6. Геоэкология гидросферы суши

1. Общая характеристика гидросферы суши

2. Экологически неблагоприятные природные процессы, обусловленные деятельностью вод суши

3. Экологические последствия антропогенного воздействия на гидросферу суши

1. Общая характеристика гидросферы суши

Поверхностная гидросфера суши включает в качестве основных элементов реки, озера, болота, ледники и снежный покров.

Наиболее важным элементом являются реки - непре­рывно действующие водотоки, собирающие атмосферные осадки и подземные воды с обширных территорий, называемых водосборными бассейнами. Для каждой реки в течение года характерно чередование паводков (поло­водий) и низкого уровня воды (межени). Количество воды во время половодий увеличивается в 5-20 раз и более по сравнению с меженью, а в особо многоводные годы - до 80-100 раз.

Время проявления половодья и его сроки зависят от питания рек. В реках с преимущественно снеговым питанием половодье приходится на весенний период, с дождевым питанием - на летний. Своеобразный режим наблюдается в реках смешанного питания (ледникового и дождевого), где время половодий растягивается до полугода и где максимумы приходятся на летние месяцы.

Важными характеристиками рек являются величины поверхностного руслового стока и расхода воды. Под русловым стоком понимают количество воды, переносимое речным потоком через его поперечное сечение за некоторый период времени, под расходом - количество воды, переносимое потоком через его поперечное сечение за единицу времени. Также выделяют и твердый сток реки - количество перемещаемых твердых и растворенных веществ, проносимых рекой через любое поперечное сечение за определенный промежуток времени.

Величина твердого стока крупных рек в некото­рых случаях соизмерима с русловым стоком и измеря­ется десятками млн. т в год. Разные реки приносят к своему устью неодинаковый материал. Реки, имеющие на всем своем протяжении горный характер и впадающие в море или озеро, могут приносить гальку разной величины.

Большие равнинные реки, даже если их истоки находятся в горах, перетирают на своем длинном пути по равнине всю гальку и доносят до устья только песок или даже ил в виде взвешенной мути. Участки низменной суши, образовавшиеся из речных отложений у береговой линии моря (или озера) в устьевой части рек, называют дельтами.

В табл. приведены основные гидрологические характеристики рек России. К наиболее крупным речным системам относятся реки Лена, Енисей, Волга и Обь, среднемноголетний расход воды в которых колеблется от почти 8000 до 18 600 м³/с, а величина стока оценивается в 238-489 км³/год.

Воды рек являются главными источниками для питьевого и промышленного водоснабжения, орошения земель, получения гидроэлектроэнергии, местами вылова и разведения рыб.

Озера - впадины рельефа, заполненные застойной или слабопроточной водой, не имеющие прямой связи с Мировым океаном. Они занимают свыше 2 % площади суши. Крупнейшими озерами являются Каспийское (море), Верхнее в Северной Америке, Виктория в Африке, Аральское в Азии.

Основные характеристики наиболее крупных озер России приведены в табл.

На поверхности Земли озера распространены не­равномерно. Наибольшее их количество сосредоточе­но в областях плейстоценового оледенения (озера Фенно-Скандинавского полуострова, севера США и Канады). Они могут находиться во всех природных зонах как на низменностях, так и в горах. К наиболее высокогорному из крупных озер относится озеро Титикака в Андах (3812 м над уровнем моря), а самое низкое - Мертвое море на Аравийском полуострове, поверхность которого располагается ниже уровня моря на отметке -395 м. Глубина озер измеряется десятками и сотнями метров. Самое глубокое озеро Байкал имеет глубину 1741 м.

Озерные впадины создаются природными (экзоген­ными и эндогенными) и техногенными причинами. Среди эндогенных озер выделяют группы вулканических, сейсмогенных и тектоногенных котловин. Вулканогенная группа включает кратерные, кальдерные, фумарольно-гейзеровые, лавово-плотинные и лахарово-плотинные типы. Например, крупнейшее на Кавказе озеро Севан относится к лавово-плотинному типу.

К сейсмогенной группе относятся обвально-плотинные озера, являющиеся следствием сильных землетрясений. Например, обвально-плотинное Сарезское озеро в горном Бадахшане на Памире, образование которого вызвано землетрясением 1911 г.

Широко распространены тектоногенные озера рифтового (грабенового) типа как, например, Байкал, Мертвое море, Восточно-Африканские озера.

Экзогенные озера включают также котловины, воз­никновение которых связано с провально-карстовыми, провально-суффозионными, флювиальными (русловыми, пойменными), дефляционными, гляциальными (экзараци-онными, термокарстовыми, гляциально-плотинными), биогенными и другими процессами. Площадь таких озер сравнительно невелика. Вода в них может исчезать.

К техногенным озерам относят водохранилища, соз­даваемые на наиболее крупных реках и осуществляющие многолетнее регулирование речного стока. Основные показатели наиболее крупных водохранилищ России приведены в табл. Наиболее крупным из них является Братское водохранилище на Ангаре.

Болота - избыточно увлажненные участки суши, за­росшие специфической растительностью. Болота на Зем­ле покрывают площади около 2 млн. км², встречаясь в областях с влажным гумидным климатом, в которых зеркало грунтовых вод занимает приповерхностное положение. По местоположению и условиям водного питания различают верховые, промежуточные, низинные и приморские болота. Верховые болота располагаются на водоразделах, речных террасах и склонах возвышен­ностей. Подпитываются они атмосферными водами. Болота промежуточного типа имеют двойное питание: атмосферное и подземными водами. Низинные болота располагаются в котловинах, часто на месте озер. Питание их осуществляется подземными и текучими водами. Приморские болота распространены на морских побережьях с влажным климатом. Питание их атмосферное. Во время приливов площадь таких болот может покрываться водой.

Болота играют важную роль в формировании гидро­логического режима рек. Являясь стабильным источни­ком питания рек, они регулируют половодья, растягивая их во времени, что способствует естественному самоочи­щению речных вод.

На территории России болота и заболоченные терри­тории занимают свыше 10 % площади, аккумулируя огромные массы воды. Основные болотные массивы сосредоточены на северо-западе и севере европейской части, а также на севере Западной Сибири. Площади болот колеблются от нескольких гектаров до десятков квадратных километров.

Ледники образуются на поверхности Земли в обла­стях с низкими среднегодовыми температурами в результате накопления значительных масс снега. Они развиты почти во всех высокогорных сооружениях, в Антарктиде и на многих полярных островах. На всех материках мира они занимают около 11 % поверхности суши. Общий объем заключенного в них льда составляет около 30 млн. км³.

Высотное положение их зависит от климата. Наиболее низкое положение они занимают в приполярных обла­стях, опускаясь до уровня Мирового океана (Антарктида); наивысшее (до 5000-6000 м) - в горах приэкваториальной зоны.

В зависимости от климата, рельефа и соотношения областей питания и стока выделяют горные (долинные, переметные, каровые, висячие), материковые (покро­вные) ледники и ледники промежуточного типа, соче­тающие элементы горных и покровных ледников.

Важнейшей особенностью ледников является спо­собность их перемещаться в стороны от областей питания в результате вязкопластичного течения и под влиянием силы тяжести. Скорости движения различны и непостоянны во времени. Горные ледники Альп движутся со скоростью 0,1-0,4 м/сут, Памира и Гимала­ев - до 2-4 м/сут. В отдельных случаях наблюдается катастрофическое увеличение скорости, достигающее 50-150 м/сут.

Огромные площади (25 % всей суши земного шара) заняты почвенным льдом (многолетнемерзлыми горными породами) и относятся к криолитозоне.

На территории России основная масса ледников сосредоточена на арктических островах и в горных районах (табл.).

Наибольшие площади горного оледенения характерны для Кавказа (свыше 1400 ледников), Камчатки, Алтая. На островах Арктики распространены ледниковые щиты и покровы. Вечной мерзлотой занято около 50 млн. км², или 47 % площади.

Снежный покров - слой снега на поверхности Земли, образующийся вследствие снегопадов. Последние разде­ляются на обложные - выпадающие в течение длитель­ного времени, ливневые - кратковременные значительной интенсивности, снежную морось - выпадение мельчай­ших снежинок или ледяных игл.

В снежном покрове кроме снега присутствуют меха­нические примеси и иногда вода. Продолжительность существования снежного покрова зависит от климатических условий. Залегающий непрерывно более трех декад снеговой покров принято называть устойчивым, в отличие от временного, сохраняющегося меньшее время.

Характеристиками снежного покрова являются его высота, измеряемая в сантиметрах, и плотность. Плот­ность колеблется от 0,01-0,1 г/см³ для плотного, слежавшегося снега в горных районах.

Максимальная площадь снежного покрова приурочена к марту, когда снег покрывает около 19 % земной по­верхности. Минимальная площадь, составляющая около 9 % всей территории, отмечается в августе.

Наибольшая средняя высота снежного покрова в евро­пейской части России наблюдается на западных склонах Северного Урала (более 90 см), в азиатской части - на Западно-Сибирской низменности (110-120 см), на Кам­чатке, Сахалине и в низовьях р. Амура.

Как и другие виды атмосферной влаги (пар, туман облаков, капли дождя), снежный покров является основ­ным источником формирования и восполнения водных ресурсов, определяя водность рек, озер, болот, образова­ние и режим ледников.