Основные особенности гидрологического режима водохранилищ

 

Интенсивное использование водных ресурсов связано с созда­нием водохранилищ различных размеров, позволяющих накапли­вать воду в период избытка речного стока и использовать ее затем для выработки энергии, водоснабжения, орошения полей, повыше­ния глубин рек в межень и др.

Водохранилища в зависимости от их морфологических и гидро­логических особенностей можно разделить на несколько групп. Так, по величине напора, создаваемого плотиной, среди крупных водо­хранилищ можно выделить:

1) равнинные с напором 15—35 м;

2) предгорные с напором 50—100м;

3) горные с напором у плотины 200 м и более.

Обычно водохранилища располагаются в долинах рек. Это так называемые русловые (речные) водохранилища. В условиях ши­роких долин русловые водохранилища приобретают ясно выражен­ные черты искусственных озер.

Иногда в систему емкостей, регулирующих сток рек, включают естественные озера, в которых накапливают дополнительные за­пасы воды путем возведения плотин в истоке реки, вытекающей из озера. В этом случае образуются озерные водохранилища.

В искусственно создаваемых водоемах сразу после их возникно­вения начинают проявляться характерные для них гидрологические закономерности, не всегда и не во всем соответствующие развитию этих процессов в естественных озерах.

Режим уровней. Быстрое наполнение и сработка водохра­нилищ создают резкие колебания уровней. Интенсивность этих ко­лебаний зависит от соотношения объема притока и расходования воды из водохранилища. На крупных водохранилищах колебания уровней вследствие изменения условий притока и расходования воды осуществляются в течение годового цикла, при этом уровни достигают наивысшей отметки весной при заполнении водохранилища и снижаются до наименьших отметок к концу зимы.

На водохранилищах малой (по отношению к притоку) емкости уровни колеблются значительно более резко, существенно изменя­ясь в течение суток и даже нескольких часов.

Условия водообмена. Второй особенностью водохранилищ является их относительно большая проточность по сравнению с озерами такой же площади. Вследствие повышенной проточности наблюдаются более высокие скорости постоянных течений. Даже в таком крупнейшем водохранилище, как Рыбинское, замена воды в пределах сливной призмы в среднем осуществляется примерно дважды в течение весны. Полная смена воды в пределах этого водохранилища в среднем осуществляется в течение го­дичного периода.

Сравнительно быстрая смена водных масс обеспечивает боль­шее выравнивание температуры в водохранилищах, чем обычно наблюдается в озерах, а это в свою очередь приводит к меньшему нагреву поверхностных слоев воды по сравнению с теми усло­виями, которые имели бы место на озерах той же площади, распо­ложенных в однородных климатических условиях.

Отложение наносов в водохранилищах. Общими чертами процесса отложения наносов в водохранилищах разных типов яв­ляются формирование области интенсивного отложения более крупных наносов в зоне выклинивания подпора и распространение мелких фракций по акватории водохранилища. Часть наносов мел­ких фракций выносится за пределы водохранилища при сбросе воды из него.

В периоды сработки водохранилища зона выклинивания под­пора перемещается к плотине и соответственно происходит пере­движение области сосредоточенного отложения наносов. Этот про­цесс, повторяющийся периодически, способствует передвижению донных наносов к плотине и заполнению ими мертвого объема во­дохранилища. Чем меньше относительная емкость водохранилища, тем резче выражен этот процесс.

Более мелкие фракции распределяются по всей акватории с уси­лением процесса отложения в пределах затопленных пойм и дру­гих участков, где наблюдаются особо малые скорости течения.

Интенсивность заполнения водохранилища наносами зависит от его емкости и годового стока наносов.

Для водохранилищ озеровидного типа количество наносов, выносимых вместе со сбросом воды, весьма невелико, и поэтому интенсивность годичного заполнения водохранилища наносами мо­жно принимать равной отношению мертвого объема к объему го­дового стока наносов. В русловых водохранилищах в силу их зна­чительно большей проточности задерживается только некоторая часть из поступающих в них наносов. Несмотря на это, русловые водохранилища, обладая существенно меньшими объемами по сравнению с озеровидными водохранилищами, заиливаются значи­тельно быстрее.

В русловых водохранилищах, создаваемых на реках, обладаю­щих весьма высокой мутностью, может возникать донный поток тя­желой смеси, двигающийся от зоны выклинивания подпора до самой плотины. Это явление, например, было изучено на Гуаньтинском водохранилище р. Юндинхэ (КНР). Здесь речная вода, обла­дающая в период паводка большей мутностью, чем мутность воды водохранилища, опускается в придонные слои и в форме устойчи­вого потока перемещается до плотины.

Формирование берегов. С созданием водохранилищ ко­ренному переформированию подвергаются затапливаемые речные долины, особенно в береговой зоне водохранилища. Процессы, про­исходящие при формировании берегов водохранилищ, весьма су­щественно отличаются от тех, которые наблюдаются в береговой зоне озер.

Береговая область озер в течение многолетнего периода существования в условиях достаточно размываемых грунтов приобре­тает пологие очертания. Ветровые волны, воздействуя на берега озер, выносят в глубь озера более мелкие частицы грунта, делают откос более пологим и создают отмостку из крупных фракций грунта; эти частицы грунта создают защитный слой, предохраняю­щий берег озера от дальнейших разрушений. Указанный процесс, продолжаясь весьма длительный период, приводит к созданию бе­реговой зоны, являющейся относительно устойчивой при данных условиях ветрового волнения, уклона склонов и размеров частиц верхнего слоя грунта.

Таким образом, естественные озера в условиях равнинного рельефа имеют такие берега, на которых уже не происходят интен­сивные процессы размыва. Имеющиеся движения твердых частиц, образующих берег, обычно приводят к их перемещению в берего­вой зоне без существенного сноса в глубинную область. После со­здания водохранилищ ветровые волны, достигающие иногда вы­соты 3 м, сразу начинают интенсивно размывать склоны речной до­лины, которые до этого не соприкасались с водой и имели профиль, сформированный в условиях отсутствия постоянного воздействия воды. Внезапное нарушение условий существования склонов реч­ных долин, превращаемых в берега водохранилищ, приводит к стремительному одностороннему их преобразованию.

Можно сказать, что береговая зона озера находится в пределах уже развившегося процесса, а береговая зона водохранилищ на­ходится в стадии преобразования. В процессе преобразования бере­говой зоны водохранилищ даже в течение одного летнего сезона могут происходить обрушения берегов на расстоянии нескольких десятков метров от первоначального положения. При этом высота откосов может достигать 40—60 м и более. Общая зона разруше­ния береговой области до момента образования более или менее устойчивых береговых очертаний может достигать нескольких (двух-трех) километров.

В условиях водохранилищ, создаваемых подпором больших рек, основным фактором, определяющим процесс формирования береговой области, является ветровое волнение. Скорости течения, определяемые транзитными расходами воды, в больших водохранилищах малы для того, чтобы создать значительные размывы бе­регов.

При движениях воды, связанных с действием ветра, в том числе и сгонно-нагонных, так или иначе связанных с волнением, создаются скорости, способные размывать берега и дно, перемещать большие массы грунта.

Под действием указанных причин первоначальный берег, линия профиля которого abc разрушается. Про­дукты разрушения отлагаются вниз по откосу в виде подводной бе­реговой отмели или береговой платформы. Рост береговой отмели и разрушение берега продолжаются, постепенно затухая, до тех пор, пока отмель не образует надежную защитную полосу, выполненную на поверхности из достаточно крупных частиц грунта, в пределах которой волны теряют значительную часть своей энер­гии и перестают действовать разрушающе на берега.

Ледовый режим. С образованием водохранилищ резко из­меняются термический режим и ледовые условия, наблюдавшиеся до этого на реке. Вместе с тем они существенно отличаются и от условий, наблюдающихся на озерах, расположенных в тех же кли­матических зонах. Эти отличия возникают прежде всего вследствие того, что амплитуда колебания уровней и степень проточности во­дохранилищ, как указывалось выше, являются существенно боль­шими, чем у озер. В результате сработки уровня ледяной покров в прибрежной зоне водохранилищ деформируется, оседает на бе­рега и ломается. Режим нарастания и таяния ледяного покрова в центральной части водохранилища существенно не отличается от наблюдаемого на озерах.

Начало замерзания наступает одновременно с появлением льда на реках, который выносится в водохранилище. Сплошной ледяной покров на водохранилищах устанавливается раньше, чем на соот­ветствующих участках рек в естественном состоянии. Это происхо­дит потому, что в водохранилищах скорости течения значительно меньше, чем в реках.

Вскрытие водохранилищ начинается несколько позже, чем вскрытие рек, где разрушение ледяного покрова происходит в ре­зультате воздействия скорости течения.

Гидрохимический режим. Регулирование стока водохра­нилищами вызывает изменение минерализации воды. В условиях засушливого климата, где расходы на испарение значительны, ми­нерализация воды в водохранилищах может весьма существенно увеличиться по сравнению с минерализацией поступающих в них поверхностных и подземных вод.

Концентрация растворенных солей в водохранилище определя­ется многими факторами, среди которых главнейшими являются:

1) химический состав поверхностных и подземных вод, питаю­щих водохранилище;

2) режим регулирования;

3) количество выпадающих атмосферных осадков и потери воды на испарение;

4) содержание солей в почво-грунтах дожа водохранилища;

5) биологические и биохимические процессы в воде водохрани­лища;

6) состав и количество сбросных вод промышленных пред­приятий.

Среди большого многообразия причин, определяющих черты гидрохимического режима водохранилищ, главнейшей является со­отношение элементов водного баланса.

В зоне избыточного увлажения, где поверхностные воды не сильно минерализованы, а объем подземного притока, имеющего более высокую минерализацию, в общем годовом стоке невелик, изменения в ионном составе воды будут незначительны. Если водо­хранилище обладает достаточно большой емкостью и, следовательно, способно аккумулировать значительную часть вод поло­водья, то в этом случае сезонные изменения минерализации воды в водохранилище будут происходить в более узких пределах, чем были в реке до создания водохранилища.

В районах недостаточного увлажнения и особенно в засушли­вых местностях минерализация воды в водохранилищах подвер­жена значительно большим изменениям. В первый период после заполнения водохранилища в этих районах на формирование гидрохимического режима будет оказывать, влияние процесс вымыва­ния солей из почв и грунтов, которыми они в этих климатических условиях значительно более богаты, чем в зоне избыточного увлаж­нения.

Однако главное влияние на изменение минерализации воды в данных условиях будет оказывать чередование многоводных и маловодных периодов как внутри года, так и в течение более про­должительных интервалов времени. Уменьшение притока при боль­шом значении испарения сразу вызовет резкое (в 2—3 раза и бо­лее) возрастание минерализации воды и, наоборот, увеличение притока вызовет уменьшение минерализации.

 

БОЛОТА

 

Образование и распространение болот в России

 

Определение болота.Болото — участок земной поверхно­сти, характеризующийся обильным застойным или слабо проточ­ным увлажнением верхних горизонтов почво-грунтов, на которой произрастает специфическая болотная растительность, приспособ­ленная к условиям обильного увлажнения и недостатка кислорода в почве.

Если мощность отложившегося торфа такова, что корни основ­ной массы растений достигают подстилающего минерального грунта, то в этом случае избыточно увлажненные участки суши от­носятся к заболоченным землям или к болотам в начальной стадии их развития.

В задачу гидрологии входит изучение гидрологического (и осо­бенно водного) режима болот как в начальных стадиях их образо­вания (заболоченные земли и заболачивающиеся водоемы), так и в последующих фазах развития (болотные массивы).

Деление заболоченных территорий на заболоченные земли и бо­лота в значительной мере является отражением различия в составе растительности. Чисто болотные формы растительных группировок появляются не одновременно с началом процесса заболачивания. Пока толщина торфа невелика и корневые системы основных ви­дов растений не отрываются от минеральной почвы, подстилаю­щей торф, растительный покров включает растения, характерные для условий как болотного, так и неболотного обитания.

В связи с тем что условием, определяющим существование на избыточно увлажненных территориях тех или других растительных ассоциаций является в первую очередь водный режим, указанное различие между заболоченными землями и болотами в последую­щей стадии их развития имеет и гидрологическое значение. По­мимо определения болота как гидрологического объекта, имеются определения, в которых болото рассматривается как объект добычи торфа, т. е. с точки зрения наличия или отсутствия в нем запасов топлива.

Так, Всесоюзная конференция по кадастру болот в 1934 г. предложила определять болота как избыточно увлажненные участки земной поверхности, покрытые слоем торфа глубиной не менее 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном виде.

В настоящее время кболотам относят природные образования, занимающие часть земной поверхности и представляющие собой отложения торфа, насыщенные водой и покрытые специфической раститель­ностью (Давыдов Л. К. Дмитриева А.А., Конкина Н.Г., 1973). В общеупотребительной лекси­ке, а также некоторыми профессиональными группами, термин «болото» может применяться к объектам, не имеющих отложений торфа, поэтому для межотраслевых целей в последнее время принято использовать термин «торфяное болото» (цит. по «Гидроэкология...», 2004). К заболоченным землям относятся площади с мощностью торфа менее 30 см, а на переувлажненных минеральных землях отложения торфа отсутствуют. Все перечис­ленные земли, являются разновидностями водно-болотных угодий (wetlands).

Торфяные болота - единственные наземные экосистемы, обеспе­чивающие накопление атмосферного углерода в геологическом масштабе времени. С другой стороны, они являются источником парниковых газов - СО₂, СН₄ и N₂O. Средообразующие функции болот изменяются под влиянием природопользования: сельскохо­зяйственного производства, лесного хозяйства, добычи торфа и др. На болота оказывает воздействие загрязнение воздушного и водо­сборного бассейна, водозабор, развитие транспортной и иной хо­зяйственной инфраструктуры.

Нарушение гидроэкологической безопасности территорий воз­никает вследствие вторичного или дополнительного заболачива­ния, обусловленного строительством линейных сооружений (дорог, нефте и газопроводов), из-за плотин бобров, численность популя­ции и ареал распространения которых в последние годы заметно растет, выхода из строя гидротехнических сооружений. Повышен­ная возгораемость ранее использованных торфяников в последние годы активизировало работы по их затоплению. Обводнение, как один из видов рекультивации выработанных торфяных месторож­дений, существовал и раньше, но применялся редко вследствие их приоритетного рассмотрения как источника расширения сельскохо­зяйственных земель (Торфяные болота…, 2001). В современных усло­виях такой способ рекультивации будет использоваться чаще.

Избыточное увлажнение характерная черта многих регионов нашей страны. На долю России находится около 2/5 площади всех торфяных болот мира. По данным государственного земельного учета на 1 января 2000 г., в стране занято болотами 140,8 млн. га (более 8 % территории). По данным Института лесове­дения РАН, совокупная площадь болот и заболоченных земель достигает 369 млн. га или 21,6 % территории России (цит. по «Гидроэкология...», 2004).

Наибольшие площади болот отмечаются в Ханты-Мансийском АО, в Республике Саха (Якутия) и в Таймырском АО - соответст­венно 20,6, 19,9 и 11,0 млн. га (рис. 43). Высока доля болот в земельном фонде средней части Западно-Сибирской низменности. В Ханты-Мансийском АО болота распространены на 38,5 % территории, в Томской области - на 29,2 %, в Тюменской области - на 29,0 %. Вы­сокая заболоченность характерна для европейского севера России. В среднем она равна 15-20 %. Максимальных значения отмечаются в Мурманской области - 37,5 %. На Дальнем Востоке высока забо­лоченность равнинных территорий Приамурья: в Еврейской АО бо­лота занимают более 25 %.

 

 

Рис. 43. Распределение площади болот по субьектам Российской Федерации

Большая часть болот расположена на землях лесного фонда - 71,9 %. Лесное хозяйство является основным фондодержателем болотных, заболоченных и переувлажненных земель, как покрытых лесной растительностью, так и безлесных. Заболочено около 22 % лесного фонда, в т. ч. в Западной Сибири - 45,4 %, в европейской части - 33,6 %: в Калининградской области - 84,9 %, Ленинградской - 57,0 %, Архангельской - 55,8 %, Новгородской - 48,4 % этого фон­да. На землях сельскохозяйственного назначения находится 14,2 % болот, на землях запаса - 11,4 % (Торфяные болота..., 2001).

В Не­черноземной зоне доля заболоченных угодий составляет почти 8 % всех пахотных земель. Относительно небольшая часть болот нахо­дится в границах особо охраняемых территорий, но в некоторых регионах страны из хозяйственного использования исключены зна­чительные площади болот: в Ярославской области (15,4 %), Кам­чатской области (14,6 %), в Республике Алтай (14,1 %).

Структура антропогенных изменений болот в России достаточ­но типична для умеренного пояса. Наибольшие потери площадей болот связаны с сельским и лесным хозяйством. Масштаб воздействия разных видов природопользования на состояние болот и их гидро­экологические функции не всегда соответствует изменению их пло­щади.

Образование болот и их типы. Степень заболоченности территории находится в прямой связи с условиями ее обводнения.

В зоне избыточного увлажнения, где среднее многолетнее зна­чение годовых осадков значительно превышает испарение с суши, обусловливая более или менее постоянное увлажнение верхних го­ризонтов почво-грунтов, процессы болотообразования имеют наи­более широкое распространение. В этой зоне значительная часть влаги, не расходуемая на испарение с поверхности суши, должна удаляться в виде поверхностного и грунтового стока. При равнин­ном рельефе с малыми уклонами избыток влаги из поверхностных почво-грунтов отводится чрезвычайно медленно.

На обширных площадях создаются благоприятные условия для переувлажнения почвы застойными водами. Только в районах с всхолмленным рельефом и хорошо развитой речной сетью не на­блюдается возникновение болот. Напротив, на обширных плоских междуречных пространствах болота не только располагаются в от­рицательных элементах рельефа (понижениях местности, котлови­нах, долинах или оврагах), но часто покрывают их сплошными массивами.

В зоне неустойчивого увлажнения болотные массивы приуро­чены в основном к котловинообразным бессточным понижениям местности, озерным котловинам и речным долинам. В зоне недоста­точного увлажнения болота встречаются редко и располагаются либо в поймах рек, либо в глубоких долинах и впадинах, где избы­ток влаги создается в результате разливов рек или выходящими на поверхность грунтовыми водами.

Болота могут возникать или путем зарастания водоемов, или вследствие заболачивания водораздельных пространств. Непре­рывно продолжающийся процесс выноса в озеро минеральных и органических частиц грунта, смытых с водосборной площади озера, а также отложение отмирающих растений, в большом коли­честве развивающихся в озере, обусловливают постепенное его об­меление. Вместо высоких камышей и тростников, развиваются мел­ководные растения — хвощи, осоки и многие другие водолюбивые растения, отложения которых хотя и поднимаются над поверхно­стью воды в озере, но затопляются весенними и летними высокими водами, отлагающими принесенные или взмученные частицы ила.

Таким образом, на месте водоема образуется болото, более низкое по положению, называемое поэтому в классификации ни­зинным, по растительности его называют травяным. Продолжаю­щиеся отложения отмирающих трав поднимают поверхность тор­фяных массивов все выше и выше, пока она не перестанет затоп­ляться весенней водой, следовательно, минеральных частиц на нее оседает уже меньше. Поэтому осоки, нуждающиеся для своего ро­ста в минеральных солях, начинают замещаться кустарниковой и древесной растительностью. Болото из стадии травяного перехо­дит в лесное или переходное. Дальнейший процесс накопления органических веществ при отсутствии увеличения минеральных со­лей обусловливает смену растительного покрова, выражающуюся в исчезновении осок и всего разнотравья, свойственного переход­ным болотам, и в развитии взамен этого сфагновых мхов.

Поверхность болота благодаря быстрому нарастанию сфагнума поднимается все выше и выше и принимает по отношению к пери­ферии выпуклую форму; болото переходит в стадию сфагнового по характеру основной растительности и верхового по положению по­верхности.

Сфагновый покров, разрастаясь в высоту и образуя выпуклую форму болота, распространяется и вширь, выходя за пределы водо­ема, на котором он первоначально возник. Следовательно, перво­начальное продвижение сфагнового покрова от периферии к центру водоема сменяется затем продвижением его за пределы этого во­доема с захватом прилегающих суходолов.

В климатических условиях северной половины России осадков выпадает больше, чем расходуется влаги на испарение, поэтому излишек воды скапливается на поверхности болота сначала в форме мочажин, а затем в виде вторичных озер и русел вторич­ных речек, дно и берега которых образованы торфом.

Таким образом, на месте первоначального водоема образуется в течение долгого времени сначала травяное болото, затем лесное и, наконец, сфагновое, на котором может вновь появиться мелко­водное озеро с торфяным дном и берегами.

Процесс зарастания озер происходит различно в зависимости от крутизны подводных склонов озера. Характеристика основных черт процесса зарастания озер при пологих и крутых склонах, при­водящего к образованию с течением времени на месте озера бо­лота, приведена в разделе 12.

Нередко болота образуются не путем зарастания водоемов, а непосредственно на минеральном грунте. Этот процесс может осуществиться в следующих различных условиях.

1. Равнинный рельеф и наличие на поверхности или близ нее водонепроницаемого слоя (обычно глины) ведут к постоянному из­быточному содержанию влаги в верхнем горизонте грунта. Благо­приятным условием для развития болот в этом случае является во­донепроницаемость почв, создающаяся часто залегающим под ле­сом непроницаемым, так называемым ортштейновым слоем, или слоем красной руды из сцементированной материковой породы. Под покровом елового и соснового леса в этих условиях на плодо­родном грунте появляются обычно зеленые мхи — первый вестник начинающегося заболачивания. Зеленые мхи постепенно вытесня­ются сфагнумом, который, облекая стволы деревьев и будучи насы­щен водой, прекращает доступ воздуха к их корням, в результате чего лесная растительность гибнет и на месте леса оказывается сфагновое болото.

2. Часто процесс заболачивания развивается на месте выруб­ленного леса не только в низинах, но и на возвышенных местах. Ле­сосека покрывается злаками, образующими при благоприятных условиях плотную дернину, которая препятствует возобновлению древесной растительности и способствует застаиванию влаги. Этот процесс способствует развитию влаголюбивой растительности, за­глушающей оставшиеся после леса растения. Через несколько лет появляется мох-сфагнум и образуется моховое болото.

3. Заболачивание наблюдается также после лесного пожара. Развивающаяся на пожарище растительность образует основу, на которой затем разрастаются подушки сфагнума, постепенно сли­вающиеся в сплошной сфагновый ковер.

4. Низинные болота с осоковой растительностью и с малой мощностью отложений торфа могут образоваться в условиях затрудненного стока весенней воды с поймы речных долин в русло реки.

5. Заболачивание приречных низменностей происходит также вследствие поднятия уровня воды в реке в результате устройства плотин; в этом случае одновременно имеет место как затопление водой с поверхности, так и подтопление площади в результате поднятия грунтовой воды. Развивающаяся осоковая растительность способствует накоплению растительных остатков, удерживающих в себе влагу: на этой основе затем развиваются мхи.

6. Часто происходит заболачивание неширокой полосы у под­ножия склона речной долины вследствие выхода здесь грунто­вых вод.

7. Очагами заболачивания водоразделов служат иногда мелкие впадины, возникающие как провалы на местах выноса грунтовыми водами растворимых солей, а также на участках механического выноса мелкопесчаного грунта из-под слоя глины. Образующиеся в провальной западине болота разрастаются и создают сплошные водораздельные массивы.

8. В области тундры причиной заболачивания является весьма малое испарение с поверхности земли и неглубокое залегание слоя вечной мерзлоты. Вечная мерзлота и глина задерживают воду у по­верхности земли, а сравнительно высокая температура вегетацион­ного периода и влажный летний климат способствуют развитию травяной растительности, содействующей заболачиванию.

Развитие болотных массивов на минеральных грунтах может осуществляться или путем распространения процесса заболачива­ния от центральных частей зоны заболачивания к периферии (центрально-олиготрофный ход развития болотного массива), или, наоборот, от периферии к центру (периферически-олиготрофный ход развития болотного массива).

Сочетание растительных ассоциаций, возникающее при обиль­ном водно-минеральном питании, характерном для условий низин­ных болот, образует так называемую евтрофную болотную расти­тельность, т. е. растительность, нуждающуюся в достаточно обиль­ном питании минеральными солями.

Растительность, развивающуюся на болотах в условиях бедного питания минеральными солями при водном питании за счет атмо­сферных осадков и весьма слабой проточности вод, что характерно для верховых болот, называют олиготрофной болотной раститель­ностью.

Выделяют еще мезотрофную болотную растительность, объеди­няющую виды болотных растений, мало требовательных к минера­лизации болотных вод и произрастающих при обедненных мине­ральными солями водах в условиях средней и слабой проточности.

Евтрофная, мезотрофная и олиготрофная растительность болот часто называется соответственно низинной, переходной и верховой растительностью.

При центрально-олиготрофном ходе развития болотного мас­сива смена евтрофной растительности на мезотрофную и затем олиготрофную происходит вначале в центральных частях, наиболее удаленных от границ болотного массива. На окраинах массива в месте контакта с суходолом евтрофная и мезотрофная растительность сохраняется часто до поздних стадий развития массива, если проточность вод и минеральное питание на периферии массива уменьшаются незначительно по мере торфонакопления.

При периферически-олиготрофном ходе развития болотного массива смена евтрофной и мезотрофной болотной растительности вначале происходит на периферии массива, а затем лишь в его центральных частях.

Указанное деление болот на верховые, низинные и переходные достаточно четко отражает главнейшие стадии их развития, осо­бенности водного питания и характера растительного покрова, но не затрагивает условия их залегания относительно рельефа мест­ности. Исходя из геоморфологических условий залегания рельефа поверхности и связанных с ними условий водного питания и расти­тельного покрова, болотные массивы, по К. Е. Иванову, можно раз­делить на две основные группы: первая — болота водораздельных междуречных пространств и вторая — болота речных долин.

В состав первой группы входят болотные массивы: плоско-водораздельного залегания, водораздельно-склоновые плоского залегания, котловинного залегания.

Во вторую группу входят болотные массивы: пойменные, террасные, староречий.

Болота плоско-водораздельного залегания характе­ризуются тем, что они располагаются на обширных плоских водо­раздельных равнинах, покрывая сплошным слоем торфяных отло­жений и наиболее высокие точки речных водоразделов. Воды с них стекают в различных направлениях, поступая в разные речные бас­сейны.

Для болот котловинного залегания, расположенных на междуречных водораздельных пространствах, характерно нали­чие стекания вод к болотному массиву со склонов котловины, окружающих болото. Такие массивы могут быть расположены в пол­ностью замкнутых и бессточных котловинах, в проточных пониже­ниях, в котловинах, из которых имеется сток вод по одному или нескольким ручьям-водоприемникам при отсутствии впадающих ручьев, и, наконец, в котловинах, впадинах и депрессиях с впадаю­щими в них ручьями, но не имеющих руслового стока.

Пойменные болотные массивы (рис. 44), покрывающие поймы рек, характеризуются тем, что стекание вод с таких массивов про­исходит по всему фронту дренирования их рекой. Эти массивы имеют поверхность, иногда горизонтальную, а чаще слабо накло­ненную в сторону русла реки.

 

Рис. 44. Схематический поперечный профиль долины реки с поймен­ными и притеррасными болотными массивами

1 — аллювиальные отложения первой террасы, 2 — аллювиальные отложения второй террасы, 3 — постплиоценовые отложения, 4 — торф.

Террасные болотные массивы (рис. 44) отличаются от поймен­ных тем, что в силу своего более высокого залегания по отношению к уровню воды в реке они не подвергаются периодическим затоп­лениям речными водами в периоды половодья и паводков. При широких и плоских террасах такие болотные массивы имеют горизон­тальное залегание. В ряде других случаев они залегают на пологих сглаженных склонах террас, а также во впадинах и в понижениях у подножий крутых склонов вышерасположенных террас. В по­следнем случае террасные болотные массивы называют притеррас­ными.

Болотные массивы староречий обычно занимают небольшие площади. Они могут располагаться как на древних надпойменных террасах, так и в староречьях современных пойм, представляя в этом случае более молодые образования типа заболоченных во­доемов.

Морфологические особенности строения болот. Болото яв­ляется сложным природным образованием. Чтобы иметь возмож­ность исследовать физические свойства и особенности гидрологиче­ского режима различных болотных массивов, необходимо выявить основные сравнительно однородные элементы, из сочетания которых в последующем складываются сложные болотные комп­лексы.

В качестве простейшего болотного образования может быть принята часть болотного массива, однородная по характеру расти­тельного покрова, микрорельефу поверхности и физическим свой­ствам верхних горизонтов торфяной залежи. Такую элементарную часть болотного массива называют болотным микроландшафтом.

Сочетание болотных микроландшафтов образует простой болот­ный массив, или болотный мезоландшафт, возникший из одного первичного очага заболачивания и отграниченный от других болот­ных массивов незаболоченными землями.

Сочетание нескольких болотных мезоландшафтов, сложившееся в результате развития и слияния простых болотных массивов, представляет собой болотный макроландшафт, или сложный болот­ный массив.

Площади болотных микроландшафтов колеблются в широких пределах: от нескольких гектаров до десятков и даже сотен квад­ратных километров. В основу существующих классификаций бо­лотных микроландшафтов положены главным образом ботаниче­ские признаки. По этим признакам различаются лесные, травяно-лесные, древесно-моховые, травяные, мохово-травяные, моховые и комплексно-моховые микроландшафты с детализацией их по ви­довому составу растений применительно к низинным (евтрофным), переходным (мезотрофным) и верховым (олиготрофным) болотам.

При оценке гидрологического режима болот наибольший инте­рес представляет выделение микроландшафтов не только по типу растительного покрова, но и по рельефу болота и его гидрографи­ческой сети. Такая классификация в настоящее время разработана лишь для верховых болот. Для этих болот в группе комплексно-моховых микроландшафтов различают комплексы:

а) грядово-мочажинные,

б) грядово-озерково-мочажинные,

в) грядово-озерковые,

г) озерково-мочажинные.

В зоне верховых болот грядово-мочажинные и грядово-озерко­вые микроландшафты занимают обычно от 50 до 60% площади. В зоне низинных болот, например в Полесье, преобладают низин­ные моховые и мохово-травяные болотные микроландшафты: в Барабинской низменности — травяные низинные микроландшафты.

Болотная гидрографическая сеть. Совокупность распола­гающихся на территории болотных массивов ручьев, речек, озер различных размеров и топей называется болотной гидрографиче­ской сетью. Все многообразие элементов гидрографической сети можно разделить на три основные группы: водоемы, водотоки и топи.

Болотные водоемы представляют собой болотные озера разных размеров с различной проточностью воды.

Болотные озера по площади распространяются иногда на не­сколько квадратных километров, а глубины в них достигают 10 м и более. Берега часто сложены на глубину нескольких метров из торфяной толщи, а дно — либо минеральными грунтами, подсти­лающими торфяную залежь, либо илом и торфяными отложениями.

Большая часть крупных озер представляет собой остатки древ­них озерных водоемов, существовавших еще до образования бо­лотных массивов. Иногда такие озера расположены в центре вы­пуклости современных болотных массивов. Медленный сток воды лишь путем фильтрации через торфяную залежь приводит к тому, что уровни в таких озерах за счет атмосферного питания отосадков, выпадающих на их площадь, поддерживаются на высоте 5— 8 м над периферией болотных массивов.

В большом количестве на болотах встречаются микроозерки, происхождение которых связано с современным рельефом болот­ных массивов и фильтрационным движением воды в верхнем слое болот. Микроозерки обычно располагаются в местах, где приток воды со склонов вышерасположенных участков болотных массивов не компенсируется столь же интенсивным стеканием вод.

Внутриболотные водотоки, как и водоемы, представляют собой либо заторфовывающиеся и постепенно зарастающие ручьи и речки, существовавшие еще до образования современных болотных массивов и называемые первичными, либо ручьи и речки, возник­шие уже на сформировавшемся болотном массиве, называемые вторичными.

Топями называются сильно переувлажненные участки болотных массивов, характеризующиеся разжиженной торфяной залежью,