УДК 556.16:556.114(479.24+234.9)
Закономерности территориального распределения модуля ионного стока горных рек Азербайджана
М. А. Абдуев*
Для исследования модуля ионного стока горных рек Азербайджана использованы материалы периода 1950—2010 гг. Выявлено, что значения модуля ионного стока на всей территории с высотой увеличиваются, за исключением Ленкоранской природной области. Установлены зависимости модуля стока от высоты Мц =/(Н). Полученноеуравнение может быть использовано при определении модуля ионного стока неизученных рек.
Введение
Горные районы в отличие от равнинных характеризуются пестротой геолого-гидрологических, почвенных и климатических условий. Большая степень расчлененности рельефа, большой диапазон высот, наличие снежников в высокогорной зоне, степень закарстованности среднегорной зоны способствуют формированию на горной территории Азербайджана разных как по химическому составу, так и по минерализации речных вод. В горных условиях при обобщении разных климатических и гидрологических характеристик в большинстве случаев используют метод привязки исследуемых величин к средней или абсолютной высоте местности. Данный метод хорошо зарекомендовал себя [14] и основывается на установленном факте вертикальной зональности этих характеристик. Под зональностью той или иной географической характеристики понимается изменение ее количественных значений в одном направлении в соответствии с изменением географических зон по территории. В горных регионах, в частности на Кавказе, зональность выражена по вертикали.
Вертикальная зональность на горной территории Азербайджана выявляется практически для всех климатических (радиационный баланс, температура воздуха и почвы, осадки, испарение и т. д.) и основных гидрологи чес ких (слой вод но го сто ка, терми чес кий и вод ный ре жим рек, даты схода и появления снежного покрова и т. д.) характеристик [15]. Климатическая зональность является прямым фактором формирования вертикальной зональности почвенного и растительного покрова в горных районах.
В об щих чертах мож но опре де лить, что с уве ли че ни ем вы со ты мест-нос ти в свя зи с уве ли че ни ем увлаж не ния (коли чес тва осад ков) тер ри то рии в общем водном стоке увеличивается доля слабоминерализованных поверх-
* Институт географии им. Г. А. Алиева Национальной академии наук Азербайджана; e-mail: abduyevm@gmail. com.
ностных (снеговых, дождевых и ледниковых) вод, уменьшаются мощность и распространенность почвенного покрова. При этом в толщах пород количество легкорастворимых минеральных солей, а также средняя годовая минерализация речных вод должны уменьшаться. Как видим, изменение по высоте общего климатического фона должно способствовать уменьшению минерализации.
На роль климата в формировании минерализации и химического состава речных вод обратил внимание О. А. Алекин. Автор [3] в результате всестороннего анализа пришел к выводу, что климат, определяющий в общих чертах зональность и распределение минерализации речных вод, создает как бы общий фон, на котором развивается действие других факторов формирования химического состава воды. Из последнего следует, что должна существовать связь между средними годовыми значениями минерализации и водного стока рек, что и подтверждается полученной О. А. Алекиным зависимостью между средней годовой минерализацией и модулем водного стока для 53 крупных и средних рек бывшего СССР, расположенных в разных географических зонах.
Материалы и методы исследования
Для проверки наличия связи между многолетними среднемесячными расходами воды и минерализацией вод горных рек построена зависимость для 89 рек Азербайджана. В качестве примера приведены связи между среднемесячными расходами воды и минерализацией некоторых рек (рис. 1). Как видно на рисунке, между указанными величинами наблюдается четко выраженная обратно пропорциональная зависимость, что бесспорно подтверждает вышеизложенное. Таким образом, несмотря на всю сложность условий формирования, в горных регионах закон вертикальной зональности для минерализации все же сохраняется. Очевидно, что такая связь между увлажненностью и минерализацией определяет зональность последней, но также немаловажную роль играют температура воздуха и температура почвы, которые с увеличением высоты уменьшаются. Это приводит к сокращению продуктивности микроорганизмов и растений. Кроме того, распространенность и мощность почвенного покрова также уменьшаются с высотой, что способствует уменьшению солевой базы высотной зоны и т. д.
Как вид но на рис. 1, изме не ние по вы соте об ще го кли мати чес ко го и гидрологического фона способствует уменьшению минерализации поверхностных вод и определяет ее вертикальную зональность. Сказанное подтверждается полученной зависимостью между средней многолетней годовой минерализацией речных вод и средней высотой водосбора (рис. 2). Как и ожидалось, наблюдается общая тенденция уменьшения минерализации с высотой.
Ионный сток как произведение минерализации и водного стока — фактора с резко выраженной зональностью — также должен подчиняться закону вертикальной зональности. Зональность ионного стока создает предпосылки для исследования территориального распределения этой величины.
Из всех характеристик ионного стока наиболее удобным для исследования тер ри то ри аль но го рас преде ле ния явля ет ся модуль сто ка ио нов. Ве ли-
йг -"'/с
VI
16
12
8
4
VIII
о
о
270
290
310
330
200 250 300 350 С, мгЫ
Рис. 1. Зависимость среднемесячных расходов воды Qм и минерализации С в районах Акерачай — Лачин (а) и Ленкоранчай — Ленкорань (б).
чина модуля ионного стока дает объективное представление об интенсивности химической денудации при сравнении целых речных бассейнов и отдельных горных регионов. Исследование территориального распределения величины модуля ионного стока выполнено Г. А. Гаджиевым [5] по рекам Большого Кавказа, Г. А. Гачечиладзе [6] по рекам Грузии, М. А. Ма-медовым [13] по рекам Малого Кавказа, Р. Р. Денмухаметовым [9] по рекам мира. Автором работы [9] выявлено, что модуль стока ионов изменяется по основным природно-ландшафтным зонам. Он пришел к выводу, что наибольший модуль стока ионов приурочен к зоне тропических лесов и достигает 95 т/км2.
Для рек Большого Кавказа Г. А. Гаджиевым [5] составлена карта модуля ион но го сто ка и полу че но, что модуль сто ка ио нов с вы сотой уве ли чи-вается. Такая же карта составлена М. А. Мамедовым [13] для рек Малого Кавказа. Однако небольшая продолжительность периода наблюдений за химическом стоком и малое число пунктов наблюдений не позволили авторам указанных работ выявить пределы изменения модуля стока ионов.
Расчет ионного стока в настоящей работе выполнен по данным наблюдений, проведенных в период 1950—2010 гг., по формуле ^ион = ЕС^, где — средний месячный сток воды, км3; С — средняя месячная концен -трация ионов в речной воде, мг/л. В расчетах использованы данные гидрохимических бюллетеней и качества поверхностных вод [8, 10]. Среднюю концентрацию ионов за расчетный период находили путем интерполяции на графике изменения концентрации ионов во времени по связи С =
Собранные к 2011 г. данные по 89 речным бассейнам Азербайджана характеризуют пространственную зависимость химической денудации от главных природных и антропогенных факторов. Анализ материала позволил сде лать не кото рые вы воды о за ко номер нос тях раз ви тия хи ми чес кой де нуда ции на тер ри то рии Азербайджана. Оцен ка ин тен сив нос ти хи ми чес-
Результаты и их обсуждение
кой денудации на территории Азербайджана выполнена на основе данных о стоке растворенных веществ, проносимых 57 реками (таблица). Установленные среднемного-летние значения стока ионов послужили основой для ана-ли за за ко номер нос тей тер ри-ториального распределения модуля ионного стока. Наряду со значительным разнообразием интенсивности водно-эрозионных процессов и сложностью их распределения в пространстве существует тесная взаимосвязь между ними и природной средой, которая во многом определяет особенности развития рельефа.
Закономерность проявления этих процессов довольно специфична в разных природных условиях и высотных поясах горных сооружений. Высотные пояса рельефа в своей последовательности отражают изменения в климате, водном режиме и типе питания рек, литологическом комплексе обнажающихся пород, почвенно-растительном покрове, представляющих собой главнейшие факторы интенсивности водно-эрозионных процессов.
В исследовании [1] установлено, что на Большом и Малом Кавказе интенсивность химической денудации увеличивается с высотой. В отличие от указанных горных областей в Талыше, наоборот, интенсивность химической денудации с высотой уменьшается. Это связано главным образом с последовательностью смены литологического состава пород и с количеством выпадающих осадков. Верхняя часть территории сложена в основном трудноразмываемыми вулканогенными породами, тогда как в нижних частях обнажаются мощные осадочные толщи. В Ленкоранской природной области по направлению к предгорью количество осадков увеличивается. В результате интенсивность химической денудации увеличивается от верхней зоны гор к предгорьям, изменяясь от 0,025 до 0,13 мм/год. В подтверждение этого на рис. 3 представлена зависимость модуля ионного стока речных вод от средней высоты водосбора.
Таким образом, интенсивность химической денудации на Талыше, в отличие от Большого и Малого Кавказа, уменьшается с высотой. Выявлено, что величина модуля ионного стока в высокогорном поясе Большого Кавказа составляет 350 т/км2. В целом высокогорный пояс охватывает приво-дораздельную часть Главного Кавказского хребта, в которую входят синклинальные плато Шахдаг и Гызылгая. Эта зона занята нивальным и частично нивально-ледниковым ландшафтом. Он развит на оголенной каме-нисто-чынгыльной и скалистой территории шириной от 2—3 до 20—25 км. Характерными формами рельефа для высот с господствующим климатом на гор ных тундр (скаль ный пояс) явля ют ся лед ни ко вые формы, где раз виты осыпи, обвалы, оползни [4].
Рис. 2. Зависимость средней многолетней минерализац
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.