Файл: Богословский, Б. Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища.pdf

сяц, сезон, год): Wu = R T - 1000. Его величина 'зависит от водно­ сти реки и условий поступления твердого материала с бассейна

Рис. 17. Изменение расходов воды (Q), мутности (р ) и минерализации (S) реки в течение года (р. Иртыш у г. Ом­ ска, 1945 г.)

Модуль стока взвешенных наносов — количество наносов в тоннах, поступающее с 1 мм2 бассейна в год:

Сток взвешенных наносов в океан со всех континентов дости­ гает 15,7 млрд, т в год, или 150 т/км2 в год. Наибольший средний годовой сток-наносов дает Азия (10,5 млрд, т, или 340 т/км2), наименьший —Австралия и Океания (0,197 млрд.т, или 39т/км2)- На крупных равнинных реках наибольшая 'мутность наблю­ дается на подъеме половодья. Максимум мутности наступает раньше максимума расходов воды (рис. 17) в связи с более ин­ тенсивным размывом почв и грунтов водосбора на подъеме поло­ водья и смывом вместе с талой водой находившихся в снегу твер­ дых частиц. На малых равнинных реках пики расходов воды и

мутности обычно совпадают.

На горных реках как расходы воды, так и мутность во вре­ мя половодий и паводков изменяются весьма резко, пики рас­ ходов и 'мутности могут занимать по отношению друг к другу различные положения во времени.

Большая часть стока наносов падает на периоды повышен­ ной водности—половодья и паводки. На равнинных реках Ев­ ропейской части СССР основная ма'сса наносов, как и большая часть стока воды, проходит весной. Доля весеннего стока нано­ сов возрастает от 70—75% годового на севере до 75—85% в цен­

68

тральных областях и 90—100% на юго-востоке — в Прикаспии. В Азиатской части СССР к востоку от Оби преобладает летний сток наносов. Он составляет около 50% годового у р. Кеть, око­ ло 60% у Селенги и Алдана и около 70% у Зеи.

В тундре и лесной зоне эрозия выражена сравнительно сла­ бо, в лесостепной и степной возрастает и достигает максимума для равнины в полупустынях. Резко усиливается эрозия в гор­

ных системах и предгорьях. В связи с эрозией изменяется мут­ ность и твердый сток.

На территории СССР выделяются по средней годовой мут­ ности четыре основные зоны (рис. 18).

I. Зона малой (до 50 г/м3) мутности включает северную по­ ловину территории СССР. Южная граница ее проходит в Евро­ пейской части примерно по южной границе лесной зоны, а в Азиатской — несколько севернее.

Слабая эрозия и малая мутность речных вод связана с рас­ тительным покровом, предохраняющим почвы от размыва, и с малыми уклонами местности, а в Карелии, кроме того, с наличи­ ем твердых горных пород и аккумуляцией наносов в многочис­ ленных озерах.

II. Зона средней мутности (50—150 г/м3) расположена в ле­ состепной и частично в лесной зонах. Увеличение мутности здесь связано с большими площадями безлесных и распаханных тер­ риторий.

III. Зона повышенной м>угноети(150—500 г/м3) охватывает степи Европейской части СССР и Западной Сибири. Здесь пре­ обладают малоустойчивые против размыва лессовидные суглин­ ки и суглинистые черноземы. Размыв их возрастает также в свя­ зи с распашкой. Реки районов с расчлененным рельефом (Волы- но-Подольской возвышенности, Донецкого кряжа и др.) отлича­ ются более высокой мутностью (более 500 г/м3).

К IV зоне — зоне очень высокой мутности (500—5000 г/м3) — относятся горные области Кавказа и Средней Азии. Наиболь­ шие значения мутности приурочены к районам, в которых зна­ чительные уклоны сочетаются с залеганием легко размываемых горных пород. Максимальной для территории СССР средней го­ довой мутностью отличаются воды р. Аксай в восточной части Большого Кавказского хребта (11 700 г/м3). Наибольшая сред­ няя месячная мутность этой реки 35 000 г/м3.

Средняя годовая мутность рек Средней Азии варьирует в широких пределах в зависимости от местных условий: от 100— 500 (Талас, Чирчик) до 2500—4000 г/м3 (Амударья, Мургаб, Теджен).

Модули стока взвешенных наносов, по данным Г. И. Шамо­ ва, изменяются на территории СССР от 5—20 т/км2 в год на рав­ нинных реках Европейской части до 600—2300 т/км2 в год на гор­ ных реках. Величины среднегодового твердого стока рек СССР

приведены в табл.7.

69

реках, отличающиеся весьма высокой концентрацией наносов, благодаря которой они движутся в виде грязевых или грязекаменных потоков. Название их происходит от арабского слова «сейль»— бурный поток. Содержание твердого материала как мелкого, так и крупного в селевом потоке может достигать 30— 75% по весу.

Сели возникают при интенсивных ливнях, реже при интен­ сивном таянии снега и ледников. Могут они возникать и при про­ рыве подпрудных .приледниковых озер (гляциальные сели). Они весьма кратковременны: продолжаются от нескольких минут до нескольких часов, чаще всего 1—2 часа.

По составу перемещаемых наносов сели делятся на г р я з е- вы е с преобладанием мелких илистых и глинистых частиц, гр я-

еся явным преобладанием камней и небольшим содержанием мелких частиц.

Сель движется в виде вала с крутым передним склоном. Обычно движение селей носит прерывистый характер вследствие

71

образования в узких местах и на поворотах русла заторов из крупного материала. Подпор выше таких препятствий вызывает замедление движения, а их прорыв — прохождение серии после­ довательных валов с интервалами в несколько минут. Высота ва­ лов может достигать 2—4 м, количество их — нескольких десят­

структурных селевых потоков мелкими частицами превосходит предел, при котором .возможно турбулентное перемешивание. Благодаря большой вязкости, такой поток может переносить во взвешенном состоянии крупный галечник, камни. При остановке масса селя сохраняет свою форму и отлагается в виде вала, соз­ давая волнистый рельеф. Текучие сели меньше насыщены твер­ дым материалом; он поддерживается в потоке турбулентным дви­ жением. При остановке такие сели растекаются, образуя конусы выноса с некоторой сортировкой материала.

Бассейны селеносных рек, как правило, невелики по площа­ ди, так как малые водосборы целиком захватываются ливнями, обеспечивающими интенсивный смыв обломочного материала. Так, площадь водосбора селеносной реки Малая Алматинка в

Сели перемещают и откладывают огромное количество твер­ дого материала, значительно превышающее средний годовой твердый сток рек. Так, селем на р. М. Алматинка 8 июля 1921 г. за несколько часов было вынесено 2—2,5 млн. м3 наносов при среднем твердом стоке реки 20 тыс. м3, т. е. 100—120 годовых норм ее твердого стока. Селем была разрушена значительная часть г. Алма-Аты.

Вес каменных глыб, перемещаемых селями, достигает 100—

200 т, объем 40—80, реже до 120 м3, смыв почвы и грунта 20— 55 т/км2 в год.

Условия, благоприятствующие формированию селей, созда­ ются^ в горных системах .территорий с недостаточным или не­

На территории СССР сели широко распространены в Сред­ ней Азии (Чаткалыский, Ферганский хребты, Заилийский Алатау, Копет-Даг, бассейн Зеравшана), на Кавказе (главным образом в восточном Закавказье), в Ка'рпатах, горах Крыма и южного Прибайкалья. Часты сели в Альпах, Тироле, наблюдаются они в Кордильерах, Южной Америке, Японии.

Обладая большой массой и большой скоростью, сели произ­ водят значительные разрушения населенных пунктов, дорог,

мостов, гидротехнических сооружений, уничтожают сельскохо­ зяйственные угодья.

72

8. Гидрохимические особенности речных вод

Минерализация и химический состав речных ,вод обусловле­ ны в первую очередь питанием рек поверхностными и подземны­ ми водами и взаимодействием этих вод е почвами и горными по­ родами бассейна. В результате интенсивного водообмена рек взаимодействие вод в русле с горными породами непродолжи­ тельно, а испарение с водной поверхности невелико. Формирова­ ние химического состава речных вод происходит в самых верхних, сильно промытых слоях земной коры. Водный и гидро­ химический режим рак сильно зависит от кшиМ'ата и метеорологи­ ческих условий. На поступающие воды воздействуют .биологиче­ ские факторы. Совокупное воздействие перечисленных факторов приводит к тому, что воды рак отличаются наименьшей среди водных объектов (за исключением ледников) минерализацией, резкими изменениями состава и минерализации во времени.

Основными гидрохимическими характеристиками рек явля­ ются состав растворенных веществ и содержание их в единице объема воды.

Растворенные в речных водах элементы включают основные ионы, биогенные элементы, микроэлементы, органическое веще­ ство, растворенные газы. Поскольку главную роль в гидрохими­

ческом режиме'рек играют основные ионы (НСО3, COg, SO4, СГ, Са", Na‘, Mg", К-), химизм их вод обычно характеризуется со­

ставом этих ионов и минерализацией, т. е. содержанием раство­ ренных минеральных элементов в единице объема воды (мил­ лиграмм или грамм на литр).

О. А. Алехиным разработана гидрохимическая классифика­ ция речных вод, согласно которой реки по минерализации делят­

го состава речных вод по территории является рост их селесодержания при переходе от увлажненных к засушливым районам и изменение гидрохимического класса от гидрокарбонатного к сульфатному, затем к хлоридному в том же направлении. .

В зоне избыточного увлажнения значительное количество осадков, малое испарение и высокий сток способствуют хорошей промываемости грунта, в результате чего из него выносятся лег­ ко растворимые соли. Поэтому минерализация вод понижена.

В аридных районах, где малое увлажнение и высокое испа­ рение, соли накапливаются в почвах и грунтах, чему способству­ ет также капиллярное поднятие минерализованных вод. Минера­ лизация вод здесь повышена.

73