Водные ресурсы Европы

Водные ресурсы Европы

ПИРОЖНИК И. И.

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ И ИХ СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

МИНСК

2007

ПРЕДИСЛОВИЕ

Стремительное развитие производительных сил за последние десятилетия поставило перед человечеством немало задач, среди которых одно из первых обозначает проблему обеспечения водой растущего населения и хозяйства. И это понятно. Ведь от состояния водных ресурсов и их режима по существу, зависит решение всех наиболее актуальных, экологических, продовольственных и энергетических проблем. Это обусловлено уникальными свойствами воды, как компонента природной среды: ее незаменимостью, вхождением в состав всех сфер Земли – атмосферы, литосферы и биосферы, а также ее важной роли в физических, химических, биологических и геологических процессах, формирующих эти сферы, быстрой и устойчивой реакцией экосистем на избыток или недостаток воды, высокой динамичностью и, наконец, обязательным участием во всех видах производственной деятельности.

Водные ресурсы – это пригодные для потребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Пары атмосферы, океанические и морские соленые воды в хозяйстве пока не используются и составляют потенциальные водные ресурсы.

Значение воды в хозяйстве Европы трудно переоценить. Она используется практически во всех отраслях экономики: в энергетике, для орошения сельскохозяйственных угодий, для промышленного и коммунально-бытового водоснабжения. Часто водные источники служат не только для цели водозабора, но и являются объектами хозяйственного использования в качестве транспортных магистралей, рекреационных зон, водоемов для развития рыбного хозяйства.

Население и различные отрасли хозяйства Европы используют огромные объемы воды, и размеры водопотребления продолжают увеличиваться. Усложняется структура водозабора, повышаются требования к качеству воды, но одновременно возрастают объемы загрязненных и отработанных стоков. На разбавление воды после очистки расходуются колоссальные объемы пресных вод. В европейских странах, обладающих довольно скромными ресурсами пресных вод, часто не хватает местных водозапасов на разбавление стоков. Качественное ухудшение вод, обусловленное бесконтрольным или слабо контролируемым хозяйственным использованием, – основная проблема в современном водопользовании в Европе.

В предлагаемой работе содержится общий обзор состояния, современного использования водных ресурсов Западной Европы и их изменения под влиянием антропогенного воздействия.

Эти вопросы рассматриваются в курсе «физическая география материков». Однако, количество лекционных учебных часов ограничено, и значительная часть материала выносится на самостоятельное изучение студентами.

При написании работы были использованы материалы из различных учебных пособий, а также статистические данные и картографические источники.

Данную работу можно рассматривать как методическое пособие при изучении физической географии материков.

ОСОБЕННОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ

ЕВРОПЫ

Европа – небольшая часть света, расположенная на западе самого крупного материка Земли – Евразии.

Традиционно Европу делят на Восточную и Западную: при этом под термином «Восточная Европа» подразумевается территория европейской части бывшего Советского Союза, а в понятие «Западная Европа» включалась вся зарубежная (для СССР) остальная часть этого региона. Однако это деление не несет в себе точной физико–географической основы, так как административные границы, как правило, не совпадают с природными рубежами.

В международных статистических справочниках применяются следующие группировки стран Европы:

1. Северная Европа – включает Норвегию, Финляндию, Швецию и Исландию.

2. Западная Европа – Ирландия, Великобритания, Франция, Германия, Бельгия. Дания, Люксембург, Австрия и Швейцария.

3. Центральная Европа – Польша, Чехия, Словакия, Венгрия, Румыния, Болгария, бывшая Югославия и Албания.

4. Южная Европа – Испания, Португалия, Италия, Греция, Кипр, Мальта, Крит и европейская часть Турции.

5. Восточная Европа – в это понятие включается территория европейской части бывшего СССР.

В настоящей работе рассматривается территория Европы без ее восточного региона (для удобства изложения эта территория будет именоваться «Европа»).

Особенности природы Европы во многом объясняются ее географическим размещением – полуостровным характером региона и расположением преимущественно в умеренных широтах Северного полушария.

Специфическая черта ландшафтной структуры Европы – ее чрезвычайная дробность и мозаичность, которая унаследована от тектонической раздробленности литогенной основы ландшафтов. Быстрая смена равнинных, возвышенных, горных и плоскогорных типов рельефа и соответственно классов и подклассов ландшафтов в значительной степени объясняется сильнейшей тектонической переработкой западного выступа Евроазиатской литосферной плиты. И на юге. в районе Европейского Средиземноморья, также происходят активные перемещения литогенных масс, свидетельствующие о современной активизации тектонического режима.

Система циркуляции атмосферы определяется расположением Европы между 72° и 36° с.ш., где почти круглогодично происходит перемещение циклональных воздушных масс умеренного пояса. Циклоны, приходящие в Европу по системе западного переноса, зарождаются над очень теплым сектором северной Атлантики, и поэтому они не только увлажняют, но и «обогревают» европейскую территорию. Это объясняет многие особенности ее ландшафтов.

Орографическое устройство поверхности Европы способствует беспрепятственному проникновению влажных циклонов в глубь материка, и поэтому почти на всей ее территории господствуют гумидные ландшафтные системы. В Европе наблюдается аномальное развитие природных зон, относящихся к западным приатлантическим секторам умеренного и субтропического поясов, – тайги, широколиственных лесов и вечнозеленых летне–сухих лесов и кустарников.

Оценка современного состояния природных компонентов и самих ландшафтов европейского региона свидетельствует о крайне глубоком техногенном преобразовании их природной подсистемы. Антропогенная трансформация, отразившаяся на природных процессах, управляющих динамикой и эволюцией ландшафтов, на их структуре, внешнем облике, функциональном состоянии, выражена различным образом в Северной, Средней и Южной Европе.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВНУТРЕННИХ ВОД

1.     Особенности водного стока

Над территорией Европы за год выпадает около 4150 км3 атмосферной влаги. Из этого объема 2320 км3 составляет поверхностный, или речной, сток и 900 км3 – подземный. Кроме того на территории Европы создано более 2,5 тыс. водохранилищ, в которых дополнительно аккумулировано свыше 430 км3 воды. Каждый год 175 км3 вод водохранилищ возобновляется.

Средняя высота слоя стока, равномерно распределенного по поверхности Европы, равна 306 мм. Хотя эта величина довольно значительна, но площадь Европы невелика, и удельный вес полного стока с ее территории в общем мировом стоке составляет всего 5,6 %.

Величина стока определяется соотношением объемов влаги участвующих в общем круговороте воды над европейской поверхностью: осадков, инфильтрации и испарения. В свою очередь эти объемы зависят от местных климатических условий, рельефа поверхности и литологического состава пород.

Над европейской территорией преобладает преимущественно западный перенос воздушных масс, и поэтому количество осадков снижается в направлении с запада на восток и с севера на юг. Величина испарения, определяемая приходом солнечного тепла, меняется от  200 мм на севере Скандинавии до 800 мм на южных полуостровах. Наиболее засушливые районы Европы, приуроченные к южным и юго-восточным окраинам, обладают минимальными значениями стока – менее 100 и даже 50 мм (рис. 1).

Наибольшая высота слоя стока – 1000 мм и более в год – приходится на хорошо увлажненные горные территории запада Скандинавских гор и Шотландского нагорья, Южную Исландию, Альпы, запад Динарских гор. Сток отдельных рек этих районов достигает рекордных для земного шара величин, например, некоторые бассейны рек западной Скандинавии имеют средний годовой слой стока свыше 6500 мм, а максимальный составляет свыше 11000 мм. Наименьший слой стока – 50–100 мм – приходится на районы с континентальным климатом, в которых при небольшой сумме осадков и высоких температурах значительная часть воды расходуется на испарение: это центр и восток Пиренейского полуострова и некоторые другие районы Средиземноморья, а также Среднедунайская и Нижнедунайская равнины.

При значительной величине годового стока его распределение по сезонам неравномерно. Это особенно выражено в районах с континентальным и переходным климатом в умеренном поясе, где зимой на продолжительное время поверхностный сток сводится к минимуму вследствие установления снежного покрова и ледостава на реках, а также в районах распространения средиземноморского климата из-за ничтожно малого количества осадков летом.

В районах с континентальным или переходным от морского к континентальному климатом, где зимой формируется более или менее устойчивый снеговой покров, резкое увеличение стока приходится на весеннее время, когда устанавливаются положительные среднесуточные температуры, приводящие к одновременному таянию снега на больших площадях. Однако и летом объем стока здесь может достигнуть больших величин во время интенсивных ливней, которые, как правило, приводят к весьма высоким паводкам. Во время таких ливней в течение нескольких суток объем стока нередко достигает 10–15% годового объема стока, а в исключительных случаях – даже 20–25%. Например, в отдельные годы ливневые паводки на Висле, Эльбе, Рейне и их притоках давали от 20 до 25% объема годового стока этих рек. В связи с этим сооружение на реках этих районов водохранилищ для регулирования стока рассчитывается на аккумуляцию не только весенних талых вод периода половодий, но и ливневых паводковых вод.

В районах распространения средиземноморского типа климата сезонность стока выражена наиболее четко. Очень малые расходы средиземноморских рек в сухие летние месяцы чередуются с резкими подъемами их уровней в дождливый зимний сезон. Регулирование водного стока здесь имеет особенно важное значение в водоснабжении для бытовых и хозяйственных нужд.

В формировании речного стока очень большое значение имеют особенности рельефа и геологического строения. В противоположность климатическим факторам, определяющим зональность стока, их влияние проявляется преимущественно в региональных особенностях его распределения.

Особенно большие различия выявляются между стоком равнинных и горных рек. В горных районах благодаря большой крутизне склонов очень велика скорость добегания воды в реки, что сильно сокращает ее расходы на испарение и инфильтрацию и создает большой коэффициент стока. Так, в Альпах коэффициент стока составляет 0,5–0,8, т.е. 50–80% осадков, выпадающих в бассейнах альпийских рек, попадает в русла; в то же время коэффициент стока равнин северной Франции составляет всего 0,3–0,5.

Со значительным коэффициентом поверхностного стока горных рек связаны более резкие колебания их водности, а также частые и интенсивные, быстро проходящие паводки от дождей.

Горный рельеф является важным фактором перераспределения влаги и в жидкой ее фазе. Перераспределение снега под влиянием ветров и силы тяжести в отдельных горных районах достигает внушительных величин. Например, в Савойских Альпах за год в среднем регистрируется от 500 до 800 снежных лавин; объем перемещаемого ими снега достигает многих миллионов кубических метров. В районах частых снежных лавин повышенный сток формируется на высотах, расположенных ниже мест максимального количества выпадения снега. Кроме того, перемещение снега вниз по склонам ускоряет сроки его таяния и наступления паводков на реках. Очень важным фактором перераспределения осадков в Альпах, Скандинавских горах и Исландии являются ледники, нередко транспортирующие большие массы льда ниже снеговой границы. Так, языки некоторых ледников Скандинавии и Исландии доходят почти до уровня моря, а крупные ледники Альп спускаются  в  пояс  горных  лесов,   расположенных  на  высоте  1500–1200 м. О том, насколько велика масса воды, поступающая в реки из ледников, свидетельствует, например, данные по верхней Роне, разветвленные притоки которой зарождаются в районе ледников Даммашток; в отдельные теплые и засушливые годы таяние этих ледников на площади около 21 км2 дает свыше 44 млн. м3 воды, что эквивалентно слою осадков приблизительно в 1850 мм.

Весьма существенную роль в формировании стока играет степень водопроницаемости слагающих поверхность горных пород. При прочих равных условиях сток рек в районах широкого распространения водопроницаемых пород, где поверхностный сток быстро преобразуется в подземный, достигает больших величин, чем в районах, сложенных водонепроницаемыми или слабопроницаемыми породами, благоприятствующими испарению влаги с поверхности. Например, в сильно закарстованных районах с маломощным почвенным покровом, особенно в Южной и отчасти Средней Европе, атмосферные осадки быстро поглощаются карстовыми пустотами, что резко снижает потери на испарение и увеличивает запасы подземных вод.

2. Реки

При значительной водности реки Западной Европы отличаются небольшой длиной и площадью бассейна. Это связано с относительно малой площадью территории Европы, ее сильной горизонтальной расчлененностью и частым чередованием гор и равнин.

У большинства крупных и средних рек наряду с участками течения, расположенными на равнинах, есть участки, дренирующие горы. Сложность морфологии речных бассейнов дополняется пестротой климатических условий, режима питания и стока. В связи с этим ниже приводятся характеристики питания и стока главным образом коротких рек, бассейны которых размещаются в районах с относительно однообразными условиями рельефа и климата.

По источникам питания в Западной Европе выделяются реки с ледниковым, снеговым и дождевым питанием. Для каждого из этих типов указанный источник питания является основным, но не единственным: он может быть почти исключительным (составлять более 80% всех источников питания), преимущественным (от 50 до 80%) или преобладающим (менее 50%, но более, чем доля любого другого источника питания). Наиболее распространены реки с дождевым питанием, меньше – реки со снеговым и еще меньше – с ледниковым питанием. Рек, в питании которых основную роль играли бы грунтовые воды, в Западной Европе очень мало. Лишь реки предгорных равнин и гор, в которых имеются массовые выходы источников в предгорных шлейфах, получают ощутимую долю питания за счет грунтовых вод.

В географическом распределении типов рек по источникам их питания выявляется зональная закономерность. В целом с севера на юг в питании рек уменьшается доля талых вод ледников и снегов и, увеличивается роль дождевых вод. Но в горных районах эта закономерность нарушается. Даже на самом юге Западной Европы в связи с накоплением в нивальном поясе снега талые воды весной являются дополнительным, а для некоторых рек существенным источником питания. В этом проявляется вертикальная поясность стока.

Реки ледникового питания распространены на Шпицбергене, в Южной Исландии и в наиболее высоких районах Скандинавских гор и Альп. Общей особенностью рек этого типа является приуроченность их основного стока к периоду положительных температур, вызывающих таяние ледников. По этой причине на всех реках с основным ледниковым питанием пик расхода приходится на июль – август. Зимой же устанавливаются очень низкие уровни, а в отдельных случаях сток прекращается совсем. На альпийских реках Швейцарии модули стока в июле – августе – сентябре превышают 250 л/сек, на 1 км2, а в период с декабря по апрель они падают до нескольких литров в секунду. На малых реках летом хорошо заметен суточный ход стока с его максимумом во второй половине дня, после наиболее интенсивного таяния ледников, и резким спадом к утру. Наиболее типично ледниковое питание выражено на реках Шпицбергена, которые за счет талых ледниковых вод получают более 80% своего стока. Большую часть года эти реки скованы льдом, и водоток в них почти отсутствует. Из-за суровости климата период поступления талых ледниковых вод ограничивается лишь 1–1,5 летними месяцами. В это время некоторое значение в формировании стока имеют и дождевые воды.

На горных реках юга Исландии, где период положительных температур продолжительнее, чем на Шпицбергене, паводки значительно более растянуты: к тому же в питании рек здесь помимо талых ледниковых вод существенную роль играют дождевые воды.

В районах современного оледенения Скандинавских гор и Альп ледниковое питание хотя и остается основным, но его доля в общем объеме стока, как правило, не превышает 50%. Талые воды горных снегов, а также дожди приводят к подъему воды в этих реках уже во второй половине весны. Расходы воды увеличиваются вплоть до августа – сентября, когда снижение температуры воздуха и уменьшения осадков в жидкой фазе приводят к заметному падению уровня рек, переходящему постепенно к осенне–зимней межени. Из относительно крупных рек Альп к этому типу относятся Верхний Рейн, верховье и альпийские притоки Роны, притоки По (рис. 2).

Реки снегового питания распространены в северных (бореальных) районах умеренного пояса с длительным снеговым покровом, главным образом в северных и средних районах Фенноскандии (приблизительно к северу от 60° с.ш.), а также в Карпатах, Пиренеях и среднегорном поясе Альп.

На всех реках с основным снеговым источником питания половодья приходятся на вторую половину весны, но продолжительность их различна на равнинах и в горах. На равнинных реках весеннее половодье от талых снеговых вод, как правило, проходит в более короткие сроки, чем на горных, так как на равнинах снег тает на больших территориях почти одновременно, тогда как в горах в связи с вертикальной климатической поясностью начало снеготаяния в нижнем поясе наступает на несколько недель раньше, чем в верхнем. Поэтому период поступления талых вод в реки затягивается, увеличивая сроки половодий и сглаживая пики.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6