Карта бассейна реки Амазонки. Изображение: Kmusser / Wikimedia Commons
Для ответа на этот вопрос сначала нужно разобраться, откуда берется вода, наполняющая реки.
Каждая река начинается с маленького потока, к которому присоединяются другие потоки, именуемые притоками. В свою очередь у притоков главной реки могут быть свои, более мелкие притоки. В итоге все вместе они образуют обширную речную систему. Но откуда вода поступает в самые маленькие из притоков? Оказывается, они питаются дождевыми и грунтовыми водами, и в меньшей степени ледниками. Таким образом, река собирает с некоторой территории все дождевые и грунтовые воды в один поток. Та площадь, с которой она собирает дождевую воду, называется дождевым водосбором, а та площадь, с которой собираются грунтовые воды, именуется грунтовым водосбором. Синоним слова водосбор – бассейн. Обычно за бассейн реки принимают ее дождевой водосбор, так как оценить границы грунтового водосбора слишком сложно.
Бассейн реки - это любой участок суши, где осадки накапливаются и стекают в общий водоток. Водосборный бассейн включает все поверхностные воды из дождевого стока, таяния снега, и близлежащих потоков, которые стекают вниз по склону к общему водотоку, а также грунтовые воды под поверхностью земли.
Бассейн есть у каждой, даже самой маленькой реки. При этом бассейн большой реки является просто суммой бассейнов всех ее притоков. Выделяют сточные и бессточные бассейны. Реки со сточными бассейнами впадают в воды Мирового океана, а обладатели бессточных бассейнов либо впадают в изолированные озера, либо просто высыхают в пустынях.
Амазонка является рекордсменом по площади водосборного бассейна. Он у неё занимает 7,18 млн кв. км. Бассейн африканской реки Конго оценивается в 4 млн кв. км, а у Миссисипи он равен 2,98 млн кв. км. Все эти бассейны являются сточными. А вот бассейн Волги – бессточный, ведь она впадает в Каспийское море, которое на самом деле представляет собой большое озеро. Площадь бассейна Волги составляет 1,36 млн кв. км.
Естественно, что чем больше площадь бассейна, тем более полноводной является река, так как она собирает воду с большей территорией. Однако правило выполняется не строго, так как осадки на Земле выпадают неравномерно. Например, бассейн Енисея равен 2,58 млн кв. км, однако его суммарный расход воды больше, чем у Миссисипи (19800 против 12743 куб. м/с).
Список использованных источников
Виды речных бассейнов
Ученые выделяют два вида речных бассейнов – сточные и бессточные. В бессточные бассейны входят воды рек и озер, которые через основную реку не связаны с океанами. По местоположению, формам и размерами они бывают разнообразными. Соответственно сточные области – те, которые в результате имеют выход в океан.
p, blockquote 3,1,0,0,0 -->
Все речные бассейны характеризируются по длине главной реки и по площади речного водосбора, объемам стока воды и устойчивости русла реки, источникам питания и гидрорежимным условиям. По длине речки делятся на большие, средние и маленькие. Питание рек происходит благодаря дождевой воде, снеговой, ледниковой, подземной, а также значение имеют воды ручьев, озер и маленьких речек. Чаще всего речные бассейны имеют смешанное питание, когда есть несколько источников воды.
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
Крупнейшие речные бассейны мира
Считается, что у каждой реки имеется бассейн, независимо от того, впадает она в другую реку, море или океан. Самые большие бассейны следующих рек:
В зависимости от площади речных бассейнов, они имеют, в первую очередь, огромное хозяйственное значение. Реки являются основным источником пресной воды. Их воды используются для полива полей, создаются ирригационные системы, применяются водные ресурсы и в промышленности (металлургия, энергетика, химическая индустрия). Не последнее значение речные бассейны играют для рыболовства. Одна из функций рек – это рекреационная.
p, blockquote 6,0,0,0,0 --> p, blockquote 7,0,0,0,1 -->
Таким образом, главная река вместе с притоками и источниками подземных вод образует речной бассейн. Чем больше водоемов впадает в реку, тем многоводнее становится бассейн. Поскольку водные ресурсы имеют первостепенное значение для жизни людей, они активно используются в различных сферах экономики и быта. Это приводит к истощению некоторых водоемов, но чтобы этого избежать, нужно рационально использовать воды речных бассейнов планеты.
Характеристика
Бассейн каждого водоёма включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого поступают воды в данную речную систему или определённую реку. Подземный водосбор образуют толщи рыхлых отложений, из которых вода поступает в речную сеть. В общем случае поверхностный и подземный водосборы не совпадают. Но так как определение границы подземного водосбора практически очень сложно, то за величину речного бассейна принимается только поверхностный водосбор.
Возникающие ошибки в результате условного отождествления размеров бассейна и поверхностного водосбора могут оказаться существенными только для малых рек и озёр, а также для более крупных рек, протекающих в геологических условиях, обеспечивающих хороший водообмен между соседними бассейнами (например, карст). Граница между бассейнами отдельных водоёмов проходит по водоразделам.
Бассейны делятся на сточные и бессточные. Бессточными называются области внутриматерикового стока, лишённого связи через речные бассейны с океаном, формы и размеры бассейнов бывают самые различные и зависят от географического положения, рельефа и геологического строения местности. Притоки рек имеют свои небольшие бассейны, общая совокупность которых составляет площадь бассейна главной реки.
Основные водосборные бассейны мира
Условные обозначения | ||
---|---|---|
Бассейн Атлантического океана Бассейн Тихого океана Бассейн Индийского океана | Бассейн Северного Ледовитого океана Бассейн Южного океана | Бассейн Средиземного моря Бассейн Карибского моря Бессточная область |
Ответ
Речна́я систе́ма — совокупность рек , изливающих воды одним общим руслом в море , озеро или другой водоём .
БАССЕЙНРЕКИ — (Basin) район земной поверхности, с которого в данную реку собираются все атмосферные осадки, питающие ее,
Водораздел — условная топографическая линия на земной поверхности, разделяющая водосборы (бассейны) двух или нескольких рек, озёр, морей или океанов, направляя сток атмосферных осадков.
Речной бассейн
РЕЧНОЙ БАССЕЙН. Огра ничен-ная водоразделами часть земной поверхности, заключающая в себе поток или водоем с подчиненными им притоками и охватывающая известную площадь, с которой происходит сток в этот поток или водоем.
Речные бассейны отличаются друг от друга размерами и формой. Основной морфометрической характеристикой речного бассейна является его площадь, выражаемая обычно в квадратных километрах.
На уровне речного бассейна смытые почвы представляют собой наносы, переносимые реками. Увеличение стока наносов приводит к заилению водохранилищ, каналов, оросительных систем и судоходных путей. Для условий США подсчитано, что это приносит больший экономический ущерб, чем снижение плодородия почв в результате эрозии почв.
В морских и речных бассейнах Якутии сосредоточены значительные ресурсы морских млекопитающих и популяций ценных видов рыб. В субарктической и арктической зонах водные экосистемы пока еще относительно слабо затронуты антропогенным воздействием - по сравнению с остальной территорией Якутии. Однако несовершенное природоохранное законодательство, слабая изученность современного состояния популяций китовых, ластоногих и рыб приводит к тому, что стратегия промысла определяется не биологической целесообразностью, а экономическими факторами. Желание получить максимальную прибыль, и в короткие сроки, ведет к подрыву запасов животных и ставит некоторые их популяции на грань исчезновения.
Урбанизация речной геосистемы - это прежде всего ее упрощение (спрямление русел, потеря малых притоков, разрушение поймы, болот и стариц). Сложная речная геосистема превращается в простую технологическую схему, и все естественные функции реки вынужден выполнять город. Город все в большем объеме импортирует воду, это сопровождается повышением уровня подземных вод и подтоплением (вследствие утечек) урбанизированных территорий. Урбанизация речной геосистемы разрушает ее способность воспроизводить водные ресурсы, поэтому город последовательно осваивает все новые речные бассейны. В настоящее время водная экспансия городов привела к объединению европейских рек Камско-Волжского бассейна с азиатскими реками Иртышско-Обского бассейна.
При определении (¿¡(Р) по участкам речных бассейнов учитывают несовпадение колебаний водности рек по территории по гидрографам календарного года, водность которого в основных створах близка к требуемой.
Эффективность комплексного управления речным бассейном в значительной степени зависит от возможности получения необходимой для принятия решений информации, которая также должна носить комплексный характер, отвечать требованиям экосистемного подхода, в значительной мере учитывать многофункциональный характер природопользования в целом и водопользования в частности. Информацию для комплексного управления речным бассейном можно получить из первичных источников, включая программы мониторинга, расчеты и прогнозы наряду с моделями и экспертными системами, а также из других источников, например, баз данных, содержащих информацию статистического или административного характера. Естественно, что в процессе принятия решений целесообразно использовать информационный потенциал всех этих источников. В то же время следует отметить, что основным источником объективных данных и информации о состоянии природных сред, природных и природно-техногенных объектов, источников антропогенного воздействия на них является соответствующая система экологического мониторинга.
Однако природные условия даже небольших речных бассейнов отличаются большим разнообразием и поэтому в условиях водно-балансовых станций невозможно охватить наблюдениями за стоком все элементы ландшафта. В связи с этим приходится схематизировать территорию речного бассейна по нескольким наиболее характерным участкам, которые оказывают наибольшее влияние на сток реки. На Подмосковной водно-балансовой станции выделено пять типов или элементов ландшафта, различающихся характером почв и растительности, а следовательно и условиями стока талых и дождевых вод: 1 - смешанный лес на суглинках, 2 - смешанный лес на супеси, 3 - безлесные участки с суглинистыми почвами, 4 - безлесные участки с супесчаными почвами и 5 - русловая сеть с прилегающими к ней увлажненными участками водосборов (поймы, крутые склоны). Все типы ландшафта обеспечены прямыми измерениями, включающими и сток. Исключением является тип 5, в котором сток за половодье определяется путем расчета по снегозапасам перед началом снеготаяния, осадкам до конца половодья и постоянному коэффициенту стока, равному 0,9.
Непосредственное влияние уклонов местности на речной сток сравнительно невелико, вследствие того что роль инфильтрационной способности почв перекрывает зависящее от этого фактора увеличение или уменьшение скорости стекания вод по земной поверхности. Большое влияние рельеф оказывает на отдельные элементы водного баланса речных бассейнов: осадки, инфильтрацию влаги в почво-грунты и испарение. Это влияние рельефа проявляется различно в зависимости от крупности его форм. Особенно значительно оно в горах, где с высотой местности увеличивается годовая сумма осадков, снижается температура воздуха, следствием чего является уменьшение испарения и соответственно увеличение стока. С высотой, как правило, увеличивается доля твердых осадков, что приводит к увеличению коэффициента стока, а следовательно, и величины стока, а также к существенному изменению водного режима, наиболее выраженному на высокогорных реках с ледниковым питанием.
В.Е. Водогрецкий считает, что "для очень малых речных бассейнов в степной и лесостепной зонах, не дренирующих подземные воды, поверхностный сток при проведении агромелиоративных мероприятий резко уменьшается, что приводит практически к такому же уменьшению полного стока - до 20 -40%". Н.И. Коронкевич на основании своих исследований приходит к выводу, что снижение стока с пашни оценивается в среднем в 40%. Причем в зоне дер-ново-подзолистых почв уменьшение стока составляет 10 - 20%, в зоне серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов 20 - 40%, в зоне типичных, обыкновенных и южных черноземов 25 - 60%, в зоне темнокаштано-выхпочв 65 - 90% .
Если предположить, что уровень является мерой увлажненности речного бассейна оз. Ханка, то уравнение (3.10.1) описывает динамику этой увлажненности за период наблюдений. Отметим также, что нижний и верхний уровни неустойчивы относительно конечных возмущений, и этой фундаментальной особенностью колебаний увлажненности речного бассейна оз. Ханка объясняется наличие маловодных и многоводных фаз.
Широко распространен в Европе к востоку от Пиренеев и к северу от Альп - в речных бассейнах и опресненных участках Северного, Балтийского, Белого (до Печоры включительно), Эгейского, Черного, Азовского, Каспийского и Аральского морей. Широко акклиматизирован вне своего естественного ареала, в том числе, на Урале, в водохранилищах и озерах бассейна Иртыша и Оби, в Байкало-Ангарском бассейне (Купчинский, 1987). Изучение изменчивости многих морфологических признаков леща по всему ареалу показало, что различия между обыкновенным и восточным (A. brama orientalis Berg, 1949 из бассейнов Каспийского и Аральского морей) лещем, послужившие основанием для выделения последнего в отдельный подвид, сглажены, а изменчивость вида в целом носит экологический, географический, возрастной и половой характер (Морозова, 1952, Шапошникова, 1964, Митрофанов и др., 1988). Анализ внутри- и межпопуляционной изменчивости выявил наличие 7 географических групп популяций: печорской, северо-восточной, северо-западной, белозерской, рыбинской, центральной и арало-каспийской (Изюмов, 1987). Повсеместно один из наиболее ценных промысловых видов карповых рыб. В большинстве рек представлен жилой и полупроходной формами.
В качестве примера загрязнения поверхностных вод сравнительно небольших речных бассейнов рассмотрим бассейн р. Москвы, в пределах которого режимные наблюдения ведутся по четырем створам: верховье бассейна, часть бассейна, практически полностью дренирующая московскую городскую агломерацию, и заключительный створ, позволяющий получить характеристику всего бассейна. Повсеместно в р. Москве и ее притоках содержание нефтепродуктов выше ПДК (до 20 раз): вниз по течению происходит плавное увеличение содержания нефтепродуктов, которое достигает максимума на выходе из г. Москвы (0,2 мг/л), а еще ниже, в устье реки содержание нефтепродуктов несколько меньше, что, очевидно, связано с процессами самоочищения. Всего с территории России с поверхностными (речными) водами в год выносится до 1 млн. т нефтепродуктов, тех, что остались после окисления и биологического самоочищения. В поверхностные водотоки поступает как минимум в 5 раз большее количество нефти (порядка 4—5 млн. т). Примерно половина этой массы идет в реки, остальная остается на поверхности, загрязняя почвы и подземные воды. Конечно, и в этом случае значительная часть нефтепродуктов подвергается окислению, и в итоге в моря и океаны попадает около 0,2% от общей добычи нефти на территории всей России.
Первый этап - характеристика ландшафта исследуемой территории и выбор малого речного бассейна как представителя определенного типа ландшафта. На этом этапе важно выяснить все возможные детали в структуре земной поверхности выбранной территории путем сопоставления различных карт: топографических, геологических, четвертичных отложений, глубины залегания грунтовых вод.
Рассмотрим составление водохозяйственного баланса для района, расположенного в бассейне одной из рек. Основными водопользователями в нем являются водоснабжение промышленности и населения, тепловые электростанции, орошение, судоходство и здравоохранение. Водные ресурсы речного бассейна достаточны для удовлетворения внутренних иужд водопользователей без переброски воды из бассейнов соседних рек.
Серегин С. Я. Моделирование и пути прогноза изменений природных условий на территории речных бассейнов // Изв. АН СССР.
Оперативные ВХБ разрабатывают на текущий год для особенно напряженных по водопотреблению речных бассейнов в целях эффективного распределения ожидаемых водных ресурсов между отдельными отраслями народного хозяйства или объектами.
Постановка проблемы [37, 81]. По мере использования резервов местных водных ресурсов возрастает опасность истощения речных бассейнов и перерождения их в системы, теряющие водохозяйственное, рыбохозяйственное и ландшафтное значение. Их восстановление требует огромных затрат, а зачастую просто невозможно. Особенно тяжелый и непоправимый урон может быть нанесен малым рекам - необходимым структурным звеньям речной сети и важным элементам стокообразования. В последнее время все чаще исчезают малые реки, вследствие интенсивного освоения водосбора и нарушения природных стокообразующих комплексов: болото - река, лес - река и т. п.
Признано целесообразным планировать водоохранные мероприятия не только в рамках административного района, но по всему бассейну реки (США, Бельгия, ФРГ, Англия и др.). Таким образом, бассейн реки рассматривается как единое целое. Централизация управления в речных бассейнах способствует уменьшению загрязнения водоемов.
В качестве наиболее крупных районов формирования подземного стока могут быть приняты такие подземные водные системы, как артезианские бассейны, горно-складчатые области, щиты. Балансовыми районами следующего порядка могут являться площади распространения того или иного рассматриваемого водоносного горизонта, включающие его области питания, стока и разгрузки. При более детальных исследованиях выделяются районы более низких порядков, например речные бассейны или их части, участки развития подземных вод различных типов (воды карстовых массивов, аллювиальных отложений и флювиогляциальных равнин) и т. д. Принципы районирования территории по условиям формирования естественных ресурсов подземных вод рассмотрены в работах В.А. Всеволожского и И.Ф. Фиделли (Vsevolozhsky, Fidelly, 1977).
Наиболее привлекательной стороной в программах реорганизации управления водным хозяйством является ориентация на бассейновый принцип. Речные бассейны - это относительно замкнутые экосистемы. С этой точки зрения водные ресурсы оказываются в некотором роде в привилегированном, особом положении в природных комплексах. Они представляют собой, по сути дела, системообразующий фактор, увязывающий в одно целое разнообразные проявления биологической жизни на территории. Бассейновый принцип тем и хорош, что он вносит в механизмы управления природопользованием территориальный аспект и придает ему особое звучание [32, 33]. Нужно ли удивляться после этого, что в мировой практике существует тенденция к объединению органов управления ОС и органов управления водными ресурсами. Такие комплексные структуры созданы, например, в Венгрии (Министерство ОС и водного хозяйства) и некоторых других странах. Бассейновый подход к управлению водохозяйственными системами сегодня уже не редкость. В большинстве стран в качестве основного производственного объекта управления принимаются водохозяйственные комплексы бассейнов крупных рек: в Польше их выделено 7, Великобритании - 10, Китае - 7, в Германии - 5 .
Дождевыми паводками называются относительно кратковременные и быстрые подъемы уровней и увеличение расходов воды под влиянием выпадающих в речном бассейне дождей и столь же быстрый спад их. Относительная кратковременность прохождения паводков, малые объемы стока по сравнению с половодьем и различное время прохождения их в течение года на одной и той же реке и составляют отличие паводков от половодий.
Рассмотрим кратко наиболее распространенные методы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. Сущность его состоит в учете конкретных гидрогеологических условий речных бассейнов и закономерностей подземного стока в реку из всех водоносных горизонтов зоны дренирования. Режим и динамика подземного стока в реки из отдельных водоносных горизонтов, дренируемых речной сетью, определяются условиями залегания и питания грунтовых и артезианских вод в данном речном бассейне или его части и положением мест разгрузки по отношению к урезу реки. В тех случаях, когда дренируемые водоносные горизонты имеют гидравлическую связь с рекой и в период весеннего половодья происходит подпор грунтовых вод, что характерно для большинства равнинных рек, расчленение гидрографа речного стока на поверхностную и подземную составляющие производится с учетом процессов берегового регулирования подземного стока (Куделин, 1960).
Усиление водохозяйственной напряженности. Водные ресурсы распределены по территории страны неравномерно: 90% общего годового объема стока приходится на бассейн Северного Ледовитого и Тихого океанов, и менее 8% - на бассейн Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал . В целом суммарный водозабор на хозяйственные нужды относительно невелик - 3% среднемноголетнего стока рек. Однако в бассейне Волги он составляет 33% всего водозабора по территории страны, а по ряду речных бассейнов забор среднегодового стока превышает экологически допустимые объемы изъятия (Дон - 64%, Терек - 68, Кубань - 80% и т.д.). На юге европейской территории России практически все водные ресурсы вовлечены в народнохозяйственную деятельность. Даже в бассейнах рек Урала, Тобола и Ишима водохозяйственная напряженность стала фактором, в определенной степени сдерживающим развитие народного хозяйства .
В последнее время в ряде работ геоморфологов мы находим подтверждение справедливости этого положения. Так, Ю.Г. Симонов, основываясь на изучении особенностей строения речных бассейнов в Забайкалье и на юге Дальнего Востока, приходит к выводу, что по мере роста порядка бассейна влияние местных особенностей склонов и водотоков высоких порядков на русловые процессы уменьшается. Это положение, по мнению Ю.Г. Симонова, подтверждает справедливость «закона факторной относительности». Подобные наблюдения встречаются и в работах O.A. Барсука, М. Левантова и др.
Настоящий раздел посвящен методологии реализации представленных ранее моделей применительно к условиям р. Волги. Планирование водоохранной деятельности в таких крупных речных бассейнах как Волжский, включает четыре основных позиции.
В зависимости от степени различия демографических показателей и показателей заболеваемости населения данной территории по сравнению с контрольным районом или средними величинами по речному бассейну или страны в целом принято выделять 4-5 категорий. Например, медико экологическую ситуацию в регионах (или населенных пунктах) подразделяют на 5 категорий: 1 - удовлетворительная, 2 - относительно напряженная, 3 - существенно напряженная, 4 - критическая или чрезвычайная, 5 - катастрофическая или ситуация экологического бедствия (Пинигин, 1993).
Сибирский осетр - эндемичная для Сибири рыба, помимо сибирских водоемов нигде не встречается. Сибирский осетр - жилая, частично полупроходная форма. Образует в озерах и верхних участков речных бассейнов местные стада. Обитает в бассейнах всех крупных сибирских рек от Оби на западе до Колымы на востоке. Обитает в озере Байкал, в губах Обская, Тазовская, Енисейском заливе. На севере его ареал заходит далеко за полярный круг - до 74°с.ш. Сибирский осетр в море не заходит. Весь его жизненный цикл проходит в пресной воде, и только редкие экземпляры этой рыбы встречаются в слабоосолененных (до 8 %о) эстуарных участках. В Оби распространен на всем ее протяжении (3680 км), в Иртыше - до озера Зайсан и выше по Черному Иртышу до впадения реки Крен, в Енисее до зарегулирования - от устья до 3200 км, ныне в основном до Красноярска, в Лене - до 3300 км. В Колыме его мало, есть осетр в Алазее, Индигирке и Яне. В реках Сибири наибольшие концентрации он образует в дельтовых участках, являющихся основными местами его нагула.
Отсутствие теоретических предпосылок для подобных исследований на малых реках, нарушение принципа единства экологических и экономических аспектов емкости экосистем при эксплуатации природных ресурсов их бассейнов обусловили возникновение разноплановых негативных последствий. Отсутствие надежных прогнозов развития ситуации на малых реках привело к заболачиванию и засолению земель, снижению их продуктивности, загрязнению вод. Исходным в экологическом прогнозировании ситуации и рациональном природопользовании в бассейнах малых рек является определение оптимальной структуры экосистем отдельных типов бассейнов, взаимосвязи между ее элементами и роли их в функционировании экосистемы в целом. Возникает необходимость, во-первых, выделения эталонных бассейнов рек и их заповеда-ния, во-вторых, более глубокого изучения закономерностей формирования их экосистем, гидробиологического режима, определения продуктивности, механизма поступления и поведения загрязнителей, организации мониторинга на заповедных реках. Результаты таких исследований могут послужить основой прогнозирования изменений в экосистемах речных бассейнов [185, 189, 212, 234].
В ряде случаев применение рассматриваемых методов затруднено или невозможно ввиду специфических особенностей отдельных регионов - значительного развития искусственного орошения, искажающего естественные условия речного стока и питания подземных вод, зарегулированности речного стока, существенного несовпадения поверхностного и подземного водосборов вследствие особенностей гидрогеологических условий речных бассейнов и других причин. Особенно важно иметь в виду искусственное регулирование речного стока, практически исключающее возможность использовать гидролого-гид-рогеологический метод расчленения гидрографов рек для региональной оценки подземного стока и естественных ресурсов подземных вод. Поэтому метод расчленения гидрографов рек можно рекомендовать для небольших речных бассейнов, находящихся в естественных условиях. На зарегулированных реках при наличии длинных рядов наблюдений для расчленения гидрографов следует использовать данные измерения расходов рек до начала регулирования стока. В отдельных случаях на незаре-гулированных участках реки может быть применен метод расчета подземного стока по изменениям ее меженного расхода.
Особенно острые конфликтные ситуации возникают вследствие строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов. Это объясняется тем, что почти половина крупных рек мира относится к числу межгосударственных. Из 216 межгосударственных речных бассейнов 155 принадлежат двум странам, 36 — трем, 25 находятся под контролем от 4 до 12 стран. Из 25 крупных рек в Европе 13 являются межгосударственными. Наибольший ущерб несут водопользователи государств, расположенных в нижнем течении рек, в результате дефицита и загрязнения водных ресурсов [52 - 55].
Портфель природоохранных проектов Банка увеличивается, включая в себя “зеленые” проекты, направленные на совершенствование управления природными ресурсами (управление лесами и охрану биоразнообразия, управление землями и реабилитацию речных бассейнов и управление водными ресурсами и др.), “коричневые”, имеющие целью сокращение загрязнения и улучшение городской среды, и “институциональные” проекты, задача которых в укреплении природоохранных институтов. Финансируемые Банком экологические проекты действуют в 62 странах. Бразилия, Китай, Индия, Индонезия, Корея и Мексика являются крупнейшими индивидуальными заемщиками на природоохранные проекты .
В ряде случаев обращалось внимание на видимые последствия, вызываемые моющими средствами, которые и последнее время стали широко применяться в ряде стран для домашних, торговых и промышленных целей. Так, общее количество таких веществ в основных речных бассейнах увеличилось «а несколько миллиграммов на литр, особенно вследствие засух. В питьевой воде, полученной иг таких водных систем, были обнаружены поверхностно-активные вещества. Одной из проблем, вытекающих из наличия моющих средств в воде основных речных бассейнах, является проблема пены. В Германии река Неккер приобрела плохую славу вследствие загрязнения ее воды пеной. Вследствие чрезвычайного разнообразия моющих средств, имеющихся в продаже, в настоящее время имеется недостаточно сведений относительно их свойств, наносящих ущерб, опыты проводились лишь по определению специфических ¡радикалов поверхностно-активных соединений.
Пресноводный вид, изредка встречается в опресненных морских заливах (Андрияшев, 1954). Широко распространен в водоемах Европы. Населяет всю европейскую часть России, за исключением рек Кольского п-ова (Берг, 19496, Сидоров, 1974). Отнесение к этому виду подкаменщика из Западной Сибири из бассейнов рек Иртыша и Катуни (Чабан, Богданов, 1960, Гундризер, 1966а, Федорова, 1992) в свете последних данных ставится под сомнение. Внутривидовая структура изучена слабо. Возможно, в России обитает особый подвид С. gobio koshewnikowi Gratzianov, 1907 - русский подкаменщик. Численность этого вида повсеместно сокращается из-за загрязнения речных бассейнов. Внесен в число редких рыб Европы и в "Красную книгу РСФСР" и намечен к занесению в "Красную книгу России".
Из сказанного следует, что оценка воздействия изменений климата на водные ресурсы и их использование — это далеко не только инженерная проблема, связанная с выбором оптимальных параметров ВХС. Она требует глубокого анализа взаимосвязанных природных и экономических систем на уровне речных бассейнов и поиска комплексных, как правило, неформальных решений. Методология исследований представляет собой аппарат по принятию решений, позволяющий учитывать как долговременные перспективы изменения климата, так и межгодовые стационарные вариации климатических факторов, который, безусловно, полезен специалистам соответствующего профиля.
Обычной гидрометрической характеристикой водоносности реки является норма стока (средний многолетний расход в м?/сек), вычисленная на основании фактических наблюдений за несколько десятков лет. Однако столь длительные наблюдения не всегда имеются, и в таких случаях гидрология имало изученных речных бассейнов выявляется приближенным методом, по аналогии с изученными реками, находящимися в близких по характеру геофизических условиях.
Анализ полученных решений воздействий изменений климата на процессы эрозии и содержания в почвах азота, фосфора и т. д. показал, что эрозионные процессы на водосборах могут стать более интенсивными. Это означает, что в условиях изменения климата необходим переход к разработке принципов управления речным стоком уже на водосборных территориях, в частности, путем организации почвозащитных и агромелиоративных мероприятий. Это требует более глубокого анализа взаимосвязанных природных и экономических систем на уровне речных бассейнов при решении задач регулирования речного стока и управления водохранилищами.
Наиболее распространена классификация рек по длине. По этой классификации к малым отнесены реки короче 100 км (Водогрецкий, 1990). Понятие малые реки нередко применяется ко всем рекам, имеющим только местное значение, и отражает влияние местных физико-географических факторов в масштабе крупного региона. Необходимо отметить, что площадь речных бассейнов менее 2000 км2 соответствует граничным условиям формирования подземного стока. Как правило, реки с такой площадью дренируют только верхний маломощный водоносный горизонт (воды четвертичных отложений). Этим, по-видимому, и объясняется уязвимость водного режима малой реки при изменении ландшафта ее водосбора.
Вода- становится одним из ведущих ресурсов, влияющих на размещение производительных сил, а водообеспечение— все бо-. лее’значимым фактором в решении социально-экономических проблем, в том числе в формировании стоимости промышленной н сельскохозяйственной продукции. Несмотря на кажущееся благополучие, уже сейчас водохозяйственный баланс (соотношение потребностей в воде с ее наличием в источнике) по многим речным бассейнам сводится с напряжением, что обусловлено следующими основными причинами: ® размещение водоемких потребителей не соответствует распределению водных ресурсов — на обжитые и хозяйственно освоенные территории южного склона (бассейны Черного, Азовского, Каспийского и Аральского морей), где сосредоточено производство 80% промышленной и 90% сельскохозяйственной продукции, приходится всего-15% речного стока, ® основные речные системы густонаселенных районов страны замыкаются внутренними морями, для поддержания приемлемого гидрологического и гидробиологического режимов, которых требует пресная речная вода, в размах межгодовых колебаний стока увеличивается по мере продвижения в аридную зону, где сосредоточена основная масса потребителей воды. Внутригодовое распределение стока обычно не соответствует внутригодовому распределению потребностей в воде, а возможности дальнейшего регулнро-. вания стока ограниченны, это объясняется отсутствием благоприятных топографических условий для создания емких водохранилищ или неприемлемым затоплением сельскохозяйственных угодий, важных народнохозяйственных или культурно-исторических объектов, месторождений полезных ископаемых, ® на реках необходимо сохранять некоторую гарантированную водность путем специальных попусков для обеспечения условий нереста рыб, обводнения пойменных угодий, поддержания санитарных условий, функционирования гидроэлектростанций, создания судоходных глубин, ® в ряде случаев обобщенный попуск во много раз превышает заявки на изъятия воды из рек.
Очевидно значительную роль в преобразовании наземной части верхних горизонтов литосферы играет деятельность человека. В разделе, посвященном педосфере и земельным ресурсам, мы уже отмечали, что эрозия и сток наносов заметно увеличились вследствие усиления антропогенных факторов. Изучение осадков в центральной части Черного моря показало, что сток наносов в море увеличился в последних 2000 лет втрое. Эта ситуация характерна для многих речных бассейнов мира со значительной антропогенной нагрузкой. Сток растворенных веществ также увеличился. Наконец, имеется новый, весьма заметный и быстро увеличивающийся, полностью антропогенный компонент баланса литосферы - сжигание минерального топлива. Таким образом оказывается, что человек играет ведущую роль в денудации и сносе твердого материала с суши, причем эта роль может быть оценена в 60% от общей величины денудации.
Гидроэкология малых рек . Гидроэкология, по Н.И. Алексеевскому, - новое научное направление, изучающее закономерности оптимального сосуществования населения, хозяйства, водных объектов, экосистем при котором развитие производительных сил территории сочетается с надежностью гидроэкологической безопасности, минимизацией экологических ущербов от негативных гидрологических процессов. Она показывает реальный путь управления процессами природопользования в речных бассейнах, поиска разумных компромиссов между задачами повышения экономического уровня и сохранения благоприятных условий жизни, существования водных и наземных экосистем. Особенно актуален учет этих закономерностей в бассейнах малых рек.
Эндемичный мытник Фурбиша (Pedicularis furbishiae) встречается вдоль р. Мейн в области, подверженной периодическому затоплению [Maiges, 1990]. Паводки часто уничтожают некоторые популяции растений, но в то же время они создают новые прибрежные местообитания, пригодные для образования новых популяций. Изучение отдельной популяции дало бы неполную картину вида, поскольку одна конкретная популяция является короткоживущей. А метапопуляция в данном случае самая подходящая единица изучения, а речной бассейн - подходящая единица менеджмента.
В основу проектирования сети пунктов наблюдений на источниках водоснабжения Москвы были положены методы и результаты водохозяйственного районирования. Методы водохозяйственного районирования разрабатывались уже в :50-е годы институтом Гидропроект и получили завершение в 80-е годы в работе Института водных проблем АН СССР. Практически водохозяйственное районирование СССР разработано объединением "Союзводпроект". Оно использует бассейновотерриториальный принцип и при этом речные бассейны были разделены на основные и прочие. В пределах основных бассейнов, к которым относится и бассейн Волги (за водохозяйственный район принят весь бассейн в естественных границах), внутри выделяются подрайоны, называемые также водохозяйственными участками. Водохозяйственные участки ограничиваются расчетными створами и представляют собой части основного бассейна. Расчетные створы выбраны в местах пересечения рекой границ республик или экономических районов (иногда на границах областей), в створах существующих и запроектированных гидротехнических сооружений на реке, в устьях крупных притоков, на водозаборах крупных существующих или запроектированных систем орошения, водоснабжения и кана лизации, в замыкающем сте ре основной реки. Нетрудно видеть, таким образом, что они способны, с одной стороны, обеспечить информацией администрацию областей, республик и страны в целом, а с другой стороны, являются ценнь[м пособием при определении пидрологических режимов пиротехнических сооружений.
Талые воды горных ледников являются одним из источников питания рек. Доля ледникового питания в общем стоке большинства рек, берущих начало из ледников, относительно невелика и только в непосредственной близости к леднику она может достигать 50% годового стока и иногда несколько превышать эту величину. Остальная часть годового стока этих рек формируется за счет других источников питания, главным образом таяния сезонных снегов, залегающих на поверхности ледника и обрамляющих его склонах. По мере удаления от ледника и уменьшения,степени оледенения речного бассейна доля ледникового питания заметно уменьшается. Тем не менее наличие ледников в речном бассейне создает совершенно своеобразные особенности режима стока и уровней в течение года и оказывает существенное влияние на изменчивость годового стока таких рек, значительно снижая его. Уменьшение коэффициента вариации С» годового стока происходит главным образом за счет повышения стока в годы с малым количеством осадков, когда доля стока талых вод ледников увеличивается. С„ обычно не превышает 0,10—0,15. Для равнинных рек исключительно снегового питания, как известно, С„ достигает 0,80—0,90 и превышает эту величину.
Большое влияние оказала Всесоюзная научно-техническая конференция по охране поверхностных и подземных вод от загрязнения, созванная Всесоюзным советом научно-технических обществ совместно с заинтересованными министерствами (Таллин, 1967), в решениях которой отмечена назревшая необходимость осуществления комплекса мероприятий. Главными из этих мероприятий должны являться размещение промышленных предприятий с обязательным учетом интересов охраны поверхностных и подземных вод, проектирование и строительство районных систем канализации и систем канализации применительно к речным бассейнам, разработка мер технологической рационализации производственных процессов в интересах водоохраны, организация единой системы государственного контроля качества воды в водоемах и обеспечение координации действий всех заинтересованных ведомств, развитие исследований по разработке научных основ охраны поверхностных и подземных вод и, в частности, по установлению предельно допустимых концентраций вредных веществ в водоемах в интересах здравоохранения, рыбного хозяйства и других видов водопользования, расширение и совершенствование водно-санитарного законодательства.
Глубина эрозионного вреза обычно возрастает с увеличением площади водосбора. В связи с этим при одинаковых климатических условиях величина годового стока за счет слабого питания подземными водами оказывается меньше на малых и временных реках, чем на средних реках, полностью для данных условий эрозионного вреза дренирующих подземные воды. Различия стока малых и средних рек в соответствии с зональным распределением глубин залегания грунтовых вод уменьшаются в районах с влажным климатом и увеличиваются в засушливых районах. При сравнении средних величин годового стока с размерами площади речного бассейна подразумевается именно эта закономерность: площадь в данном случае является показателем глубины эрозионного вреза, полноты дренажа подземных вод реками, а не генетическим фактором.
Накопление геоэкологических знаний в период средневековья шло весьма медленно. Знание истинных законов природы обуздывает инженеров и исследователей, не позволяя им обещать себе и другим вещи невозможные. “ - отмечал он. Упомянем о лекциях по горно-металлургическому делу, которые в XVI в. читал в г.Яхимов (Чехия) И.Матезиус (1504-1565). В книге первого из них “Происхождение источников”, изданной в 1674 г., заложены научные основы воднобалансового подхода к изучению системы атмосфера - речной бассейн (Шварцев, 1996). В 1735 г. К.Линней (1707-1778) опубликовал труд “Система природы”, где были заложены основы современной таксономии органического мира. Однако всплеск познания природной среды и взаимодействия с ней человека приходится на эпоху научно-технической революции.
Важным фактором повышения эффективности капитальных вложений водоохранного назначения, естественно, является рационализация их использования в различных отраслях. Анализ развития внутриотраслевой водохозяйственной инфраструктуры (с точки зрения оптимального плана) зачастую показывает недостаточную обоснованность назначения «средних» параметров для водообеспечения и осуществления сбросов ЗВ отраслевыми предприятиями. Дилемму, состоящую в выборе либо «повышение среднего уровня оборота воды», либо «увеличение средней степени очистки на выходе», также невозможно разрешить для каждой отрасли на основе традиционного планирования. Эти величины (зависящие от глубины дефицита водных ресурсов, кратности разбавления и требований к качеству воды в реке), очевидно, должны существенно различаться по створам речного бассейна даже для однотипных отраслей. Численные эксперименты по перераспределению уже вложенных средств показывают, что за счет рационального их использования в отраслях можно еще более сократить размер капитальных затрат на водоохранные мероприятия.
Количество иерархических уровней принятия водохозяйственных решений зависит от степени территориальной дифференциации природно-хозяйственных комплексов и тесноты взаимосвязи между ними. Так как наибольшее влияние на параметры таких комплексов оказывают экономические факторы, обусловленные состоянием экономики страны, то и верхним уровнем иерархии является федеральный. Здесь оценивается острота экологической ситуации в целом и по отдельным регионам, устанавливается приоритет экологических проблем и, на этой основе, формируется политика в области природопользования. На этом уровне определяются права и ответственность различных государственных органов управления природопользованием, а также принципы финансового и материального обеспечения природоохранных мероприятий. Оценка влияния хозяйственной деятельности на водно-земельные ресурсы и социально-экономические условия, разработка планов для осуществления мер по охране водных источников от загрязнения и истощения осуществляется на региональном уровне. В масштабе речных бассейнов решаются основные задачи управления водными ресурсами, базируясь на многолетней гидрологической информации, сложившейся структуре ВХС и их взаимосвязи с экологической средой.
Независимо от географического положения причины загрязнения водоемов и связанные с ними проблемы в основном одинаковы во всем мцре. При создании и расширении населенных пунктов л промышленных предприятий люди, потребляя наиболее ценный природный ресурс— воду, допускают ее загрязнение, спуская сточные воды и промышленные отходы в ближайшие водотоки, пользуясь этим способом как наиболее дешевым и удобным. С течением времени подобная практика привела к возникновению неприятностей (к сожалению, не для тех людей, которые загрязняют водоемы), к уничтожению живущих в воде организмов, нанесла ущерб сельскому хозяйству, создала опасность для здоровья населения и значительно увеличила расходы промышленности. В конце концов органы здравоохранения, фермеры, рыбопромышленники и владельцы предприятий осознали вызванные этим неисчислимые убытки и призвали установленные человеком законы для компенсации потерь, причиненных нарушением законов природы. Подлинный прогресс в уменьшении загрязнения водоемов был достигнут лишь после того, как провинции, штаты, речные бассейны и отдельные страны ввели законы, правильно учитывающие все интересы, связанные с этой проблемой. Если в борьбе с загрязнением водоемов доминировали интересы одной группы лиц, то борьба оказывалась неэффективной.