Файл: Любушкина.pdf

промышленной ПЭС считается электростанция «Ране» во Франции в устье р. Ране, при впадении ее в 

залив  Сен-Мало.  Она  введена  в  эксплуатацию  в  1966  г.,  мощность  ее  240  тыс.  кВт,  выработка 

электроэнергии  около  1  млрд  кВт-ч/год.  Экспериментальная  Кислогубская  ПЭС  на  Мурманском 

побережье (Россия) эксплуатируется с 1968 г., но мощность ее всего 400 кВт. Ведется строительство 

мощной ПЭС в заливе Фанди (проектная мощность 6 млн кВт), проектируются мощные ПЭС в бухте 

Мон-Сен-Мишель во Франции и в Бристольском заливе в Англии. 

В жарком поясе работают гидротермические станции, использующие разницу температур теплых 

поверхностных  и  холодных  глубинных  вод,  например  станция  в  Гвинейском  заливе  вблизи  г. 

Абиджана мощностью 14 тыс. кВт. В морской воде содержится дейтерий (тяжелая вода) – будущее 

топливо ядерных реакторов. При использовании энергии волн (есть проекты) человечество получит 

неиссякаемый источник энергии. 

Рекреационные  ресурсы. 

Морская  вода  обладает  целебными  свойствами.  Морской  воздух 

насыщен  многими  ионами,  которые  приносит  на  побережья  дневной  морской  бриз.  Благотворна  у 

моря и нежаркая ровная погода без больших суточных перепадов температуры воздуха. Наибольший 

эффект  достигается  сочетанием  морских  курортов  с  источниками  термальных  и  минеральных  вод 

(например, Мацеста) и лечебными грязями (Евпатория). На морях умеренного пояса (на Северном, 

Балтийском  и др.)  курорты  сезонные,  чаще  летние,  но  они  славятся  песчаными  пляжами,  дюнами, 

сосновыми  лесами.  На  черноморских  курортах  (Сочи,  Крым,  Золотые  пески  Болгарии),  курортах 

Калифорнии и Флориды длинный купальный сезон. К тому же Южный берег Крыма, район Одессы 

относятся к одним из самых солнечных районов планеты. А на Средиземном море (Лазурный берег 

Франции,  Адриатическое  и  Лигурийское  побережья  Италии,  курорты  Балеарских  островов  и 

Испании и др.) и в жарком поясе курортный сезон круглогодичный. Определенным препятствием для 

развития океанских курортов в отличие от закрытых морей становятся опасные морские животные 

(акулы  и  др.),  поэтому  необходимы  дополнительные  вложения  средств  (службы  оповещения, 

заградительные сетки и пр.). 

Все большее развитие получает морской туризм вдоль побережий морей и океанов, особенно там, 

где  красивые  ландшафты  и знаменитые культурно-исторические  памятники.  Популярными  стали и 

морские  путешествия-круизы  на  специальных  туристских  судах  с  плавучими  гостиницами  и 

культурно-развлекательными  центрами.  Особым  видом  морского  туризма  стали  путешествия  на 

грузопассажирских  судах  с  каютами  для  пассажиров  вверху  и  автомобилями  в  трюмах  (между 

Швецией  и  Польшей,  в  проливе  Ла-Манш,  в  Ирландском  и  Адриатическом  морях  и  т.  д.).  Базами 

полярного  туризма  стали  Мурманск  и  Архангельск,  откуда  туристы  могут  совершить  поездки  к 

острову Диксон, к заповедному архитектурному ансамблю Соловецких островов. 

Огромно значение Океана в 

транспортном отношении. 

В XXI в. значение Океана как средства 

коммуникаций  между  материками  и  странами  будет  возрастать,  особенно  Тихого.  Океан  – 

потенциальный театр военных действий, зона размещения ракетно-ядерного подводного флота. 

Охрана природы Океана – 

это актуальная проблема международного масштаба. В век научно-

технической  революции  резко  возросло  поступление  в  Океан  загрязняющих  веществ:  нефти, 

промышленных  и  химических  отходов  (полиэтиленовой  пленки,  пластмассовых  и  стеклянных 

бутылок, старых автопокрышек, лома), бытовых сточных вод, удобрений, пестицидов. 

Особенно  пагубно  для  всего  живого  нефтяное  загрязнение,  а,  по  подсчетам  ученых,  сейчас 

ежегодно  в  Океан  попадает  около  10  млн  т  нефти  и  нефтепродуктов  при  ее  добыче,  промывке 

танкеров  и  их  авариях,  а  также  при  авариях  на  буровых  установках.  Нефтяная  пленка  нарушает 

влагообмен, теплообмен и газообмен, в том числе кислородом, губит планктон, рыбу и вообще все 

живые организмы, которые концентрируются в основном в поверхностном слое воды. 

Очень  вредно  захоронение  на  дне  Океана  высокотоксичных  отходов,  твердых  радиоактивных 

веществ  и  слив  жидких  радиоактивных  отходов  с  плутониевых  заводов.  Загрязнение  приводит  к 

нарушению природных взаимосвязей и динамического равновесия, а ведь наша планета – замкнутая 

система. Океан оказался легкоранимым сразу на больших пространствах в силу своей подвижности. 

С 1971 г. действует Договор о запрещении размещения на дне океанов и морей ядерного оружия и 

других  видов  массового  уничтожения  людей.  Его  подписали  страны-депозитарии  (СССР,  США, 

Великобритания) и десятки других государств. К сожалению, он не везде и не всегда выполняется в 

силу различных причин. 

Для  познания  природы  и  тайн  Мирового  океана  проводятся  разносторонние  научные 

исследования.  1998  год  был  Международным  годом  Океана,  работы  координировались  ЮНЕСКО. 

Изучение  Мирового  океана,  принадлежащего  всему  человечеству,  стало  ярким  примером 

международного сотрудничества. 

Принципиально новый метод – исследование Океана из Космоса. С космических орбит ведется 

изучение динамики вод Океана, взаимодействие его с атмосферой, наблюдение ледовой обстановки, 

опасных стихийных явлений (цунами, тайфунов, подводной вулканической деятельности), оценка и 

прогноз  пищевых  запасов,  в  частности  рыбы,  изучение  шельфа  с  целью  поиска  полезных 

ископаемых,  контроль  за  загрязнением  вод,  анализ  экологических  последствий,  вызванных 

загрязнением, и многое другое. На основании новейших научных данных принимаются решения по 

рациональному использованию ресурсов Мирового океана и охране его вод. 

Гл а в а 15 Воды суши

К водам суши относятся подземные и поверхностные воды, реки, озера, водохранилища, болота, 

ледники и постоянный снежный покров. 

15.1. Подземные воды

Подземные воды 

– 

это воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом и парообразном 

состоянии.  В  верхней  части  земной  коры  они  образуются  в  основном  из  атмосферных  осадков  и 

называются 

вадозными. 

Вадозные  воды  подразделяются  на  три  группы: 

инфильтрационные 

– 

просачивающиеся  сквозь  зернистые  породы, 

инфлюационные 

– 

втекающие  в  глубь  пород  по 

трещинам, и 

конденсационные, 

образующиеся из водяного пара воздуха, находящегося в подземных 

порах и трещинах. Глубокие горизонты вод могут быть магматического происхождения 

(ювенильныв 

воды) 

или  реликтовыми,  сохранившимися  со  времен  накопления  морских  осадков 

(седиментационные воды).

Условия  залегания  и  запасы  подземных  вод  зависят  от  вещественного  состава  горных  пород, 

определяющего  их  водно-физические  свойства.  Среди  них  важны 

пористость 

– 

наличие 

капиллярных  пор  и 

скважность 

– 

присутствие  некапиллярных  пустот.  Они  обусловливают  такие 

важные свойства пород, как влагоемкость и водопроницаемость. 

Влагоемкость 

– 

способность пород удерживать определенное количество воды. По вла-гоемкости 

горные  породы  подразделяются  на  сильновлагоемкие  (торф,  глина  и  др.),  слабовлагоемкие  (лёсс, 

мелкий  песок  и  др.),  невлагоемкие  (галька,  гравий,  крупный  песок  и  др.). 

Водопроницаемость 

– 

способность  пород  пропускать  через  себя  воду.  Обычно  в  земной  коре,  особенно  на  равнинах, 

чередуются  слои  различной  водопроницаемости.  Рыхлые  породы  (песок,  гравий,  галька)  и 

трещиноватые  скальные  (известняк,  опока,  доломиты),  хорошо  пропускающие  воду,  называются 

водопроницаемыми, 

плотные породы (глины, глинистые сланцы и др.), которые задерживают воду,– 

водонепроницаемыми  (водоупорными). 

Просочившаяся  сверху  вода  задерживается  на  водоупорных 

слоях,  заполняя  пустоты  рыхлых  и  трещиноватых  водопроницаемых  пород,  в  которых  образуется 

водоносный горизонт.

Воды  в  рыхлых  породах  относятся  к  типу 

пластовых. 

Они  равномерно  распределены  по  всему 

пласту. Воды в трещиноватых породах называются 

трещинно-жильными, 

они движутся по крупным 

пустотам и трещинам. Мелкозернистым рыхлым породам свойственно 

ламинарное 

движение воды. В 

крупнообломочных  и  трещиноватых  породах  может  происходить 

турбулентное 

движение, 

свойственное открытым потокам. 

Воду, содержащуюся в породах, условно делят на разные категории, из которых для природных 

процессов  наиболее  важны  два  вида  жидкой  воды  –  капиллярная  и  гравитационная,  так  как  они 

усваиваются  растениями  и  участвуют  в  почвообразовании,  рельефообразовании  и  поверхностном 

круговороте воды на Земле. 

Капиллярная  вода 

заполняет  мелкие  поры  породы  и  передвигается  в  них  под  влиянием 

менисковых  сил  из  зоны  большего  увлажнения  в  зону  меньшего  увлажнения.  Различают 

капиллярную  подпертую  и  подвешенную  воду.  В  первом  случае  капиллярная  вода  соприкасается  с 

верхним  водоносным  горизонтом,  что  характерно  для  гумидного  климата.  Во  втором  случае 

капиллярная вода отделена от него, что типично для зон недостаточного увлажнения. 

Гравитационная 

– 

свободная вода, заполняющая некапиллярные пустоты породы. Под влиянием 

силы тяжести она просачивается в породе сверху вниз и движется в горизонтальном направлении, а 

под  влиянием  гидростатического  напора  может  подниматься  вверх,  как  в  сообщающихся  сосудах. 

Гравитационная  вода  обеспечивает  миграцию  химических  элементов,  от  нее  зависят  условия 

проникновения  в  почвогрунты  кислорода  и  соответственно  аэробные  и  анаэробные  условия 

почвообразования. 

В зоне многолетнемерзлых пород – 

геокриозоне 

вода находится в 

твердом состоянии, 

либо в виде 

льдистых  почвогрунтов,  либо  в  виде  линз  ископаемого  льда.  Этим  обусловлена  специфика 

почвообразования и форм рельефа геокриозоны. 

рис. 87. Схема соотношений 

различных типов подземных вод (по 

О. К. Ланге) 

Рис. 88. Схема залегания и движения грунтовых вод 

в междуречном массиве (по Л. К. Давыдову и др.) 

Водный  режим  почвогрунтов  зависит  от  климата  и  от  таких  их  свойств,  как  влагоемкость  и 

водопроницаемость.  Выделяют  следующие  типы  водного  режима  почвогрунтов. 

Промывной  тип 

существует  в  условиях  влажного  климата,  при  котором  происходит  ежегодное  промачивание  всей 

почвенно-грунтовой  толщи  до  водоносного  горизонта. 

Непромывной  тип 

наблюдается  в  условиях 

умеренно-недостаточного  неустойчивого  увлажнения,  при  котором  нет  сплошного  промачивания 

почвенно-грунтовой толщи и почвенная вода представлена формой подвешенной капиллярной воды. 

Выпотной  тип 

существует  в  засушливом  климате  в  условиях  неглубокого  залегания  водоносного 

горизонта  и  резкого  преобладания  испаряемости  над  осадками. 

Застойный  тип 

наблюдается  в 

понижениях  в  условиях  гумидного  климата. 

Мерзлотный  тип 

имеет  место,  когда  летом  почва 

перенасыщена  водой,  несмотря  на  небольшое  количество  осадков,  поскольку  неглубоко  залегает 

мерзлый водоупорный слой. 

По условиям залегания в земной коре подземные воды делят на воды зоны аэрации: почвенные и 

верховодка – и воды зоны насыщения: грунтовые и межпластовые (рис. 87). 

Почвенные  воды 

заключены  в  почве  и  не  имеют  водоупора. 

Верховодка 

образуется  на  линзе 

водоупорных  пород,  распространена  локально,  залегает  неглубоко,  существует  временно, 

малообильна. В условиях континентального климата умеренного пояса она появляется весной после 

снеготаяния, иногда осенью. 

Грунтовые воды 

– 

воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, на первом 

водоупорном  слое  (рис.  88).  Поверхность  грунтовых  вод  называется 

зеркалом  грунтовых  вод. 

Мощность  водоносного  горизонта 

– 

это  расстояние  по  вертикали  от  зеркала  грунтовых  вод  до 

водоупора. В водоносных слоях грунтовые воды передвигаются от мест с более высоким уровнем к 

местам  с  более  низким  уровнем,  т.  е.  в  соответствии  с  уклоном  водоносного  пласта.  Скорость  их 

движения  (υ)  прямо  пропорциональна  коэффициенту  фильтрации  водоносной  породы 

(k), 

который 

зависит  от  водопроницаемости  и  определяется  по  таблице,  и  уклону  подземного  потока  (

i

),  и 

вычисляется по формуле Дарси: 

υ=k*i 

(см/с или м/сут.). 

Области распространения и питания грунтовых вод совпадают, поэтому мощность и во-дообилие 

их подвержены колебаниям, зависящим от изменений климатических и метеорологических условий, 

а  их  режиму  и  свойствам  присущи  зональные  черты. 

Зональность  грунтовых  вод 

проявляется  в 

глубине  их  залегания  от  поверхности  и  соответственно  в  их  чистоте  и  температуре,  а  также 

химическом составе и степени их минерализации. В зонах избыточного и достаточного увлажнения – 

тундре  и  лесах  (К

ув

  >  1)  – 

грунтовые  воды  залегают  неглубоко,  они  ультрапресные  и  пресные, 

гидрокарбонатно-кальциевые.  В  зонах  умеренно-недостаточного  (неустойчивого)  увлажнения  – 

лесостепях  и  степях  (К

ув

  = 1,0 –  0,3)  – 

залегание  вод  глубже,  они  пресные  или  слабо 

минерализованные,  постепенно  становятся  сульфатными.  В  зонах  недостаточного  увлажнения  – 

полупустынях (К

ув 

=  0,3  – 

0,1) и крайне недостаточного увлажнения – пустынях (К

ув 

<  0,1)  – 

воды 

глубоко залегающие, минерализованные, обычно хлоридные (рис. 89). 

Температура  грунтовых  вод  в  сглаженном  виде  повторяет  годовой ход  температуры  воздуха,  но 

максимумы и минимумы температуры запаздывают, и тем больше, чем глубже залегают грунтовые 

воды. Чистота грунтовых вод определяется глубиной их залегания от поверхности – чем глубже, тем 

чище. 

Геолого-геоморфологические  условия  и  вещественный  состав  пород  вносят  разнообразие  и 

обусловливают  специфику  грунтовых  вод  в  пределах  природных  зон.  Например,  при  глубоком  и 

густом  долинно-балочном  расчленении  земной  поверхности  воды  залегают  глубже.  В  целом  же 

грунтовые  воды  относительно  чистые,  обычно  пресные,  постоянные  и  широко  используются  для 

хозяйственно-бытовых нужд в сельской местности. 

Межпластовые воды – 

это воды, заключенные между двумя водоупорными пластами, из которых 

нижний называется 

водоупорным ложем, 

а верхний – 

водоупорной кровлей. 

Они залегают глубже и 

поэтому чище, чем грунтовые. Области распространения и питания их не совпадают, в связи с чем 

режим  вод  меньше  зависит  от  метеоусловий  и  у  них  более  постоянный  уровень.  Атмосферное 

питание эти воды получают лишь в местах выхода водоносного пласта на поверхность. Они могут 

быть 

напорные 

и 

ненапорные. 

Ненапорные воды не полностью насыщают водоносный пласт, имеют 

свободную  поверхность  и  стекают  как  грунтовые  по  уклону  ложа.  Напорные  воды  залегают  в 

вогнутых тектонических структурах, насыщают весь водоносный слой и обладают гидростатическим 

напором.  Вскрытые  скважинами,  они  могут  изливаться  на  поверхность  или  даже  фонтанировать. 

Такие воды называют 

артезианскими 

(рис. 90). Как и грунтовые воды, межпластовые могут иметь 

разный химический состав и степень минерализации, которая увеличивается с глубиной. 

Рис. 90. Схема строения артезианского бассейна (по Л. К. Давыдову и др.) 

По температуре подземные воды подразделяют на переохлажденные (ниже 0°С), холодные (от 0 

до 20°С) и термальные: теплые (20–37°С), горячие (37–50°С), очень горячие (50–100°С) и перегретые 

(свыше 100°С). Высокотермальные воды в районах современного вулканизма (Исландия, Камчатка) 

используются  для  отопления  жилищ,  строительства  геотермальных  электростанций,  тепличного 

теплоснабжения и т. д. 

Подземные  воды,  которые  благодаря  своим  физико-химическим  свойствам  оказывают 

благотворное физиологическое воздействие на организм людей и используются для лечебных целей, 

называются 

минеральными. 

Многие  термальные  воды  тоже  содержат  различные  полезные  соли  и 

газы  и  имеют  бальнеологическое  значение.  Среди  минеральных  вод  по  степени  минерализации 

выделяют воды: солоноватые (1–10 г/л), соленые (10–50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Химический 

состав  минеральных  вод  весьма  разнообразный:  бывает  углекислая  вода  (Кисловодск  и  другие 

курорты района Кавказских Минеральных вод, Боржоми, Карлови-Вари и др.), азотная (Цхалтубо), 

сероводородная (Мацеста), железистая, радоновая и др. 

В  речных  долинах,  в  предгорьях,  в  балках  и  оврагах  водоносные  пласты  могут  вскрываться, 

образуя  естественные  выходы  подземных  вод  на  поверхность,– 

источники  (родники,  ключи). 

Количество  воды,  даваемое  родником  (колодцем  или  скважиной)  в  единицу  времени,  называется 

дебитом 

(л/с, м

э

/с, м

3

/сут.). По характеру выхода вод на поверхность источники подразделяются на 

нисходящие 

(свободный  сток  грунтовых  и  межпластовых  ненапорных  вод)  и 

восходящие 

(выходы 

напорных вод). В лечебных целях особенно ценятся 

минеральные источники.

Особым  типом  источников  являются 

гейзеры 

– 

фонтанирующие  источники,  периодически 

выбрасывающие  горячую  воду  и  «пар»  на  большую  высоту.  Известностью  пользуются  Большой 

Гейзер в Исландии, высота фонтана которого достигает 55 м, гейзер Великан на Камчатке с высотой 

фонтана горячей воды (95–97 °С) до 50 м, а столба «пара» – до 300 м, интервал извержения около 4 ч, 

который дает начало реке Гейзерной. Крупнейший гейзерный район – Иеллоустонский национальный 

парк в Скалистых горах США. 

Подземные воды имеют большое значение в природе и хозяйственной деятельности людей. Это 

важный постоянный источник питания рек и озер. Они снабжают растения влагой и растворенными в 

воде питательными веществами. Подземные воды принимают участие в формировании оползневого, 

карстового, суффозионного и другого рельефа. При близком залегании от поверхности они вызывают 

процессы  заболачивания.  Пресные  воды  используются  человеком  для  водоснабжения, 

промышленности,  орошения  и  обводнения  земель.  Минеральная  вода  используется  для  лечебных 

целей и является источником химического сырья (глауберова соль, бура, йод и др.). Термальные воды 

дают тепло для обогрева зданий и теплиц. 

Подземные  воды,  особенно  пресные,  –  национальное  богатство  каждой  страны.  Необходимо 

бережно  их  расходовать  и  охранять  от  сточных  и  промышленных  вод,  химических  удобрений  и 

ядохимикатов.  В  местах  продолжительного  интенсивного  забора  подземных  вод  на  глубине 

образуются  пустоты  и  часть  территории  оседает  (Мехико,  Токио).  По  возможности  необходимо 

искусственное пополнение запасов пресных подземных вод во время половодий и паводков на реках, 

для  чего  уже  разработаны  и  внедряются  различные  технологические  приемы,  основанные  на 

фильтрации воды в грунт. 

Велика специфика 

подземных вод в области многолетней (вечной) мерзлоты, 

которая занимает 

около четверти суши на земном шаре. С поверхности над слоем многолетнемерзлой породы залегает 

деятельный слой, который зимой промерзает, летом оттаивает. Мощность его составляет от 0,5 м до 

нескольких  метров.  К  деятельному  слою  приурочены  надмерзлотные  воды,  но  есть  еще 

межмерзлотные и подмерзлотные воды, которые залегают соответственно внутри мерзлой толщи или 

на  водоупоре  под  ней.  Они  обычно  сильно  минерализованные.  Надмерзлотные  воды  питаются 

атмосферными  осадками,  необильны,  слабо  минерализованы,  летом  ненапорны,  осенью  могут 

становиться  напорными,  зимой  замерзают,  в  теплый  сезон  используются  для  бытовых  нужд.  Для 

хозяйственных и бытовых нужд зимой пользуются межмерзлотными и подмерзлотными водами. 

15.2. Реки

Общие сведения о реках, морфологии рек  и их бассейнов. Река 

– 

естественный постоянный 

водный поток, текущий в выработанном им углублении – 

русле. 

В свою очередь, русло является лишь 

частью 

речной долины 

– 

линейно вытянутого понижения, по дну которого в соответствии с уклоном 

ложа  течет  река.  У  горных  рек  днище  долины  практически  полностью  занято  руслом  реки,  у 

равнинных  рек  оно  занято  руслом  и  поймой.  Русла  чаще  всего  имеют  извилистую  форму,  однако 

крупные реки и реки предгорий могут разветвляться на рукава. Реже встречаются русла относительно 

прямолинейной формы. 

Каждая река имеет 

исток 

– 

место, где река берет начало, где русло реки приобретает отчетливо 

выраженное  очертание  и  в  нем  наблюдается  течение.  Реки  могут  брать  начало  из  родников,  от 

ледников, из озер (Иногда говорят, что реки образуются также и при слиянии двух других рек. На 

самом  деле  так  может  возникнуть  новый  речной  топоним,  т.  е.  новое  название,  тогда  как 

составляющие реки, как бы они ни назывались, имеют типичные истоки. Пример: реки Бия и Катунь 

дают начало Оби. Амур начинается от места слияния рек Шилка и Аргунь.). 

Устье 

– 

место, где река 

впадает  в  другую  реку,  озеро  или  море.  У  реки  может  быть  и  «сухое  устье»,  т.  е.  она  может 

оканчиваться  «слепым концом», если в низовьях очень малы уклоны территории, по которой течет 

река,  велики  затраты  воды  на  испарение,  фильтрацию  в  грунт  или  на  орошение  (реки  Чу,  Тарим, 

Мургаб и др.). 

Гидрографическая сеть 

– 

совокупность водотоков и водоемов суши естественного происхождения 

(рек, озер, болот) и водохранилищ в пределах какой-либо территории. 

Речная сеть 

– 

совокупность 

рек, находящихся в пределах этой территории; она часть гидрографической сети. 

Речная сеть состоит из речных систем. 

Речная система 

– 

главная река с притоками. Например, значительную часть Европейской России 

занимает  речная  система  Волги  с  притоками.  Обычно  главной  считается  самая  длинная  и 

многоводная  река.  Но  целый  ряд  названий  главных  рек  укрепился  исторически,  главной  рекой 

становилась та, которую люди знали раньше и лучше. Например, Волга уступает по длине и Оке, и 

Каме от своего истока до слияния с ними; Миссури длиннее и полноводнее главной реки Миссисипи. 

По одной из классификаций притоки главной реки называют притоками первого порядка, их притоки 
– 

притоками второго порядка и т. д. По другой классификации (американского гидролога Хортона) 

рекой  первой  порядка  (элементарной  рекой)  считается  река  без  притоков,  реки  второго  порядка 

образуются при слиянии двух рек первого порядка, реки третьего порядка – при слиянии двух рек