Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

носов. Явление это нашло подтверждение при изучении режима мутности в Кайраккумском водохранилище.

С. И. Алтунин пришел к выводу, что процесс заиления водохра­ нилищ носит затухающий характер. Объясняется это следующим. По мере заиления водохранилища происходит повышение дна и уменьшение глубин в зоне кривой подпора, в связи с чем место вы­ клинивания кривой подпора перемещается вверх по течению. От­ метки подпертого уровня в зоне кривой подпора повышаются и при сохранении у плотины НПУ уклон водной поверхности увеличива­ ется, что в конечном итоге приводит к увеличению скоростей тече­ ния и способствует увеличению транзита наносов через плотину. Влекомые наносы, приносимые рекой, перемещаются по поверхно­ сти отложившихся взвешенных наносов. Гряда донных наносов, распространяясь вниз по течению, со временем надвигается на от­ ложения более мелких наносов, образуя из-за различий в режиме водохранилищ перемежающиеся слои отложений различной круп­ ности.

Распределение отложений по ширине водохранилища отли­ чается неравномерностью и зависит от ряда факторов: рельефа дна, размыва берега в тех или иных участках, направления и скорости ветровых течений и др. Все эти обстоятельства затрудняют опреде­ ление сроков заиления водохранилищ; ориентировочно продолжи­ тельность периода заиления (в годах) можно оценить отношением мертвого объема водохранилища V к объему годового стока нано­ сов W, поступающих в водохранилище,

В нижний бьеф поступает осветленный поток. Его насыщенность наносами меньше транспортирующей способности. В этих условиях в нижнем бьефе, особенно вблизи турбин и водосливных частей пло­ тины, интенсивно размывается дно. Этот процесс носит затухающий характер.

Б О Л О Т А

Г Л А В А 47. ПРОИСХОЖДЕНИЕ БОЛОТ, ИХ МОРФОЛОГИЯ И ТИПЫ

Б олото* — природное образование, представляющее собой обильно увлажненный участок земной поверхности, имеющий слой торфа и характеризующийся развитием специфических форм расти­ тельности, приспособленных к условиям избытка влаги и недостатка кислорода, процессами торфообразования и торфонакопления. Раз­ витие болотных форм растительности происходит при застойном

ислабопроточном увлажнении верхних горизонтов почво-грунтов.

Кболотным образованиям относятся и заболоченные земли. Они отличаются от собственно болот лишь меньшей толщиной торфяной залежи и иным характером растительности, вследствие того что пи­ тание корневой системы основных видов растений на заболоченных

землях происходит при наличии водно-солевого обмена между ми­ неральным грунтом, подстилающим торф, и тонким слоем торфяной залежи.

Участок земной поверхности, занятый болотом в пределах од­ ного замкнутого контура, проведенного по границе залежи торфа, называют б о л о т н ы м м а с с и в о м . По периферии болотный массив часто переходит в заболоченные земли. Болотные массивы разделяются на простые, образовавшиеся из одного первичного очага заболачивания, и сложные, образующиеся в результате рас­ ширения и слияния простых болотных массивов в процессе их тор­ фонакопления.

зико-географических условий, способствующих замедленному стоку вод при условии насыщения влагой поверхностных слоев почвогрунтов и частичной аккумуляции ее на земной поверхности. Вслед­ ствие этого в верхних слоях почво-грунтов создается постоянное или периодическое, но длительное переувлажнение, которое при­

водит к ухудшению кислородного и минерального питания расте­ ний. В новых условиях развивается специфическая болотная расти­ тельность. Недостаток кислорода ухудшает не только питание рас­ тений, но и нарушает нормальные биохимические процессы разло­ жения отмерших частей растений. Полуразложившиеся остатки растений, накапливаясь и уплотняясь, превращаются в особую орга­ ническую породу — торф. Появление торфа превращает поверх­ ность суши вначале в заболоченный участок, а затем при дальней­ шем росте толщины торфяного слоя в болото.

В избыточно увлажненной зоне умеренного климата переувлаж­ нение почво-грунтов и заболачивание имеют место как в замкнутых котловинах, так и при равнинном характере рельефа на водоразде­

грунтов, обычно в понижениях на плоских и даже слабовыпуклых формах рельефа. Затем, когда слой торфа в отрицательных фор­ мах рельефа достигает значительной толщины, а поверхность бо­ лота— отметок окружающей местности, болотные массивы разви­ ваются вширь, постепенно захватывая и более высокие участки местности. Первоначально .изолированные болотные массивы, обра­ зовавшиеся в депрессиях, постепенно сливаются в один болотный массив. Таким путем образовались, например, болота на обширных плоских водоразделах Западно-Сибирской равнины и северной ча­ сти Европейской равнины.

Большое значение в процессе развития болот имеет положение уровня грунтовых вод в торфяной залежи и прилегающих суходо­ лах. С ростом торфяной залежи и повышением уровня грунтовых вод в болоте, занимающем пониженные пространства, уменьшаются уклоны поверхности грунтовых вод и в болотном массиве, и на при­ легающих суходолах. Это приводит к замедлению потока грунтовых вод, направленного к болоту, и общему повышению их уровня в окружающей болото местности. В результате процессы заболачи­ вания распространяются на большие пространства (рис. 146).

Значительная часть торфяных болот Севера возникла на месте прежних сосновых и еловых лесов. На некоторой стадии выщела­ чивания лесных почв древесной растительности начинает не хватать питательных веществ. Появляется не требовательная к условиям питания моховая растительность, постепенно вытесняющая древес­ ную. Нарушается водно-воздушный режим в поверхностных слоях почвы. В результате под пологом леса, особенно при ровном рель­ ефе, близком залегании водоупора и влагоемких почвах, созда­ ются благоприятные для заболачивания условия. Предвестниками заболачивания лесов часто являются зеленые мхи, в частности ку­ кушкин лен. Их сменяют различные виды сфагнового мха — типич­ ного представителя болотных мхов. Возникает процесс торфонакопления. Старые поколения деревьев постепенно отмирают, на смену им приходит типичная болотная древесная растительность.

Нередко заболачивание начинается в местах, где был вырублен лес, и на лесных пожарищах. В этих случаях сведение лесного

полога уменьшает в первые годы потери на транспирацию. Раз­ растающийся травяной покров создает плотную дернину; ухуд­ шаются условия для инфильтрации. Возникает переувлажнение, что влечет за собой появление влаголюбивой растительности. Со­ действует заболачиванию, кроме того, часто наблюдающееся в данном случае повышение уровня грунтовых вод.

Болота могут образоваться на месте пойм, занятых естественной луговой растительностью. При заболачивании лугов большую роль играет естественная эволюция самой растительности. Интенсивное развитие этой растительности приводит к созданию плотной дер­ нины, затрудняющей доступ кислорода к почве, особенно на сильно

Рис. 146. Заболачивание водоразделов.

С трелкам и п оказан о н ап равлен и е грунтового потока.

увлажненных участках. Луговая растительность гибнет, ее сменяют менее требовательные к условиям питания осоки и мхи. Начинается процесс торфообразования, в результате чего возникает травяное болото.

Небольшие болотные массивы и заболоченные земли образуются нередко на горных склонах или у их подножия, а также на склонах речных долин в местах выхода на поверхность подземных вод.

Взоне многолетней мерзлоты мерзлый грунт служит водоупором, над которым в почве, оттаивающей на незначительную глубину, скапливаются почвенные воды, способствующие заболачиванию.

Взоне недостаточного увлажнения образование болот, как пра­ вило, возможно лишь в долинах и поймах рек, в замкнутых котло­ винах, где постоянное или периодическое застойное увлажнение создается вследствие притока речных, озерных или подземных

вод в количестве, превышающем возможный расход на испа­ рение.

Заболачивание, как правило, неразрывно связано с торфонакоплением. Торфонакопление представляет собой результат процесса ежегодного прироста органической массы в растительном покрове и процесса разложения отмерших частей растений. Интенсивный рост торфяной залежи происходит при преобладании ежегодного прироста новой органической массы над количеством ежегодно раз­ лагающегося растительного материала. Наиболее благоприятные условия для болотообразования и накопления торфа создаются в зоне избыточного увлажнения умеренного климата. Толщина тор­ фяной залежи в болотах этой зоны наибольшая. Так, в болотах центральной и южной полосы лесной зоны максимальная толщина торфа достигает 8—9 м, а в некоторых впадинах и в бессточных понижениях — еще больших величин. К северу и югу от этой зоны

климата, к югу — вследствие более интенсивного распада органиче­ ских остатков растений но сравнению с увеличением годового при­ роста растительного материала. Не имеет широкого распростране­ ния процесс торфообразования и в условиях тропического климата. Здесь интенсивный прирост растительной массы компенсируется интенсивным процессом распада тканей отмерших частей растений.

Таким образом, для развития процессов заболачивания и торфонакопления необходимы благоприятные сочетания водного и тепло­ вого режима. Вот почему среди разнообразных причин болотообра­ зования ведущее место принадлежит климатическим и гидрологи­ ческим особенностям территории, создающим благоприятные для заболачивания сочетания тепла и влаги.

§210. Морфология болот

Сморфологической стороны болота характеризуются формой своей поверхности, размерами массивов, уклонами поверхности и глубинами торфяной залежи. Общий характер формы поверхности, различная степень ее расчлененности и уклоны определяют напра­ вление и интенсивность фильтрационного потока в болотах.

Болота могут иметь п л о с к у ю, в о г н у т у ю или в ы п у к л у ю поверхность. Рельеф поверхности болота не остается постоянным

ив процессе развития меняется. Характерными элементами микро­ рельефа поверхности болота являются: гряды и мочажины, кочки

имежкочечные понижения, бугры.

Г р я д ы — отдельные вытянутые в длину повышенные участки на болоте, чередующиеся с такими же вытянутыми понижениями — сильно обводненными м о ч а ж и н а м и . Чередование этих элемен­ тов микрорельефа наиболее часто происходит через каждые 4—6 м, иногда через 3—4 м. Гряды и мочажины представляют единый ком­ плекс в микрорельефе болотных массивов. Характерной особенно­ стью этого комплекса является то, что гряды и мочажины вытянуты

перпендикулярно направлению наибольшего уклона поверхности болота и располагаются концентрически относительно точек макси­ мальной высоты массивов. В отдельных случаях на крупнейших вер­ ховых массивах севера европейской части СССР и Западной Си­ бири ширина гряд и мочажин достигает 10 м и более. Расчленение поверхности болота в грядово-мочажинные комплексы наблюдается при поздней стадии развития болотных массивов и является след­ ствием повышения уровня воды в болоте, например, при сполаживании рельефа и замедлении скорости фильтрации. Гряды и моча­ жины заняты разными растительными ассоциациями.

которым находится вечномерзлое «ядро» из суглинистых и глини­ стых грунтов, подстилающих торфяник. Высота бугров иногда до­ стигает нескольких метров.

Образование к о ч е к связано с неравномерной плотностью

и усадкой растительной дернины, обусловленных составом растений

вданной растительной ассоциации и водно-тепловыми условиями их произрастания.

Для болотных массивов характерно наличие внутриболотных водных объектов: ручьев, речек, озерков, микроозерков и топей. Совокупность этих водных объектов на болотах представляет собой

иплощади. Площади их часто измеряются несколькими, иногда де­ сятками квадратных километров, а глубины достигают 10 м и бо­ лее. Поверхность их либо чистая, либо покрыта сплавинами. Озерки

имикроозерки встречаются на болотных массивах обычно боль­ шими группами: десятки, иногда сотни озерков. Располагаются они на склонах болотных массивов — в местах изменения уклона по­ верхности болота, где приток воды со склонов вышерасположенных участков болота не компенсируется оттоком при низких горизонтах, а также в понижениях рельефа.

разования болотного массива, либо возникшие в процессе развития массива и выработавшие собственный рельеф. Последние связаны с переобводненными участками болот и встречаются, в частности, на некоторых типах грядово-мочажинных комплексов. Ручьи и речки часто вытекают из болотных озер и топей. Глубина русла их не превосходит 1,5—2,0 м, в редких случаях она достигает 3,0—3,5 м; ширина русла обычно не более 10 м. Иногда ручьи те­ кут под моховым покровом и лишь местами выходят на дневную поверхность.

Т о п я м и называют сильно переувлажненные участки болотных массивов, характеризующиеся разжиженной торфяной залежью, непрочной дерниной растительного покрова и высоким стоянием уровня воды, периодически или постоянно выступающей на поверх­ ность. Топи располагаются на плоских участках в центральных ча-