Комплексная географическая характеристика поверхностных вод России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биологический факультет

Кафедра геологии и географии

Курсовая работа

Комплексная географическая характеристика поверхностных вод России

Кирюхин Владимир Владимирович

Кемерово 2015

Оглавление

Введение

Глава 1. Географическая характеристика рек на территории России

1.1 Классификация рек на территории России

1.2 Характеристика водного режима рек

1.3 Хозяйственное использование рек

Глава 2. Озёра: характеристика озёр на территории России

2.1 География распространения озёр на территории России

2.2 Генезис озёр, характеристика стока

2.3 Классификация озер по химическому составу вод

2.4 Хозяйственное использование озёр

Глава 3. Болота: характеристика болот на территории России

3.1 Географическое распространение болот на территории России

3.2 Типы болот

3.3 Использование болот в хозяйственной деятельности человека

Глава 4. Искусственные водоемы: географическое расположение, по площади, хозяйственное использование

Заключение

Список литературы

Введение

По запасам на Россию приходится более 20% мировых ресурсов пресных вод (без учета ледников и подземных вод). Среди шести стран мира, обладающих наибольшим речным стоком (Бразилия, Россия, Канада, США, Китай, Индия) по абсолютной величине Россия занимает второе место в мире после Бразилии, по водообеспеченности на душу населения - третье (после Бразилии и Канады).

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам, а также внутриматериковому Каспийскому морю. На территории России насчитывается свыше 2,5 млн. больших и малых рек, более 2 млн. озер, сотни тысяч болот и других объектов водного фонда.

В народном хозяйстве страны в количественном отношении потребление воды превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов. Это во многом определяется сложившейся структурой производства во многих отраслях промышленности. Одним из важнейших направлений использования водных ресурсов является гидроэнергетика, которая обладает несомненными преимуществами перед иными способами получения электроэнергии (ТЭС, ГРЭС, АЭС). Водные акватории широко используются как транспортные артерии. При этом себестоимость перевозок водным транспортом в среднем на 45% ниже железнодорожных и в 3-5 раз дешевле автомобильных. Большое значение водные ресурсы оказывают на рекреационный потенциал территории. В количественном отношении водные ресурсы слагаются из статических и возобновляемых запасов. Первые считаются неизменными и постоянными в течение длительного времени; возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек.

Важнейшая составная часть водных ресурсов России - реки. Центр государственной территории России был определен верховьями рек, площадь территории, - их устьями, расселение - направлением речных бассейнов. Реки во многом влияли на нашу историю.

Цель исследований: комплексная географическая характеристика поверхностных вод на территории России.

Задачи исследований:

-Изучить распространение рек на территории России, рассмотреть классификацию рек, выявить особенности водного режима рек, определить хозяйственное значение;

-Рассмотреть географию и классификацию озёр для территории России, определить генезис озёрных котловин, охарактеризовать сток; проанализировать хозяйственное использование озёр;

-Рассмотреть географическое распространение болот на территории России, выявить типы болот, проанализировать использование болот в хозяйственной деятельности человека. Составить географическую характеристику искусственных водоемов.

Объект исследований: поверхностные воды России.

Предмет исследований: комплексная географическая характеристика поверхностных вод на территории России.

Глава 1. Географическая характеристика рек на территории России

1.1 Классификация рек на территории России

В России принята следующая классификация рек по величине:

1.Большими реками называются равнинные реки, имеющие бассейн площадью более 50 000 км², а также реки преимущественно горные с площадью водосбора более 30 000 км². Как правило, их бассейны располагаются в нескольких географических зонах, а гидрологический режим не свойственен для рек каждой географической зоны в отдельности.

2. Средними реками называются равнинные реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеющие площадь от 2 000 до 50 000 км², гидрологический режим которых свойственен для рек этой зоны.

3. Малыми реками называются реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеют площадь не более 2 000 км² и гидрологический режим которых под влиянием местных факторов может быть не свойственен для рек этой зоны [32, с.25].

Классификацию рек впервые дал в 1884 г. выдающийся русский ученый А.И. Воейков в своем замечательном труде «Климаты земного шара, в особенности России». Эта классификация сыграла большую роль в развитии знаний о водном режиме рек и известна в литературе под названием климатической классификации. Так она названа потому, что основой ее являлось известное положение А.И. Воейкова о том, что «реки можно рассматривать как продукт климата». Следовательно, по режиму рек можно судить о климате и наоборот.

Позднее, уже в современный период, М.И. Львович на основе генетического расчленения гидрографа стока рек дал не только качественную, но и количественную характеристику отдельных видов питания. Он же составил карту распространения типов рек по источникам питания на территории СССР (рис. 1). Следует иметь в виду, что эта карта относится лишь к средним и малым речным бассейнам. Большие реки со сложным режимом имеют комбинированное питание.

Рис. 1. Типы рек России по источникам питания (по М.И. Львовичу) [32, с.26]: 1 (S) - почти исключительно снеговое питание (снеговое питание составляет более 80%). 2 (Sx) - преимущественно снеговое питание (> 50%). 3 (R) - почти исключительно дождевое питание (дождевое питание составляет более 80%), 4 (Rx) - преимущественно дождевое питание (> 50%), 5 (Gх) - преимущественно ледниковое питание, 6 (sx) - смешанное питание (преобладает снеговое), 7 (rх) - смешанное питание (преобладает дождевое). 8 (gx) - смешанное питание (преобладает ледниковое), 9 - смешанное питание (преобладает грунтовое). Буква «х» в условных обозначениях заменяет тот или иной второстепенный вид питания.

Рассмотрим основные типы рек по источникам питания и их географическое распространение на территории России. Для краткости будем использовать принятые автором классификации обозначения виды питания следующими символами: снеговое - Ss, дождевое - Rr, грунтовое - Uu и ледниковое - Gg, причем большими буквами будем пользоваться в случаях, если доля того или иного вида питания превышает 50%, а малыми, когда она менее 50% годового стока. Если тот или иной источник является явно преобладающим и его доля составляет более 80% годового стока, то реки можно отнести к типу с почти исключительно снеговым (дождевым, ледниковым или грунтовым) питанием; реки, в питании которых это преобладание менее резко выражено и доля одного из источников составляет от 50 до 80% годового стока, можно причислить к водотокам преимущественно снегового (дождевого, грунтового или ледникового) питания; наконец, реки, в питании которых нет резкого преобладания какого-либо из источников питания и доля каждого из них не превышает 50% общего годового стока, можно считать водотоками со смешанным питанием. В зависимости от той роли, которую играет тот или иной источник питания в формировании режима рек, можно выделить четыре основные группы рек: реки с преобладанием:

1) снегового,

2) дождевого,

3) ледникового,

4) грунтового питания [7, с.402].

Первая группа рек, с преобладанием снегового питания, является наиболее распространенной; к ней принадлежит подавляющее большинство рек нашей страны, причем примерно на 80% ее территории талые снеговые воды являются основным источником питания, формирующим сток рек.

Среди этой группы можно выделить целый ряд характерных типов, отличающихся друг от друга как по количественной доле основного источника питания (снега), так и в части того значения, которое имеют второстепенные источники питания. Реки, у которых доля снегового питания составляет более 80%, распространены в засушливых степных и полупустынных районах, а именно: в Нижнем Поволжье, в Причерноморской низменности. Примерами этого типа рек могут служить: Большой и Малый Узени и др. К рекам, у которых доля снегового питания составляет от 50 до 80%, относятся почти все большие реки: Печора, Северная Двина, Днепр, Дон, Волга, Обь, Енисей и др. Значительное место среди водотоков этой группы занимают реки смешанного питания с преобладанием снегового. К этому типу принадлежат, например, реки северо-запада Европейской части России (Волхов, Нева, Западная Двина и др.), а также реки горных районов Кавказа, Алтая (за исключением высокогорных областей).

В зависимости от доли участия и места, которое занимают другие источники питания, кроме снегового, можно выделить еще несколько характерных типов. В их числе тип преимущественно снегового питания со значительной долей дождевого питания (Sr). Важнейшей особенностью, отличающей его от других типов, является исключительно бедное грунтовое питание, которое обычно составляет не более 1-5% от годового стока. Границы распространения рек этого типа питания совпадают с границей мерзлотной геозоны, занимающей почти 65%, где грунтовые воды большую часть года скованы вечной мерзлотой.

В лесной зоне (вне области вечной мерзлоты) распространен тип рек также преимущественно снегового питания, но со значительной долей дождевого и грунтового питания (Sru). К нему принадлежат бассейны Верхней Волги, Камы, Северной Двины, Печоры и других рек. Примером рек этого типа может служить р. Москва, у которой на долю снегового питания (S) падает 65%, дождевого (r) -20% и грунтового (u) - 15%.

Южнее, в лесостепной и степной зонах, возрастает доля снегового питания и вместе с тем резко уменьшается роль дождевого питания, так как осадки от дождей обычно теряются здесь на испарение и стока не дают. Поэтому для этих зон характерен тип рек преимущественно снегового питания со значительной долей грунтового и при очень малом дождевом питании (Su). Примером рек данного типа является Дон, который имеет следующее распределение стока по источникам питания: S = 70%, u = 27% и r = 3%.

Такое распределение стока по источникам питания в условиях лесостепной и степной зон имеет место лишь для относительно больших рек с эрозионным врезом ниже уровня грунтовых вод.

Что касается малых рек, то у них доля снегового питания еще больше возрастает (до 80-100%), тогда как грунтовое питание уменьшается до 0-20%.

Если рассмотреть смену типов рек данной группы по территории Европейской части России в направлении с севера на юг, то можно заметить следующую закономерность. В северной части, в районе распространения вечной мерзлоты, преобладает тип рек Sr, южнее, в лесной зоне, он сменяется типом Sru, еще южнее, в лесостепной и степной зонах, распространен тип Su и, наконец, в полупустынных районах Прикаспия - S. Характерно, что в направлении с севера на юг доля снегового питания растет: от 50-60% в северной части, до 80-100% годового стока - на юге.

Вторая группа рек, с преобладанием дождевого питания, имеет уже значительно меньшее распространение по сравнению с реками преимущественно снегового питания [7, с.404].

Почти исключительно дождевое (R) и преимущественно дождевое питание (Ru) характерно для рек Кавказа. Для территории Дальнего Востока, с его муссонным климатом, преобладающим является тип рек преимущественно дождевого питания (Rs); снеговое питание здесь имеет второстепенное значение, а грунтовое питание очень мало. Этот же тип встречается в верховьях Яны и Индигирки, что объясняется исключительно бедными зимними осадками в этом районе.

Тип Rs, выделенный М. И. Львовичем для верховьев Яны и Индигирки, едва ли правильно отождествлять с типом рек Дальнего Востока, ибо значительную роль здесь играет высокогорно-снеговое, а отчасти ледниковое питание, а также питание за счет наледей, особенно заметное на малых реках; это не было учтено автором классификации по причине того, что современное оледенение в районе Верхояно-Колымской горной страны было установлено позднее.

Реки смешанного питания с преобладанием дождевого встречаются в Крыму. Третья группа рек, с преобладанием ледникового питания, имеет сравнительно ограниченное распространение. Различные типы рек этой группы встречаются в высокогорных районах, где значительные площади покрыты ледниками и вечными снегами. Чисто ледниковое питание обычно трудно отделить от высокогорно-снегового.

Рек почти исключительно ледникового питания (G), т. е. таких, у которых этот вид питания составлял бы более 50%, нет, за исключением верховьев некоторых рек. К числу рек почти исключительно ледникового питания (включая и снеговое) условно, по-видимому, можно отнести реки Арктической зоны. Преимущественно ледниковое питание (25-50% годового стока) свойственно многим горным рекам Средней Азии (Gus) и Большого Кавказа (Grsu). Ледниковое питание играет здесь важную роль и накладывает характерный отпечаток на режим рек. Смешанное питание с преобладанием ледникового отмечается на реках Алтая (gsru) и в некоторых районах Камчатки (gsu).

Четвертая группа рек, с преобладанием грунтового питания, имеет малое распространение на территории России. Грунтовые воды являются неотъемлемым элементом питания почти всех рек, однако в количественном отношении они занимают подчиненную роль среди других видов питания. Более или менее значительных рек, у которых доля грунтового питания превышала бы 50% годового стока, практически на территории России почти нет. Имеют место лишь сравнительно небольшие районы, где распространены реки смешанного питания с преобладанием грунтового.

Грунтовое питание учитывается, однако, еще весьма неточно. В западных районах Европейской части России доля грунтового питания, по-видимому, значительно выше, чем предполагалось до сих пор, и достигает 50% годового стока [7, с.407].

1.2 Характеристика водного режима рек

Различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень, ледостав, ледоход.

Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.

Паводок - сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье. Значительные паводки могут вызвать наводнение.

Межень - ежегодно повторяющееся сезонное стояние низких (меженных) уровней воды в реках. Обычно к межени относят маловодные периоды продолжительностью не менее 10 дней, вызванные сухой или морозной погодой, когда водность реки поддерживается, главным образом, грунтовым питанием при сильном уменьшении или прекращении поверхностного стока. В умеренных и высоких широтах различают летнюю (или летне-осеннюю) и зимнюю межень.

Ледостав - период, когда наблюдается неподвижный ледяной покров на водотоке или водоёме. Длительность ледостава зависит от продолжительности и температурного режима зимы, характера водоёма, толщины снега.

Ледоход - движение льдин и ледяных полей на реках.

Неравномерный в течение года режим питания рек связан с неравномерностью выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда и поступления их вод в реки.

Типичные водные режимы рек различаются по климатическим зонам. Территория России относится к следующим из них:

Субтропики средиземноморского типа - средняя и низкая водность, преобладает зимний сток;

Умеренный пояс Северного полушария - повышенная водность весной (на юге преимущественно за счёт дождевого питания; в средней полосе и на севере - половодье снегового происхождения при более или менее устойчивой летней и зимней межени);

Умеренный пояс в условиях резко континентального климата (Северный Прикаспий) - кратковременное весеннее половодье при пересыхании рек в течение большей части года;

Дальний Восток - режим определяется муссонами, летнее половодье дождевого происхождения;

Районы многолетней мерзлоты - пересыхание рек зимой. На некоторых реках Восточной Сибири и Урала во время ледостава образуются наледи. Колебания уровня воды вызываются в основном изменением расхода воды, а также действием ветра, ледовых образований, хозяйственной деятельностью человека.

По режиму реки подразделяются на три основные группы: Реки с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием (реки Восточно-Европейской равнины, Западной и Восточной Сибири). Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Реки с летним половодьем и с дождевым питанием. Реки из-за усиленного испарения мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Реки с дождевым и смешанным питанием, для которых характерен паводковый режим. Паводки - кратковременные подъемы воды в реке. Могут возникать в любое время года.

Таяние снега и ледников в горах называется летнее половодье (реки Кавказа и северо-востока страны). Реки юга Дальнего Востока, имеющие муссонный климат, характеризуются паводковым режимом во 2 половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Практически все российские реки зимой покрываются льдом. Свыше 8 месяцев в году длится ледостав на реках Средней и Северо-Восточной Сибири за полярным кругом. На реках крайнего юга (европейской части) ледостав неустойчив и наблюдается не каждый год.

Важными характеристиками рек являются: Расход (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени. Самый большой расход у Енисея). Расход воды за длительное время называется стоком. Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит от климата, характера рельефа, геологического строения и растительности. Там, где коэффициент увлажнения больше единицы, реки полноводны и несут много воды. Речной сток распределен по территории страны неравномерно, в зависимости от того, с какой скоростью протекает река, определяется величина твердого стока рек (переносимого водой материала). Чем больше скорость течения, тем больше твердых частиц способны переносить реки.

Климатические условия также влияют на питание и режим рек. Большинство рек в России имеют смешанное питание: снеговое, дождевое и грунтовое. Лишь для некоторых рек Центрального Кавказа и Алтая характерно ледниковое питание. От типа питания зависит режим рек. Режим рек - это жизнь речного потока в течение суток, сезонов и года [1, с.104].

1.3 Хозяйственное использование рек

Многие реки и озера используются для судоходства, а реки - для лесосплава.

Из поверхностных вод наибольшее значение в жизни и хозяйственной деятельности человека имеют реки. Реки способствуют экономическому развитию государств. По берегам рек издревле люди создавали свои поселения, с незапамятных времен и до сих пор реки служат путями сообщения.

Воды рек используются для водоснабжения населения питьевой и технической водой, для рыболовства и гигиены человека, а в последние годы все более активно - для отдыха и лечения.

Реки широко используются для орошения и полива полей, заключают в себе огромный запас дешевой энергии и благодаря созданию электростанций являются важнейшим источником электроэнергии. С полным правом можно вспомнить древнее изречение: «Вода - это жизнь!».

Опыт постоянного обитания человека на берегах рек подсказал пути кратчайшего перехода из одной реки в другую. Это как бы соединяло разные реки и значительно расширяло возможности их использования для плаваний. В засушливых районах воды рек также с древних времен активно использовались для орошения с помощью отводов части вод на поля (арыки).

Позднее в интересах хозяйственной деятельности человеком стали создаваться постоянные и более грандиозные гидротехнические сооружения. Стали сооружаться каналы, предназначенные для орошения, водного транспорта, обеспечения населения питьевой и технической водой [14, с.179].

Каракумский канал несет часть вод Амударьи в Ашхабад, Саратовский канал - воды Волги в заволжские степи, а Северо-Крымский канал - в степи Крыма. Судоходные каналы соединяют естественные морские и речные пути. Они обеспечивают кратчайший водный путь между морями. Главнейшие судоходные каналы России: Волго-Донской (соединяет Волгу и Дон), Беломоро-Балтийский (Белое море и Онежское озеро), Волго-Балтийский водный путь (Волга - Рыбинское водохранилище - Онежское озеро), канал Волга - Москва. Система этих каналов образует сквозной водный путь между Белым и Балтийскими морями на северо-западе и Каспийским, Азовским и Черным на юге.

Каналы перераспределяют сток рек, резко увеличивают расход воды, что может привести и к негативным последствиям: увеличение расхода воды в Амударье уменьшило поступление ее вод в Аральское море. В результате море пересыхает, повысилась его засоленность, а береговая линия отступила на 20, в отдельных местах на 150 км.

Строительство каналов, многочисленных гидроэлектростанций потребовало перераспределения речного стока этих рек во времени, создания запасов воды для нормального функционирования всей системы. С этой целью стали создавать искусственные водохранилища. Крупнейшими водохранилищами в нашей стране являются: Братское на Ангаре, Куйбышевское, Рыбинское, Волгоградское на Волге, Киевское, Кременчугское и Каховское на Днепре, Воткинское и Камское на Каме, а также Цимлянское, Вилейское и другие. Водохранилища имеют черты сходства с озером и рекой: с первым - по замедленному водообмену, со второй - по поступательному характеру движения вод.

Как крупные сооружения водохранилища нарушают природный баланс местности: происходит затопление плодородных земель, заболачивание прилегающих территорий, вырубка лесов, в реках прерываются генетические миграционные пути рыб, нередко непрогнозируемого меняется погода.

Значительная часть населения страны в настоящее время проживает по долинам рек. Некоторые из рек России - как, например, Волга - являются важными экономическими артериями. Общая протяжённость российских рек превышает 8 млн км. (при этом 90 % рек имеют длину менее 100 км); всего в России более 2,5 млн рек. В Азиатской части России протекают 40 рек длиной свыше 1000 км. Крупнейшие дельты - у рек Лена и Волга, эстуарии - у Оби и Енисея. Россия занимает второе место (после Бразилии) по величине суммарного речного стока; на одного россиянина приходится 23 тыс. мі воды в год. Почти все реки имеют смешанный тип питания. На большинстве рек России ежегодно наблюдается ледостав; лишь некоторые реки юга Европейской части России покрываются льдом не каждый год. Реки России относятся к пяти основным бассейнам - Черноморскому, Каспийскому, Арктическому, Балтийскому и Тихоокеанскому.

Европейская часть России дренируется реками четырёх бассейнов - Северного Ледовитого океана, Балтийского, Чёрного и Каспийского морей. К бассейну Чёрного моря относятся Днепр (в России лишь верхнее течение), Кубань (870 км) и - через Азовское море - Дон (длиной 1870 км). Относительно небольшой участок на северо-западе Европейской части России имеет сток в Балтийское море. Наиболее значительная по значению река этого бассейна в России - Нева (74 км), по длине - Ловать (530 км), Великая (430 км), Волхов (224 км). Крупнейшая река бассейна Каспийского моря - Волга - является и крупнейшей рекой Европы. Беря начало на Валдайской возвышенности в Тверской области, Волга преодолевает 3530 км на пути к Каспию. Волга имеет четвёртую по величине в России площадь бассейна (1,38 млн кмІ), уступая по этому показателю лишь Оби, Енисею и Лене. На берегах Волги располагаются четыре из тринадцати крупнейших по численности городов России - Нижний Новгород, Казань, Самара и Волгоград; густо заселены и берега главного притока Волги - Камы (особенно в нижнем течении). Будучи связанными несколькими судоходными каналами, реки Европейской части России имеют большое транспортное значение. По Волжской речной системе осуществляется 2/3 внутренних водных перевозок России.

Самый обширный из российских речных бассейнов - Арктический (бассейн Северного Ледовитого океана), лежащий большей частью в Сибири, но включающий также и север Европейской части России. К этому бассейну относятся величайшие реки Сибири - Обь (длиной 3650 км) с Иртышом (5410 км), Енисей (4090 км) и Лена (4400 км). Бассейны вышеперечисленных рек в общей сложности занимают 8,1 млн кмІ в Западной Сибири, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке к северу от Станового хребта; их суммарный сток в Северный Ледовитый океан составляет 49 554 мі/с. Другие реки Арктического бассейна менее значительны; в Европейской части России основные - Северная Двина с Вычегдой, Сухоной (и с Югом - 1318 км) и Печора (1809 км), в Азиатской - Индигирка (1726 км) и Колыма (2129 км). Крупнейшие реки Сибири, текущие в основном с юга на север, обеспечивают транспортную связь между внутренними районами страны и побережьем Северного Ледовитого океана - несмотря на то, что ежегодно на длительное время покрываются льдом. Особенностью сибирских рек является незначительный уклон - например, для Оби он составляет всего 200 м на более чем 2010 км. Следует отметить, что в верхнем течении сибирские реки нередко вскрываются ранее, чем в нижнем, что ведёт к образованию ледяных заторов. Во время половодья вода затопляет огромные территории, что приводит к появлению многочисленных болот. Одно из крупнейших - Васюганское болото у слияния Оби с Иртышом - занимает площадь в 49 тыс. кмІ.

Оставшаяся часть Сибири (около 4,7 млн кмІ) орошается реками бассейна Тихого океана, главная из которых - Амур (протяжённостью 2820 км). Бассейн Амура охватывает большую часть юга Дальнего Востока России и на значительной части своего протяжения формирует российско-китайскую границу. Граница с Китаем в Приморье образована одним из крупнейших притоков Амура - Уссури. К северу от устья Амура водораздел подходит близко к береговой линии, поэтому реки здесь коротки и отличаются бурным течением.

В Европейской части России крупные реки связаны системой каналов; длиннейший в России судоходный канал - Волго-Балтийский (протяжённостью около 1100 км) [14, с.180].

река озеро болото водоем

Глава 2. Озёра: характеристика озёр на территории России

2.1 География распространения озёр на территории России

На территории России - свыше двух миллионов озёр суммарной площадью более 350 тыс. кмІ (без учёта Каспийского моря-озера). Общие запасы озёрных вод достигают 26 тыс. кмІ. Большая часть озёр имеет ледниковое происхождение.

Крупнейшие озёра Европейской части России (расположенные в основном на её северо-западе) - Ладожское и Онежское (площадью 17 680 и 9720 кмІ соответственно); Чудско-Псковское озеро на границе с Эстонией (3550 кмІ); Ильмень (около 1000 кмІ, площадь меняется в зависимости от уровня воды), а также Топозеро, Выгозеро и другие «озёрного края» Карелия.

Крупнейшее озеро Сибири и России (без учёта Каспия) - Байкал - является и самым глубоким в мире; в Байкале содержится 85% пресной озёрной воды России и 22% мировых запасов пресной воды. Длина озера - 636 км, средняя ширина - 48 км; общая площадь - 31,7 тыс. кмІ; наибольшая глубина - 1620 м (большой глубиной отличается также Телецкое озеро (325 м) на Алтае и Хантайское озеро (520 м) в Предтаймырье). Байкал расположен в рифтовой впадине и имеет возраст приблизительно 25-30 млн лет.

Однако подавляющее большинство российских озёр относится к небольшим; многочисленны озёра на северо-западе Европейской части России (особенно в Карелии) и на Западно-Сибирской равнине. Среди озёр преобладают пресные, но имеются и солёные, крупнейшее из которых (1990 кмІ) - Чаны в юго-западной Сибири [38].

По территории страны озера размещены крайне неравномерно. Есть районы, где озер много, но есть и такие, где озер почти нет (лесостепь и степь Восточно-Европейской равнины). Наиболее многочисленны озера там, где их существованию способствуют климатические условия и рельеф. Особенно большие площади озера занимают на Яно-Индигирской и Колымской низменностях, где местами озёрность превышает 50%, и в Карелии, где площадь озер составляет 12-13% поверхности. Много озер и в северо-западных областях России, в Центральной Якутии, в Сургутской низине и, как это ни парадоксально звучит, в лесостепной зоне Западной Сибири. Дело в том, что для возникновения озер необходим избыток влаги (поэтому основная масса озер находится в областях избыточного увлажнения) и наличие емкостей для воды, т.е. котловин. Там, где нет котловин, происходит заболачивание территории и избыток влаги накапливается в болотах.

Происхождение озерных котловин на просторах России весьма различно. Крупные озера имеют в основном котловины тектонического (Байкал, Телецкое и др.) или ледниково-тектонического происхождения (Ладожское, Онежское, Имандра, озера плато Путорана - Кета, Хантайское, Лама, Глубокое и др.). Для этих озер характерны обычно и большие глубины. Есть озера вулканические. Они встречаются на Камчатке и Курильских островах и приурочены к кратерам вулканов (озеро Кольцевое в кратере вулкана Креницына на острове Онекотан, озеро Бирюзовое в кратере вулкана Заварицкого на острове Симушир, озеро Курильское на Камчатке и др.). Красивейшими являются каровые озера, расположенные на днищах ледниковых каров. Они обычны в горах с ледниковым рельефом (Клухорское, Бадукские озера на Кавказе и многие другие). В горах образуются также завальные, или плотинные озера.

Моренные озера занимают понижения между моренными холмами, межморенные котловины. Они часто имеют причудливую лопастную форму (озеро Селигер на Валдайской возвышенности и др.). Таких озер насчитываются сотни и тысячи в районах последнего оледенения. Карстовые озера занимают карстовые котловины, днища которых перекрыты глинистыми породами, служащими водоупором. В районах распространения многолетней мерзлоты обильны термокарстовые озера, а при наличии лессов и лессовидных суглинков образуются суффозионно-просадочные котловины. Пойменные (старичные) озера обильны на Обской, Волго-Ахтубинской и поймах других рек. По количеству в России больше всего озер термокарстового происхождения.

Режим озер во многом зависит от того, вытекают ли из него реки. В озеро обычно несет свои воды более или менее значительное число рек и ручьев. Если из озера вытекает река, такое озеро является проточным. Подчас в районах избыточного увлажнения и большого количества озер возникают своеобразные озерно-речные системы: река начинается из озера и впадает в другое озеро, из которого, в свою очередь, вытекает река. Таким образом оказывается, что на реку нанизана цепочка озер. Особенно типичны такие системы для Карелии. Проточные озера обычно пресные, даже если они находятся в южных засушливых районах.

Если стока из озера нет, то соли, поступающие с окружающих территорий, в том числе и с речным стоком, накапливаются с нем. Такие бессточные озера могут иметь не только пресную, но и соленую воду. Соленые озера могут существовать и в северных районах, если их бассейн сложен соленосными толщами, но наиболее типичны они для южных засушливых районов. Самым крупным соленым озером в России является озеро Чаны в Западной Сибири.

Соленые озера подразделяются на солоноватые и соляные (в том случае если соленость возрастает до полного насыщения и соли начинают выпадать в осадок). Примерами соляных озер являются Баскунчак, где осаждается поваренная соль, и Кучук в Кулунде - единственное озеро в России, где идет осаждение глауберовой соли (мирабилита). Обычно в озерах Кулунды идет накопление самосадочной соды [38].

2.2 Генезис озёр, характеристика стока

Большая часть озёр России имеет ледниковое происхождение.

Происхождение озерных котловин на просторах России весьма различно. Крупные озера имеют в основном котловины тектонического (Байкал, Телецкое и др.) или ледниково-тектонического происхождения (Ладожское, Онежское, Имандра, озера плато Путорана - Кета, Хантайское, Лама, Глубокое и др.). Для этих озер характерны обычно и большие глубины. Есть озера вулканические. Они встречаются на Камчатке и Курильских островах и приурочены к кратерам вулканов (озеро Кольцевое в кратере вулкана Креницына на острове Онекотан, озеро Бирюзовое в кратере вулкана Заварицкого на острове Симушир, озеро Курильское на Камчатке и др.). Красивейшими являются каровые озера, расположенные на днищах ледниковых каров. Они обычны в горах с ледниковым рельефом (Клухорское, Бадукские озера на Кавказе и многие другие). В горах образуются также завальные, или плотинные озера.

Моренные озера занимают понижения между моренными холмами, межморенные котловины. Они часто имеют причудливую лопастную форму (озеро Селигер на Валдайской возвышенности и др.). Таких озер насчитываются сотни и тысячи в районах последнего оледенения. Карстовые озера занимают карстовые котловины, днища которых перекрыты глинистыми породами, служащими водоупором. В районах распространения многолетней мерзлоты обильны термокарстовые озера, а при наличии лессов и лессовидных суглинков образуются суффозионно-просадочные котловины. Пойменные (старичные) озера обильны на Обской, Волго-Ахтубинской и поймах других рек. По количеству в России больше всего озер термокарстового происхождения [15, с.210].

Режим озер во многом зависит от того, вытекают ли из него реки. В озеро обычно несет свои воды более или менее значительное число рек и ручьев. Если из озера вытекает река, такое озеро является проточным. Подчас в районах избыточного увлажнения и большого количества озер возникают своеобразные озерно-речные системы: река начинается из озера и впадает в другое озеро, из которого, в свою очередь, вытекает река. Таким образом оказывается, что на реку нанизана цепочка озер. Особенно типичны такие системы для Карелии. Проточные озера обычно пресные, даже если они находятся в южных засушливых районах.

Если стока из озера нет, то соли, поступающие с окружающих территорий, в том числе и с речным стоком, накапливаются с нем. Такие бессточные озера могут иметь не только пресную, но и соленую воду. Соленые озера могут существовать и в северных районах, если их бассейн сложен соленосными толщами, но наиболее типичны они для южных засушливых районов. Самым крупным соленым озером в России является озеро Чаны в Западной Сибири.

Сточные озера имеют поверхностный и подземный сток. Образуются они в условиях избыточного увлажнения, где осадков выпадает больше, чем их испаряется. Они характерны для тундры, лесов умеренного и экваториального поясов. В тех случаях, когда через озера протекают реки, их называют проточными. В таких озерах даже возникают течения, вызванные рекой. Особенно это заметно у озер, вытянутых в длину. В проточных озерах быстрее происходит обмен воды.

Сточные озера получили распространение в областях последнего материкового оледенения. К числу сточных озер относятся такие крупнейшие озера, как Большое Невольничье, Большое Медвежье, Онежское, Псковско-Чудское, Ильмень. Весьма многочисленны сточные озера на территории Швеции, Норвегии, Финляндии. В нашей стране на Кольском полуострове, в Карелии, в северо-западных областях России озера и реки зачастую образуют единые озерно-речные системы. Наглядным примером является река Ковда, одна из крупных рек Карелии. Она протекает через Топозеро, Пяозеро, Кундозеро, Соколозеро, Сушозеро, Ковдозеро.

Промежуточное положение между бессточными и сточными озерами занимают озера с перемежающимся стоком. Они дают сток только в период высоких вод, в межень вытекающие из них речки не пересыхают. Такие озера встречаются в лесостепной, степной, полупустынной зонах [15, с.211].

2.3 Классификация озер по химическому составу вод

Географы классифицируют озера по способу их образования, содержанию солей и наличию жизни. Лишь в самых соленых из них нет жизни. Большинство озер сформировались вследствие движений земной коры или извержений вулканов. Некоторые были оставлены отступающими ледниками, и только немногие появились в результате отделения от моря. Многие озера созданы людьми. Они называются водохранилищами, поскольку содержат резерв воды для гидроэлектростанций и других хозяйственных нужд.

Поводному балансу озёра делятся на:

-Сточные (имеют сток, преимущественно в виде реки).

-Бессточные (не имеют поверхностного стока или подземного отвода воды в соседние водосборы. Расход воды происходит за счет испарения).

По типу минерализации:

-пресные;

-минеральные (солёные);

-солоноватые;

-солёные.

Минеральное озеро - озеро, солёность (минерализация) которого превышает 1 промилле. Вода таких водоёмов отличается резким вкусом и непригодна для питья без дополнительной обработки.

Минеральные озёра подразделяются на солоноватые (от 1 до 25 промилле) солёные (от 25 до 50 промилле) и соляные (свыше 50 промилле).

По химическому составу минеральные озёра делятся на карбонатные (содовые), сульфатные (горько-солёные) и хлоридные (солёные).

В подавляющем большинстве солёные озёра - бессточные водоёмы, находящиеся в засушливом климате. В озёра могут впадать пресные реки, однако, при испарении воды наносимые минеральные вещества оседают.

Уровень озёр может значительно колебаться в зависимости от времени года и погодных условий. При уменьшении объема воды солёность озера повышается, при увеличении - понижается.

В минеральных озёрах добывается химическое сырьё: в карбонатных - сода, в сульфатных - мирабилит, в хлоридных - поваренная соль.

Особый интерес представляют озёра в кратерах вулканов и подводные соляные озера.

Самым большим озером Земли является Каспийское море - солёное.

Озеро Балхаш в своём роде уникально: часть его содержит пресную воду, часть - солёную.

Минеральными, или солеными, озерами принято считать такие, содержание солей в которых не уступает или больше, чем находится в водах мирового океана, т.е. равно или больше 3,5% весовых единиц, или °/_oo; слабо минеральными (солоноватыми) считаются такие водоемы, в которых содержание солей составляет от 0,1 до 3,5% (или от 1 до 35°/_oo), а пресными - когда солей содержится менее 0,1% (до 1 °/_oo). Соляной раствор минеральных озер называется рассолом, или рапой. Практическое значение для хозяйственного использования имеют только озера с концентрацией солей больше 3,5%.

По происхождению озерных котловин, рассолов и солей минеральные озера делятся на водоемы морского и континентального происхождения. В геологическом прошлом один из них были связаны с морем, другие с ним никогда связи не имели [11, с.248].

Накопление солей в озерах морского типа зависит от водообмена с морем. Происхождение солей в минеральных озерах континентального типа объясняется выщелачиванием и вымыванием ископаемых соляных отложений, почв и грунтов подземными и поверхностными водами и последующим выносом солей в озерные котловины, где происходит их постепенное накопление.

Минеральные озера, не высыхающие в течение всего года, называются рапными; озера, которые обнажают донные отложения больше чем на половину своей поверхности, принято называть полурапными. Минеральные озера, в которых наблюдается выпадение твердой фазы солей (садка), называются самосадочными, а имеющие постоянный твердый слой солей на дне - корневыми.

На дне некоторых озер накапливаются тонкодисперсные илы, известные в бальнеологии под названием лечебных грязей. Часть таких водоемов используется для нужд грязелечения. Озера этой группы называются грязевыми.

Географическое распространение минеральных озер подчиняется определенным закономерностям, которые указывают на тесную связь с климатическими, геологическими и почвенными условиями. Решающее значение при этом, несомненно, имеет климат. Высокая концентрация солей в озерах обычно наблюдается в условиях малого поверхностного стока и больших потерь на испарение, свойственных степным, полупустынным и пустынным районам.

В гидрографическом отношении пояс распространения минеральных озер разделяется на Азово-Черноморский бассейн внешнего стока и Арало-Каспийский бассейн внутреннего континентального стока.

Северная граница минеральных озер России тянется от устья Дуная вдоль побережья Черного и Азовского морей к устью Дона. Далее она проходит вдоль Ергеней, у Камышина переходит на левобережье Волги, а затем продолжается вдоль южного склона Сырта в Казахстан, далее следует вдоль восточных склонов последних далеко на север, достигает Челябинска и пересекает Западно-Сибирскую низменность примерно по линии Челябинск - Новосибирск. Не доходя до Оби, граница резко поворачивает на юг и по степям левобережья Оби идет к верховьям Иртыша. К востоку от Оби зона минеральных озер не имеет ясно выраженной физико-географической границы, а образует отдельные озерные области в Минусинской котловине, Селенгинской Даурии, Заяблонье и в Якутии.

По химическому составу воды минеральные озёра делятся на:

-карбонатные (содовые);

-сульфатные (горько-солёные);

-хлоридные (солёные).

Карбонатные минеральные озера - озера, рапа которых имеет устойчивое равновесие катионов Na и Ca и неустойчивое равновесие анионов, среди которых преобладает гидрокарбонатный ион. При низких температурах в таких озерах отлагается десяти водная сода (Na₂CO₃ * 10H₂O), а в летние месяцы - трона (Na₂CO₃; NaHCO₃ * 2H2O) (синоним содовые озера).

Сульфатные озера представляют дальнейшую стадию в развитии минеральных озер. В них в первой стадии концентрации рапы не происходит осаждения поваренной соли, однако в осенне-зимние месяцы образуется мирабилит, который обычно при незначительной концентрации рапы летом растворяется. К этому типу относится большинство минеральных озер.

Группа хлоридных озер немногочисленна. В большинстве случаев эти озера связаны с месторождением ископаемых солей.

По питательности содержащихся в озере веществ различают три типа озер:

- Олиготрофные (с малым количеством питательных веществ) - озера характеризуются обычно большими или средними глубинами, значительной массой воды ниже слоя температурного скачка, большой прозрачностью, цветом воды от синего до зеленого, постепенным падением содержания O₂ ко дну, вблизи которого вода всегда содержит значительные количества O₂ (не менее 60% от содержания его на поверхности)

- Евтрофные (с большим содержанием питательных веществ) - хорошо прогреваемые озера (слой ниже температурного скачка очень невелик), прозрачность невелика, цвет воды от зеленого до бурого, дно устлано органическим илом. Вода богата питательными солями, содержание O₂ резко падает ко дну, где он часто исчезает совершенно.

- Дистрофные (бедные питательными веществами) - заболоченные озера с небольшой прозрачностью и желтым или бурым (от большого содержания гуминовых веществ) цветом воды. Минерализация воды мала, содержание O₂ пониженное вследствие его расхода на окисление органических веществ [11, с.250].

2.4 Хозяйственное использование озёр

Хозяйственное использование озер определяется запасами и качеством природных ресурсов озер, освоенностью побережий и водосборов, наличием на берегах населенных пунктов. Преобладающим видом хозяйственного использования является рыбное хозяйство (рыболовство и рыбоводство) - до 92% общего числа озер. В качестве водоисточников используется около половины озер, основным видом служит хозяйственно-бытовое (52%) и сельскохозяйственное (13%) водопотребление. Крупных водопотребителей мало, в основном это тепловые электростанции и рыбокомплексы (оз. Ладожское, оз. Байкал). Для рекреационных целей используется не более 32% общего числа озер. Для гидро-мелиоративных целей используется 9% озерного фонда России. Незначительная часть озер используется для добычи сапропелей.

Использование озер в народном хозяйстве приводит к заметным, порой необратимым изменениям водоемов. На современном этапе антропогенный фактор воздействия на озера проявляется в измененинии гидрологического режима, морфометрических параметров и морфологии котловины, загрязнении и истощении вод, изменении видового состава и структуры биологического сообщества.

Самым распространенным видом антропогенного воздействия на водоемы выступает изменение химического состава и загрязнение вод и донных отложений. Анализ многолетних наблюдений за химическим составом вод водоемов представляет возможным выделить группу приоритетных показателей, количественное содержание которых в воде и донных отложениях может свидетельствовать о загрязнении экосистем озер. В первую очередь к ним относятся: повышенное содержание биогенных веществ в воде (соединений фосфора и азота), вызывающих эвтрофирование и ухудшение качества вод, изменение кислородного и температурного режима, концентрация легко окисляемого органического вещества в воде (показатель БПК5), концентрация нефтепродуктов (смол, асфальтенов), содержание в воде и донных отложениях тяжелых металлов и их соединений (медь, цинк, никель).

По степени загрязнения и направленности химических процессов выделяются две группы озер: озера с низким качеством вод по причине высокой скорости антропогенного эвтрофирования (гипертрофные) и водоемы, загрязненные в результате поступления соединений азота и фосфора из точечных источников, расположенные вблизи городов, автострад, промышленных зон, загрязняемые органическими соединениями, кислотными атмосферными осадками (тяжелыми металлами, СПАВ, нефтепродуктами, смолами, асфальтенами) [25, с.213].

Водоемы 1 группы. Основными загрязняющими и эвтрофирующими элементами служат соединения фосфора и азота. Источниками биогенов, поступающих в экосистемы являются: животноводческие фермы, коммунальные и промышленные ливневые стоки, заводы по переработке сельскохозяйственного сырья, рекреация и некоторые другие. Максимальные потоки азота и фосфора, поступающие с животноводческих ферм и с коммунальными стоками, на отдельных озерах составляют до 90 % общей химической нагрузки. В критической ситуации находятся озера, расположенные в пределах городов с множеством источников загрязнения, разделение которых не всегда возможно. Рекреация приобретает статус мощного источника поступления фосфора, рекреационная нагрузка на отдельные водоемы составляет до 50 % от общей. Содержание валового фосфора в водной массе озер и водохранилищ изменяется от 0,05 до 2,0 мг/л. Избыточное поступление биогенных элементов вызывает устойчивое (на протяжении последних 10-30 лет) состояние гипертрофии в результате интенсивного развития фитопланктона. Высокая биомасса водорослей вызывает «цветение» воды, приводящее к резкому дефициту растворенного кислорода в толще воды, называемых летними и зимними «заморами». Биомасса фитопланктона в озерах изменяется от 0,03 до 600 грамм в кубическом метре воды, число гиперэвтрофных и высокоэвтрофных водоемов с высокой биомассой (более 8 г/м³) фитопланктона в сумме составляет около 27% от всех изученных.

Водоемы II группы. Расположены в пределах промышленных зон, испытывают локальное загрязнение из атмосферы, фиксируемое в твердых и жидких осадках, которые существенно влияют на гидрохимический состав озерных вод. Основными источниками загрязнения в России служат теплоэнергетика, нефтеперерабатывающая, химическая и электротехническая промышленность, автострады. Максимальное загрязнение распространяется в радиусе 2-5 км от источника, а при совпадении с преобладающими ветрами радиус увеличивается в 2-3 раза. Спектр ингредиентов, формирующихся под воздействием техногенных факторов имеет множество вариантов: тяжелые металлы, кислотные осадки, органические соединения и др.

Анализ содержания загрязняющих примесей в воде озер и впадающих водотоков показывает, что наибольшие превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) отмечается по нефтепродуктам и меди. По отдельным водоемам концентрация нефтепродуктов достигает 8-12 ПДК и меди - 10-15 ПДК. Использование воды водоемов на хозяйственные нужды классифицируется на водопользование (как среды или источника энергии без изъятия) и водопотребление (забор воды с возвратом или без возврата). Возвратное изъятие нередко сопровождается изменением качества или загрязнением. Основными отраслями хозяйства использующими воду озер служат: энергетика, рыбное хозяйство, промышленность и сельское хозяйство, самым распространенным видом водопользования является рекреация.

Одним из основных водопотребителей озерной воды в России является энергетика - гидро- и тепловые электростанции. Для гидроэнергетического использования на базе озер и вытекающих реках создавались водохранилища и строились подпорные плотины. Преобразование затронуло элементы гидросети территории водосборов озер и впадающих водотоков.

Широко распространенное регулирование рек верхнего Днепра, Немана, Западной Двины для создания водяных мельниц известно с давних времен. Сооружение водохранилищ началось в 30-е годы. Массовое строительство развернулось в 60-е годы, что было вызвано созданием ряда межколхозных гидроэлектростанций. Для целей гидроэнергетики использовались 25 озер и водохранилищ, построенных на базе озер.

В рыбоводстве основным видом воздействия на гидрологический режим служит забор воды из озер на заполнение и создание необходимой степени проточности в рыбоводных прудах и изменение химического состава вод в результате использования кормов для нагула рыбы. Максимальными величинами забора воды из озер характеризуются озера Червоное (16,3 млн. м³ или 38% объема воды в озере) [25, с.216].

По величине отношения годового объема водопотребления к общему объему озера можно выделить три группы степени антропогенного изменения. Сильная степень: 38% (Червоное) - 418% (Белое) - умеренная 15% (Лукомльское) - 20% (Луково), и слабая - менее 20%.

Изменения гидрологических характеристик озер произошли за последнее столетие под влиянием гидромелиорации водосборной территории озер, осушения заболоченных земель в приозерье для использования в сельском хозяйстве и добычи торфа.

Озера России обладают огромными запасами сапропеля - ценного органо-минерального сырья для сельского хозяйства, промышленности и медицины. Геологические запасы сапропелей оцениваются в 2,6 млрд. м³, объем разведанных запасов, пригодных для добычи, достигает 310 млн. т, причем почти 80% сосредоточены в крупных озерах, имеющих разностороннее народохозяйственное использование. В малых (площадью до 100 га) озерах, наиболее перспективных для добычи, сосредоточено около 70 млн. т. сапропеля. Из общего числа 39 водоемов зарезервировано в качестве месторождений, перспективных для добычи лечебной грязи, общий объем геологических запасов которых оценивается в 72,6 млн. м³. В соответствии с потребностями народного хозяйства в сапропелевом сырье, в России запланирована и до недавнего времени производилась добыча сапропелей в 51 водоеме. Плановый объем добычи может составить до 1,5 млн. т. До недавнего времени в России на 11 озерах велась добыча, на 10 строились объекты и на 20 планировалась добыча сапропеля, однако ввиду экономических трудностей реальный объем добычи почти полностью прекращен и в 1995 году не превысил 240 тыс. т.

...