Естественные условия формирования водного баланса Европейского северо-востока России и его зональные закономерности

А. Братцев

В формировании водного баланса территории участвует сложный комплекс физико-географических условий. К числу основных географических факторов, определяющих особенности структуры водного баланса и гидрологического режима территории, относятся климат, рельеф и почвенно-растительный покров. Эти факторы тесно связаны между собой и воздействуют не только непосредственно, но и через другие факторы. Изучение закономерностей формирования водных ресурсов территории требует учета всего комплекса географических условий.

Климатические условия

Общие климатические особенности территории в значительной мере предопределяются ее географическим положением. Европейский северо-восток России находится под воздействием воздушных масс умеренных широт и арктических воздушных масс. Преобладает западный перенос. Вторжения воздуха с Атлантики при западном типе циркуляции в зимние месяцы сопровождаются обычно теплой и снежной погодой, а в летний период - прохладной погодой и обильными осадками. Вторжения арктических воздушных масс повторяются реже. Они вызывают резкое понижение температуры воздуха по всей территории. Зимой температура опускается до -45 - -55°С, а в летний период возможны заморозки.

Большое протяжение территории с севера на юг, наличие возвышенностей и гор (Тиманский кряж, Уральский хребет) создает различия в климате отдельных ее частей, которые проявляются в широтной зональности и высотной поясности.

Годовой радиационный баланс изменяется от 15-18 ккал/см2 на севере территории до 26-28 ккал/см2 на юге. Средняя годовая температура воздуха на юге Коми достигает 1-2°, а на северо-востоке района уменьшается до -8°. С высотой температура воздуха уменьшается. Средняя годовая относительная влажность воздуха возрастает в северо-восточном направлении от 60% до 75-80%. Годовые амплитуды колебаний температуры воздуха, характеризующие континентальность климата, увеличиваются от 23-28° на севере района до 30-31° на юге и от 20-25° на западе до 35° в предгорьях Урала. Частые прохождения циклонов создают благоприятные условия для выпадения значительного количества осадков.

Холодный период длится на территории 220-230 дней. Зима устанавливается в конце октября - начале ноября. В это же время устанавливается и устойчивый снежный покров. На распределение снежного покрова и его высоту большое влияние оказывает ветер. В тундре, вблизи морского побережья, средняя годовая скорость ветра изменяется от 6 до 9 м/сек. Снег сдувается с открытых участков и переносится на значительные расстояния, заполняя депрессии рельефа. Средняя мощность снежного покрова в тундре составляет около 30 см, на большей части лесной зоны она изменяется от 30 до 50 см, в долине Печоры - около 80 см, а на западном склоне Приполярного Урала, у верхней границы леса достигает 1,5 м. Максимальный за зиму запас воды в снеге изменяется от 100 мм в нижнем течении Печоры до 500 мм на Приполярном Урале. В общем, распределение запаса воды в снежном покрове носит сходный характер с распределением годовых сумм осадков, за исключением южной части территории, где снегозапасы ниже в связи с более коротким периодом отрицательных температур. Средняя температура самого холодного месяца - января изменяется по территории от -13 до -20°.

Весна наступает в конце марта - начале апреля. Устанавливается положительный радиационный баланс, наступают оттепели. Окончательно снег сходит в мае - июне. Вокруг городов снег стаивает раньше, в связи с его загрязнением и уменьшением альбедо. Так, в Воркуте снег сходит на 2-4 недели раньше, чем в неосвоенной тундре. Во второй половине мая - начале июня наступает летний сезон.

Лето короткое и прохладное, средняя температура июля изменяется от 7 до 18°. Вторжения арктического воздуха могут вызвать заморозки на севере территории даже в июле. Основная часть летних осадков выпадает в виде ливней. К концу лета обычно происходит переувлажнение почв. В конце августа - начале сентября наступает осень. Во второй половине сентября возможны морозы до -7°, а в октябре уже появляется снежный покров.

Количество выпадающих атмосферных осадков на территории превышает величину возможного при данных теплоэнергетических условиях испарения, поэтому этот район относится к зоне избыточного увлажнения. Он характеризуется сравнительно высокой степенью заболоченности и хорошо развитой гидрографической сетью.

Рельеф

Рельеф Европейского Северо-Востока России в общем носит равнинный характер, который нарушается возвышенностями Тимана в центральной части региона и Уральским хребтом на его восточной границе. Тиманский кряж простирается в юго-восточном направлении более чем на 900 км и разделяет бассейны рек Северной Двины и Мезени от бассейна Печоры. Тиман подразделяется на три части; Северную, Среднюю и Южную. Северный Тиман состоит из трех параллельных гряд: Косминского, Тиманского и Чайцинского камней. Высота наиболее крупных возвышенностей Северного Тимана составляет 200-250 м. Южнее реки Цильмы начинается Средний Тиман, достигающий наибольшей высоты в Четласском Камне - 463 м. Восточнее Четласского Камня простирается Вымс-ко-Вольская гряда с наивысшей отметкой 353 м. Южный Тиман представляет собой мелкохолмистую равнину, на которой выделяются отдельные возвышенности высотой до 320 м. Несмотря на то, что высота Тимана невелика, его расположение на пути господствующего переноса воздуха с запада на восток придает ему характер орографического барьера, значительно влияющего на распределение атмосферных осадков. Здесь выпадает на 50-100 мм больше осадков, чем на равнине. Прирост составляет 20-30 мм на 100м высоты.

Уральский хребет в пределах рассматриваемой территории делится на Северную, Приполярную и Полярную части. Южнее 64 северной широты лежит Северный Урал, представляющий собой систему параллельных хребтов, вытянутых в меридиональном направлении. Высота наиболее высоких вершин достигает 1300-1600 м (Патокиз, Тельпозиз). По мере продвижения к югу высота хребтов уменьшается, а степень их расчлененности увеличивается. Четко ориентированные хребты в верховьях Печоры сменяются отдельными изолированными кряжами. Вдоль западного склона Северного Урала протягивается широкая полоса предгорных возвышенностей или увалов высотой 250-300 и. В западной части полосы рельеф огласи, водораздельные пространства ровные и на значительном протяжении сохраняют одинаковую высоту.

Часть Урала, расположенная между Полярным кругом и 64° северной широты, известна под названием Приполярного Урала. Ширина горной системы здесь достигает 140-150 км, также возрастает и высота хребтов, достигая 1800-1900 м (Манарага, Народная и др.). В пределах Приполярного Урала широко развит альпийский тип рельефа: он сильно расчленен, обильны ледниковые формы, верховья речных долин имеют форму трогов.

Часть Урала, расположенная севернее Полярного круга, носит название Полярного Урала. Это узкая полоса горных массивов шириной 20-30 км и высотой 900-1200 м, простирающихся в северо-восточном направлении и расчлененных глубокими долинами. В троговых долинах как на Полярном, так и Приполярном Урале встречаются небольшие ледники. Их количество, по данным Л.Д. Долгушина, составляет около 45.

Уральские горы являются естественным барьером на пути господствующего направления движется воздушных масс и задерживают большое количество влаги западных воздушных потоков. Это является причиной высокой водности рек, стекающих с западного склона. С увеличением высоты местности на 100 м, осадки и речной сток увеличиваются в среднем на 20-50 мм.

Между Уралом и Тиманом простирается Печорская низменность. Высота низменной равнины средней Печоры не превышает 100 м, а в Малоземельской и Большеземельской тундре увеличивается, достигая 200 м. Наличие многолетней мерзлоты накладывает особые черты на рельеф тундры. Для него характерна слабая расчлененность водоразделов и наличие большого количества микропонижений, создающих обширную сеть мелких озер и полос стока.

К западу от Тимана лежит Вычегодско-Мезенская равнина. Наиболее значительные возвышенности находятся на юге этой области, в районе Северных Увалов. Средняя высота водораздельных пространств в полосе Северных Увалов составляет 200-310 м. На остальной части Вычегодско-Мезенской равнины средние высоты составляют 130-180 м. Гидрологическая роль рельефа на территории Европейского Северо-Востока России хорошо видна на картах элементов водного баланса. Осадки, речной сток и его составляющие увеличиваются с высотой, а испарение уменьшается. Валовое увлажнение территории мало изменяется с высотой, так как изменения подземного стока в реки и испарения взаимно компенсируются.

Почвы и их гидрологическая роль

Почвенный покров играет большую роль в формировании водного баланса. М.И. Львович охарактеризовал его как посредника между климатом и гидрологическим режимом, занимающего по своему значению среди гидрологических факторов, второе место после климата. Долгое время гидрологическая роль почвы недооценивалась и в гидрологии господствовала климатологическая концепция, согласно которой все закономерности формирования режима поверхностных вод объяснялись действием метеорологических и климатических факторов. В настоящее время, благодаря работам М.И. Львовича, Б.В. Полякова, И.А. Кузника, Г.В. Назарова и многих других, сложилось обоснованное представление о гидрологической роли почвы и ведутся исследования, позволяющие оценить ее количественно. Следует ответить, что этому во многом способствовало появление дифференцированного, шестикомпонентного уравнения водного баланса, некоторые элементы которого очень тесно связаны с почвенными характеристиками.

На территории Европейского Северо-Востока России представлены тундровые, подзолистые я болотные типы почв. На севере района распространены почвы тундрового типа, среди которых встречаются иллювиально-гумусовые, типичные тундрово-глеевые и тундрово-глеевые оподзоленные. Почвы тундрового типа формируются под влиянием вечной мерзлоты и характеризуются незначительным накоплением гумуса. На переувлажненных участках тундры обычно имеется торфянистый слой, мощность которого составляет в среднем около 20 см. Большую часть площади района занимают почвы подзолистого типа, формирующиеся под лесными массивами. В подзоне северной тайги и в южной части тундры преобладают глеево-подзолистые почвы, а в подзоне средней тайги - типичные подзолистые. Небольшими пятнами по всей территории распространены почвы болотного типа. В северной части Коми АССР преобладают почвы верховых болот, а в южной - низинных.

В зависимости от мощности торфяной залежи почвы делятся на торфянистые (30-50 см) и торфяные (больше 50 см). Почвы Коми АССР весьма разнообразны по своему механическому составу, данные о котором приведены в таблице.

Механический состав почв Коми

Механический состав почв Занимаемая площадь
в тыс. км2 в процентах
суглинки тяжелые и глины 26,2 6,5
суглинки средние и легкие 111,1 27,5
суглинки пылеватые 32,1 8,0
супеси 14,8 3,7
пески 51,8 12,9
супеси на суглинках 40,2 10,0
пески на суглинках 47,5 11,8
пески на супесях 1,4 0,4
коренные породы 28,3 6,8
остальная часть площади находится под болотами.

Водно-физические свойства почвенного покрова зависят от ряда факторов, среди которых можно выделить такие, как генетический тип почвы, ее механический состав, характер хозяйственного использования и другие. Связь генетического типа почвы с ее гидрологическими свойствами связана с различиями структурно-агрегатного состояния генетических типов почв. Почвенная структура образуется путем слипания и склеивания почвенных частиц органическими и минеральными клеями, содержащимися в почве благодаря наличию гуминовых кислот. Гидрологические свойства почв разного генетического типа были исследованы Г.В. Назаровым, установившим наличие зональных закономерностей водопроницаемости почв. Согласно его классификации, наибольшей инфильтрационной способностью обладают черноземы, а наименьшей - тундровые почвы на севере и бурые почвы пустынных степей на юге. На фоне зональных закономерностей распределения водопроницаемости выделяются внутризональные особенности, вызванные различиями механического состава одного типа почвы.

Комплекс водно-физических свойств почвы можно охарактеризовать через такие интегральные показатели, как инфильтрационная и водоудерживающая способности. Основные закономерности распределения инфильтрационной и водоудерживающей способностей почв на Европейском Северо-Востоке России следующие. Годовая инфильтрация (валовое увлажнение территории минус задержанные растительным покровом осадки) увеличивается от 200 мм в зоне тундры до 450 мм в подзоне средней тайги или от 34 до 60% годовой суммы осадков. В горной части инфильтрация составляет около 310 мм (33% годовых осадков) и сопоставима с инфильтрацией в тундре. Объем задержанной в почвенном покрове воды, приближенно оцененный как инфильтрация минус подземный сток в реки, также увеличивается с севера на юг от 150 до 320 мм, однако доля задержанной почвой воды от годовой инфильтрации, наоборот, уменьшается в южном направлении. В зоне тундры в почвенном покрове задерживается 70-75% просочившейся воды, а в тайге - 65-70%. Более высокая водоудерживающая способность тундровых почв по сравнению с таежными, связана с широким распространением в тундре болот, являющихся своеобразными аккумуляторами влаги. Наименьшей водоудерживающей способностью в районе характеризуется почвенный покров горной части территории - здесь задерживается в среднем 90 мм воды в год, что составляет 30% инфильтрации.

Как уже отмечалось, внутризональные особенности распределения воднофизических свойств почв в значительной мере связаны с их механическим составом. Более высокий, по сравнению с зональным, подземный сток в реки наблюдается в бассейнах рек Ухты, Локчима, Сысолы, Мезени и в верховьях Вычегды. В бассейнах этих рек преобладают легкие по составу почвы.

Леса Коми и их гидрологическая роль

Гидрологическая роль растительности теснейшим образом связана с почвами. Каждый тип растительности формирует присущий только ей тип почвы, обладающий определенными гидрологическими свойствами. Почвы, в свою очередь влияют на характер растительности. С учетом этого, в настоящем и следующем разделах рассматривается гидрологическая роль лесов и болот, как естественных природных комплексов со специфическими почвенно-растительными условиями.

Большая часть территории Коми АССР относится к таежной зоне. Площадь, покрытая лесом составляет 286 тыс. км2. Основными лесообразующими породами являются ель, сосна и береза. Реже встречается пихта, кедр, лиственница, осина и др. Еловые древостои занимают 158 тыс. км2 площади и представлены ельниками зеленомошниками, травяными долгомошниками, сфагновыми и лишайниковыми. Чаще встречается ель сибирская, образующая чистые и смешанные лесные массивы на водоразделах, в долинах рек и на склонах Уральских гор. Сосновые леса занимают 73 тыс. км2 и, как правило, приурочены к песчаным террасам и верховым болотам вблизи речных пойм. Березовые леса занимают 45 тыс. км2, на площади около 10 тыс. км2 представлены пихта, кедр, лиственница, осина и некоторые другие породы.

Непосредственное влияние растительности, в том числе лесной, на водный баланс осуществляется в ходе важного биологического процесса - транспирации. Растения в процессе своей жизнедеятельности извлекают почвенную влагу и транспирируют ее затем в атмосферу. Количество транспирируемой воды колеблется в широких пределах и зависит от большого числа факторов: вида растения, его возраста, наличия почвенной влаги, которой почти всегда достаточно в почвах Коми, климатических условий и др. А.А. Молчанов обратил внимание на то, что транспирация зависит от продуктивности лесов - чем больше продуктивность древостоев, тем больше расход воды на транспирацию. Наибольший расход воды в пределах одного типа леса наступает в период кульминации текущего прироста. С.Ф. Федоров, проведя экспериментальные исследования на Валдае, установил, наличие связи транспирации леса с такими характеристиками, как годовой прирост древесины и прирост деревьев по радиусу и длине ствола. По данным С.А. Братцева, в лесах Коми увеличение годового прироста древесины на 1 м3/га увеличивает годовую транспирацию на 100-120 мм.

Транспирацию часто называют продуктивным испарением в отличие от непродуктивного испарения с травяного покрова, почвы и испарения задержанной кронами части атмосферных осадков.

Вопрос о задержании осадков кронами деревьев изучен хорошо. Большинство исследователей, проводивших свои опыты в разных географических зонах, пришли к выводу, что задержание за год составляет 10-25% годовой суммы осадков для лиственных лесов и 20-50% для хвойных. В частности такие данные содержатся в работах Г.Н. Высоцкого, А.А. Молчанова, С.Ф. Федорова, Р. Келлера и других. По оценке А.П. Братцева, проведенной для лесов южной части Коми, средневозрастный березняк задерживает кронами около 22%, а еловые насаждения - 27% жидких осадков. Среднее годовое количество задерживаемых кронами деревьев осадков на территории таежной зоны Коми, выраженное в миллиметрах слоя воды, изменяется от 100-150 мм в хвойных лесах северной тайги до 200 мм в хвойных лесах на юге республики. Лиственные леса, тяготеющие к южной части Коми, задерживают 70-80 мм воды.

Большой мере лесная растительность оказывает влияние на физические свойства почв, увеличивая их инфильтрационную способность и, тем самым, улучшая условия питания подземных вод. Данные наблюдений М.И. Львовича, И. С. Шпака, Г. В. Назарова и других, проведенные в разных типах лесов, в южной части лесной зоны, свидетельствуют о том, что водопроницаемость почв в лесу в десятки раз больше, чем в поле и поверхностный сток, как правило отсутствует.

В целом лес оказывает положительное действие на структуру водного баланса и режим рек. Благодаря высокой инфильтрационной способности лесных почв, леса в некоторой степени регулируют речной сток, увеличивая его подземную составляющую и уменьшая поверхностный сток. Обладая, как правило, более высоким, по сравнению с незалесенными участками, испарением, лесные массивы препятствуют заболачиванию земель. Вместе с тем лес является объектом эксплуатации как ценный природный ресурс и широкомасштабные лесохозяйственные мероприятия способны в заметной степени повлиять на водный баланс района.

Болота и их гидрологическая роль

Болота - неотъемлемая часть ландшафта Коми. Площадь всех болот и заболоченных земель в республике составляет 167,7 тыс. км2 или 40% общей площади.

Заболоченность в тундре Ненецкого автономного округа еще выше и достигает 70% площади. На юге района, в подзоне южной тайги, заболоченность снижается до 12%. Согласно классификации Н.Я. Каца, в районе представлены: зона плоскобугристых болот, зона торфяников типа аапа и зона выпуклых олиготрофных (сфагновых) болот. Бугристые болота встречаются в тундре и лесотундре и представляют собой сочетание мерзлых торфяных бугров высотой до 2-3 метров и плоских понижений. Мощность торфяной залежи на буграх - 0,5-1,0 м, а в топях - до 1,5 м. В таежной зоне широко распространены выпуклые олиготрофные (сфагновые) болота. Они приурочены обычно к водоразделам рек, имеют выпуклую форму и характеризуются исключительно питанием атмосферными осадками. Торфяная залежь болот этого типа достигает 6-10 м. На правобережье Печоры встречаются торфяники типа аапа, представляющие собой массивы с вогнутой поверхностью и низинной торфяной залежью. Эти болотные массивы залегают обычно во впадинах и сток болотных вод направлен к центру массива.

Гидрологическая роль болот связана с особенностями их растительного покрова и специфическими водно-физическими свойствами торфяной залежи, представляющей собой органическую породу, отличающуюся большой водоудерживающей способностью и исключительно высоким содержанием влаги, достигающим 91-98% объема. А.Д. Дубах образно охарактеризовал болото, как "водоем, заполненный органическим веществом". Гидрологической роли болот посвящено довольно много работ различных исследователей, среди которых можно выделить капитальные труды А.Д. Дубаха, К.Е. Иванова, В.В. Романова и других.

Влияние болот на водный режим оценивается неоднозначно в зависимости от типа болот, гидрогеологических условий, географической зоны и других факторов. Однако большинство исследователей отмечает следующие общие закономерности. Торфяники аккумулируют как атмосферную влагу, поступившую в виде осадков, а также поверхностные и грунтовые воды (в случае низинных болот). Эта вода частично расходуется на испарение, а часть ее связывается с нарастающей торфяной тощей. Оставшаяся доля воды, неусвоенная болотом, идет на формирование стока. По данным В.А. Чеснокова, эта доля для верховых болот южной Карелии составляет 27% годовых осадков. Таким образом, болота не играют большой роли в питании рек, а чаще всего наоборот - увеличивают расход воды на испарение. Вместе с тем болота не играют существенной водорегулирующей роли и в целом несколько ухудшают водный режим рек.

Современная эпоха характеризуется интенсивным ростом болот. Увеличиваются площади заболоченных земель и мощность торфяной залежи. Согласно расчетам К.Е. Иванова, скорость расширения отдельных болот при равнинном рельефе и достаточном увлажнении может достигать нескольких десятков метров в год, а нарастание слоя торфа - в среднем составляет около 1 мм/год. Работы Н.И. Пьявченко показывают, что наряду с заболачиванием происходит и естественное разболачивание отдельных участков, но этот процесс не определяет общей тенденции. Если принять, что средняя мощность торфяной залежи на территории Коми равна 0,5 метра, то объем связанной в ней воды при современной площади заболоченных земель составляет около 90 км3. Это на 30 км3 больше, чем средний годовой подземный сток в реки республики. Ежегодный рост торфяников на I мм по толщине сопровождается связыванием почти 170 млн. м3 воды, что соизмеримо с забором воды на хозяйственные нужды. Болота и заболоченные земли являются объектом осушительных мелиорации, проведение которых изменяет естественный водный баланс территории.

Зональные и внутризональные особенности водного баланса

Открытие закона географической зональности явилось большим вкладом в развитии географии и сыграло значительную роль в формировании методов изучения географической среды. Сущность этого закона заключается в том, что географические компоненты и ландшафты закономерно изменяются по территории земного шара. Различные участки земной поверхности получают неодинаковое количество солнечной радиации в зависимости от их положения относительно экватора. Наличие такой закономерности послужило основой для разделения земной поверхности на географические пояса, представляющие на карте преимущественно широтно вытянутые полосы. В свою очередь, географические пояса дифференцируются на более мелкие таксономические подразделения - географические зоны. В основе деления на географические зоны лежат такие факторы, как поступление тепла и влаги, а также их соотношение между собой. Закону географической зональности, как уже говорилось, подчиняются почти все географические компоненты: он в равной степени относится и к географической среде и к протекающим в ней процессам. Зональны климатические элементы и процессы: температура воздуха, давление, ветер, влажность воздуха, облачность, осадки; важными элементами зональности являются почвы и растительность, водный баланс.

Существенным шагом вперед в изучении географической зональности явилась типизация зон на основе количественной оценки показателей, характеризующих зональные закономерности. Был предложен целый ряд показателей, в частности гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова, коэффициент увлажнения Н.Н. Иванова, радиационный индекс сухости М.И. Будыко и др. Эти показатели нашли широкое применение в практике и используются до сих пор, однако все они основаны на установлении связи между зональными закономерностями и климатическими факторами: радиационным балансом, осадками, дефицитом влажности, суммой температур и т.д. Введение М.И. Львовичем в практику шестикомпонентной системы уравнений водного баланса и дальнейшая разработка воднобалансового метода дали возможность ввести комплексные гидрологические показатели географического ландшафта - валовое увлажнение территории, а предложенные им зональные структурные зависимости стали основой для выявления зональных закономерностей водного баланса территории. Основы метода зональных структурных зависимостей подробно изложены в работах М.И. Львовича и его учеников, поэтому в данной работе лишь кратко изложена их сущность. Для каждой географической зоны можно построить семейство зависимостей, объединяющих все элементы водного баланса, причем форма и положение структурных кривых отражает комплекс географических условий, характерных для данной зоны. Из семейства структурных кривых большой интерес представляют зависимости E = f(W) и U = f(W), так как эти кривые раскрывают зональную структуру расходования наиболее ценного элемента водного баланса - валового увлажнения территории. Кривая Е = f (W) в верхнем пределе стремится к асимптоте, соответствующей испаряемости, а графически координаты кривой U = f(W) равны разности координат кривой Е = f(W) и биссектрисы Е = W.

Для построения структурных кривых привлекаются данные по водному балансу речных бассейнов, расположенных внутри географических зон. Если нанести на координатную сетку точки, соответствующие речным бассейнам одной географической зоны, то эти точки будут в некоторой степени отклоняться от зональной кривой. Существует несколько причин, вызывающих это отклонение. Одна из причин заключается в том, что даже внутри одной зоны радиационный баланс изменяется в зависимости от широты, на которой расположен речной бассейн. Испаряемость на северной и южной границах зоны отличается от среднего значения, поэтому точки, тяготеющие к широтным границам зоны, отклоняются от зональной кривой вверх или вниз в пределах определенного диапазона, зависящего от простирания географической зоны.

Второй причиной, обусловливающей разброс точек, являются различия в условиях формирования водного баланса в пределах одного речного бассейна. На территории одной географической зоны обычно преобладает один тип почвы, однако инфильтрационная и водоудерживающая способность разных частей территории может изменяться в широких пределах в зависимости от механического состава почвы, типа, растительности, деятельности человека и других факторов. Невязка водного баланса, обусловленная наличием неучтенных факторов и погрешностями измерения и расчета элементов водного баланса, также является причиной отклонения точек от зональной кривой.

Зональные структурные зависимости для территории Европейского Северо-Востока России представлены на рисунке.


Структурные зональные зависимости водного баланса. I - средняя тайга; II - северная тайга; III - тундра. Реки: а - тундры; б - северной тайги; в - средней тайги.


Район P R U S E W
Тундровый 590 415 55 360 170 230
Северотаежный 705 395 135 260 310 445
Среднетаежный 750 290 120 170 460 580

Тундровому типу водного баланса присущи наиболее низкие в районе осадки: 500-550 мм. Осадки расходуются, в основном, на образование речного стока, составляющего в среднем 415 мм. Коэффициент стока весьма высок и изменяется от 0,6 до 0,7, а на востоке зоны тундры достигает 0,8. Полный речной сток в тундре формируется, главным образом, за счет поверхностной (паводковой) составляющей, доля которой достигает 80-90%. Питанию рек подземными водами препятствует вечная мерзлота, широко распространенная в этом районе, и низкая инфильтрационная способность тундровых почв. Этот вид питания зимой происходит в основном за счет подрусловых, аллювиальных вод, где преобладают талые почво-грунты. Испарение в тундре ограничено тепловыми ресурсами и равно 120-200 мм. Это близко к испаряемости, поскольку почвы тундры в теплую часть года обычно находятся в переувлажненном состоянии. Валовое увлажнение в зоне тундры изменяется от 150 до 300 мм и составляет 30-50% годовой суммы осадков.

Северотаежный тип водного баланса характерен для большей части Европейского Северо-востока России. Этот тип водного баланса заметно отличается от тундрового. Годовые осадки здесь выше и в среднем составляют 705 мм. Речной же сток несколько ниже, чем в зоне тундры, и изменяется от 350 до 450 мм, а коэффициент стока равен в среднем 0,56. Доля подземной составляющей в полном стоке северотаежных рек составляет около 0,35, что гораздо больше, чем в тундре. Северотаежный тип характеризуется сравнительно высоким испарением (310 мм) и валовым увлажнением территории (445 мм).

Среднетаежный тип водного баланса характерен для центральной и южной частей Коми. На этой территории годовые осадки изменяются от 700 до 800 мм. Большая часть осадков (около 60%) расходуется на испарение, а оставшаяся часть идет на образование, стока. Этот тип водного баланса отличается высокой долей подземного стока в полном (около 40%), хотя его абсолютная величина меньше, чем в северной тайге. Валовое увлажнение в этой части территории изменяется в пределах 500-600 мм, это почти 80% годовой суммы осадков. В свою очередь, 80% валового увлажнения расходуется на испарение, достигающее 500 мм.

Наряду с зональными типами водного баланса, перечисленными выше, на территории Европейского Северо-востока России отмечено наличие азонального, горного типа водного баланса, закономерности которого в основном характеризуются высотной поясностью. Наиболее ярко этот тип водного баланса проявляется для бассейнов рек Полярного и Приполярного Урала - наиболее высокой части горной системы. Характерными его чертами являются высокие атмосферные осадки (800-1200 мм) и высокий речной сток (700-800 мм). Коэффициент стока равен 0,8. Доля подземного стока составляет около 30%, что несколько ниже, чем для таежных типов, но выше, чем для тундрового. Испарение невелико и в среднем составляет 190 мм. Характерная черта горного типа водного баланса - это необычная для равнинной части территории структура расходования валового увлажнения: большая часть (около 55%) идет на образование подземного стока в реки.

Если сопоставить водный баланс Европейского Северо-Востока России с водным балансом Западной Сибири, исследованным Е.И. Куприяновой, то обращает на себя внимание некоторое сходство зональных типов баланса. В целом на территории Западной Сибири поступает меньше воды с атмосферными осадками (300-550 мм). Полный речной сток в сибирской тундре изменяется от 200 до 300 мм, а в таежной зоне - 100-250 мм, что также несколько меньше, чем в европейской части. Подземный сток в реки Западной Сибири изменяется от 50 мм в тундре до 100 мм в таежной зоне, а поверхностный - от 300 до 150 мм, соответственно. Несмотря на заметные различия абсолютных величин элементов водного баланса, обусловленные уникальной заболоченностью Западной Сибири, значения структурных показателей весьма близки между собой. Это говорит о единстве зональных типов водного баланса на Земле.

Типы водного баланса дают представление о возможностях использования водных ресурсов различных географических зон. Ресурсами речного стока наиболее богата тундровая зона, но структура водного баланса тундры не благоприятствует их использованию. Устойчивая составляющая стока весьма мала, а возможность регулирования речного стока в пределах Коми водохранилищами ограничена условиями равнинного рельефа. Структура ресурсов речного стока таежной зоны более благоприятна для использования - подземный сток в реки выше, чем в тундре, хотя полный речной сток несколько ниже. Наибольшим речным стоком характеризуется горная часть территории, здесь он почти в два раза выше, чем на равнине. Подземный сток в реки также довольно высок.