Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия
Введение.
Уникальный природный водоем нашей
планеты - Каспийское море расположено на крайнем юго-востоке Европейской
территории России Море лежит на границе двух крупных частей единого материка
Евразии.Географические координаты крайних точек современной акватории
Каспийского моря (без Кара-Богаз-Гола): на севере — 47° 07' с.ш., на юге — 36°
33' с.ш.; на западе — 46° 43' в.д. и на востоке — 54°03'в.д.
Каспий занимает крупную и глубокую материковую депрессию в
пределах самой обширной в Европе и СССР области внутреннего стока, не имеет
связи с Мировым океаном, и уровень моря лежит на 28 м ниже уровня океана.
По размерам своей котловины Каспийское
море — крупнейший на Земле замкнутый водоем. Его общая площадь равна 378 400
км2, что составляет 18% общей площади озер земного шара и в 4,5
раза превышает площадь второго по величине озера мира - Верхнего (84 100 км2.
Северная Америка) [Николаева, 1971; Мировой водный баланс и водные ресурсы
Земли, 1974]. Вместе с тем площадь Каспийского моря соизмерима и даже значительно
превосходит площадь некоторых морей Мирового океана:
Балтийского (387000 км2),
Адриатического (139000 км2), Белого (87 000км2) [Атлас
океанов, 1977, 1980].
Каспийскому морю. в целом присуще субмеридиональное
простирание. Наибольшая протяженность его с севера на юг составляет 1030 км (по
меридиану 50° 00' в.д.) . Наибольшая ширина достигает 435 км (по параллели
45°30'с.ш.), наименьшая - 196км (по параллели 40° 30'с.ш.).
Каспийское море — глубоководный водоем с сильно развитой
шельфовой зоной. По величине максимальной глубины впадины — 1025 м — Каспий
уступает лишь двум самым глубоким озерам мира — Байкалу (1620 м) и Танганьике
(1435 м) [Малый атлас мира, 1981]. Средняя глубина Каспийского моря,
рассчитанная по батиграфической кривой, равна 208 м.
Исходя из особенностей
морфологического строения и физико-географических условий. Каспийское море
принято делить на три части: Северный, Средний и Южный Каспий. За условную
границу между Северным и Средним Каспием обычно принимают линию, соединяющую
о-в Чечень с м. Тюб-Караган, а между Средним и Южным Каспием линию о-в Жилой—м.
Куули В пределах Северного Каспия выделяют также западную и восточную части.
Для Каспийского моря, как и для любого замкнутого
водоема, характерны значительные изменения природных условий, обусловленные
комплексом климатических, гидрологических и геологических процессов,
протекающих в пределах его водосборного бассейна. Среди компонентов природного
комплекса моря весьма существенно изменяются морфомет-рия и топография водоема.
Так, наблюдавшееся в 30-х годах текущего столетия уменьшение увлажненности в
бассейне Каспия обусловило значительное сокращение объема вод и резкое (1,8 м)
понижение уровня моря. Это привело к сокращению площади водной поверхности,
изменению конфигурации береговой линии, уменьшению глубин. В поледнее время
наблюдается обратный процесс. Уровень Каспия из года в год возрастает что
вызывает затопление огромных территорий.
ВОДНЫЙ БАЛАНС И УРОВЕНЬ
МОРЯ.
Непостоянство уровня поверхности Каспийского моря —
одна из главных особенностей его гидрологического режима. В вековом ходе уровня
Каспийского моря выделяются циклические колебания различной продолжительности.
Вплоть до 30-х годов текущего столетия водный баланс
Каспийского моря формировался под влиянием естественных климатических факторов,
в результате их долговременных изменений. С середины 30-х годов на реках
Каспийского бассейна началось интенсивное водохозяйственное строительство,
влияние которого стало ощутимо сказываться в 50-е годы. К началу 70-х годов
практически все крупные реки бассейна были зарегулированы, заполнены и пущены
в эксплуатацию водохранилища. В результате этого уменьшился объем речного
стока и изменилось его внутригодовое распределение. В 30-е годы уменьшение
суммарного притока речных вод в Каспий не превышало 5—7 км3 в год, в
настоящее время безвозвратные изъятия достигают в отдельные годы около 50 км3
в год. Следовательно, помимо влияния климатических факторов, величина
поверхностного притока в море испытывает ощутимое дополнительное влияние
антропо-генной деятельности.
Исследование водного баланса за 1900—1982 гг. показало, что
величины его приходной части почти все время были меньше, чем расходной, в
основном за счет притока рек (табл. 1). Дефицит баланса, составивший в среднем
14 км3/год, обусловил общую тенденцию снижения уровня моря,
продолжавшегося до 1977 г. включительно. Лишь в отдельные непродолжительные
отрезки времени приход воды в море превышал расход и происходило повышение или
стабилизация уровня (рис. 1).
Поверхностный приток в море складывается из стока рек Волги,
Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры, малых кавказских рек и рек Иранского
побережья. Волга, бассейн которой составляет около 40% территории водосборного
бассейна Каспия, определяет основную часть поверхностного притока к морю,
достигающую около 80% общего его объема.
Изменения многолетнего сезонного стока Волги в различные
отрезки времени достигают значительных величин (табл. 2).
Благоприятные гидрометеорологические условия в бассейне моря,
сложившиеся в начале столетия (1900—1929 гг.), обусловили значительный приток
речных вод к морю и относительно высокое положение его уровня (см. рис. 1). В
30-е годы в бассейнах Волги и Урала наблюдался затяжной маловодный период.
Величина волжского стока сократилась до 200 км3 в год, в то время
как в 1900—1929 гг. она достигала 250 км3 в год. Главная причина
этой маловодности — потепление климата, охватившее все северное полушарие. В
результате значительно уменьшилось количество атмосферных осадков, главным
образом осенне-зимних, формирующих основной объем стока
Волги.
В период 1942—1969 гг. бассейну моря был присущ более
умеренный климат, поэтому водоносность рек несколько увеличилась и темпы
падения
Таблица 1. Составляющие водного
баланса Каспийского моря
уровня
замедлились. Однако в первой половине 70-х годов в бассейне Каспийского моря
опять сложились неблагоприятные гидрометеорологические условия и произошло
падение уровня моря до самой низкой отметки за все время проведения
инструментальных наблюдений — до —29,0 м (1977 г.). Величина суммарного речного
стока в 1970—1977 гг. оказалась даже ниже, чем в период интенсивного падения
уровня в 30-х годах. Сток Волги уменьшился до 207 км3/год и был ниже
средней многолетней нормы за 1900-1982 гг. -238 км3/год.
Изменение характера увлажненности в бассейне Каспия,
наступившее в конце 70-х годов, привело к увеличению атмосферных осадков, водоносность
Волги резко повысилась, и произошел быстрый подъем уровня моря (см. табл. 2,
рис. 1).
За исследованный период (1900-1982 гг.) разность
между максимальным и минимальным поверхностным притоком в море составляет 260
км3. Наибольший суммарный поверхностный приток — около 460км3
- отмечался в 1926г., а наименьший - 200 км3 - в 1975 г.
Внутригодовое распределение поверхностного притока в
Каспий, несмотря на различие физико-географических условий речных бассейнов и
специфические особенности годового стока отдельных рек, почти полностью
соответствует внутригодовому распределению стока Волги, составляющего основную
долю общего притока в море.
В течение
года четко выделяется максимум стока в мае—июне, в период прохождения
половодья. В это время в море ежемесячно поступает
Рис. 1.
Многолетние изменения стока Волги (км3/год) (д), уровня моря (м БС) (б):
1 — фактический, 2 — естественный
17—26% величины годового стока. Меньше
всего речной воды поступает в зимние месяцы: в январе—феврале 3—7% годового
стока.
Интенсивное использование водных ресурсов рек,
начавшееся с 50-х годов, привело к уменьшению величины поверхностного притока в
море, его внутригодовому перераспределению и, как следствие, к дополнительному
снижению уровня моря (см. рис. 1). В 70-х годах уменьшение величины волжского
стока за счет безвозвратных изъятий на народнохозяйственные нужды составляло
уже около 20 км3 в год [Шикломанов, 1976], что равняется 50%
ежегодных суммарных изъятий из рек Каспийского бассейна. Всего с 1940 по 1982
г. море "недополучило" свыше 800 км3 речной воды, что
может быть почти соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматических
условиях.
Поскольку объем атмосферных осадков, выпадающих на
акваторию моря, существенно меньше объема речного стока, влияние осадков на межгодовые
изменения уровня моря значительно меньше, чем речного стока.
С начала
столетия прослеживается тенденция увеличения осадков, выпадающих на поверхность
моря. Их доля в водном балансе изменялась от 15% в начале столетия до 23% в
1978—1982 гг., когда на поверхность моря в среднем за год выпадало 257 мм, что
существенно превышало среднемноголетнюю норму (191 мм). Наибольшее количество
осадков — около 112 км3 (308 мм) — было зарегистрировано в 1969 г.,
наименьшее — около 50 км3 (132 мм) — в 1944 г. Таким образом, размах
колебаний количества осадков составил около 60 км3 (178 мм слоя). В
течение года наименьшее количество осадков выпадает в летние месяцы —
июль-август(табл. 3).
Табл. 2. Внутригодовое распределение стока Волги (у с. Верхнего
Лебяжьего) в 1900-1982 гг
Табл. 3. Внутригодовое распределение количества
атмосферных осадков выпадающих на поверхность Каспия.
Испарение с поверхности моря —
основная расходная составляющая водного баланса. Из-за отсутствия достаточного
количества фактических наблюдений его величина в настоящее время оценивается по
различным теоретическим и эмпирическим формулам. Использование методики
расчета, разработанной в ГОИНе [Гоптарев, Панин, 1970], позволило уточнить
межгодовое и Внутригодовое распределение величин испарения по акватории Каспия.
На акватории моря наиболее высокая величина испарения характерна для Северного
Каспия, а наиболее низкая — для Среднего Каспия.
Анализ межгодовых изменений величин испарения в текущем столетии показал, что
самое интенсивное испарение было в 30-х годах, чему способствовала засушливость
климата, связанная с преобладанием антициклонического режима циркуляции
атмосферы на значительной части ETC,
что вызвало повышенное испарение не только в водосборном бассейне моря, но и на
его акватории. В это время с поверхности моря ежегодно испарялось около 395 км3
воды — намного больше, чем ее поступало в море. В результате в 1930—1941 гг.
море "потеряло" около 740 км3 воды.
Для испарения с поверхности Каспия характерны
незначительные межгодовые изменения, свидетельствующие об относительной устойчивости
этого фактора. Однако следует отметить, что в связи с понижением уровня моря и
соответствующим сокращением площади его зеркала происходит изменения объема
испаряющейся воды.
Сезонная изменчивость испарения более значительна, чем
межгодовая. Так, с июня по декабрь с поверхности моря испаряется около 70%
годового объема воды (табл. 4).
К расходным составляющим водного баланса до 1980 г.
относился также сток морских вод из Каспия в залив Кара-Богаз-Гол.
Непосредственные наблюдения за стоком в залив велись с 1928 г.
Среднемноголетняя величина стока за 1900—1979 гг. составила около 15 км3/год.
В начале столетия в залив стекало до 30 км3
в год, в последующие годы, в связи с сокращением речного притока и понижением
уровня моря, объем стока морских вод в залив постоянно сокращался (см. табл.
1).
С целью сокращения величины расходной составляющей
водного баланса Каспия в 1980 г. Кара-Богаз-Гол был отделен от моря глухой
плотиной, сток морских вод в залив прекратился. Перекрытие Кара-Богаз-Гола
позволило "сэкономить" до 1985 г. более 40 км3 морской
воды, что в общем повышении уровня моря составило около 17 см слоя, и уровень
моря ежегодно стал в среднем на 2,5—2,7 см выше, чем при существовании стока в
залив.
Роль подземного притока в море в водном балансе Каспия
незначительна, величина его ориентировочно оценивается в 4 км3/год
[Потайчук, 1970].
За историческое время происходила неоднократная смена
низких и' высоких стояний уровня Каспия (рис. 2). В середине XVI в. уровень
моря находился на отметке —26,6 м в последующее столетие произошло повышение
уровня до —23,9 м, а в начале XVIII в. уровень опустился до отметки —26
м. После этого значительного снижения начался период высокого стояния уровня, и
к началу XIX в. (1805 г.) его отметка достигла -22 м [Берг, 1934; Аполлов,
1951; Федоров, 1957; Николаева, Хан-Магомедов, 1962]. С начала проведения
инструментальных наблюдений (1837 г.) и до начала XX в. уровень сохранял
положение в среднем около —25,8 м. С 1900 по 1929 г. изменения уровня были
незначительными и происходили около средней отметки —26,2 м. Это относительно
равновесное положение уровня сменилось его резким снижением: с 1930 по 1941 г.
оно составило 1,8 м и -было связано с крупномасштабными климатическими
изменениями. В последующие годы снижение уровня Каспия происходило более
медленно, а в 60-е годы наблюдалась некоторая его стабилизация около отметки
—28,4 м. В первой половине 70-х годов произошло понижение уровня до
экстремально низкой за последние 150 лет отметки: -29 м в 1977 г. Общее
снижение с 1900 по 1977 г. составило 3 м, в том числе за счет хозяйственной
деятельности — около 1 м. С 1978 г. уровень Каспия стал резко повышаться и в
1985 г. достиг отметки —27,97 м,т.е. поднялся более чем на метр.
Страницы: 1, 2
|