МОДУЛЬ ВСТУП. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІВОДИ. ГІДРОЛОГІЯ РІЧОК Блок ГІДРОЛОГІЯ ЯК НАУКА. ЇЇ МІСЦЕ У ВИВЧЕННІ ГЕОГРАФІЧНОЇ ОБОЛОНКИ
|
|
Скачати 1.44 Mb.
|
4.8.2. Основні характеристики стокуХарактеристика річкового стоку – це кількісна оцінка величин річкового стоку. Кількісними оцінками величин річкового стоку є витрата води, об’єм, модуль, шар стоку. Витрата води – це кількість води, що протікає через живий переріз за одиницю часу і може бути визначена за формулою: Q = Vсер.· , м3/с, де Vсер. – середня швидкість течії для всього живого перерізу, м/с; – площа живого перерізу в м3, яка визначається промірами глибин русла по поперечному створу. Об’єм стоку – це об’єм води, що стікає з водозбору за певний проміжок часу (рік, місяць, добу); м3: W = Q T, де Т – кількість секунд за добу 86400, за рік 31,54 х 106 с. Модуль стоку – це кількість води, що стікає з одиниці площі водозбору (1км2) за одиницю часу (1 с) і визначається за такою формулою: М = Q 103 / F, л /с км2, де F – площа басейну, км2; Q – середня витрата води, м3/с; 103 – перевід м3/с у літри. Шар стоку – це кількість води, що стікає з водозбору за певний проміжок часу, подана у вигляді товщини шару, рівномірно розподіленого по площі цього водозбору. Визначається за такою формулою: у = W 103 / F 106 , мм, де 103 – перевід м у мм; 106 – перевід км2 у м2. Коефіцієнт стоку ( ) – це відношення величин стоку (у) до кількості опадів (х), що випали на площу водозбору та спричиняють виникнення стоку: = у/х. Це безрозмірна величина і дорівнює нулю або більша за нього, але менша одиниці. Річний стік протягом року розподіляється нерівномірно. Коливання величин стоку в часі – мінливість стоку. Це залежить від ряду фізико-географічних факторів, котрі можуть змінюватися протягом року або протягом багатьох років залишатися незмінними. Розподілення величин стоку за календарними періодами чи сезонами року – внутрішньорічний розподіл стоку. 4.9. Рух води в річках Вода в річках рухається (тече) під дією сили ваги. У природі існує два види руху води – ламінарний і турбулентний. Ламінарний рух – це паралельноструменний рух. Швидкість біля дна дорівнює нулю, а максимальна швидкість – на поверхні води. Ламінарний рух властивий переважно підземним водам. Турбулентний рух – це рух, у якому частки рідини, здійснюючи переміщення в напрямку течії всього потоку, одночасно здійснюють відхилення від нього за складними скривленими траєкторіями. У природних потоках спостерігається майже завжди турбулентний рух. При цьому русі швидкість збільшується вгору від дна спочатку дуже швидко, а далі наростає повільніше. Найбільша швидкість спостерігається на поверхні потоку над найбільш глибокою частиною русла, а найменша – біля берегів і дна. Лінії однакових швидкостей течії – ізотахи. Поздовжня лінія (уздовж русла) найбільших швидкостей течії на поверхні потоку називається динамічною віссю потоку або стрижнем. Крива розподілу швидкості течії по вертикалі називається годографом або епюрою швидкостей. На розподіл швидкості по вертикалі великий вплив чинять нерівності в рельєфі дна льодовий покрив, вітер і водна рослинність. За відсутністю безпосередніх вимірів для обчислення середньої швидкості потоку використовують формулу Шезі: Vсер = С √ RI або Vсер = С · √HI, де R – гідравлічний радіус; Н – середня глибина потоку; І – похил водної поверхні на ділянці; С – коефіцієнт, який залежить від шорсткості русла й величини гідравлічного радіуса. Для його визначення можна користуватися формулою Павловського: С = Rу/n, де n – коефіцієнт шорсткості; у – показник, який залежить від R і n. Показники визначаються за таблицями. Вимірюють швидкість течії річок за допомогою поплавків, гідрометричних млинків або інших приладів. 4.10. Річкові наноси Річкові наноси – це тверді частинки, утворені внаслідок розмивання русел і ерозії водозборів, що їх переносять водотоки та течії у водойми. Наноси, що складають дно річки, називають донними відкладами або алювієм. Найбільшу концентрацію наносів (мутність води0 мають річки з паводковим режимом і ті, що протікають в умовах посушливого клімату й у ґрунтах, які легко розмиваються. Найбільш важливі характеристики наносів такі: геометрична крупність, що висловлюється через діаметр часток наносів (мм), гідравлічна крупність (швидкість осідання часток наносів у нерухомій воді, мм/с, мм/хв), щільність часток (кг/м3), щільність відкладів (щільність ґрунту, кг/м3), концентрація (уміст) наносів у потоці, яку можна подати як у відносних величинах (відношення маси або об’єму наносів до маси чи об’єму води), так і в абсолютних величинах ; в останньому випадку використовують поняття мутність води (г/м3 , кг/м3 ), яку можна визначити за формулою: S = m/V, де m – маса наносів у пробі води; V – об’єм проби води. За характером переміщення в річках наноси поділяють на два типи – завислі і тягнені. Проміжним типом є сальтуючі наноси. Донні (тягнені) наноси – наноси, що переміщуються річковим потоком у придонному шарі, і які рухаються ковзанням, перекачуванням або сальтацією. Вони формують річкове русло, заплаву чи ложе водойми, взаємодіючи з водною масою. Тягнені наноси розподіляються у річковому потоці нерівномірно, у придонних шарах мутність максимальна і зменшується в напрямку до поверхні. Переміщення частинок залежить від величини придонної швидкості і розмірів частинок. Дослідженнями встановлено, що між масою частинок, яка переміщується по дну і швидкістю, при якій ці частинки рухаються, існує залежність, яка названа законом Ері і виражається формулою: М = АV6, де М – маса частинок, або їх вага; V – швидкість, із якою рухаються частинки; А – постійний коефіцієнт. Завислі наноси – це наноси, які у завислому стані переносить водний потік. Найважливішою характеристикою під час руху завислих наносів у річках – мутність води. Завислі наноси у річковому потоці розподіляються нерівномірно: у придонних шарах мутність максимальна і зменшується в напрямку до поверхні. Проміжним типом є сальтуючі наноси – наноси, переміщувані водним потоком у придонному шарі, які рухаються, ковзаючись, перекочуючись чи стрибками. Важливою кількісною характеристикою стоку наносів є мутність. Мутність води (S, г/м3) – це ваговий уміст завислих наносів в одиниці об’єму суміші води з наносами і обраховуються за формулою: S = m/V По глибині річки мутність збільшується від поверхні до дна, а по ширині – від берегів до стрижня потоку. По довжині річки кількість наносів від витоку до гирла, як правило, збільшується, але залежить від конкретних природних умов, в яких розташований басейн тієї чи іншої річки. Протягом року найбільша мутність спостерігається у багатоводний період, а найменша – у зимову межень. 4.11. Селі Сель (араб. сель – бурхливий потік) – бурхливі руслові потоки з води та уламків гірських порід, які раптово виникають у долинах гірських річок. Вони формуються певним збігом геоморфологічних, гідрологічних та кліматичних умов. Передумовою для селеутворення є розчленований рельєф із значним падінням крутосхилих русел. Безпосередніми причинами виникнення селевих потоків є великі зливи і рідше сніготанення. . Типи селів 1.У залежності від складу селевої маси, що переноситься потоком, селі розрізняють: Водокам’яні селі – це зв’язані селі, які відрізняються незначним умістом дрібнозему. Грязекам’яні селі – це зв’язані селі, які утворюються при одночасному попаданні в потік дрібних фракцій наносів та крупного уламкового матеріалу. Грязьові селі – це незв’язані селі, які утворюються внаслідок змивання ґрунтових прошарок. 2.За характером течії селі поділяють на зв’язані (структурні) і незв’язані. Зв’язані селі – в цьому потоці вода входить до селевої маси, транспортування здійснюється як єдиний гравітаційний рух. Незв’язані селі – це турбулентний потік, у якому достатньо багато води і вона знаходиться у вільному стані. Вода є транспортуючою середою і може виконувати велику роботу важення. На Україні найбільше незв’язаних. У Криму та в Карпатах селі проходять одним, рідше – двома, трьома, а ще рідше - чотирма і більше валами. Максимальні рівні селей у Криму – 2 м, Карпатах – 3-8 м. 4.12. Руслові процеси Руслові процеси – це постійні зміни морфологічної будови русла водотоку та заплави, зумовлені плинною водою. Руслові процеси виникають при взаємодії потоку і русла річки. Основними факторами руслових процесів є стік води, геологічна будова, рослинність, вітри, льодові явища, зсуви, а також господарська діяльність. Руслові деформації – це зміна розмірів і положення в просторі русла річки та окремих руслових утворень, зумовлена відкладанням наносів. Руслові деформації поділяють на вертикальні, котрі спричиняють зміну позначок дна русла; горизонтальні, коли спостерігаються поперечні зміщення русла, які спричиняють розмиви або нарощування берегів та утворення заплави; пересування донних гряд – це транспортування наносів у вигляді гряд, він характерний майже для всіх річок, крім гірських. Руслові деформації і руслові процеси поділяють на короткочасними, періодичними й тривалими. Перші відбуваються короткий час і мають тенденцію повторюватися (наприклад, за період водопілля). Другі розвиваються протягом історичних і геологічних відрізків часу. За спрямованістю руслові деформації поділяють на два види: розмив (ерозія) і намив (акумуляція наносів). Розмив русла (ерозія) – це процес захоплення й перенесення потоком частинок ґрунту, що утворюють руслові та заплавні відклади. Намив (акумуляція наносів) – це процес накопичення в природних та штучних водних об’єктах продуктів ерозії й абразії, донних відкладень тощо. Руслові утворення – це рухомі накопичення наносів, які визначають морфологічну будову русла річки. Виділяють мікро,- мезо- і макроформи в річковому руслі. Мікроформи – це донні гряди – найпростіші руслові утворення, висота яких може змінюватися від декількох сантиметрів до 4-6 метрів. До мезоформ відносять річкові перекати (форми донного рельєфу рівнинних річок, що сформовані наносами, здебільшого у формі широкого пасма, яке перетинає русло під кутом до загального напрямку течії, це ділянки з малими глибинами), плесо – це глибоководна ділянка річки, що здебільшого розташовуються між перекатами, осередки – рухомі, відокремлені від берегів накопичення наносів у руслі річки у вигляді невисоких, зазвичай позбавлених рослинності, затоплених або частково оголених рухомих островів і обмілин, переважно довгастої форми. Макроформи – це найбільші руслові утворення, характерним видом яких є закрути (меандри) – це ділянки звивистого русла річки, розташовані між двома суміжними точками перетину його умовної осьової лінії. Через наявність закрутів русло може переміщуватись на окремих ділянках паралельно самому собі. Меандруючі русла складають понад 80 % довжини русел усіх рівнинних річок України. Решта русел утворюють постійні рукави. Рукав – це відгалуження русла річки, якому притаманні всі властиві річковому руслу особливості морфологічної будови. Старорічище - видовжена водойма, що виникла на заплаві річки внаслідок відокремлення ділянки річкового русла . У нижніх частинах річок руслові процеси розвиваються в умовах, пов’язаних із взаємодією морських та річкових вод, тому вони отримали назву гирлових процесів. Ділянки річок, на яких проявляється вплив моря, називають гирловими областями, верхня межа яких знаходиться на відстані прояву згінно-нагінних явищ, припливів і відпливів. Дельта річки – гирло річки з рукавами, протоками та мілинами, які формуються внаслідок інтенсивного відкладення наносів. 4.13. Термічний режим річок Термічний режим – це закономірні коливання температури води у водних об’єктах. Співвідношення між елементами теплового балансу змінюються разом із зміною метеорологічних елементів. Тому кожному сезону року властиві певні співвідношення між прибутком і втратою тепла. Максимальна температура води буває в липні-серпні (25 -34° С), а мінімальна - на початку льодоставу. Максимальна температура води менша від максимальної температури повітря і настає дещо пізніше від неї. Температура води в річках не буває від’ємною, і тому середня річна температура води в річках значно вища, ніж середня річна температура повітря. Крім сезонних коливань температури води в річках, відбуваються і добові зміни: максимальна температура води о 15-17 годині (повітря на 1-2 години раніше), мінімальна – вранці. Температура води змінюється по живому перерізу, довжині й глибині річки. По ширині й глибині річки температура води змінюється мало внаслідок турбулентного перемішування. Так, влітку температура біля берегів вища ніж на середині річки, а восени – навпаки. Улітку – удень вода на поверхні тепліша, ніж біля дна, а вночі – навпаки. По довжині річок зміна температури води обумовлюється зміною джерел живлення, проточності, кліматичних умов природних зон. Так, температура води великих річок, які течуть із півночі на південь, підвищується, а в річках, які течуть у широтному напрямку, температура води змінюється мало, за винятком верхів'я, де температура поступово підвищується на деякій відстані від витоку. На гірських річках температура води також підвищується вниз за течією. 4.14. Льодовий режим річок Льодовий режим річок – сукупність закономірно повторюваних процесів виникнення, розвитку та руйнування льодяних утворень на водних об’єктах. Зимовий режим річок – це сукупність усіх процесів, які протікають у річках протягом періоду з переважанням від'ємних температур повітря. За характером зимового режиму всі річки поділяють на три групи: замерзаючі (наприклад, річки рівнинної території України), із нестійким льодоставом (гірські річки) і незамерзаючі (річки в субтропічних районах). У льодовому режимі замерзаючих річок виділяють три фази: замерзання, льодостав і скресання. Замерзання – це фаза льодового режиму, для якої характерним є утворення льодяного покриву (сало, забереги, сніжниця, внутрішньоводний і донний лід, шуга, льодохід). Початкова фаза осінніх льодових явищ - сало – фаза льодяного покриву, за якої спостерігаються поверхневі первинні льодяні утворення, що складаються із кристалів у вигляді плям або тонкого суцільного шару. Забереги – смуги льоду, що примерзли до берегів водних обיєктів, коли основна частина водного простору не замерзла. Сніжниця – накопичення снігу, що плаває у воді. Внутрішньоводний лід – скупчення первинних льодяних кристалів, що утворюються в товщі води та на дні водного об'єкта. Донний лід – внутрішньоводний лід, який утворюється на дні водного об’єкта. Шуга - внутрішньоводний лід, що сплив на поверхню або занесений углиб потоку. Переміщення шуги на поверхні та всередині водного потоку – шугохід. По мірі охолодження води починається утворення льоду безпосередньо на водній поверхні річки удалині від берегів. Льодохід – переміщення крижин і льодяних полів на річках та водосховищах під впливом течій. Розрізняють осінній і весняний льодохід. У період осіннього льодоходу відбувається скупчення шуги та дрібнобитого льоду в руслі річки. Закупорка русла цією льодяною масою називається зажором. Утворення зажору супроводжується підняттям рівня води на вище розташованій ділянці річки. Інколи осінній льодохід супроводжується затором – скупчення крижин у руслі річки під час льодоходу, що спричиняє стиснення водного перерізу та пов’язане з цим підвищення рівня води. Льодостав – період, протягом якого на річках та інших водних об’єктах стоїть нерухомий льодовий покрив. У зоні мішаних лісів на річках України льодостав настає наприкінці листопада – у другій декаді грудня, у степовій зоні – наприкінці грудня. На річках Карпат льодостав утворюється наприкінці грудня – у першій декаді січня, але він не стійкий, що пояснюється великими швидкостями течії гірських річок. У період льодоставу деякі ділянки річок протягом тривалого періоду, а інколи й протягом усієї зими, не замерзають. Простір чистої води серед льодяного покриву, утворений під впливом динамічних і термічних чинників – ополонка. Ополонки динамічного походження виникають на порожистих ділянках річок, а також нижче гребель гідроелектростанцій. Такі ополонки можуть бути місцями виникнення шуги, накопичення якої нижче ополонки спричиняє утворення зажорів. Ополонки термічного походження утворюються у місцях виходу підземних вод або при скиданні підігрітих промислових стічних вод. Простори чистої води серед льодового покриву, що утворюються внаслідок посування льоду – розводдя. Смуги чистої води вздовж берегів, утворені перед скресанням унаслідок танення льоду та підвищення рівня води – закраїни. Унаслідок притоку до річки талих вод рівні води в них швидко підвищуються, льодовий покрив руйнується, і крига може частково рухатись униз і знову зупинятися – відбувається посування льоду. Таких посувань може бути декілька. Місцями в льодовому покриві з’являються промоїни й проталини. Скресання – фаза льодового режиму, що характеризується руйнуванням льодового покриву. Скресання водних об’єктів проходить у різні строки і залежить від кліматичних умов, джерел живлення, будови русел річок, динаміки потоку тощо.
Хімічний склад природних вод – це весь комплекс розчинених мінеральних і органічних речовин, що знаходяться в іонно-молекулярному й колоїдному станах. Іонно-молекулярні розчини – речовина перебуває в дуже розсіяному стані, у вигляді молекул та іонів; розміри розчинених у них часток не перевищують 10-7 мм. Колоїдні розчини поряд з окремими молекулами та іонами містять у собі їх групи; розміри розчинених речовин становлять від 10-7 до 10-5 мм. Суспензія – частки речовин розміром більше 10-5; вони видимі простим оком і бувають як органічного, так і неорганічного походження. Вода з домішкою таких часток каламутна. У хімічному складі води виділяють такі групи:
5. Мікроелементи, які в природних водах є в дуже малих концентраціях (мкг/дм3): типові катіони (Li+, Pb+, Cs+, Be+, Sr2+ та ін.), типові аніони (Br-, I-, F-, B-), амфотерні комплексоутворювачі (Cr, Mo, V, Mn), радіоактивні елементи (Cs, Ra, Sr та ін.). 6. Іони водню, концентрація яких визначає кислотно-лужну рівновагу водних розчинів і виражена через показник рH = - log [ H+] Вода з нейтральною реакцією має pH = 7, при pH < 7 - реакція кисла, а при pH > 7 - лужна. Більшість природних вод мають pH від 6,5 до 8,5.
Вода, дно і берег річки – це середа життя багатьох організмів. Як і в інших водних об'єктах, ці організми поділяють на планктон, бентос і нектон. Планктон річок представлено фітопланктоном, зоопланктоном і бактеріями. Фітопланктон – сукупність рослин, які вільно плавають у товщі води (поширений у річках до глибини 20-40 м). До фітопланктону відносять, наприклад, діатомові, зелені та синьо-зелені водорості. Зоопланктон – сукупність тварин, переважно ракоподібних, які мешкають у товщі води морських та прісних водоймищ і не здатні протистояти течії. Бактерії – найпростіші одноклітинні організми, розмір яких знаходиться в межах декількох мікронів. Бентос – рослинні і тваринні організми, які мешкають у верхньому шарі мула, що залягає на дні водойми. Нектон – це організми, які мешкають у водоймах і здатні активно рухатися у воді. МОДУЛЬ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОЙМ (ОЗЕР, ВОДОСХОВИЩ, БОЛІТ) ТА ОСОБЛИВИХ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ (ПІДЗЕМНИХ ВОД, ЛЬОДОВИКІВ) Блок 5 . ГІДРОЛОГІЯ ОЗЕР Гідрологія озер (лімнологія, озерознавство) є складовою частиною гідрології суші: вивчає гідрологічний режим і біологічні особливості озер та водосховищ. Озеро – природна западина на земній поверхні різної величини і форми, заповнена прісними або солоними водами з уповільненим водообміном. Озера належать до водойм з уповільненим водообміном і відрізняються від річок неоднорідністю водної маси. Озера не мають прямого зв’язку з океаном. До водойм з уповільненим водообміном належать також штучні водойми – водосховища. Загальна площа, на якій розташовані озера оцінюється приблизно 2 млн км2 із сумарним об’ємом понад 1.76 .1014 м3 прісної води. Близько половини озерних вод є солоними, причому переважна частина озерних солоних вод скупчена в найбільшому безстічному озері – Каспійське море. З прісноводних озер найбільшими за об’ємом є Байкал (23 .1012 м3), Танганьїка (18.9 .1012 м3), Верхнє (16.6 .1012 м3). На земній поверхні найбільше озеро за площею – це солонувате Каспійське море (374000 км2), із прісних озер – Верхнє (82680 км2) . Відмінність озера від річки полягає в тому, що головною рушійною силою річки є градієнт сили тяги, а в озерах – вітер. Від моря озера відрізняються відсутністю постійного водообміну з океанами; у режимі озера істотний вплив мають форма і розміри улоговини, а для моря цей фактор менш відчутний, крім того, режим озера тісно пов’язаний з географічними особливостями навколишнього середовища. На Україні нараховується біля 20 тис. озер та лиманів із площею дзеркала 4021.5 км2, найбільше за площею дзеркала прісне озеро Ялпуг (149 км2), солоне – озера Сасик – 210 км2 і Молочний – 170 км2. На Україні більша кількість озер (7 тис.) з площею дзеркала 0.1 км2 (т. 5.1. Типи озер І. За походженням озерні улоговини можуть бути: Тектонічні улоговини розташовуються в прогинах земної кори на рівнинах (Ладозьке, Онезьке, Верхнє), у прогинах у горах (Маркаколь, Іссик-Куль, Алаколь), у передгірських западинах (Балхаш), у містах великих тектонічних тріщин (Байкал, Танганьїка). Вони великі за розмірами та глибокі. Вулканічні улоговини розташовані у кратерах згаслих вулканів (озера на о. Ява, озера Больсена, Альбена, Авернське в Італії, Кроноцьке на Камчатці), серед лавових полів або в долинах річок, перегороджених лавою. Озера поширені в областях давньої або сучасної вулканічної діяльності (Японія, Сицилія, Ісландія, Закавказзя, Камчатка). Улоговини річкового походження пов’язані з ерозійною і акумулятивною діяльністю річок. До цієї групи озер належать: а) озера-стариці зустрічаються в заплавах річок; б) плесові озера являють собою розрізнені плеса пересохлих річок; в) дельтові озера утворюються в дельтах великих річок. На річках виникають і долинні улоговини, що утворюються в результаті гірських обвалів (завальні улоговини озер Сарезького на р. Мургаб, Гекгель на р. Аксу та ін.), або в результаті підпряження річок конусами виносу бокових притоків (часто в результаті селевих паводків). Улоговина морського походження: лагуни та лимани морських узбереж, які утворилися переважно внаслідок відокремлення від моря заток наносами (узбережжя Чорного, Білого, Балтійського морів). Льодовикові улоговини утворилися внаслідок дії льодовика. Льодовикові озерні улоговини поділяють на: льодовиково-ерозійні, які виникли на кристалічних масивах Скандинавії, Канади; карові виникли на схилах гір (Альпи, Кавказ, Памір тощо); льодовиково-акумулятивні (моренні) утворилися внаслідок акумулятивної діяльності льодовиків і типові для Прибалтики, Полісся, північного заходу Росії; прильодовикові утворилися внаслідок моренно-акумулятивної діяльності льодовика чи внаслідок підпруження річок безпосередньо льодовиком; надльодовикові, які виникають безпосередньо на льодовику. Карстові улоговини утворюються у районах поширення вапняків, гіпсів, доломітів і утворюються під дією впливу підземних вод на розчинні породи. Улоговини цих озер мають правильну овальну або округлу форму і досить значну глибину. Це озера Кримських гір, басейну р. Онега, Кавказу та ін. Термокарстові улоговини утворюються в областях розвитку вічної мерзлоти внаслідок танення підземних пластів та лінз льоду. Це озера тундри та тайги, особливо характерні для району Якутії. Суфозійні улоговини виникають внаслідок осідань, викликаних вимиванням підземними водами із ґрунту дрібних часток і цементуючих речовин. Ці озера поширені в степових і лісостепових районах (наприклад на півдні Західного Сибіру). Еолові улоговини утворюються внаслідок дії вітру в міждюнних зниженнях або в улоговинах видування. Це озера Прибалтики, Казахстану, Середньої Азії. Метеоритні улоговини виникли внаслідок падіння метеоритів (оз. Каалі в Естонії). Органогенні улоговини утворюються на торфових болотах. П. За розміром поверхні дзеркала води озера поділяють на: 1) дуже великі – із площею (F) більше 1 000 км2; 2) великі – із площею від 101 до 1 000 км2; 3) середні – із площею від 10 до 100 км2; 4) малі – із площею менше 10 км2. Ш. За ступенем сталості озера бувають постійні та тимчасові (заповнюються водою лише у зволожені періоди року). 1У. За географічним положенням озера підрозділяють на інтразональні, які знаходяться у тій же географічній зоні, що й водозбір озера, і полізональні, водозбір яких розташований у декількох географічних зонах. Малі озера на рівнинах, як правило, інтразональні, великі озера зазвичай полізональні. Полізональні також і гірські озера, водозбір яких розташований у декількох висотних ландшафтних зонах. V. За характером водообміну озера поділяються на безстічні та стічні. Безстічні озера – це озера, які не мають ні поверхневого, ні підземного стоку, а витрачають воду лише на випаровування. Це Каспійське та Аральське море, озера Іссик-Куль, Балхаш, Чад та ін. Стічні озера – це озера, із поверхні яких вода витрачається на поверхневий, підземний стік та на випаровування. Це озера Байкал, Онезьке, Ладозьке та ін. Серед стічних озер виділяються проточні озера – це озера, через які здійснюється транзитний стік річок. Це озера Чудське, Зайсан, Сарезьке. Окрему групу складають озера з перемінним стоком – це озера, які мають стік під час водопілля та паводків, а в межень належать до безстічних озер, бо водотоки, які з них витікають, пересихають. VΙ. За співвідношенням складових витратної частини рівняння водного балансу всі озера, згідно Б.Б.Богословського, поділяють на дві групи: стокові – це озера, у яких стік перевищує випаровування з їхньої поверхні – уст > Zоз, випаровуючі, у яких випаровування перевищує стік – уст < Zоз. Стокові озера, характерні для зони достатнього й надмірного зволоження, а випаровуючі – для зон недостатнього зволоження. VІΙ. За співвідношенням складових прибуткової частини рівняння водного балансу озера поділяють на три типи: приточні, коли притік із водозбору переважає над опадами (упр > хоз), нейтральні, коли притік із водозбору ~ опадам (упр ~ хоз), дощові, коли опади переважають над притоком (упр < хоз). УШ. За ступенем солоності озера поділяють на прісні – уміст солі до 1г/кг (або 1 ‰); солонуваті - солоність від 1 до 25 ‰ (розташовані в зоні степів та напівпустель); солоні – уміст солі дорівнює солоності вод Світового океану (від 25 до 50 ‰) та соляні, або мінеральні – солоність понад 50 ‰. IХ. За хімічним складом води озера поділяють на три групи: гідрокарбонатні, із переважанням іонів НСО‾3 (більшість прісних озер); сульфатні, із переважанням сірчаних сполук (характерні такі води для солонуватих озер) і хлоридні, із переважанням іонів Cl‾ (такі води характерні для солоних озер). Х. За умовами живлення водних організмів (трофічними умовами) озера поділяють на: оліготрофні – це глибокі озера, які бідні на рослинний планктон та поживні речовини, із незначною мінералізацією (окрім кальцію) і рівномірним розподілом кисню влітку та взимку; евтрофні озера – це водойми з великим умістом поживних речовин; зазвичай неглибокі, добре прогріваються влітку, із великим умістом органічних речовин та зі зменшенням кисню до дна; дистрофні озера – це озера, які бідні на поживні речовини; поширені в сильно заболочених районах; мінералізація води незначна, вміст кисню знижений, тому що витрачається на окислення органічних речовин; мезотрофні озера – це озера із середніми трофічними умовами. 5.2. Морфологія і морфометрія озер Основні морфологічні елементи озера: улоговина – природне зниження земної поверхні різного походження, в межах якої і розташоване озеро; озерне ложе – найбільш знижена частина озерної улоговини, яка заповнюється водою при максимальному підвищенні рівня. Воно поділяється на дві основні області: берегову область, у якій переважають процеси руйнування гірських порід, які складають улоговину; глибинну область, у якій відкладаються продукти руйнування. У береговій області виділяються три зони: берег, узбережжя та берегову відмілину. Морфометричними характеристиками озера називаються абсолютні й відносні величини, які характеризують форму й розміри озерної улоговини та кількість води, що її заповнює. До них належать: 1. Площа озера або поверхня дзеркала води характеризує площу водної поверхні Fоз, яка залежить від зміни рівня води і визначається за картою планіметром або палеткою. 2. Довжина озера – найкоротша відстань між найбільш віддаленими точками його берегової лінії. Ця лінія може бути прямою або кривою. 3. Ширина озера Воз – відстань між протилежними берегами озера. Найбільша ширина Вmax визначається як найбільший перпендикуляр до лінії довжини озера, а середня ширина Всер – це відношення площі озера Fоз до довжини L: Всер = F/L. 4. Довжина берегової лінії Lбер – довжина урізу води, вимірюється циркулем або курвіметром. 5. Глибина озера hоз – це відношення об’єму води до площі дзеркала: hоз = /Fоз. 6. Ступінь порізаності берегової лінії (к)– відношення довжини берегової лінії L до довжини кола L1 із площею, яка дорівнює площі озера Fоз:  к =  .
5.3. Водний баланс озер Водний баланс – це рівновага, яка існує між зміною об’єму води в озері за певний час і кількістю води, що надходить до озера і витрачається за той же час. Складовими прибуткової частини водного балансу озера є атмосферні опади (х), поверхневий притік (упов), конденсація водяної пари на дзеркало озера (Zконд), підземний притік (пр). Складовими витратної частини водного балансу стокових озер є поверхневий стік з озера (уст.), підземний стік (фільтрація) з озера (ст), випаровування з поверхні озера (Zвип). Зміна запасів води в озері позначається через ±∆u. Отже рівняння водного балансу для стокових озер має такий вигляд: х + упов + пр + Zконд = уст + Zвип + ст ±∆u. Для безстічних озер рівняння водного балансу має такий само вигляд, але без поверхневого стоку з озера. 5.4. Коливання рівня води в озерах Коливання рівня води в озерах із причин, що викликають їх, можна поділити на дві групи: 1) коливання рівня води в озерах, що спричиняються зміною співвідношення елементів водного балансу, тобто зміною водної маси озера; 2) коливання рівня води в озерах, які не пов’язані зі зміною водної маси, тобто ті, які відбуваються при постійному об’ємі водної маси, це так звані денівеляції. Коливання рівня першої групи пов’язані перш за все з кліматичними причинами і тому зміна рівня як і кліматичні зміни можуть бути віковими, багаторічними та сезонними. Коливання рівня другої групи пов’язані перш за все зі згінно-нагінними денівеляціями рівня, обумовлені вітрами або сейшовими коливаннями. Такі коливання мають короткочасний характер. Вікові та багаторічні коливання рівня озер. Головна причина таких коливань – кліматична, тому вивчення вікових і багаторічних коливань рівня озер може служити і непрямим доказом існування кліматичних змін зволоженості території. Сезоні коливання рівня озер. Ці коливання також пов’язані переважно зі змінами складових водного балансу озер. Підвищення рівня озер відбувається в період підвищеного притоку вод в озера, обумовленого типом внутрірічного річкового стоку. Короткочасні коливання рівня озер. Коливання рівня цього виду можуть бути обумовлені згінно-нагінними явищами, сейшами, коливаннями атмосферного тиску. Вплив вітру викликає підвищення рівня води у навітряного (нагін) і зниження рівня води у підвітряного (згін) берега. При тривалому стійкому вітрі виникає перекіс водної поверхні з уклоном у бік, протилежний напряму вітру. Нерівномірний розподіл атмосферного тиску також створює перекіс рівня води. При цьому рівень води веде себе як “зворотний барометр”, підвищується при зниженні і знижується при підвищенні атмосферного тиску. Після припинення дії вітру або вирівнювання градієнтів атмосферного тиску маса води в озері, прагнучись повернутися до стану рівноваги, починає випробувати поступово загасаючі коливання руху – сейші. Пункти, де коливання рівня максимальні, називаються пучностями, а де рівень незмінний – вузлами. 5.5. Рух озерної води Рух озерної води може бути коливальним (сейші, хвилі) або поступальним (течії, згони, нагони, перемішування). У природі ці два види руху спостерігаються одночасно. Хвилювання на озерах Один із найпоширеніших видів коливального руху води є хвилювання, яке виникає під впливом вітру. За зовнішньою формою хвилі зазвичай бувають тримірні та двомірні. Неправильні, тримірні хвилі (добре виражений фронт хвилі відсутній), більш стрімкі, ніж на морі. Правильні або двомірні хвилі, які з'являються на воді під час слабкого вітру з незначним періодом і дуже малими розмірами. Це – капілярні хвилі, або брижі. В усіх послідуючих стадіях розвитку вітрові хвилі є гравітаційними. Хвилі, які поширюються на водній поверхні за інерцією (після закінчення вітру або ті, що виходять із зони його впливу), називаються хвилями зябі. Зяб на озерах спостерігається рідко, переважно на великих озерах (на Ладозькому, Іссик-Кульському). Крутість хвилі – це відношення висоти хвилі до її довжини. Довжина хвилі – це відстань між двома вершинами або двома улоговинами. Висота хвилі – це різниця між двома вершинами або улоговинами. Навітряний схил хвилі крутіший, ніж підвітряний. Під дією вітру виникають згінно-нагінні коливання рівнів. На малих озерах вони невеликі і займають обмежені площі. На великих озерах (Байкал, Онезьке, Аральське, Каспійське) коливання рівнів при згонах і нагонах досягають декількох десятків сантиметрів, а інколи більше метра. Сейші Сейші – це стоячі хвилі на водоймах. Вони виникають при згонах і нагонах, різкій зміні атмосферного тиску в окремих частинах озера, при сейсмічних рухах. При сейшах відбуваються коливальні рухи усієї маси води, причому поверхня водойми набуває похилу, то в один, то в інший бік. Нерухома вісь, відносно якої коливається водна поверхня, називається вузлом сейші. Залежно від кількості вузлів сейші бувають одновузлові та багато вузлові. Течії в озерах Основними причинами течій в озерах є вітер; стік річок, що впадають в озеро; нерівномірний розподіл температури і мінералізації води, а також атмосферного тиску. Стокові течії виникають під впливом притоку річкових вод в озеро чи відтоку озерних вод у річку, що витікає з озера. В обох випадках утворюється похил водної поверхні в озері, внаслідок чого і відбувається рух води. Вітрові течії в озерах відзначаються значною несталістю. Це є наслідком мінливості вітрового режиму (напрямку і швидкості вітру), та впливу на течії індивідуальних особливостей самого озера (розмірів озерної улоговини, конфігурації берегів, рельєфу дна). Швидкість вітрових течій в озері вимірюється сантиметрами чи дециметрами за секунду. Вітер викликає також згінно-нагінні денівеляції рівня: виникаючі перекоси рівня створюють так звані компенсаційні течії, що розвиваються нижче рівня шару води, охопленого вітровою течією, і протилежно йому направлені. великих озерах біля довгих прямолінійних берегів компенсаційна течія має напрямок уздовж берега, а в малих озерах, бухтах, звуженнях – протилежний напрямку вітрової течії. Після припинення вітру на багатьох озерах виникають сейші, що супроводжуються сейшовими течіями. Вітер створює також хвильові течії, які збігаються з напрямком поширення хвиль. Якщо напрямок стокових і вітрових течій збігається, то утворюються тимчасові або постійні течії, що проходять по всьому озеру (наприклад, в озерах Байкал і Балхаш). Густині течії можливі лише у великих озерах із чітко вираженою горизонтальною температурною неоднорідністю. В цих умовах виникають горизонтальні градієнти густини, які є причиною перемішування води, тобто сприяють появі густинної циркуляції. Перемішування в озерах Фізичними причинами вертикального перемішування води в озерах є різниця густини води, що викликає конвективне перемішування. Конвективне перемішування спостерігається в озерах із прісною або солонуватою водою при порушенні густинної стійкості водних мас, яка викликана, наприклад, весняним нагріванням чи осіннім охолодженням поверхневого шару води температури найбільшої густини. Динамічне перемішування виникає під дією вітру (хвилювання, вітрові течії). Вертикальна щільнісна стратифікація в озерах перешкоджає динамічному перемішуванню. 5.6.Термічний режим озер Термічний режим – це закономірні коливання температури у водних об’єктах. Температурний режим озерних вод залежить від співвідношення між надходженням і витратою тепла, від розподілу цього тепла в озерній воді, що залежить від географічного положення озера, пори року, динаміки озерних вод та інших причин. Для більшості озер головними джерелами тепла, які надходять на водну поверхню, є такі: сонячна радіація, турбулентний теплообмін з атмосферою,надходження тепла від донних ґрунтів, із річковим стоком, із підземними водами, виділення теплоти при конденсації водяної пари та при льодоутворенні. Теплота витрачається в озерах на випаровування , на ефективне випромінювання , при передачі тепла в атмосферу в процесі турбулентного теплообміну , надходження тепла до ґрунту дна озера , на танення льоду, виноситься річковими та підземними водами . Термічна класифікація озер За термічним режимом або за класифікацією Фореля Ф. А. усі прісноводні водойми світу поділяють на три групи: полярні (або холодні) – із температурою протягом року нижче 40 С та з переважанням зворотної температурної стратифікації; тропічні (або теплі) – із температурою протягом усього року вище 40 С і з переважанням прямої температурної стратифікації; озера в умовах помірного клімату – із температурою вище 40 С і з прямою температурною стратифікацією влітку та з температурою нижче 40 С і зворотною температурною стратифікацією взимку. |
Схожі:
|
16-17 ЛЮТОГО 2013 РОКУ Географія та ландшафтознавство, геологія, геохімія, мінералогія, кліматологія, метеорологія, гідрологія |
Конспект уроку Тема: ГЕОГРАФІЧНА ОБОЛОНКА ЗЕМЛІ ТА ПРИРОДНІ КОМПЛЕКСИ Навчальна cформувати в учнів поняття «географічна оболонка, природні комплекси», а також сформувати уявлення учням про географічну... |
|
Горлов О. К. Фізико-хімічні основи технологічних процесів. Зварювання:... Горлов О. К. Фізико-хімічні основи технологічних процесів. Зварювання: навч посібник / О. К. Горлов, Є. П. Рогачов, С. М. Лашко.... |
44-45. Особливості розвитку географічної оболонки в археї (4000-2500 млн р.) Наявність гірських порід цього часу дозволяє більш впевнено говорити про палеогеографію ранніх етапів Земний історії. Це так звані... |
|
Змістовий модуль Педіатрія як наука про здорову і хвору дитину Передмова |
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА З дисципліни: Принципи і методи аналізу художнього твору Спеціальність Враховується знання студентів, набуті при вивченні курсів "Вступ до літературознавства", "Вступ до мовознавства" та ін. Безсумнівний... |
|
Тема уроку: Живлення і режим річок. Робота річок ... |
5 Модуль Завдання та рекомендації з вивчення модуля Вступ |
|
ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО ІСПИТУ Біогеографія як наука про поширення живих організмів і їхніх співтовариств. Положення біогеографії в системі географічної науки,... |
195. Що таке хроматографія? Розглянути фізико хімічні принципи хроматографічного поділу Що називають електрокінетичним потенціалом?Які фактори впливають на с(сигма)-потенціал? Як змінюється с-потенціал негативно заряджених... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua