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
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
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 км3 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.
|