Курсовая работа: Особенности гидрологического режима родников Горного Алтая
1. Физико-географические характеристики Республики Алтай
1.1 Природные условия
Горный Алтай - регион, находящийся на юго-востоке Западной Сибири, он расположен на западном краю мощного пояса гор Южной Сибири. Общая высота местности увеличивается с северо-запада на юго-восток и юг, где сосредоточены наиболее высокие хребты с максимальными отметками высот более 4000 м. Горных степей и нагорий больше на юге. В северной части лучше выражены долины с плодородными почвами вдоль больших рек - Катуни и Бии. Абсолютные высоты местности в направлении с севера на юг повышаются от 300 до 4000 м и более, причем на юге даже нижние точки рельефа располагаются на высоте около 2000 м (большая часть Чуйской степи).
Горный Алтай - самая высокая горная область Южной Сибири. В административных границах Республики Алтай расположены 6 физико-географических провинций Горного Алтая.
Рельеф Горного Алтая в его современном виде сформировался в основном в каледонскую и герцинскую эпоху складчатости в результате тектонических процессов. Древний пенеплен на больших площадях несколько раз трансформировался в складчато-глыбовые образования, представленные в итоге многочисленными хребтами.
Древние поверхности выравнивания, занимающие 30% площади, сохранились лишь отдельными включениями в горный рельеф в виде межгорных котловин – "степей" (Чуйская, Курайская, Уймонская и др.) и высокогорных плато (Укок). Основные орографические особенности современного Алтая сформировались в результате неогеново-нижнечетвертичных поднятий, амплитуда которых была максимальна в центральных районах и менее значительна по периферии.
В отдаленном прошлом часть территории была занята обширной океанической акваторией с островными цепями, близ которых формировались песчаные, глинистые и известковые осадки, ныне представленные кристаллическими сланцами. Сложная геологическая история нашла свое отражение во внешнем облике этой территории. Её рельеф представлен различными формами: резко расчлененными низкогорьями, всхолмленными плато, скалистыми пиками.
В дальнейшем большое влияние на ландшафт оказали оледенения с последующей деятельностью ледников, водной эрозией и выветриванием. Эрозионные и гляциальные процессы создавали тектонические сооружения и определили облик рельефа с комплексом тектонических ледниковых и водно-эрозионных форм. Процессы формирования рельефа, особенно горными реками, продолжаются и в настоящее время. Сходы селей, снежных лавин, камнепады, солифлюкция - обычные явления в горах Алтая. В 2003-2004 гг. на формирование рельефа влияли процессы землетрясения. По расположению и направлению хребтов Горный Алтай можно разделить на две части - северную и южную. В северной части Алтая хребты веерообразно расходятся из отдельных узлов с общим направлением, близким к мериднольному. На востоке (на границе с ЗападнымСаяном) протянулись хребты Чихачева, Шапшальский и Абаканский. Ближе к берегу Телецкого озера расположен хребет Корбу. Между реками Чулышман и Башкаус проходит широкое и плосковершинное Улаганское плоскогорье. Водоразделами между системой Катуни и Бии служат хребты Курайский, Айгулакский, Сумультинский и Иолго. К западу от Катуни, почти параллельно друг другу, проходят хребты Семинский, Чергинский, Ануйский и Бащелакский.
К южной части Горного Алтая тяготеют наиболее высокие хребты: Катунский, Южно-Чуйский и Холзун, составляя основную осевую линию. На западе хребет Холзун постепенно теряет высоту и разветвляется на несколько второстепенных хребтов: Убинский, Ивановский и Ульбинский. Другая осевая линия хребтов проходит несколько севернее, начинаясь на востоке Северо-Чуйской грядой и продолжаясь цепями Теректинских и Коргонских гор. Южнее Катунского хребта расположены хребты Южного Алтая - Сайлюгем, Табын-Богдо-Ола и сравнительно невысокий хребет Листвяга.
Для Алтая характерны обширные межгорные котловины, расположенные на различной высоте. Самые крупные из них - Чуйская и Курайская, находящиеся в среднем течении Чуи, а также Уймонская, Абайская, Канская и Урсульская.
Климат Алтая в меньшей степени континентален, чем на соседних равнинах и в восточных областях Южной Сибири. Лето здесь прохладнее, зима немного теплее, а осадков выпадает больше. Большое влияние на эту территорию оказывают прилегающие страны. Алтай, занимая переходное географическое положение между Северной Монголией и Западно-Сибирской равниной, характеризуется климатом, неодинаковым в отдельных его (Алтая) частях. На климат Алтая в целом и отдельных его районов существенное влияние оказывают абсолютные высоты, ориентированность хребтов относительно господствующих направлений воздушных течений, экспозиция и крутизна склонов, степень замкнутости котловин и долин.
Сочетания хребтов и долин, межгорных котловин и плоскогорий создают современный облик Алтая, определяют характерные черты климата, почвенного и растительного покрова.
Разнообразие природных условий обусловливается двумя факторами: высотной поясностью горных ландшафтов и расположением его на стыке контрастных регионов. Под влиянием влажного атмосферного воздуха Атлантики и горных массивов, расположенных на его территории, Алтай оказывается в зоне влияния различных климатообразующих факторов, которые образуют множество типов ландшафтов. На территории Горного Алтая можно наблюдать природные комплексы от горной тайги до пустынь монгольских нагорий. В горной стране, где природные зоны пространственно сжаты, контрастность климатических условий ощущается особенно сильно.
В связи с большой контрастностью рельефа и наличием межгорных котловин, в которых зимой застаивается холодный воздух, отчетливо выражены температурные инверсии. Летом в связи со значительной высотой территории наблюдается понижение температуры на 0,4- 0,5 о С на каждые 100 м подъема. На окружающих Алтай равнинах и в невысоких предгорьях средняя температура июля +19...+22 о С, на высоте 1000 м она понижается до +14...+16 о С, а в Кара-Тюреке (2755 м) составляет +6,4 о С.
Алтай - мощный конденсатор влаги. Особенно много осадков выпадает в Северо-Восточной провинции (700-1000 мм) и на высокогорных участках Катунского хребта (до 2000 мм). Основная масса осадков приходится на летние и осенние месяцы. Однако по сравнению с Западной Сибирью они распределяются в течение года более равномерно.
Для Горного Алтая характерны фены. Они наблюдаются в низовьях Чулышмана, на Телецком озере, а также в степных межгорных котловинах. На Катунском хребте бывает до 80-100 дней с фенами в год. Эти ветры заметно повышают температуру воздуха, уменьшают его относительную влажность и способствуют формированию степных ландшафтов.
Холодный и влажный климат высоких хребтов Алтая служит причиной широкого распространения в их пределах ледников. Особенно много их в горах южной части. Всего учтено 1330 ледников общей площадью 890 км2 , объемом 57,3 км3 . Длина некоторых из них составляет 8-11 км, а площадь самых крупных ледников - Большого Талдуринского и Алахинского - достигает 20 км2 . Все крупные ледники относятся к типу долинных, и местами их языки заходят даже в лесную зону. Ледники Мюшту-Айры и Катунский спускаются до 1950 м над уровнем моря. На крутых склонах встречаются небольшие висячие ледники, а на дне глубоких цирков - каровые. Современные алтайские ледники последние 130 лет находятся в стадии отступления.
Снеговая линия в условиях континентального климата Алтая лежит высоко. В Катунских и Чуйских белках на северных склонах она находится на высоте 2500-3000 м и до 2600-3300 м на южных. В массиве Табын-Богдо-Ола и на хребте Чихачева снеговая линия лежит на высоте от 3100 до 3500 м.
Горный Алтай имеет хорошо развитую гидрографическую сеть. Основные водные артерии - Катунь и Бия. Территория Алтая дренируется многочисленными горными реками, густота сети которых достигает 700-800 км на 1000 км2 , но заметно уменьшается на юге и юго-востоке. Наиболее крупные реки: Катунь (длина 665 км) с притоками Аргут и Чуя, Бия (306 км), Чулышман (205 км). Реки выносят за пределы области в среднем свыше 2000 м3 /с воды; более половины этого количества приходится на Катунь (628 м3 /с) и Бию (482 м3 /с). По своему режиму реки относятся к алтайскому типу. Для них характерны смешанное питание, главным образом талыми снеговыми водами и летними дождями, длительное весенне-летнее половодье, связанное с неодновременным таянием снежного покрова на разных высотах, и незначительная величина зимнего стока. Большое значение в питании рек высокогорных районов Центрального Алтая имеют ледники, таяние которых поддерживает высокий уровень воды в течение всего лета.
В Горном Алтае большое количество озер, значительная часть которых имеет каровое и моренно-подпрудное происхождение, а также расположение в понижениях рельефа донных морен четвертичных ледников. Наиболее крупное озеро - Телецкое - занимает тектоническую котловину.
Растительный покров Горного Алтая, вследствие многообразия природных условий, отличается большой сложностью. Наиболее общая его особенность - вертикальная поясность. Однако типы вертикальной поясности растительного покрова в зависимости от климатических условий и особенностей орографии существенно различаются в отдельных частях Алтая, что послужило основой его ботанического районирования.
Для разных провинций Алтая характерны свои системы высотных зон. Существенные изменения ландшафтов наблюдаются и в пределах каждой высотной зоны. Во влажных районах горно-таежной зоны преобладает густая темнохвойная тайга, а в более сухих участках - светлые парковые лиственничные леса. В высокогорье наряду с альпийскими лугами распространены каменистые тундры, высокогорные степи и заросли кустарников.
1.2 Гидрогеология Горного Алтая
По результатам гидрогеологического районирования территория Горного Алтая относится к Алтае-Саянской гидрогеологической складчатой области. Гидрогеологические условия Алтая характеризуются большим разнообразием. Особенность гидрогеологии района исследования заключается в распространении подземных вод в трещиноватых породах протерозоя и палеозоя.
В.С. Кусковский, занимаясь исследованием подземных вод на Алтае, классифицировал виды подземных вод горных территорий на следующие типы: 1) трещинные воды коры выветривания; 2) трещинные воды зон тектонических нарушений; 3) трещинно-карстовые воды.
Подземные воды территории Республики Алтай распространены крайне неравномерно. Наибольшее распространение получили трещенные воды зоны выветривания скальных пород и трещинно – жильные воды. Эти воды связаны между собой и подпитывают друг друга. В высокогорной части формирование подземных вод происходит на водораздельных участках, в результате просачивания в поры и трещины атмосферных осадков и талых вод. Просачивание обусловлено геологическими и тектоническими особенностями территории, так как горные породы разбиты тектоническими разломами и трещинами эти разломы обеспечивают вертикальную и горизонтальную фильтрацию подземных вод при формировании источников.
Горный Алтай характеризуется значительными запасами подземных вод, которые сосредоточены в трещиноватых породах разного возраста. Благодаря сочетанию ряда факторов (геологическое строение, климатические особенности, степень расчлененности рельефа ит.д.) территория обладает необходимыми условиями для образования естественных выходов подземных вод на поверхность. Все встречающиеся родники различаются по генезису, условиям выхода воды на поверхность, гидрохимическим особенностям.
Трещинно-жильные воды коренных палеозойских пород на Алтае имеют, самое широкое распространение. Они связаны с зонами мощных тектонических нарушений и циркулируют по трещинам, в гранитах и других, кристаллических породах. Чаще всего этот тип вод прослеживается вдоль крупных тектонических разломов и приурочен к верхней трещиноватой зоне выветривания. Большинство выходящих по трещинам источников имеют дебит, от 1 до 15 л/сек. Самый крупный источник этих вод отмечен в окрестностях с.Чибит, дебит его около 600 л/сек. Вода источника содержит значительное количество кальция (112 мг/л) и по этому показателю близка к воде "Ессентуки 17". Источники трещинно-жильных вод встречаются как нисходящего так и. восходящего типов. Восходящие источники обладают значительным напором воды. При удалении от зон нарушений коренных пород напор и дебит источников заметно понижается.
В пределах региона широкой известностью пользуются термальные источники урочища Джумала на юге Кош-Агачского района. Здесь вдоль террасы р.Джумалы, покрывающей гранитный массив, вытекает несколько источников с прозрачной водой. Теплые ключи имеют температуру 21°. По химическому составу они близки к минеральным водам известного курорта Сибири Белокурихи. Вода Джумалинских источников относится к слабощелочным, гидрокарбонатно-сульфатно-натриевым водам с большим содержанием азота и редких газов. В ней представлены также многие благородные компоненты, в том числе радон. Концентрация радона более 3 эман. Вода характеризуется небольшим содержанием свободной углекислоты и кислорода (до 5%). По мнению академика В.И. Вернадского, формирование вод подобного типа связано с тектоническими движениями альпийского орогенеза. Термальные воды образуются на большой глубине при высокой температуре, где насыщаются азотом. Как правило, в них содержится мало кислорода, который расходуется на окислительные процессы. Перемещаясь по системе трещин, такая вода с трудом выщелачивает кристаллические породы. Вода Джумалинских источников исцеляюще воздействует на организм человека. Благодаря содержанию радона, эта минеральная вода является хорошим лечебным средством при заболевании полиартритом, остеохондрозом и другими аналогичными недугами.