В Г Клименко - Загальна гідрологія - страница 15

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23 

4. Загальна гідрологія. Підручник / Левківський С. С., Хільчевський В. К., Ободовський О. Г. та ін. - К.: Фітосоціоцентр, 2000. - 264 с.

5. Кононенко Г. Д. Гідрологія ставків і малих водоймищ України. - К.: Наукова думка, 1991. - 350 с.

6. Малі річки України. - К.: Урожай, 1991. - 294 с.

7.           Михайлов В. П., Добровольский А. Д. Общая гидрология. - М.:
Высшая школа, 1991. - 368 с.
Блок 7. ГІДРОЛОГІЯ БОЛІТ

 

Болото - надмірно зволожена земельна ділянка із застояним вод­ним режимом, яка має шар торфу не менше 30 см і вкрита специфічною рослинністю.

Загальна площа боліт на земній кулі становить 2.7 млн км ( 2 % площі суходолу). Сумарний об'єм болотних вод світу становить близько 11тис. км , що у п'ять разів перевищує разовий об'єм води в руслах рі­чок. Найбільш заболочені материки - Південна Америка (70% території) і Євразія (18%).

Загальна площа боліт із відкритою водною поверхнею в Україні становить 939 тис. га, а перезволожених і заболочених земель - 3630,5 тис. га. Найбільше боліт у поліській частині України, де пересічна забо­лоченість досягає понад 6% території.

До цієї категорії природних утворень відносяться також і заболо­чені землі.

Походження боліт пов'язане із заростанням водойм (озер, водосхо­вищ, ставків) та із заболочуванням суші.


Заболочування - це процес, який призводить до утворення надмір­но зволожених земель та боліт. Виділяють два основних види заболочу­вання суші: затоплення і підтоплення території (рис. 14).

Затоплення - це переважання атмосферних опадів над випарову­ванням за відсутністю дренажу, або з незначним поверхневим стоком в умовах зниженого рельєфу.

Підтоплення - це підвищення рівня ґрунтових вод після спору­дження гребель на річках, унаслідок надмірного зрошення значних тери­торій та ін.

Заболочені землі - це надмірно зволожені ділянки земної поверхні із шаром торфу завтовшки менше 30 см.7.1. Типи боліт

 

Болота поділяють на дві великі групи: заболочені землі - це землі з незначним шаром торфу (торфові болота арктичної тундри, очеретяні та осокові болота лісостепу, засолені болота напівпустелі та пустелі, за­болочені тропічні ліси тощо) і торфові болота, які за характером вод­но- мінерального живлення, формою поверхні і складом рослинності по­діляються на три типи: низинні, перехідні, верхові.

Низинні болота мають ввігнуту або плоску поверхню, що обумов­лює застійний характер водного режиму і розповсюджені у знижених формах рельєфу, на місцях колишніх озер або в заплавах річок. Жив­ляться болота за рахунок атмосферних опадів, стоку поверхневих вод з оточуючої території, річкових вод під час паводків і водопілля, ґрунто­вих вод. Для цих боліт характерна наявність евтрофної рослинності (чо­рна вільха, береза, осока, очерет тощо). Зольність торфу низинних боліт - 6-7 % (рис. 15,б).

Верхові болота мають опуклу або плоску поверхню. Торф накопи­чується в центральній частині болота швидше, ніж на краях. Зустріча­ються такі болота у зоні вологого клімату і розташовуються на плоских вододілах. Живляться такі болота лише за рахунок атмосферних опадів, вони бідні на мінеральні біогенні речовини і тому до них приурочена оліготрофна рослинність (сфагновий білий мох, пухівка, журавлина то­що). Зольність торфу цих боліт менша 4 % (рис. 15,а).

Перехідні болота - це проміжні болота між низинними і верхови­ми. Поверхня їх слабо опукла або плоска; мінеральне живлення помірне і відповідає вимогам мезотрофних рослин (береза, осока, сфагнові білі мохи).

Jll,"-"

 

 

6)ІіііІІІІІІІ     2. j іншії iTTj


III III


-4Рис. 15. Схема верхового (а) та низинного (б) торф'яного болота - мік-роландшафти: 1 - осокові, осоково-очеретяні, осоково-гіпнові; 2 - сфагново-осокові; 3 -сфагново-пухівкові; 4 - вільшаники; 5 - сосново-сфагнові; 6 - поклади сфагнового торфу; 7 - поклади очеретяного та осокового торфу; 8 - мінеральний грунт.7.2. Морфологія та гідрографія боліт

Стадії розвитку боліт найкраще простежити на прикладі водойми, яка після заростання перетворюється на болото. Спочатку утворюється низинне болото, багате на мінеральні солі, що сприяє розвитку рослин­ності. Після відмирання рослин поверхня болота підвищується, доступ вод, багатих на мінеральні солі, скорочується і тому попередня рослин­ність замінюється на менш вибагливу до умов живлення. З' являється сфагновий мох, що характерний для верхового болота, який живиться атмосферними опадами, бідними на мінеральні солі.

Характерними елементами рельєфу поверхні болота є: Пасма - це окремі витягнуті в довжину підвищені ділянки болота, і які відокремлені одна від одної такими ж витягнутими в довжину знач­но обводненими зниженнями (мочарами). Пасма і мочари змінюються через кожні 4-6, іноді через 3-4 м, з'являються на болотних масивах у кінцевій стадії їхнього розвитку і являються наслідком підвищення рів­ня води в болоті. На їхній поверхні розвинена різна болотна рослин­ність.

Горби - їх утворення пов'язане з морозним випиранням і спостері­гаються на болотах лісотундри. Утворення їх пов'язане з морозним ви­тріщанням. Складені з торфу, під яким знаходиться вічна мерзлота.

Купини та міжкупинні зниження - утворення їх пов'язане з нако­пиченням торфу і нерівномірною густотою рослинного покриву.

Для болотних масивів характерна наявність внутрішньоболотних водних об'єктів.

Внутрішньоболотна гідрографічна мережа - це поєднання наяв­них внутрішньоболотних об'єктів: струмків, річок, озер, мікроозер, тря­совин.

Струмки та річки утворилися або до заболочування території, або сформувалися в процесі болотоутворення і мають глибину 1,5-2 м, ши­рину русла не більше 10 м, малі витрати води та незначну швидкість те­чії.

Болотні озера - це відносно великі за площею (10 км ) та об'ємом води утворення , із глибинами до 10 м, мають торф'яні береги.

Мікроозера - це водойми менших розмірів, що зустрічаються вели­кими групами серед заболоченої території і розташовані на схилах бо­лотних масивів та у пониззях рельєфу.

7.3.         Трясовини - це перезволожені ділянки болотних масивів, які харак­теризуються розрідженою торфовою масою, слабою дерниною рослин­ного покриву та високим рівнем води. Трясовини бувають застійними, з фільтраційним рухом води та проточними.Водний баланс боліт

Рівняння водного балансу болота має такий вигляд:

x + yn + W1 = Z + yn + W2 ± Au де: х - атмосферні опади;

yn - притік поверхневих вод;

W1 - притік підземних вод;

Z - випаровування;

yn - відтік поверхневих вод;

W2 - підземний відтік;

± Au - накопичення вологи або її витрачання.

Для верхового болота члени yn і W1 дорівнюють нулю.

Джерелами живлення боліт являються атмосферні опади, поверх­невий і підземний притік із-зі меж болота. Для верхових і низинних бо­літ співвідношення цих джерел живлення різне: верхові болота жив­ляться переважно атмосферними опадами, низинні - поверхневими й пі­дземними (ґрунтовими) водами.

Головна стаття витрат води в болотах - це випаровування з поверхні бо­лота, включаючи транспірацію рослинністю. Найбільшу кількість води випаро­вують болота в умовах сухого субтропічного клімату. З плавнів у дельтах річок випаровується за рік до 1300 мм води. Багато води випаровують заболочені тропічні ліси. В умовах помірного клімату найбільшу кількість води випаро­вують сфагново-осокові й лісові драговини (до 600 мм за літо), найменше -сфагнові болота з чагарниками (до 300 мм за літо).

Співвідношення складових водного балансу болота змінюється в часі. Зміна умов живлення і витрат вологи у болоті приводить, згідно рівнянні вод­ного балансу, до коливання рівня ґрунтових вод, який зазвичай знаходиться близько від поверхні болота і швидко реагує на зміни складових водного балан­су. Це і визначає водний режим боліт.

7.4.            Рух води в болотах

У болотному масиві виділяють два основних горизонти: верхній -активний (діяльний) та нижній - інертний.

Активний (діяльний) шар болота - це шар активного водообміну на болоті, що є перехідним від торфових покладів до поверхні не розк­ладених залишків рослин чи мохового покриву ; із періодичними коли­ваннями в його межах рівнів ґрунтових (болотних) вод і змінним уміс­том вологи; високою водопроникністю та водовіддачею; періодичним доступом повітря в пори, які звільнилися від води під час зниження рів­ня ґрунтових вод; великою кількістю аеробних бактерій та мікрооргані­змів, котрі сприяють процесу торфоутворення та наявністю рослинного покриву, що складає верхній шар цього горизонту.

Інертний горизонт - це горизонт із постійною кількістю води протягом року; повільним вологообміном із підстилаючою поверхнею, яка складена торф'яними відкладами; низькою водопроникністю торфу;відсутністю доступу повітря в пори торфу та аеробних бактерій і загаль­ним зменшенням кількості мікроорганізмів.

Рух води в болотах відбувається залежно від стану, в якому вона знаходиться. Переважна частина води перебуває у зв'язаному стані. Ві­льна вода знаходиться у великих капілярах, порах торфу, у руслах боло­тних струмків, озерцях та трясовинах.

Швидкість руху води у торфовій масі залежить від водопровіднос-ті, показником якого є коефіцієнт фільтрації, який залежить від ступеня розкладання торфу. Швидкість фільтрації у діяльному шарі може досяга­ти кількох десятків і навіть сотень метрів за добу, а в інертному шарі -максимум 6 м за рік.

 

7.5. Термічний режим боліт

Термічний режим торф'яних боліт визначається не тільки клімати­чними факторами, але залежить і від водно-теплових властивостей торфу та мінеральних ґрунтів. Особливо велику роль відіграє теплоємність і теплопровідність торфу, які, у свою чергу, залежать від об'ємного спів­відношення органічної речовини, води і повітря в торф'яному відкладі. Чим більший уміст води у торфі, тим більша його теплоємність і тим по­вільніше він нагрівається й охолоджується.

З глибиною коливання температури торф'яного відкладу зменшу­ються. В умовах помірного клімату добовий хід температури в діяльно­му шарі торфового болота помітний лише до глибини 15-25 см, а сезонні коливання температури - до глибини 3,0-3,5 м. На глибинах, що пере­вищують 35-40 см і 4-5 м, відповідно добові та сезонні зміни температу­ри зазвичай відсутні.

Величини добових і сезонних коливань температури в торф'яному болоті менші, ніж у мінеральному ґрунті, і зменшуються зі збільшенням вологості ґрунту. Безпосередньо на поверхні болота добові коливання температури значні, внаслідок малої передачі тепла на глибину, що сприяє підвищенню випаровування в денні години і раннім осіннім за­морозкам у нічні години.

Замерзання боліт в умовах холодного та помірного клімату настає через 15-17 днів після переходу температури повітря через нуль, тобто пізніше невеликих озер і річок. Болота перехідного типу починають за­мерзати одночасно із замерзанням мінеральних ґрунтів, а сфагнові боло­та - пізніше. Глибина промерзання торфоболотної маси - 19-42 см. Мак­симальна глибина промерзання торф'яників - до 60-65 см.

Відтавання боліт залежить від кліматичних умов, товщини мерзло­го ґрунту, товщини снігового покриву і тому його строки, різні в різних болотних мікроландшафтах.7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх

вивчення

 

Вплив боліт на стік річок не однозначний. У зоні достатнього та надмірного зволоження болота практично не впливають на норму річно­го стоку і знижують максимальний стік річок. У районах недостатнього зволоження річковий стік за наявністю болотних масивів зменшується порівняно з незаболоченими водозборами. Болотні масиви, де значні площі, зайняті озерами та мікроозерами, сприяють регулюванню стоку річок.

Вивчення боліт з метою їх освоєння проводять багато науково-дослідних інститутів, болотних станцій та інших установ. Однак болота вивчені ще недостатньо. При вивченні боліт застосовують стаціонарні та експедиційні методи дослідження з використанням аерофотозйомки.

Осушення боліт полягає в штучному зниженні рівня ґрунтових вод на болотах, що приводить до зміни співвідношення елементів водного балансу та перерозподілу стоку. Усього в Україні споруджено близько 60 осушувальних систем, які охоплюють площу в 3,2 млн га.

Крім того, болота містять великий запас теплової енергії у вигляді торфової маси (електростанції Шатурська, Каширська та ін. - Росія). Торф також широко застосовується в хімічній промисловості (із нього виробляють бітум, аміак тощо), сільському господарстві (як добриво), будівництві.

Конт рольні запит ання:

1.   Що називається болотом?

2.   Якого походження бувають болота?

3.   Яких типів бувають болота? Які особливості їхньої будови, морфології та гідрографії?

4.   Які є методи дослідження боліт?

5.   Що розуміють під водним балансом боліт?

6.   Що таке діяльний та інертний шари боліт?

7.   Чим характеризується термічний режим боліт?

8.   Як відбувається рух води в болотах?

9.   Де поширені болота? Яка заболоченість окремих регіонів земної кулі?

 

10.   Дайте визначення осушення боліт.

11.   Як болота впливають на стік річок?

12.   Народногосподарське значення боліт.

 

Література

1.    Богословский Б. Б., Самохин А. А., Соколов Д. П. Общая гидрология. -Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 356с.

2.    Загальна гідрологія. Підручник / Левківський С. С., Хільчевський В. К., Ободовський О. Г. та ін.. - К.: Фітосоціоцентр, 2000. - 264с.

3.   Кац Я. Я. Болота земного шара. - М.: Наука, 1971. - 295с.Михайлов В. П., Добровольский А. Д. Общая гидрология. - М.: Выс­шая школа, 1991. - 368с.

4.   Справочник по водным ресурсам / Под ред. Б. И. Стрельца. - К.: Уро­жай, 1987.

5.   Чеботарев А. И. Общая гидрология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975.

- 544с.

 

Блок 8. ГІДРОЛОГІЯ ЛЬОДОВИКІВ

 

8.1.   Походження льодовиків та їх поширення на зе­мній кулі

 

Льодовик - це маса фірну і льоду з постійним закономірним ру­хом, розміщений в основному на суші, має певну форму, значні розміри й утворений унаслідок накопичення та перекристалізації твердих атмос­ферних опадів.

Головне джерело живлення льодовика - тверді опади, які накопи­чуються на дні, а також на схилах западин. Для існування льодовиків потрібний вологий клімат із від'ємними температурами взимку та вліт­ку. Якщо влітку спостерігаються позитивні температури, то період із те­плою погодою має бути коротким, щоб сніг, який випав, не встиг розта­нути. Звісно, що в холодну пору року на суші йде накопичення твердих атмосферних опадів, а в теплий період - їх танення. У будь-який момент часу можна знайти межу між поверхнею, яка вкрита снігом, та поверх­нею, де снігу немає. Ця межа має назву сезонної снігової лінії.

Снігова лінія - це лінія, яка поділяє ділянки з позитивним та від'ємним балансом снігу. Вище снігової лінії прибуток снігу більший за витрати, тому відбувається його накопичення, а нижче - втрати снігу перевищують надходження, тому сніговий покрив там буває періодично.

Кліматична снігова лінія - це середнє положення снігової лінії і визначається кліматичними умовами місцевості. Вище неї у середньому за рік снігу може накопичуватися більше, ніж танути чи випаровуватись; нижче увесь сніг, що випав узимку, може повністю розтанути влітку. Вище кліматичної снігової лінії спостерігається позитивний сніговий ба­ланс, нижче - від 'ємний, а на самій лінії - нульовий сніговий баланс. Сніг накопичується до певної висоти, нижче якої знову встановлюється рів­новага.

Частина тропосфери, що розташована вище кліматичної снігової лінії, в межах якої сніговий баланс позитивний і відбувається накопи­чення твердих атмосферних опадів, називають хіоносферою.

Висотне кліматичне положення снігової лінії визначається кліма­тичними умовами. Найвище снігова лінія розміщена в субтропіках (на висоті - 6500 м), де спостерігається найбільш висока температура повіт­ря, недостатня кількість атмосферних опадів і підвищена сухість повітря в цих широтах. На екваторі вона розміщена на висоті 4900 м. Найнижчеснігова лінія, розміщена в полярних районах, опускаючись в Антарктиді до рівня моря, що пояснюється низькими температурами. У Південній півкулі, для якої характерний морський клімат і випадає більше опадів, кліматична снігова лінія розташована нижче, ніж у Північній півкулі.

Якщо в тому або іншому районі земна поверхня має висоти, котрі перевищують висоту кліматичної снігової лінії, то саме тут накопичен­ня снігу приводить до його перетворення в фірн і лід та виникає льодо­вик. Так, вище кліматичної снігової лінії виявляється вся Антарктида, вершини Анд і Кордильєр, деякі гори Аляски тощо. На навітряних (більш вологих і засніжених схилах) снігова лінія лежить нижче, ніж на схилах підвітряних.

Таким чином, головна причина зледеніння - кліматична. Основною умовою існування льодовиків є позитивний сніговий баланс, тобто пере­важання накопичування снігу над його витратами, чому сприяє велика кількість твердих атмосферних опадів і тривалий період від'ємних тем­ператур повітря.

Окрім кліматичних умов утворенню льодовиків сприяють і умови орографічні та геоморфологічні: значні висоти, експозиція схилів (півні­чна у Північній півкулі і південна у Південній), сприятлива орієнтація гірських хребтів по відношенню до напрямку перенесення вологих пові­тряних мас, плоскі або увігнуті форми рельєфу. Наприклад, на північ­них схилах Джунгарського Алатау кліматична снігова лінія розташована на висотах біля 3000 м, а на південних схилах - на висотах біля 3500 м.

Накопичення снігу вище кліматичної снігової лінії не може три­вати нескінченно, і він повинен якимось чином "розвантажуватися". Ро­звантаження накопиченого снігу відбувається постійно шляхом сповзан­ня утворених льодовиків або сходом лавин.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23 


Похожие статьи

В Г Клименко - Загальна гідрологія

В Г Клименко - Формування v студентів знань і вмінь про хімічний склад та оцінку якості поверхневих вод