Гидроклиматические факторы развития пойменных ландшафтов
Развитие и функционирование долинных комплексов происходит под влиянием сложного взаимодействия различных физико- географических факторов. Огромная роль при этом отводится факторам, существование которых обусловлено климатическими и гидрологическими особенностями конкретной территории, т. е. гидроклиматическим факторам. Причем действие их направлено, главным образом, на природно- аквальные долинные комплексы, непосредстве
нно через которые осуществляется взаимодействие гидроклиматических факторов на остальные геокомплексы речных долин. Прямое воздействие описываемых факторов на пойменные и террасовые долинные комплексы выражено не так сильно.
Влияние климатических факторов на долинные комплексы выражается, прежде всего, через характер увлажнения и осадков, испарения и транспирации, температурного режима, ледового режима и ряда других факторов. Гидрологическая зависимость долинных комплексов определяется величиной поверхностного стока с водосборной площади бассейнов рек, характером питания водных систем, в том числе грунтового и подземного. Степень влияния гидроклиматических факторов на долинные комплексы за разные периоды осреднения – многолетний, годовой, сезонный, суточный может существенно различаться.
Расположение Мордовии в центральной части Русской между 42 – 47° восточной долготы и 53-55° северной широты определяет формирование на ее территории умеренного климата, важнейшей чертой которого является хорошо выраженная смена сезонов года. В основном территория республики находится под воздействием воздушных масс, поступающих с умеренных широт. Преобладающие ветры юго- западного направления и южного направления ( Рис.3).
|
|
|
Рисунок 3 – Климатическая карта Мордовии[9]
В связи с компактностью территории климатические условия слабо дифференцированы. Среднегодовая температура воздуха на территории республики положительна и равна +3,5- +4,0 °С. Продолжительность теплого периода, при среднесуточной температуре выше 0 °С, составляется 210- 214 дней. Холодный период длится 152- 156 дней. Самым холодным месяцем является январь( среднесуточная температура – 12 °С), а самым теплым- июль( среднемесячная температура- +18 °С). Наиболее теплой частью территории являются центральные и восточные районы. Максимальные температуры воздуха в июле достигают до 37- 39 °С, абсолютные минимумы повсеместно положительны и составляют +1, +4°С. Разность температуры между абсолютным минимумом и максимумом достигает 77- 85°С.
Продолжительность периода с положительными температурами воздуха и воды выше +5°С определяет длительность вегетационного периода как наземной, так и водной растительности долинных комплексов, развитие животного мира. Термический режим поверхностных вод формируется и в результате теплообмена водной массы с окружающей средой, который происходит по границе раздела воды с атмосферой и грунтами. Теплообмен протекает различно при открытой водной поверхности и при ледяном покрове.
|
|
|
Изменение составляющих теплового баланса реки в течение суток, сезона, годы вызывает соответствующее колебание температуры воды в реках.
Суточный ход температуры воды наиболее четко выражен в теплую часть года. Наибольшая амплитуда суточных колебаний наблюдется летом, когда вода днем нагревается под действием солнечного тепла, а ночью остывает в результате преобладания эффективного излучения. Минимальные температуры летом наблюдаются в утренние часы перед восходом солнца, а максимальные – в 15- 17 ч.
Годовой ход температуры воды также тесно связан с изменением теплового баланса. После вскрытия реки температура воды повышается и достигает максимума в июле, реже в августе, а затем понижается, достигая минимума в начале ледостава. В период нагревания воды в первую половину лета температура ее несколько ниже температуры воздуха, а в период охлаждения, наоборот, выше. Вода в реках и озерах, в зимний период, никогда не охлаждается ниже 0°С.
|
|
|
Турбулентный характер течения воды в реках придает в общем однородность распределению температуры воды по живому сечению. Температура воды в период нагревания большинства рек в прибрежной части выше, чем на стержне, в период охлаждения ниже.
Изменения температуры по глубине выражены значительно слабее. Летом наблюдается более значительные понижение температуры с глубиной, достигающее 2- 3 °С, а иногда и 5 °С. Осенью и зимой устанавливается обратное изменение температуры по глубине, связанное с приходом тепла с грунтовыми водами и от дна. Наибольшие изменения температуры по поперечному профилю- до 89 °С происходят под влиянием приточности, если воды притоков теплее или холоднее воды главной реки. В озерах для температурного режима характеры, в принципе, те же закономерности, что и для рек. Однако отсутствие течения воды вносит некоторые свои особенности, которые выражаются, прежде всего, в более резком изменении температуры по глубине, особенно в теплый период года.
Изменения температуры воды в реках по их длине зависят от характера питания, приточности, особенностей теплового режима и свойств ландшафтной зоны, по которой протекает река. На реках, текущих с юга на север, в период нагрева- с апреля- мая по июль. В период охлаждения происходит выравнивание температуры по длине реки. На реках, текущих в широтном направлении, температуры воды мало меняется, за исключением верховьев, где температура повышается на некотором расстоянии от истока. Это же явление наблюдается вообще на небольших реках. Максимальная температура воды у поверхности на реках Мордовии летом достигает 20° С, на малых реках 25°С. В озерах эта температура значительно выше.
|
|
|
Термический режим рек и озер на отдельных участках в значительной мере может определяться хозяйственной деятельностью человека.
Ледовый режим поверхностных вод представляет собой совокупность закономерно повторяющихся возникновения, развития и разрушения ледовых образований на поверхности рек, озер, болот. В ледовом режиме выделяются три фазы: замерзание- образование ледяного покрова, ледостав- наличие ледяного покрова и вскрытие- разрушение ледяного покрова. Толщина льда к концу зимы достигает 40- 60 см, а в суровые зимы и при малой толщине снежного покрова- до 1 метра. Очень часто, особенно в суровые зимы, многие озера и болота промерзают до дна. Ледостав обычно отмечается в конце ноября- первой половине декабря и продолжается 4-5 месяцев. Ледоход обычно начинается через 8- 10 дней после начала половодья, перед его максимумом.
Атмосферные осадки являются самым неустойчивым элементом климата Мордовии. Среднегодовое их количество 450- 525 мм. На теплый период года- с апреля по октябрь , приходится до 70% годовой нормы- 300-350 мм. Максимально количество осадков выпадает в три летних месяца: июнь, июль, август. За это время их сумма составляет 170- 180 мм. Абсолютный максимум приходится на июль. Количество осадков сильно изменяется по годам. Территория Мордовии находится в пределах 20-30% повторяемости сильных и средних засух, охватывающих Поволжье. Суховейно- засушливые явления слабой интенсивности возникают в республике ежегодно. В целом, на основании анализа средних многолетних данных установлено, что условия влагообеспеченности в республике удовлетворительные. Однако большая часть территории относится к зоне неустойчивого увлажнения, в отдельные годы наблюдаются периоды с недостатком влаги.
Атмосферные осадки являются одним из главных факторов формирования стока рек. Многие характеристики речного стока, например, стока за год, за период весеннего половодья и дождевых паводков. Зависят в основном от осадков, которые их формируют.
Испарение является главным источником поступления водяного пара в атмосферу, в результате чего происходит круговорот воды. Оно является также основной составной частью водного баланса территорий речных бассейнов.
Испарение с поверхности речного бассейна слагается их испарения с почвы, включая транспирацию растений, с поверхности водоемов, находящихся на его территории, и с поверхности снежного покрова. Величина годового испарения с водной поверхности для лесостепи в среднем равна 450- 850 мм. Испарение с поверхности снега и льда составляет за зиму всего 20-30 мм, т. е. в десятки раз меньше испарения с поверхности воды. Испарение с поверхности почвы, не покрытой растительностью, определяется метеорологическими условиями и интенсивностью поступления воды к поверхности почвы из более глубоких слоев грунта. Интенсивность транспирации увеличивается параллельно с увеличением глубины корневой системы растений, размеров листьев и густоты лиственного покрова. Интенсивность транспирации зависит также и от типа растительности. Суммарное испарение складывается из испарения с поверхности почвы и транспирации. Оно играет наиболее важную роль в определении потерь стока в пределах речных бассейнов. В среднем для лесостепи оно составляет 300-500 миллиметров за год.
Подземные воды являются одним из источников питания поверхностных вод, уровень залегания подземных вод является одним из факторов, определяющих характер увлажнения почвогрунтов.
Подземный приток в реки и озера, а также в заболачиваемым землям в долинах рек , определяется в основном запасами грунтовых вод в речном бассейне. Изменение во времени запасов грунтовых вод зависит, главным образом, от осадков и испарения, а также от режима их стока в реки и водоемы.
Подземное питание рек и водоемов состоит, в основном, из грунтового и артезианского. В свою очередь грунтовое питание обычно подразделяют на сезонное и постоянное.
Грунтовые воды на территории Мордовии залегают неглубоко. В пределах речных долин- в поймах на глубине 1-2 м, на территории террасовых комплексов имеются участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод аналогичной поймам, а также участки с несколько большей глубиной залегания грунтовых вод. На участках очень неглубокого залегания грунтовых вод - менее 1 м формируются болотные комплексы. Питание грунтовых вод в основном снеговое, отчасти дождевое и речное.
Артезианские воды приурочены к нескольким водоносным горизонтам: наиболее древним отложениям известняков и доломитов среднего и верхнего карбона и нижней перми, распространенным соответственно в северо-западной части Мордовии и на севере Больше- Игнатовского района; юрским и нижнемеловым отложениям сравнительно маломощных песчано- глинистых фракций, распространенным на территории республики наиболее широко; верхнемеловым отложениям мергеля и мела, а также неогеновым и палеогеновым отложениям песчаников и опок, распространенных в юго-восточной части Мордовии.
Питание рек Мордовии преимущественно снеговое, некоторое участие в нем принимают грунтовые воды и дожди. По климатической классификации М. И. Львовича, количественно учитывающей источники питания, реки нашей республики характеризуются как реки волжского типа преимущественно снегового питания- от 60 до 80 %. С некоторым участием грунтового- до 15- 30 % и дождевого- до 10%.
В зависимости от питания водный режим рек, и в значительно меньшей степени озер и болот, очень неравномерен. Четко выделяются четыре фазы водного режима рек: весеннее половодье, летняя межень, осенние паводки и зимняя межень. Начало половодья приходится на конец марта- начало апреля, максимума половодье достигает в середине аппреля и спадает к середине мая. Подъем осуществляется в среднем за 10-12 дней, спад- за 20-25 дней. В годы с ранней или поздней весной фазы половодья смещаются на одну- две декады. Половодье обычно проходит одной волной. В начале июня на большинстве рек устанавливается устойчивая межень, продолжающаяся до начала- середины октября, когда обложные осенние дожди формируют осенние паводки. В конце ноября - начале декабря устанавливается зимняя межень, наиболее глубокая перед началом очередного весеннего половодья.
Распределение стока по сезонам очень неравномерное. Во время весеннего половодья реки приносят 65- 90% годового количества воды. Самым многоводным месяцем является апрель, во время которого стекает более половины годового объема воды, тогда как в летнюю и зимнюю межени- 3- 15%. В осенние месяцы сток немного возрастает по сравнению с летними. Из-за неравномерности стока колебание уровня воды в реках весьма значительно. На больших реках подъем уровня весной достигает 5- 7, а иногда 9 м относительно меженного, на малых уровень поднимается во время весеннего половодья на 2-5 м. Летом он довольно устойчивый, только изредка сильные ливни вызывают кратковременный подъем его на несколько десятков сантиметров. Очень малые реки и ручьи к концу лета часто пересыхают на перекатах. С началом осеннего периода дождей уровень немного повышается и после обложных дождей может подниматься до 1 м и более. На малых реках колебание уровня во время летне- осенних паводков более резкое. Зимой уровень постепенно понижается по мере истощения запасов грунтовых вод в бассейне и перед началом весеннего половодья имеет наименьшие значения. Очень малые реки и ручьи зимой часто перемерзают на мелководье. Характер водного режима озер и болот имеет, в принципе, аналогичные с водным режимом рек черты, однако здесь особо возрастает роль температурного фактора- испарение, нагревание, замерзание, а также увеличивается взаимосвязь между питанием озер и болот по сезонам года и соотношением количества атмосферных осадков и уровня грунтовых вод, питающих данные водные комплексы.
Рисунок 4 – Гидрологическая карта Мордовии [9]
Средний многолетний расход воды некоторых наших рек имееи следующий характер: Сура в створе с. Кадышева- 98,5 м3/с, Мокша в створе г. Темникова- 55,2, Исса в створе с. Паево- 6,7, Инсар в створе г. Саранска- 8,0, Вад в створе с. Авдалово- 7,5, Сивинь в створе с.Сивинь- 4,4, Сатис в створе с. Росстанье- 3,8, Алатырь в створе п. Тургенево- 40,3 м3/с.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 701; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!