Географические закономерности пространственного распределения годового стока рек.

Сток явл. элементом геогр. оболочки. Она рассматривается как крупный природный комплекс. Все компоненты геогр. ландшафта в силу цельности и неразрывности природы взаимосвязаны. Прир. воды, являясь элементом геогр. ландшафта, явл. связующим звеном всех геогр. процессов.

Рассмотрение стока как элемента геогр. среды предполагает его исследование на широкой геогр. основе. Именно такой подход сток  окруж. среда разрабатывался В.Г. Глушковым в виде географ-гидрол. метода. Этот метод устанавливает причинную связь всех вод данного района с географическим ландшафтом в целом, включая в себя кроме климата геологию, геоморфологии, почвы и растит., и на основе этих связей устанавл. характеристики св-в самих вод.

Т.об., Глушков впервые в истории отеч. гидрологии сформулировал необходимость изучения вод на генетич. основе в зависимости от прир. условий, в кот. эти воды находятся. Такой путь исследования (диалектический) тесно связан с учением Докучаева о геогр. зональности почв с исследованиями Л.С. Берга о ландшафтах, Воейкова о взаимосвязи природных вод и климата, Вернадского о единстве природных вод, Тригорьева о физ. геогр. процессе развития природной среды. По мнению Кузина (1960 г) предст. единств. попытку в гидрологии, где ясно и четко сформулирована необх. генетич. изучения вод суши в зависим. от тех прир. условий, в кот. эти воды находятся. Данное определение очень важное. В гидрологии находит применение геосистемный анализ метод сравнения и др. Статистические методы также широко используются. Исследов. речного стока на генетич. основе позволяет выделить геогр. закономерности пространств. изменчивости характеристик речного стока.

Простр. характеристику распред. речного стока наглядней всего представляют карты изолиний годового стока. Карта стока обладает тем огромным достоинстом, что весьма информативно показывает территориальные изменения картируемой характеристики. Расмотрим карты стока рек для территории б. СССР и отдельных регионов страны.

12,05

Изолтинии годового стока (карты годового стока)

Первая карта была составлена Д.И Кочериным в 1927 г. Она охватывала Европейскую часть СССР. В ее основе были наблюдения по 34 пунктам. Научное значение карты: впервые при построении карты была наглядно показана роль климат. зональности и зависимости речн. стока от климата. Было подтверждено учение А.И Воейкова, что реки – продукт климата, и Э.М: Ольдекова о том, что главный физ.-геогр. фактор – климат, определяющий речн. сток на 75-85%. Широтное направление изолиний, почувствованное автором интуитивно, впоследствии получило практическое подтверждение. Карта имела практич. значение, т.к с 1927 по 1936г., до появл. следующ. карты, она явилась основой для обоснования десятков и сотен гидротехн. объектов. По карте определялись водн. ресурсы неизученных бассейнов.

Впоследствии работы продолжались. В 1936г. была составлена карта стока Европейской части СССР. На ней мы видим широтное расположение изолиний речного стока (на Урале – меридиональное). Авторы карты – Б.Д Зайков и С.Ю. Беленков. Для построения использованы 1280 пунктов. были сделаны наметки для построения карты азиатской территории. Уточнение карты было произведено в 1946 г. Зайковым.

После 1946 г. в гидрол. картировании было затишье. Только в 1961 г. была произв. новая карта (К.П. Воскресенский, 5690 пунктов наблюдения).

В 1980 г. была составлена еще одна карта (А.В Рождественский с коллегами). Эта карта вошла в СниП 2.01.14-83., а также в пособие по определению гидрол. характеристик. Средний многолетний сток был расечитан от начала открытия гидрол. и до 1975 г. включительно. Масштаб карты 1:10 000 000. Принципиальных отличий этой карты от предыдущей нет. Кол-во наблюдений то же самое, что и в предыдущей карте. Карта годового речн. стока составлена в модулях стока М (л/с.км²). Также возможна единица измерения Н мм = W/A . Для равнинной части Европ. территории страны амплитуда колебаний модуля среднегод. стока заключается между 10-12 л/с.км² в бассейне Сев. Двины, Печоры, на реках Карелии до 0,5-1,0 на юге в Приазовье. На равнинн. терр. ход изолиний отражает широтную зональность. В предгорьях и горах набл. значит. увеличение стока. Так в Хибинах модуль стока увел. до 18 , на Сев. Урале до 20, в Карпатах – до 25-30, на Ю-З. склоне Кавказе – до 75-80 л/с.км². На Кавказе самый большой сток у р. Ухалта, приток р. Кодори - 88 л/с.км². На возвышенности напр. изолиний тягожит к меридиональному, модуль стока ↑ от подножия гор к вершинам. Отриц. формы рельефа обусловливают четко выраженное понижение. Ваметный минимум в Ловатско-Ильменской низм (6 л/с.км²). Более сложное распределение в Азиатской части СССР, изменчив. стока на Зап. – Сиб. низм. такая, же , как на Вост.-Европ. равнине. С севера на юг идет уменьшение стока. Защищенность Зап. – Сиб. низм. Уралом от зап. атлантич. возд. масс и близость пустынных районов Средней Азии обусловливают большую сухость климата по сравн. с Европой. Модуль стока М ↓ от 8 л/с.км² на п-ове Ямал, Гыданский, большей части Зап. Сиб. низм. до 0,2 – 0,1 л/с.км² в верховьях Иртыша, Иншма. Таким обр. , разница в модулях стока на одной и тойже широте перед и за Уралом достигает 2 л/с.км². В Вост. Сибири, Приморском крае, Якутии и Камчатке напр. изолиний меняется с широтн. на меридиональное. Вдоль побережья Берингова моря амплитуда колеблений изм. от 25-30 л/с.км² на Памире, Алтае, Саянах до 2 л/с.км² в бассейне Яны, Индширки, до 0,1 л/с.км² в пустынях Казахстана. На полярных о-вах Врангеля, Новосибирских, Северной Земле, Земле Франца-Иосифа модуль стока М изменяется от 2 до 8 л/с.км² в названной последов. В современных границах России величина модуля колеблется от 75 до 0,1 (75 – На Камчатке, 0,1 – в Приазовье). Карта среднемноголетнего годового слоя стока в мм и водоносности рек имеется в учебнике Михайлова, Добровольского 1991 г. Колебания годов. стока на терр. Росси находятся в пределах от 1800 мм на Камчатке и 1000 мм на Сахалине до 5 мм и менее в Прикаспии и приазовье. На равнинах Европ. части слой стока ↓ с севера на юг от 400 до 10-20 мм. В горах сток увеличивается на Кольском п-ове – 400-600, Сев. Кавказ – 1000 мм, в Зап. Сибири – от 300 до 10 мм с Сев. на Юг. В Вост. Сибири, Якутии, Приморье и Камчатке широтное направление переходит в меридиональное, слой стока колеблется от 1800 м в горах до 10-20 мм в бассейне Лены. для терр. России в среднем слой стока составл. 198 мм. В Центр. Черноземье – 105 мм. Неравномерное распр. стока неслучайное объясняется изменчивостью осн. факторов, определяющих речн. сток. Дифференциация речн. стока по территории связана с изменчивостью атм. осадков и рельефа. В соотв. с этими 2-мя главными прир. факторами формируются геогр. закономерности, т.е широтная зональность на равнине, высотная – в горах.

Региональные карты стока рек.

Карты изолиний речн. стока, составл. для макротерриторий, позволяют выделить геогр. закономерность простр. изменчивости речн. стока, но оценка водных ресурсов может быть очень низкой. В 1965 г. появилась карта годового стока для Центрального Черноземья.

12,11

При пострении карт речного стока не рассматриваются аномальные значения стока.

Водный фонд России.

Это 2,5 млн. рек; 2,8 млн. озер, свыше 30 000 водохранилищ и прудов.

Ледники имеют покровное и горное распределение.

Реки России принадлежат к бассейнам 12 морей: Баренцево, Балтийское, Карское, море Лаптевых, Восточно-Сибирское море, Белое море, Чукотское, Берингово, Охотское, Японское, Азовское, Черное моря.

К Бассейну Сев. Ледовитого океана отн. 80% площади водосборов, Атлантического и Тихого по 10%. Волга формирует крупнейший бесточный бассейн. На его территории располагаются 39 субъектов РФ. Волга – крупнейшая водная магистраль, важнейший международный транспортный коридор. В пределах России 5 рек с площадью водосбора свыше 1 млн км²: Обь, Енией, Лена, Волга, Амур и 50 рек с площадью водосбора свыше 100 000 км². Густота речной сети значительно меняется с Севера на Юг и при переходе от равнин к горам. Густота речной сети больше на Севере и в горах, чем на Юге и на равнинах. Крупнейшие реки: Дон, Печора, Сев. Двина, Енисей, Яна, Индигирка, Таз, Колыма, Урал, Амур образуют народное достояние страны. Эти реки формируют водные ресурсы России. Кол-во и качество вод определяет качество жизни.

К естесств. пов. водным объектам относятся озера. Они встречаются чаще всего на Северо-Западе. В Карелии 60 000 озер. Самый крупный пресноводный водоем – Байкал. это самое глубокое озеро. Абсолютное большинство озер России пресные, но есть и соленые озера – Эльтон, Баскунчак. Многие озера имеют огромное водохозяйственное и рекреационное значение. К ним относятся Ладожское озеро, Елигер, Кроноцкое озеро и др. К естесств. водным объектам относятся также болота. Известно, что площадь болотных массивов.

Ледники в стране преимущественно распространены в горах. Площади ледников распространены на Новой Земле, Земле Франца Иосифа. Ледники есть на Кавказе, Саянах, Алтае, Урале, Становом хребте.

Огромные запасы воды содержатся в искусств. водоемах. Водохранилищ 2290, крупнейший объем свыше 100 млн. км³ – Ю.З водохранилица . 363 водохранилица – крупные.

Все водоемы, имеющие объем свыше 1 млн. м³ – водохранилица, что меньше - пруд.

Водный фонд Центрального Черноземья.

Водные объекты ЦЧ принадлежат к бассейнам Черного, Азовского и Каспийского морей. Вся рассматриваемая территория делится водоразделами 3-х речн. бассейнов: Дона, Волги, и Днепра. По терр. ЦЧ протекает из названных только Дон. а Волга и Днепр представлены их притоками. 2/3 территортии приходится на бассейн Дона, 1/3 – на бассейн Волги и Днепра. Речн. сист. Дона предст. реки Сосна, Воронеж, Хопер, Битюг, Ворона, Северский Донец и др. , протекающие в пределах Липецкой, Тамбовской, Воронежской, Белгородской, Курской. Бассейн Волги: Цна с притоками (Тамбовская обл.). Бассейн Днепра: Сейм с притоками, Ворскла, Псел (Курская и Белгородская обл.). Гидрогр. сеть представлена руъями, реками и временными водотоками, сток кот. имеет место только весной или летом. Гидрографию рек дополняют озера и болота. И те и другие – небольшие по площади водного зеркала, их распр. по терр. не превышает 1% от общей площади. На терр. ЦЧР – 5164 водотока протяж. свыше 35 000 км. Они сост. небольшую часть от общего числа рек России. Густота речн. сети невелика, но варьирует: 0,27 км/км² в Тамб. обл., в Липецкой обл. – 0,23 км/км²; в Воронежской обл. – 0,18 км/км²; в Белг. обл. – 0,11.

Наиб. число озер в басс. Цны, Вороны, Дона, Битюга. Они располаг. в поймах рек, имеют вытянутую форму, что указывает на их старичное происх. В пойме Дона озера Тыгоново, Кременчуг, Тахта и др. В басс. Цны Святовское, Княжое и др. В басс. Сейма линево. Самое большое озеро – Ильмень в басс. Хопра.

Болот на терр. ЦЧР мало, они есть в бассейне Вороны, Усмани, Савалы, Воронежа. Наиболее известное болото-Клюквенное (рядом с Воронежом). Подземные источники – особая группа объектов. Они дают начало многим рекам. Много родниковых рек в Липецкой обл. В наст. время набл. подъем уровня грунтовых вод. Наиболее крупные родники – Нижнекисляйский, Белая торка. Минеральные источники – Липецкий, Углянческий, Икорецкий. На основе их функционируют санатории. Пруды и водохранилица в большом кол-ве присутствуют на территории ЦЧР. На нач. 60-х гг насчитывалось неск. тыс. прудов. Самое крупное водохранилице – Воронежское, затем идут матырское, Старооскольское, Курчатовское, Илушпанское. При использовании вод для нужд человека встает вопрос о водных запас.

Водные ресурсы и оценка их объема.

Водные ресурсы – их роль очень велика. Но несмотря на очевидную роль водных ресурсов не сформулирован единый понятийный подход к их определнию. Согласно А.И Чеботареву водн. ресурсы - запасы пов. и подз. вод, выраженные величиной годового стока рек. Речь идет только о годовом речном стоке. М.И . Львович, Добровольский: водные ресурсы – воды гидросф., заключенные в естесств. или искусств. водн. объекты, используемые для хоз. деятельности. Авакян и Широков: водн. ресурсы – запасы пов. и подз. вод суши, кот. исп. в процессе материального пр-ва и могут быть вовлечены в него.

Под водными ресурсами понимаются суммарные запасы всех вод в разл. фазовых состояниях, находящихся на ее пов. и в толще грунтов.

Водн. ресурсы следует рассм. как природную и соц. – эконом. кат. Как прир. категория водн. ресурсы – совокупность всех вод гидросф. во всех ее агрегатных состояниях. Все воды гидросферы оценены Львовичем в 1,45 млрд км³. Их можно принять за природные водн. ресурсы. Как соц. – эконом. категория водн. ресурсы – это воды, используемые в хозяйстве. Наиболее доступные воды – реки, болота, водохр., пруды, озера. Структура водн. ресурсов меняется в зависим. от характера потребности и уровня техн. возможности. Все шире используются морские воды. Все прир. воды Земли – потенциальн. водн. ресурсы. Та часть водн. ресурсом, используемая на данной ступени развития – эксплуатационные водн. ресурсы. Воды ледников уже могут использоваться. Водн. ресурсы, зависящие от многих факторов ландшафта, обладают высоким динамизмом. Вследствие этого различают динамические и статические водн. ресурсы. Динамич. водн. ресурсы возобновляемы в глобан. круговороте, статические сосредоточены в водах с замедленным водообменом. Совр. оценка водн. ресурсов сводится к оценке динамических вод, т.е оценке речн. вод. Водн. ресурсы ЦЧР оценив. в 16,7 км³ ( не учтены пруды и водохранилица). Объем воды в прудах – 1,37 км³ (8,2% от объема речн. вод). 3,98 км³ – в Воронежской обл; 0,77 км³ – в прудах.

12,12

водные ресурсы
Естесственные				Искусственные (антропогенные)
Потенциальные		Эксплуатационные		технологические	резерваты (пруды и водохранилищи)
Динамические	Статические	Динамические	Статические

Классификация водных ресурсов.

Водно-ресурный потенциал Р.Ф и его использование.

Водн. потенциал России образуют водный потенциал всех имеющихся пов. и подземных вод. Современные расчеты водных ресурсов выполнены в государственном гидрол. интитуте и институте гидрографии (2008) свидетельствуют, что за посл. 20-25 лет идет увеличение стока большинства рек России. Положит. динамика отм. у Урала (+27,5%), Волги (+16%), Сев. Двины (+12%), Енисея (+8%), Лены (+4%). Увелич. годового стока происх. за счет повышения зимнего и осеннего стока на фоне ↓весеннего стока. У рек Дон, Кубань, Обь отмечается отрицат. динамика на 10%, 5% и 0,5% соотв. В целом суммарн. водн. ресурсы ↑ на 2% и составляют в наст. время 4118 км³ местного формирования и 4324 км³ суммарных водн. ресурсов с учетом транзитн. вод. Из-за рубежа поступает 206 км³ воды. Основной приток осуществл. по Иртышу с территории Китая. По объему годов. речн. стока Россия заним. 2-е место в мире после Бразилии. Истинную картину достатка или дефицита водн. ресурсов дает удельная водообеспеченность, которая представляет собой объем, отнесенный, к единице площади км² или объем, деленный на числ. населения. В России на 1 км² площади приходится 253 800 м³/км², или 28 400 м³/чел. По объему воды на 1 км2 Россия в 1,2 раза ниже среднемирового показателя, а в расчете на 1 чел в 5 раз выше среднемирового показателя.

Статические водн. ресурсы сосредоточены в озерах, ледниках, почве оцениваются около 100 000 км³. Статич. водн. ресурсы играют огромную роль в водообеспеченн. страны.

Водн. ресурсы характ. территор. и временной неравномерностью распред. 2/3 водн. запасов соспредоточены в азиатской части страны, где проживает 1/3 населения. Образуется дефицит водных ресурсов в ряде субъектов РФ. Дефицит водн. ресурсов отмечается в Проволжском, Сев. – Кавказком, Центральном федеральных округах. Наиболее водообеспечены Сев.-Западный ФО, Сибирский ФО, Дальневосточный ФО. Для водн. ресурсов характерна межгодовая неустойчивость. Последующий год никогда не повторяет по водности предыдущий. Различия в стоке многоводн. и маловодн. рек очень велики. Также набл. внутигодовая неравномерность. На европ. терр. страны в половодье через русла рек сбрасывается 40-70% годового объема, что создает сложности в исп. водн. ресурсов.

Летний сток увеличивается, что является положительным поментом. Увеличение зимнего стока хорошо для тепловых, гидро- и атомных электростанций.

Использование водных ресурсов в России.

Все отрасли водн. хозяйства подразд. на 2 категории:

1. водопотребители

2. водопользователи.

Кодопотребители – отрасли, кот. изымают из водных объектов, используют ее в технологич. процессах, а затем возвращают в водные объекты в другом объеме и кач. К водотребителям относятся отрасли промышл., с/х, коммунально-бытового хоз.

Водопользователи, в отличие от водопотребителей, не забирают воду для своих нужд. К водопользователя относятся рыбные хозяйства, электрогенерация, водный транспорт.

При совр. комплексном исп. водными ресурсами грань между этими группами стирается. Например, при создании крупных водохранилиц для ГЭС коренным образом меняется не только гидрол. режим, но и качество, и происх. ↑ потерь воды на испарение, т.е водохранилице само становится водопотребителем. Водный транспорт также становится водопотребителем. Практически все участники исп. воды сейчас явл. водопотребителями.

В Водном Кодексе РФ принятом в 2007г. существует только одно понятие – водопользователь.

Осн. водопотребители.

Водопольз. и водохоз. нагрузки выделяют 4 периода, ограниченные следующими годами:

1. 1960-1975

2. 1976-1990

3. 1991-2000

4. 2001 – наст. вр.

Первый этап совпал с активным внедрением научно-техн. достижений. Он совпал с увеличением объемов водопотребления. Затраты воды на хоз. нужды ↑ в 2,5-2 раза. Значит. рост водопотребления сказался на кач. и колич. состав водн. ресурсов. Оно обострилось тем, что в этот период было 2 маловодных года – 1972 и 1975. Водные ресурсы резко убыли  ухудшились экол. состояние. На этот период приходится многоводный на части терр. страны 1970 г. Увеличение водоотбора с одн. стороны и сокращение водности, с другой повлекло за собой принятие экстренных мер по повышению водообеспеченности. С этой целью рассм. проект переброски стока рек Сев. Двины и Печоры в Волгу с целью увеличения ее водности.

Второй период характеризуется стабилизацией водопотребления вследствие замедления роста водоемких отраслей и одновременно увеличения объемов инженерно-воспроизводимой воды. При ↑ исп. воды в замкнутых системах в 3 раза и одновременного уменьшения заборов свежей воды ослабилась нагузка на водн. ресурсы. С 1978 г. началось увеличение стока Волги  был отлинен проект переброски стока рек.

Третий период характеризуется снижением водопотребления. К концу периода водопотребление сократилось на 25-30 % , ослабилась нагрузка на водн. ресурсы. В данный период времени увеличилось только водопотребление на хоз.-питьевое водснабжение. Оно стало возможным с одн. стороны в связи с увеличением вввода благоустр. жил. фонда и с ↑ затрат на доставку воы. Увеличилось водопотребление в рез. изношенности водопроводных сетей.

Четв. период в динамике водопотребления только наполн. содержанием. Увеличение или уменьшение стока незаметно, но спад водопотребления в целом продолжается. Сократились площади орошаемых земель.

Водные ресурсы ЦЧ.

Они невелики, регион недост. водообеспечен: на 1 км2 приходится 100 тыс. м3 с учетом транзитных вод (по последним данным – 76 тыс. м3). Местный речн. сток, формирующийся в 5 областях, сост. 16,8 км3/год. Приток с сопредельных областей – 3,5 км3/год, суммарный сток – 20,3 км3/год. Слой стока, показывающ. объем, приходящийся на единицу площади, варьирует от 76 до 128 мм.

Объем и слой стока по областям ЦЧ.

Область	площадь (тыс. км2)	объем стока (км3/год)	слой стока (мм)
Белгородская	21,1	2,69	99
Воронежская	52,4	3,98	76
Курская	29,8	3,81	128
Липецкая	24,1	2,72	113
Тамбовская	34,3	3,53	103
ЦЧР в целом	167,7	16,7	104

В целом ЦЧР относится к зоне недост. водообеспеченности. Средний показатель водообеспеченности отдельных территорий весьма различны, но в целом отражают зональное изменение стока. Недост. водообеспеченность сменяется лучией по сравн. с другими терр. структ. стока. 31% - одземн. часть стока (на среднерусск. возв. – 36%, на Окско-Донской низм – 24%). В ЦЧ так же, как и по всей России, можно выделить 4 этапа водопотреблению. ↑ кол-во потребленной воды в расчете на единицу произведенной продукции.