Питание озер подземными водами



Озера

Озером называется природный водоем, заполненный, в пределах озерной чаши или озерной котловины (озерного ложа) водой, не имеющий непосредственного соединения с морем.

Питание озер происходит за счет стока тех рек, которые впадают в озеро, за счет осадков, выпадающих на поверхность акватории озера, за счет конденсации паров, а также за счет подземного стока.

Изменение уровней воды в озере связано как с условиями питания озера и расходованием воды, так и с колебанием уровня за счет ветра и барометрического давления. В годовом и многолетнем ходе изменения уровней отмечаются максимальный и минимальный горизонты. Средний за многолетие уровень воды в озере называется ординаром.

Местные изменения уровней воды в озере за счет действия ветра называются сгон (понижение уровня) и нагон (повышение уровня). Например, в Азовском море нагоны и сгоны достигают величин больше 1 м.

При резком изменении барометрического давления могут происходить местные изменения уровня и затем длительные колебательные движения поверхности воды, так называемые сейши. На Женевском озере сейши достигают величин, равных 2 м.
Водная толща большинства озер (также морей и водохранилищ) подвержена явлениям стратификации. Стратификация (Stratum – слой; fecio – делаю) – разделение водной толщи на слои различной плотности. Наличие вертикального градиента плотности препятствует перемешиванию вод. Чем больше вертикальный градиент, тем выше устойчивость стратификации вод. В океанах, морях и соленых озерах стратификация вод определяется изменением как температуры, так и солености вод, В пресных водоемах стратификация вод зависит только от температуры.

Различают гомотермию, прямую и обратную термическую стратификацию вод.

Гомотермия – это одинаковая температура и соответственно плотность по всей толще воды озера, водохранилища или реки. В реках явления гомотермии наблюдаются постоянно; в озерах гомотермия устанавливается осенью после прямой термической стратификации (осенняя гомотермия), весной – после разрушения обратной термической стратификации (весенняя гомотермия) и летом на мелководных, открытых воздействию ветра водоемах.

При прямой термической стратификации наблюдается понижение температуры воды от поверхности ко дну водоема.

При обратной термической стратификации наблюдается повышение температуры воды с глубиной (от 0 до 4 °С).

Основным признакам, положенным в основу, классификации озерных котловин, служит их происхождение. Озерные котловины могут быть образованы под воздействием эндогенных или экзогенные факторов. К эндогенным процессам в геологии относятся процессы, обусловленные внутренней теплотой Земли и вызывающие вулканические явления, землетрясения и тектонические движения. К экзогенным относятся процессы, происходящие в поверхностных частях земной коры, в результате разрушающего или созидающего действия моря, проточной воды, ледников, атмосферных влияний.

В особый тип выделяются .метеоритные котловины. Основные генетические типы озерных котловин приведены в табл.3.7.

Прогибы земной -коры на равнинах и в гоpax, предгорные и рифтовые впадины

Верхнее (США), Ладожское, Онежское, Иссык-Куль, Балхаш, Байкал, Танганьика (Африка)

Озера этого типа обычно большие по площади и глубине

Кратеры и кальдеры, углубления лавовых покровов; маары

Кронецкое (Камчатка), Аверинское (Италия), Комариное (Исландия), Лахерское (ФРГ)

Углубления от падения метеоритов

Долины выпахивания коры; цирки, троги; моренный холмистый рельеф

Озера Карелии, Финляндии

Распространены в горных странах. Характерны для областей древнего оледенения

Водно-эрозионные и аккумулятивные: озера-старицы плесовые; конечно-сточные озера в ложбинах стока ледниковых вод; дельтовые лиманные и лагунные фиордовые

Речные долины дельты рек, морские побережья

Лобнор (КНР), Лаче, Вожже (Архангельская обл.)

Расширение русел рек

Озера Кубанских плавней, «ильмени» в волжской дельте

Отрезаны от моря перешейком суши

Провальные карстовые, суффозионные, термокарстовые

Впадины, образовавшиеся при выщелачивании и выносе частиц грунтов водами и протаивании многолетних мерзлых грунтов

В результате указанных явлений на поверхности суши образуются понижения, которые заполняются водой

Котловины выдувания, понижения между дюнами и барханами

Обычно небольших размеров

Речные долины, перегороженные горными обвалами, оползнями, моренами ледников, лавовыми потоками

Возникло, в тектонической впадине, подпруженной лавовым потоком

Озера, располагаемые в пределах болота

Примечания к табл. 3.7. смотри на стр. 18

По водному балансу озера делятся на виды:
— сточные (стоково-проточные), питающиеся притоком вод с водосбора и отдающие сток в реку;
— бессточные (испарительно-приточные), теряющие воду, путем испарения и фильтрации.

По термическому режиму озера разделяют на:
умеренные – с чередованием в течение года прямой и обратной термической.стратификации; последняя наблюдается обычно зимой в водоемах умеренных широт, а также поздней осенью и ранней весной, и для водоемов полярных широт характерна весь год;
тропические – с преобладанием прямой термической стратификации;
полярные – с господством обратной термической стратификации.

По условиям жизни водных организмов, озера классифицируют как:
олиготрофные озера – бедные фитопланктоном и питательными веществами для него; характеризуются обычно большой «прозрачностью», цветом воды – от синего до зеленого, недостаточностью распределения температуры по вертикали, постоянным падением содержания кислорода ко дну и равномерным распределением его в течение года;
эвтрофные озера – с большим содержанием в воде питательных веществ, обычно не глубокие (10-15 м), хорошо прогреваются; цвет воды – от зеленого до бурого; содержание кислорода резко падает ко дну, зимой иногда наблюдаются заморы; дно торфянистое или устлано органическим илом; летом – «цветение» воды за счет сильного развития фитопланктона;
дистрофные озера – обычно неглубокий водоем, бедный кислородом и питательными веществами для организмов, вода слабо минерализована, отличается повышенной кислотностью, малой прозрачностью, желтым или бурым цветом из-за обилия в ней гуминовых веществ; часто почти отсутствует фитопланктон и донные животные на покрытом торфяным илом дне; распространены в сильно заболоченных районах.

По химическому составу выделяют:
пресные озера — имеющие воду с количеством растворенных минеральных веществ менее 1г/л (1 ‰); большинство пресных озер – сточны, в их водном балансе преобладает приток ‘с водосборов и сток в реки;
солоноватые озера – воды которых имеют ощутимую на вкус соленость (минерализация от 1 до 24,7 г/л, по другой классификации от 1 до 35 ‰);
соленые или минеральные озера – вода в которых сильно минерализована, т.е. содержит большое количество солей; к ним относятся озера, минерализация воды которых превышает среднюю соленость вод Мирового Океана (35 ‰) (по другой классификации 24,7 г/л).

Рифт (англ. rift – ущелье, трещина, разлом) – крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни тысяч, шириной в десятки километров, иногда первые сотни километров образованы при горизонтальном растяжении земной коры, обычно происходящем на фоне обширного поднятия.

Кальдера (португ. caldera – котел, котловина) – огромная вулканическая впадина округлого очертания, достигающая в поперечнике 25-30 км, образовавшаяся на месте исчезнувшего центрального вулкана или верхней части конуса.

Маар (нем. maar) – потухший центральный вулкан взрывного типа, имеющий тип широкой воронки в поперечнике от 200 до 3200 м, глубиной 150-400 м.

Кар (шотланд. саґґіе) – нишеобразное углубление, врезанное в верхнюю часть гор, расположенное выше ледникового цирка; озера формируются в реликтовых карах. Ледниковый цирк – котловина в виде амфитеатра, замыкающая на верхнем конце ледниковую долину.

Трог (нем. trog – корыто) – ледниковая (эрозионная) долина, разработанная ледником, с крутыми бортами и вогнутым дном.

При высоких концентрациях солей, воды минеральных озер являются или насыщенными растворами или близкими к насыщению; при этом происходит кристаллизация солей и их выпадение в осадок на дно, такие минеральные озера называются самоосадочными, а заполняющая их вода – рапой; наиболее распространены такие, озёра в засушливых районах земного шара, где они занимают бессточные котловины; накопление солей происходит за счет вноса растворенных солей реками, подземными водами, атмосферными осадками при интенсивном испарении их с поверхности; в свою очередь по химическому составу выделяют три основных типа минеральных озер:
— карбонатные (содовые);
— сульфатные (горько-соленые);
— хлоридные (соленые).
Из минеральных озер добывают поваренную соль, соду, мирабилит, хлористый магний, соединения брома, йода, бора и др.
Образующиеся в минеральных озерах минеральные, преимущественно сероводородные, грязи (пёлоиды) используются в лечебных целях.

Общая площадь всех озер Земного шapa около 2,1 млн. км2 (около 1,4% площади суши), в том числе на территории Украины насчитывается около 20 тысяч озер, из них более 7 тысяч с площадью, от 0,1 км2 и, более 43 озер – с площадью от 10 км2 и более.
Большие озера расположены в плавнях Дуная и на побережье Черного моря (Сасык, Ялпуг, Котлабуг, Кагул, Китай); в бассейне Западного Буга – Свитязь, из горных озер Украины самое большое –Синевир.

Источник

Озерные воды, их режим, состав, динамика

Режим озер определяется водным балансом, который характеризуется соотношением питания и расхода водной массы. Озера питаются водами поверхностного, подземного стока и атмосферными осадками. Расход (потеря) воды происходит путем поверхностного и подземного стока и испарения. Главную роль в регулировании водного баланса озер играет климатическая зональность и особенности геологического и тектонического строения региона. По водному балансу озера подразделяются на бессточные, сточные и с перемежающимся стоком.

Бессточные озера не имеют ни поверхностного, ни подземного стока, и потеря воды происходит только при испарении.

Сточные озера теряют воду за счет поверхностного и подземного стока. Среди сточных озер выделяются проточные, сток у которых составляет значительную долю объема водной массы. В них наблюдаются течения, связанные с режимом впадающих и вытекающих рек.

Озера с перемежающимся стоком занимают промежуточное положение между обеими группами. Сток воды из этих озер происходит только в период высоких вод, в межень вытекающие из них водотоки пересыхают.

Любое озеро является сложной физико-химической системой, которая в значительной мере определяет состав и минерализацию озерных вод. Основными факторами формирования последних являются генезис озерных котловин, происхождение озерных вод, на что в свою очередь накладываются особенности климата, характер рельефа и стока, почвенный и растительный покров.

Важным фактором накопления растворенных веществ является наличие или отсутствие стока из озера. В проточных озерах накопление солей, из-за довольно большой скорости обмена водных масс, незначительно. В сточных озерах возможно некоторое накопление солей, особенно под влиянием биохимических процессов. Самое же значительное накопление происходит в бессточных озерах, аккумулирующих принесенные в них соли. По степени солености воды озера делятся на следующие типы:

1) пресные до 12 промилле;

2) солоноватые — 1—24,7 промилле;

3) соленые — 24,7—47 промилле;

4) минеральные, или соляные, — выше 47 промилле.

Солевой состав и соленость воды озер не остаются постоянными, а изменяются по площади, с глубиной и во времени.

Пресные озера расположены, как правило, в областях с влажным климатом и питаются за счет атмосферных осадков, речных и ледниковых вод. Сюда относятся озера с наименьшей минерализацией воды: Онежское — 30 мг/л, Ладожское — 70 мг/л, Байкал — 90 мг/л.

В засушливых районах распространены солоноватые и соленые озера. Минерализация вод в таких озерах может достигать очень больших величин: оз. Эльтон — 280 г/л; Мертвое море — 310 г/л; оз. Гузгундав (Турция) — до 380 г/л.

По происхождению солевой массы минеральные озера подразделяются на морские, образовавшиеся на месте отделившихся от моря заливов и лиманов, и континентальные, солевая масса которых возникла за счет атмосферных осадков и стока вод суши. Есть и промежуточные соляные озера, сформировавшиеся в континентальных условиях в результате растворения подземными водами древних морских соляных отложений.

Минеральные озера, по преобладанию в воде солей, делятся на карбонатные (содовые), сульфатные (горько-соленые) и хлоридные (соленые). Уровень концентрации солей в таких озерах близок к насыщению, и дальнейшее повышение ее приводит к их осаждению и кристаллизации. Минеральное озеро, в котором происходит садка соли, называется самосадочным, а его вода, представляющая насыщенный раствор, — рассолом или рапой.

Из крупнейших соляных озер, имеющих промышленное значение, следует выделить:

— хлоридные (в основном поваренная соль) — Эльтон, Баскунчак, Южно-астраханское, Прииртышское озера, лиманы Куяльницкий и Хаджибеевский и др.;

— сульфатные (в основном мирабилит): Кара-Богаз-Гол, оз. Kyлунда, некоторые озера Бурят-Монголии и др.;

— карбонатные (сода): оз. Кулунда, оз. Доронинское (Забайкалье) и др.

Движение воды в озерах обусловливается следующими основными факторами: ветром, речными течениями, конвективным перемешиванием, изменением атмосферного давления и др. Воздействие ветра вызывает в озерах волновое движение воды. Волны в крупных озерных водоемах могут достигать большой высоты. Так, в оз. Байкал во время осенних штормов высота волн достигает 5 м. Под действием ветра могут возникать дрейфовые течения, которые проявляются в основном в поверхностных слоях воды и с глубиной быстро затухают.

Существуют также и циркуляционные течения, вызванные перемешиванием в результате неодинаковой плотности и разной температуры воды. В районе теплых вод плотность ее меньше и уровень поверхности на какую-то величину (до 0,5 м) выше уровня района холодных и более плотных вод. Возникающий уклон поверхности порождает течения, направленные из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью. Максимальное значение скорости течений на Байкале изменяется с глубиной следующим образом: на глубине 10 м — 92—142 см/с; 50 м — 56 см/с; 250 м — 30 см/с.

Воздействие ветра вызывает сгоны и нагоны воды, достигающие в крупных озерах 1—2 м. В результате нагона происходит подъем воды у наветренного берега, а у подветренного — понижение уровня — сгон. При сгонах и нагонах, а иногда при резком изменении атмосферного давления возникают сейши — стоячие волны, при которых происходит колебательное движение всей массы воды, стремящейся к положению равновесия.

Движение озерных вод в проточных озерах может происходить и под действием речных течений.

Источник

Читайте также:  Рыбалка на кружки на озере на щуку
Поделиться с друзьями
Байкал24
Типы озерных котловин