Тема 5. Внутренние воды.

Реки территории бывшего СССР относятся к бассейнам Северного Ледовитого, Атлантического, Тихого океанов и внутреннего стока. Они являются важным компонентом природы, тесно связанным с другими компонентами. Под влиянием геологического строения и рельефа закладываются направления речных русел, возникают особенности бассейна и многие характеристики речных вод. В свою очередь, реки являются важным агентом формирования морфоскульптуры.

Наиболее тесные связи устанавливаются между реками и климатом. В первую очередь под влиянием климата складываются гидрологические характеристики рек: питание и внутригодовой режим стока. Среди источников питания явно преобладает снег, что неудивительно для территории с суровым климатом. В зависимости от доли снегового питания в годовом стоке выделяются: реки почти исключительно снегового питания (свыше 80%), характерные для Прикаспийской низменности, севера Туранской равнины и Казахского мелкосопочника; преимущественно снегового питания (50 – 80%), распространенные на большей части Восточно– Европейской, Западно– Сибирской равнин, Средней Сибири и Дальнего Востока; смешанного питания с преобладанием снегового (35 – 50%), наблюдаемого в западных районах Украины, Беларуси, в Прибалтике, Карелии, юге Кольского полуострова, северо– западе европейской России, части Предкавказья, на Копетдаге, в бассейне Лены, в горах Алтая и Саян; на остальных территориях бывшего СССР снег тоже участвует в питании рек.

Дождевое питание присутствует на всей анализируемой территории, особенно в теплый сезон года. Севернее линии Минск – Пермь – Красноярск дождевое питание уступает только снеговому. Исключительное, преимущественное и преобладающее дождевое питание характерно для рек субтропического Закавказья; премущественно дождевое питание наблюдается в Приморье, Приамурье, Забайкалье, Восточном Саяне и Туве – под влиянием летнего муссона или его “отголосков” и малоснежья зим.

Ледниковое питание наблюдается только на коротких отрезках верховий рек, вытекающих из- под ледников высокогорий. Более распространено смешанное питание с преобладанием ледникового; это высокогорья Большого Кавказа, гор Средней Азии и Алтая. В связи со скудостью источников питания и низким гипсометрическим положением снеговой границы в Сунтар– Хаяте, а также таяния обширных наледей на равнинах выделяется район смешанного питания с преобладанием ледникового в Северо- Восточной Сибири.

Грунтовое питание присутствует по всей территории Северной Евразии, однако его роль снижается севернее линии Минск – Пермь – Красноярск. Южнее указанной границы на равнинах грунтовое питание выходит на второе место. В предгорьях Средней Азии и на Армяно– Джавахетском нагорье наблюдается смешанное с преобладанием грунтового питание рек. В обоих случаях области питания грунтовых вод находятся за пределами областей преобладания грунтового питания: в Малом, Большом Кавказе, Памиро– Алае и Тяньшане. Длительная миграция грунтовых вод осуществляется в рыхлых осадочных породах (Средняя Азия) или в трещиноватых эффузивах (Закавказье).

В зависимости от климата и контролируемого им питания рек находится внутригодовой режим стока рек. Для его анализа используются графики изменения средних расходов воды в течение года – гидрографы стока, в которых выделяются отрезки, соответствующие весеннему половодью, летним и осенним паводкам, зимней и летней межени. Выделяются три группы рек: реки с весенним половодьем, реки с весенне- летним паводком и реки паводочного режима. Явно преобладают реки первой группы, среди которых обособляются пять типов, отличающихся особенностями весеннего половодья.

Для рек казахстанского типа характерен очень высокий (превосходящий среднегодовой уровень воды в 70 раз) и кратковременный – немногим более двух недель - пик весеннего половодья. В остальное время реки несут ничтожное количество воды или пересыхают. Это объясняется господством исключительно снегового типа питания рек в условиях аридного климата (менее 400 мм осадков). Роль грунтового и дождевого питания ничтожна. Снежный покров держится 2 –3 месяца и достигает высоты менее 30 см. Аккумулированная в нем влага и составляет большую часть годового стока. Реки казахстанского типа исключительно маловодны; эталонными считаются протекающие в Казахском мелкосопочнике Нура и Сарысу.

Полноводные реки восточноевропейского типа отличаются высоким уровнем (превосходящим средний в 15 – 20 раз), кратковременностью (порядка месяца) и масштабностью половодья. Летняя межень прерывается и заканчивается осенью дождевыми паводками. Для зимней межени типичен особенно низкий уровень воды. Эталоном являются верховья Волги близ Твери.

Весеннее половодье на реках западносибирского типа вызывается сравнительно невысоким подъемом уровня воды над среднегодовым (в 5 раз), зато растягивается до двух месяцев и затапливает обширные площади. Равнинность поверхности, обширные болота и поймы поглощают огромные объемы талых вод и таким образом осуществляют естественную регуляцию стока. За эталон принята река Васюган.

Зато протекающие в условиях резко расчлененного рельефа реки восточносибирского типа имеют резкий пик быстро – за полмесяца – протекающего половодья (превосходящий средний уровень более чем в 10 раз). Половодье сменяется высокими летними дождевыми паводками. Осенней и зимней межени свойственны очень низкие уровни при почти полном отсутствии источников питания – вплоть до полного перемерзания живого сечения рек. За эталон приняты верховья реки Колымы.

Эталонной рекой алтайского типа считается река Томь в районе города Новокузнецка. Специфика весеннего половодья состоит в его многофазности и растянутости во времени (конец апреля – конец июня). Выявляются по меньшей мере три фазы, разделенные моментами снижения уровня половодья. Причина этого кроется в неодновременности таяния снега на разных высотных уровнях. Реки алтайского типа тяготеют к предгорьям Алтая, Кавказа, Памиро– Алая, Тяньшаня, Сахалина, исключительно многоводны, половодье иногда принимает катастрофический характер. На него иногда накладываются дождевые паводки, которые обычны для летне– осеннего времени. С ними перемежаются моменты летней межени. Зимняя межень выражена более четко.

Реки с паводком в теплую часть года делятся на два типа. Паводки рек дальневосточного типа обязаны происхождением дождевому питанию, роль которого возрастает в условиях муссонного климата. Малоснежная зима дает скудные количества талой воды, зато обильные летние дожди выпадают с мая по сентябрь включительно. В этот период наблюдается множество пиков подъема, разделенных периодами спада уровня в моменты ослабления дождей. Эталонной рекой являются верховья Зеи.

Реки тяньшаньского типа зависят от ледникового питания и свойственны высокогорьям Большого Кавказа, гор Средней Азии, Камчатки. Паводки длятся с апреля по сентябрь, постепенно повышаясь к июню – июлю по мере нарастания интенсивности таяния льдов, а затем снижаясь. Гидрограф стока в этот период напоминает пилу с обращенными вверх зубцами. Последние отражают колебания интенсивности таяния под влиянием кратковременных изменений погоды. За эталон приняты верховья Вахша.

Реки паводочного режима способны резко менять уровни воды независимо от времени года, что возможно для регионов с мягким климатом. Наименее связаны с климатом реки причерноморского типа, встречающиеся в предгорьях Западного Закавказья и Предкарпатья. Реки крымского типа (юг Крыма, Ленкоранская низменность), возникшие в условиях средиземноморского климата, подвержены паводкам преимущественно в холодную часть года. Зато на реках северокавказского типа (Восточное Предкавказье) паводки в условиях континентального режима осадков приходятся на теплый сезон. Эталонными реками паводочного режима являются соответственно Сочи, Салгир, Камбилеевка.

Озера – это чашеобразные водоемы, не являющиеся частью Мирового океана, но вместе с другими водоемами входящие в гидросферу. Каждое озеро представляет собой природно– аквальный комплекс (ПАК), то есть особую комплексную (ландшафтную) единицу типологического и регионального плана. Существует две основные характеристики озер: специфика озерной котловины (чаши, ложа) и особенности его водной массы.

По генезису озерной чаши выделяются котловинные впадины (тектонические, вулканические, дефляционные, термокарстовые, карстовые, каровые, ледниковые), плотинные (прибрежноморские, приречные, обвальные, антропогенные) и смешанные (ледниково– тектонические, карстово– тектонические и другие). Нередко образуются районы, в которых наблюдается множество котловин одинакового генезиса. Среди них четко выделяются озерные районы зональные (с озерами термокарстового, дефляционного, суффозионно– просадочного генезиса), к ним следует отнести и озерные районы, подчиняющиеся реликтовой зональности (ледниковые равнинные); высотнопоясные (каровые) и азональные (тектонические, карстовые, вулканические).

По особенностям водных масс выделяются озера соленые, солоноватые, пресные, что связано с полной, частичной бессточностью или с наличием стока. Независимо от этого в зависимости от содержания питательных веществ для водных организмов выделяются озера: дистрофные (бедные питательными веществами и кислородом), олиготрофные (малое количество питательных веществ при высоком содержании кислорода), мезотрофные (умеренное количество питательных веществ и кислорода), евтрофные (богатство питательными веществами, зимний дефицит кислорода, летом сильный прогрев и “цветение” воды за счет обилия планктона и бентоса).

Закономерности пространственного размещения озер. Для Северной Евразии характерно обилие озер. Среди них одни из крупнейших в мире по площади тектонические (Каспийское, Иссыккуль, Севан) и ледниково– тектонические (Ладожское, Онежское), уникальные по площади, глубине и объему тектонические (Байкал, Телецкое). Обычно множество озер сгруппированы в озерные районы. Среди зональных районов выделяются Западносибирский степной (остаточные озера: Чаны, Убинское, Силетытениз, Кулундинское, Кызылкак и другие, а также множество мелких мелководных озер суффозионно– просадочного генезиса; тундрово– лесотундрово– таежный (множество мелких и мелководных термокарстовых озер). Для альпийского пояса гор характерны многочисленные каровые озера.

Реликтово– зональные озерные районы сгруппированы на Северо- Западе Европейской России. Для реликтовой (плейстоценовой) зоны ледниковой экзарации характерны десятки тысяч крупных и глубоких тектонических многолопастных котловин сложной конфигурации, со сложным рельефом дна, обработанных ледником (Кольский полуостров и Карелия). В зоне моренной аккумуляции развились конечноморенные котловинные озера, характеризующие поозерья. Для них типичны сложнолопастная форма, относительно большие глубины (до 25 м) и многочисленность; примером может служить озеро Селигер. Наконец, отличительной чертой перигляциальных озер являются большая площадь при малых (редко более 8 м) глубинах с премущественно илистым, реже песчаным дном. Примером служит система Чудского и Псковского озер.

Озера Азово– Черноморского района относятся к прибрежноморским; это многочисленные лиманы, характерным примером которых является Сиваш. Для Горносреднеазиатского озерного района типично сочетание тектонических (Иссыккуль, Каракуль), обвально– плотинных (Сарезское, Яшилькуль) и бесчисленных каровых озер высокогорий. Многочисленные приречные, но откочевавшие далеко от Амура, сильно разросшиеся по площади и очень мелководные озера имеются в Нижне – и Среднеамурском районах. Только на Камчатке имеются кратерно– и кальдерно- вулканические (Кроноцкое, Курильское) озера; в том же районе встречаются лагунные озера (Нерпичье). Для Таймыро– Путоранского озерного района преобладающими являются тектонические озера (Таймыр, Кета, Лама, Пясино) нередко имеющие фьордообразную форму вследствие экзарационной обработки и моренного подпруживания рек (“путораны”).

Подземные воды подразделяются на верховодку, грунтовые и межпластовые напорные. Наиболее информативными являются грунтовые воды, располагающиеся в первом от поверхности постоянном водоносном горизонте. В их пространственном распределении выявляются зональные и азональные закономерности. Зональности подчинен ряд характеристик грунтовых вод: глубина залегания, температура, степень минерализации, состав минеральных примесей. Выделяются следующие зоны. а. Зона ультрапресных гидрокарбонатно– кремнеземистых вод, зеркало которых залегает близко к земной поверхности. Грунтовые воды сосуществуют с многолетней мерзлотой, что обусловливает их низкие температуры (не выше 5 градусов), вплоть до частичного промерзания зимой. Поскольку запасы грунтовых вод пополняются за счет просачивания атмосферных вод и частичного таяния многолетней мерзлоты, степень их минерализации очень низка. Зато содержание кислорода и органических веществ в водах исключительно велико. В итоге вода становится ядовитой для человека и животных. Зона занимает большую часть Азиатской России, где ее южная граница протягивается от северной оконечности Сихотэ- Алиня к устью Сунгари, далее уходит в пределы зарубежья, а затем по Енисею до 60- й параллели и выходит к Приполярному Уралу. В Европейской России эта граница протягивается до Мезенской губы. б. Зона пресных гидрокарбонатно- кальциевых и кремнеземистых вод, глубина залегания которых также мала, температура низка, содержание кислорода и органики значительно. Южная граница зоны проходит по линии Молдавия – Рыбинск – озеро Чаны – Красноярск. в. Зона пресных и слабозасоленых сульфатно– содовых, редко – хлоридных холодных вод с глубоким залеганием зеркала и очень малым содержанием органических веществ. Зона занимает юг Восточно– Европейской и Западносибирской равнин до северо– западной границы Прикаспийской низменности и до линии Волгоград – Омск - Алтай. г. Зона сильно соленых хлоридно– сульфатных и хлоридных теплых глубоколежащих грунтовых вод. Она располагается на Туранской равнине, Прикаспийской низменности и юге Западной Сибири.

Азональные закономерности размещения грунтовых вод возникают под влиянием литогенных факторов, приводящих к делению Северной Евразии на гидрогеологические бассейны равнин и гидрогеологические области горных территорий. Гидрогеологическим бассейнам присущи следующие признаки: расположение областей питания подземных вод по периферии, центростремительное движение вод с одновременным погружением на все большие глубины, изометричная в плане форма и значительные размеры. Классическим примером служит гидрогеологический бассейн Кузнецкой котловины, области питания которого располагаются в пограничных с Кузнецким нагорьем и Салаиром территориях, от которых подземные воды испытывают нисходящее движение к оси Кузнецкого прогиба, приблизительно совпадающие с руслом Томи, а затем вдоль оси к низовьям Томи с дальнейшей разгрузкой вод в пределы Западносибирского бассейна. Таким образом, бассейн Кузнецкой котловины, как и множество других, являются единицами второго ранга по отношению к громадному Западносибирскому гидрогеологическому бассейну. Области его питания приурочены к границам бассейна с Уралом, Казахским мелкосопочником, горами Южной Сибири и западным окраинам Среднесибирского плоскогорья. Нисходящее движение вод направлено к оси Западносибирской плиты с разгрузкой в Карское море.

В гидрогеологических горных областях области питания вод располагаются в осевой части складчатых структур, движение их нисходящее, центробежное, направленное в сторону соседних гидрогеологических бассейнов. Например, Уральская гидрогеологическая область разделяет бассейны Восточноевропейской и Западносибирской равнин. Как видим, азональные черты гидрогеологии (чередование бассейнов и областей) накладываются на зональную структуру.

Болота – это переувлажненные ландшафты с гидроморфными почвами и гидрофитной растительностью. Они подразделяются на олиготрофные, мезотрофные и евтрофные. Евтрофные или низинные болота пополняются влагой и питательными веществами (зольные элементы, азотистые вещества и др.) за счет главным образом грунтовых вод, а также атмосферных осадков. Растительность обильная и разнообразная: осоки, водно– болотное разнотравье в травяных болотах; береза пушистая, ольха, ивы в лесных болотах; зеленые гипновые мхи на моховых болотах. Растительность олиготрофных или низинных болот, питающихся только за счет атмосферных вод, обедненных зольными элементами, бедна. Господствуют сфагновые мхи, к которым примешиваются болотные кустарнички (вереск, багульник, голубика, клюква, карликовая березка). Мезотрофные или переходные болота имеют более высокую зольность. Травянистая растительность менее обильна по сравнению с эвтрофной, сосуществуют сфагновые и гипновые мхи. Различаются болота и по характеру мезорельефа.

Болота имеются во всех природных зонах, они характерны для интразональных ландшафтов. Заболоченность в тундрах достигает 50%, в них преобладает минеральное вещества и мало торфа, так как мало органического вещества и оно при низких температурах медленно разлагается. Широкое распространение процессов криогенного рельефообразования способствует сосредоточению торфа в определенных формах микрорельефа (ядра бугров пучения, морозобойные трещины).

Наибольшая степень заболоченности свойственна лесной зоне, особенно среднетаежной подзоне, где она достигает 80% и где сосредоточено огромное количество торфа. В лесостепной и степной зонах степень заболоченности снижается до 1 –10%, они сосредоточены в долинах и низовьях рек, где образуются плавни. В связи с оптимальным и недостаточным увлажнением возрастает роль низинных болот. В пределах полупустынь и пустынь болота сосредоточены в поймах и особенно дельтах крупных рек, где обычно формируются ландшафты тугаев. На широтнозональные закономерности распространения болот накладываются провинциальные, обусловленные воздействием литогенных факторов.

Долгое время болота считались безусловным злом, с которым надо решительно бороться. Постепенно возникло мнение о положительном ландшафтообразующем значении болот. Неоценима их водоочистная и водоохранная роль. Болотные ландшафты являются местообитаниями сообществ растений и животных, гибнущих или сокращающихся при уничтожении болот.