 |
Морфология и морфометрия озер
|
|
|
|
Лабораторная работа № 4
Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОЗЕР
по конкретному заданию (озеру) определить:
1. Тип озера по всем показателям (см. типы озер).
2. Морфологию и морфометрию озера.
3. Нанести озеро на контурную карту.
4. Описать предположительный водообмен в озере.
Озеро – естественный водоем суши с замедленным водообменом. Как правило, озера обладают выработанными под воздействием ветрового волнения берегами. Для образования озера необходимы два непременных условия – наличие естественной котловины, т.е. замкнутого понижения земной поверхности, и находящегося в этой котловине определенного объема воды.
Многие страны богаты озерами. Так, озерность Финляндии составляет 9,4%, Швеции – 8,6 %. Озерность России около 2,1 %. Их больше всего на Кольском полуострове (6,3 % территории), в Карелии и на Северо-Западе Европейской части (5,4 %), на Западно-Сибирской низменности (4,3 %).
Основные характеристики важнейших озер мира приведены в табл. В пресных озерах России сосредоточено 26500 км3 воды, причем только в восьми крупнейших пресных озерах (Байкал, Ладожское, Онежское, Чудское с Псковским, Таймыр, Ханка, Белое) находится 24250 км3 воды (91,5 %). На долю Байкала приходится 86,8 % запасов пресных вод в озерах России и более 25 % запасов вод во всех пресных озерах мира. Байкалу по запасу пресной воды уступают все озера Земли, в том числе Танганьика – 21 % и Верхнее – 13 % объема воды в пресных озерах планеты.
Типы озер
Озера подразделяют по размеру, степени постоянства, географическому положению, происхождению котловины, характеру водообмена, структуре водного баланса, термическому режиму, минерализации вод, условиям питания водных организмов и др.
|
|
|
По размеру озера подразделяют на очень большие площадью свыше 1000 км2, большие – площадью от 101 до 1000 км2, средние – площадью от 10 до 100 км2 и малые – площадью менее 10 км2.
По степени постоянства озера делят на постоянные и временные (эфемерные). К последним относятся водоемы, которые заполняются водой лишь во влажные периоды года, а в остальное время пересыхают, а также некоторые термокарстовые озера, теряющие воду в летний период.
По географическому положению озера подразделяют на интразональные, которые находятся в той же географической (ландшафтной) зоне, что и водосбор озера, и полизональные, водосбор которых расположен в нескольких географических зонах. Малые озера на равнинах, как правило, интразональны, крупные озера обычно полизональны. Полизональны также и горные озера, водосбор которых расположен в нескольких высотных ландшафтных зонах.
По происхождению озерные котловины могут быть тектонические, вулканические, метеоритные, ледниковые, карстовые, термокарстовые, суффозионные, речные, морские, эоловые, органогенные. Такое же название дают и озерам, находящимся в этих котловинах.
По характеру водообмена озера подразделяют на сточные и бессточные. Первые из них сбрасывают часть поступающего в них речного стока вниз по течению (примером могут служить такие озера, как Байкал, Онежское, Ладожское и др.). Частным случаем сточных озер являются проточные озера, через которые осуществляется транзитный сток реки; к таким водоемам относятся озера Чудское с Псковским (р. Великая), Сарезское (р. Мургаб), Боденское (р. Рейн), Женевское (р. Рона). Бессточными считают озера, которые, получая сток извне, расходуют его лишь на испарение, инфильтрацию или искусственный водозабор, ничего не отдавая в естественный или искусственный водоток. Иначе говоря, из таких водоемов поверхностный сток отсутствует (примерами могут служить Каспийское и Аральское моря, озера Иссык-Куль, Балхаш, Чад и др.).
|
|
|
Таблица - Важнейшие озера мира
| Часть света | Озеро | Площадь, км2 | Объем, км3 | Наибольшая глубина, м |
| Европа | Каспийское море | |||
| Ладожское | ||||
| Онежское | ||||
| Венерн | ||||
| Чудское с Псковским | ||||
| Белое | 5,2 | |||
| Азия | Аральское море | |||
| Байкал | ||||
| Балхаш | ||||
| Тонлесап | ||||
| Иссык-Куль | ||||
| Таймыр | ||||
| Ханка | 18,5 | 10,6 | ||
| Чаны | 4,3 | |||
| Африка | Виктория | |||
| Танганьика | ||||
| Ньяса | ||||
| Чад | 44,4 | |||
| Туркана (Рудольф) | 203,6 | |||
| Альберт | ||||
| Северная Америка | Верхнее | |||
| Гурон | ||||
| Мичиган | ||||
| Большое Медвежье | ||||
| Большое Невольничье | ||||
| Эри | ||||
| Виннипет | ||||
| Онтарио | ||||
| Южная Америка | Маракайбо | – | ||
| Титикака | ||||
| Австралия | Эйр | 30,1 | 27,7 |
Морфология и морфометрия озер
Во всех озерах выделяют основные морфологические элементы: котловину, т.е. естественное понижение земной поверхности различного происхождения, в пределах которого и расположено озеро; ложе (или чашу) озера, непосредственно занятое водой (рис. 1, а).
Важным элементом озерной котловины является береговая область (рис. 1 б), которая при абразионном характере берега включает береговой уступ, побережье и береговую отмель. Последние два элемента озерной котловины часто называют литоралью, к характерным чертам которой относятся мелководность и воздействие волнения. За пределами литорали находится подводный откос (или сублитораль). Глубоководная часть озера – это пелагиаль; дно озера называют профундалью.
Развитие высшей растительности (макрофитов), как правило, ограничено литоралью.
В пределах озера выделяют такие морфологические элементы, как плесы, заливы, бухты.
Рис 1- Схема озерной котловины (а) и ее береговой области (б):
1 – котловина; 2 – ложе (чаша); 3 – береговая область; 4 – береговой уступ; 5 –побережье; 6 – береговая отмель; 7, 8 – абразионная и аккумулятивная части береговой отмели; 9 – подводный откос; 10, 11 – низший и высший уровни воды; 12 – коренные породы; 13 – начальный профиль берега
|
|
|
Основными морфометрическими характеристиками озера служат (рис. 2):
площадь озера Fоз;
объем воды в озере Vоз;
длина береговой линии Lбер.л, проведенной по урезу воды;
длина озера Lоз - кратчайшее расстояние по поверхности воды вдоль оси озера между наиболее удаленными точками береговой линии;
ширина озера Воз – расстояние между противоположными берегами озера, измеренное по линии, перпендикулярной оси озера в любой его части. Наибольшее значение последней величины называют максимальной шириной озера Bоз.max. Среднюю ширину озера вычисляют по формуле:
В = Fоз/Lоз.
Рис. 2 - Морфометрические характеристики озера
Важными морфометрическими характеристиками озера являются его глубина hоз (в разных частях озера она различна), максимальная глубина hоз.max, средняя глубина hоз.ср, которая определяется по формуле
hоз.ср = Vоз / Fоз.
Все перечисленные выше морфометрические характеристики озера зависят от высоты стояния уровня воды в нем или от выбранного в толще воды отсчетного горизонта (или глубины). Наиболее важно знать, как изменяются с изменением уровня (или глубины) такие характеристики, как площадь озера, объем воды в нем, средняя и максимальная глубина.
Водообмен в озерах
Показателем водообмена в озере, или интенсивности водообмена (смены) вод в озере, служит так называемый коэффициент условного водообмена (Кв).
Если составляющие водного баланса озера представлены в км3/год, то величина 1/Кв численно равна периоду условного водообмена (водообновления), выраженному в годах.
Наиболее общая закономерность, свойственная водообмену озера, следующая: чем меньше объем озера, тем при прочих равных условиях коэффициент водообмена больше. Так, у оз. Ильмень Кв= 1,35, т.е. обновление вод в озере происходит в среднем за 0,74 года. У небольших проточных озер на Кольском п-ве Кв достигает 1000 (вода в среднем обновляется за 0,001 часть года, т.е. почти за 9 ч). У крупных водоемов, таких как оз. Байкал и Каспийское море, Кв составляет 0,0032 и 0,0049, т.е. время условного обновления вод соответственно равно 312 и 204 годам.
|
|
|
|
|
|
