Внутренние воды
ВНУТРЕННИЕ ВОДЫ
Введение
Внутренние воды составляют многочисленные реки, озера, болота, подземные воды, ледники, искусственные водоемы, водохранилища, пруды, каналы.
По известному выражению Воейкова, река - продукт климата своего бассейна. Внутренние воды также тесно связаны с другими компонентами природы. Территория нашей страны очень обширна, а поэтому реки России (рек длиной свыше 10 км насчитывается 420 тысяч) очень различаются по объему стока, источникам питания и режиму.
Реки России относятся к бассейнам Атлантического, Тихого и Северного Ледовитого океанов и к внутренней бессточной Арало-Каспийской области. Большинство рек России замерзают зимой, имеют смешанное, преимущественно снеговое и дождевое питание, отличаются спокойным равнинным характером течения. Именно такой рекой является Волга, самая длинная река Европы, ставшая своеобразным символом России. Близкими ей по значению являются Рейн для Германии или Сена для Франции. Но коренным отличием Волги от аналогичных рек в других странах является то, что она впадает в бессточное Каспийское море. Возможно этим также обусловлены изолированность Русского государства, обращенность в себя русской культуры, склонность к традиционному укладу жизни.
Количество воды в реке меняется в зависимости от источников питания. Колебания ее уровня создают определенный режим реки.
Реки преимущественно снегового питания отличаются резким увеличением стока и поднятием уровня воды в реке в период снеготаяния.
На большей части страны реки имеют весеннее
В северных районах снег интенсивно тает лишь в начале лета, поэтому здесь реки имеют летнее половодье.
Зимой почти все реки покрываются льдом, наступает зимняя межень.
Реки со значительной долей ледникового питания отличаются увеличением стока летом, когда происходит таяние льдов.
Реки преимущественно дождевого питания имеют паводковый режим. В отличие от половодий паводок может случиться в любое время года.
Наиболее длинные и многоводные реки впадают в Северный Ледовитый океан: Северная Двина, Печора, Обь с Иртышом, Енисей -- самая полноводная река, Лена -- самая длинная река, Индигирка, Колыма и др. К бассейну Тихого океана относятся Амур, Анадырь, Пенжина и др. В моря Атлантического океана несут свои воды такие крупные реки, как Дон, Кубань, Нева.
Благодаря созданию искусственных водохранилищ на многих реках стало возможно движение крупных речных судов, создание мощных ГЭС.
Взаимосвязи между климатом и внутренними водами хорошо отражает водный баланс. Он показывает соотношение осадков, испарения и стока (поверхностного и подземного). Для России в целом водный баланс может быть представлен в следующем виде: ежегодно на территорию страны выпадает 9648 км2 осадков (564 мм слоя), испаряется с поверхности 5605 км2 (327 мм), стекает -- 4043 км2 (237 мм). На долю поверхностного стока приходится 3122 км2 (183 мм), подземного -- 921 км2 (54 мм)*. Анализ водного баланса показывает, что в целом по стране около 42% атмосферных осадков стекает с поверхности и выносится в моря и внутренние водоемы.
Однако структура водного баланса подвержена весьма существенным территориальным изменениям. Так, в бассейнах Белого и Баренцева морей, которые включают территорию от тундр до тайги, средняя годовая сумма осадков составляет 710 мм, испарение -- 370 мм и сток -- 340 мм (данные Государственного Гидрологического института, 1967); в бассейне Волги, сток которой формируется в основном в лесных зонах, соответственно 660 мм, 473 мм и 187 мм, а Дона, бассейн которого находится в лесостепной и степной зонах, -- 600 мм, 530 мм и 70 мм. Достаточно отчетливо прослеживается широтная зональность в распределении элементов водного баланса. Например, на Восточно-Европейской равнине в тундре осадки составляют 610 мм, испарение -- 310 мм, на сток остается 300 мм; в смешанных лесах соответственно -- 700 мм, 495 мм и 205 мм; в степях -- 500 мм, 455 мм и 45 мм; в полупустынях и пустынях -- 310 мм, 300 мм и 10 мм (Коронкевич Н.И., 1990).
Структура водного баланса изменяется не только от места к месту, но и во времени, что связано с колебаниями климата, т.е. со значительной межгодовой и межсезонной изменчивостью погоды и количества осадков, а также с хозяйственной деятельностью человека. Временные изменения отражаются прежде всего на малых реках, ледниках и озерах.
Одной из составляющих водного баланса является сток -- важнейший природный процесс. Посредством стока осуществляются горизонтальные связи между ПТК. На сток влияет не только климат, но и рельеф (абсолютная и относительная высота, наклон поверхности, экспозиция склона, форма рельефа), состав грунтов и почв, растительность и др. Каждый из компонентов изменяется в пространстве, поэтому и для стока характерно большое пространственное изменение в пределах России. Сток измеряется в абсолютных величинах -- слой стока (в мм), модуль стока (в л/сек · км2) -- либо в относительных -- коэффициент стока, отражающий отношение слоя стока к осадкам.
Использование показателя "слой стока" наиболее удобно при сравнении стока с другими составляющими водного баланса, прежде всего с осадками. Наибольший сток наблюдается в горах: свыше 2000 мм в год стекает с юго-западных склонов Кавказа, более 1000 мм -- в западной и центральной части Алтая, более 500 мм -- в горах Урала, Саян, Сихотэ-Алиня. На равнинах сток меньше, чем в горах. Наибольший сток наблюдается на высоком и глубокорасчлененном плато Путорана (более 400 мм), наименьший -- характерен для полупустынь и пустынь Прикаспия (менее 10 мм).
Для определения годового стока рек удобнее использовать другой показатель -- модуль стока. Наибольший модуль стока (более 50 л/сек · км2) характерен для юго-востока Камчатки и юго-западного склона Большого Кавказа (см. "Атлас СССР", с. 112). В других горных районах модуль стока более 20 л/сек км2. На равнинах модуль стока редко превышает 10 л/сек · км2. Менее 0,5 л/сек · км2 составляет модуль стока в Центральной Якутии, на Кулундинской и Барабинской равнинах, в северных районах Предкавказья, в полупустынях и пустынях Прикаспия и Восточного Предкавказья.
Что касается коэффициента стока, то он высок прежде всего там, где из-за низких температур или поступления влагонасыщенного воздуха мало испарение. Самый большой коэффициент стока (более 0,9) характерен для восточной части Чукотского полуострова и Корякского нагорья. На большей части территории страны изолинии коэффициента стока расположены субширотно. Менее 0,1 величина коэффициента южнее Волгограда и в Предалтайских степях, а в полупустынях и пустынях Прикаспия -- менее 0,05.
Величина стока в значительной мере определяет распределение внутренних вод по территории страны. В наибольшей степени сток влияет на густоту речной сети и водность рек.
Реки
Общая характеристика. В пределах России насчитывается свыше 2,5 млн рек. Густота речной сети на равнинах достигает максимума в тайге, откуда закономерно уменьшается к северу и югу. Особенно хорошо эта закономерность прослеживается на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах. Наименьшая густота речной сети (менее 0,01 км/км2) характерна для Прикаспийской низменности.
С продвижением к югу не только уменьшается густота речной сети, но и постепенно увеличивается количество временных водотоков, а число постоянных сокращается. С увеличением высоты местности (на возвышенностях, в горах) густота речной сети возрастает, достигая максимума (более 1,62 км/км2) на Кавказе.
Подавляющее большинство рек имеет длину менее 10 км. Рек длиной более 10 км насчитывается всего около 120 тыс. (примерно 5% общего числа рек). Общая протяженность их составляет 2,3 млн км. Но и среди этих рек резко доминируют так называемые малые реки, длина которых не превышает 100 км. Эти малые реки и речушки формируют около половины суммарного речного стока. Средние реки имеют длину от 101 до 500 км. Реки длиной более 501 км считаются большими. На их долю приходится около 200 рек. И лишь 47 рек России имеют длину более 1000 км. Из них 17 рек самостоятельно впадают в моря (в том числе и в Каспийское), а остальные являются притоками других больших рек.
Длина ряда рек, протекающих по территории России, измеряется тысячами километров, а площадь бассейна -- миллионами квадратных километров. Из 34 крупнейших рек мира, имеющих длину более 2000 км, в России полностью или большей частью своего течения находится семь рек.
Таблица 1. Крупнейшие реки России
Самая длинная река из всех, протекающих по территории России, Обь с Иртышем (5410 км). Она же имеет и самую большую площадь бассейна, часть которого находится за пределами России. Из рек, бассейн которых полностью находится на территории России, самой длинной является Лена (4400 км). Самая многоводная река -- Енисей (624 км2/год).
Реки России принадлежат бассейнам трех океанов: Северного Ледовитого, Атлантического и Тихого и области внутреннего замкнутого стока (Каспийское море). Чуть менее 2/3 территории относится к бассейну Северного Ледовитого океана (см. таблицу 2).
Таблица 2. Распределение речного стока России по бассейнам океанов*
Здесь протекают крупнейшие реки Сибири: Обь, Енисей, Лена, Оленек, Индигирка (длина 1726 км, сток 58,3 км2), Колыма -- и реки Восточно-Европейской равнины: Печора (длина 1809 км, сток 130 км2), Северная Двина (соответственно 1302 км и 109 км2). Восточная окраина России (около 20% территории) принадлежит бассейну Тихого океана, где преобладают сравнительно небольшие реки. Наиболее крупными реками здесь являются Амур, половина площади бассейна которого находится за пределами России, и Анадырь (1150 км, 53 км2). Около 10% территории приходится на бассейн Каспийского моря. Основная река этого региона -- Волга, являющаяся самой крупной рекой Европы. Подавляющую часть своего стока Волга собирает в северной части бассейна, лежащей в лесных зонах, ниже устья Камы приток вод незначителен. Из других рек к бассейну Каспия относятся Терек (623 км; 9,5 км2), Самур (213 км; 2,4 км2), Урал (2534 км; 12,4 км2), верхнее и среднее течение которого находится в России, где и формируется основной сток. Около 5% площади страны принадлежит бассейну Атлантического океана. В Азовское море несут свои воды Дон (1870 км; 29,5 км2) и Кубань (830 км; 13,4 км2), в Балтийское -- Нева (74 км; 79,8 км2).
Водность рек определяется величиной поверхностного стока и площадью бассейна. В Северный Ледовитый океан реки выносят 2735 км2 воды в год, что составляет 68% от общего речного стока России. Столь большой сток обусловлен и большой площадью бассейна, и высоким модулем стока. На бассейн Каспийского моря приходится лишь около 7% общего стока, что объясняется меньшей водностью рек в условиях более высокого испарения влаги.
Неоднородность климатических условий на территории России находит свое отражение не только в густоте речной сети, водности рек и величине годового стока, но также в источниках питания и режиме рек.
Вопросами классификации рек в связи с климатическими особенностями территории занимались А.И. Воейков, Д.Б. Зайков, М.И. Львович, П.С. Кузин и др. А.И. Воейков (1884) назвал среди источников питания рек снеговой, дождевой и ледниковый (в том числе высокогорный снеговой). М.И. Львович (1938) дополнил эти источники грунтовым, которое не было учтено А.И. Воейковым. Однако снег, дождь, лед, грунтовые воды -- это лишь различные виды и состояния вод, а главным, почти единственным первичным источником речного стока являются атмосферные осадки. В природе не существует рек, имеющих лишь один источник питания. Обычно в разном соотношении участвуют несколько источников.
Для рек России характерны две отличительные особенности питания: 1) благодаря положению страны в умеренных и высоких широтах и континентальности климата, в питании рек почти повсеместно принимает участие снежный покров; 2) для большинства рек характерны три источника питания: талые снеговые, дождевые и грунтовые воды. Значительно меньшее количество рек имеет либо все четыре источника питания, либо два в различных сочетаниях (снеговое + дождевое, снеговое + грунтовое, дождевое + грунтовое).
Источник питания, который обеспечивает большую часть годового стока, считается преобладающим.
На большей части территории России в той или иной мере преобладает снеговое питание рек, что чрезвычайно характерно для районов с достаточно устойчивой снежной зимой, которая наблюдается на значительной части страны. Там, где снега выпадает мало (Забайкалье, Приамурье), либо зимы мягкие и осадки часто выпадают в виде дождей (Калининградская область), находятся реки с преобладанием дождевого питания. В горных районах со значительным современным оледенением (Кавказ, Алтай) возрастает роль ледникового питания. Рек с преобладанием грунтового питания в России очень мало. Они встречаются на Камчатке в районах распространения вулканических пород, в предгорьях Кавказа. Примером таких рек является река Авача на Камчатке, грунтовое питание которой достигает 60%.
При более детальном изучении роли отдельных источников питания в формировании полного стока рек России обнаруживается ряд особенностей их территориального изменения. При движении с севера на юг наблюдается устойчивое увеличение доли снегового питания (см. таблицу 3) при одновременном уменьшении его абсолютных размеров.
Таблица 3. Соотношение различных источников питания в годовом стоке рек
Увеличивается доля дождевого питания по направлению от центральных районов к западным и восточным (при приближении к Атлантическому и Тихому океанам). Так, в центральных районах лесной зоны дождевое питание составляет 20-30%, в бассейне Балтийского моря -- 30-40%, в бассейне Охотского и Японского морей -- до 60%. Увеличение дождевого питания на западе России обусловлено мягкими зимами и увеличением жидких осадков за счет твердых, а в Приморье и Приамурье -- за счет летних муссонных дождей и малоснежных зим.
Происходит значительное уменьшение доли грунтового питания в районах распространения многолетней мерзлоты. В северных районах Сибири оно меньше 10%, а в тайге Восточно-Европейской равнины возрастает до 20-30%.
В горных районах доля различных источников питания меняется с высотой, что служит одним из проявлений высотной поясности. С подъемом вверх возрастает доля снегового питания. В гляциально-нивальном поясе основным источником питания рек становятся талые воды вечных снегов и ледников.
От соотношения различных источников питания зависит внутригодовое распределение стока, т.е. режим рек. Все реки нашей страны по режиму делятся на три типа: 1) реки с весенним половодьем; 2) реки с половодьем в теплую часть года; 3) реки с паводочным режимом. Рек с паводочным режимом чрезвычайно мало в России; к ним относятся реки Черноморского побережья Кавказа.
Климатические типы рек. На основе одновременного учета источников питания и режима М.И. Львович (1964, 1971) выделил климатические типы рек, или типы водного режима. Из 38 типов, выделенных для рек земного шара, на территории России встречаются 17 типов, которые могут быть обобщенно представлены пятью климатическими типами. Необходимо отметить, что все реки России имеют основной сток в теплую часть года, весной или летом. Зимой для рек характерна межень.
1. Реки преимущественно снегового питания с весенним половодьем. К этому типу относится большая часть рек России: реки Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин, Среднесибирского плоскогорья и значительной территории Северо-Востока. Половодье на всех этих реках связано с таянием снегового покрова, поэтому приходится на весну -- начало лета. Чем южнее, тем раньше и тем дружнее тает снег, тем раньше начинается половодье; в северных регионах, наоборот, половодье смещается на более поздние сроки и более растянуто во времени.
Для всех рек этого типа характерны контрастные сезонные колебания их стока, связанные с источниками питания. На крайнем севере Восточно-Европейской равнины, на большей части Сибири и на Северо-Востоке многоводные летние или весенние разливы рек сочетаются с крайне маловодной зимней меженью, когда реки скованы льдом и питаются исключительно грунтовыми водами, вплоть до полного прекращения стока (пересыхания) в районах многолетней мерзлоты. В южный районах распространения этого типа реки летом мелеют или даже пересыхают, несмотря на то, что на лето приходится максимум осадков. Это обусловлено значительным увеличением испарения при высоких летних температурах. Осенью при понижении температур и сокращении испарения уровень воды в реках увеличивается. На долю снегового питания в данном типе приходится 50-80% полного годового стока, а в южном Заволжье и в Прикаспийской низменности -- свыше 80%. Лишь в северо-западных районах Восточно-Европейской равнины, на крайнем юге Средней Сибири, в Саянах и Туве за счет снегового питания формируется менее 50% речного стока, но объем его значительно больше, чем дождевого и подземного, т.е. снеговое питание преобладает.
2. Реки ледникового питания с половодьем в теплую часть года. К этому типу относятся реки высокогорных ледниковых районов Кавказа, Алтая, Камчатки и др. Особенно сильно таяние ледников сказывается на водном режиме рек Кавказа: Терека с притоками Баксан, Малка и др. и Кубани. Это реки преимущественно ледникового питания. Талые воды ледников и вечных снегов составляют более половины их годового стока. Черты ледникового режима этих рек сохраняются до нижнего течения. В высокогорьях Алтая, в ледниковых районах хребтов Сунтар-Хаята и Черского, Камчатки для рек характерно преобладание ледникового питания (включая и высокогорное снеговое) . Все реки данного типа имеют сток преимущественно летом, когда и происходит таяние ледников.
Реки с преобладанием дождевого питания наиболее характерны для восточных районов страны, где мала мощность снежного покрова и ведущую роль в формировании стока рек играют дождевые воды. Они представлены двумя типами.
3. Реки районов муссонного климата с высокой водностью в теплую часть года. Этот тип характерен для Приморья и Приамурья. Влияние летнего муссона на режим рек проявляется в продолжительных и высоких летних паводках, сливающихся подчас в единую волну и в маловодности рек зимой. Так как снега зимой выпадает мало, а весной он частично испаряется, минуя жидкую фазу, весеннее половодье здесь невелико. Летние паводки (вторая половина лета -- начало осени) связаны с муссонными дождями, которые бывают обложными и продолжительными. Дождевое питание обеспечивает 50-80% годового стока.
4. Реки районов многолетней мерзлоты с повышенной летней водностью. В бассейнах Яны и Индигирки, в горах Забайкалья и Прибайкалья преобладание дождевого стока обусловлено крайне малым количеством зимних осадков и незначительным снежным покровом, а также скудным грунтовым питанием из-за распространения многолетней мерзлоты. В северных и высокогорных районах снег тает при одновременном питании рек дождевыми осадками. Весь сток здесь проходит в течение кратковременного лета, а в остальную часть года реки очень маловодны или сток в них иссякает. В низкогорных районах Забайкалья таяние снега происходит весной, что обусловливает некоторое повышение водности рек. Сток рек этого типа за теплый период достигает 90-95% годового.
5. Реки с преобладанием дождевого питания и паводочным режимом. Эти реки распространены лишь на Черноморском побережье, в северных предгорьях Кавказа и в Калининградской области. Мощность снежного покрова здесь невелика, поэтому нет высокого половодья. Около половины годового стока (а на Черноморском побережье более половины) формируется за счет дождей, вызывающих кратковременные, подчас высокие, паводки не только в теплый, но и в холодный период года.
Страницы: 1, 2
