6 лет назад
Нету коментариев

К основным факторам изменения естественного режима водоемов суши и водного баланса планеты, по мнению гидрологов М. И. Львовича и А. А. Соколова, можно отнести следующие:

1. Распашка целинных и залежных земель и их сельскохозяйственное освоение, агротехнические, лесомелиоративные и другие мероприятия, направленные на регулирование водного режима почв с целью повышения урожайности.

2. Использование вод для водоснабжения, орошения, обводнения засушливых территорий, сопровождающееся истощением ресурсов пресных вод во многих аридных районах мира.

3. Регулирование речного стока, создание многочисленных водохранилищ, в том числе каскадов гигантских водохранилищ-морей, перераспределяющих водные массы во времени и пространстве.

4. Урбанизация (развитие городов); перемещение огромных масс земли и воды при разработке рудных месторождений и связанное с этим нарушение существующего равновесия между поверхностными и подземными водами.

5. Загрязнение вод рек, озер, водохранилищ и отчасти подземных вод в результате сброса в них промышленных и бытовых сточных вод и смыва с сельскохозяйственных угодий и территории городов различных загрязняющих веществ. Загрязнение может привести к качественному истощению водных ресурсов.

Совокупность перечисленных воздействий создает угрозу водного голова для человечества, поэтому перед наукой стоит задача раскрыть сложные взаимосвязи в природе, оценить влияние антропогенных факторов на водный режим и водный баланс, выработать эффективные меры оптимизации водопользования.

Большая группа изменений гидросферы связана с целенаправленным воздействием людей на другие компоненты природы (например, изменение гидрологического режима в результате расширения пахотных земель, мелиорации, вырубки леса и др.). Воздействие человека на одно из звеньев круговорота воды, который служит источником возобновления запасов пресных вод, приводит к изменениям в других его звеньях.

Эффект воздействия на водный баланс неорошаемого и орошаемого земледелия различен. Неорошаемое земледелие вызывает уменьшение речного стока за счет мероприятий, направленных на задержание влаги на полях и повышение влагосодержания почвы. По расчетам М. И. Львовича, за счет интенсификации земледелия полный речной сток во всем мире уменьшается в год примерно на 700 км3. Соответственно этой величине возрастает испарение. По данным исследователей, за 130 лет в некоторых районах Западной Европы слой испарения увеличился на 50 мм. Следовательно, земледелие снижает обеспеченность водой другие отрасли народного хозяйства и ухудшает состояние рек.

Орошаемое земледелие — один из главных потребителей водных ресурсов. Причем в отличие от промышленности большая часть воды при орошении используется безвозвратно. К 2000 г. объем потерь может достигнуть 3,4 тыс. км3/год, т. е. 88 %. от общего количества безвозвратных потерь.

Средством управления водными ресурсами служит транспортирование воды. В мире создан ряд крупных систем переброски стока вод. В СССР в низовьях Амударьи построен Каракумский самотечный канал: по нему перебрасывается до 10 км3/год воды на расстояние до 600 км (в будущем по проекту — до 1000 км). Другой канал перебрасывает воду Иртыша в Караганду на расстояние около 500 км.

По прогнозам в ближайшие десятилетия водные ресурсы ряда районов земного шара будут исчерпаны, поэтому разрабатывается проблема межбассейновой и межзональной переброски вод.

По данным А. П. Голикова (1982), в СССР необходимо увеличение водных ресурсов в республиках Средней Азии, где большой объем водопотребления связан с интенсивным развитием орошаемого хлопководства. В связи с этим ведутся интенсивные исследования возможностей переброски речного стока Оби и Енисея в бассейны Аральского и Каспийского морей. С его осуществлением предполагается существенно улучшить и состояние внутренних морей СССР, и перспективы дальнейшего развития орошаемого земледелия в Средней Азии и Казахстане.

Проект межзональной переброски вод в Европейской части СССР предусматривает поступление вод Печоры и Северной Двины в бассейны Волги и Днепра. Канал Дунай — Днепр предназначен для изменения структуры водного баланса засушливых районов Юга УССР и улучшения состояния приустьевых частей рек бассейна Черного моря.

Средством управления водным балансом территорий является регулирование речного стока. Для регулирования речного стока на земном шаре создано 1350 водохранилищ объемом более 4100 км3. По данным М. И. Львовича, в результате регулирующего действия водохранилищ годовой объем устойчивого стока рек возрос на 15%.

Создание водохранилищ имеет и отрицательную сторону. Под них отводятся удобные для сельского хозяйства земли. С зеркала водохранилищ происходит значительное испарение воды, вызывающее перераспределение водного баланса. Во многих водохранилищах имеет место значительная инфильтрация воды.

На рис. V. 10 приведена упрощенная схема модели бессточного озера. В таком водоеме положение уровня воды определяется равенством прихода (стока) и расхода (испарения), т. е. приход и расход должны в водоеме находиться в состоянии динамического равновесия. Нарушение равновесия включает в действие систему автоматического регулирования. Например, превышение испарения над стоком приведет к уменьшению объема воды и, следовательно, к сокращению площади испарения; уменьшение площади испарения вызывает уменьшение испарения. Так происходит до тех пор, пока нарушенное равновесие восстановится. По аналогии можно оценить и другие воздействия системы регулирования в случае нарушения равновесия. Каждый раз уровень водоема будет стабилизироваться на определенной отметке.

Автоматическое регулирование по принципу отрицательной обратной связи

Автоматическое регулирование по принципу отрицательной обратной связи

Реальным примером описанного процесса могут служить колебания уровня Каспийского моря (рис. V. 11). Снижение уровня моря вызывает значительное сокращение площади зеркала воды, следовательно, уменьшает расход воды на испарение. Такая система должна стабилизироваться, так как является системой отрицательной обратной связи.

Уменьшение площади зеркала воды при понижении уровня Каспийского моря

Уменьшение площади зеркала воды при понижении уровня Каспийского моря