Малые реки бассейна р.Урал

Малые реки практически  всегда имеют постоянный сток. Он формируется  вследствие впадения многочисленных притоков более мелких порядков, а также  разгрузки большей или меньшей  толщи почвогрунтов. Различия в генезисе вод, формирующих сток малых рек, означают и изменение соотношения между поверхностным и почво-грунтовым стоком в общем питании водотоков. Увеличение площади речных бассейнов, возрастание роли грунтового питания обеспечивает наличие постоянного стока в речной сети, если исключить из рассмотрения потенциально возможные периоды пересыхания или перемерзания водотоков. Изменчивость стока малых рек во времени находится в большой зависимости от интенсивности водоотдачи снежного покрова, фильтрации влаги в толщу почвогрунтов. Наоборот, средние и крупные реки, дренируя различные водоносные горизонты, не обнаруживают зависимости от особенностей формирования поверхностного стока на склонах водосбора. Их гидрологических режим в большей мере зависит от зональных или интразональных условий изменения составляющих водного баланса. Одновременно изменяется генетическая структура стока, поскольку в его формировании (помимо снегового и дождевого питания) важное место начинают занимать подземные воды.

Высокая  степень  зависимости гидрологического режима малых рек от процессов формирования стока на склонах речных бассейнов, в постепенно усложняющейся сети временных и постоянных водотоков свидетельствует о том, что малая река и ее водосбор представляют собой каскадную систему. Малые реки являются элементом более крупных каскадных систем. Они формируют фоновый уровень гидрологических характеристик средних и крупных рек. Сопоставление объема стока, сосредоточенного в верхних звеньях их речных систем, с объемом стока в крупных водотоках, показывает, что значительная его часть складывается из частных объемов стока малых рек. Поскольку совместно с водой переносится различные виды других веществ, в т.ч. и загрязняющих, то гидроэкологическое состояние многих крупных водных объектов определяется состоянием малых водотоков. Характер влияние средних и крупных рек на малые реки обычно зависит от особенностей гидравлического взаимодействия малых и крупных водных объектов, объединенных в каскадной структуре речной сети. При прохождении максимальных расходов воды на крупных реках в период половодья или паводков возможны подпорные явления на устьевых участках их притоков. Следствием их возникновения могут рассматриваться морфологические изменения русел малых рек (Никитин, Чалов, 1988; Никитина, 1989), формирование геохимических аномалий, наличие зон негативного изменения качества воды.

Состояние малых  рек в значительной мере зависит  от природных особенностей речных бассейнов, характеров и масштабов хозяйственного использования природных ресурсов территории. Водосбор представляет собой арену развития различных природных процессов, совокупность которых иллюстрирует специфику существования естественных ландшафтов. Зональные особенности поступления тепла и влаги, орографические механизмы их перераспределение, литология подстилающих пород определяют закономерности пространственной изменчивости растительного и почвенного покрова, ту или иную структуру ландшафтов территории. Для каждой из них свойственна особая форма трансформации поступающих потоков веществ и энергии и их преобразование в поверхностные составляющие стока. В процессе этого преобразования, сути которого является возникновение стока воды, взвешенных наносов, растворенных и адсорбированных химических веществ, органики, микробиологических компонентов и т.п., формируется литогенные, хемогенные и биогенные потоки. Их характеристики тесно связаны с увлажненностью местности, выпадением трансграничных и местных загрязняющих веществ из атмосферы, структурой рельефа и условиями развития процессов выветривания, типом, густотой и возрастом растительного покрова, типом, механическим составом, содержанием гумуса и величиной окислительно – восстановительного потенциала почв, характером движения влаги в зоне аэрации и т.п.

Огромна роль антропогенных  факторов изменения вещественных и  энергетических потоков водосборных территорий. В различных регионах достаточно большой территории набор антропогенных нагрузок обычно неоднороден. Водосборная территория уральского бассейна активно используется в интересах лесного, сельского, горнодобывающего, промышленного и т.д. комплексов. В процессе использования природных ресурсов речных бассейнов возникают антропогенные и изменяются естественные составляющие лито-, хемо- и биогенных потоков веществ. Во многих случаях антропогенные компоненты этих потоков определяют общее поступление в реки воды, наносов, химических элементов и соединений. Отсюда следует, что оздоровление верхних звеньев речных систем теснейшим образом связано с оптимизацией хозяйственной деятельности на водосборных территориях.

Большое значение имеет и сокращение сбросов сточных вод непосредственно в русло малых водотоков. Масштабы их воздействия на состояние этих водных объектов зависит от порядка рек, объема, типа и степени очистки стоков. Внутренние механизмы изменения состояния малых рек определены так же их водоносностью, площадью водосбора, масштабами освоения пойменных территорий, степенью их инженерно-хозяйственного преобразования. Многие малые водотоки испытывают негативные воздействия в процессе извлечения полезных ископаемых из русловых отложений, добычи нерудных строительных материалов в зонах расположения русловых и пойменных карьеров. В результате изменяется качество воды и общая гидроэкологическая обстановка в этих водных объектах. 

Глава 2. Физико- географические условия бассейна р.Урал.

2.1. Геологическое  строение и рельеф территории.

Поверхность фундамента погружается в восточном направлении  в сторону Предуральского краевого прогиба, протянувшегося узкой полосой  вдоль Урала. Глубина залегания  фундамента в этом прогибе достигает 10 тысяч метров. Прогиб заполнен осадочными горными породами, которые сносились в основном с Уральских гор.

Связь форм рельефа  и поверхности кристаллического фундамента здесь, конечно, не случайна. Она является результатом длительного  геологического развития этой территории.

В древнейший, докембрийский, этап геологической истории на этой территории завершилось горообразование  и прекратились вулканические процессы. Образовавшиеся горные породы были смяты  в складки и метаморфизованы  под воздействием высоких температур и давлений. В настоящее время они слагают фундамент платформы. Среди них известны гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, а также магматические породы - граниты, диабазы.

После докембрия  в течение более 150 млн. лет, фактически весь ранний палеозой, эта область представляла собой равнинную сушу. На ней уже не проявлялись горообразование и вулканизм. Господствовали процессы разрушения горных пород и выравнивания территории. Это была совершенно безжизненная каменистая пустыня. Ведь тогда, в раннем палеозое, жизнь еще не вышла из Мирового океана. С начала позднего палеозоя на территорию Западного Башкортостана наступает с востока морской бассейн. Он господствовал здесь почти весь поздний палеозой. На дне морей, которые лишь временами отступали, образовались преимущественно глинистые и известняковые отложения. В настоящее время они слагают осадочный чехол платформы и вскрываются только скважинами. Среди них выделяются девонские, каменноугольные и пермские отложения. Слои осадочных горных пород чехла залегают в целом горизонтально, лишь местами они обнаруживают пологоволнистые изгибы.

В конце позднего палеозоя, в пермский период, морской  бассейн постепенно мелеет. На дне  его накапливаются каменные соли и гипсы.

Гипсы можно  встретить в обнажениях горных пород. Чистый гипс - совершенно белый, сахаро-видный, мягкий, легко режется ногтем. Такая разновидность его называется алебастр. Встречается также волокнистый гипс - селенит и прозрачный, пластинчатый - Марьино стекло. Он похож на прозрачную слюду, но в отличие от нее листочки прозрачного гипса не гнутся, а легко ломаются.

На гипсах в  обнажениях залегают самые молодые  из палеозойских отложений. Они представлены обычно красноцветными песчаниками  и глинами. Эти отложения образовались уже на суше, когда палеозойский бассейн окончательно отступил.

В начале мезозойской  эры эта территория представляла собой обширную сушу. С поднявшихся  к тому времени гор Южного Урала  реки выносили галечники, пески. Эти  отложения геологи относят к  триасовой системе. Их можно наблюдать на юге Западного Башкортостана. Они представлены преимущественно красноцветными глинами, конгломератами, песчаниками. В этих толщах встречаются окаменелые остатки вымерших рептилий и земноводных.

В юрский период мезозойской эры южная часть  Западного Башкортостана затапливается мелководным морским бассейном. Отложения этого бассейна сохранились в настоящее время на юго-востоке республики в бассейне реки Таналык. Они представлены глинами, песками, галечниками. В этой толще можно найти крупные раковины ископаемых моллюсков и остатки белемнитов веретенообразной формы. В народе их называют "чертовы пальцы".

В меловой период распространяется новый морской  бассейн. Он затопляет большую часть  территории Западного Башкортостана. К настоящему времени осадки этого  бассейна - меловые отложения - почти полностью размыты и встречаются лишь на право- и левобережье реки Белой у сел Ромодановки, Кинзикеево, Кинзебулатово, Байгузино, Тимашевки, Венеры, Орловки, Тукмана, Зиргана, Тала-лаевки и в других пунктах.

В кайнозойскую эру морской бассейн еще дважды проникал в эту область. В последний раз наступление моря происходило с юга, со стороны Каспийского бассейна. В кайнозойскую эру усилились тектонические движения, произошли расколы фундамента Русской платформы и поднятие отдельных его блоков. Так сформировались приподнятые своды и возвышенные участки рельефа над ними.

Таким образом, современное глубинное строение Западного Башкортостана, а также  состав горных пород являются результатом  длительной геологической истории  развития. В свою очередь, геологическое строение и горные породы отражаются в основных формах рельефа - возвышенностях, плато, долинах.

Горный Башкортостан занимает Южный Урал. По рельефу  эта система горных хребтов, которые  разделяются межгорными понижениями. Хребты вытянуты в меридиональном направлении.

Главным или  водораздельным хребтом является Уралтау. Однако более высокие хребты, например, Машак, Аваляк расположены к западу от Уралтау. К ним приурочены наиболее высокие вершины Южного Урала - Большой  Иремель (1582 м) и Ямантау (1640 м). К западу от них высота хребтов, словно в гигантской лестнице, постепенно снижается. Эту территорию называют Западным склоном Южного Урала. К востоку от Уралтау, на Восточном склоне, эта "лестница" короче, Южный Урал здесь круто обрывается к окружающей его с востока Западно-Сибирской равнине

Рис.3.Геологическая карта бассейна р.Урал в пределах Республики Башкортостан (Атлас РБ,2005)

Более плавно снижается  высота гор в южном направлении. У южных границ республики горные хребты постепенно сливаются с Зилаирским плато (Южно-Уральским плоскогорьем).

Уральские горы имеют складчато-надвиговое строение. Вдоль крупных блоков прослеживаются тектонические разломы. Как и  хребты, они имеют меридиональное направление. На геологической карте  Башкортостана разломы показаны красными линиями. В пределах Зилаир-ского плато наблюдается плавное погружение слоев горных пород.

Южный Урал сложен различными по возрасту горными породами. Если двигаться с запада на восток, то в краевых частях гор и в  пределах Зилаирского плато на поверхности можно увидеть более молодые - девонские, каменноугольные и пермские отложения. Среди них преобладают осадочные карбонатные породы - известняки, доломиты, мергели. На Восточном склоне широко распространены магматические горные породы - древние лавы, туфы. В центральных частях Южного Урала обнажены более древние - протерозойские отложения. Они представлены преимущественно метаморфическими породами - кристаллическими сланцами, кварцитами.

Глубинное строение, а также состав горных пород Южного Урала связаны с геологической историей его развития. До недавнего времени многие ученые считали, что горы Урала образовались при вертикальных поднятиях земной коры. Однако в последние годы геологи накопили много убедительных данных о том, что горообразование на Урале является результатом горизонтальных движений. Они происходили благодаря одностороннему давлению с востока, со стороны Западной Сибири. При этом возникали смятия горных пород и разрывы их. По образовавшимся пологим разрывам происходило медленное надвигание с востока крупных пластин земной коры. Подобный процесс можно сравнить с началом ледохода на реке, когда лед начинает трескаться и отдельные пластины его медленно наползают друг на друга.

В истории геологического развития Южного Урала выделяются три основных этапа.

1. Образование  гор началось в конце докембрия  в байкальскую эпоху складчатости. Еще тогда возникли крупные  надвинутые пластины, образовавшие  хребты. В палеозое тектонические  движения ослабевают, горы постепенно  разрушаются. На Южный Урал проникает обширный морской бассейн.

2. В конце  палеозойской эры в герцинскую  эпоху горообразования на Южном  Урале вновь усиливаются тектонические  движения и магматические процессы. Возобновляется надвигание пластин  и горообразование. На границе между Южным Уралом и Русской платформой благодаря надвиганию земной коры с востока образуется Предуральский краевой прогиб. Он представлял окраину обширного морского бассейна, покрывавшего Русскую платформу.

На мелководных  участках его дна вдоль Южного Урала протягивались рифы, подобные современным барьерным рифам. В настоящее время часть их выражена в рельефе в виде гор-одиночек или шиханов. Их можно наблюдать, к примеру, в районе города Стерлитамака.

К началу мезозоя  морской бассейн отступил. На месте его осталась обширная равнина.

3. В альпийскую  эпоху горообразования снова  усиливаются тектонические движения. Эти движения вновь выдвинули  длинные и узкие глыбы-пластины, образовавшие, хребты возрожденных  Уральских гор.

Надвигание  сопровождалось и поднятием, поэтому каждая из таких крупных пластин выражена в рельефе хребтом. К примеру, Зильмердакская пластина выражена хребтом Зильмердак. Как правило, хребты имеют более крутые западные и пологие восточные склоны.

По оценке исследователей поднятия за неоген-четвертичный этап, то есть за 25 млн. лет, составили в зоне хребта Уралтау 700 и более метров, а на остальной территории Южного Урала от 500 до 300 и менее метров. В настоящее время эти медленные движения Южного Урала продолжаются.