19. Динамика озерных вод. Баланс.

Питание озер происходитповерхностными и подземными водами. Поверхностное питание включает атмосферные осадки, приток речных вод и конденсацию водяных паров воздуха на поверхности озера. Подземное питание осуществляется за счет притока подземных вод. Атмосферные осадки и приток речных вод являются основными источниками питания озер. Конденсация водяных паров из атмосферы в питании озер составляет ничтожную долю и наблюдается в то время, когда температура поверхностных слоев воды в озере ниже температуры воздуха. Подземное питание бывает значительным для озер, расположенных в карстовых районах. Расход (убыль) воды из озера происходит путем испарения, а также путем поверхностного и подземного стока. Часть воды из озера может быть изъята для удовлетворения хозяйственных потребностей. Испарение зависит от климатических условий, оно тем больше, чем суше климат. Для некоторых озер испарение является основным видом потерь воды (Каспийское, Аральское). Поверхностный сток из озера определяется количеством воды, выносимой из него реками. Подземный сток из озер зависит от гидрогеологических условий: он велик при наличии карстовых и рыхлых вулканических пород (пористые лавы и туфы).

Соотношение прихода в озеро и убыли ее за некоторое время может быть выражено уравнением водного баланса, которое имеет следующий вид:

Х + с – Q – q = Z + Y – r + B + ДV

Где Х – атмосферные осадки; с – конденсация; Q – приток речных вод; q – приток подземных вод; Z – испарение; Y – речной сток из озера; r – подземный сток; В – потребление воды на хозяйственные нужды; + ДV – изменение объема озера, зависящее от соотношения приходной и расходной частей водного баланса.

Повышенное питание озера весной (снеготаяние, дожди) вызывает увеличение приходной части уравнения. В засушливое время года расход воды из озера превышает приход ее и в озере, происходит уменьшение ранее накопленных запасов воды. Поэтому знак ДV имеет плюс или минус. Изменение запасов воды в озере определяется из соотношения ДV = щ * ДV, где площадь зеркала озера, а ДV – изменение уровня воды, соответствующее изменению объема ДV.

Компоненты, входящие в уравнение водного баланса, должны быть выражены в одних мерах м³, км³, мм. Атмосферные осадки определяются по данным наблюдений островных, береговых и прибрежных гидрометеорологических станций. Поверхностных приток в озеро включает речной сток (определяемый гидрометрическим путем), сток временных водотоков (логов, балок, оврагов) и склоновый сток с частей бассейна, не имеющих четко выраженной гидрографической сети. Для этих участков сток определяется приближенно с помощью, например, карты среднего годового стока.

Для определения подземного притока требуется проведение обширных дорогостоящих гидрогеологических исследований и организации стационарных наблюдений за подземными водами. Поэтому чаще применяются приближенные способы определения подземного притока воды в озеро.

Испарение (с поверхности воды, снега и льда) определяется по эмпирическим формулам, при использовании которых необходимо иметь данные о температуре поверхности воды и метеорологических элементах над испаряющей поверхностью (абсолютная влажность, температура воздуха, скорость ветра). Эти данные устанавливаются на основании систематических наблюдений береговых и островных гидрометеорологических станций, а также периодических наблюдений в открытом озере на рейдовых вертикалях.

Универсальные приемы расчета фильтрации из озер отсутствуют, и в каждом отдельном случае задача решается в зависимости от местных гидрогеологических условий, устанавливаемых рекогносцированием.

Потребление воды на хозяйственные нужды зависит от характера водозабора (орошение, водоснабжение и др.).

Все озера по характеру водообмена делятся на сточные и бессточные. Сточные озера имеют постоянный сток в виде вытекающих из них рек. Они располагаются в основном в районах влажного и умеренного климата, например, Байкал, Ладожское, Виктория.

Озера, находящиеся в карстовых областях, имеют не поверхностный, а интенсивный подземный сток и называются подземно-сточными.

Некоторые сточные озера имеют сток в течение всего года, некоторые – только в период наибольшего накопления воды и называются временносточными.

Бессточные озера не имеют вытекающих рек, и расход влаги из них происходит путем испарения. Располагаются в засушливых районах, например Каспийское, Аральское, озера Северного Казахстана и др.

По условиям питания поверхностными водами все озера разделяются на :

1) приточные, имеющие поверхностный приток в виде рек и ручьев;

2) бесприточные, не имеющие приток;

3) приоточно-сточные, имеющие впадающие и выпадающие реки.

Частным случаем такого рода озер являются проточные озера, например Чудское, Зайсан.