книги из ГПНТБ / Гвахария, В. К. Испарение с водной поверхности водоемов Кавказа
.pdf
|
|
|
ГЛАВА |
I |
|
|
КРАТКИЙ |
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ |
ОЧЕРК |
||||
|
|
|
КАВКАЗА |
|
|
|
Кавказ |
примыкает |
с юга к Европейской части Советско |
||||
го Союза, |
от которой |
отделен т. н. Кума-Манычвской |
впа |
|||
диной. С запада |
его омывают воды Черного и Азовского мо |
|||||
рей, с востока — Каспийского моря. На юге граница |
Кавка |
|||||
за представляет |
собой |
условную |
линию, совпадающую с |
|||
государственной |
границей СССР |
с Турцией и Ираном. Пло |
||||
щадь Кавказа равна 440000 квадратным километрам. |
|
|||||
Рельеф. Наиболее |
крупные |
орографические |
единицы, |
которые можно выделить на Кавказе, следующие. Предкав казье — располагающееся от Кума-Ма,нычеокой впадины до северного подножья Большого Кавказа, и представляющее собой обширную равнину, повышающуюся в средней своей части до отметок 832 м, образуя известную Ставропольскую возвышенность. К югу от Предкавказья расположен Боль шой Кавказ •— мощная горная система, состоящая из сле дующих главных орографических единиц: осевая полоса,
северный склон и южный склон. |
Наибольшее высотное рас |
||
пространение |
имеет центральная |
часть Большого |
Кавказа, |
где отдельные |
участки хребта достигают 3—4 тысяч |
метров, |
|
а высочайшие |
точки имеют отметки, превосходящие 5000 м |
(Эльбрус — 5642 м, Казбек — 5033 м и др.).
В Закавказье, между горными системами Большого Кавказа и Закавказского нагорья, располагается Рионо-Ку- ринекая депрессия, разделенная невысоким, меридионально расположенным Лихским (Сурамским) хребтом на Кол хидскую низменность и Куринокую впадину, представляющих собой обширные равнины с незначительным наклоном по верхности в сторону Черного моря (Колхидская равнина) и
10
Каспийского моря (Куринская впадина). Окраинный юг Кавказа занимает т. н. Закавказское нагорье, которое, со своей стороны делится на .горную цепь Малого Кавказа (наи высшая точка г. Гіямыш •— 3722 м) и вулканическое Джава - хетоко-Арімянекое нагорье, представляющее собой в основном плоскогорье с расположенными на нем отдельными высоки- -ми гораіми и небольшой протяженности хребтами. Наивыс шая точка — гора Арагад (Алаігез) — 4095 м.
Следует остановиться более подробно на таких круп ных единицах рельефа изучаемой территории, как Большой Кавказ и Джавахетоко-Армянское нагорье, высотное и про странственное развитие которых обусловило появление цело-
то ріяда физико-географических особенностей, |
не |
присущих |
||
' равнинным |
областям. |
|
|
|
Глашой особенностью этих горных систем |
является вер |
|||
тикальная |
зональность |
физико-географических |
элементов, |
|
более ярко выраженная |
на Большом Кавказе и слабее — на |
.Закавказском нагорье, вернее на горных цепях, входящих в его состав (Малый Кавказ и др.). Второй особенностью яв ляется сильная вертикальная расчлененность рельефа и нали
чие боковых продольных и поперечных хребтов, |
разделен |
ных узкими и глубокими речными долинами. |
|
Как явление вертикальной зональности ряда |
физико- |
географических элементов, так и сильная расчлененность гор ных систем, обусловливает резкую изменчивость в простран стве гидрологических и климатических элементов, влияющих на испарение.
Большой Кавказ — эта .горная система состоит из осе вых, передовых и поперечных .хребтов и отрогов; длина ее около 1100 км, наибольшая ширина (з районе г. Эльбрус) — около 180 км; площадь примерно 145000 км2 .
Большой Кавказ делится на три продольные части — осевая полоса, Северный оклон « .Южный склон. По длине разделяют на три части — с западной оконечности до ме ридиана г. Эльбрус — Западный Кавказ, от Эльбруса до ме ридиана г. Казбега — Центральный Кавказ и восточнее г. Казбеги — Восточный Кавказ.
Осевая выіоокогорнаія зона состоит из Главного или Во-
.дораздельного хребта и Бокового, расположенного севернее
11
первого. От осевой |
полосы хребтов как на север, |
так |
и на |
юг отходят горные хребты, имеющие то параллельные |
к осе |
||
вым хребтам направления, то перпендикулярное |
к нему по |
||
ложение. |
|
|
|
На рисунке і дана орографическая схема Кавказа, на |
|||
которой отмечены |
как крупные орографические |
единицы |
Рис 1
(низменности, горные системы и т. д.), так и отдельные, бо лее или менее значительные хребты Большого Кавказа и За кавказского нагорья. На этой же схеме дана гидрографичес кая сеть Кавказа.
Наибольшее высотное развитие имеет Центральный Кав-
12
каз, где сосредоточены все вершины, имеющие абсолютные высоты более 5000 м и основная часть крупнейших ледников Кавказа. В форме рельефа здесь преобладают ледниковые образования. Днища освободившихся от ледников долин часто заняты небольшими озерами округлой формы.
Западный Кавказ значительно ниже Центрального (наи большей высоты гора Домбай-Улвген — 4040 м), мощность
оледенения невелика и ледники этой |
части являются |
как- |
бы западным продолжением ледников |
Центрального |
Кав |
каза. В высокогорной части также представлены ледниковые
формы рельефа. |
|
Восточный Кавказ хоть |
и несколько выше Западного, |
все же отстает по высотному |
развитию от Центрального. Из |
всех трех частей он имеет наименьшую площадь оледенения.
На Большом Кавказе сильно развит карст и много кар стовых озер, среди которых следует отметить одно из глубо
чайших озер мира Церик-Кел |
(Голубое |
озеро), |
имеющее |
|||||||
малую площадь и значительную глубину |
(примерно |
|
260 м) . |
|||||||
Закавказское нагор.ье, как говорилось выше, распадает |
||||||||||
ся на две части — на |
систему |
складчатых гор, известных |
||||||||
под названием |
Малого |
Кавказа |
и на вулканическое |
нагорье, |
||||||
именуемое |
Джавакетоко-Армянским. |
|
|
|
|
|||||
К Малому |
Кавказу |
относятся |
Месхетокий |
(Аджаро- |
||||||
Имеретский), |
Триалетокий, |
Сомхитскмй, |
Базумский |
|
(Бзов- |
|||||
дальский), |
Памбакский, |
Мургузский, |
Шаждагокий, |
|
Мров- |
|||||
. Датский и Карабахский |
хребты. |
|
|
|
|
|
||||
Западную |
часть Малого Кавказа образуют Месхетокий |
|||||||||
и Триалетокий |
хребты, достигающие в высших точках 2850 м; |
|||||||||
продолжение ее — средняя л восточная части Малого |
Кавка |
|||||||||
за — выше — наибольшая |
высота этих |
частей падает на |
||||||||
хребет Мров-Даг (3722 м наивысшая |
точка). Хребты |
Шах- |
дагокий,. Базумский и Памбакский подымаются выше 3000 м •над уровнем моря.
Большую роль в рельефе Малого Кавказа играют высо ко поднятые древние ^поверхности выравнивания, с которыми резко контрастируют молодые долины — ущелья, пропилен ные сравнительно маломощными реками в теле омоложен- -ного четвертичными поднятиями рельефа. На максимальных
.высотах встречаются следы древнего оледенения, но мас-
13
штабы их не сравнимы с Большим Кавказом. Вулканические формы рельефа также не имеют большого распространения на Малом Кавказе.
Джава<хетеко-Армянюкое нагорье, являющееся частьюобширного вулканического Армянского нагорья, характери зуется широким развитием вулканических и тектогенно-вул- канических форм рельефа.
.Горные хребты и массивы на Джавахетско-Армяншом нагорье в отдельных случаях достигают значительных вели чин, превосходящих хребты Малого Кавказа. Лавовые плато,, над которыми поднимаются высокие хребты и массивы поч ти везде лежат на высотах 1500—2000 м.
На наиболее высоких участках в благоприятных формах рельефа располагаются снежники, а на Алагезе (Арагац) •имеются небольшие ледники.
На крайнем юго-востоке изучаемой территории распола гается горная система, известная под названием Талышских гор. Наивысший водораздельный гребень этих гор достигает высоты 2494 м (г. Кемюкей). Передовые цепи Талышских гор образованы Пештасарским и Буровакским хребтами. Талышские горы построены в основном .мощными флишевыми отложениями и вулканическими породами палеогена. Ска листые андезитовые и базальтовые гребни образуют наивыс шие точки главного хребта. Характерны наклоненные в сто рону Каспийского моря поверхности выравнивания, придаю щие горам ступенчатый вид. Высота поверхностей выравниіваіния колеблется в пределах 900—2000 м.
Некоторые черты климата. Климат Кавказа характери зуется исключительной пестротой, обусловленной своеобравием рельефа.
Кавказ находится под влиянием умеренного и субтро пического климатов. Большой Кавказ, препятствующий прод вижению холодных воздушных масс с севера на юг и теплых с юга на север, углубляет климатическое различие между
Закавказьем и Предкавказьем. Северный Кавказ |
относится |
ж умеренному климатическому поясу, Закавказье |
•— к суб |
тропическому. |
|
Через Кавказ проходит также граница между сферами воздействия влажных воздушных масс Атлантики, поступаю-
14
щих сюда с запада, через Средиземное и Черное моря, и сук их континентальных масс, вторгающихся на территорию Кавказа с востока, через пустыни Средней Азии. Если Глав ный Кавказский хребет служит как 'бы климаторазделом между умеренным .и субтропическим климатическими пояса
ми, то |
Ставропольская |
возвышенность и |
Л ихекий (Су-рам- |
•окий) |
хребет служат |
іклиматоразделами, |
.препятствующими |
продвижению -влажных морских воздушных масс к востоку, а сухих континентальных —• к западу.
Под влиянием Черного и Каспийского морей происходит трансформация поступающего на Кавказ воздуха, в основ ном, самого нижнего его слоя.
Лучше всего климатическое различие между частями Кавказа выражается через приведенную к уровню моря тем
пературу воздуха; |
средняя годовая |
приведенная |
температу |
||||
ра Северного Кавказа на 6° ниже |
Закавказья |
(10 |
и 16° со-' |
||||
ответственно). Особенно резко |
различие в |
температурах |
|||||
проступает при анализе этого элемента по сезонам |
года: зи |
||||||
ма в Предкавказье |
холоднее, |
чем |
в |
Закавказье; |
лето на |
||
Западном Кавказе |
прохладнее, |
чем |
на |
Восточном |
и |
т. д. |
Кроме того, что горные хребты играют на Кавказе роль клйматор'азделов и накладывают свой отпечаток на харак тер климата того или иного участка этой территории, они являются еще причиной т. н. вертикальной зональности эле ментов климата. Под -их воздействием происходит законо мерная смена климатических зон снизу вверх.
В особенности хорошо выражена эта вертикальная зо нальность на Большом Кавказе, где представлен весь спектр климатов, от полупустынных и влажноЬу.бтроггичеоких у его подножия до «назального с вечными снегами и ледниками на гребне хребта.
Гидрографическая схема. Кавказ богат водными объек тами. Здесь множество горных рек и речек, озер, болот, лед
ников. Все реки |
Кавказа относятся к бассейнам трех морей |
||
— |
Каспийского |
(Кура, Сулаж, Терек, Кума и др.), Азовско |
|
го |
(Кубань) |
и |
Черного (Риони-, Ингури, Кодори, Аджарис- |
цкали и др.). |
Реки, текущие в горах Кавказа, характеризу |
ются большими скоростями и резким колебанием уровней и расходов. Мутность их высока. При выходе на равнины эти
15
•реки теряют ряд черт, присущих горным рекам и приобрета ют характер равнинных рек.
По классификации Б. Д. Зайкова [22], реки Кавказа подразделяются на следующие типы: 1. реки с половодьем в теплую часть года (на северном склоне Большого Кавказа, в центральной части Южного склона, в гребневой части Ма лого Кавказа); 2. реки с весенним половодьем (большинство
рек |
южного |
склона Большого Кавказа и Закавказского на |
|
горья) и 3. |
реки |
с паводочным режимам (Колхида, запад |
|
ная |
оконечность |
Большого Кавказа: Талыш-Ленкорань и |
узкая полоса северного склона Большого Кавказа, прости рающаяся вдоль подножья от ір. Сулак до р. Баксан).
Кура-Араксинская низменность, Ашиѳротюкий полуос тров и равнинная часть Предкавказья, севернее линии Та манский полуостров — Майкоп — Орджоникидзе — Махач кала, орошаются транзитными реками, стекающими соот ветственно іс Дж'авахетско-Армянского нагорья (Кура, Араке) и с северного склона Большого Кавказа (Кубань, Те рек).
По территории Кавказа разбросано значительное число озер. Происхождение их весьма разнообразно. Здесь встре чаются каровые, карстовые, вулканические, суффозионные, Лйманно-лагунные, тектонические, завальные и другие типы озер.
Озера разбросаны по всей территории Кавказа почти равномерно. Однако, отмечается дв>а района наибольшей их концентрации — это приазовский участок Кубано-Приазов- ской низменности и Джав-ахетско-Армянское плато. На тер ритории этого последнего располагается крупнейшее озеро Кавказа — Севан.
Значительная площадь изучаемого района занята бо лотами, среди которых выделяются по своим размера*! бо лота в приустьевой части р. Кубань, на ее правобережье, и Колхидские болота.
Наиболее крупными водохранилищами являются Мингечаурокое в Закавказье, Тщикское на Северном Кавказе
идр.
Кводным объектам следует относить и ледники, являю щиеся аккумуляторами влаги и хранящие в себе 'много мил-
16
лиардов кубических метров твердой воды. Как говорилось выше, основным районом оледенения на Кавказе является гребневая часть Центрального Кавказа и прилегающие к не
му участки Западного и Восточного |
Кавказа. |
Небольшие |
||||||||||
очаги |
оледенения |
встречаются |
и |
на |
южных |
отрогах |
Боль |
|||||
шого |
Кавказа, |
на |
Кодорошм, Сванетском, Эгрисском (Мен- |
|||||||||
грельоком) и |
ЛечхуМ'Окам |
хребтах. |
|
|
|
|
|
|||||
Небольшие пятна ледников имеются на г. Алагез |
(Ара- |
|||||||||||
гац). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Растительность. Распределение растительности на тер |
||||||||||||
ритории |
Кавказа |
подчинено, в общем, вертикальной зональ |
||||||||||
ности, |
в |
стройную |
схему которой |
вносит |
свой |
корректив |
||||||
рельеф. Характер |
последнего |
может |
обусловить |
продвиже |
||||||||
ние растительности одной |
высотной |
зоны |
в |
вышележащую |
или нижележащую зоны, либо создать условия для сущест вования реликтовых и эндемичных представителей флоры.
В Западном и Среднем Предкавказье до недавнего вре мени господствовала степная растительность, исчезнувшая почти повсеместно из-за распашки земель. Терско-Кумекую низменность занимает в основном растительность полупусты ни.
Для Большого Кавказа |
характерной является |
верти |
кальная зональность с преобладанием лесной зоны |
и зоны |
|
высокогорной растительности |
на субальпийских и |
альпий |
ских лугах. |
|
|
На Колхидской низменности в данный момент господст вуют представители культурной флоры, а на заболоченных участках —•• ольховые леса; встречаются останки лесов кол хидского типа, с реликтовыми растениями. Выше, на окай мляющих Колхидскую низменность невысоких холмах сох ранился широколиственный лес с вечнозеленым подлеском.
В Куриеокой низменности распространены полупустын ные ассоциации, сменяющиеся на окраинах степной расти тельностью.
Талышские горы в нижней своей части заняты лесом, где растительность представлена реликтами талышского пли гирканекого типа.
|
Pia северных и северо-восточных |
склонах хребтов |
Мало |
го |
Кавказа хорошо выражена горно-лесная зона, ниже |
кото- |
|
2. |
В. К. Гвахария |
, |
—VI- |
Гос.публичная учно - твхни .о к иблиотека ССО ЭКЗЕМПЛЯР
рых |
располагается |
пояс |
кустарниковых зарослей |
(шибля- |
||
ка), |
а |
выше, на гребнях |
хребтов, рашространсна |
раститель |
||
ность |
горно-луговая |
субальпийская и |
альпийская. |
|
||
|
Джавахетско-Армянское нагорье |
почти полностью заня |
то горностепной растительностью, которую на высоких гор ных хребтах сменяет высокогорная (торно-луговая) расти тельность. В Среднеармянской котловине развита раститель ность суких степей и .полупустынь.
ГЛАВА II
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСПАРЕНИЯ С ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМОВ
Для определения величины испарившейся воды с повер хности озер и водохранилищ используют следующие 'методы:
1. Метод водного баланса водоема, при котором |
величи |
на испарившейся влаги определяется как остаточный |
член; |
2. Метод испарителей •— слой испарившейся влаги сна чала определяется с помощью сосудов-испарителей, по раз ности уровней (объемов) содержащейся в них воды, а затем найденная таким путем величина переочитываетея на озера и водохранилища с учетом особенностей процесса испарения
сэтих последних.
3.Метод теплового баланса водоема; балансовое урав нение решается относительно расхода тепла на испарение. Разделив это количество тепла на скрытую теплоту испаре
ния, получают объем испарившейся с водоема влаги;
4. Метод турбулентной диффузии; испарение рассчиты вается по разности влажностей воздуха, измеренных на двух высотах, ,и по коэффициенту турбулентного обмена, опреде ленного косвенным путем;
5. Метод эмпирических формул, когда испарение пред стает как функция ряда гидрометеорологических элементов, как-то, температуры воды и воздуха, влажности воздуха, скорости ветра и др.
Рассмотрим вкратце каждый из этих методов.
18
1. Метод водного баланса
Водный баланс водоемов эа средний многолетний период выражается следующим уравнением
|
|
|
Z = Y N P + X - Y 0 T , |
|
|
|
(3) |
|||
где Z—потери на испарение с поверхности |
водоема, |
|
|
|||||||
Уп р —вся притекающая в водохранилище вода, |
|
|
||||||||
X—осадки, выпавшие непосредственно на зеркало |
водоема, и |
|||||||||
Уот — суммарный |
отток воды из водоема. |
|
|
|
|
|||||
Ясно, что подсчет испарения по этому методу |
был бы |
|||||||||
наиболее простым и, очевидно, наиболее точным, если |
удава |
|||||||||
лось бы измерять |
с высокой |
точностью |
составляющие ба |
|||||||
ланса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как |
известно, |
члены баланса |
У п р и У о т |
фактически рас |
||||||
падаются |
на две составные |
части |
каждая: |
на поверхностную |
||||||
составляющую и подземную, т. е. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Ynp = |
Упв ""Ь^пдз |
И |
Y or = Упв "f-Упдз i |
|
|
|||
где У п в |
и |
Y'„b — поверхностный |
приток и отток, а |
|
|
|||||
У п д з |
и Упдз—подземные |
составляющие |
притока |
и |
оттока, |
|||||
|
|
соответственно. |
|
|
|
|
|
|
||
Определение |
количественных |
характеристик |
подземных |
|||||||
составляющих притока и оттока |
весьма |
сложно, |
а в |
боль |
шинстве случаев становится вообще невозможным. В особен ности это относится к горным странам, где геологическое строение и тектоника создают зачастую весьма, благоприят
ные условия |
для |
фильтрации вод как в чащу водоема, так |
и из нее. |
|
|
Наименее |
приемлемым метод водного баланса становит |
|
ся в тех случаях, |
когда требуется определить величину испа |
рения за короткий и неопределенный за многолетие период — за конкретный сезон, месяц, декаду и т. д. Резкое умень шение точности метода в данном случае объясняется появле нием в балансовом уравнении водоема таких членов, опре деление которых весьма затруднительно и страдает большой неточностью.
Неприемлем метод водного баланса и тогда, когда тре буется 'определить испарение с водоема, имеющего, боль шую проточноеть — объем испарившейся воды в этом слу-
19