Походження, типи та морфологія озерних улоговин

Розміри озер коливаються у широкому діапазоні. Згідно з наведеним визначенням, до озер можуть бути віднесені такі великі водоймища, як Каспійське і Аральське моря, а також порівняно невеликі тимчасові скупчення води в пониженнях місцевості, що утворюються, наприклад, в період весняного сніготанення.

Іноді, на відміну від поточних вод (річок), озера визначають як водоймища з уповільненим стоком або з уповільненим водообміном.

За наявності улоговини утворення озера відбудеться в тому випадку, коли приплив води в це поглиблення перевищуватиме втрати на фільтрацію та випаровування.

Водосховище - штучно створене озеро.

Ставок - водосховище невеликого розміру.

Ставок - природні озера, площі яких поширена водна рослинність.

Типи озер за характером улоговин.Незважаючи на велику різноманітність озер, що зустрічаються в природі, серед них можуть бути виділені певні типи, що мають подібність по ряду ознак.

Насамперед можна виділити певні типи озер залежно та умовами утворення озерного ложа.

За характером улоговин, Які послужили основою для утворення озера, можна виділити:

1. Плотинніозера - утворюються в тому випадку, коли долина перекривається в якомусь місці обвалом, льодовиком, наносами тощо; до цієї групи входять і штучні озера — водосховища.

Серед гребельних озер можна виділити

- річкові - можуть виникати як тимчасові утворення внаслідок різкого зниження стоку окремих річок у суху пору року; в цьому випадку річки нерідко звертаються в ланцюжок озер, що лежать у долині та відокремлених один від одного сухими ділянками русла.

- заплавні -безпосередньо пов'язані з процесом утворення стариць, що виникають внаслідок перегородження окремих рукавів річки грядою наносів та утворення річкою нового русла.

- долинні -виникають у горах від завалів. Озера завального походження утворюються внаслідок закупорки вузької долини продуктами руйнування їх схилів.

- прибережні оздоблюють двох типів: лагуни та лимани.

Лагуни виникають у тому випадку, коли мілководні затоки, або бухти, відокремлюються від моря наносними піщано-глинистими валами, або косами.

Лимани являють собою затоплену морем гирлову частину долини.

2. Морені Озера зобов'язані своїм походженням діяльності льодовиків, особливо потужних льодовикових покривів четвертинного періоду, які ховали під собою величезні простори. Після відступу (танення) та зникнення такого льодовикового щита на його місці залишився уламковий матеріал, який переносив із собою льодовик: глина, пісок, щебінь, великі брили гірських порід тощо. буд.

Велике скупчення цього матеріалу (морени) в одних місцях і незначне в інших створює рельєф, що відрізняється горбистістю, безперервним і частим чергуванням пагорбів та понижень, причому зниження зазвичай бувають замкнутими. Заповнені водою, вони утворюють морені озера круглої чи неправильної форми, з багатьма відгалуженнями та затоками. У разі моренного ландшафту чимало озер, які стосуються і типу гребельних.

3. Карові озера займають западини, вироблені в льодовиковий час спільною роботою льоду, фірну та морозного вивітрювання.

4. Карстові Озера є результатом хімічної (розчинної) діяльності підземних і поверхневих вод.Винесення розчинених речовин, а також тонких глинистих частинок (суфозія) може призвести до утворення підземних порожнин і осідання покрівлі над цими порожнинами, що зумовить появу вирв на поверхні землі; якщо ці вирви будуть заповнені водою, на їх місці виникнуть карстові озера.

Своєрідним різновидом карстового типу озер є термокарстові озера, що виникають у результаті заповнення водою заглиблень лежить на поверхні землі, що утворюються у сферах розвитку вічної мерзлоти внаслідок танення підземних пластів чи лінз льоду. Танення цього льоду не тільки сприяє утворенню озерної улоговини, але й значною мірою постачає воду для заповнення улоговини.

5. Дефляційні озерарозташовуються в улоговинах, створених в результаті процесу видування, і в пониженнях між барханами і дюнами.

Багато улоговинні озера виникають у результаті вулканічних та тектонічних процесів.

6. Тектонічніозера. Тектонічні процеси зумовлюють появу улоговин великих розмірів. Тому тектонічні озера зазвичай глибокі. Прикладами можуть бути озера Иссык-Куль, Байкал, Севан та інших.

7. Вулканічні озеравиникають або в кратері згаслого вулкана, або в поглибленнях на поверхні лавового потоку, що утворилися при його застиганні, або в долині річки внаслідок перегородження її потоком лави.

По водному балансу озера поділяються на:

- стічні - мають стік, переважно у вигляді річки);

- безстічні - не мають поверхневого стоку або підземного відведення води до сусідніх водозборів. Витрата води відбувається за рахунок випаровування.

За хімічним складом води озера поділяються на:

Елементи озерного ложа та берегової області.Впадина, що знаходиться на землі і наповнена водою, має закономірно побудований рельєф, що відрізняє її від западин, не зайнятих водою.

Початкова форма улоговин змінюється під впливом розмиву як поверхневим стоком в озеро, так і хвилюванням: схили улоговини викладаються, нерівності рельєфу дна згладжуються, заповнюючись відкладеннями, укоси берега набувають стійкого профілю.

Розділ озерознавства, у якому розглядаються закономірності, що виявляються у формуванні рельєфу озерних улоговин, називається морфологією озер.

Озерна улоговина від навколишньої місцевості відмежована корінним берегом, що утворює береговий схил, або яр; основа цього берега розташовується на верхній межі дії озерної хвилі.

Закінчується корінний берег брівкою, або лінією сполучення схилів з поверхнею прилеглої місцевості.

Частина улоговини, заповнена водою до висоти максимального підйому рівня, називається озерним ложем, або озерною чашею.

В озерній улоговині насамперед можна виділити берегову і глибинні області.

У береговій області виділяють три зони:

1) берегові схили (яр)— частина озерного схилу, що оточує озеро з усіх боків і не піддається впливу хвильового прибою;

2) узбережжя — включає суху частину, яка піддається впливу води лише при сильному хвилюванні та особливо при високому стоянні води, затоплювану, яка покривається водою періодично - під час підйому рівня води озера, та підводну, яка зазвичай лежить під поверхнею води і, на відміну глибших частин берегової області, піддається впливу хвилі при хвилюванні;

3) берегову мілину — закінчується підводним укосом, що є межею між схилом та дном озерного ложа; верхня частина берегової мілини відповідає нижній межі на берегову область хвильового прибою.

Зазначені зони берегової області озерної улоговини у схематичному вигляді показані на рис. 1.

Мал. 1. Схема розчленування берегової області озерної улоговини

Узбережжя та берегову мілину об'єднують в одну зону – прибережну або літораль. Її нижня межа визначається глибиною дії хвилі, іноді глибиною проникнення сонячних променів. Глибинна частина озера – профундаль. Між літораллю та профундаллю – сублітораль.

Формування озерного ложа під впливом хвилювання та відкладення наносів.Хвилювання, що залежить від сили вітру, глибини і розмірів озера, впливає протягом тривалого періоду на берегову область озерної улоговини, руйнує гірські породи, що її складають, і зносить розмитий матеріал вниз по схилах і на дно озера. В результаті цього збільшуються розміри узбережжя та мілини розмиву, одночасно з цим збільшується площа намиву та зменшується за рахунок глибинної області озера.

Таким чином, озеро поступово заноситься завдяки дії хвиль. Ступінь інтенсивності цього процесу, звичайно, значною мірою залежить від геологічного складу порід, у тому числі складний берег озера.

Однак який би не був береговий матеріал, він під дією хвиль і вивітрювання перетворюється, зрештою, на дрібний камінь, гравій та пісок.

Крім хвилювання, на форму озерного ложа істотно впливає процес надходження алювіальних наносів, що приносяться річками, що впадають в озеро.Поверхневі водотоки, що впадають в озеро, розмивають шляхом свого прямування грунти і виносять продукти розмиву в озеро.

Крім мінеральних опадів, що потрапляють в озерне ложе внаслідок хвилювання або річок, що приносять течією, озерна улоговина заповнюється і відкладеннями мулу органічного походження. Цей мул є продуктом процесів, що відбуваються в самому озері, і утворюється в результаті відмирання та подальшого осадження на дно зважених у воді мікроскопічних тварин і рослинних організмів (так званого планктону), а також внаслідок відмирання прибережної рослинності, що розпадається після перегнивання на дрібні частки, легко несуть течії на середину озера. Інтенсивний розвиток зазначених організмів протягом теплого періоду року, а відмирання протягом холодного зумовлює пошарове відкладення цих мулів на дні озера, що дозволяє за шарами визначати вік озера.

Заростання озер. Кількість мінеральних опадів та органічного мулу на дні озера збільшується з кожним роком, унаслідок чого дно поступово підвищується.

В озерах з пологими берегами водно-болотні рослини насуваються на озеро з берегів, облямовуючи дзеркало води широким зеленим кільцем.

Для мілководних озер з пологими берегами можна виділити ряд поясів, що закономірно змінюються від берегів до центру озера (рис. 2).

Мал. 2. Схема заростання мілководних озер.

1 - Осоковий торф, 2 — очеретяний і очеретяний торф, 3 — сапропелевий торф, 4 — сапропеліт.

Іноді на озерах, що меліють, можна спостерігати сплавини — острівці рослинності, відірвані від берегів або які безпосередньо примикають до мінерального берега (Мал. 3).Спочатку ці сплавини утворюють невеликі площі, потім у міру подальшого обмілення озера вони розростаються, з'єднуються з іншими і покривають озеро суцільним покривом болотяної рослинності з трав'яного та мохового ярусів. Ці освіти відомі під назвою зибуна.

Мал. 3. Схема заростання глибокого озера шляхом утворення сплавин.

1 - Торф сплавини; 2 — мутта, або пелоген; 3 — сапропелевий торф; 4 — сапропеліт.

Географічне розташування озера. Морфометричні характеристики. Важливою характеристикою озера є його географічне розташування (широта, довгота) та висота над рівнем моря.

Ці дані вже дозволяють скласти загальне уявлення про основні риси режиму озера. Географічне положення озера певною мірою відображає загальні кліматичні особливості району, а висотне положення визначає місцеві впливи кліматичних та інших факторів на процеси, що відбуваються в озері.

При вивченні озер та озерних улоговин важливо встановити не тільки умови їх утворення, але й визначити ряд числових характеристик, що дають кількісні уявлення про основні елементи озера та улоговини. Ці характеристики звуться морфометричних.

Площа озераω, м2, обчислюється двояко: або разом із площею островів, або окремо площа водної поверхні. Так як береги озер не прямовисні, площа водної поверхні (дзеркала озера) змінюється за зміни рівня озера.

Довжина озера L, м -найкоротша відстань між двома найбільш віддаленими точками, розташованими на берегах озера, що вимірюється поверхнею озера.

Таким чином, ця лінія буде прямою лише у разі порівняно простих контурів озера; для звивистого озера ця лінія, очевидно, може бути не прямою, а складатися з окремих відрізків прямих і кривих ліній.

Ширина озера –розрізняють:

- найбільшу ширину - В, м, що визначається як найбільший діаметр (перпендикуляр) до лінії довжини озера,

- Середню ширину - Вср, м, що становить відношення площі ω озера до його довжини L

Коефіцієнтом звивистості т - ступінь розвитку берегової лінії - відношення довжини берегової лінії s до довжини кола кола, що має площу, рівну площі озера,

Коефіцієнт звивистості берегової лінії може бути виражений відношенням довжини берегової лінії Sдо периметру ламаної лінії S', що обводить контур озера:

У цьому випадку виходить правильніше уявлення про порізаність берегової лінії.

Широке застосування в оцінці водних запасів озера крива зміни площі озера із глибиною, представляє собою графік зв'язку площ горизонтальних перерізів озера та відповідних їм глибин, та крива зміни обсягу озера залежно від його глибини.

Мал. 4. Криві площ та обсягів Онезького озера

Рис. 4 представлені криві зміни площі та обсягу Онезького озера з глибиною. Такі криві дають можливість визначити площу дзеркала озера та об'єму води для будь-якого рівня. Ці величини необхідно знати за всіх розрахунків.

Об'єм води в озеріW, м 3 може бути визначений картою изобат, користуючись «методом призм». Ізобатні поверхні ділять обсяг озера на ряд шарів, кожен з яких можна розглядати приблизно як призму, основами якої будуть площі, обмежені суміжними ізобатами, а висота дорівнює перерізу між ними.Позначивши площі, обмежені окремими ізобатами, через ω₀, ω₁, ω₂, ω₃… ω_n, а перетин їх через hоб'єм води в озері визначимо за формулою

де ∆W – обсяг, укладений між площею останньої найглибшої ізобати та точкою дна озера з максимальною глибиною, що визначається за формулою:

де h_макз – максимальна глибина озера за метри; h_n - глибина, що відповідає найбільшій ізобаті, ω_n – площа останньої (найглибшої) ізобати.

Максимальна глибина озера – h_макс, М.

Середня глибина озера - h_ср, м - відношення об'єму води в озері до площі його дзеркала.

Середній ухил дна між ізобатамивизначається за формулою:

де l₁, l₂ - Довжини ізобат, між якими визначається ухил; h – переріз ізобат, ω - Площа кільця між ізобатами.

Середній нахил озера I визначається за формулою:

де n - Число ізобат.

Знання елементів, що характеризують форму озерної улоговини, необхідно не тільки для того, щоб зрозуміти основні закономірності режиму озера, але і для вирішення низки господарських завдань, пов'язаних безпосередньо з експлуатацією озера. Наприклад, при використанні озера в транспортних цілях необхідно знати розподіл глибин у межах усієї акваторії і, зокрема, в зоні берегової мілини. При регулюванні стоку річок, що випливають з озера, необхідно мати криві залежності об'єму води і площ озера від висоти стояння рівня. Для розрахунку елементів хвиль важливо знати розподіл глибин та ширин озера за різними напрямками тощо.

Дата завантаження: 2016-10-18 ; переглядів: 6011 ;