1. Местоположение района исследований | |
2. Орография | |
3. Климат | |
4. Гидрография | |
5. Геологическое строение и тектоника | |
Аридные биоклиматические зоны с количеством атмосферных осадков 100-200 мм/год и полуаридные, 200-400 мм/год, выделенные ЮНЕСКО (1977 г.) на унифицированной карте земного шара масштаба 1:25 000 000, включают и территории Юга Казахстана, где располагается, бывшее уникальным, Аральское море. Эти территории входят в состав Африкано-Азиатской аридной области Н.М.Страхова [Страхов Н.М., 1962]. Общее географическое тяготение аридных зон на земном эллипсоиде (Северо-Американской, Южно-Американской и Африкано-Азиатской), к широтам менее 35 градусов обусловлено рядом факторов: неустойчивостью эллипсоида на этих приэкваториальных широтах, связанной с неравномерным вращением Земли, приливных сил, прецессии и нутации, математически обоснованных А.Пуанкаре; геотектоническими особенностями - все аридные зоны окружены наиболее высокими горными системами [А.А.Тилло, 1889 г.]; особенностями атмосферной циркуляции, а также рядом климатологических показателей, выражающихся в резком дефиците влажности и очень высоким - более 3, индексом сухости Будыко-Григорьева, который отражает соотношение радиационного баланса и затрат тепла на испарение атмосферных осадков [Будыко М.И., 1977; Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969; Островский В.Н., 1991]. Своеобразие и характерные особенности природных условий формирования подземных вод восточной части Приаралья обусловлены еще и расположением ее в центре величайшей бессточной области Евразии - Туранской низменности, основная часть которой занята равнинами различного генезиса с общим уклоном к Аральскому морю, опоясанными горными сооружениями фундамента Туранской плиты [Атлас КазССР, 1982; Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969]. Район исследований, общей площадью порядка 500 тыс. кв. км, ограничен на западе Куландинско-Амударьинским валом (вал Архангельского), а на северо-востоке Главным Каратауским разломом - системами линеаментов древнего глубокого заложения; на юге и востоке горными сооружениями Султан-Уиздага, Букантау, Каратау и Улутау; на севере широтой р.Тургай.
|
Карта климатических показателей Восточного Приаралья
Изолинии среднемесячной температуры воздуха, С: 1 - январь, 2 - июль; 3 - изолинии атмосферных осадков, мм/год; 4 - акватория Аральского моря по состоянию на: а) 1961 г.; б) 1989 г.; 5 - роза ветров, год; 6 - государственная граница Республики Казахстан.
Разнообразие природных условий этой обширной территории обусловливает пеструю картину формирования и распределения подземных вод, позволяющую обоснованно выделить ряд гидролого-гидрогеологических районов. Различаясь между собой орографическими, гидрографическими, климатическими, ландшафтными и геотектоническими условиями формирования подземных (грунтовых и напорных) вод эти районы объединяются историей геологического развития и современной динамикой подземного стока в мезо-кайнозойском чехле Туранской плиты, где распространены подземные воды исключительно порового и пластово-порового типов, тогда как в породах фундамента окружающих горных сооружений - порово-трещинного и трещинно-карстового типов.
Большую часть Восточного Приаралья занимают обширные пластовые равнины, расположенные выше уровня океана лишь на десятки метров. Эти равнины либо плоские, либо взбугрены эоловыми образованиями песчаных массивов, либо характеризуются сочетанием плоских пространств и разделяющих их глубоких впадин.
В области сложного сочленения структур фундамента Уральского и Тянь-Шанского типов - субмеридианального и субширотного направлений, соответственно, располагается котловина Аральского моря, занимая центральную часть на западе рассматриваемой территории.
К северу от Аральского моря, в северо-западном углу территории исследований, располагается т.н. Северное Приаралье, образованное низким плато, расчлененным на столовые останцовые возвышенности с отчетливо выраженной ступенчатостью, чередующиеся с понижениями, занятыми сорово-дефляционными котловинами с многочисленными солончаками и песчаными массивами: Большие и Малые Барсуки и Приаральские Каракумы. Геоморфоструктуры Северного Приаралья являют собой блестящий пример обращенных форм рельефа, когда осям положительных геоструктур соответствуют отрицательные формы рельефа, а отрицательным геоструктурам наоборот - положительные формы рельефа [Яншин А.Л., 1953].
Северо-восточный угол территории ограничен Улутауской низкогорной и мелкосопочной возвышенностью высотой до 1133 м, являющейся остовом разрушенной горной системы, характеризующейся неглубоким, но дробным расчленением. Во все стороны от Улутау стекают пересыхающие в летнее время года речные системы, в том числе Калмаккырган, которая впадает в обширное горько-соленой озеро Шелкар-Тенгиз, являющееся низшей точкой (80 абс.м) северной границы территории.
Между Северным Приаральем и Улутау располагается плоская нерасчлененная равнина, плавно переходящая к югу в невысокое куполообразное слабо расчлененное Нижне-Сырдарьинское сводовое поднятие максимальной высотой до 266 м.
Южную половину территории занимает обширная пустыня Кызылкумы с высотами от 53,4 м (прежний уровень Аральского моря 1960 г.) до 332 м у подножий гор Букантау, ограничивающих пустыню на крайнем юге территории. Рельеф пустыни грядово-ячеистый или грядово-бугристый и даже котловинно-ячеистый. Остов рельефа образует древнее разрушенное плато, расчлененное желобообразными котловинами глубиной от 20 до 80-100 м. В центральной и северной частях пустыни преобладают кольцевые дюны - дефляционные котловинки диаметром 20-40 м. Пески закреплены кустарнико-эфемеровой растительностью, степень закрепления возрастает с запада на восток [Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969].
На крайнем западе южной части располагается обширная аллювиально-дельтовая равнина верхнечетвертично-современного возраста, образованная, при впадении в Аральское море, рекой Амударьей и многочисленными ее ответвлениями в виде естественных действующих и сухих русел, а также густой оросительной системой, озерными и солончаковыми впадинами. Эта равнина очень четко выделяется своим геоморфологическим и ландшафтным обликом на фоне окружающих пустынных пространств Устюрта, Кызылкумов и Заунгузских Каракумов. Низовья Амударьи представляют собой однообразную плоскую равнину, сложенную исключительно дельтовыми наносами Амударьи, полого опускающуюся на север к Аральскому морю, а на запад - к Сарыкамышской впадине. На фоне этой равнины резко выделяются немногочисленные возвышения с относительной высотой 60-80 м, сложенные выходами меловых и неоген-палеогеновых отложений. На правом берегу Амударьи у подножия восточных склонов Султан-Уиздага развита аллювиально-дельтовая равнина Акчадарьи, отделенная от современной дельты Амударьи хорошо выраженным уступом высотой до 1,5 м с массивами эоловых песков и дефляционными котловинами [Вольвовский И.С., 1966].
Центральную субширотную часть территории занимает обширная Сырдарьинская аллювиально-дельтовая равнина, прорезанная террассированной долиной р.Сырдарьи, стекающей с Западного Тянь-Шаня в Аральское море, и ее староречий: Жанадарьи, Кувандарьи и др., образующих в целом древнюю и современную дельты. В восточном юго-восточном направлении поверхность ее постепенно повышается и переходит в аллювиально-пролювиальную предгорную равнину хр. Каратау с отметками 500-750 м. Вдоль всего левобережья р.Сырдарьи, широко распространены грядовые, бугристо-грядовые, бугристо-ячеи-стые иногда барханные пески, слагающие север-ную часть обширной песчаной пустыни Кызылкумы, а в дальнем правобережьи, в северо-вос-точном углу территории, в предгорьях Улутау, располагается песчаный массив Аяккумы [Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969].
Катастрофическое снижение уровня Аральского моря привело к формированию вдоль его берегов и вокруг островов песчано-глинистой равнины, местами отделенной от "коренного" берега уступом [Рубанов И.В., 1987]. Плоская слабо наклонная ее поверхность с отметками 32-53,4 м (по состоянию на 2003 г.) осложнена формирующимися сорово-дефляционными понижениями и положительными формами эолового микрорельефа.
Таким образом, основными морфогенетическими типами современного рельефа, контролирующего вместе с литофациальным составом пород фундамента и чехла направленность и интенсивность подземного водно-солевого стока Туранской плиты, являются [Атлас КазССР, 1982; Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969]: эрозионные и денуда-ционные низкогорья и поверхности выравнивания окружающих горных сооружений (Улутау, Каратау, Букантау, Султан-Уиздаг) (рис.); пластовые денудационные возвышенности, плато и равнины, местами перевеянные, с наложенными солончаковыми бессточными впадинами; аллювиально-дельтовая равнина Сырдарьи и ее староречий с предгорной наклонной равниной и пролювиальными шлейфами (предгорья Каратау); озерные равнины, расположенные в междуречье Сырдарьи и Чу-Сарысу; морские, озерные и аллювиальные перевеянные равнины и эоловые равнины навевания; песчаные массивы Кызылкумы, Приаральские Каракумы, Арыскумы, Большие и Малые Барсуки и др.
Наибольшими глубинами расчленения рельефа характеризуются низкогорья и древние поверхности выравнивания - от 100 до 400 м и мелкосопочные останцовые возвышенности - от 60 до 100 м. Наименьшими - аккумулятивные равнины: 1-2 м молодые и 20-50 м древние предгорные; 1-5 м молодые и до 100 м древние аллювиальные; 1-3 м озерные и морские равнины; 3-15 м перевеянные и эоловые равнины навевания. Эрозионные и денудационные равнины по глубине расчленения занимают промежуточное положение: 10-60 м абразивные плато и равнины неоген-палеогеновых и меловых отложений; 15-20 м эрозионные пластово-ярусные палеогеновые возвышенные равнины низовий Тургая; 3-60 м пластовые денудационные возвышенности, плато и равнины неоген-палеогеновых и меловых отложений Северного Приаралья; 30-60 м перевеянные денудационные возвышенности, плато и равнины неоген-четвертичных отложений.
Глубина расчленения рельефа определяет не только региональный, но и локальный характер поведения уровней подземных (грунтовых и напорных) вод, интенсивность их водообмена, а значит гидрохимическое их качество, ресурсы, экологическое состояние и возможности хозяйственного использования.
Расположение территории исследований в центре Туранской низменности и Евразийского материка в поясе умеренных широт и вдали от океанических акваторий резко обостряют сезонные различия важнейших климатических параметров и, прежде всего, радиационного режима. Поэтому климат Приаралья носит характерные черты резко континентального со значительными колебаниями годовых и суточных температур воздуха: годовая амплитуда средних месячных температур достигает 30-40 °С.
Обилие света и тепла - наиболее отличительная особенность региона, так как продолжительность солнечного сияния достигает в юго-восточной части территории наибольших значений - 3000 и более часов в год, а на остальной части территории - не ниже 2800 [Атлас КазССР, 1982]. Годовой радиационный баланс здесь положительный и составляет почти 1800 МДж/кв.м. Это связано не только с южным положением территории, но и незначительной облачностью в теплое время года. Летом, благодаря огромной величине солнечной энергии, сильно иссушенной поверхности и большой относительной сухости воздушных масс происходит интенсивная конвекция, исключающая возникновение облачности за счет конденсации водяных паров. Поэтому число ясных дней достигает здесь 260 дней в году с суммарной радиацией до 130-150 ккал/кв.см, увеличивающейся к югу. Также увеличивается к югу и поглощенная радиация, величина которой благодаря альбедо меньше естественной. Наибольшие величины альбедо (70-80%) характерны для зимнего периода, когда лежит устойчивый снежный покров, снижаясь летом до 20-30% [Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969]. Большая продолжительность солнечного сияния обеспечивает значительные гелиоэнергетические ресурсы территории, что вкупе с огромным геотермальным потенциалом подземных вод Арысского прогиба приобретает существенное практическое теплоэнергетическое значение.
Столь высокая радиация создает объективные условия для высокого испарения с поверхности земли, 100-200 мм/год, и формированию наиболее низкого в Казахстане показателя увлажненности почвогрунтов (0,1-0,15), что приводит к заглублению уровней грунтовых вод, повышению их минерализации и засолению почвогрунтов. Потенциальная же возможность испарения влаги (испаряемость) достигает 900-1200 мм/год, в пределах Аральского моря 1000-1100 мм/год, а эвапотранспирация и того больше - 2000 мм/год и более за вегетационный период, что на порядок превышает количество атмосферных осадков, среднегодовая величина которых изменяется от 80-90 мм на юго-западе, в Приаральских Кызылкумах, до 160-370 мм на севере и до 400-650 мм в предгорной и горной зоне на юго-востоке территории [Атлас КазССР, 1982]. При этом среднегодовые и месячные температуры воздуха в целом возрастают с севера на юг и со стороны гор к равнинам, а сумма атмосферных осадков - в обратном направлении.
Небольшое количество атмосферных осадков обусловливает низкую относительную влажность воздуха, особенно в летнее время (от 15-35% на юге и западе до 40-45% на севере и в районах Аральского моря). Зимой величина ее значительно увеличивается и достигает соответственно 60-85%. В обратном направлении по сезонам года абсолютное значение влажности изменяется, соответственно, зимой и летом от 1,7-2 и 11-13 мб на севере до 3-5 и 12-14 мб на юге и западе при величинах дефицита влажности от 0,2-0,5 и 20-21 мб на севере до 0,7-1,5 и 22-29 мб на юге и западе [Атлас КазССР, 1982]. Вместе с тем в зимний период в Приаралье наблюдаются гололедные явления в период смены морозной погоды оттепелями с выпадением жидких переохлажденных осадков. Так в Казалинске число таких дней иногда достигает 30 при средней продолжительности около шести. Подобное явление наблюдается и в районе Улутау [Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969] .
В формировании климата южной и центральной части Туранской низменности огромное значение имеют атмосферные процессы, характерные для Средней Азии в целом. Как известно, вся эта территория находится под влиянием западного переноса воздушных масс с присущими ему процессами цикло- и антициклогенеза. С первым связаны теплые и влажные западные ветры и холодные северные воздушные массы, вызывающие понижение температуры воздуха и выпадение осадков. Среднегодовые значения скорости ветра в целом понижаются с северо-запада на юго-восток от 5 до 3 м/с [Казахстан //Природные условия и естественные ресурсы СССР, 1969].
Важное значение в формировании поверхностного и подземного стока имеют мощность, продолжительность сохранения и режим изменения снегового покрова по сезонам и в различных формах рельефа. По среднемноголетним данным максимальная высота снежного покрова в бассейне Арала колеблется от нескольких сантиметров на юге, юго-западе и западе до 15-20 см на севере и юго-востоке, а в предгорных и горных районах до 30 см, с запасами воды в снеге не превышающими 40 мм на равнинах и повышающимися в предгорных и горных районах Каратау и Улутау до 60 мм [Атлас КазССР, 1982].
Атмосферные осадки, особенно снеговые, имеют минерализацию до 20-50 мг/л на севере и в предгорных районах, до 100-140 мг/л на юге и западе, а летом, особенно после пыльных бурь, величина ее достигает на равнинах 300-500 мг/л. По составу они гидрокарбонатные (зимой) и гидрокарбонатно-сульфатные, а на западе даже сульфатные (летом) кальциево-натриевые [Подземный водный и солевой сток в бассейне Аральского моря. Состояние и прогноз, 1983].
Описываемая территория находится в пределах бассейна Аральского моря - крупнейшего бессточного водоема, питавшегося прежде в основном за счет притока поверхностных вод рек Сырдарьи и Амударьи, водностью которых полностью определялся уровенный и солевой режим моря. Кроме речных водосборов Сырдарьи и Амударьи бассейн Аральского моря включает и два внутренних бессточных района: на севере - это обширный Североаральский с центром во впадине оз.Шалкар-Тенгиз, а на юге - Кызылкумский, занятый одноименной песчаной пустыней.
Река Сырдарья берет начало в горах Тянь-Шаня за пределами Казахстана; ее длина 2137 км, площадь бассейна 462 тыс. кв. км. Сток Сырдарьи зарегулирован рядом гидро-энергетических водохранилищ: Кзыл-Ординским, Чардаринским, Кайраккумским, Токтогульским. Река Амударья начинается в высокогорной системе Памира, также за пределами Казахстана, на границе с Афганистаном (р.Пяндж); длина ее 2275 км, площадь бассейна 492 тыс. кв. км. Сток Амударьи как и Сырдарьи зарегулирован рядом гидроэнергетических водохранилищ. Основная масса речного стока бассейнов рр.Сырдарьи и Амударьи (до 99%) поступает на территорию исследований с сопредельных территорий.
Вместе с тем, на фоне огромного дефицита располагаемых поверхностных водных ресурсов рассматриваемой территории, в пределах территории Казахстана и соседнего Узбекистана в результате сброса коллекторно-дренажных вод с орошаемых массивов и паводковых вод созданы многочисленные антропогенные постоянно пополняемые водоемы, наиболее крупными из которых является оз.Айдаркуль и Сарыкамыш (на юго-восточной и юго-западной границах исследуемой территории, соответственно).
Аральское море по величине площади водного зеркала - 66 тыс. кв. км (на уровне моря 53,41 м, 1960 г.) занимало четвертое место в мире после Каспия, Верхнего озера (США) и оз.Виктория (Восточная Африка). В котловине моря имеются как крупные острова - Возрождения, Барсакельмес, Лазарева, так и многочисленные мелкие. Низшая отметка дна котловины, находящаяся у западного побережья моря (за пределами территории исследований), на 69 м ниже среднемноголетнего уровня Аральского моря стояния 1960 г., что на 15 м ниже уровня Балтийского моря. До 1960 г. Аральское море представляло собой довольно стабильный водоем с вековыми колебаниями уровня воды (3 м) и сезонными (25 см) [Гидрометеорологические проблемы Приаралья, 1990].
В водно-солевом балансе моря главенствующее значение до 1960 г. принадлежало стоку рр.Амударьи и Сырдарьи, суммарный сток которых за период 1911-1960 гг. в зоне формирования - горных районах Памиро-Алая и Западного Тянь-Шаня, составлял порядка 117 куб.км/год (Амударья - 80, Сырдарья - 37). Приток в Аральское море составлял 56 куб.км/год, в т.ч.: Амударьи - 42, Сырдарьи - 14, со средней минерализацией 0,47 и 0,55 г/л соответственно, обеспечивая вместе с атмосферными осадками и испарительным процессом с акватории моря соленость воды Арала 9,9 промиль [Подземный водный и солевой сток в бассейне Аральского моря. Состояние и прогноз, 1983].
Начиная с 1960 г. в связи с интенсивным ирригационно-гидроэнергетическим освоением водо-земельных ресурсов бассейна Аральского моря, общее водопотребление в бассейнах Амударьи и Сырдарьи стало стремительно возрастать за счет зарегулирования и безвозвратного изъятия поверхностного стока: 7,7 куб.км/год в 1961-1965 гг.; 17 куб.км/год в 1966-1970 гг.; 30 куб.км/год в 1971-1975 гг. и до 50 куб.км/год и более в конце 80-х годов. Таким образом, начиная с 1960 г. отрицательный водный баланс моря становится нормой и в период с 1970 г. по 1990 г. ежегодный дефицит баланса превышал 30 куб.км. Формирование столь большого дефицита баланса моря в значительной мере обусловлено и климатологическими факторами - в семидесятые годы водность рек Амударьи и Сырдарьи была на 20-25% ниже нормы и суммарные возобновляемые водные ресурсы Арала оказались на 20-25 куб.км/год меньше, чем прежде [Северский И.В., 1999] (см.табл.).
 |
В геолого-тектоническом отношении весь бассейн Аральского моря занимает центральную и юго-восточную часть Туранской плиты и расположен в области сочленения двух типов структур - субмеридианальной Уральской и субширотной Тяньшаньской. Палеозойский фундамент, выходящий на поверхность земли по границам бассейна в районах горных сооружений, залегает на глубинах до 1.5 км под акваторией моря. Водоносные комплексы пород платформенного чехла в разных частях бассейна залегают с резким несогласием на различных складчатых образованиях и на разных глубинах. Они имеют неодинаковую степень закрытости и условия водообмена. В пределах бассейна Аральского моря выделяются три структурно-тектонического района: Северо-Приаральский, включающий юго-западную часть Тургайского прогиба, Северо-Устюртский и Восточно-Аральский. Северо-Приаральский структурный блок осложнен Челкарским прогибом и Северо-Приаральской системой структур. Общая мощность основных водоносных комплексов меловых песчано-глинистых и карбонатных отложений от 50-150 м на севере, до 80-1200 м и более на юго-западе. Северо-Устюртский структурный блок на рассматриваемой территории занимает лишь крайнюю северо-восточную часть. Здесь мощность основных водоносных комплексов меловых отложений составляет 2.0-2.6 км, а вышележащих палеоген-неогеновых - 0.6-1.2 км. Восточно-Аральская система прогибов занимает восточную и юго-восточную части бассейна и вытянута на 500-550 км, от Нижне-Амударьинско-Султаноиздагской зоны поднятий на юге, до Арало-Нижнесырдарьинских структур на севере. Ширина ее 200-350км. В Восточно-Аральской впадине максимальная мощность юрских и меловых отложений достигает 200 м, палеогеновых - 350 м .
 |
||
Следующая глава |
| [Главная] | [Содержание] | [Ссылки] | [Авторы] |