мира построены на этом материке.

В СССР насчитывается свыше 4000 водохранилищ объемом бо­лее 1 млн. м³ каждое. Суммарный полный объем их составляет 1012 км³, или 15% по отношению к водохранилищам Земного шара. Полезный объем водохранилищ нашей страны равен 587 км³, что составляет 17% суммарного полезного объема водохранилищ всей Земли. Свыше 90% полного и полезного объема водохранилищ Со­ветского Союза сосредоточено в водохранилищах объемом более 100 млн. м³.

Водохранилища отличаются друг от друга параметрами (пло­щадью зеркала, объемом, длиной, шириной, глубиной), конфигура­цией, характером регулирования, термическим режимом, режимом сработки, народнохозяйственным значением, характером и степенью воздействия на природу и хозяйственную деятельность в при­легающих районах, технико-экономическими показателями и т. п.

Водохранилища можно классифицировать по вышеназванным признакам, а также по типам: равнинные, водохранилища предгор­ных и плоскогорных областей, горные, озерные и наливные [3].

Наибольшее распространение получили водохранилища в реч­ных долинах, образованные путем перекрытия русла водоподпор-ным сооружением (плотинами, шлюзами и т. п.). В результате за­полнения речной долины выше подпорного сооружения повышаются уровни воды и аккумулируются значительные объемы воды для дальнейшего ее использования в хозяйственных целях.

Из существующих водохранилищ наибольшими по площади вод­ного зеркала являются озера-водохранилища: Байкальское (Ир­кутское) на р. Ангаре и Онежское (Верхнесвирское) на р. Свири.

Длина водохранилищ, измеряемая от створа плотины до пунк­та, где подпорная отметка совпадает с меженным уровнем в бы­товых условиях, изменяется в пределах от нескольких сотен кило­метров для крупных водохранилищ (Братское, Куйбышевское, Вол­гоградское водохранилища имеют длину более 450 км, Горьковское, Красноярское, Камское — до 100 км) до нескольких километров для малых водохранилищ. Значительна разница в наибольшей ши­рине водохранилищ: у Рыбинского она достигает 60 км, у Куйбы­шевского и Цимлянского — 35 ...40 км. В узких местах крупные во­дохранилища имеют ширину 0,2 ... 5 км.

В широких пределах изменяются и глубины водохранилищ. Средняя глубина существующих и создаваемых водохранилищ ко­леблется от 2 до 90 м. Самыми глубокими являются водохранили­ща, образуемые в горных и предгорных районах (Нурекское, Ин-гурское, Токтогульское, Чарвакское, Красноярское и Братское). В самых мелких водохранилищах наибольшая глубина составляет 10... 15 м и в очень редких случаях — менее 10 м.

22