Гидрология
Озёр
- 1. Типы озер
- 2. Морфология и морфометрия озер
- 3. Водный баланс озер
- 4. Динамика уровня воды в озерах
- 5. Движение воды в озерах
1. Типы озёр
Озера
подразделяют по:
- размеру
- степени постоянства
- географическому положению
- происхождению котловины
- характеру водообмена
- структуре водного баланса
- термическому режиму
- минерализации вод
- условиям питания водных организмов
- По размеру озера подразделяют на очень большие − площадью свыше 1000 км2, большие − площадью от 101 до 1000 км2, средние − площадью от 10 до 100 км2 и малые − площадью менее 10 км2.
- По степени постоянства озера делят на постоянные и временные (эфемерные). К последним относятся водоемы, которые заполняются водой лишь во влажные периоды года, а в остальное время пересыхают, а также некоторые термокарстовые озера, теряющие воду в летний период.
- По географическому положению озера подразделяют на интразональные, которые находятся в той же географической (ландшафтной) зоне, что и водосбор озера, и полизональные, водосбор которых расположен в нескольких географических зонах. Малые озера на равнинах, как правило, интразональны, крупные озера обычно полизональны. Полизональны и горные озера, водосбор которых расположен в нескольких высотных ландшафтных зонах.
- По происхождению озерные котловины могут быть тектонические, вулканические, метеоритные, ледниковые, карстовые, термокарстовые, суффозионные, речные, морские, эоловые, органогенные. Такое же название дают и озерам, находящимся в этих котловинах.
- По характеру водообмена озера подразделяют на сточные и бессточные. Первые из них сбрасывают, по крайней мере, часть поступающего в них речного стока вниз по течению (примером могут служить такие озера, как Байкал, Онежское, Ладожское). Бессточными считают озера, которые, получая сток, не расходуют его лишь на испарение, инфильтрацию или искусственный водозабор, не отдавая ничего в естественный или искусственный водоток (примерами могут служить Каспийское и Аральское моря, озера Иссык-Куль, Балхаш).
2. Морфология и морфометрия озер
Во всех озерах более или менее четко
выделяют основные морфологические элементы: котловину, т. е.
естественное понижение земной поверхности
самого различного происхождения, в пределах
которого и расположено озеро; ложе (или чашу) озера
непосредственно занятое водой.
Важным элементом озерной котловины является береговая
линия ,
которая при абразионном характере берега
включает береговой уступ, побережье и
береговую отмель.
Основными морфометрическими
характеристиками озера служат : площадь озера Fоз; объем воды в озере Vоз; длина береговой линии Lбер.; длина озера Lоз ; ширина озера Воз.
Все перечисленные выше морфометрические
характеристики озера зависят от высоты
стояния уровня воды в нем или от выбранного
в толще воды отсчетного горизонта (или
глубины).
3. Водный баланс озер
- Составляющими приходной части уравнения водного баланса любого озера служат атмосферные осадки х, поверхностный приток уповр, конденсация водяного пара на поверхность озера zконд, подземный приток wпр. Поверхностный приток может быть как естественным (речной сток упр), так и антропогенным (сброс отработанных вод, например возвратных вод орошения, а также промышленных и коммунальных сточных вод, ycбp).
- Составляющие расходной части уравнения водного баланса сточного озера – это поверхностный отток из озера упов.ст, подземный отток (фильтрация) из озера wcт, испарение с поверхности озера zисп. Поверхностный отток складывается из стока вытекающей из озера реки и искусственного водозабора на хозяйственные нужды увдзб (на орошение, водоснабжение и т. д.). Изменение запасов воды в озере обозначается через ± u.
Исходя
из общего уравнения водного баланса любого
водного объекта и
учитывая
принятые обозначения, уравнение водного
баланса сточного озера принимает вид:
х + уп
р + yc6p + zко нд + wп р = уст + ув д з б + zис п
+ wcт ± u.
- При анализе водного баланса бессточных озер нередко используют понятие уровень равновесия или уровень тяготения. Это тот уровень, при котором приходные составляющие водного баланса бессточного озера равны расходным. При уменьшении, например, речного стока, поступающего к бессточному озеру, сразу же изменяется уровень равновесия. Уровень в озере начинает снижаться, приближая водный баланс водоема к равновесному состоянию. Поскольку все составляющие водного баланса постоянно изменяются, уровень равновесия практически никогда не достигается.
- Соотношение между различными приходными и расходными составляющими уравнения водного баланса называют структурой водного баланса. Для характеристики структуры приходной и расходной частей уравнения водного баланса водоема учитывают долю осадков и испарения в обеих частях уравнения.
4. Динамика
уровня воды в озерах
Колебания
уровня воды – это
главнейшая характеристика режима озера.
Колебания
уровня воды в озерах по причинам, вызывающим
их, могут быть подразделены на две
группы: 1) колебания уровня, связанные с изменением объема (массы)
воды в озере и определяемые в основном
изменениями составляющих водного баланса
водоема (такие колебания уровня иногда
называют объемными или водно-балансовыми) и 2) колебания уровня, не связанные с изменениями объема вод
в озере, а определяющиеся перераспределением
неизменного объема по пространству озера
(такие колебания уровня часто называют деформационными).
Вековые и многолетние колебания уровня
озер.
Вековые
и многолетние колебания уровня озер –
наиболее яркое проявление гидрологического
режима водоемов; они же оказывают и наиболее
сильное (нередко неблагоприятное) воздействие
на хозяйственное использование озер
и сопредельных территорий.
Основная
причина таких колебаний –
климатическая, поэтому изучение вековых
и многолетних колебаний уровня
озер может служить и косвенным
доказательством существования
климатических изменений увлажненности
территорий.
Сезонные колебания уровня озер.
Эти колебания уровня также в основном
связаны с изменениями составляющих водного
баланса озер. Повышение уровня озер происходит
в периоды повышенного притока вод в озера,
определяемые типом внутригодового режима
речного стока. Величина таких колебаний
уровня озер зависит от площади поверхности
озера и удельного водосбора φ: с уменьшением
площади озера и возрастанием φ она увеличивается.
Кратковременные колебания уровня озер.
Колебания уровня этого вида могут быть
обусловлены сгоннонагонными явлениями, сейшами, колебаниями
атмосферного давления.
Воздействие
ветра вызывает повышение уровня
воды у наветренного (нагон) и понижение
уровня воды у подветренного (сгон)
берега.
5. Движение
воды в озерах
- Течения в озерах. Основными причинами течений в озерах являются ветер, сток рек, впадающих в озеро, неравномерное распределение температуры и минерализации воды, а также атмосферного давления.
- Волнение на озерах. Волнение на озерах, особенно небольших, имеет особенности, связанные с ограниченностью размеров водоема и, как правило, небольшими глубинами.
- Перемешивание воды в озерах. Физическими причинами вертикального перемешивания вод в озерах являются различия в плотности воды, вызывающие конвективное перемешивание, и действие ветра (волнение, ветровые течения), приводящие к динамическому перемешиванию.