Влияние болот и их осушения на речной сток. Практическое значение болот

Вопрос о влиянии болот на речной сток имеет принципиальное значение для оценки гидрологической роли болот в природных комплексах и для оценки возможных изменений стока рек в ре­зультате осушительных мелиораций.

Единой точки зрения относительно гидрологического значения болот и в особенности их «регулирующей» роли у гидрологов долгое время не было. Одни считали, что болота увеличивают весенний сток, другие — уменьшают. Подобные противоречивые точки зре­ния имелись и в оценке влияния болот на меженный сток. Усили­ями в основном советских гидрологов (К. Е. Иванов, И. А. Шик- ломанов и др.) к настоящему времени сложились следующие пред­ставления о гидрологической роли болот.

Вследствие повышенного испарения и транспирации с поверх­ности болота уменьшают среднюю величину стока: с заболоченных территорий в реки поступает меньше стока, чем с сопредельных незаболоченных земель. Важно отметить, что различие в испарении с поверхности болот и незаболоченных земель растет с уменьшени­ем общей увлажненности территории.

В тундре испарение с болот и незаболоченных земель в усло­виях избыточного увлажнения мало отличается. Различие возраста­ет в лесной зоне в условиях достаточного увлажнения и достигает наибольшего значения в степной, полупустынной и пустынной зонах (в условиях недостаточного увлажнения), где с заболоченных зе­мель теряется на испарение значительно больше воды, чем с сопре­дельных сухих территорий. Так, огромные массы воды теряются на так называемое непродуктивное испарение с заболоченных пойм и дельт («плавней») в южных районах России. Непродуктивное испарение — это потери воды с открытой водной поверхности и при транспирации болотной (не «культурной», т. е. сельскохозяйствен­ной) растительностью.

Таким образом, непосредственным следствием осушения болот должно стать уменьшение испарения и увеличение стока, причем тем большее, чем южнее расположен осушенный болотный массив.

В зоне достаточного увлажнения дополнительной причиной увеличения среднего стока непосредственно в результате осушения болот служит сработка статических (вековых) запасов подземных вод, сопутствующая снижению уровня грунтовых вод после осушения.

Однако впоследствии испарение с осушенных массивов, как было показано в разд. 6.15, может возрасти и тем сильнее, чем больше будет транспирировать культурная растительность, поса­женная на осушенных землях. Величина стока тогда может вырав­няться или даже уменьшиться по сравнению с его величиной до осушения.

Влияние болот на сезонный сток менее однозначно. Часто счи­тают, что болота, поглощая влагу во время снеготаяния, уменьшают весенний сток, и поэтому осушение болот, улучшая отток талых вод, должно привести к увеличению весеннего стока. Однако не­обходимо учитывать и противоположную тенденцию: осушенные болота могут иметь лучшую аэрацию грунта, что приводит к увели­чению потерь талых вод на инфильтрацию и испарение и к умень­шению весеннего стока. Поэтому осушение болот, как отмечает И. А. Шикломанов, в одних случаях ведет к увеличению, а в дру­гих — к уменьшению весеннего стока.

Установлено, что болота в целом не способствуют увеличению меженного стока, как иногда считали раньше. Объясняется это тем, что летом болота испаряют много воды и дают мало поверхност­ного стока. Кроме того, водоотдача торфа очень низкая, что также не способствует меженному стоку. Зимой болота вообще могут не давать стока в связи с промерзанием деятельного слоя.

Поэтому осушение болот, как правило, выравнивает колебания стока в течение года, иногда существенно увеличивая (по данным И. А. Шиютоманова, в 1,5—2 раза) минимальные расходы воды в меженный период.

В некоторых заболоченных районах (например, в Полесье) дей­ствительно обнаружено, что меженный сток несколько выше, чем за пределами заболоченного района. Это дало основание некото­рым специалистам считать, что болота увеличивают меженный сток. Однако к настоящему времени такие взгляды признаны неверны­ми. Дело в том, что для условий, например, Полесья у заболочен­ности земель и повышенного меженного стока одна и та же при­чина: повышенное стояние уровня фунтовых вод, обусловленное гидрогеологическими особенностями района (высоким залеганием водоупоров, широким распространением песчаных грунтов над водоупорами и др.). По мнению К. Е. Иванова, эти причины и вы­звали как заболачивание земель, так и повышенное подземное пи­тание рек, что вовсе не свидетельствует о положительном влиянии самих болот на меженный сток.

Неоднозначные оценки влияния осушения болот на меженный сток иногда проистекают также из-за того, что наблюдениями охва­тывают речные бассейны разного размера и с разной глубиной эрозионного вреза. На малых водосборах с глубиной осушительно­го дренажа, соизмеримого с глубиной эрозионного вреза, межен­ный сток вследствие снижения уровня грунтовых вод после осуше­ния болот может уменьшиться. Но ниже по течению с увеличением площади водосбора и глубины эрозионного вреза меженный сток после осушения болот обычно не только сохраняется прежним, но может и увеличиться.

Важную роль играют болота в формировании химического со­става речных вод. Реки, берущие начало из верховых болот, пита­ющихся атмосферными осадками, имеют воды гидрокарбонатного класса. Они содержат очень мало минеральных веществ, но зато обогащены органическими веществами. В ряде случаев качество вытекающих из болот вод невысокое (они перенасыщены органи­кой, продуктами разложения органических веществ, часто имеют характерные «болотный» запах и цвет). Вытекающие из крупных болот воды часто неблагоприятны для развития высших водных организмов. Осушение болот должно поэтому способствовать улуч­шению качества речной воды.

Таким образом, для крупных регионов осушение болот в целом не должно оказывать на речной сток отрицательного влияния. Однако факт перехода в результате осушения части подземного стока в по­верхностный, в особенности на малых водосборах, должен обяза­тельно учитываться при осушительных мелиорациях (при определе­нии, например, густоты и глубины искусственного дренажа). Чрез­мерное осушение болот может нанести ущерб малым водотокам.

Болота имеют большое хозяйственное значение. Добываемый после осушения болот торф широко используют как топливо (ряд ГРЭС работает в нашей стране на торфе), как удобрение (в особен­ности торф низинных болот) и химическое сырье (из торфа выра­батывают ряд химических продуктов — аммиак, деготь и др.); идет торф и на подстилку скоту.

Первые сведения о торфе как «горючей земле» для нагревания пищи приводятся Плинием Старшим (начало нашей эры). В XII— XIII вв. торф как топливный материал был известен в Голландии и Шотландии. В XVI—XVII вв. из торфа выжигали кокс, получали смолу. В XX в. торф стали использовать в энергетике и для полу­чения газа.

Промышленное скопление торфа называют торфяным место­рождением. На земном шаре промышленное значение имеет торф

на площади около 100 млн га, причем около ³/₄ этой площади приходится на долю России. Наибольшее промышленное значение имеют торфяники в Западной Сибири. Общие промышленные запасы торфа в России оцениваются не менее чем в 150 млрд т. Из зарубежных стран наибольшие промышленные запасы торфа имеют Канада, Финляндия и США. Годовая добыча торфа в быв­шем СССР составляла около 100 млн т. Для промышленной до­бычи торфа используются специальные фрезерные и экскаватор­ные машины.

На осушенных болотах выращивают травы, овощи, зерновые и технические культуры, цитрусовые (в Колхиде) и др.