Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ГИДРОЛОГИЯ МАТЕРИКОВ
Посмотреть оригинал

Азональная геолого-гидрологическая трансформация.

На зональную трансформацию речного стока нередко накладывается воздействие природных азональных геологических, гидрогеологических и гидрологических факторов трансформации речных водных масс. Первые из них наиболее заметны в локальном изменении водного и химического стока, а также его внутригодового режима в областях, где грунты состоят из карбонатных пород, подверженных интенсивным карстовым процессам. Они ведут к снижению стока вод склонового и почвенного генетических типов и росту стока вод грунтового типа. Это снижает суммарное испарение с поверхности таких областей, что увеличивает коэффициент стока и водоносность речной системы. Вследствие особенно интенсивной инфильтрации и выщелачивания ионов НС03, Са и Mg подземные воды имеют повышенную минерализацию, а их аномально высокая доля в первичных речных водных массах обусловливает повышенную прозрачность и жесткость воды. Обильный и равномерный в течение года приток этих вод в реку сглаживает внутри- и межгодовые колебания ее водного и химического стока. Это явление особенно хорошо выражено в азональных реках с лоанским типом водного режима (см. табл. 2.4) в пустыне Атакама на севере Чили, на полуострове Юкатан в Мексике, на северо-восточном далматинском побережье Адриатического моря.

Другим ярким примером значимости геологического фактора азональной трансформации речного стока служат лессовые плато в бассейне р. Колорадо в штате Аризона (США), в бассейне р. Хуанхэ (Китай) с наивысшим в мире значением модуля стока наносов. На их территории формируется необычайно высокая нагрузка речных водных масс мелкодисперсными взвесями, практически совсем не осаждающимися в мутном речном потоке.

Главным, сугубо гидрологическим азональным фактором трансформации речного стока служат часто встречающиеся в составе речных систем болота и озера — природные регуляторы стока. Их местоположение, как и структура самой речной сети, обусловлено взаимодействием геологических эндогенных и экзогенных процессов и процесса стока. Поэтому трансформация режима и состава речных водных масс водоемами, зависящая от особенностей строения гидрографической сети в речном бассейне, имеет азональный характер. По гидрографическому признаку реки делят на несколько типов (Е. В. Близняк, К. М. Овчинников, В.Д. Быков, 1945):

  • • реки с верховым регулированием, когда расположенные в верхней части бассейна озера и болота дают начало озерным и болотным рекам;
  • • реки сбросного типа, короткие, практически без бокового притока, по которым озерная вода стекает в другой водоем;
  • • реки с каскадным регулированием, когда они протекают последовательно через несколько водоемов;

. реки с периодическим низовым регулированием стока пойменными, иногда весьма обширными озерами.

Реки с верховым регулированием берут начало из болот или озер. Если эти водные объекты расположены на равнинном водоразделе или вблизи него, их водные массы формируются не на территории водосбора, а в самом водоеме из смешивающихся в нем вод различных генетических типов. Среди них доминируют атмосферные осадки, поэтому водная масса водоема однородна и особенно мало минерализованная, а в ионном составе возможно преобладание сульфатов и хлоридов атмосферного происхождения. Вода очень мягкая, с низким pH и высокой цветностью из-за неполного биохимического окисления специфической болотной растительности. В результате в слабопроточной воде накапливаются органические гуминовые и фульвокислоты, придающие ей темный буро-коричневый цвет, типичный для болот и дистроф- ных озер.

Вытекающие из них болотные и озерные реки отличаются зарегулированным стоком, что выражается в малых по амплитуде внутригодовых колебаниях расхода воды и характеристик ее качества (прозрачность, цветность, минерализация, жесткость, концентрация отдельных ионов). По мере движения водной массы по речному руслу ее расход и его внутри- и межгодовая изменчивость постепенно увеличиваются. Повышается концентрация взвешенных веществ из-за появления в их составе минеральных наносов, изменяется химический состав воды за счет рассредоточенного бокового притока склоновых, почвенных и грунтовых вод. Эти признаки зональной внутримассовой трансформации озерных или болотных вод постепенно усиливаются в русле реки, а в месте ее слияния с достаточно крупным незарегулированным притоком азональная река скачкообразно превращается, наконец, в зональную речную систему.

В высокогорных бассейнах формирующаяся талой водой в при- ледниковых озерах водная масса тоже мало минерализована, но бесцветна и еще более прозрачна. Питаемые ими горные реки при наличии в долине размываемых или легкорастворимых пород очень быстро трансформируются в мутный поток все более минерализованной речной воды. В отличие от озерных рек и рек перигля- циальной зоны вытекающие из кратерных озер речки имеют, наоборот, азонально кислую (с pH < 2 — 3) и иногда высоко минерализованную воду. Например, поданным С.М.Фазлуллина (1995), в р. Юрьева, стекающей с вулкана Эбеко на курильском острове Парамушир, Xй = 5,5 г/л. Ионный стоке ее водосбора превышает

13 тыс. т/год при модуле водного стока 100л/(скм2) вследствие питания не только атмосферными осадками, но и обильными гидротермальными источниками. Трансформация состава происходит также вследствие растворения в таком специфическом генетическом типе воды фумарольных газов, а также вулканогенных сульфидсодержаших отложений.

Сбросные реки вытекают из озер или заболоченных областей, расположенных в средней или нижней части речной системы, и называются так потому, что из этих водных объектов стекает (сбрасывается) не испарившаяся с их поверхности вода, накапливающаяся в них благодаря стоку с вышележащей части водосбора. В гу- мидных зонах, где годовой слой осадков превышает слой испарения (х> го), естественное регулирование увеличивает годовой сток воды, сильно сокращает сток наносов и уменьшает среднюю годовую минерализацию воды, стекающей из водного объекта в нижележащую часть речной системы.

В семиаридных и аридных зонах, где х < гь, азональная трансформация стока при таком регулировании проявляется, наоборот, в сокращении ежегодного водного стока и увеличении средней годовой минерализации воды. Особенно сильна такая трансформация речного стока во внутритропических поясах, где в суммарном испарении главную роль играет транспирация затопляемых экваториальных лесов (среднее течение рек Амазонки и Конго) или папируса и другой болотной растительности (области Сэдд на р. Нил или Пантанал на р. Парагвай).

Кроме того, в любой природной зоне озерное и болотное регулирование ведет к сглаживанию внутри- и межгодовых колебаний стока и концентрации в воде растворенных и взвешенных веществ. Сокращение размаха этих колебаний обратно пропорционально водной нагрузке озера, равной толщине среднегодового слоя v = V/F притекшей с водосбора воды (V— объем воды, F— площадь водоема). Таким образом, чем больше площадь регулятора и, следовательно, меньше в нем размах колебания уровня воды, тем стабильнее расход в вытекающей реке. Трансформация же состава воды в большей степени определяется структурой водной экосистемы водоема-регулятора, зависящей от интенсивности его водообмена, т.е. от коэффициента Кв= V/W(W объем водоема), поскольку образующиеся в нем озерные водные массы, в отличие от исходных речных, стратифицированы, что существенно увеличивает самоочищающую способность водной экосистемы.

В водоемах выше, чем в реках, биологическая продуктивность, поэтому интенсивнее и биохимическое разложение органических веществ, в котором используется кислород, образующийся при фотосинтезе водных растений. В озерных экосистемах происходит осаждение даже мелких фракций минеральных взвешенных веществ вместе с сорбирующимися на них фосфатами, ионами тяжелых металлов и других загрязняющих воду веществ. Перечисленные процессы приводят к сильной внутримассовой трансформации состава речных водных масс, превращающихся в ОВМ водоема. Она тем больше, чем медленней водообмен в водоеме и продолжительней время озерной трансформации водных масс. Даже если в сильно эвтрофном водоеме деструкция органических веществ превышает их продукцию, водная экосистема активно очищается от аллохтонных органических веществ. Но в вытекающей из водоема реке увеличивается содержание автохтонных органических взвешенных веществ, численность и биомасса фито- и зоопланктона, что увеличивает мутность воды.

Реки с каскадным регулированием, т.е. реки, протекающие через цепочку озер, подвергаются такой же азональной озерной трансформации стока, как и сбросные реки. Трансформация всем каскадом озер нарастает скачкообразно от одной его ступени к другой и может быть оценена через суммарную площадь и суммарный объем водоемов каскада.

Реки с периодическим низовым регулированием стока имеют обычно большой сток наносов, оседающих в виде аллювиальных отложений в приустьевой части речной системы вследствие все большего в течение времени выполаживания продольного уклона русла. В многоводные фазы водного режима в низовьях таких рек из-за прорыва прирусловых валов образуются обширные районы затопления поймы и прилегающих неглубоких озерных котловин. Вследствие этого сокращается водный и химический сток, и особенно сильно сток наносов в устьевом створе главной реки. В меженные периоды уровень воды в главном русле или его протоках понижается, и не успевшие испариться в затопленных районах речные воды стекают обратно в речное русло, увеличивая меженный сток и его загрязненность смываемыми с поймы биогенными, органическими и минеральными растворенными веществами. В долине р. Янцзы такую роль временных регуляторов ее стока играют крупнейшие озера Китая — Дунтинху, Поянху и Тайху — на правобережье и многочисленные озера меньшего размера на левобережье нижнего течения реки, в низовьях р. Меконг — оз. Сап на правобережье, в низовьях р. Евфрат — оз. Эль-Хаммар на Месопотамской низменности.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы