АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕЖИМА МОРЕЙ
Вследствие обмеления… района северная граница Астраханского рейда непрерывно переносится к S.
Лоция Каспийского моря
На заре нашего столетия известный русский географ и климатолог А. И. Воейков в «Известиях русского географического общества» писал: «Овладеть водой и пользоваться ею для своих потребностей – одна из главнейших задач человека». Эти слова им были сказаны как бы в предвидении современного развития народного хозяйства и его влияния на водные ресурсы нашей страны.
В бассейнах только трёх южных морей – Азовского, Каспийского и Аральского – проживает более половины населения страны, здесь находится более 60% пахотных земель, примерно 40% промышленных предприятий. Издавна в этих местах, расположенных в благоприятных климатических районах, богатых полезными ископаемыми и водными ресурсами, развивались орошаемое земледелие, промышленность, бурно росли города. Высокоразвитые рыбное хозяйство, водный транспорт, гидроэнергетика, нефтедобывающая, химическая промышленность и ряд других отраслей народного хозяйства, географически тяготеющих к этим морям, играют весьма важную роль в экономике страны. Поэтому возникшая в настоящее время проблема южных морей страны привлекает внимание не только специалистов, но и широкой общественности.
В чём же суть этой проблемы?
Экономический потенциал южных морей в значительной степени зависит от их гидрологического режима: уровня воды, её солёности, запасов питательных солей. Режим этих замкнутых (Каспийское и Аральское моря) или полузамкнутых (Азовское море) водоёмов в свою очередь определяется притоком речных вод в море и климатическими условиями.
Однако в последние годы бурный рост орошаемого земледелия, развитие городов, промышленности привели к значительному увеличению изъятий пресной воды из рек.
Так, в Средней Азии, где воды Амударьи и Сыр-дарьи с древних времён служили основой для выращивания хлопка и зерновых культур, освоение новых земель, прокладка каналов и оросительных систем привели к тому, что потребление воды из этих рек начиная с 60-х годов возросло в десятки раз. В последние десятилетия интенсивно развивается рисосеяние на Кубани и Дону. Большие ирригационные работы ведутся и в низовьях Волги. Поливное земледелие обеспечивает высокие урожаи бахчевых культур, зерна. Не обделена вниманием мелиораторов и Кура.
На нужды народного хозяйства в бассейне Каспийского моря ежегодно расходуется примерно 35 – 40 кубических километров воды, в бассейне Азова – 14 – 16 кубических километров, а в Средней Азии из Сырдарьи и Амударьи забирается иногда до 70 кубических километров воды в год.
Создавшийся дефицит пресноводных ресурсов отрицательно отражается на экономике региона. Первыми нехватку пресной воды ощутили рыбаки. В 1952 – 1954 годы во время заполнения Цимлянского водохранилища на Дону резко снизились уловы азовских рыб. Непосредственной причиной этому послужило отсутствие затопленных нерестилищ во время паводка, потому что пик половодья полностью использовался на заполнение водохранилища. Главная же причина заключалась в повышении солёности воды в море с 11,1 грамма солей на литр воды до 12,7 грамма.
Ещё раньше – в 30-х годах – воздействие такого маловодья испытало морское хозяйство Каспия. Непрерывное обмеление северной части Каспийского моря, падение уровня всего моря… Явление это, наблюдающееся уже более 150 лет, вызвано комплексом физико-географических, климатических, антропогенных и других причин.
Каспийское море представляет собой замкнутый водоем, поверхность которого в настоящее время лежит почти на 28 метров ниже уровня Мирового океана. Замкнутость моря и определяет чувствительность его уровня к изменениям климатических условий в бассейне. Вследствие изменения массы осадков, испарения, стока рек непрерывно меняются гидрологический режим моря, гидрографические условия его отдельных районов. Море, не связанное с океаном, чутко реагирует на изменения общей циркуляции атмосферы, которая зависит от глобального термодинамического взаимодействия океанов и атмосферы.
Общие колебания уровня воды в первую очередь отражаются на гидрологии и морфометрии мелководного Северного Каспия. Многочисленные заливы, банки, косы и острова этого района моря, сложенные из песка и ракушечника, меняют свои размеры и очертания не только в связи с общим понижением уровня моря, но и под воздействием сгонно-нагонных явлений и аккумулятивной деятельности рек Волги, Терека, Урала, несущих большое количество твёрдых наносов.
Наличие обширных мелководий, очень малые уклоны дна в западной, восточной и северо-восточной частях Северного Каспия являются причиной того, что даже небольшое снижение уровня моря влечёт за собой осушение обширных территорий. При снижении уровня на 1 метр осушается площадь 10 – 17 тысяч квадратных километров, что составляет почти треть площади Азовского моря. Кроме того, одновременно с падением уровня воды в Каспии берега дельт рек быстро продвигаются в море.
Осушение восточных мелководий ведёт к возникновению на их месте пустынного ландшафта, в то время как продвижение морского края дельт рек способствует заилению и зарастанию берегов и водотоков. Зачастую трудно определить, где кончается дельта реки и начинается море.
На постепенное обмеление северной части Каспийского моря и опасность этого явления для мореплавания впервые обратил внимание капитан второго ранга Н. Пущин при составлении первого «Руководства для плавания по Каспийскому морю», которое было издано в 1877 году.
Начало научному изучению Каспийского моря было положено в первой четверти XVIII века, когда Россия стараниями Петра I стала великой морской державой и прокладывала торговые пути на Восток. Экспедиция для изучения Каспия, отправленная Петром I в 1714 году под руководством А. Бековича, составила первые частные карты районов восточного побережья моря. В 1719 – 1729 годах экспедиция Ф. И. Соймонова произвела съёмку западного и южного побережья. По данным этих экспедиций указом Петра I была изготовлена и выгравирована на меди «Картина плоская моря Каспийского от устья Ярковского до залива Астрабадского…». Эту карту можно считать первой полной картой, составленной в основном по результатам исследований.
Совершенствование навигационного оборудования и важные государственные интересы России требовали подробного изучения Каспия. Для этого в 1808 – 1817 годы по распоряжению Адмиралтейского департамента штурманом И. П. Колодкиным был проведён комплекс исследований, включавший астрономические наблюдения, промеры глубин, зарисовку берегов и т. п. Составленный им Атлас основан на инструментальных определениях и потому служит базой для дальнейших исследований и выводов.
И вот, Н. Пущин, сравнивая карты, которые были составлены им во время работы большой гидрографичёской экспедиции (1858 – 1870 годы) под руководством капитана первого ранга Н. А. Ивашинцева, с материалами Колодкина, отмечает, что глубина в западной части Северного Каспия «…в течение полувека уменьшилась от 2 до 7 фут, что составит средним числом от 1/4 до 3/4 фут обмеления на каждые 10 лет». У восточных берегов также заметно изменение рельефа дна и наступление суши. Такие изменения глубин Пущин объяснил, во-первых, переформированием дна вследствие влияния потока наносов из Волги и Урала и ветровых течений со стороны моря и, во-вторых, падением уровня моря.
Рис. 25. Колебания уровня Каспийского моря по наблюдениям в Баку
Для изучения колебаний уровня моря ещё в 1829 году по инициативе академика Э. X. Ленца в Баку был установлен футшток, по которому сейчас имеется наиболее длинный ряд наблюдений. Из данных наблюдений (рис. 25) следует, что за время с 1850 года колебания уровня имели цикличный характер, однако после 1869 года поверхность моря неуклонно понижается. Наиболее интенсивное падение уровня воды относится к периоду после 1932 года, когда скорость его снижения была наибольшей – 1,7 метра за период с 1932 по 1941 год. С 1942 года падение уровня продолжалось, но более замедленными темпами. В 1978 году уровень моря находился на отметке около – 29 метров в Балтийской системе, то есть на 3,5 метра ниже, чем средний уровень моря за период до начала интенсивного падения ( – 25,5 метра в Балтийской системе).
Рис. 26. Северная часть Каспийского моря: 1 – современная береговая линия; 2 – береговая линия в 1900 – 1930 годах
Падение уровня Каспийского моря привело к резкому обмелению его северной части, отодвиганию береговой линии в море. При этом многие, ещё недавно крупные заливы, как, например, Кайдак и Комсомолец, полностью высохли. Обмеление портов и морских каналов значительно увеличило объём дорогостоящих дноуглубительных работ, вызвало недогрузку судов и сделало вообще невозможным подход к некоторым рыбным промыслам. Ухудшились условия нереста ценных промысловых рыб, сократились площади их обитания: за период с 1930 по 1977 год вследствие понижения уровня Северный Каспий потерял примерно 35 процентов наиболее рыбоводной, богатой кормами и нерестилищами площади (рис. 26).
Следовательно, падение уровня моря поставило много вопросов, важнейшим из которых является восстановление и поддержание рыбохозяйственного значения Каспия. Для их решения было необходимо выяснить причины снижения уровня моря, изучить его водный баланс.
Приходная часть водного баланса Каспийского моря к началу 1980 года слагалась на 20 процентов из осадков, на 1 процент – из притока подземных вод и на 79 процентов – из речного стока. Расходная часть определялась испарением (97 процентов) и стоком в залив Кара-Богаз-Гол (3 процента). При этом абсолютные значения составляющих баланса далеко не одинаковы. Если подземный сток в среднем оценивается в 4 кубических километра в год, то с осадками приходит 74,2 кубических километра воды, испарение уносит ежегодно примерно 360 кубических километров воды, речной сток составляет 286 кубических километров воды. Следовательно, изменение взаимосвязей последних трёх составляющих баланса, в особенности речного стока и испарения, оказывают наибольшее воздействие на колебания уровня моря.
Инструментальные наблюдения за отдельными элементами водного баланса, начатые с 1878 года, позволили сделать интересный вывод: в течение столетия средний расход воды в море превышал приход на 13,7 кубического километра в год (или слой воды в море толщиной 34 миллиметра), что и вызвало общее понижение уровня моря. Исследования показывают, что все элементы водного баланса из года в год колеблются, то уменьшаясь, то возрастая.
Однако в то время как осадки и испарение имеют обычные циклические колебания около некоторого среднего значения, поверхностный приток при значительных межгодовых колебаниях испытывает явную тенденцию к снижению. Если до 1920 года средний речной сток составлял 352 кубических километра, то в 1930 – 1945 годах он был равен 278 кубическим километрам. Впоследствии в период 1945 – 1958 годов сток рек увеличился до 286 кубических километров, но в следующем десятилетии он вновь снизился до 259 кубических километров. Таким образом, сокращение приходной части баланса произошло главным образом вследствие убывания стока рек. Основная масса поверхностного притока в Каспий приходится на долю стока Волги (до 80 процентов), поэтому именно он имеет первостепенное значение в колебаниях уровня моря. В маловодный период 1930 – 1945 годов суммарный недостаток в стоке Волги по отношению к среднему составил примерно 864 кубических километра.
Непосредственной причиной уменьшения стока Волги служит главным образом изменение количества зимних осадков в бассейне реки. Хотя и крупный, но ограниченный бассейн Каспия не представляет собой изолированной области, его климатические условия зависят от крупномасшабной циркуляции планетарного характера. Советский географ Л. С. Берг отмечал, что в периоды потепления Арктики уровень Каспия падает, а при похолодании Арктики повышается.
При потеплении в арктических районах и перемещении путей циклонов к северу в средних широтах в холодную половину года преобладает антициклоническая циркуляция. Это вызывает уменьшение зимних осадков в бассейне Каспия и снижение стока Волги. Именно такое явление и наблюдалось в 1929 – 1939 годах.
В современных условиях на сток рек, а следовательно, и на уровень моря сильно влияет хозяйственная деятельность человека. Начиная с 40-х годов на реках, впадающих в Каспий, строятся мощные гидроэлектростанции с водохранилищами, принимающими в себя значительную долю паводковых вод. Воду забирают не только заводы и города. Её недостаток вызывается и возросшим уровнем сельского хозяйства, вследствие чего увеличилось его водопотребление, и развитием поливного земледелия. В результате хозяйственной деятельности человека суммарный сток рек уменьшился на 35 – 40 кубических километров в год. Следовательно, в современный период человек и природа действуют однонаправленно, уменьшая пресноводные ресурсы моря.
Падение уровня моря и связанное с ним уменьшение площади его поверхности, казалось бы, должны заметно уменьшить испарение. Однако сильные ветровые нагоны, иногда достигающие 3 – 4 метров, приводят к затоплению обширных площадей низменных берегов Северного Каспия. Ширина зоны затопления в некоторых местах составляет 50 километров. После прекращения нагона большое количество воды остаётся на этих берегах и испаряется.
Говоря о Каспийском море, нельзя обойти такое уникальное географическое явление, как залив Кара-Богаз-Гол. В далёком прошлом залив свободно сообщался с морем: Падение уровня моря привело к тому, что проход в залив всё более сужался. Воды в залив стало попадать меньше, чем её испарялось с поверхности. Уровень воды в Кара-Богаз-Голе падал быстрее уровня Каспия и к 1980 году был ниже уровня моря на 3 метра. Водообмен с-морем принял односторонний характер, а залив превратился в лагуну, постепенно приобретая новые гидрологические свойства: солёность воды увеличилась до 350 промилле. Увеличение солёности и осадка солей послужили накоплению мирабилита – ценнейшего сырья для химичёской промышленности, по запасам которого этот район находится на одном из первых мест в мире. Падение уровня моря отрицательно повлияло на сток в Кара-Богаз-Гол: если в начале XX века сток в залив составлял 25 – 26 кубических километров в год, то в 1970 – 1980 годах – только 5 – б кубических километров. Но даже и при таком малом стоке залив являлся опреснителем для моря: он забирал из моря солей почти в два раза больше, чем их вносят все реки Каспия.
Начиная с 1979 года направленность природных процессов изменилась: естественный сток рек, в первую очередь Волги, возрос, и уровень Каспия, несмотря на продолжающиеся изъятия вод на орошение, быстро поднимается. Этому же способствовало осуществлённое в 1980 году перекрытие пролива, соединяющего залив Кара-Богаз-Гол с морем и отделение залива от моря. Тем самым в море ежегодно сохранялось 5 – 6 кубических километров воды, что соответствует приращению уровня в 2,5 сантиметра в год.
А вот изменение режима Азовского моря и прежде всего его осолонение вызваны совокупным влиянием природных процессов и увеличением потребления воды на народнохозяйственные цели. Учёными установлено, что увеличение солёности моря на 40 процентов произошло из-за хозяйственной деятельности и на 60 процентов вследствие природной маловодности рек. При этом уменьшились зоны нереста и нагула рыбы, сильно сократились её уловы.
Если уменьшение стока рек, вызванное хозяйственной деятельностью, привело к увеличению солёности Азовского моря и снижению уровня Каспийского, то для Аральского моря характерно совместное проявление этих двух факторов.
Бассейн Арала, общая площадь которого более 2,7 миллиона квадратных километров, является районом традиционного орошаемого земледелия, благоприятным для произрастания многих теплолюбивых культур, в том числе хлопка, риса, винограда, плодовых и цитрусовых. Плодородие почв и продолжительность вегетационного периода позволяют получать на поливных землях по два и даже по три урожая в год. Площадь орошаемых земель в настоящее время превышает 5,5 миллиона гектар.
Однако водные ресурсы бассейна ограничены и оцениваются в 120 кубических километров воды в год, в том числе 40 кубических километров приходится на долю Сырдарьи и 80 кубических километров – на долю Аму-дарьи.
С 1961 года изъятие пресной воды из бассейна Аральского моря увеличивалось очень быстро. Бывали годы, когда воды Амударьи и Сырдарьи практически полностью использовались на орошение или когда реки приносили в море только 5 – 10 процентов своего стока. Уровень моря к 1985 году упал на 13 метров. Обсохло до 30 процентов площади дна моря около восточного побережья.
Сильно изменилась береговая черта: полностью исчезли крупные мелководные заливы Джилтырбас на южном побережье моря и Бозколь и более мелкие на восточном. Практически все острова Айпеткинского архипелага стали сушей, появился ряд новых островов на месте бывших банок. Остров Кокарал стал полуостровом, Малое море практически стало несудоходным, так как глубины в проливе Берга уменьшились до 2 – 3 метров. Аральск прекратил своё существование как порт, и всё судоходство сосредоточилось в Большом море.
Если уменьшение объёма огромной чаши Каспийского моря не повлекло за собой заметного увеличения его средней солёности, то сокращение объёма воды относительно небольшого Арала вызвало катастрофический рост его солёности: с 9,8 грамма солей на литр воды в 1969 году до 27 ныне, то есть практически в три раза. Из-за этого изменились условия существования промысловых рыб в море.
Таким образом, совокупное влияние природных процессов и антропогенного фактора уже сейчас привело к изменению гидрологических условий южных морей страны. Подобные изменения отрицательно отразились на развитии многих отраслей народного хозяйства. Большой урон понесла и продолжает терпеть рыбная промышленность этих бассейнов. Серьёзный ущерб в связи с падением уровня морей несёт судоходство. Полностью исчезли ранее судоходные акватории на Аральском море, изменились фарватеры на Каспии. Большая стоимость дноуглубительных работ тяжёлым грузом ложится на эксплуатационные расходы водного транспорта.
Даже такая отрасль, как индустрия отдыха – рекреация – понесла ущерб. Например, на Азовском море в связи с его осолонением появились полчища медуз, суммарная масса которых превысила 6 миллионов тонн. В этих условиях заметно ослабевает поток отдыхающих на бархатный песок Азовского побережья.
Что касается других морей, то влияние антропогенного фактора на их режим проявляется не столь очевидно, как на Арале, Каспии и Азове. В Чёрном море современное потребление пресных вод достигло 50 – 55 кубических километров в год при общем речном стоке 360 кубических километров. Наибольший объём изъятий воды приходится на бассейны Днепра, Днестра и Дуная. В связи с этим немного увеличилась солёность в мелководной северо-западной части моря. Наибольшее влияние хозяйственной деятельности проявилось в увеличении солености устьевых лиманов Причерноморья Днестровского, Днепробугского и изменении условий обитания рыб.
Гидрологический режим Балтийского моря претерпевает некоторые изменения не столько вследствие уменьшения или увеличения количества поступающих в него речных вод, сколько из-за изменения качества стока. В последние десятилетия в бассейне Балтики значительно увеличилось использование минеральных удобрений. Из-за этого с полей смывается много солей азота и фосфора. Речные воды, а за ними и морские, получают излишнее количество питательных веществ, и летом в воде начинают интенсивно развиваться мельчайшие водоросли фитопланктона.
В условиях сложившегося веками равновесия экологичёской системы моря клетки фитопланктона служили пищей для мелких плавающих рачков, теми в свою очередь кормилась рыба. Ныне из-за увеличения притока питательных солей клеток фитопланктона развивается больше, чем нужно для существования всей цепи жизни в море. Излишний фитопланктон отмирает, потребляя при этом растворённый в воде кислород. Образуются зоны дефицита кислорода, гибнет рыба, возникает губительный сероводород. Ныне уже постоянно существуют сероводородные зоны в центральной части Балтийского моря: в Гот-ландской котловине и Ландсортской впадине.
Таким образом, современные антропогенные воздействия на режим Балтийского моря проявляются в его эвтрофикации – так называется явление резкой вспышки продукции фитопланктона с последующим его отмиранием и поглощением большого количества растворённого в воде кислорода.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 235.
