Зональность гидрологических процессов и явлений.

Формы проявления гидрологической зональности разнообразны. Это:

· зональность основных гидрологических характеристик и прежде всего стока поверхностных потоков;

· зональность теплового режима поверхностных и грунтовых вод в связи с общими особенностями температурного режима;

· зональность солености поверхностных и грунтовых вод;

· зональность глубины залегания грунтовых вод.

Зональность стока поверхностных потоков. Основной характеристикой поверхностных водотоков является коэффициент стока, представляющий собой отношение величины стока к сумме осадков за год и площади водосборного бассейна.

, где

Q - величина стока (количество воды, проходящее через живое сечение реки за определенный промежуток времени),

i - сумма осадков за тот же период,

S - площадь водосбора.

Между значениями коэффициента стока и радиационным индексом сухости существует очень тесная связь и каждой градации параметра соответствует определенная градация величин коэффициента стока. В соответствии с этим значения коэффициента стока в различных природных зонах составляют в среднем:

· в тундре, где меньше 1/3, К больше 0,70,

· в лесной зоне при значениях от 1/3 до 1, К - от 0,3 до 0,7,

· в степной зоне, где имеет значения в интервале от 1 до 2, K составляет от 0,1 до 0,3,

· в полупустыне и пустыне, при значении больше 3, К меньше 0,1.

Зонален вид стока: в полярных пустынях сток имеет преимущественно форму движения льда, в тундре преобладает внутрипочвенный сток и поверхностный сток болотного типа, в лесной зоне основным является грунтовый сток; в степях и полупустынях - поверхностный сток (склоновый), в пустынях стока практически нет.

Режим рек так же носит зональные черты и отражает особенности режима осадков территории.

· В экваториальном поясе, где осадки выпадают равномерно в течение года, речной сток обилен круглый год и выраженных половодий не бывает.

· В тропическом поясе с отчетливо выраженным сухим зимним и влажным летним сезонами, летний сток превосходит значения зимнего стока.

· В субтропиках восточных побережий с летними муссонными осадкам наблюдается половодье во вторую половину лета.

· В умеренном поясе и на западном побережье субтропической зоны можно выделить три типа стока: средиземноморский тип - с преобладанием зимнего стока; морской тип с преобладанием зимнего стока при сильном летнем испарении и равномерном ходе осадков; континентальный тип - с преобладание весеннего стока (дождевого и снегового).

· В областях с муссонным типом осадков максимальный сток наблюдается во второй половине периода летних муссонных дождей.

Зональность грунтовых вод (первого водоносного горизонта). Зональность грунтовых вод проявляется в зональности глубины залегания грунтовых вод и в их солености. Глубина залегания грунтовых вод определяется разницей между количеством осадков и испарением. Чем больше разница между этими характеристиками, тем глубже (при прочих равных) залегают грунтовые воды. Вторым фактором, влияющим на глубину залегания грунтовых вод, является глубина залегания водоупорных отложений. Этот фактор азонален и определяется геологическим строением территории. Он может стирать зональные закономерности глубины залегания грунтовых вод и опосредованно определять возникновение азонального типа растительности. Это связано с тем, что грунтовые воды в условиях неглубокого залегания являются дополнительным источником увлажнения почвенной толщи. Количество почвенной влаги в летний, более засушливый период, даже в гумидных районах, ограничено и ее не хватает для древесной растительности, которая испытывает большие потребности во влаге. Близкозалегающие грунтовые воды обеспечивают в этих условиях дополнительное поступление влаги. В более аридных зонах запасов почвенной влаги хватает только для травянистых растений на раннелетний период. В сухое время, во второй половине лета, без дополнительного поступления влаги с грунтовыми водами травянистая растительность резко сокращается или прекращает свою вегетацию. Близкое залегание грунтовых вод в долинах реки крупных балок обеспечивает формирование здесь влаголюбивых фитоценозов, не свойственных аридным ландшафтам. Поэтому грунтовым водам принадлежит ведущая роль в формировании и зональных и азональных лесных ландшафтов

Соленость грунтовых вод определяется прежде всего количеством осадков, поэтому в гумидных районах грунтовые воды, как правило, пресные, в них преобладают углекислые соли. Чем суше климат, тем больше соленость грунтовых вод, тем больше в них растворено солей. Но, при близком залегании засоленосных горных пород, солевой состав и соленость грунтовых вод даже в гумидных ландшафтах может возрастать, и они приобретают свойства грунтовых вод более аридных зон.

В зоне вечной мерзлоты, если зимой слой сезонного промерзания смыкается с верхней границей вечной мерзлоты, то грунтовые воды зимой не функционируют. Если же глубина залегания слоя вечной мерзлоты больше слоя сезонного протаивая, то грунтовые воды зимой функционируют, они очень холодные и при их прорывах часто возникают такие опасные явления как наледи. Низкие температуры грунтовых вод тундровой зоны определяются подстилающими многолетнемерзлыми породами и являются причиной явления физиологической сухости, которая ограничивает возможности произрастания древесной растительности.

В аридных зонах из-за малого количества осадков фильтрация поверхностных вод осуществляется в значительно меньшей степени, верховодка отсутствует, и горизонты постоянных грунтовых вод залегают на больших глубинах - 10 и более метров (в пустыне Кара-Кум известен колодец, в котором вода залегает на глубине 240 м). Недостаток воды в почвенном слое и глубокое залегание грунтовых вод, не создающих дополнительного поступления влаги, приводят к формированию условий физической сухости, лимитирующей произрастание растительности и, прежде всего древесной. Грунтовые воды в аридных зонах, как правило, солоноватые или соленые. Обогащение солями грунтовых вод происходит в связи с тем, что атмосферная влага по мере фильтрации переходит в пленочное и молекулярное состояние, и это уменьшает объем гравитационной влаги и увеличивает содержание солей, поступающих за счет выветривания минеральной толщи. Чем меньше влаги фильтруется через почву, тем больше шансов на ее засоление. Засоление грунтовых вод аридных зон, как правило, хлоридное или сульфатное.