Может ли страна, богатая поверхностными водами, страдать от недостатка чистой пресной воды?
Вы уже знаете, что в природе существует постоянный круговорот воды. Вода всё время переходит из одного природного компонента в другой, перенося, как кровь в организме, различные химические вещества с суши на море, с моря на сушу, из почвы в растения, из растений в воздух и так до бесконечности. Без воды немыслимо ничто живое на Земле. Вода — колыбель жизни и основной «скульптор» рельефа земной поверхности. А что, как не вода, очищает землю от наших же продуктов жизнедеятельности? Её санитарная, очистительная роль особенно возрастает в последнее время в районах активной хозяйственной деятельности людей.
Воды России — это также наше национальное богатство. У нас есть всё — реки и моря, озёра и болота, подземные воды и ледники. Трудно представить современную хозяйственную жизнь России в том случае, если бы страна не была обеспечена водными ресурсами, т. е. водами, которые могут быть использованы для общественного блага. Но они не бесконечны. Знание распределения водных ресурсов по территории страны, условий их формирования — залог рационального их использования. Да, воды в нашей стране много, но уже сейчас целый ряд районов испытывает в ней нужду и страдает от её недостатка или резкого ухудшения качества.
В реках содержится лишь малая часть вод гидросферы — примерно в 4 раза меньше, чем в болотах, и в 60 раз меньше, чем в озёрах. Но это совсем другая вода — не стоячая, а проточная. В среднем в реках вода обновляется каждые 19 дней, для сравнения: в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, а смены воды в озёрах нужно ждать целых 17 лет. Поэтому и значение рек в водном круговороте неизмеримо больше.
Рис. 64. Река Лена
Проточность воды в реках способствует лучшему насыщению её кислородом, а значит, и лучшему качеству. Не случайно, начиная с каменного века, а может быть и раньше, именно с реками связано расселение людей. Первые поселения возникали по берегам рек. Особую роль реки играли в освоении необъятных просторов нашей Родины. Длительное время реки служили и основными транспортными артериями, и оборонительными рубежами, были источниками водоснабжения. На них занимались рыболовством.
В пределах России насчитывается свыше 2,5 млн рек и ручьёв общей протяжённостью более 8 млн км, т. е. по одной реке на 60 жителей. Самые протяжённые реки России — Лена (4400 км) (рис. 64), Обь (3650 км), Енисей (3487 км). В число крупнейших рек мира входят также Амур и Волга.
Как распределена речная сеть по территории страны?
Речные воды распределены по территории России довольно неравномерно, что связано в первую очередь с особенностями рельефа страны, от которого зависит направление течения рек, с её географическим положением и климатом. Почти вся территория Сибири и частично Восточно-Европейской равнины наклонена к северу. Соответственно большая часть крупнейших российских рек (Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Яна, Индигирка, Колыма) течёт на север и относится к бассейну Северного Ледовитого океана, а это не менее 2/3 всей площади страны. Волга с её притоками относится к области внутреннего стока (бассейн Каспийского моря), которая занимает всего десятую часть страны (рис. 65).
Что такое река?
Все мы знаем, что такое река, — не раз загорали на её берегах, купались в знойный летний день в её прохладных водах, плавали на лодке или на теплоходе. А попробуйте-ка дать определение реки, и вы убедитесь, что это совсем не просто. Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении — русле.
Речные долины — вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Водный поток всё время несёт множество продуктов размыва, которые и откладывает в долине или выносит в море. Речные наносы называют аллювием, особенно много их накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше уклоны поверхности. Во время таяния снегов часть днища (пойма) заливается талыми водами. Речной поток всегда стремится углубить своё русло (глубинная эрозия) до определённого уровня, называемого базисом эрозии. Этим уровнем служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. С понижением базиса эрозии река углубляет русло, и наконец наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать пойму. Водный поток работает уже вширь (боковая эрозия), и река начинает разрабатывать новую пойму, а старая пойма превращается в террасу — высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в её долине.
Рис. 65. Распределение речной сети по бассейнам
1. К бассейнам каких океанов относятся наиболее крупные реки России?
2. Чем объяснить крайне неравномерное распределение речной сети по бассейнам?
Река — это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Посмотрите на речную систему Волги (рис. 66). Главная река и справа, и слева принимает множество притоков, которые, в свою очередь, также имеют притоки (притоки I, II порядка и т. д.). Образуется очень густая, разветвлённая речная сеть, напоминающая ствол дерева с многочисленными ветвями и веточками. Можно проследить одну из таких ветвей: Очаковка — Раменки — Сетунь — Москва — Ока — Волга. Территория, с которой речная система собирает воды, называется речным бассейном.
Сибирская река Обь с притоками имеет самый большой бассейн в стране — почти 3 млн км2.
Густота речной сети в стране зависит от многих факторов. В первую очередь от общего увлажнения территории — чем оно больше, тем больше густота речной сети, как, например, в тундре и в лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории — в районах, где поверхность сложена растворимыми известняками, речная сеть редкая, а реки обычно мелкие и пересыхающие, как, например, в ряде мест Среднерусской возвышенности.
Реки имеют начало и конец. Начало реки — исток. Истоком может быть озеро (река Ангара — озеро Байкал), болото (Москва-река вытекает из Старьковского болота, прозванного поэтому Москворецкой лужей, у западной границы Московской области), родник (река Волга начинается из родника в районе деревни Волговерховье на Валдайской возвышенности), ледник (река Терек собирает талые воды горного ледника Кавказских гор). Устье — место впадения реки в море, озеро или другую реку. У ряда северных рек (например, у Мезени) устья имеют вид узких воронкообразных заливов, называемых эстуариями (рис. 67) (на севере России их называют губами).
Рис. 66. Речная сеть бассейна Волги (Волжское «древо»)
1. На примере Волги дайте определение речной системы.
2. Сопоставьте карту речной системы Волги с картой осадков и объясните большое количество притоков в верхнем и среднем течении и отсутствие их в нижнем.
Рис. 67. Эстуарий Мезени
Рис. 68. Дельта Лены
В эстуариях речные наносы под действием волн и течении, а также приливов и отливов выносятся в море. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшими дельтами в стране обладают реки Лена (рис. 68) и Волга. Санкт-Петербург построен в дельте реки Невы.
Какие особенности рек важно знать человеку?
Реки исстари играют огромную роль в жизни человека, поэтому необходимо знать их наиболее важные характеристики, например падение и уклон реки.
Падением реки называют превышение истока над устьем. Например, падение реки Волги составляет от истока (226 м над уровнем океана) до устья (28 м ниже уровня океана) 226 + 28 = 254 м. Уклон реки — отношение падения реки к её длине. Уклон Волги — 7 см на 1 км, ещё меньше уклон Оби — всего 4 см на 1 км. Это, как и большинство рек России, равнинные реки. Таким образом, падение и уклон реки — это показатели, по которым можно судить о её характере.
Рельеф местности непосредственно влияет на характер реки, на скорость течения воды. Равнинные реки отличаются спокойным, плавным течением и малыми уклонами. У таких рек развиты широкие долины, и они удобны для судоходства (рис. 69). Особенно широки долины рек, протекающих по плитам платформ. Например, пойма Оби достигает ширины 40 км. Горные реки имеют большие уклоны, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несётся с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты
Рис. 69. Волга у Жигулёвских гор
Лениво дышит полдень мглистый;
Лениво катится река.
Ф. И. Тютчев
Рис. 70. Река Терек
Дробясь о мрачные скалы,
Шумят и пенятся валы.
А. С. Пушкин
и нередко с большим грохотом мириадами брызг низвергается водопадами. Очень порожисты, с многочисленными водопадами реки Карелии, прокладывающие свой путь по твёрдым породам Балтийского щита. Уклон Терека, вырывающегося из горных теснин Кавказа, составляет 5 м на 1 км (рис. 70). Какое уж тут судоходство! Зато горные реки обладают большими запасами гидроэнергоресурсов и удобны для строительства ГЭС.
Что такое расход воды в реке и годовой сток?
Очень важными характеристиками рек, особенно для судоходства, строительства ГЭС, водоснабжения населённых пунктов, орошения полей, являются расход воды и годовой сток. Расход — это количество воды, проходящее по руслу за единицу времени. Расход измеряется в кубических метрах в секунду. Рекордсмен страны — Енисей, среднегодовой расход которого достигает почти 20 000 м3/с, что в 200 раз больше расхода Москвы-реки. Расход воды в реках подвержен значительным колебаниям. Так, например, на реках центральной части Восточно-Европейской равнины пик приходится на весеннее снеготаяние, а летом он нередко сводится к минимуму, и реки мелеют. Расход воды в реке за длительное время (сутки, месяц, сезон, год) называется стоком (рис. 71). Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит от климата, характера рельефа, геологического строения и растительности. Там, где коэффициент увлажнения больше единицы, реки полноводны и несут много воды. Пятое место в мире и первое в России по величине годового стока занимает Енисей — за год он выносит около 625 км3 воды. Мировым рекордсменом является Амазонка — её сток составляет около 3800 км3 воды. Наименьшим стоком в стране обладают реки Прикаспийской низменности, за исключением Волги, которая почти всю воду собирает за её пределами. Равнинный рельеф уменьшает сток, а горный, наоборот, его увеличивает.
Рис. 71. Объём речного стока
Почему объём стока в устье и в верховье реки разный?
По величине суммарного речного стока Россия занимает второе место в мире после Бразилии. Однако распределён речной сток по территории страны неравномерно. В зависимости от того, с какой скоростью и по какой территории (сложенной рыхлыми или устойчивыми к размыву горными породами) протекает река, определяется величина твёрдого стока рек. Твёрдый сток — это переносимый водой материал, состоящий из растворённых в воде химических и биологических веществ и твёрдых мелких частиц. Чем больше скорость течения, тем больше твёрдых (и по размеру, и по количеству) частиц способны переносить реки. Максимальный твёрдый сток в стране имеет Терек — 26 млн т в год. Волга ежегодно выносит в Каспийское море до 23 млн т разных веществ.
Чем питаются и в каком режиме живут реки?
Климатические условия влияют также на питание и режим рек. Подавляющее большинство рек в России имеют смешанное питание: снеговое, дождевое и грунтовое (подземными водами). Лишь для некоторых горных рек Центрального Кавказа и Алтая характерно ледниковое питание. От преобладающего типа питания зависит режим рек.
Режим рек — это, по сути, жизнь речного потока в течение суток, сезонов и года. По режиму реки России подразделяются на три основные группы. Значительная часть рек России (Восточно-Европейской равнины, Западной и Восточной Сибири) относится к рекам с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъёму и разливу воды (весеннее половодье).
Летом питание рек дождевое, и, хотя осадков выпадает достаточно много, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень — время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень.
Для рек с дождевым и смешанным питанием характерен паводковый режим. Паводки — кратковременные (иногда очень значительные) подъёмы воды в реке — в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего с обильными дождями. Реки с таким режимом встречаются на западных склонах Кавказа и в Крыму. Вследствие тёплой зимы паводки могут проявляться и в это время года.
Позднее (из-за короткой весны и короткого лета) таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом отличаются реки Кавказа, северо-востока страны, Камчатки и Алтая.
Рис. 72. Наводнение на Северной Двине в 1998 г.
Рис. 73. Ледоход на реке Малая Сосьва
Реки юга Дальнего Востока (Амур с притоками), имеющего муссонный климат, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневый характер, что приводит к катастрофическим наводнениям чуть ли не каждый год. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и даже люди. На северных реках наводнения бывают при ледоходе от заторов льда. Сильнейшие наводнения на реках Лене и Северной Двине случились весной 1998 г. (рис. 72), а в 2013 г. — на реках в бассейне Амура.
Практически все российские реки зимой покрываются льдом. Свыше восьми месяцев в году длится ледостав на реках Средней и Северо-Восточной Сибири за полярным кругом. На многих реках этого района зимой сток практически прекращается, так как в условиях вечной мерзлоты подземного питания нет вообще, реки промерзают до дна или ледяной покров как бы зависает над пустым руслом реки. Только на реках крайнего юга европейской части (Терек, Кубань) и в Крыму ледостав неустойчив и наблюдается не каждый год.
Выводы
Реки — сложные природные системы, играющие важнейшую роль в круговороте воды в природе. Реки нашей страны — одни из крупнейших в мире, но густота речной сети в стране неравномерна и зависит от ряда природных условий. Реки — один из основных источников пресной воды, артерии жизни для человека. Сама жизнь! Но они, как человек, имеют свой норов, свой ритм жизни. Поэтому так важно изучать и знать реки, чтобы жить в согласии с ними.
Ключевые слова и выражения
Вопросы и задания