Файл: ubjjj.docx

 

Объем водохранилища, находящийся ниже УМО, называется мертвым объемом (МО). Для регулирования стока и периодической сработки использу- ют объем водохранилища, находящийся между УМО и НПУ. Этот объем назы- вают полезным объемом (ПО) водохранилища. Сумма полезного и мертвого

объемов дает полный объем, или емкость водохранилища. Объем воды, заклю-

ченный между НПУ и ФПУ, называют резервным объемом.

В пределах запрудного водохранилища выделяют несколько зон: зону пе-

ременного подпора, верхнюю, среднюю и нижнюю.

40.

41.

42.

Влияние водохранилищ на окружающую среду прилегающих территорий

Максимальный объем водохранилищ — 1 270 млн. куб. м, площадь их не превышает 48 кв. км (равнинное водохранилище Марна), длина — 25—30 км, ширина — редко более 1 км. Наиболее емкие высокогорные водохранилища имеют площадь до 7 кв. км; среднегорные и предгорные — до 10—11 кв. км (лишь у водохранилищ Сер-Понсон и Сен-Круа она составляет соответственно 28 и 23 кв. км); глубина нескольких горных водохранилищ достигает 100—150 м.

Водохранилища отличаются многообразием морфометрических форм и ландшафтного облика. Высокогорные водохранилища более суровы из-за отсутствия лесной растительности и преобладания скальных берегов. Ряд малых, простых по форме водохранилищ создан путем подпора каровых озер в Пиренеях, альпийских озер Ле-Тьер, Котопан, Эспиназ и др.; в бассейне Луары подпружено кратерное оз. Иссарле. Сложнее по форме акватории и более живописны водохранилища в предгорьях Альп и во Французском массиве. Они извилисты, имеют многочисленные заливы, их скальные берега покрыты лесом.

При создании водохранилищ наиболее значительными были изъятия продуктивных земель в равнинной части бассейна р. Сены; водохранилище Марна затопило 5800 га земель, в том числе лесов — 25%, пашни — 20, заброшенных пастбищ — 30%; оно поглотило и небольшое водохранилище Шам- побер-о-Буа. Переселено 300 человек из нескольких деревень. Есть и положительные последствия его создания: улучшились условия использования пойменных земель и в долинах рек Марны и Блэза.

Перспективы дальнейшего сооружения водохранилищ во Франции определяются интересами преимущественно ирригации (в южных районах), гидроэнергетики (использование оставшихся гидроэнергоресурсов Альп) и водоснабжения. Так, в бассейне р. Сены ожидаемый рост водопотребления с 25 куб. м/с в 1970 г. до 42 куб. м/с в 2000 г. придется покрывать преимущественно за счет создания водохранилищ.

43. морфология и гидрология болот

 

Сформировавшееся верховое торфяное болото обычно имеет многослой- ное строение (рис. 48, а), отражающее процесс постепенного накопления торфа и повышения поверхности болота. Каждый слой имеет специфический состав торфа, показывающий изменение видового состава растительности на разных фазах развития болота. Вся толща торфа в болоте называется торфяной зале- жью. В пределах торфяной залежи выделяют инертный и деятельный слои, уровень грунтовых вод (рис. 48, б).

---

 

Рис. 48. Схема слоистого строения торфяной залежи (а) и деятельного и инертного слоев (б) верхового болота: 1 – минеральное дно; 2 – сапропель; 3 – тростниковый торф;

4 – хвощевый торф; 5 – осоковый торф; 6 – лесной торф; 7 – гипновый торф; 8 – шейхцерие-

во-сфагновый торф; 9 – пушицево-сфагновый торф; 10 – сфагновый торф с пнями сосны;

11 – поверхность болота; 12 – уровень грунтовых вод; 13 – нижний горизонт деятельного слоя; 14 – инертный слой

 

Инертный слой лежит на минеральном дне и составляет основную толщу торфяной залежи. Он имеет очень слабый водообмен с выше расположенными слоями торфа и с окружающими болота землями, отличается постоянным или малоизменяющимся содержанием воды в торфе. Инертный слой отличают так- же малая водопроницаемость, отсутствие доступа кислорода в поры торфа, от- сутствие аэробных бактерий и микроорганизмов. Толщина инертного слоя из- меняется от нуля у границ болота до максимальных глубин торфяных отложе- ний (иногда до 18-20 м).

В пределах деятельного (или активного) слоя, лежащего над инертным слоем, происходит некоторый влагообмен торфяной залежи с атмосферой и ок- ружающими болото территориями, изменяется содержание влаги в торфе, про- исходят колебания уровня грунтовых вод. Деятельный слой отличают также

повышенные водопроницаемость и водоотдача, периодическое поступление воздуха в поры торфа, освобождающиеся от воды при снижении уровня грун- товых под, большое количество аэробных бактерий и микроорганизмов, спо- собствующих разложению части отмирающего растительного покрова и пре- вращению его в торф, наличие в верхней части живого растительного покрова. Нижний горизонт деятельного слоя приблизительно соответствует среднему многолетнему минимальному уровню болотных грунтовых вод.

Толщина деятельного слоя – от 40 (мохово-травянистые части болот) до

80−95 см (лесные низинные болота); она больше на повышенных и меньше на пониженных элементах рельефа болота.

Содержание воды в инертном слое торфяной залежи, т. е. ниже уровня грунтовых вод, обычно весьма велико – от 91 до 97\% (по объему). Выше уровня

грунтовых  вод  в  деятельном  слое  содержание  воды  существенно  меньше. Во всей торфяной залежи содержание воды увеличивается или уменьшается в зависимости от повышения или понижения уровня грунтовых вод.

Основное движение воды происходит путем фильтрации в деятельном слое. Скорость движения воды (см/с) можно рассчитать по формуле Дарси для ламинарного движения воды в пористой среде:

 

V = Кф І,

 

где Кф – коэффициент фильтрации торфяной залежи;

І – уклон уровня грунтовых вод в болоте. Значение Кф  обычно нахо-

дится в пределах 10-2-10-6 см/с.

Коэффициент фильтрации быстро уменьшается с глубиной. Он сильно зависит от степени разложении растительных остатков и самого торфа: с рос-

---

том разложения Кф быстро уменьшается, так как при этом уменьшаются разме- ры пор и увеличивается содержание мелких и мельчайших фракций торфа. Зи- мой деятельный слой болота в условиях холодного и умеренного климата обычно промерзает и водоотдача болота резко уменьшается.

Поверхность болота, как уже отмечалось, может быть вогнутая, плоская или выпуклая. Характерными элементами рельефа болота служат: положитель- ные – гряды, кочки, бугры; отрицательные – мочажины, межкочечные и меж- бугровые понижения.

Гряды – это отдельные вытянутые в длину повышенные участки болота, отделенные друг от друга вытянутыми, сильно обводненными понижениями – мочажинами. Гряды и мочажины обычно вытянуты вдоль горизонталей и рас- полагаются концентрически вокруг наиболее высоких точек болота. Бугры сложены торфом и обычно связаны с явлением морозного выпучивания в усло- виях лесотундры; высота бугров до нескольких метров. Кочки также состоят из торфа и связаны с неравномерным распределением растительного покрова и накопления торфа.

Болота имеют специфическую гидрографическую сеть, включающую бо-

лотные водоемы, болотные водотоки и топи.

К болотным водоемам относятся болотные озера и озерки. Болотные озера – это относительно крупные водоемы (площадью до 10 км2 и глубинами до 10 м), имеющие торфяные берега, иногда плавающие моховые сплавины. Озерки – водоемы меньших размеров; они обычно приурочены к местам пере- гибов поверхности болота и, как правило, располагаются большими группами, включающими десятки, а иногда и сотни озерков. Водоемы в болотах по своему происхождению бывают первичными, сохранившимися остатками тех водо- емов, которые существовали еще до начала формирования болота, и вторичны-

ми, возникшими уже в процессе заболачивания суши или эволюции болота.

Болотные водотоки (речки и ручьи) представлены как заторфованными и зарастающими первичными водотоками, существовавшими еще до образования болота, так и вторичными водотоками, сформировавшимися в процессе болото- образования. И те, и другие водотоки способствуют дренажу болот. Течение воды во вторичных водотоках обычно очень медленное, а расходы воды в них небольшие. Своеобразные водные объекты болот – топи, т. е. сильно переув- лажненные участки с разжиженной торфяной залежью. Здесь практически от- сутствует деятельный слой, и уровень грунтовых вод стоит выше поверхности торфа.

44. Типы болот

Следуя Н. Я. Кацу, будем подразделять все болота на две большие груп- пы – заболоченные земли (не имеющие хорошо выраженного слоя торфа) и соб- ственно торфяные болота. К заболоченным землям можно отнести многие ти- пы болот: травяные болота арктической тундры, тростниковые и осоковые и нота лесостепи, засоленные болота полупустыни и пустыни (солончаки), забо- лоченные тропические леса, пресноводные тропические травяные болота се- зонного увлажнения, пресноводные и солоноватоводные приморские болота (марши), соленые мангровые болота и т. д.

---

По комплексу геоморфологических, гидрологических и геоботанических признаков торфяные болота, лучше изученные и приуроченные в основном к

тундре, лесной зоне и лесостепи, подразделяются, в свою очередь, на три типа:

низинные, переходные и верховые (рис. 47).

Низинные болота обычно имеют вогнутую или плоскую поверхность, способствующую застойному характеру водного режима. Образуются они в низких местах – по берегам рек и озер. В последнее время такие болота стали появляться в зонах подтопления водохранилищами.

 

Рис. 47. Схема верхового (а) и низинного (б) торфяных болот:

микроландшафты: 1 – осоковые, осоково-тростниковые, осоково-гипновые;

2 – сфагново-осоковые; 3 – сфагново-пушицевые; 4 – ольшаники; 5 – сосново-сфагновые;

6  –  залежь сфагнового торфа; 7 – залежь тростникового и осокового торфа;

8 – минеральный грунт

 

К низинным болотам относятся также пойменные и притеррасные болота, болота в низовьях и дельтах рек (так называемые «плавни» с густыми заросля- ми тростника).

Важнейшие гидрологические особенности низинных болот – наличие близлежащего водоема или водотока, неглубокое положение уровня грунтовых

вод, преобладание в водном питании поверхностных и грунтовых вод – по-

ставщиков минеральных биогенные веществ.

Характерной чертой низинных болот являются евтрофные растения, тре-

бовательные к минеральным веществам. Среди таких растений – ольха, береза

(иногда ель), осоки, тростник, рогоз.

Верховые болота имеют мощный слой торфа и выпуклую поверхность.

Отличительная черта гидрологического режима верховых болот – преобладание в их водном питании атмосферных осадков бедных минеральными биогенными веществами. Для верховых болот характерны олиготрофные растения, нетре- бовательные к минеральным веществам: сосна, вереск, пушица, сфагновые мхи. Образуются верховые болота обычно на водоразделах, а также в других местах в результате эволюции низинных болот.

Верховые болота подразделяют на два подтипа – лесные, покрытые ков-

ром сфагнового мха и сосной, а восточнее Енисея – лиственницей, и грядово- мочажинные, имеющие длинные гряды с кочками торфа и понижения – моча- жины, покрытые сфагновым мхом и заросшие травянистой растительностью.

Промежуточное положение занимают переходные болота с плоской или слабовыпуклой поверхностью и мезотрофной растительностью (умеренного минерального питания). Наиболее типичные растения таких  болот  –  береза

(иногда сосна), осоки, сфагновые мхи.

Для каждого из трех типов торфяных болот характерны определенные со-

четания видов растительности (биоценозов) в совокупности с геоморфологиче-

скими особенностями отдельных частей болот, создающие специфические бо- лотные    микроландшафты.   Так,    весьма    типичными    микроландшафтами (по К. И. Иванову) для низинных болот являются древесные (ольшаниковые, березовые и др.), древесно-осоковые, древесно-осоково-сфагновые, тростнико-

---

вые, тростниково-осоковые и другие, для переходных болот – древесно- осоковые, сфагново-осоковые и другие, для верховых – сосново- кустарничковые, сосново-сфагновые, сфагново-пушицевые и др. Своеобразны- ми      болотными     микроландшафтами    являются     комплексные     грядово- мочажинные микроландшафты с различным характером растительности в зави- симости от типа болот, а также грядово-озерковые, озерково-мочажинные мик- роландшафты и др.

происхождение болот

Болота возникают путем заболачивания суши (главный вид образования болот) и путем зарастания (заболачивания) водоемов.

Заболачивание суши свойственно многим природным зонам земного ша-

ра. Оно происходит при избыточном увлажнении и благоприятных геоморфо- логических условиях (понижения, впадины и др.), создающих предпосылки для застойного водного режима, накопления органического вещества и образования болот.

Можно выделить два основных вида заболачивания суши: затопление и подтопление территории. Затопление территории может быть обусловлено двумя причинами. Во-первых, преобладанием осадков над испарением при от-

сутствии хорошего дренажа. Так образуются болота в тропических лесах, в тундре. Очень часто в условиях избыточного или даже умеренного увлажнения болота возникают на плоских водораздельных пространствах при слабом отто-

ке вод. Во-вторых, затоплением территории поверхностными водами (водами рек, озер, морей) в условиях пониженного рельефа прилегающей местности. Так образуются болота на берегах рек и озер. Такого же происхождения болота на берегах приливных морей. Подтопление территории обычно связано c по-

вышением уровня грунтовых вод, вызванного какими-либо искусственными мероприятиями: сооружением водохранилищ, избыточным орошением, соору- жением нарушающих естественный сток грунтовых вод насыпей железных или

шоссейных дорог и т. д.

Зарастание или заболачивание водоемов свойственно в основном услови-

ям умеренного климата. Оно обычно начинается с берегов. На дне водоема от-

лагаются глинистые частички, оседают остатки водных организмов (планктона и бентоса), постепенно превращающиеся в органический ил — сапропель. Во- доем мелеет, в нем поселяются высшие растения: сначала погруженные (рдест, роголистник), затем кувшинки с плавающими листьями, а позже тростник ка- мыш, рогоз. Неполное разложение растительных остатков приводит к образо- ванию торфа. От водоема остаются небольшие «окна» воды, затем и они зарас- тают. Постепенно водоем превращается в болото. Часто описанный процесс со- провождается образованием на поверхности водоема зыбкого ковра («зыбун»,

«сплавина», «плаур») из корневищ растений. В таком случае зарастание водо-

ема идет со всех сторон – со дна, с берегов и с поверхности.

Болота распространены на Земле повсеместно: в разных климатических зонах и на большинстве континентов. Общая площадь торфяных болот на зем- ном шаре, по данным ГГИ, около 2,7 млн км2, или около 2\% площади суши. В них сосредоточено более 11 тыс. км3 воды, или 0,03\% пресных вод гидросфе- ры. Общая площадь болот всех типов на Земле, по данным Н. Я. Каца, еще больше – до 3,5 млн км3.).

---