Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Блок 5. География России

Природа России

3. Внутренние воды и водные ресурсы

Значение внутренних вод для человека. Реки, озера, болота, подземные воды, ледники, вечная, или многолетняя, мерзлота, искусственные водохранилища и пруды, каналы — все это внутренние воды, или воды суши.

Внутренние воды играют огромную роль в жизни и деятельности человека: без воды нет жизни. Русский ученый-климатолог Александр Иванович Воейков называл реки «продуктом климата». Однако внутренние воды связаны не только с климатом, но и с другими компонентами природы. В свою очередь, внутренние воды оказывают воздействие на эти компоненты.

Взаимосвязь внутренних вод с другими компонентами природы

Россия — страна великих речных систем. Значение ее рек в развитии хозяйства и природы исключительно велико и многосторонне. Русский историк Василий Осипович Ключевский, отмечая особую роль рек в жизни народа Руси, указывал, что реки приносили русскому человеку только добро. По берегам рек возникали древние поселения, где люди занимались разнообразной хозяйственной деятельностью. Поэтому часто именно реки и родники почитались как природные святыни.

Таблица. Крупнейшие реки России

Реки нашей страны относятся к бассейну трех океанов и внутренней бессточной области.

Зависимость рек от рельефа. Океанические бассейны практически не оказывают влияния на характер впадающих в них рек. Решающую роль в их характеристиках играют особенности рельефа и климата тех местностей, по которым они протекают. По обширным равнинам России величаво текут равнинные реки — Волга с притоками, Онега, Северная Двина, Печора, Нева, Дон, Обь с Иртышом. С гор стремительно сбегают горные реки — Кубань, Терек, Зея, Бурея, Анадырь и др. Крупнейшие сибирские реки — Енисей, Лена, зарождающиеся в горах, в своих верховьях тоже ведут себя как горные реки, но в среднем и нижнем течении приближаются к равнинным.

Густота речной сети также зависит от рельефа и климата и от истории формирования той или иной территории, например от наследия ледникового периода. Основная масса водных объектов и запасы пресной воды сосредоточены в зоне избыточного увлажнения.

Наиболее длинные реки нашей страны протекают по обширным равнинам, следуя общему уклону поверхности. Свыше 20 рек нашей страны имеют протяженность более 1000 км. Крупнейшие из них — Обь, Енисей, Лена, Амур, Волга.

Для оценки роли той или иной реки в жизни и деятельности человека очень важно знать следующие ее характеристики: уклон, режим и величину стока.

Влияние рельефа на реки проявляется в таких характеристиках, как падение и уклон реки. Падением реки называется превышение истока реки над устьем, выраженное в метрах. Так, например, для определения падения реки Ангары надо сделать следующее: определить высоту ее истока — озера Байкал (лежит на высоте 456 м над уровнем моря), высоту устья — места впадения реки в Енисей (76 м над уровнем моря). Разница между высотой истока и устья: 456 м - 76 м = 380 м и будет падением р. Ангары.

Можно определить падение и на отдельных участках реки.

Уклоном реки называют отношение величины падения реки к ее длине. Для определения уклона реки следует разделить величину падения реки на ее длину. Например, уклон р. Ангары равен: 37 700 см : 1826 км = 20,7 см/км, то есть 20,7 см на 1 км. Уклоны у равнинных и горных рек сильно отличаются, поэтому эти реки по-разному используются в народном хозяйстве. Уклон Оби — 4 см на 1 км, уклон Волги — 7 см на 1 км, а уклон Терека — 500 см на 1 км.

Для большей наглядности мы упростили здесь расчет. Обычно же при описании рек их уклон выражается десятичной дробью или в промилле. Тогда уклон Ангары будет равен 0,00021, Оби— 0,00004, уклон Волги — 0,00007, а Терека — 0,005.

Влияние климата на реки проявляется через источники питания: дождевое, снеговое, грунтовое (подземное), ледниковое, смешанное. В нашей стране большая часть рек имеет смешанное питание: снеговое, дождевое и грунтовое или же дождевое и грунтовое. Но все-таки в целом явно преобладает снеговое питание, хотя в горных районах встречаются реки с преимущественно ледниковым питанием.

Климатические условия влияют и на режим питания реки. Знание режима важно для планирования работы ГЭС, транспорта, лесосплава, рыбного хозяйства, орошения.

В нашей стране различают по водному режиму три группы рек: с весенним половодьем, с летним половодьем, с паводковым режимом.

Типы водного режима рек

Для равнинных рек с преобладающим снеговым питанием характерны весеннее половодье, зимняя и летняя межень и летне-осенние дождевые паводки.

Половодье сопровождается наиболее высоким уровнем воды в реке, ежегодно повторяющимся в одинаковые сроки и относительно длительным по времени. Причины половодья: весеннее таяние снега на равнине или летнее таяние снежников в горах.

При межени уровень воды в реке наиболее низкий; межень соответствует периоду наименьшего выпадения осадков, когда река питается преимущественно грунтовыми водами.

Паводок — кратковременный подъем уровня воды в реке, вызванный поступлением в реку обильных осадков.

Годовой сток — это количество воды, протекающее в речном русле за год.

Замерзание и вскрытие рек

Самой многоводной рекой страны является Енисей, его годовой сток — около 600 км³; годовой сток Лены — около 500 км³, Амура — около 350 км³. Речной сток надо рассматривать не только как перемещение водных масс, но и как передвижение твердых частиц, как перенос растворенных в речных водах химических веществ, а также больших масс тепла и холода.

Большое значение для практического использования рек имеет изучение их ледового режима. Подавляющее большинство рек нашей страны относится к рекам с ежегодным устойчивым ледоставом.

Многолетний сток рек

Стихийные явления, связанные с реками. Но кроме пользы реки могут приносить еще и бедствия. Распространенным стихийным бедствием являются наводнения. Наводнения — это затопление обширных участков территории вместе с населенными пунктами, промышленными и сельскохозяйственными предприятиями. Причинами наводнений могут быть сильные ливни, дружное таяние снегов после многоснежной зимы. Наиболее сильные наводнения бывают на реках юга Дальнего Востока в связи с выпадением ливневых дождей во время летнего муссона. Наиболее надежным способом предотвращения наводнений служит регулирование стока рек.

Озера. В нашей стране озер немногим меньше трех миллионов. Среди озер России самое большое море-озеро мира — Каспийское и самое глубокое (1637 м) пресноводное озеро Байкал.

Таблица. Крупнейшие озера России

Размещение озер по территории страны весьма неравномерно и зависит от многих причин: геологического строения и рельефа местности, климатических условий, особенностей залегания грунтовых вод.

Количество озер значительно уменьшается к югу в связи с ростом засушливости климата.

Разнообразно происхождение озерных котловин.

Озера — это источники пресной воды, пищевых продуктов, сырья (например, соли в озерах Эльтон и Баскунчак), регуляторы стока, судоходные пути, чудесные места отдыха.

В отличие от рек озера — водоемы со спокойной водой, но и они активно влияют на другие компоненты природы. Озера изменяют рельеф: создают дно и берега, обрывы и террасы, переполняют свои котловины торфом, илом, солью, превращая их в заболоченные равнины, солончаки и даже залежи солей. Озера влияют на климат: летом умеряют жару, зимой смягчают холода; увлажняют наветренные берега испаряющейся с их поверхности влагой.

Таблица. Происхождение озерных котловин нашей страны

Новым типом озер стали водохранилища, которые создают на реках путем сооружения плотин. Но помимо пользы водохранилища способны отрицательно влиять на природу: разрушать берега, поднимать со дна затопленные торфяники, перерезать дороги, затоплять и подтоплять леса и сельскохозяйственные угодья.

Болота. Площадь болот в России около 2 млн км2, то есть свыше 10% всей территории.

Причины возникновения болот: переувлажнение грунта при большом количестве осадков, малом испарении и замедленном стоке. Образованием болот завершается и эволюция мелких озер. Сильно заболочены Северо Запад Русской равнины (до 20— 30%), Васюганье на Западно-Сибирской равнине (до 70%), бассейн Амура (10—12%).

Болота — это важный источник питания рек и озер, на болотах растет много полезных ягод: клюква, морошка. Поэтому сохранение болот важно для охраны и рационального использования богатств природы.

Разнообразно и практическое использование болот. В болотах лесной зоны сосредоточено около 80% запасов торфа страны, который используется на ТЭС и как сырье для химической промышленности .

Подземные воды хотя и скрыты от глаз, но роль их велика как в природе, так и в жизни человека. Эти воды пробиваются на дне рек холодными ключами, выходят на поверхность ледяными родниками. Добываемые из скважин или колодцев, эти воды используются для бытовых нужд, полива полей, обводнения пастбищ.

Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5— 2,0 м — это так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

Переход поверхностного стока в подземный

Подземные воды бывают пресными и минеральными, содержащими в довольно больших количествах растворимые соли и газы. Минеральные воды используются в лечебных целях. В разных районах страны — на Камчатке, Кавказе и в других местах — выявлены запасы термальных подземных вод с температурой от 30 до 300°С.

Запасы подземных вод исчисляются у нас в стране многими триллионами кубометров, из них 350 млрд считаются пригодными для использования. Однако до сих пор используется лишь малая доля этих запасов — примерно 5%. Но и такие запасы небезграничны. Они не менее, чем воды наземные, нуждаются в охране, бережном расходовании, защите от загрязнения.

Ледники в настоящее время занимают около 11% суши; подземный лед (многолетняя мерзлота) распространен на 14% суши Земли. В России многолетняя мерзлота занимает 11,1 млн км², то есть более половины всей территории.

Ледники оказывают заметное влияние на природу: они запасники влаги, им принадлежит важная роль в питании рек, они заметно меняют рельеф. Крупных покровов материкового льда, подобных антарктическому и гренландскому, у нас нет, но более мелкие покровы льда («островные» шапки) встречаются на арктических островах. Горные ледники распространены на Кавказе, Северном Урале, па Алтае, в Восточной Сибири, Саянах, в Забайкалье и на Камчатке. Их общая площадь около 3 тыс. км².

В высокогорьях есть так называемая снеговая граница, выше которой снег, выпадающий за холодное время года, не успевает стаять и сохраняется до следующей зимы, а потом превращается в лед.

В южных горах снеговая граница лежит выше, чем в северных, а в Арктике она спускается до уровня моря. Ее высота зависит от суровости и влажности климата. На хорошо увлажненных склонах Западного Кавказа эта граница прослеживается на высотах 2700—2800 м, а на более сухих склонах Восточного Кавказа — на высотах 3000—3200 м. На Кавказе насчитывают до 1400 ледников; на Алтае — 754, в горах Восточной Сибири — 200 ледников.

Многолетняя мерзлота — это толщи горных пород, в которых содержится лед, не оттаивающий в течение долгого времени, как правило, десятки или многие сотни лет. Многолетняя мерзлота занимает побережье Северного Ледовитого океана в европейской части России, включая весь Кольский полуостров; Сибирь же практически вся (кроме юга Западной Сибири и дальневосточного Приморья) лежит в ее пределах. Таким образом, более 60% площади России в той или иной степени занято многолетней мерзлотой. В районах с наиболее суровым климатом — в устье Вилюя, в Оймяконе, где сумма среднесуточных отрицательных температур достигает 6000—7000 °С, — мощность слоя многолетней мерзлоты в среднем 600—800 м, а местами достигает 1500 м.

Многолетняя мерзлота оказывает существенное влияние на природу, а также на жизнь и деятельность человека.

Мерзлота — «холодильник» для почв и приземного воздуха, она ограничивает глубину проникновения корней в грунт, их водоснабжение. Воды, скапливающиеся на мерзлоте, заболачивают местность, приводят к образованию просадок, оплыванию и вспучиванию поверхности. Мерзлота осложняет строительство дорог, зданий, добычу полезных ископаемых. У нас в стране накопился большой опыт строительства и хозяйственной деятельности в условиях многолетней мерзлоты. Он был использован при возведении новых городов — Норильска, Мирного, при сооружении БАМа.

Водные ресурсы — это поверхностные и подземные воды, которые используются или могут быть использованы для водоснабжения населения, в сельском хозяйстве и промышленности.

Водные ресурсы — это один из наиболее важных видов ресурсов, без которых невозможно представить существование человеческого общества и которые ничем нельзя заменить. На питье и бытовые нужды одному человеку требуется около 300—400 л воды в сутки, на производство тонны сахара расходуется 5 тыс. л, стали — 150 тыс. л, капрона — 500 тыс. л и т. д. Для выращивания одного килограмма растительной пищи необходимо в среднем 2000 л воды.

По водным путям дешевле перевозить пассажиров и грузы, легче проникать в отдаленные районы. Энергия рек движет турбины.

Сейчас, да и в ближайшем будущем, хозяйственное использование водных ресурсов предполагает опираться в основном лишь на пресноводные источники — реки, озера и часть подземных вод, а также запасы почвенной влаги. Воды Мирового океана пока остаются потенциальными водными ресурсами. Сейчас их использование ограничено техническими и экономическими причинами.

Значительные трудности представляет и непосредственное использование ряда других водных ресурсов, например воды, законсервированной в ледниках и в вечномерзлых грунтах.

Оценка водных ресурсов дана в водном кадастре — систематизированном своде сведений о водных ресурсах страны. В нем обобщены материалы гидрологических наблюдений и исследований, собраны данные для научных и хозяйственных организаций.

При оценке водных ресурсов очень важно учесть, как они распределены на территории страны, как они распределены по сезонам года. Существенная особенность водных ресурсов России, затрудняющая их использование, заключается в крайне неравномерном распределении их по территории страны.

Наша страна располагает огромными (в абсолютном исчислении) ресурсами речного стока, однако в расчете на единицу площади обеспеченность территории России этими ресурсами оказывается ниже среднемировой почти в 2 раза. Так, например, обеспеченность главной земледельческой зоны России почвенной влагой значительно ниже, чем в ФРГ, Франции, США, Канаде.

Затрудняет использование водных ресурсов и их очень неравномерное распределение по времени. Больше всего воды реки несут в период весеннего половодья в результате снеготаяния и выпадения дождей, а наибольшая потребность в воде ощущается летом. В летнюю межень сток невелик из-за того, что выпадающие осадки в основном расходуются на пополнение запасов почвенной влаги и испарение. Установлено, что поверхностный сток — основная причина весеннего половодья и паводков, а наиболее стабильным, постоянно питающим реки является подземный сток (см. рис. 49). Чтобы увеличить ресурсы воды в период межени, человек стремится зарегулировать речной сток, накапливая паводковые воды в водохранилищах или переводя поверхностный сток в подземный путем системы мелиорации земель, и в том числе созданием лесных полос в степной зоне.

Важнейшим хранилищем запасов пресных вод служат снежно-ледовые ресурсы: ледники и снежники в горных районах.

Влияние деятельности человека на водные ресурсы и меры по их охране и восстановлению. Деятельность человека становится в настоящее время мощным фактором, влияющим на качество водных ресурсов. Влияние это может быть как непосредственным, например при строительстве ГЭС, заборе воды рек для орошения и т. п., так и косвенным, через другие компоненты природы: климат, почву, растительность и др. Так, нерациональная рубка лесов усиливает неравномерность стока, увеличивает эрозию. Напротив, посадка леса, лесоразведение делают сток более устойчивым, служат защитой земель от эрозии. Чрезмерная распашка степей юга России в конце прошлого века способствовала ухудшению условий впитывания воды в почву, усилению стока в период половодий и обмелению рек в межень, развитию эрозионных процессов.

Одна из основных мер сохранения водных ресурсов — экономия их потребления.

Серьезной проблемой, которая требует неотложного решения, является проблема загрязнения вод. Истощение водных ресурсов в результате потери их качества представляет большую угрозу, чем их количественное истощение. Среди мер по улучшению водных ресурсов заметную роль играет регулирование стока. С этой целью создаются водохранилища на реках, хотя наряду с очевидными выгодами их наличие приводит и к отрицательным последствиям как для окружающей среды, так и для народного хозяйства. К ним прежде всего относится затопление и подтопление прилегающих к водохранилищам земель. Поэтому в настоящее время создание новых крупных водохранилищ ведется, как правило, в горных районах, на реках с узкими и глубокими речными долинами. Кроме того, все больше внимания уделяется подземным водохранилищам.

Стихийные явления, связанные с водой. С водой связано много стихийных явлений: наводнения, цунами, ливни, снегопады, сели, лавины, наледи, гололеды, оползни. По статистике более половины мировых бедствий вызываются катастрофическим избытком или недостатком воды: 40% всех стихийных бедствий приходится на наводнения и 15% на засухи.

В горных районах Кавказа, Южной Сибири широко распространены сели — бурные грязе-каменные потоки, возникающие после сильных ливней или при интенсивном снеготаянии. Причины возникновения селей — наличие больших запасов рыхлых, слабо закрепленных грунтов в верховьях горных долин, а также антропогенный фактор: сведение лесов на склонах гор. Борьба с селями ведется путем облесения горных склонов, травосеяния, террасирования и сооружения подгорных стенок. В руслах селеопасных рек строятся небольшие плотины — селесборники.