Гидрология озер

5.1 Классификация и водный баланс озер

Озерами называются заполненные водой котловины или впадины земной поверхности, не имеющие непосредственного соединения с морем (океаном) и отличающиеся замедленным водообменом.

В развитии озера можно выделить три фазы:

- озеро сохраняет свою котловину почти неизменной, существующие отложения еще не оказывают заметного влияния на его ложе;

- образуется береговая отмель, появляются дельты в местах впадения рек, развивается водяная растительность;

- неровности котловины сглажены отложениями наносов, за счет продуктов разрушения берегов и откосов дельт расширяется береговая отмель, уменьшается глубина, растительность распространяется почти по всей поверхности озера.

В дальнейшем оно превращается в мелкий водоем с повсеместным развитием растительности, которая из подводной части переходит в надводную и превращает озеро в болото.

По происхождению озера могут быть: плотинные, котловинные и смешанные.

Плотинные озера образуются вследствие перекрытия долины реки обвалом, наносами, обломочным материалом отступающего ледника.

Котловинные озера в зависимости от условий и причин образования котловины бывают тектонические, вулканические, дефляционные, ледниковые, карстовые и термокарстовые.

У тектонических озер котловины образовались в результате тектонических процессов (резких изменений в земной коре), например при землетрясениях. Тектонические озера бывают очень глубокими (Байкал, Севан, Иссык-Куль и др.).

Вулканические озера появляются под действием вулканических сил, например Курильское озеро, Кроницкое и др.

Дефляционные озера образуются в результате выдувания горных пород и в понижениях между барханами и дюнами. Их котловины обычно неглубоки.

Ледниковые озера являются результатом действия ледников, покрывавших когда-то огромные площади континентов (оз. Селигер).

Карстовые озера – результат химической деятельности подземных и поверхностных вод. Эти озера встречаются в бассейне р. Северной Двины, на Волжско-Онежском водоразделе, в Нижегородской области, в Марийской и Башкирской республиках.

Термокарстовые озера возникают в результате заполнения водой углублений на поверхности земли, образующихся в районах вечной мерзлоты, вследствие таяния подземных пластов или линз льда (озера Якутии).

Смешанные озера образуются от совместного воздействия различных причин. Например, озерная котловина тектонического происхождения подвергалась действию ледников, повлиявших на ее формирование (Ладожское и Онежское озера). Котловина озера плотинного типа может быть подготовлена процессами выветривания, деятельностью поверхностных и подземных вод.

Озера делятся на две категории: сточные и бессточные.

Сточные озера характеризуются тем, что поступающие в них поверхностные и подземные воды расходуются на питание вытекающих из них рек, а также на испарение и фильтрацию. Сточные озера могут иметь сток в течение круглого года или лишь в период наибольшего притока (временно сточные озера).

В частном случае, когда одна из стекающих в озеро рек по водности того же порядка, что и река, вытекающая из него, озеро называется проточным. Река, вытекающая из озера, имеет меньшую амплитуду колебания уровней (и расходов); гидрографы таких рек более сглаженные и распластанные, чем гидрографы свободных рек. Озеро служит естественным регулятором режима вытекающей из него реки.

Бессточные озера расходуют поступающие в них воды в основном на испарение и частично на просачивание в грунт.

По составу воды озера разделяются на пресные и соленые, или минеральные. Сточные озера, как правило, бывают пресными. В бессточном озере происходит испарение чистой воды, а соли остаются в нем. Поэтому вода в бессточном озере непрерывно минерализуется (засоляется), и тем быстрее, чем больше концентрация солей приносимых в него вод.

В б.СССР насчитывается более 2,8 млн. озер, суммарная площадь которых составляет около 490 тыс. км (исключая Каспийское и Аральское озера, которые принято считать внутренними морями). Малые озера, с площадью водной поверхности менее 1 км, составляют 99,2 %. Четырнадцать озер площадью водной поверхности более 1000 км относятся к числу величайших озер мира. В озерах сосредоточено 27,2 тыс. км воды. Из них 23 тыс. км приходится на озеро Байкал.

Водный баланс сточного озера, то есть соотношение прихода и расхода воды, можно представить так:

где - поверхностный и подземный приток в озеро;

- конденсация водяных паров на поверхности озера;

- осадки, выпадающие на поверхность озера;

- поверхностный и подземный сток из озера;

- испарение с поверхности озера;

- аккумуляция воды в озере.

Все члены уравнения водного баланса выражены в виде слоя воды.

В бессточных озерах сток из озера отсутствует, вода в основном расходуется на испарение. Поэтому для бессточного озера уравнение водного баланса при отсутствии фильтрации воды через ложе озера имеет вид:

Применительно к многолетнему периоду величина , как имеющая различные знаки, превращается в нуль, и уравнение водного баланса озера за многолетний период принимает вид для сточного озера