Влияние элементов водного баланса на гидрохимические характеристики рек

В природных условиях вода почти нигде не встречается в чистом виде. Соприкасаясь с горными породами и почвами, она растворяет то или иное количество содержащихся в них веществ и превращается в раствор. Степень минерализации речных вод и состав растворенных в воде веществ зависят от ряда факторов: состава пород и почв, биологических процессов, климатических и многих других условий. Можно, следовательно, сказать, что гидрохимия рек тесно связана с географической средой и изменяется вместе с ее изменением.

Одним из основных факторов, под влиянием которых формируется химизм вод, является климат. Зависимость этого процесса от климатических условий прежде всего проявляется в соотношении элементов водного баланса: осадков, стока и испарения.

В северных районах России, в зоне избыточного увлажнения, отличающейся большим количеством атмосферных осадков, малой величиной испарения и высоким поверхностным стоком, грунты, слагающие поверхность речных бассейнов, хорошо промыты; все легко растворимые соли здесь вымыты и унесены в море. Этим объясняется слабая минерализация вод северных районов.

В южных районах недостаточного увлажнения, характеризующихся малым количеством атмосферных осадков, большими потерями на испарение и малым поверхностным стоком, наблюдается засоление вод и почв. Соли здесь не выносятся, а накапливаются в почве и внутренних бессточных водоемах, играющих роль огромных естественных испарителей.

Вымывание химических составных частей горных пород и почв происходит в следующем порядке. Сперва вымываются легко растворимые соли - хлориды магния и натрия, затем более трудно растворимые сульфаты магния и натрия и, наконец, карбонаты кальция и магния; последними из состава почв вымываются кремнезем и окиси железа и алюминия.

По степени минерализации О. А. Алекин выделяет следующие четыре группы рек:

· реки с водой малой минерализации (до 200 мг/л);

· реки с водой средней минерализации (200-500 мг/л);

· реки с водой повышенной минерализации (500-1000 мг/л);

· реки с водой сильной минерализации (> 1000 мг/л).

Воды большинства рек России принадлежат к гидрокарбонатному классу. Площадь, занимаемая реками этого класса, составляет около 85% всей площади России. К этому классу принадлежат почти все реки Европейской части СССР, за исключением засушливых районов юга Украины, Северного Кавказа и Прикаспийской низменности. В Азиатской части СССР к нему относится большинство рек Западной Сибири, все реки Восточной Сибири, Дальнего Востока, горной области Средней Азии. По катионному составу воды гидрокарбонатного класса относятся почти исключительно к группе кальциевых вод, воды же натриевой группы встречаются сравнительно редко.

Воды гидрокарбонатного класса в большинстве случаев относятся к слабо минерализованным. Реки Карелии, Кольского полуострова, Северного края Европейской части СССР, северной части Западной Сибири, Восточной Сибири и Дальнего Востока обладают малой минерализацией, не превышающей обычно 200 мг/л. Особенно слабо мицерализованы воды рек Карелии и Кольского полуострова, а также зоны вечной мерзлоты в Сибири, где минерализация большей частью не превышает 50 мг/л.

Значительно менее распространены на территории СССР воды гидрокарбонатного класса средней минерализации. К ним принадлежат реки средней полосы Европейской части СССР (бассейны верхнего Днепра, Западной Двины, Верхней Волги, Камы). В Азиатской части СССР средней минерализацией отличаются воды рек Лено-Вилюйской низменности и Лено-Амгинского междуречья. Еще менее распространены воды гидрокарбонатного класса повышенной минерализации. К ним принадлежат реки лесостепной и части степной зоны Европейской территории СССР (междуречье Днестра, Южного Буга - Днепра, некото рые притоки среднего Дона, Урала, Тобола).

Реки, относящиеся к сульфатному классу, имеют наименьшее распространение и охватывают примерно 3% территории СССР. Они встречаются в засушливых степных районах Европейской части СССР (Приазовье, Донбасс) и Северного Кавказа, а также в полупустынных пространствах Средней Азии и Казахстана (бассейны Сары-Су, Чу, Аягуз, Теджен и некоторых других рек). Воды сульфатного класса отличаются значительно более высокой минерализацией по сравнению с водами гидрокарбонатного класса. Сульфатные воды малой и средней минерализации встречаются редко. Обычно минерализация этих вод превышает 1000 мг/л, достигая в отдельных случаях 2000 и даже 4000 мг/л (Теджен, некоторые реки бассейна Аму-Дарьи).

Величина жесткости является функцией общей минерализации: чем выше минерализация, тем больше жесткость. Жесткость измеряется в мг-экв Са и Mg в 1 л воды или в немецких градусах. Для характеристики общей жесткости обычно принимают следующую классификацию вод:

Очень мягкие до 1,5 мг-экв

Мягкие 1,5-3,0

Умеренно жесткие 3,0-6,0

Жесткие 6,0-9,0

Очень жесткие > 9,0

Зона очень мягких вод охватывает большую часть страны, в частности север Европейской части СССР примерно до 60° с. ш., почти всю Сибирь и Дальний Восток. Наличие здесь хорошо промытых почв, бедных растворимыми солями, создает условия для малой минерализации, а вместе с тем и небольшой жесткости речных вод.

Зона мягких вод, занимающая около 12,3% территории СССР, охватывает бассейны Волхово-Ильменский, Верхней Волги, Камы, Западной Двины, Васюгана, Чулыми, Томи. Ее границы примерно соответствуют распространению смешанных и лиственных лесов; воды - гидрокарбонатного класса с минерализацией до 500 мг/л.

Зона умеренно жестких вод, занимающая около 15,6% территории СССР, охватывает бассейны Немана, верхнего и среднего Днепра, Оки, верхнего Дона.

К зонам жестких и очень жестких вод, охватывающим около 15,4 % площади СССР, относятся области сухих степей, полупустынь и пустынь.

Дата добавления: 2015-04-23