Презентация на тему Гидрология озер и водохранилищ

водой и не имеющие прямого соединения с морем.
Иногда, в

отличие от текущих вод (рек), озера определяют как водоемы с замедленным стоком или с замедленным водообменом
Искусственно созданное озеро называется водохранилищем. Если водохранилище имеет небольшие размеры, его называют прудом. Иногда прудами называют мелководные естественные озера, на площади которых распространена водная растительность

трещинах, сбросах, грабенах и отличающиеся значительной глубиной и размерами

(Каспийское, Ладожское, Онежское, Байкал, Иссык-Куль, Севан, озера африканского грабена (Виктория, Ньяса, Танганьика и др.), американские Великие озера (Эри, Онтарио, Гурон, Мичиган, Верхнее))
2. вулканические озера
занимающие кратеры потухших вулканов или располагающиеся среди лавовых полей (распространены в районах современной или древней вулканической деятельности (Исландия, Италия, Япония, Камчатка, Закавказье и др.))

в выпаханных ледниками котловинах на крупных кристаллических массивах (Кольский

п-ов, Карелия, Скандинавия, Альпы, Кавказ)
ледниковые аккумулятивные озера
расположенные среди моренных, отложений областей древнего оледенения (Прибалтика, Канада, север США и др.);

эрозионной и аккумулятивной деятельностью речных и морских вод. К

ним относятся старицы, плесы пересыхающих рек, озера речных дельт, озера морских побережий: лагуны — отчлененные от моря наносами заливы, лиманы — устьевые участки рек, отделенные от моря косами
5. провальные озера
(карстовые, суффозионные, термокарстовые), возникающие под действием подземных вод или при таянии льда в грунте. Карстовые озера образуются в районах залегания известняков, доломитов, гипсов (Урал, Крым, Кавказ). Суффозионные озера возникают в районах, где подземные воды вымывают и выносят некоторые цементирующие соли и мельчайшие частицы, вызывая просадки (типичны для юга Западной Сибири). Термокарстовые озера образуются в районах многолетней мерзлоты на участках протаивания ее и связанного с ним проседания грунта (Сибирь, Забайкалье, зона тундры);

песчаными дюнами или образованные в котловинах выдувания, созданных ветром

(Казахстан);
7. запрудные (подпрудные) озера
возникающие обычно в горных системах в результате преграждения речных долин обвалами или оползнями (Сарезское озеро на Памире в долине р. Мургаб)
8. органогенные озера
образующиеся дамбами из растений внутри болот или среди коралловых построек (аттолов).

остатки отмерших растений и животных = озеро мелеет и

превращается в болото
В небольших озерах осадки накапливаются тысячи лет, в глубоких – миллионы лет

— площадь водной поверхности без островов
Длина озера L (км)

- кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга точками береговой линии водоема, измеренное по его поверхности
Ширина озера В (км)
средняя ширина Вср = F/L
максимальная ширина Вmax — наибольшее расстояние между берегами по перпендикуляру к длине водоема
Длина береговой линии L (км) измеряется по урезу воды (нулевой изобате)
Изрезанность береговой линии определяется как отношение длины береговой линии озера к длине окружности круга, имеющего площадь, равную площади озера

осадков на поверхность
конденсации водяного пара на его поверхности
Для небольших

озер - скопления снега, переносимого ветром, в зарослях тростника, растущего по берегам
Расход воды
испарение с поверхности озера
поверхностный и подземный сток из него
Разность между приходом воды в озеро и расходом воды из него должна равняться увеличению или уменьшению запаса воды в озере.

не впадают реки, но и вытекают из него. Из

соленых озер реки не вытекают

вызванные впадающей в озеро или вытекающей из него рекой

(сточные течения)
Интенсивность таких течений определяется соотношением объема озера и расхода втекающей или вытекающей реки

под действием ветра - ветровые (дрейфовые) течения оказывают особенно

значительное влияние на характер физических процессов в озерах с большой площадью, плоской формой озерного ложа и малыми глубинами
вследствие неравномерного нагревания и охлаждения воды озера – возникают вертикальные (конвекционные) токи, оказывающие влияние и на горизонтальные перемещения водных масс

волны в озерах отличаются от океанских размерами и формой
Максимальная

высота волн на больших озерах не превышает 4 – 5 м, на малых – 0,5 м
Озерные волны круче морских, т.к. меньше по длине;
Обычно гребни волн не образуют правильной линии фронта, как в океане, а располагаются как бы в шахматном порядке
Волны в озерах сравнительно быстро развиваются и гаснут после прекращения ветра
На озерах больше, чем на морях сказывается влияние таких факторов, как размер водоема, глубина и рельеф дна

- колебания всей массы воды, причем по поверхности ее

не распространяется никакой волны
Причины возникновения - резкие изменения атмосферного давления и ветер, вызывающий сгонно-нагонный перекос (денивиляцию) уровня. После прекращения действия силы, вызвавшей денивиляцию, вся водная масса, стремясь возвратиться в состояние равновесия, приходит в колебательное движение, причем поверхность водоема приобретает уклон то в одну, то в другую сторону
Неподвижная ось, около которой колеблется зеркало озера, называется узлом

времени и распределением его в водной массе и котловине
Тепловой

баланс озера
R ± LE ± P + Qпр - Qст ± Qл ± ΔQв ± ΔQг = 0
R — радиационный баланс
LЕ — потери тепла на испарение или приход его при конденсации водяных паров на поверхность водоема
Р — потери или приход тепла в результате турбулентного теплообмена поверхности воды с атмосферой
Qпр, Qст — тепло, приносимое притоком речных вод в водоем и теряемое со стоком из водоема
Qл— тепло, затрачиваемое на таяние льда или выделяемое при льдообразовании
ΔQв, ΔQг — изменения количества тепла за расчетный период в водной массе и донных отложениях.

= 0 ÷ 4°С
Т с

глубиной - обратная термическая стратификация
Т по всей толще воды озера - 4°С - явление постоянства температуры по глубине – гомотермия
Т > 4°С – Т с глубиной - прямая термическая стратификация

стратификация, в течение дня верхние слои воды будут нагреваться,

а ночью, когда нагревание солнцем прекращается, охлаждаться  выравнивание температуры поверхностном слое воды  на нижней границе этого слоя температура резко изменяется, образуя слой температурного скачка (металимнион)
Слоем скачка вся толща озерной воды разделяется на два слоя: верхний (эпилимнион) с малыми градиентами температуры из-за интенсивного перемешивания и нижний (гиполимнион) также с малыми градиентами, но, наоборот, обусловленными слабым перемешиванием.

годовом цикле изменения температуры воды можно выделить следующие периоды:

1) весеннего нагревания
2) летнего нагревания
3) осеннего охлаждения
4) зимнего охлаждения

холодные с постоянной обратной стратификацией
3) смешанные с переменной стратификацией

по временам года

после того, как температура всей массы воды понизится до

4°С, а верхних слоев — до 0°С
Вначале лед образуется у берегов, на отмелях, в заливах, а затем ледяной покров распространяется и на более глубокие места
Увеличение толщины ледяного покрова сначала происходит довольно быстро, а затем постепенно замедляется и, наконец, совсем прекращается

таяние и разрушение льда, а затем вскрытие озера
В проточных

озерах лед может увлекаться рекой, вытекающей из озера (лед из Ладожского озера проходит по р. Неве и создает второй более поздний по времени «ладожский ледоход»)

водной поверхности озера
объемом его водной массы
Испарение с водной поверхности

влияет на влажность воздуха приозерного района
Обладая большой тепловой инерцией, крупные, незамерзающие водоемы смягчают климат прибрежных районов

озеро подземных вод
связан с биологическими процессами, происходящими в озере
с

комплексом физико-географических условий, характеризующих бассейн водосбора озера
наличие или отсутствие стока из озера

до 350 г на 1 кг раствора
Минерализация воды озер,

имеющих сток, обычно не > 200—300 мг/л (Минерализация таких озер, как Байкал, Ладожское, Онежское, не превышает 30—100 мг/л)
Особенно бедны растворенными солями воды горных озер, а также воды озер, находящихся среди верховых сфагновых болот и питающихся почти исключительно атмосферными осадками
Наиболее богаты солями озера засушливых и полупустынных областей

(содовые)
сульфатные (горько-соленые)
хлоридные (соленые)
При изменении природных условий один тип может

переходить в другой
По происхождению солевой массы
морские, образовавшиеся на месте отделившихся от моря заливов и лиманов
континентальные, солевая масса которых возникла за счет атмосферных осадков и стока вод суши

эоловых наносов и продуктов абразии (разрушения берегов (терригенные разрушения);
накопления

продуктов химических реакций (хемогенные отложения);
отложения остатков отмирающих живых организмов (биогенные отложения);
Биогенные отложения подразделяются на:
1) минеральные остатки отмерших организмов и 2) органические вещества.
Особо важная форма озерных отложений - сапропели (гниющий ил) - уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения.
Место образования сапропелей - тихие и достаточно глубокие водоемы с застойной или малопроточной водой

- русловые (речные) водохранилища (в условиях широких долин русловые

водохранилища приобретают ясно выраженные черты искусственных озер)
В систему емкостей, регулирующих сток рек, включают естественные озера, в которых накапливают дополнительные запасы воды путем возведения плотин в истоке реки, вытекающей из озера - озерные водохранилища

сработка водохранилищ создают резкие колебания уровней (на водохранилищах малой

(по отношению к притоку) емкости уровни могут изменяться в течение суток и даже нескольких часов)
Условия водообмена
Относительно большая проточность  высокие скорости постоянных течений (Даже в таком крупнейшем водохранилище, как Рыбинское, замена воды в пределах сливной призмы в среднем осуществляется примерно дважды в течение весны. Полная смена воды в пределах этого водохранилища в среднем осуществляется в течение годичного периода)
Быстрая смена водных масс  большее выравнивание температуры в водохранилищах, чем в озерах  меньший нагрев поверхностных слоев воды, чем на озерах той же площади, расположенных в однородных климатических условиях

условиях равнинного рельефа имеют такие берега, на которых уже

не происходят интенсивные процессы размыва, имеющиеся движения твердых частиц, образующих берег, обычно приводят к их перемещению в береговой зоне без существенного сноса в глубинную область
После создания водохранилищ ветровые волны (до 3 м) начинают интенсивно размывать склоны речной долины, которые до этого не соприкасались с водой и имели профиль, сформированный в условиях отсутствия постоянного воздействия воды  стремительное преобразование склонов