Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Водохранилища






Водохранилища — искусственные во­доемы с объемом воды более I млн м3, об­разованные в долинах рек в результате накопления воды перед плотиной. Они пе­рераспределяют (регулируют) речной сток во времени: как по сезонам, так и в многолет­нем разрезе. На крупных реках создаются ка­скады водохранилищ, причем наиболее опти­мальные условия для функционирования всей речной системы создаются тогда, когда подпор нижнего водохранилища достигает водохранилища, расположенного выше по те­чению (Волго-Камский каскад, Ангарский, Днепровский и др.). Малые водоемы, созда­ваемые в долинах ручьев и балках, называют­ся прудами, а в искусственных котлова­нах — копанями.

Участок реки выше плотины, на который распространяется влияние водохранилищ (включая их самих), называется верхним бье­фом, участок реки с измененными характери-


стиками морфологии и стока ниже плотины — нижним бьефом.

По форме в плане и по строению котло­вины водохранилища делят на речные и озер­ные. Речные образуются в результате затоп­ления долин рек (например, Саяно-Шушен-ское), озерные — при затоплении не только речных долин, но и прилежащих к ним водо­раздельных пространств (например, Рыбин­ское) и подтопления существующих озер (на­пример, Иркутское, включающее в себя озе­ро Байкал, уровень которого искусственно повышен на 2 м).

У водохранилищ двойственная при­рода: они совмещают в себе черты рек и озер. С рекой их сближает поступательное движение воды, с озером — замедленный во­дообмен. В крупных водохранилищах выделя­ют три части. Нижняя — приплотинная, са­мая глубокая, по режиму наиболее близка к озеру: здесь течение слабое, наблюдается рас-



слоение водной толщи по температуре. Сред­няя обладает промежуточным режимом. Верх­няя — наиболее мелководная, по режиму ча­ще напоминает реку, так как озерный режим здесь устанавливается только в период полно­го заполнения водохранилища на максималь­ную высоту; ее называют зоной переменно­го подпора.

Водохранилища обладают рядом особенно­стей: 1) они испытывают значительные изме­нения уровня воды в течение года, но свя­заны эти колебания не с природными факто­рами, а с искусственным регулированием сто­ка — накоплением и сбросом вод; 2) проточ-ность вод приводит к меньшему нагреву во­ды, чем в озерах; мелкие водохранилища замерзают раньше, а крупные — позже, чем реки, но и те и другие вскрываются позже рек; 3) минерализация вод водохранилищ боль­ше, чем у рек, особенно в жарком поясе, где велико испарение; 4) у водохранилищ проис­ходит интенсивная деформация береговой зо­ны ветровыми волнами, преобразование кру­тых берегов идет по абразионному типу, по­логих — по аккумулятивному; 5) интенсивная аккумуляция наносов приводит к заилению во­дохранилищ: на горных реках они заиливают­ся быстро — за десятки лет вследствие обиль­ного стока наносов, на равнинных реках доль­ше — за сотни лет.

Ниже водохранилищ полностью меняется тепловой режим рек. Из крупных и глубоких водохранилищ в нижний бьеф, как правило, сбрасываются глубинные слои воды с темпе­ратурой, близкой к +4 °С. В результате ниже плотин температура воды в реках на большом расстоянии летом оказывается значительно меньше нормы, что делает невозможным ку­пание в них, а зимой в умеренном климате — выше нормы, из-за чего там образуются про­тяженные полыньи.

В настоящее время на земном шаре экс­плуатируется более 40 тыс. водохранилищ. Суммарная площадь их водного зеркала со­ставляет около 400 тыс. км . Самое большое по площади водохранилище — Вольта на ре­ке Вольта в Западной Африке — 8480 км2,


самое большое по объему воды (169,3 км3) — Братское водохранилище, самое глубокое (61 м) — Боулдер-Дам на реке Колорадо.

Водохранилища создаются обычно для мно­гих целей; в первую очередь это энергетика, так как ГЭС вырабатывают большое количе­ство дешевой и относительно чистой в эколо­гическом отношении электроэнергии. Благода­ря регулированию стока уменьшается риск на­воднений и поддерживается экологически необходимый уровень рек в течение меженно­го периода, что позволяет осуществлять бес­перебойное круглогодичное водоснабжение, орошение, обводнение территорий. Каскады водохранилищ на реках обеспечивают работу единых глубоководных транспортных магист­ралей. Водохранилища — зоны отдыха, рыбо­ловства, рыбоводства, разведения водоплава­ющей птицы. Нетрудно заметить, что, хотя все перечисленные задачи относятся к разным об­ластям деятельности человека, их решение мо­жет осуществляться только в комплексе, при учете взаимных требований, и в первую оче­редь требований экологии. К сожалению, на­ряду с положительным значением водохрани­лища вызывают нежелательные, но неизбеж­ные последствия: выше плотин — это затопление земель, прежде всего богатых пой­менных лугов; подтопление лесов, сельскохо­зяйственных угодий, городских территорий; за­болачивание земель выше плотины в зоне вли­яния водохранилищ из-за повышения уровня грунтовых вод; ухудшение качества воды в во­дохранилищах из-за снижения естественной са­моочищающей способности и избыточного раз­вития сине-зеленых водорослей, что пагубно для обитающих в воде живых организмов. В нижних бьефах, наоборот, происходит вре­зание рек, вызывающее ухудшение условий во­доснабжения и судоходства; уровни грунтовых вод и частота затопления пойм снижаются, что приводит к остепнению пойм и потере их уро­жайности. Плотины водохранилищ препятст­вуют нересту рыбы, причиняя ущерб рыбовод­ству, и т. д. Крупные водохранилища оказы­вают влияние на климат прибрежных территорий, аналогичное влиянию озер.


Болота


Болота — избыточно увлажненные уча­стки суши с влаголюбивой растительностью со слоем торфа более 0,3 м, в результате чего основная масса корней растений не достигает подстилающего его минерального грунта. За­болоченные земли тоже избыточно увлажнен­ные участки поверхности, но с маломощным (менее 0,3 м) слоем торфа или даже без не­го, поэтому здесь между растениями и грун-


том осуществляется водно-солевой обмен. Это различие болот и заболоченных земель доволь­но условное, и точное разграничение их на ме­стности весьма затруднительно. Общая пло­щадь болот достигает почти 3 млн км2, зани­мая около 2% территории суши.

Болота образуются двумя путями: при за­растании озер или в результате заболачива­ния плоских междуречий. Об эволюции озер



 



 


 


Рис. 100. Заболачивание водоразделов (по Л. К. Давы­дову). Стрелками показано направление грунтового по­тока. УГВ — уровень грунтовых вод

в гумидном климате и превращении их в бо­лота говорилось раньше (см. 15.3). Основной путь образования болот — заболачивание су­ши, которое начинается с появления периоди­ческого, а затем постоянного переувлажнения почвогрунтов (рис. 100). Заболачиванию спо­собствует климат — избыток влаги в резуль­тате обилия осадков или слабого испарения, высокий уровень грунтовых вод, характер грун­та — плохо проницаемые породы, вечная мерз­лота, спекшиеся на пожарищах породы, ухуд­шающие инфильтрацию воды, рельеф — пло­ские участки при неглубоком дренаже или понижения с замедленным стоком, продолжи­тельные половодья на реках и др. Леса из-за избытка влаги, а значит, анаэробных условий и кислородного голодания постепенно погиба­ют, что способствует еще большему забола­чиванию вследствие сокращения транспира-ции. На переувлажненных землях поселяется влаголюбивая растительность, приспособлен­ная к недостатку кислорода и минерального питания, и на смену гипновым мхам приходят различные виды сфагновых мхов. Моховая дер­нина, хорошо впитывающая и задерживающая влагу, напоминающая мокрую губку, способ­ствует еще большему заболачиванию суши. В связи с этим в дальнейшем именно расти­тельности принадлежит ведущая роль в забо­лачивании.

В условиях недостатка кислорода происхо­дит неполное разложение растительных остат­ков, которые, накапливаясь, образуют торф. Потому заболачивание всегда сопровождается торфонакоплением. Наиболее благоприятные условия для накопления торфа существуют в


лесах умеренного пояса, особенно в Западной Сибири, где в пределах лесоболотной зоны за­болоченность достигает 50 — 70%, а мощность торфа — 8—10 м. К северу и югу от лесной зоны мощность торфяной залежи сокращает­ся: к северу вследствие уменьшения прирос­та растительной массы в условиях холодного климата, к югу из-за более интенсивного раз­ложения растительных остатков в теплом кли­мате. В условиях жаркого влажного климата огромный прирост биомассы компенсируется интенсивным процессом распада отмерших растений и формирование торфяных болот практически не происходит, хотя вечнозеле­ные экваториальные леса переувлажнены, а в понижениях и долинах лежат сильно заболо­ченные земли.

Строение торфяной залежи болот, возник­ших на месте озер или суходолов, различно. Торфяники, образовавшиеся в результате за­болачивания озер, имеют под слоем торфа озерный ил — сапропель, а при заболачива­нии суши торф залегает непосредственно на минеральном грунте.

По характеру преобладающего водно-минерального питания и соот­ветственно по составу растительнос­ти болота подразделяют на два основных эко­логических типа: верховые и низинные.

Верховые (олиготрофные) болота питают­ся атмосферными осадками, бедными мине­ральными солями. Они обычно располагают­ся на водоразделах, поэтому их и называют верховыми. Растительность их бедна по видо­вому составу: преобладают сфагновые мхи, об­разующие сплошной ковер, произрастают ку­старнички — багульник, голубика, Кассандра, подбел, а также клюква, морошка, пушица од-ноколосковая, росянка и др., может расти уг-



нетенная сосна. Поверхность верховых болот выпуклая в центре, поскольку по краям луч­ше водообмен и активнее разложение мхов, а в центре идет интенсивное его накопление. Торф верховых болот можно использовать в качестве топлива, тем более что он малозоль­ный (2 — 4%), для приготовления торфонавоз-ных компостов, как сырье для химической про­мышленности.

Низинные (эвтрофные) болота располага­ются в понижениях рельефа: на поймах рек, в балках, в понижениях между холмами (по­этому их и называют низинными). В пониже­ниях неглубоко залегают и даже выходят на поверхность грунтовые воды, в котловины сте­кает вода с окружающих пространств, поймен­ные болота дополнительно подпитываются по­лыми водами, поэтому у низинных болот бо­гатое минеральное питание и как следствие — разнообразная растительность. Среди травя­нистых растений преобладают осоки, хвощи, камыш, тростник, рогоз, пушица многоколос­ковая, зеленые (гипновые) мхи, среди кустар­ников — ольха и ива, возможно произраста­ние березы. Торф низинных болот — прекрас­ное органическое удобрение. Использовать его в качестве топлива нецелесообразно, тем более что у него большая зольность (до 18%).

Переходные (мезотрофные) болота по ха­рактеру питания и растительности занимают промежуточное положение между низинными и верховыми. Эволюция болот сопровождает­ся превращением низинных болот сначала в переходные, а потом в верховые. Это проис­ходит потому, что в результате накопления тор­фа поверхность низинных болот повышается. На определенной стадии развития болотная растительность уже не может в полной мере использовать подземные воды, потом мине­ральное питание полностью прекращается, растения переходят на питание атмосферны­ми осадками, и низинное болото в конечном счете сменяется верховым.

Форма поверхности болот может быть раз-


личной: вогнутой, выпуклой, плоской. Харак­терными элементами микрорельефа поверхно­сти болот являются гряды — вытянутые воз­вышенные участки и мочажины — вытяну­тые пониженные обводненные участки между грядами шириной 5—6 м. Гряды и мочажины вытянуты перпендикулярно направлению наи­большего уклона поверхности болота и обыч­но располагаются концентрическими кругами вокруг самых высоких точек. К наноформам рельефа относятся кочки и понижения между ними, образование которых обусловлено не­равномерной усадкой и плотностью дернины. На болотах могут быть озера, водотоки и то­пи — переувлажненные участки с разжижен­ной торфяной залежью.

Болота представляют собой сложный при­родный комплекс, который можно рассматри­вать как систему вода — растительность—торф. Ведущим фактором служит избыток влаги, обусловливающий развитие специфической влаголюбивой растительности и определенный тип почвообразования с формированием тор­фяной залежи. Болотам принадлежит важная роль в природе. Они увлажняют воздух окру­жающих территорий, питают реки, являются местами произрастания ценных видов расте­ний (клюквы, морошки, голубики и др.) и оби­тания многих видов животных, особенно птиц. Люди используют болота. На них разрабаты­вают торф, который применяется в качестве топлива, удобрения и химического сырья. На болотах собирают ягоды, лекарственные рас­тения. Частично низинные болота осушают и превращают в сельскохозяйственные угодья, которые отличаются высоким плодородием. Но следует помнить, что не все болота подлежат осушению, часть из них надо сохранять, что­бы не нарушить сложившихся в природе вза­имосвязей. Это касается прежде всего верхо­вых болот, поскольку велико их гидрологиче­ское влияние на речной сток, особенно тех рек, средние и нижние отрезки которых ле­жат в зонах недостаточного увлажнения (на­пример, Днепр, Волга и др.).







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 804. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.022 сек.) русская версия | украинская версия