Гидрология рек

Дальнейшее уплотнение фирна  и рекристаллизация приводят к образованию  ледникового льда c плотностью 800910 кг/м'3 в зависимости от типа образования. Плотность чистого льда без пузырьков воздуха при нормальном атмосферном давлении около 917 кг/мз. На большой глубине в толще ледника плотность ледникового льда под влиянием давления может увеличиться до 925 кг/мз.

На образование толщи  ледника влияют также: явление режеляции, т.е. способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом и заполнять поры и трещины; уменьшение температуры плавления c увеличением давления (увеличение давления на 105 Па, или 1 атм, понижает Тзам на 0,0073° C, поэтому в толще ледника, где давление увеличивается приблизительно на 105 Па (1 атм) на каждые 10-12 м глубины, лед может таять и при отрицательной температуре); явление конжеляции, т.е. повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

Таким образом, в ледниках наблюдается три принципиально  различных способа образования  льда - путем рекристаллизации снега  и фирна (под давлением), путем  замерзания талой воды в толще  фирна (инфильтрационный лед), путем  замерзания талой воды на поверхности  льда (конжеляционный или так называемый «наложенный» лед).

На леднике выделяют в  верхней части область питания (аккумуляции) и в нижней части  область расхода (абляции), то есть области  с положительным и отрицательным  годовым балансом массы. Эти две  области разделяет граница питания, на которой накопление льда равно  его убыли. Избыток льда из области  питания перетекает вниз в область  абляции и восполняет там потери массы, связанные с таянием, испарением и механическим разрушением.

32. Разрушительная работа ледников называется экзарацией. Онаосуществляется за счет воздействия на горные породы как самого льда, так и переносимых ледником обломков. Огромное значение при этом играют процессы морозного выветривания и эрозионной деятельности талых вод. Давление ледника и активное морозное выветривание в области питания ведут к дроблению пород. Обломки вмерзают в днище ледника и начинают вместе с ним перемещаться, царапая подстилающие породы. Так образуются ледниковые шрамы, указывающие направление движения ледника. Продолжающийся вынос обломков из области питания ведет к образованию кара – кресло-образного углубления на горном склоне. В результате роста или слияния каров возникают ледниковые цирки – обширные, подобные амфитеатрам впадины, окруженные крутыми склонами. Если кары или цирки опоясывают горную вершину, то она приобретает заостренную, с крутыми склонами форму, подобную обелиску. Такие горные вершины в областях оледенения называются пирамидальными. Наибольшая активность выпахивающей работы ледника наблюдается там, где дно или склоны долины стока неровные, или где резко изменяется крутизна долины. Естественно, быстрее разрушаются участки, сложенные податливыми породами. Если ледник движется по ранее созданной речной долине, то и она подвергается коренной перестройке: поперечный профиль долины, из типичного для горных рек V-образного, становится  U-образным, с широким дном и крутыми, часто отвесными склонами. Такие долины называются троговыми. За счет шлифовки в области стока ледника образуются бараньи лбы – выступы твердых пород, у которых обращенный в сторону ледника склон пологий и гладкий, а противоположный склон крутой и шероховатый. Если бараньи лбы занимают большую площадь, то возникает рельеф курчавых скал. В областях развития четвертичных покровных ледников, на территориях, сложенных мощным комплексом осадочных пород, к экзарационной работе ледника добавлялась еще и активная эрозионная деятельность талых ледниковых вод. В результате, речные долины, по которым полз ледник, углублялись. Происходили также многочисленные деформации пород ледникового ложа (смятие слоев в складки, образование разрывов и сбросов и др.). Такие нарушения ледником первоначального залегания пород называют гляциодислокациями.

Транспортная работа ледников заключается в переносе обломков самого разного размера: от глинистых  частиц до глыб. Благодаря трению и  морозному выветриванию форма и  размеры переносимых частиц постепенно изменяются. На поверхности грубых обломков часто можно наблюдать  ледниковые шрамы. Совокупность обломков, переносимых или отложенных ледником называется мореной. В зависимости  от расположения в теле ледника, выделяют пять типов движущейся морены. Из них  на поверхности ледника могут  возникнуть три типа. Боковая морена, формирующаяся в горах, представлена насыпями, вытянутыми параллельно трущимся о горные склоны краям ледникового  языка. Она образуется за счет поступления  обломков с надледных частей горных склонов (скатывание продуктов выветривания, осыпи, обвалы). Срединная морена также  имеет вид насыпей, валов, но располагается  в осевой части ледникового языка. Она возникает в горах при  слиянии двух ледниковых потоков, во время которого соединяются две  боковых морены. Следовательно, число  валов срединной морены может  сообщить о количестве слившихся  воедино ледниковых потоков. Сплошная поверхностная морена полностью  перекрывает поверхностьледника. Ее формирование может быть вызвано как перемешиванием материала при движении ледника по внутренним сколам, так и другими причинами. Кроме поверхностных, известны и другие типы движущихся морен. Внутренняя морена представлена внутри ледникового тела. Она накапливаетсялибо в зонепитания ледника, когда обломки, скатывающиеся в ледниковый цирк с горных склонов, засыпаются новыми порциями снега. Либо поверхностная морена по трещинам попадает внутрь ледника.  Донная морена выстилает подошву ледника. Возникает путем экзарации и вмораживания обломков в лед.

Ледниковая аккумуляция  происходит по мере движения, а наиболее активно – при остановке и  таянии ледника. При этом на территориях, занятых ледником и прилегающих  к нему, формируется целый ряд  генетических типов отложений, из которых  наибольший объем занимают комплексы  собственно-ледниковых, водно-ледниковых и озерно-ледниковых пород. Все они  на земной поверхности распространены в зонах современного и древнего (четвертичного) оледенения.

33. Талые воды горных  ледников являются одним из  источников питания рек. Доля  ледникового питания в общем  стоке большинства рек, берущих  начало из ледников, относительно  невелика и только в непосредственной  близости к леднику она может  достигать 50% годового стока и  иногда несколько превышать эту  величину. Остальная часть годового  стока этих рек формируется  за счет других источников  питания, главным образом таяния  сезонных снегов, залегающих на  поверхности ледника и обрамляющих  его склонах. По мере удаления  от ледника и уменьшения, степени  оледенения речного бассейна  доля ледникового питания заметно  уменьшается. Тем не менее наличие ледников в речном бассейне создает совершенно своеобразные особенности режима стока и уровней в течение года и оказывает существенное влияние на изменчивость годового стока таких рек, значительно снижая его. Уменьшение коэффициента вариации годового стока происходит главным образом за счет повышения стока в годы с малым количеством осадков, когда доля стока талых вод ледников увеличивается. Реки, в питании которых принимают участие ледники, отличаются растянутым летним половодьем и относительно небольшим колебанием уровней и расходов (тянь-шаньский тип водного режима, по классификации Зайкова). В начале половодья сток таких рек происходит за счет таяния сезонных снегов как на самом леднике, так и на обрамляющих ледник горных склонах. Увеличение расходов воды происходит медленно, что связано с медленным потеплением в бассейне и малыми площадями таяния, а также регулирующей ролью самого ледника. По мере освобождения языка ледника от снежного покрова в питании реки начинают участвовать одновременно талые воды снега и льда. Роль ледникового питания при этом постепенно увеличивается. В зависимости от режима таяния и размера площадей, охваченных одновременно таянием, максимальные расходы в период половодья наблюдаются в июле—начале августа. Спад заканчивается к октябрю. На общем фоне повышенной волны половодья как на подъеме, так и на спаде наблюдаются отдельные паводки. Появление их вызывается сменой погоды и изменением интенсивности таяния. Иногда паводки являются результатом быстрого сброса вод из ледниковых озер или других емкостей в теле ледника, вызванного прорывом ледяных перемычек или морен. Случаи таких паводков наблюдались, например, в 1958 г. на реке Сельдаре, вытекающей из ледника Федченко, и ее верхнем притоке р. М. Танымасс. Иногда паводки достигают катастрофических размеров, вызывают разрушения и сопровождаются человеческими жертвами. Прорывы ледниковых озер известны во многих ледниковых районах (Альпах, Кордильерах, Гималаях, Скандинавии, Каракоруме и др.).

34. По назначению водохранилища  подразделяются на многоцелевые и специальные. Среди многоцелевых выделяются водохранилища приоритетно-комплексного назначения, когда приоритет отдается какой-либо отрасли (чаще всего энергетике или ирригации), и комплексного назначения (без ярко выраженного лидирующего направления в его использовании). Водохранилище специального назначения — это вод­но-транспортные, рыбохозяйственные, сельскохозяйственные, энергетические, лесохозяйственные, канализационные, противоэрозионные, рекреационные и питьевые. По географическому положению водохранилища делятся (по Фортунатову М.А.):

Встречаются следующие типы водохранилищ:

• Крытые резервуары, устраиваемые из железа, бетона, камня и других материалов. Они располагаются над  землей или в земле (полностью  или частично) и применяются в  водоснабжении как резервуары суточного  регулирования или для создания напора.

• Открытые бассейны, устраиваемые в земле путем выемки или полувыемки, а также путем обвалования на горизонтальной или слегка наклоненной местности. Такие водохранилища иногда устраиваются при ГЭС деривационного типа в качестве бассейнов суточного регулирования. Они также применяются в орошении для временного задержания высокого стока, который используется затем на нижерасположенных площадках или в самом водохранилище (лиманное орошение)

• Водохранилища, создаваемые  в долинах естественных водных объектов постройкой подпорных сооружений (плотин, зданий ГЭС, шлюзов и др.). Этот тип  водохранилищ имеет наибольшее распространение  и значение для экономики. Внутри него выделяют два подтипа:

- речные (русловые) водохранилища,  расположенные в долинах рек.  Характеризуются вытянутой формой, с преобладанием стоковых течений  и характеристиками водной массы,  близкими к речным водам

- озёрные, повторяющие форму водоема, находящегося в подпоре, и отличающиеся по своим физико-химическим свойствам от свойств вод притоков.

35.