Основные черты гидрологического режима равнинных и горных рек. Селевые потоки. Каналы и водохранилища

Поверхностные воды - это воды суши, по­стоянно или временно находящиеся на земной поверхности в жидком (реки, озера, внутренние моря) или твердом (ледники) состоянии. Все они тесно связаны круговоротом воды и составляют важнейший природный ресурс, требующий ра­ционального использования, сохранения и ох­раны. Поверхностные воды, являясь компонен­том ландшафта, связаны с другими его состав­ляющими и прежде всего - с климатом. С другой стороны, и сами поверхностные воды оказывают многостороннее воздействие на ланд­шафты.

Поверхностные воды на территории Казах­стана изучали десятки и сотни исследователей. Крупный вклад в изучение ледников страны вне­сли С.Е.Дмитриев, академик Н.Н.Пальгов, К.Г.Макаревич, П.А.Черкасов, Е.Н.Вилесов; в изучение рек - П.С.Кузин, И.С.Соседов, В.И.Коровин, Ю.Б.Виноградов, В.А.Семенов, Р.И.Гальперин, В.М.Болдырев; в изучение морей и озер - ака­демик Л.С.Берг, А.Н.Косарев, И.А.Шикломанов, Н.Т.Кузнецов, А.В.Шнитников, Г.Г.Муравлев. В их трудах, а также в работах А.П.Браславского, В.В.Голубцова, И.В.Северского, В.П.Благовещенского, А.П.Горбунова, П.П.Филонца, А.А.Турсунова, И.М.Мальковского, М.Х.Сарсенбаева, М.Ж.Бурлибаева и многих других, раскрыты основные особенности размещения и закономерности формирования, режима и ди­намики поверхностных вод республики.

Географическое положение, разнообразие ре­льефа и климатических условий Казахстана обус­ловливают крайне неравномерное распределе­ние поверхностных вод на его территории. Очень мало рек и озер в аридных районах юга страны, значитель­но больше их на севере, в лесостепной зоне, луч­ше обеспеченной осадками, и исключительно много в высокогорьях, где они питаются "веч­ными" снегами и ледниками.

На равнинах Казахстана роль воды в фор­мировании ландшафтов и производственной де­ятельности чрезвычайно велика: в пустыне она является единственным источником жизни и важным лимитирующим фактором в развитии хозяйства. Здесь одновременно сочетаются при­знаки крайней засушливости и обильного ув­лажнения территории и пересекающие её тран­зитные реки. Это обстоятельство связано с оро­графической неоднородностью страны - нали­чием пустынных равнин на большей части тер­ритории и высоких гор на юге и востоке, гидро­логические условия которых весьма различны. Последние на равнинах определяются прежде всего климатическими факторами: малым ко­личеством атмосферных осадков, высокими тем­пературами воздуха летом с резкими их колеба­ниями, слабой облачностью, низкой влажнос­тью воздуха, большой испаряемостью. С этими неблагоприятными для формирования стока условиями климата сочетается равнинность рельефа с небольшими уклонами и однообразными ландшафтами.

Горные системы юго-востока страны носят уже иные физико-географические черты. Высо­кие хребты являются мощными конденсатора­ми атмосферной влаги, приносимой западными ветрами. Высотный пояс максимального увлаж­нения (местами до 2500 мм) приурочен к гляциально-нивальной зоне с развитым совре­менным оледенением.

Лекция 9. Озера, генезис их котловин. Хозяйственное значение озер. Минерализация. Проблемы Каспия, Арала и Балхаша. Типы и ресурсы подземных вод

На территории Республики Казахстан (без Каспия и Арала, прудов, водохранилищ и плесовых озер) насчитывается более 48 тыс. озер (раз­мером от 1 га и выше) с общей площадью около 45 тыс. км². По количеству малые озера (менее 1 км²) составляют 94%, а по площади - 10%. Крупных озер (более 1 км²) - около 3 тыс., а озер площадью более 100 км² - всего 22.

Несмотря на большое количество озер, они име­ют ряд общих особенностей: бессточность, мелководность, резкие изменения уровней и объе­мов воды в течение года. Озера, как и реки, по территории страны размещены неравномерно.

Часто они удалены друг от друга на сотни кило­метров или, наоборот, расположены настолько плотно, что образуют озерные области. Так, на севере Кокшетау встречаются участки площа­дью до 1500 км², на которых озера занимают до 40% поверхности. Именно здесь, в лесостепной и степной зонах, больше всего озер - более 25 тыс., и на 100 км² приходится около 2 км² аква­тории озер. В пустынях южного Казахстана так­же достаточно много озер, особенно в поймах и дельтовых участках бессточных рек, слепо теря­ющихся в песках. Кроме того, в пустынях име­ются обширные впадины, где расположены са­мые крупные озера - Балхаш, Алаколь, Сасык-коль и др.

Большинство водоемов находится на абсо­лютных высотах 100-350 м. Средние глубины обычно не превышают 2 м, максимальные - от 4-8 до 45 м. Общий объем воды в озерах оцени­вается в 190 км³. Коэффициент озерности по отдельным областям колеблется от 0,0002 до 4,4%, а по стране в целом он составляет 1,66

Озерные впадины относятся к различным ге­нетическим группам, что обусловливает боль­шое разнообразие озер по размерам, очертани­ям, глубине, режиму, гидрохимическим особен­ностям. Различия в генезисе котловин зависят как от эндогенных факторов - новейших текто­нических движений, сейсмичности, литологии пород -, так и от экзогенных - действия речной эрозии, ветра, льда, карста, суффозии, гравита­ционных процессов. При этом нельзя не учи­тывать изменений, вызываемых деятельностью человека и колебаниями климата.

К тектоническим впадинам горных и рав­нинных областей относятся меж-, внутри- и предгорные впадины, грабено-трещинные впа­дины гранитных массивов, платформенные про­гибы, компенсационные мульды соляных купо­лов, а к экзогенным - эрозионные (остаточные плесы, пойменные, дельтовые и конечносточные озера), сорово-дефляционные и дефляционные, суффозионные, карстовые, гравитационные и экзарационно-ледниковые впадины. Больше всего в Казахстане дельтовых и пойменных озер. Только в дельте р. Или их почти 11 тыс., много их в низовьях Сырдарьи, Шу, Сарысу и др. рек.

По условиям водообмена на территории Казахстана представлены бессточные (их большинство), периодически сточные и сточные озера. В водном питании озер основную роль играет поверхностный сток во время весеннего половодья, когда уровень озер поднимается от 0,2 до 6 м. Второе место принадлежит запасам снега на льду озер и осадкам, выпадающим на их акваторию в безледоставный период. Грунтовое питание получают озера с глубоко врезанными котловинами. Убыль воды из озер осуществляется частично путем фильтрации, но главным образом за счет испарения с водной поверхности, особенно в бессточных озерах. Все эти компоненты водного баланса озер подвержены резким внутригодовым и многолетним колебаниям, которые в условиях огромной испаряемости и мелководности озер ведут к непостоянству их уровня, высыханию их значительной части летом и осенью, полному пересыханию в маловодные годы и периоды. К примеру, в маловодный период 1936-40 гг. в Северном Казахстане пересыхало до 70% озер.

Общие черты термического режима озер соответствуют широтной зональности природных условий. Континентальный климат обусловливает сильный прогрев воды летом и длительный ледоставный период с образованием мощного ледяного покрова, нередко с промерзанием озер до дна. Ледостав на озерах севера страны устанавливается в начале ноября, на юге - на месяц позже. Средняя многолетняя толщина льда на северных озерах составляет 120-140 см (в суровые зимы - до 160-180 см), на южных - 60-70 см. Таяние льда и очищение акватории озер от него происходит с начала апреля до начала мая на севере и на 1-1,5 месяца раньше на юге. При интенсивной инсоляции весной озера прогреваются очень быстро, и к концу мая температура воды повышается до 10-15°. В июне-августе средняя месячная температура воды держится в пределах 18-22°. Наибольший прогрев (до 28-33°) наблюдается в конце июля - начале августа, В сентябре температура падает до 9-14°, в октябре-до 2-6°, в ноябре - понижается до 0°. В период ледостава она повышается за счет теплоотдачи от дна до 2-4°. Для термического режима озер летом характерна прямая, а зимой - обратная стратификация.

Водно-солевой баланс озер в основном оп­ределяется зональностью ландшафтно-климатических условий. Химический состав озерных вод отличается разнообразием и непостоянством об­щей минерализации и состава солей. Вместе с нарастанием аридности с севера на юг в этом же направлении увеличивается и минерализа­ция озерных вод. Сезонные и многолетние ко­лебания концентрации солей и их состава свя­заны с крайней неустойчивостью водного ре­жима самих озер. Зональные изменения соле­вых свойств озер часто нарушаются в связи с засоленностью почво-грунтов, типом водного питания, глубиной озерной котловины и др. фак­торами. Поэтому величина общей минерализа­ции воды в озерах страны колеблется в широ­ких пределах - от 0,05 г/л (приледниковые озе­ра) до 335,8 г/л (пересыхающее озеро Биесойган в Карагандинской области). Соленость воды озер обычно резко понижается в весеннее по­ловодье и повышается к осени, а в мелковод­ных озерах она возрастает еще и зимой вследст­вие льдообразования.

Минерализация воды - важный показатель ее использования. По степени солености разли­чают воды пресные (до 1%о, или 1 г/л), солоно­ватые (1-25%о), соленые (26-50%о) и рассолы (бо­лее 50%о). Весь этот спектр солености представ­лен в озерах страны. Питьевой считается вода с минерализацией не более 1 г/л, удовлетворитель­ной - до 2 г/л. Количество солей в воде, ис­пользуемой для полива полей, также не должно превышать 1 г/л. Из общего объема озерных вод страны 140 км³ (74%) имеют минерализацию бо­лее 3 г/л. В пресных озерах аккумулируется пре­имущественно мягкая или умеренно жесткая нейтральная вода, в солоноватых и соленых озе­рах - очень жесткая, с высоким содержанием кальция и магния, слабо щелочная вода.

Для казахстанских озер характерны следую­щие химические классы воды: гидрокарбонат­ный - в горах и предгорьях Алтая, Саура и Тянь-Шаня; сульфатный - в пустынях Бетпак-Дала, Мойынкумы, Присырдарьинские Кызылкумы; хлоридный - сухостепное левобережье Иртыша, Казахский мелкосопочник. В целом около 87% объема вод озер относятся к сульфатному клас­су, 10% - к гидрокарбонатному и 3% - к хлоридному.

Содержание микроэлементов в озерных во­дах характеризуется таким рядом (по мере убы­вания): бром, бор, фтор, йод, молибден, цинк, марганец, железо, свинец, кобальт, медь, никель. Концентрация металлов с увеличением солено­сти воды понижается, а фтора, йода, брома и бора - увеличивается. В связи с высоким содер­жанием растворенных и взвешенных веществ прозрачность воды равнинных озер невелика - от 0,1 до 3 м, в горных озерах она повышается до 5-15 м. Цвет озерной воды меняется от голу­бовато-зеленого до желтовато-коричневого. В большинстве озер вода горько-соленая на вкус, иногда с запахом сероводорода.

Ресурсы озер многообразны: вода, рыба (око­ло 50 видов), различные соли, строительные ма­териалы (песок, гравий, галечники), заросли тро­стника и др. водной растительности, отложения торфа и сапропеля, лечебные грязи и рапа и др. виды природных богатств. В пресных и солоно­ватых озерах разводят водоплавающую птицу и ондатру, созданы охотничьи хозяйства и запо­ведники (Кургальджинский, Маркакольский, Алакольский), на берегах озер - санатории, дома отдыха и турист­ские базы.

На территории Казахстана построено мно­жество искусственных озер - водохранилищ, обеспечивающих водохозяйственные нужды про­мышленности и сельского хозяйства. Общее чис­ло крупных, средних и малых водохранилищ-прудов превышает 4 тыс. общей площадью около 10 тыс. км² и объемом 90 км³ воды, в т.ч. 22 водо­хранилища емкостью более 100 млн. м³ каждое.

92% объема вод водохранилищ относится к гидрокарбонатному классу, с минерализацией от 0,13 до 1,7 г/л.

Крупнейшие водохранилища - Бухтарминское на Иртыше, Капчагайское на Или, Чардаринское на Сырдарье, Шульбинское на Шульбе и Убе. Бухтарминское водохранилище протяну­лось на 600 км, его площадь - 5500 км², средняя глубина -11м, максимальная - 80 м, объем воды - 53 км³. Высота плотины Бухтарминской ГЭС - 90 м, ее мощность - 675 МВт.

Общая мощность питаемых водохранилища­ми гидроэлектростанций превышает 1500 МВт. Водами водохранилищ орошается более 0,2 млн. га, обводнено 0,5 млн. га пастбищ, существенная их доля используется для технических нужд. В водохранилищах ежегодно вылавливается более 15 тыс. тонн рыбы.

Следует особо отметить, что озера и водо­хранилища Казахстана, существующие в усло­виях аридного климата пустынь и полупустынь, являются, пожалуй, самым уязвимым компонен­том природной среды, испытывающим на себе резкое антропогенное воздействие. Весьма по­казательным примером в этом аспекте служит нынешнее состояние озера Балхаш.

До самого последнего времени водное и сельское хозяйство в бассейне озера было ориентировано на экстенсивные способы ведения поливного земледелия, при которых, в силу сиюминутной выгоды, крайне расто­чительно используются поливные воды, без заботы о будущей судьбе региона. В то же время промышленные предприятия города Балхаша (ПО "Балхашмедь" и др.) сбрасывали загрязненные сточные воды в озеро. В 1989 г. содержание меди в воде озера близ города достигло 45 ПДК. Загрязнение воды про­мышленными и сельскохозяйственными стоками ставит в крайне тяжелое положение рыбное хозяйство озера. Так, с 1970-х годов фиксировались случаи заболевания судака, в связи с чем в 1987 г. органами здравоохранения использование в пищу судака в любом виде было запрещено.

В результате загрязнения, безоглядного развития орошения, а также создания Капчагайского водохранилища значительно ухудшилась экологическая ситуация озера и низовий р. Или. Увеличилась соленость воды в озере. Дальнейший неконтролируемый рост водопотребления в бассейне озера может привести к его разделению на два водоема с перерождением пресноводной фауны и флоры, ухудшению условий водоснабжения населения и хозяйства.

Существующие же проекты стабилизации уровня и сохранения озера (например, проект строительства гидротехнического сооружения - перемычки, призванной разделить озеро в районе пролива Узун-Арал на две части) нельзя начинать реализовывать до тех пор, пока не будут проведены комплексная географическая экспертиза и испытания на различных моделях, которые позволят предвидеть все возможные геоэкологические последствия проектируемых мероприятий. Единственное средство решения проблемы Балхаша - это рационализация водопользования и экономия воды в целях сохранения обоснованного притока речной воды в озеро.

Исходя из реальной угрозы возникновения очага экологической нестабильности в Или-Балхашском бассейне по Аральскому сценарию разработана концепция устойчивого водообеспечения этой региональной природно-хозяйственной системы, основанная на принципах межгосударственного вододеления в трансграничном бассейне р. Или и максимально учитывающая интересы Казахстана.

На западе Казахстана расположены два уникальных внутриконтинентальных водоема - моря Каспийское и Аральское.

Главная особенность обоих морей - их пол­ная изоляция от Мирового океана. Это обстоя­тельство, а также расположение морей по со­седству друг с другом, определяет ряд общих черт их режима: высокая степень континентальности климата (до 60-65%); пониженная соленость воды (за исключением заливов без речного при­тока) и отличие солевого состава вод от океани­ческих; значительная изменчивость режима (водносолевого, уровенного, гидрохимического), обусловленная как естественными, так и (в по­следние десятилетия) антропогенными факто­рами; практическое отсутствие приливно-отливных явлений.

Вместе с тем и Каспий, и Арал со своими прибрежными зонами и устьевыми областями впадающих в них рек представляют собой спе­цифические природные комплексы с присущи­ми только им физико-географическими услови­ями.

Каспийское море - крупнейшее бессточное соленое озеро мира, расположенное на границе Европы и Азии, на отметке 28 м ниже уровня Мирового океана. Оно вытянуто с севера на юг на 1200 км при ширине 300 км. Омывает берега России, Казахстана, Туркменистана, Азербайджана и Ирана. Большая часть северного и половина восточного побережья принадлежит Казахстану. Длина береговой линии около 7000 км, в т.ч. в пределах Казахстана - 2340 км. Максимальная глубина моря - 1025 м, средняя -180 м, объем воды - 78 тыс. км³. Крупные заливы - Мангистауский, Казахский, Кара-Богаз-Гол и др. Имеется до 50 островов общей площадью 350 км² - Кулалы, Тюленьи, Дурнева и др. В море впадают Волга (дающая 80% речного стока), Урал, Терек, Кура, Самур, Сулак и др. реки. На восточном побережье нет ни одного постоянного водотока. Северные берега низменные, для по­бережья Мангистау характерны абразионные берега. Общая площадь бассейна равна 3,5 млн. км². Водная поверхность моря занимает лишь 10% площади бассейна. Этим объясняется су­щественное влияние происходящих в бассейне процессов на режим моря.

По характеру рельефа дна выделяют Северный, Средний и Южный Каспий. Северный Каспий, расположенный в пределах материковой отмели, мелководен (с максимальными глубинами 10-20 м), рельеф дна - волнистая аккумулятивная равнина, представляющая затопленную морем окраину Прикаспийской синеклизы. Впадина Среднего Каспия, отделенная от Северного Мангистауским порогом, является частью погруженной (до глубины 788 м) эпигерцинской Туранской плиты. Южный Каспий отделяется от Среднего Апшеронским порогом глубиной 100-180 м и представляет собой древнюю глубоководную впадину с подводными хребтами и действующими грязевыми вулканами.

Как самостоятельный водоем Каспий возник в среднем плиоцене, когда на его месте находился замкнутый Балаханский бассейн. В начале позднего плиоцена и в эоплейстоцене в результате тектонических движений и вызванной ими трансгрессии на обширной территории, включая площадь современного Каспия, образовалось Акчагыльское море, соединявшееся через Маныч с Черноморским бассейном и, возможно, с северными морями или даже с Индийским океаном. За акчагыльской стадией, уже в антропогене, следовали апшеронская, бакинская, хазарская, хвалынская, новокаспийская трансгрессии, связанные с ледниковыми эпохами четвертичного оледенения Русской равнины и разделявшиеся фазами регрессии. В трансгрессивные стадии уровень Каспия повышался до +27 м, и излишки воды стекали на запад, в Азово-Черноморский бассейн. В регрессивные стадии, совпадавшие с океаническими трансгрессиями, устанавливалась двусторонняя морская связь с Черноморским бассейном (до среднего плейстоцена).

Климатические условия Северного и Южного Каспия заметно отличаются. На севере средняя температура воздуха зимой -7-11°С, летом 24-26°С; на юге, соответственно, 5-9°С и 25-27°С. Годовой радиационный баланс возрастает от 2100 МДж/м² на севере до 2930 МДж/м² на юго-востоке. Годовое количество осадков на акватории варьируется от 60 до 800 мм, в среднем - 200 мм, с максимумом на юго-западе - 1200 мм. Средняя годовая величина испарения - 900-1000 мм, к югу от Апшеронского полуострова - до 1300 мм.

Летом, в августе, поверхностный слой воды нагревается до 24-26°С, на юге - до 28-30°С. Зимой температура воды падает на севере до -0,5°С, на юге - до 9-10°С. С глубиной температура воды зимой понижается незначительно. Летом верхний слой воды хорошо прогревается и перемешивается, а ниже термоклина (слоя резкого скачка температуры), образующегося на глубинах 20-30 м, температура заметно уменьшается. В придонных слоях Среднего Каспия температура воды равна 4,5-5,0°С, Южного - 5,7-6,0°С.

Северный Каспий с ноября по март замерзает, образуется плавучий лед и ледяной покров толщиной 30-60 см, максимально до 2 м. На Среднем Каспии в суровые зимы замерзают мелководные заливы, а льды выносятся в район Апшерона.

Соленость воды изменяется от 0,1-0,3%_о близ устьев Волги и Урала до 12,6-13,5%_о на юго-востоке и более 300%_о - в заливе Кара-Богаз-Гол. Средняя соленость равна 12%_о, т.е. почти в 3 раза ниже океанической (35%_о), в чем сказывается опресняющая роль Кара-Богаз-Гола и речного стока. Весьма однородно распределение солености по глубине: от поверхности до дна она увеличивается не более, чем на 0,1-0,2%_о. В отличие от океана вода Каспия беднее хлоридами и богаче сульфатами (рис. 10).

Поверхностные течения в Среднем и Южном Каспии образуют циклональный круговорот; в Северном Каспии режим течений определяется речным стоком и ветрами, скорость которых иногда достигает 20-25 м/с. В районе Апшеронского порога при Бакинском норде, дующем со скоростью 40-50 м/с, образуются волны высотой до 10-11 м. Такая высота ветровых волн велика даже для открытого океана, не говоря уже о внутренних морях.

Вся толща вод Каспийского моря хорошо перемешивается, чем оно отличается от Черного моря. В верхнем слое до 20-30 м развито ветровое перемешивание, глубже - конвективное. Зимняя вертикальная циркуляция в Среднем Каспии доходит до глубины 200-300 м, в Южном, ввиду его меньшего охлаждения, - до 50-100 м. В холодные зимы глубина конвекции значительно больше, особенно в Среднем Каспии.

В перемешивании и вентиляции глубинных слоев моря важную роль играет плотностной сток из мелководного Северного Каспия. Образующиеся здесь зимой воды с высокой плотностью стекают по склонам дна до самых больших глубин Среднего Каспия, а затем, переливаясь через Апшеронский порог, поступают в глубинную зону Южного Каспия.

Зимняя вертикальная циркуляция и плотностной сток воды обеспечивают достаточное насыщение глубинных слоев кислородом и вызывают компенсационный подъем глубинных вод, обогащенных биогенными веществами, в верхние слои. Эти процессы создают благоприятные условия для формирования высокой биологической продуктивности в Среднем и Южном Каспии. Содержание кислорода в глубоких участках моря в верхних слоях зимой составляет 7-10 мл/л, летом - 5-6 мл/л. В придонных слоях оно уменьшается до 2-3 мл/л.. Основные компоненты водного баланса Каспийского моря: приход - речной сток и атмосферные осадки, расход - испарение и сток в Кара-Богаз-Гол (отсутствовавший в 1980-84 гг., когда залив был отделен от Каспия глухой перемычкой). Главная приходная составляющая баланса, уравновешивающая испарение, - речной сток. Средний суммарный сток за 1880-1980 гг. был равен 286 км³/год, из которых на долю Волги приходилось 240 км³/год.

Колебания уровня и водного баланса Каспия зависят главным образом от климатических условий его самого и его обширного бассейна. Исторические данные свидетельствуют о низком уровне Каспия (до -32 м) в 7-11 в.в. и высоком уровне в начале новой эры и в начале XIX в.

С 1830 (начало инструментальных наблюде­ний за уровнем Каспия) по 1929 г. он был стабильным и в среднем составлял -25,8 м. В 30-х годах в бассейне Волги наблюдался дефицит осадков, что привело к уменьшению стока реки, который в 1930-45 г.г. снизился до 216 км³/год. Поэтому с 1930 г. началось резкое снижение уровня (до 20 см/год), которое продолжалось четверть века, и в 1956 г. он был уже на 2,5 м ниже, чем в 1929 г.

С середины 50-х г.г. в бассейне Волги нача­лась устойчивая фаза повышенной увлажненно­сти, и уровень к 1975 г. мог бы подняться на 1 м (по расчетам И.А.Шикломанова, 1976). Однако именно в это время на Волге создаются Куйбы­шевское и Волгоградское водохранилища, на за­полнение которых потребовались крупные объ­емы воды. Кроме того, увеличился забор воды из рек для хозяйственных нужд. Наконец, в 70-е годы несколько лет оказались особо маловод­ными, уровень моря опустился еще на 0,5 м, и в результате к 1977 г. он оказался на отметке -29,0 м - самой низкой за 400 последних лет. Из­менения уровня Каспия привели к сокращению его акватории с 424,3 тыс. км² (при уровне -26 м) до 362,7 тыс. км² (при -28,5 м), т.е. более, чем на 60 тыс.км², в основном за счет осушения мел­ководного Северного Каспия.

С 1978 г. в результате многоводья в бассейне Волги и увеличения ее стока, а возможно, и в силу тектонических причин, уровень моря стал быстро повышаться (по 15-17 см/год), и в 90-е годы XX в. он поднялся почти на 3 м и достиг своего стояния в конце XIX в.

Флора и фауна Каспия бедна, здесь обитают 500 видов растений и 854 вида животных. Растения представлены сине-зелеными, диатомовыми, а также красными и бурыми водорослями. Обитают осетровые (осетр, севрюга, белуга), сельди, бычки, моллюски, 15 видов вселенцев из Арктики (тюлень) и Средиземноморья. Промысловое значение имеют осетровые (до 80% мировой добычи), сельдь, лещ, вобла, судак, сазан, килька. Каспий - крупный нефтеносный район (Нефтяные Камни, о.Артема). С 1968 г. в городе Актау действует АЭС, сочетающая производство электроэнергии (150 тыс. квт) с опреснением 120 тыс. м³ морской воды в сутки. По морю перевозят нефть, лес, зерно, хлопок, соль и др. грузы. Главные порты - Баку, Астрахань, Красноводск, Махач-Кала, Бендер-Шах, Пехлеви, а в Казахстане - Атырау и Актау.

В связи с повышением уровня акватория Каспия расширилась местами уже на 70 км, затоплено 0,5 млн.га сенокосных угодий и пастбищ, более 100 нефтяных скважин. Под угрозой затопления - десятки населенных пунктов, более 30 нефтепромыслов, десятки тысяч людей подлежат переселению. Следует предпринять все меры и усилия для зашиты от Каспия и зашиты его самого, иначе в грядущем веке мы станем свидетелями очередной крупной экологической катастрофы.

Аральское море расположено на Туранской низменности, у восточного края плато Устюрт, в пустынной зоне с континентальным климатом, для которой характерна большая амплитуда колебаний температуры воздуха, незначительное годовое количество осадков и высокая испаряемость. До 1960 г. площадь моря составляла 66,1 тыс. км², длина - 428 км, ширина - 235 км, площадь бассейна - 690 тыс. км², объем воды - 1075 км³.

По геологическому возрасту Аральское море гораздо моложе, чем Каспий. Начало существования впадины Арала относят к среднему плейстоцену, когда она развивалась в основном в безводных условиях, т.е. до конца плейстоцена Аральского моря не существовало. В позднеледниковое время в Аральской котловине располагалось одно из высокосоленых озер. В начале голоцена в связи с увлажнением климата уровень водоемов повысился и, слившись, они образовали единое озеро со стоком по Узбою. За голоцен Арал пережил четыре трансгрессии и три регрессии, во время которых неоднократно устанавливалась и нарушалась его связь с Каспием через Узбой. И хотя геологическая история Арала в голоцене еще не вполне выяснена, возможно, что возраст современного Аральского моря очень небольшой - всего 8-10 тыс. лет.

По морфологическому строению акватория Арала делится на две части - Большое и Малое море. Малое море и восточная часть Большого моря - мелководные, их глубины не превосходят 10-20 м. Максимальные глубины - до 50-60 м - приурочены к узкому желобу в западной части моря, под высоким обрывом восточного чинка Устюрта.

Средняя температура воздуха летом над поверхностью моря равна 24-26°С, зимой — -7-13°С. 120-170 дней в году небо над морем бывает безоблачным, 70-90 - пасмурным. Снежный покров на севере держится три месяца, на юге -1,5 месяца. На Арале в среднем за год выпадает всего 100-140 мм осадков, при испаряемости 1400 мм. Зимой температура воды на поверхности меняется от -1°С у берегов до 1-2° - в открытом море. В январе-феврале прибрежные районы моря покрываются льдом, толщина и площадь которого зависят от суровости зимы. В месяце наибольшего прогрева - августе - температура воды на поверхности достигает 23-25°С, местами - до 30°С. Мелководья прогреваются до дна, а в глубоководных районах ниже термоклина температура воды остается низкой. Так, в западном желобе на глубине 30 м она равна 5-6°С, на 40-50 м - лишь 2-3°С.

При естественном режиме моря, до 1960 г.,соленость почти всюду находилась в пределах 10,2-10,6%о, у устьев рек меньше - 9,3-10,0%о. Сезонные изменения солености не превышали 0,2-0,3%о.

В водах Арала круглый год на всех глубинах содержится много растворенного кислорода: 7-10 мл/л зимой, 5-8 мл/л летом. Такие условия создаются благодаря хорошему перемешиванию вод и продуцированию кислорода обильной донной растительностью, чему способствуют небольшие глубины и высокая прозрачность воды (15-25 м).

Биологическая продуктивность Арала лимитируется бедностью его вод биогенными веществами, прежде всего - фосфатами и соединениями азота. Несмотря на недостаток питательных веществ, при естественном режиме Арал давал до 10% улова ценных видов рыб - осетровых, леща, сазана, жереха - во внутренних водоемах бывшего СССР. В дельтах Амударьи и Сырдарьи интенсивно разводили ондатру. На острове Барсакельмес с 1939 г. функционирует заповедник, где сохраняются сайгаки, джейраны и куланы.

С начала текущего столетия до 1960 г. режим Аральского моря был относительно стабилен. Приходная часть водного баланса, состоящая из речного стока (56-62 км³) и атмосферных осадков (8-10 км³), уравновешивалась потерями воды на испарение (62-70 км³). Уровень моря менялся мало и держался вблизи средней многолетней отметки 53 м (табл. 7).

С 1961 г. началось понижение уровня Арала, связанное с увеличением безвозвратных заборов воды из питающих море рек на орошение и др. нужды сельского хозяйства. К 1987 г. остров Кокарал превратился в полуостров, послуживший перемычкой, разделившей Малое и Большое моря. Сырдарья изменила свое русло в устьевой части и стала впадать в Малое море. В 90-е г.г. в Большое море впадала только Амударья, средний годовой сток которой у пос. Кызылжар, в 120 км от устья, составлял 5,7 км³, а Сырдарья в отдельные годы вообще не доходила до Арала. В перемычке между обеими частями Арала в 1988 г. образовалась протока шириной в несколько десятков метров, действовавшая не каждый год. Расположенные в западной части Большого моря острова (Возрождения, Лазарева и др.) превратились в единую гряду, протянувшуюся с севера на юг на 140 км, остров Барсакельмес – в полуостров.

В результате сокращения притока уровень Арала к 1989 г. снизился более чем на 14 м. Море потеряло более 25 тыс.км² своей акватории. Объем воды в Арале уменьшился почти втрое. Более чем в 3 раза возросла соленость, происходит метаморфизация состава воды

Значительно изменился рельеф берегов и дна моря, особенно в мелководных районах, высох­ли многие заливы. Акпеткинский архипелаг при­соединился к суше. Идет отмирание дельт, за­мена присущих дельтовым областям флоры и фауны пустынными комплексами.

Итак, в природном облике Аральского моря произошли коренные изменения, обусловлен­ные водохозяйственной деятельностью в его бас­сейне. Они негативно отразились на экосисте­мах моря и в устьевых областях рек, вызвали опустынивание окружающих территорий. Что же ждет Аральское море в будущем? Для сохране­ния нынешнего уровня в Большом море необ­ходим приток воды в 25-30 км³ в год. В противном случае деградация Арала будет продолжаться, и в начале XXI в. Малое море может исчезнуть, а Большое море разделится на два водоема - За­падный площадью около 6 тыс.км² и Восточ­ный - 16 тыс.км².Таким образом, приоритетными направле­ниями в изучении Каспия и Арала должны стать: оценка современного состояния и прогноз вод­ного и солевого режимов морей, качества вод, экосистем и биологической продуктивности в условиях растущего антропогенного воздействия; осуществление мониторинга за режимом устье­вых областей и отдельных районов морей с боль­шой изменчивостью; разработка биологических основ рыболовства и рыбозащиты; прогноз вли­яния изменений режима морей на природу и хозяйство прилегающих территорий; экономи­ческая оценка мероприятий по оптимизации ре­жима морей.Для решения проблем рационального при­родопользования должны быть созданы геоэко­логические модели морей, с помощью которых можно вести разработку систем управления ре­жимом водоемов, исходя из единой стратегии использования водных ресурсов в их бассейнах. При этом главная цель - сохранить для будущих поколений неповторимый облик обоих морей, рационально, без ущерба для природной среды использовать их богатейшие естественные ре­сурсы.

Лекция 10. Современное оледенение и многолетняя мерзлота. Эволюция оледенения в ХХ веке. Прогноз состояния оледенения и изменения ледникового стока в ХХI веке. Рациональное использование водных ресурсов. Проблемы гидроэкологии.

Исследования ледников на территории Казах­стана проводятся с конца XIX в. Но только в 1960-70 гг. благодаря применению дистанцион­ных методов гляциологи Института географии АН РК (Е.Н.Вилесов и П.А.Черкасов) по материалам аэрофотосъемки соста­вили полный каталог ледников, на основе ко­торого созданы карты горного оледенения стра­ны (Атлас Казахской ССР, 1982; Атлас снежно-ледовых ресурсов мира, 1997).

Основная масса ледников в виде огромного ледяного пояса расположена на юге и востоке республики, где на высоту более 4000 м подни­маются хребты Тянь-Шаня - Таласский, Кир­гизский, Заилийский, Кунгей- и Терскей-Ала­тау, а также хребты Джунгарского Алатау, Саура и Казахстанского Алтая. Самым "оледенелым" является хребет Джунгарский Алатау, на кото­ром сосредоточено около половины общего чис­ла и площади ледников страны.На территории Казахстана выявлено 2724 ледника с площадью 1743,9 км² (без морен), включая 70 км² фирновых полей ледника Сев. Иныльчек. Сток с него поступает в р. Сарыджаз (Кыргызстан), поэтому площадь оледенения, участвующего в формировании стока горных рек нашей страны, принята равной 1673,9 км². Объ­ем содержащейся в ледниках воды - 57,6 км³ - превышает действительные годовые ресурсы реч­ного стока, формирующегося в пределах респуб­лики.

В суровых условиях высокогорья Казахста­на существуют не только ледники, но и много­летняя мерзлота, общая площадь которой оценивается в 17000 км², из них примерно 1/3 приходится на горы Казахстанского Алтая. Ниж­няя граница распространения мерзлоты законо­мерно, в соответствии с климатом, увеличива­ется с севера на юг от 2000 м в горах Алтая до 3000 м на хребтах Тянь-Шаня.

Количество твердых атмосферных осадков в горах во много раз больше, чем на окружаю­щих равнинах. Поэтому повсюду в горах Казах­стана, особенно в зимне-весенний период, ши­рокое распространение имеют снежные лавины - обрушения снега по склонам. Лавинная ак­тивность проявляется уже на высотах 1000-1200 м, где снегозапасы превышают критический пре­дел, необходимый для лавинообразования. Ла­вины характерны для склонов крутизной более 20°, на которых высота снежного покрова до­стигает 30-50 см. Массовый сход ката­строфических лавин вызывает большой матери­альный ущерб (например, в 1966, 1969 и 1976 гг.). В результате исключительно обильных снегопадов на северном склоне Заилийского Алатау 10-15 марта 1966 г., когда высота свежевыпавшего снега достигала 80 см, в междуречье Аксай-Тургень ниже 3200 м снежными лавинами было снесено со склонов более 110 млн. тонн снега. Максимальный измеренный объем лавины в долине р. Саркрамы (правого притока р. Малой Алматинки) составил тогда 365 тыс. м³. Лавина, сошедшая в марте 1969 г. в бассейне р. Хамир на Алтае уничтожила 40 га строевого леса, а её объём достигал 1,5 млн. м³. Лавинной опасности в Казахстане подвер­жено около 50 тыс. км² горных территорий.

Ледники Казахстана оказывают существен­ное влияние на гидрологический режим горных рек, а также на климатические особенности, геоморфологические и др. физико-географиче­ские процессы высокогорья. Наибольшее прак­тическое значение имеет их гидрологическая роль, поскольку летнее таяние ледников обес­печивает высокие расходы в реках именно тог­да, когда наиболее велика потребность в воде в предгорьях и на соседних равнинах, особенно для поливного земледелия, а также для гидро­энергетики.

Абсолютная высота гор, их расчлененность и неравномерность поступления солнечной ра­диации на склоны разной крутизны и ориента­ции предопределили морфологический облик ледников, которые "приспособились" к услови­ям рельефа и приняли определенные формы. Оледенение в горах Казахстана представлено тре­мя основными группами типов: ледники долин (сложные долинные, простые долинные, котло­винные, карово-долинные, висячих долин), со­ставляющие 19% общего числа и 66% площади оледенения; ледники горных склонов (шлейфовые, висячие, каровые, карово-висячие, присклоновые, кулуаров) – соответственно, 79% и 33%; ледники на высокоподнятых древних денудационных по­верхностях (ледники плоских вершин) - 2% и 1%.

Ледники долин обладают максимальными размерами. Они располагаются преимуществен­но на северных склонах хребтов, имеют хорошо развитые области питания, часто залегающие в многокамерных цирках. Наиболее крупными из ледников склонов являются шлейфовые, а са­мыми распространенными - каровые и висячие с их разновидностями.

Крупнейшим ледником Казахстана являет­ся сложный долинный ледник Корженевского, спускающийся с южных склонов Талгарского массива (4973 м) в Заилийском Алатау. Его дли­на - почти 12 км, площадь - 35 км², максималь­ная толщина - около 200 м. Преобладающая же толщина ледников долин - 50-100 м, ледников склонов - 20-30 м.

К долинным относятся также ледник Туюксу, изучающийся с 1902 г. и залегающий в вер­ховьях р. М. Алматинки, в 30 км к югу от юж­ной столицы республики г.Алматы, и ледник Шумского - в бассейне р. М.Баскан в Джунгар-ском Алатау. Эти ледники являются природны­ми лабораториями казахстанских гляциологов и входят в число самых изученных ледников Зем­ли.

Одной из особенностей орографии горных си­стем Казахстана является их протяженность в ши­ротном и субширотном направлениях. Эта осо­бенность обусловливает наличие асимметрии в распределении оледенения на скло­нах разной ориентации: от 60 до 80% количества и площади ледников сосредоточены на северных макросклонах хребтов.Для всех ледниковых районов Казахстана вы­явлены региональные зависимости размеров оле­денения от абсолютной высоты. Например, в ус­ловиях Заилийского Алатау минимальная высо­та хребта, необходимая для возникновения и хо­тя бы эпизодического существования небольших каровых и висячих ледников, - 3600 м; на 250 м выше, т.е. с высоты 3850 м, могут формировать­ся долинные ледники. Общий диапазон оледе­нения в горах страны составляет 4000 м. Макси­мальные площади оледенения в каждом ледни­ковом районе (от 20 до 30% в 200-метровом вы­сотном интервале) приурочены к тем высотным зонам, в пределах которых проходит средний для всех типов ледников уровень границы питания. Ледники Казахстана имеют характерный низ­котемпературный режим. Зимой активный слой ледников, до глубины 12-15 м, сильно выхола­живается. Температура поверхности снега на лед­никах опускается до - 10°-20^о.

Период абляции на ледниках обычно длится 2-2,5 месяца - с начала июля до середины сен­тября; вблизи границы питания его продолжи­тельность сокращается вдвое. У ледников с низко спускающимися языками за лето стаивает слой льда около 3 м, а в исключительных случаях - до 5-6 м. 85% тепла, поступающего летом на поверхность ледников, дает солнечная радиация и лишь 15% - приледниковый воздух; 22% этого тепла расходуется на прогревание верхних сло­ев льда, 78% - на его таяние и испарение.

При изучении процессов таяния обнаруже­на его связь с температурой воздуха. В среднем для ледников Заилийского Алатау, на которых велись наблюдения, величина таяния льда со­ставляет 8 мм на 1° средней суточной темпера­туры воздуха при облачности 5 баллов. По на­блюдениям, при запыленной поверхности тая­ние льда увеличивается на 18-20%. Под сплош­ным чехлом мелкозема и щебня толщиной в 10 см таяние льда уменьшается почти наполовину, а под слоем морены в 2 м таяние прекращается полностью.

Вместе с тем в условиях увеличивающегося антропогенного воздействия на природную сре­ду и потепления климата высокогорья, свя­занного, в частности, с повышением содержа­ния СО₂ в атмосфере, процесс деградации оледенения будет продолжаться в будущем с возрастающей интенсивностью. Согласно сверхдолгосрочному прогнозу, основанному на экстраполяции тенденции и скорости дегляциации, современное оледенение в горах Казах­стана может сократиться вдвое к середине и полностью исчезнуть к концу XXI века. Таким образом, уже сейчас заявляют о себе пробле­мы, связанные с адаптацией природы и хозяйст­ва горных районов к предстоящим изменени­ям климата, оледенения и стока.

Характер гидрографической сети, режим и сток рек Республики Казахстан существенно зависят от широтной (а в горах - и высотной) зональности климата и ландшафтов. При вы­сокой испаряемости, достигающей на севере страны 500 мм, а на юге - 2000 мм, испарение на большей части территории равно количест­ву выпадающих осадков, поэтому всюду на­блюдаются недостаток влаги в почве и черты аридности в облике ландшафтов.

В связи с дефицитом влаги, особенно резко выраженным в пустынных районах, поверхност­ный сток мал, речная сеть очень разреженная, а реки маловодны. Многие реки образуют са­мостоятельные бассейны замкнутого стока и заканчиваются в небольших бессточных озерах (р.Силети), теряются в песках (pp. Сарысу, Тургай) или в собственных наносах (р.Шидерти).

С ландшафтно-климатической зональностью связана неравномерность густоты речной сети. В лесостепной и степной зонах она равна 0,1-0,5 км/км², в пустыне же снижается до 2 м/км² и даже до 0. Наибольшей густотой речной сети -до 1,8 км/км² - отличаются хорошо увлажнен­ные высокогорья Алтая и Тянь-Шаня.

Большинство рек принадлежит к внутрен­ним бассейнам Каспийского и Аральского мо­рей, озер Балхаш и Тенгиз. Лишь реки, до­стигающие Иртыша, Ишима и Тобола, доно­сят свои воды до Карского моря. На террито­рии Казахстана насчитывается около 85 тыс. рек и временных водотоков, из которых толь­ко 8 тыс. рек (около 10%) имеют длину более 10 км и лишь 10 крупных рек - свыше 800 км

Водные ресурсы рек на территории Казахста­на с учетом стока, поступающего из сопредель­ных регионов, оцениваются в 100-110 км³/год, а мест­ный сток – 50-55 км³/год.. Средняя водообеспеченность стоком территории страны составляет око­ло 20 тыс. м³/км² • год. По обеспеченности стоком Казахстан среди стран "ближнего зарубежья" сто­ит на последнем месте (даже позади Турк­менистана). Наиболее обводнены горные районы юга и востока республики, где на 1 км² приходит­ся до 200 тыс. м³ воды. Наименее обеспечены во­дой - менее 1 тыс. м³/км² - районы Прикаспия, восточного Приаралья и юго-западного Прибал­хашья.

В соответствии с размерами стока и осадков в каждой ландшафтной зоне меняется и вели­чина коэффициента стока. В зоне лесостепи он равен в среднем 0,1, в степях снижается до 0,04-0,02, а в пустынях - до 0. Резкое увеличение ко­эффициента стока имеет место в горах: в средне - и высокогорье он достигает 0,6-0,8, а выше 3500 м, в зоне ледников, приближается к еди­нице, заметно превышая ее в отдельные годы.

Годовой водный баланс территории Казах­стана в целом оценивается так: осадки - 562 км³ (207 мм в слое воды), сток - 55 км³ (20 мм), испарение - 516 км³ (187 мм). Таким образом, 90% атмосферных осадков, выпадаю­щих на территорию страны, расходуется на ис­парение и только 10% выносится речным стоком в Карское море и внутренние водоемы.

По характеру питания реки Казахстана мож­но разделить на три типа: преимущественно сне­гового питания, ледникового и смешанного. В действительности реки имеют один источник пи­тания - атмосферные осадки. Поэтому ссылки на разнообразные источники питания следует понимать условно. Преобладание одного источ­ника питания над другим тесно связано с зонально-провинциальными различиями на рав­нинах и высотной поясностью в горах.

Реки на равнинах страны имеют преимуще­ственно снеговое питание с весенним полово­дьем и по водному режиму относятся к особому казахстанскому типу. Поэтому основными фак­торами, определяющими годовой сток равнин­ных рек, являются характер распределения снеж­ного покрова по поверхности водосборов, запа­сы воды в снеге, степень увлажнения и глубина промерзания почвы к началу снеготаяния, ин­тенсивность таяния снега. Запасы воды в снеге к концу зимы, в соответствии с широтной зо­нальностью, уменьшаются от 100-80 мм на се­вере до 40-20 мм на юге. Выпадающие летом дожди почти не отражаются на питании рек, так как в это время дефицит влажности воздуха и сухость почвы настолько велики, что осадков "хватает" только на испарение и смачивание верхнего слоя почвы.

Одним из главных факторов, влияющих на величину и режим стока горных рек, является абсолютная высота рельефа, с увеличением ко­торой возрастают осадки и снижается испаре­ние. На северном склоне Заилийского Алатау годовые осадки увеличиваются от 200-250 мм на предгорной полупустынной равнине до 1200 мм и более в зоне ледников.

Талые воды высокогорных снегов и ледни­ков служат основным источником питания гор­ных рек алтайского и тянь-шанского типов, ха­рактеризующихся высокой летней водностью. Доля ледникового стока в среднегорном поясе превышает 50%, в перигляциальной зоне она увеличивается до 85-90%. Роль дождевого пита­ния в стоке горных рек сравнительно не­велика - 5-10%. Наибольшее значение оно име­ет для рек со средней высотой водосборов ме­нее 2000 м и для рек с временным стоком. На временных водотоках низкогорий (хр. Каратау, горы Айтау) дождевое питание достигает 20-30%. Подземное питание имеет значительную долю стока, до 25-30%, у рек с низко расположенны­ми водосборами. Во влажные годы доля всех ви­дов питания, кроме ледникового, увеличивает­ся. Ледниковое же питание в такие годы, вслед­ствие уменьшения периода абляции и ее интен­сивности, играет меньшую роль.

Средний годовой сток равнинных рек и его внутригодовое распределение повсеместно оп­ределяются синоптическими условиями, харак­тером рельефа, его гипсометрией и ориентаци­ей водосбора по отношению к господствующе­му западному переносу влагоносных воздушных масс. Реки полноводны только весной, т.к. 85-96% годового стока проходит в апреле, мае, а на летне-осенний период приходится от 0 до 13% стока. Многие реки летом пересыхают, распа­даются на отдельные плесы, соединяющиеся между собой лишь подземным стоком в аллю­вии, либо совсем изолированные и осолоняющиеся. Зимой равнинные реки еще более мало­водны, давая в среднем (кроме Ишима и Тобола) менее 1% годового стока. Наибольший ме­сячный сток - 62-97% - наблюдается в апреле, наименьший - в январе - феврале - 0,05-0,20%. Максимальные измеренные расходы в весеннее половодье достигают 8200 м³/с на р. Иртыш и даже 14000 м³/с на р. Урал (гидропост Уральск, 1957 г.).

В горных реках высокий сток приходится на летний период, когда тают высокогорные снега и льды. Весной (апрель-май) сток также повы­шенный, но его доля в годовом стоке за это вре­мя в 3-5 раз меньше, чем на равнине. Мини­мальный сток приурочен к зиме (январь-фев­раль), когда питание рек осуществляется лишь за счет запасов подземных вод.

Многолетние колебания водности рек весь­ма велики, что обусловлено непостоянством кли­матического режима. Многоводные периоды сменяются маловодными, продолжающимися до 5-7 лет. Водность отдельных рек в такие годы может уменьшаться, по сравнению со средней, в 20-30 раз (pp. Ишим, Нура), а иногда - в 50-60 раз (р.Шидерти). Длительность многоводных циклов, когда сток в 3-5 раз больше нормаль­ного, не превышает 2-3 лет. Коэффициент ва­риации, который служит мерой изменчивости речного стока, в условиях равнин равен 0,85-1,50 и более. В горах средний годовой сток, бла­годаря участию в нем гарантированного ледни­кового стока, характеризуется значительно мень­шей изменчивостью. Так, сток ледниковых рек Заилийского Алатау - Б. и М. Алматинок, Талгара, Иссыка и Тургень - в много- и маловод­ные годы отличается лишь в 2-3 раза. Соответственно уменьшается и величина коэффициен­та вариации - 0,14-0,20.

Для всех рек страны характерен ледостав, а мелкие реки зимой промерзают до дна. Ледо­вые явления на равнинных реках начинаются с появления сала и заберегов. В конце декабря толщина льда достигает 40-60 см, а к концу зимы - 100-200 см, в суровые зимы на севере - до 190 см. Длительность ледостава составляет 2-4 месяца. Весенние ледовые явления начинают­ся в начале апреля на юге и в середине апреля на севере, а очищение рек от льда - во второй и третьей декадах апреля. После вскрытия равнин­ных рек температура воды в них быстро повы­шается. В июле на севере она равна 18-20°, на юге - 22-24°, с максимумом до 28-30°.

Гидрохимический режим рек зависит от кли­матических условий и источников питания, от характера почв и пород, слагающих бассейн. Во­да равнинных рек в половодье мало минерализована (200-300 мг/л), но именно в этот период с максимумом стока выносится основ­ная масса растворенных солей (60-100%), среди которых преобладают соли кальция и натрия. На юге Сарыарки круглогодично преобладают воды с катионами натрия и минерализацией 3-4 тыс. мг/л. В нижнем течении Тобола, Ишима и Нуры в летнюю межень воды содержат 700-1500 мг/л, а зимой до 2-3 тыс. мг/л раствори­мых солей. У транзитных рек в полупустынях и пустынях минерализация воды в их верховьях в половодье - 100-200 мг/л, в межень - 400-800 мг/л, у Большого и Малого Узеней - до 7 тыс. мг/л. Рекордно высокая степень минерализации воды в р. Сагиз: в половодье - 700-900 мг/л, в межень - до 20 тыс. мг/л. Воды равнинных рек относятся преимущественно к сульфатному или хлоридному классам. Воды рек Западного и Цен­трального Казахстана могут использоваться для бытовых нужд и орошения только в период ве­сеннего половодья.

Мутность горных рек Алтая, Тарбагатая, Са­ура, Джунгарского Алатау в их верховьях, где русла лежат в твердых коренных породах, труд­но поддающихся размыву, не превышает 50 г/м³. Вниз по течению мутность возрастает до 200-400 г/м³, а в бассейне Или - до 800-1000 г/м³ - за счет размыва берегов в степном и полупустынном поясах низкогорий. Максималь­ная мутность у горных рек бывает во время па­водков и прохождения селей.

Селевые потоки отмечены во всех горных районах юго-востока Казахстана, особенно в Заилийском, Джунгарском и Таласском Алатау, Очаги зарождения селей расположены в гляциально-нивальной зоне, где широко распростра­нены приледниковые озера, древние и совре­менные морены и флювиогляциальные отложе­ния, а также в среднегорье, где поверхность сло­жена толщами аллювиальных и делювиальных наносов. В горах страны насчитывается более 300 селевых бассейнов и 5600 селевых очагов, где за последние 150 лет зарегистрировано около 800 случаев прохожде­ния селей.

Классической ареной проявления катастро­фических селей является Заилийский Алатау, в котором зафиксировано 450 выбросов селей. Здесь 75% селей возникли при выпадении лив­невых дождей, 22% - от прорыва моренных озер при интенсивном таянии снега и льда и 3% - в результате прорыва завальных водоемов, вызван­ных землетрясениями. Так, к сейсмогенным от­носятся разрушительные сели 1841 и 1887 гг. На ледниковых реках Талгар и Иссык до 70% се­лей имели гляциальный генезис. Причиной ка­тастрофического селя 1921 г. на М.Алматинке послужило выпадение за один дождь (в ночь с 8 на 9 июля) 116 мм осадков. Максимальные расходы селя достигали 5 тыс. м³/с, а объем се­левых выносов - до 10 млн. м³.

Гляциальные сели 1963, 1973 и 1977 гг. ха­рактеризуются как крупнейшие вХХ в. Сель 7 июля 1963 г. возник при прорыве моренного озера Жарсай в верховьях р.Иссык, его макси­мальные расходы выше оз. Иссык достигли 12 тыс. м³/с. В результате селя было уничтожено живописное озеро Иссык с объемом воды 18 млн. м³, существовавшее 8000 лет.

Катастрофический сель 15 июля 1973 г. сфор­мировался при прорыве приледникового озера Туюксу в истоках М. Алматинки. Благодаря по­строенной в Медео в 1966-67 гг. по способу на­правленных взрывов каменно-набросной пло­тине с селехранилищем столица республики бы­ла защищена от катастрофы. Тем не менее, сум­марный ущерб от этих селей оценивается более чем в 700 млн. руб. (в ценах до 1992 г.).

В январе 1988 г. прошел сель в песчаном массиве Моинкум в низовьях р. Каскелен. По своим масштабам он в 20 раз превысил сель 1973 г. на Медео. Причиной его стала неправильная эксплоатация отстойника сточных вод г. Алматы в урочище Жаманкум (в 30 км к северо-западу от южной столицы).

Планомерные работы по борьбе с селями в Казахстане начаты с 1973 г. после создания спе­циализированной организации - Казселезащиты. Первым примером успешной борьбы с се­лями в нашей стране и в мировой практике ста­ло строительство комплекса противоселевой за­щиты столицы Казахстана. Сооружены три круп­ные селезадерживающие плотины: на р. М.Алматинка - 150-метровая плотина Медео с емко­стью селехранилища 12,6 млн. м³ и 17-метровая плотина Мынжилки с емкостью 0,22 млн. м³, на р. Б.Алматинка - 40-метровая плотина с емкостью 8,1 млн. м³. В верховьях этих рек для опорожнения моренных озер построены водо­сбросные каналы, а в черте города - водосброс­ные тракты с наносоотстойниками. Город Алматы с этим уникальным комплексом стал международным центром опыта борьбы с селе­выми потоками.

Каналы - это искусственные реки, предназ­наченные для орошения, обводнения земель, во­доснабжения промышленных предприятий и сельского населения. Крупнейший в Казахста­не - канал им. К.И.Сатпаева (Иртыш-Караганда-Жезказган) длиной около 1000 км. Его ширина в верхней части русла - 40 м, у основания – 4 м, глубина - 5-7 м. Сред­ний расход в головной части - около 100 м³/с, полезный объем стока - 2,2 млрд. м³ воды. Вдоль канала построено более 100 различных гидро­технических сооружений. Он играет огромную роль в сельском хозяйстве Павлодарского Прииртышья и Центрального Казахстана.

К крупным каналам относятся также Арысь-Туркестанский, длиной 200 км, орошающий по­ля трех районов Южно-Казахстанской области; канал Жанадарья, длиной 600 км, проходящий по ста­рому руслу Сырдарьи и обводняющий около 135 тыс. га угодий в Кызылординской области; Урал-Кушумская оросительная система, общей дли­ной 2000 км и с расходом воды 125 м³/с, обвод­няющая 1,4 млн. га и орошающая 50 тыс. га сельхозугодий в Западно-Казахстанской области. Кроме того, име­ется целый ряд более мелких каналов: Чирчикский, Шуский, Коксуский, левый и правый Казалинские, Большой Алматинский (р. Шилик - р. Чемолган) и др.

Из рек в Казахстане судоходны Иртыш, Урал, Или, Ишим (в районе г. Петропавловска). Для плоскодонных судов (катерное судоходство) ча­стично доступны также Сырдарья, Тобол, Каратал, низовья Убы и Бухтармы. На всех круп­ных реках развито рыболовство.

Существенно значение рек в гидроэнергетике. На Иртыше сооружены Усть-Каменогор­ская и Бухтарминская ГЭС, на Сырдарье - Чардаринская и Кызыл- ординская ГЭС, на Или - Капчагайская ГЭС. Используются запасы гид­роэнергии горных рек: ГЭС - на р. Ульбе, кас­кад ГЭС - на р. Б.Алматинке и др.

Для восстановления нормального гидроло­гического и санитарного режима необходимо разработать схемы охраны рек и их бассейнов, установить границы водоохранных зон, осуще­ствить облесение и залужение земель в прибреж­ных водоохранных полосах, расчищение и уг­лубление дна, укрепление берегов, вынесение за пределы водоохранных зон наиболее вредных хозяйственных объектов. При использовании рек следует предусмотреть ограничение водозабора из них и сброса сточных вод, наиболее целесо­образное развитие бассейна, соответствующее его природным особенностям. Согласно новому Водному кодексу Республики Казахстан, все водные ресурсы на территории государства (прежде всего – реки) составляют водный фонд страны. Поэтому перечисленные выше мероприятия по их рациональному использованию, воспроизводству и охране следует широко внедрять во все виды социально-экономической деятельности на национальном и субрегиональном уровнях.