Озера и водохранилища. Классификация и особенности гидрологического режима

 

Озера изучает наука лимнология, онасложилась относительно недавно, в конце XIX в.

Озером называется впадина на поверхности суши, заполненная водой. По происхождению озера разнообразны. Наиболее часто они классифицируются по происхождению водной массы и озерных котловин, а также по режиму вод, хозяйственному использованию.

По происхождению водной массы озера делятся на материко­вые, т. е. образовавшиеся за счет атмосферных осадков, и реликто­вые, или остаточные. Последние были когда-то частью океана или связывались с ним проливами. Реликтовыми являются такие круп­ные озера, как Каспийское море, Ладожское, Онежское, Меларен, Венерн, Веттерн, Эйр, Тонле-Сап и др.

По происхождению озерных котловин наиболее многочислен­ны тектонические озера, представляющие собой провалы в земной коре. Они имеют большую глубину и вытянутую форму (Байкал— глубина 1620 м, Танганьика — 1470 м, Ньяса, Верхнее, Гурон, Ми­чиган, Мертвое море и др.). К тектоническим озерам относятся и вулканические озера. Из последних наиболее известны кратерные — озера, образовавшиеся в кратерах вулканов.

Из озерных котловин, созданных экзогенными силами, наиболее распространены ледниковые. Они не отличаются большими разме­рами и глубиной, но встречаются в огромных количествах, груп­пами (в Финляндии, на Скандинавском полуострове, в Канаде, Шотландии, Польше, Германии, Белоруссии). К этому же типу относятся и котловины термокарстового проис­хождения. После отступания ледника внутри моренной массы неко­торое время оставались еще глыбы льда. Когда растаяли и эти льды, образовавшиеся пустоты были заполнены водой, а прикрыва­ющий слой грунта претерпел просадку.

Особый тип составляют карстовые озера, приуроченные к ме­стам развития карстовых процессов, где легкорастворимые породы постепенно выносятся, а образующиеся пустоты заполняются водой.

Чрезвычайно широко распространены долинные озера в поймах рек. Более крупные и глубокие озера в долинах представляют собой остатки меандр — старицы.

Для низменных морских побережий характерны лагунные озе­ра, образующиеся в тех случаях, когда мелководные заливы или бухты отделяются от моря наносами песка или ила.

Запрудные озера образуются путем запруживания рек или ручь­ев какими-либо преградами, например горными обвалами, лаво­выми потоками и ледниками. Запрудные озера распространены в горных странах.

Путем искусственных запруд на ручьях и реках издавна созда­ются многочисленные пруды и водохранилища различной величины. ГЭС на реках России: Волховская на р.Волхов, Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская, Куйбышевская, Саратовская и Волгоградская на Волге, Новосибирская на Оби, Саяно-Шушенская и Красноярская на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская и Богучанская на Ангаре, Колымская на Колыме, Вилюйская на Вилюе, Зейская и Бурейская на Зее и Бурее соответственно. У ГЭС есть свои экономические и экологические плюсы и минусы. На малых реках Чувашии до начала 20 века было сотни водяных мельниц, а в середине века функционировало более 40 ГЭС.

По режиму вод озера делятся на сточные, из которых вытекают реки, и бессточные, не имеющие стока воды.

Бесконечное разнообразие озер с точки зрения хозяйственного использования и улучшения состава рыб сводится к трем основным типам: олиготрофному, эвтрофному и дистрофному. Олиготрофные озера — бедные биологической продукцией, богатые кислородом, глубокие и холодные. Озера эвтрофного типа — мелководные, хо­рошо прогреваемые, с богатой растительностью и фауной. Дистрофный тип озер стоит отдельно от первых двух. Воды этого типа насыщены гуминовыми кислотами, имеют коричневый цвет. Они обычно бедны жизнью, как и олиготрофные.

 

Строение озерного ложа и колебание уровня.Котловину озера принято разделять на литораль, профундаль и сублитораль. Ниж­нюю границу литорали определяет предел распространения зеле­ных растений. В профундали света уже мало и зеленые растения отсутствуют. В сублиторали, в известном удалении от берега, вет­ровое волнение воды не достигает дна, поэтому накапливаются остатки прибрежной органической жизни.

Уровень воды в озерах, подобно уровню в реках, изменяется в течение года, хотя и не достигает такой амплитуды, если озера не связаны с рекой. Волны до 2—2,5 м свойственны только боль­шим озерам (Байкал, Виктория). На крупных озерах наблюдают­ся стоячие волны, или сейши, обусловленные неодинаковым уров­нем воды в разных концах озера, причем разница достигает иногда 2 м. Это явление вызывается резкими изменениями атмос­ферного давления над отдельными частями озера.

Температурный режим озер и соленость.Максимальная плотность пресной воды соответствует температуре 4°. Отсюда при температуре выше 4° озеро будет иметь прямую стратификацию, т. е. температура воды в нем будет понижаться с глубиной (но не ниже +4°). Если в озере температура ниже 4°, установится обрат­ная стратификация, т. е. температура с глубиной повысится до 4°. В странах с теплым климатом озера постоянно имеют прямую стратификацию, в полярных широтах — обратную.

При большом количестве отмерших водо­рослей и разложении их температура даже повышается. Вода ли­шается кислорода и наступает замор, т. е. гибель живых орга­низмов.

Вода в озерах содержит различные соли. По составу и количе­ству солей озера делятся на пресные и соленые. Пресными счита­ются те, в которых общее содержание солей меньше 1°/оо (промил­ле). В пресных водах преобладают углекислые соли. Соленые озера в пустынях по составу солей разнообразны. Их можно свести к трем основным типам: а) собственно соленые, с преобладанием хлоридов, сульфатов натрия и магния (Эльтон, Баскунчак, Мерт­вое море, Большое Соленое озеро и др.); б) содовые, или натрон­ные, в которых наряду с хлористым натрием играет роль углекис­лый натрий (Ван и др.); в) борные озера. Наряду с другими солями их вода содержит буру Na₂B₄0₇; таких озер много в Иране, Тибете, Калифорнии.

При большом насыщении соляного раствора (до 250—300 %о и больше) соли выпадают в виде осадка. Такие озера имеют большое хозяйственное значение как источники добычи различных солей. Примером могут служить озе­ра Эльтон, Баскунчак, залив Кара-Богаз-Гол, Большое Соленое озеро и др.

Водная растительность и зарастаниеозер. В озере можно выде­лить несколько зон растительности. На прибрежье растут осоки, хвощи, частуха, стрелолист, ежеголовник, рогозы. Следующая зо­на — до 2—3 м глубины — камыши и тростник, образующие мощ­ные заросли. Глубже следуют растения с плавающими листьями: кубышки, кувшинки и погруженные растения — различные виды рдестов, телорез, роголистник, водяной лютик. Глубже рдестов встречаются только водоросли и водяные мхи.

Мелкие озера сравнительно недолговечны. Котловины их отча­сти заполняются наносами рек и ручьев, а главное, остатками водных растений и животных, оседающих на дно в виде ила — сапро­пеля. Иногда, начиная от берегов, растительно-торфяной войлок распространяется по озеру, образуя трясину (зыбун). Этот войлок в конце концов покрывает все озеро и превращает его в болото.

Хозяйственное значение озер. В зависимости от типа и размеров озера могут быть использованы в различных направлениях: для рыболовства, разведения водоплавающей птицы, добычи солей и сапропелей, как водные пути, источники водоснабжения и т. д.