бесплатно рефераты скачать
  RSS    

Меню

Быстрый поиск

бесплатно рефераты скачать

бесплатно рефераты скачатьРеферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

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

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

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

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

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 км

3 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

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Табл. 3. Внутригодовое распределение количества атмосферных осадков

выпадающих на поверхность Каспия.

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня 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.

Современное повышение уровня не представляет собой аномального явления. Как

отмечалось, значительные колебания уровня наблюдались как в прошлом, так и в

текущем столетии. Так, приращение уровня на 20-30 см в год отмечалось в 1865-

1866, 1895-1896, 1933-1934, 1937-1938 гг. Повышение уровня моря,

наблюдающееся с 1978 г., обусловлено главным образом увеличением объема

поступающего в море волжского стока, а также количества атмосферных

осадков,выпадающих на поверх­ность моря. В 1978—1983 гг. количество

атмосферных осадков сущест­венно превышало их среднюю многолетнюю норму,

достигнув 256 мм в год.

Внутригодовое изменение уровня имеет четко выраженный сезонный характер (рис.

3), обусловленный изменчивостью составляющих водного баланса. В зимнее время

уровень - низкий, затем вследствие интенсивного поступления в море речных вод

наблюдается его весенне-летнии подъем. Основное накопление воды в море

происходит в июне—июле, и уровень достигает наивысшего положения. С августа,

в связи с уменьшением речно­го притока и увеличением испарения с морской

акватории, уровень посте­пенно понижается до зимнего минимума, наблюдающегося

в январе-феврале.

Средняя многолетняя величина внутригодрвых изменений уровня за 1900—1983 гг.

составила 30 см (табл. 5). Наибольшая величина его

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Рис 2. Вековые изменения уровня Каспийского моря. 1500-1900-по Л. С. Бергу:

1901-1083 гг.-данные ГОИНа.

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Рис 3. Среднемноголнтние внутригодовые изменения уровня Каспийского моря 1 -

1942-1955 гг., 2 - 1956-1984гг., 3 – 1970-1977гг., 4 – 1978-1984гг.

годовых изменений наблюдалась в многоводный 1926 г. (50 см), наимень­шая — в

маловодный 1975 г. (25 см).

Зарегулирование речного стока в бассейне Каспийского моря повлияло на

сезонный ход уровня. В современных условиях половодье на Волге начинается на

месяц-полтора раньше и проходит быстрее, чем до 50-х го­дов. Это приводит к

более раннему наступлению среднемесячного макси­мума в годовом ходе уровня.

Весенне-летние попуски речной воды вызы­вают некоторое сглаживание хода

уровня в это воемя года, а зимние по­пуски, наоборот, приводят к повышению

уровня. Таким образом, в целом в течение года ход уровня стал более плавным

(см. рис. 3).

Большой научный и практический интерес представляет разработка прогнозов

уровня моря. В настоящее время существует несколько методов. Во-первых, это

так называемые климатические (гелиогеофизи-

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

ческие) прогнозы. Они основаны на физических моделях, связывающих колебания

Страницы: 1, 2


Новости

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

  бесплатно рефераты скачать              бесплатно рефераты скачать

Новости

бесплатно рефераты скачать

© 2010.