Глава 2. Геологическая деятельность рек и их экологическое значение (на примере реки Воронеж). Геоэкологическая деятельность поверхностных вод.

Реки участвуют в формировании ландшафта. Они смывают почву, разрушают камни и переносят песок, гальку и булыжники вниз по течению. Эти водные артерии могут даже менять направление, отрезая изгибы в своем обычном русле и образуя пресные озера.

Любая река имеет свое начало (исток). Чаще всего это родник - место, откуда она пробивается тоненькой струйкой из-под камней. Этот ручеек пополняется дождевой водой, стекающей с близлежащей территории - бассейна, - и, преодолевая многие тысячи километров, полноводной рекой впадает в море.

Течение рек зависит от ландшафта. На разных участках пути от истока к устью (месту впадения, например, в море) скорость течения не одинакова. Многие реки берут свое начало в горной местности, откуда быстрым потоком стекают вниз. В Норвегии и вдоль андских прибрежных территорий Южной Америки реки короткие и быстрые. Молодые горные потоки настолько бурные, что адаптироваться к ним удается лишь немногим водным растениям и рыбам. Довольно распространенным явлением здесь являются водопады. Вода там всегда чистая и холодная, а дно реки покрыто галькой. На этом участке река обычно течет по дну крутых V-образных ущелий и долин, образуя живописнейшие ландшафты.

В средней части река неспешно течет по равнинной местности, давая приют многим видам растений и рыб. Ее дно покрыто мелким гравием и тиной. Она становится шире и полноводней, так как несет в себе воды окрестных ручьев и воды притоков.

В своем нижнем течении река еще медленнее. Ее берега становятся пологими, и если вследствие проливного дождя или таяния снега значительно поднимается уровень воды, она выходит из берегов и затапливает узкую прибрежную зону, называемую поймой. На своем пути к морю реки разрушают камень и прорезают долины. Они передвигают грунт, камни и другие породы. Проточная вода обладает немалой силой, но несущая способность у нее незначительная. Камни и мелкие осколки, которые переносит вода, усиливают ее абразивный (разрушительный) эффект. Сила проточной воды поднимает все, что лежит на дне реки и ее берегах. Камни в воде хаотично ударяются о другие камни и о берег. В быстром и беспорядочном течении большие камни крошатся на мелкие части. Даже мелкий материал, такой как песок или ил, обладает абразивными свойствами, подобно используемому в домашних условиях чистящему порошку. Под их воздействием острые части камней стачиваются, превращаясь с годами в гладкую гальку.

Мощность реки в значительной степени зависит от объема воды и от уклона. Например, маленький горный ручеек иногда превращается в стремительный поток, способный ворочать огромными валунами, когда вследствие таяния снега или бури объем воды быстро увеличивается.

Неторопливые равнинные реки иногда становятся быстрыми, когда вследствие тектонических движений повышается уровень земли, увеличивая уклон потока. Такие реки формируют новые глубокие долины.

Размер кусков породы, переносимых водой, зависит от скорости течения. При скорости в 30 км/ч река может передвигать даже огромные валуны, которые перекатываются по дну. Вода, текущая со скоростью 10 км/ч, двигает гальку. При скорости в 0,5 км/ч река может переносить только песок и ил. Жидкие, т. е. растворенные в воде, материалы также переносятся течением реки. Вода способна растворять породу, особенно такую мягкую и податливую, как известняк.

Когда река достигает равнинной местности, силы потока не всегда хватает для дальнейшей транспортировки собранной породы. Поэтому она постепенно откладывает свою "ношу" на дно. Большие камни оседают быстрее, мелкие ложатся на дно позже.

Отложения равнинной реки образовывают отмели, в свою очередь формирующие сеть мелких, перемещающихся рукавов. Этот процесс называется ветвлением. Очень много разветвляющихся рек в районе Великих равнин в Северной Америке.

Еще одна форма отложений наблюдается, когда река с горной местности стекает на равнину. Она может разлиться и расположить осадки в форме веера. Такого рода отложения называются конусами выноса.

Затапливая окрестные земли, река обычно наслаивает пласты вблизи своих берегов. В результате выстраиваются берега, превышающие уровень равнины. Такие берега называют естественными прирусловыми валами. Очень часто уровень реки, протекающей между такими валами, находится заметно выше уровня равнины.

Реки могут создавать три вида дельт в зависимости от относительной плотности их воды и плотности воды моря, в которое они впадают. Если из-за груза осадков речная вода плотнее морской, то дельта вытягивается. Если речная вода приблизительно одинаковой плотности с морской, образуется треугольная дельта, подобная нильской. Если же плотность речной воды ниже, то образуется многорукавная дельта.

Реки составляют важную часть процесса, который географы называют круговоротом воды в природе. Это процесс, начинающийся с испарения морской воды под воздействием солнечного тепла и формирования облаков. Потом они возвращают свою влагу земле в виде осадков. Большая их часть выпадает в море. Остальные попадают на сушу, но, стекая с возвышенностей или превращаясь в источник, они со временем возвращаются в море через речную систему.

Река Воронеж.

Река Воронеж-второй по величине левый приток реки Дон ( Самым крупным притоком является Северский Донец), берет свое начало на юге Рязанской области и образуется слиянием (в районе города Мичуринска Тамбовской области) двух самостоятельных рек - Лесного Воронежа и Польного Воронежа. Ее протяженность 368 км, площадь водосбора 21570 км². Десятая часть бассейна покрыта лесом, в нижней части водосбора находится большой Усманский бор. В пойме реки имеются болота, которые занимают менее 1 % от всей площади водосбора.

Лесной Воронеж – правая ветвь притока начинается в Рязанской области, протекает преимущественно через крупные лесные массивы.

Польной Воронеж – левый приток, начало берет на севере Тамбовской области, протекает преимущественно в поле. Расстояние между притоками 50км.

Река Воронеж течет в южном направлении параллельно реке Дон и впадает в него в 5 км южнее от г.Воронеж. По реке Воронеж располагаются крупные города, такие как: Липецк (население 500 тыс. чел.), Воронеж (более 1 млн. чел.), Мичуринск ( более 100 тыс. чел.).

Как и любая река, текущая в Европейской части России, в южной части имеет широкую долину ассиметричного типа. Правый берег крутой, левый - пологий. Разница в относительных отметках от 30 до 80 метров. Ширина долины от 3 до 8 км, ширина реки в точке наблюдения 80 м, средняя глубина от 2 – 2,5 м до 6 м, скорость течения 0,2 м/с, однако, заметно снизилась после постройки водохранилища.

В верховьях рек Лесной Воронеж, Польной Воронеж имеется ряд водохранилищ, но наиболее крупное - основанное в 1972 году, расположено в южном направлении, в раоне г.Воронеж в 5 км от места впадения р.Воронеж в р.Дон. Водохранилище пойменного типа. Площадь его зеркала составляет 70 км², длина 35 км, ширина 2 км, средняя глубина 2,9 м, общий объем воды 204 млн. м³. (рис.2.1)

Гидрогеологический режим водохранилища – обычный для подобных сооружений в равнинных условиях. Скорость течения воды весной достигает 0,6-0,7 м/с. В межень в центральной части водохранилища составляет всего 2-3 см/c. Долина реки ассиметрична. Крутой правый берег и низкий левый берег.

По своим параметрам водохранилище относится к проточному (стержневому) типу. Каждый год весной вода полностью обновляется. Водохранилище оказывает некоторое влияние на микроклимат прилегающей зоны шириной в несколько сот метров. На левом берегу зона этого влияния выше, чем на правом, где микроклимат обусловлен формой береговых склонов. Весной наблюдается небольшое охлаждение воздуха вблизи водохранилища на 1,0-0,3 °C. Осенью, наоборот, повышение на 0,1-0,4 °C. В летний период днём температура воздуха чуть понижается у берега, ночью – повышается.

На правобережье наблюдаются две надпойменные террасы, покрытые растительностью. Первая надпойменная терраса частично застроена. Благодаря низкой скорости течения, река постепенно зарастает по берегам водной растительностью.

Воронежский гидрологический район располагается в северной части Воронежской области. Его площадь составляет 7800 км² (15 % площади области), средняя высота 155 м. он включает бассейн реки Воронеж (нижнее течение) с притоком Усмань, бассейны рек Хворостань и Икорец с притоком Березовкой.

Основное питание реки получают из недостаточно обильного комплексного флювиогляциального-неогенового водоносного горизонта. Он имеет сравнительно невысокие общие запасы воды. К тому же этот горизонт представляет из себя разобщённые, с разрывами, водоносные линзы, из-за чего интенсивность питания рек ослабевает.

Воды толщи питают главным образом реки Дон и Воронеж и в меньшей степени мелкие реки. Поверхностный и подземный сток рек умеренные. Количество годовых осадков составляет 640 мм.

Испарение с водной поверхности за период с мая по октябрь колеблется от 560 до 600 мм.