Тема 5. Гідрологія озер, водосховищ

5.1 Озера та їх поширення на земній кулі

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) (табл. 2.1 Додаток ).

5.2 Типи озер за походженням, характером водообміну, хімічним складом

Озерні улоговини утворюються під впливом ендогенних (внутрішніх) та екзогенних (зовнішніх) процесів. Ендогенні процеси створюють на Землі великі та глибокі западини. Озера, які виникли в цих западинах, належать до озер тектонічного і вулканічного походження. Тектонічні озера утворюються в улоговинах, виниклих внаслідок тектонічних рухів земної кори (тріщини, скиди, грабени тощо). Вони великі за розмірами, глибокі, мають круті схили (Байкал, Каспійське море, Севан).

Вулканічні озера виникають у кратерах згаслих вулканів, серед лавових полів або в долинах річок, перегороджених лавою. Вони поширені в областях давньої або сучасної вулканічної діяльності (Камчатка, Японія, Сіцілія, Ісландія, Закавказзя).

Озера екзогенного походження порівняно з тектонічними менші за розмірами і глибинами, мають не такі круті схили. Поділяються на гідрогенні, гляціогенні, еолові, органогенні і антропогенні. Гідрогенні зобов’язані своїм походженням дії морських, річкових і підземних вод. До цієї групи належать озера-стариці, які зустрічаються в долинах річок; плесові озера, які являють собою розрізнені плеса пересохлих річок; дельтові озера, що утворюються в дельтах великих річок; лагуни та лимани морських узбереж – переважно відділені від моря наносами затоки.

Карстові та суфозійні озера утворюються під дією підземних вод. Карстові озера виникають у районах поширення вапняків, гіпсів, доломітів, утворюються переважно внаслідок обвалів у місцях вилуговування порід поверхневими і підземними водами. Улоговини цих озер мають правильну овальну або круглу форму з досить значними глибинами.

Суфозійні озера поширені в степових і лісостепових районах, де підземні води вимивають глинисті частки, що цементують гіпсові породи.

Значна кількість озер зобов’язана своїм походженням дії льодовика. До цієї групи належать льодовиково-ерозійні озера, які виникли на кристалічних масивах Скандинавії, Канади, а також льодовиково-акумулятивні озера, що утворилися в наслідок загачування водних потоків моренними відкладами (Прибалтика, Полісся).

Еолові озера утворюються під дією вітру в міждюнних зниженнях або котловинах видування (Прибалтика, Казахстан, Середня Азія).

Органогенні озера – ті, що утворилися на торфових болотах.

Озера антропогенного походження – це водосховища і ставки, створені на річках, а також заповнені водою старі вироблені кар’єри, соляні шахти тощо.

З часу виникнення озера між його водною масою, улоговиною, басейном та організмами, які є в озері, відбувається взаємодія через складні, механічні, фізико-хімічні та біологічні процеси, які зумовлюють нормальний цикл розвитку озера. Зовнішній вигляд початкової улоговини змінюється: формується озерне ложе з характерними особливостями його обрисів.

Найбільший вплив на улоговину має водна маса. Хвилі руйнують її береги. Продукти руйнування в значній кількості відкладаються тут же на місці і утворюють підводну берегову терасу. Дрібні фракції переносяться в глибину озера і осідають на дно. Річки, які впадають в озеро, приносять певну кількість намулів і теж деформують русло.

До механічного впливу водної маси приєднується її хімічний вплив і вивітрювання гірських порід.

Одночасно з утворенням озера починаться заселення його організмами. Відмираючи, ці організми осідають на дно. Відбувається поступове вирівнювання дна улоговини та його замулення. В міру замулення озера збільшується роль берегової рослинності: вона ніби витискує воду і озеро наближається до припинення свого існування.

За характером водообміну озера поділяють на дві групи: стічні і безстічні. Стічними називаються озера, які скидають частину своєї води у вигляді річкового стоку, безстічні озера стоку не мають.

За хімічним складом воду озер поділяють на три групи:

1) гідрокарбонатні води, де переважають іони НСО₃; ці води характерні для більшості прісних озер;

2) сульфатні, де містяться в основному сірчані сполуки (характерні для солонуватих озер);

3) хлоридні, у водах яких переважають іони Cl; ці сполуки характерні для солоних озер.

Хімічний склад озерних вод визначається складом вод приток, які приносять в озеро розчин мінеральних солей, деякі гази і органічні речовини. Значну групу органічних сполук становлять в озерах гумінові речовини та продукти розпаду рослинних і тваринних решток.