- •4. Реки и их гидрологическая классификация.
- •12. Водный кодекс рф. Общие положения и основные понятия. Вк рф, Статья 1.
- •13. Водный кодекс рф. Основные принципы водного законодательства. Вк рф, Статья 3.
- •14. Водный кодекс рф. Классификация водных объектов. Водные объекты (в/о) общего пользования. Вк рф, Статья 6. Водные объекты общего пользования
- •Вк рф, Статья 5. Поверхностные водные объекты и подземные водные объекты
- •Вк рф, Статья 29. Бассейновые советы
- •Вк рф, Статья 32. Гидрографическое и водохозяйственное районирование территории Российской Федерации
- •17.Государственный мониторинг водных объектов, объекты, цели, организации, осуществляющие государственный мониторинг в/о. Вк рф, Статья 30.
- •18. Водный кодекс рф. Государственный водный реестр. Вк рф, Статья 31.
- •19.Водный кодекс рф. Водопользование. Виды, цели, преимущества, правила. Вк рф, Статья 37. Цели водопользования
- •Вк рф, Статья 38. Виды водопользования
- •Вк рф, Статья 39. Права и обязанности собственников водных объектов, водопользователей при использовании водных объектов
- •20.Водный кодекс рф. Охрана в/о. Водоохранные зоны и прибрежные полосы. Ограничение на деятельность. Особо охраняемые в/о. Вк рф, Статья 65. Водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы
- •Вк рф, Статья 66. Особо охраняемые водные объекты
- •Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения Нецентрализованным водоснабжением является использование для питьевых и хозяйственных нужд населения
- •Метрологическая экспертиза
- •Характеристики интегральной оценки качества воды
- •42. Виды водопользования. Влияние видов водопользования на качество воды в/о. Вк рф, Статья 38. Виды водопользования
Водные ресурсы планеты. Классификация водных ресурсов. (Повторение курса «Гидрологии»)
Гидросфе́ра — водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и подземные воды.
Общий объём воды на планете — около 1 533 000 000 кубических километров (по измерению в 2013 г.). Масса гидросферы — примерно 1,46·1021 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты.
Большая часть воды сосредоточена в океане, намного меньше — в ледниках, континентальных водоёмах и подземных водах. Солёные океанические воды составляют свыше 96 % массы гидросферы, вода ледников — около 2 %, подземные воды — примерно столько же, а поверхностные воды суши — 0,02 %. Океаны покрывают более 2/3 земной поверхности. Средняя их глубина составляет 3800 м, а максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) — 11 022 метра. Гидросфера – оболочка Земли, которая формируется её природными водами.
Воды Мирового океана
Воды суши (подземные воды, ледники, реки…)
Водяной пар атмосферы
Вода в живых организмах
Классификация водных ресурсов Российской Федерации/ Водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых запасов. Первые считаются неизменными и постоянными в течение длительного времени; возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек.
Ресурсы речного стока. Из поверхностных вод в социально-экономическом развитии страны приоритет принадлежит речному стоку. Объем местных водных ресурсов речного стока на территории России составляет 4043км3/год (второе место в мире после Бразилии), что составляет 27-28 тыс.м3/год на одного жителя.
Водохранилища. Общая вместимость всех этих водоемов составляет примерно 800 км3. В области содержания и эксплуатации водохранилищ и связанных с ними участков водоемов и территорий имеются очень серьезные проблемы, о которых говорится далее.
Запасы воды в озерах. Суммарные запасы воды в озерах России достигают (без учета Каспийского моря) 26,5-26,7 тыс.км3.
Болота. Болота занимают около 1,4 млн. км2 и аккумулируют огромные массы воды. Основные болотные массивы сосредоточены на северо-западе и севере Европейской территории России, а также на севере Западной Сибири. Являясь стабильным источником питания рек, они регулируют половодья и паводки, и в пределах своих массивов способствуют естественному самоочищению речных вод.
Запасы воды в ледниках. В арктических ледниках, крупнейшим из которых является Новоземельский, в виде льда законсервировано около 35 тыс.км3 статических запасов пресной воды. В горных ледниках Урала, Сибири, Алтая и Камчатки общий объем статических запасов составляет около 5 тыс.км3. Ресурсы подземных вод. Естественные ресурсы подземных вод составляют примерно 790 км3/год. Потенциальные эксплуатационные ресурсы оцениваются к настоящему времени в объеме свыше 316км3/год. Более трети потенциальных ресурсов сосредоточены в европейской части страны.
2.Вода и ее свойства. Физические, химические и биологические свойства воды. Назначение воды. (Повторение курса «Гидрологии»)
Свойства воды:
Вода в природе существует в твердом, жидком и парообразном состоянии. Это единственное вещество, которое мы можем наблюдать в трех агрегатных состояниях.
При переходе из жидкого состояния в твердое другие вещества сжимаются, так как уменьшается расстояние между молекулами; вода же ведет себя совсем наоборот. Она при замерзании теряет плотность и поднимается на поверхность вместо того, чтобы идти на дно. Образовавшийся слой льда препятствует проникновению холодного воздуха. В результате вода подо льдом получает возможность сохранять тепло и не превращаться в лед.
Значение поверхностного натяжения воды больше, чем у любой другой жидкости. Именно это свойство влияет на процесс образования дождевых капель, а, стало быть, и на круговорот воды в природе. В противном случае пары воды, поднявшись в небо и обратившись в облака, не смогли бы так легко и просто превратиться в капли, чтобы затем пролиться дождем на землю.
Наибольшая температура кипения среди всех веществ, встречающихся в природе в жидком виде, - опять у воды: около ста градусов по Цельсию. Это обстоятельство способствует замедлению процессов испарения и помогает избежать больших потерь воды.
Молекула воды не может возникнуть так, чтобы к атому кислорода прицепилось с двух противоположных сторон по атому водорода. Напротив, атом кислорода присоединяется к двум атомам водорода, в результате чего последние составляют положительно заряженный полюс молекулы, а атом кислорода, находясь на противоположной стороне, составляет отрицательно заряженный полюс.
Еще одно удивительное свойство воды заключается в следующем. В одной группе с кислородом в периодической системе химических элементов находятся сера (S), селен (Se) и теллурий (Te). Тем не менее, соединения этих элементов с водородом даже близко не напоминают воду. Например, сероводород - H2S - это газ с неприятным запахом тухлых яиц. Да и другие соединения в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Их молекулы тяжелее молекулы воды: у H2S молекулярный вес - 34, у H2Sе - 81, у H2Те - 130. Вода же обладает молекулярным весом 18, а при этом не газ, а жидкость.
По сравнению с другими жидкостями вода обладает наивысшим показателем электрического сопротивления. (В следствие высокой диэлектрической постоянной вода обладает большей растворяющей и диссоциирующей способностью в сравнении с другими жидкостями.)
В воде повышается кислотность, когда она смешивается с углекислым газом. И вода становится более сильным растворителем. Однако из-за увеличения пропорции двуокиси серы происходит еще больший рост кислотности воды. А в такой среде растворяются и те вредные вещества, которые раньше не могли смешаться с дождевыми каплями. А значит, возникает опасность отравления и растений, и животных, и человека.
Назначение:
Вода составляет 89— 90% массы растений и 75% массы животных. В составе человеческого тела воды 65%. Вода служит постоянным участником интенсивных биохимических процессов, происходящих в человеческом организме. Ни один жизненный процесс не совершается без нее. Нарушение водного баланса ведет к серьезным сдвигам в организме человека. При утрате 6—8% влаги от массы тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 12% и выше процентов влаги наступает смерть.
Вода является главным фактором, определяющим климат на поверхности Земли. Главная роль воды состоит в том, что она является средой и источником водорода для жизненных процессов. Практически все органические вещества биосферы представляют собой продукт фотосинтеза, при котором растения используют световую энергию для соединения двуокиси углерода с водой. Без воды, как известно, фотосинтез не может происходить. Процесс, которому обязана вся жизнь нашей планеты. Вода — единственный источник кислорода, выделяемый в атмосферу при фотосинтезе. Вода необходима для биохимических и биофизических процессов, обеспечивающих возможность жизни на Земле.
3.Водные ресурсы РФ. Гидрогеографический обзор. Основные водные объекты, их классификация.
Водные объекты в зависимости от особенностей их режима, физико-географических, морфометрических и других особенностей подразделяются на:
1) поверхностные водные объекты;
2) подземные водные объекты.
К поверхностным водным объектам относятся:
1) моря или их отдельные части (проливы, заливы, в том числе бухты, лиманы и другие);
2) водотоки (реки, ручьи, каналы);
3) водоемы (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища);
4) болота;
5) природные выходы подземных вод (родники, гейзеры);
6) ледники, снежники.
Поверхностные водные объекты состоят из поверхностных вод и покрытых ими земель в пределах береговой линии.
Водные ресурсы России сосредоточены в реках и озёрах, болотах, ледниках и снежниках, а также в подземных водах (включая льды зоны многолетней мерзлоты).
1.Реки. Речная сеть России – одна из самых развитых в мире: на территории государства насчитывается около 2,7 млн рек и ручьев. Свыше 90% рек принадлежат бассейнам Северного Ледовитого и Тихого океанов; 10% – бассейну Атлантического океана (Балтийский и Азово-Черноморский бассейны) и бессточным внутренним бассейнам, крупнейший из которых – бассейн Каспийского моря.
Крупнейшие водные системы России по площади бассейна – системы Оби, Енисея, Лены, Амура и Волги; суммарная площадь бассейнов этих рек – свыше 11 млн км2 (с учетом зарубежных частей бассейнов Оби, Енисея, Амура и, незначительно, Волги).
2.Озёра. На территории Российской Федерации насчитывается более 2,7 млн озёр суммарной площадью водного зеркала свыше 409 тыс. км2. При этом около 98% озёр – небольшие (менее 1 км2) и мелководные (глубина 11,5 м), лишь 11 озёр имеют площадь зеркала, превышающую 1 тыс. км2 (включая Каспийское море); большая часть озёр имеет ледниковое происхождение.
Самая большая площадь зеркала у Каспия (390 000 км2), Байкала (31 500 км2), Ладожского озера (18 300 км2), Онежского озера (9 720 км2) и озера Таймыр (4 560 км2).
Крупнейшие озёра по площади водосбора – Каспий (3 100 000 км2), Байкал (571 000 км2), Ладожское (282 700 км2), Убсу-Нур на границе Монголии и России (71 100 км2) и Вуокса (68 500 км2).
3.Водохранилища. На территории России находятся в эксплуатации около 2700 водохранилищ ёмкостью свыше 1 млн м3 суммарным полезным объемом 342 км3, причём более 90% их числа приходится на водохранилища, имеющие ёмкость свыше 10 млн м3.
Самые крупные водохранилища по полному объёму расположены в восточных регионах России: Братское (169 300 млн м3), Зейское (68 420 млн м3), Иркутское и Красноярское (по 63 000 млн м3) и Усть-Илимское (58 930 млн м3).
4.Болота. Болота играют важную роль в формировании гидрологического режима рек. Являясь стабильным источником питания рек, они регулируют половодья и паводки, растягивая их во времени и по высоте, и в пределах своих массивов способствуют естественному очищению речных вод от многих загрязнителей.
Самое крупное болото в России и одно из крупнейших в мире – Васюганское болото (52 000 км2), расположенное на территории четырёх регионов Российской Федерации. Остальные крупные болота – Салымо-Юганская болотная система (15 000 км2), Верхневолжский водно-болотный комплекс (2 500 км2), Сельгоно-Харпинские болота (1 580 км2) и Усинское болото (1 391 км2).
5.Ледники. Общее число ледников в Российской Федерации – свыше 8 тысяч, площадь островных и горных ледников составляет около 60 тыс. км2, запасы воды оцениваются в 13,6 тыс. км3, что делает ледники одним из крупнейших аккумуляторов водных ресурсов в стране.
По площади оледенения самыми крупными являются горные ледниковые системы Камчатки (905 км2), Кавказа (853,6 км2), Алтая (820 км2), Корякского нагорья (303,5 км2) и хребта Сунтар-Хаята (201,6 км2).
6.На подземные воды приходится значительная часть запасов пресной воды на территории России.
4. Реки и их гидрологическая классификация.
В зависимости от рельефа местности, по которой течет река, различают горные и равнинные реки и другой вид.
Классификация рек по величине: бывают большие, средние и малые виды рек.
Большие реки. Это равнинные реки с площадью бассейна более 50 тыс. км2 и горные реки с площадью водосбора более 30 тыс. км2. Как правило, такие реки располагаются в нескольких географических зонах и их гидрологический режим (изменения состояния реки, обусловленные климатом) отличается от режима рек каждой географической зоны в отдельности.
Средние реки. Равнинные реки с площадью бассейна от 2 до 50 тыс. км2. Находятся в одной географической зоне, гидрологический режим сходен со всеми реками этой зоны.
Малые реки. Реки с площадью бассейна до 2 тыс. км2. Располагаются в одной географической зоне, однако гидрологический режим может быть не сходен с реками данной зоны из-за влияния местных факторов.
Классификация рек по условиям питания и водному режиму по М.И. Львовичу.
По сочетанию источников питания (дождевое, снеговое, подземное, ледниковое) и сезонному распределению стока им выделено на Земле шесть зональных типов водного режима рек, хорошо выраженных на равнинах. Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток в течение всего года, увеличение его наблюдается осенью соответствующего полушария. Реки тропического типа. Сток этих рек формируется за счет муссонных летних дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому половодье летнее. Реки субтропического типа в целом имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока выделяются два подтипа: на западных побережьях материков в средиземноморском климате основной сток зимний ).
Реки умеренного типа. В пределах умеренного климатического пояса выделяются четыре подтипа рек по источникам питания и сезонному распределению стока. На западных побережьях в морском климате у рек преимущественно дождевое питание с равномерным распределением стока в течение года с некоторым увеличением зимой за счет сокращения испарения; в районах с переходным климатом от морского к континентальному у рек смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним; в районах континентального климата у рек преимущественно снеговое питание и весеннее половодье; на восточных побережьях с муссонным климатом у рек в основном дождевое питание и летнее половодье.
Реки субарктического типа имеют преимущественно снеговое питание при почти полном отсутствии подземного из-за многолетней мерзлоты. Поэтому многие небольшие реки зимой промерзают до дна и не имеют стока. Реки полярного типа в короткий период лета имеют ледниковое питание и сток, большую же часть года они замерзшие.
Рекам горных областей присущи закономерности вертикальной поясности. С увеличением высоты гор у рек возрастает доля снегового, а потом и ледникового питания. Причем в аридном климате у рек ледниковое питание является основным (Амударья и др.), в гумидном наряду с ледниковым осуществляется и дождевое питание (Рона и др.).
Классификация рек по гидрологическому режиму Б. Д. Зайкова.
Наряду с классификацией рек М. И. Львовича в России пользуется популярностью типизация рек по гидрологическому режиму Б. Д. Зайкова. Под гидрологическим режимом в данном случае понимается распределение и характер прохождения различных фаз водного режима: половодья, межени, паводков и т. п. Согласно этой типизации, все реки России и СНГ разделены на три группы:с весенним половодьем; с летним половодьем и паводками;с паводочным режимом. Внутри этих групп по характеру гидрографа выделяются реки с различными типами режима.
Среди рек c весенним половодьем выделяются реки: казахстанского типа (резко выраженное короткое половодье и почти сухая межень большую часть года); восточноевропейского типа (высокое недлинное половодье, летняя и зимняя межени); западносибирского типа (невысокое растянутое половодье, повышенный сток летом, зимняя межень); восточносибирского типа (высокое половодье, летняя межень с дождевыми паводками, очень низкая зимняя межень); алтайского типа (невысокое неравномерное растянутое половодье, повышенный летний сток, зимняя межень). Среди рек с летним половодьем выделяются реки: дальневосточного типа (невысокое растянутое половодье с паводками муссонного генезиса, низкая зимняя межень); тянь-шаньского типа (невысокое растянутое половодье ледникового генезиса). С паводочным режимом выделяются реки: причерноморского типа (паводки в течение всего года); крымского типа (паводки зимой и весной, летом и осенью межень): северокавказского типа (паводки летом, зимой межень).
Озера и их классификация по происхождению. Морфометрические характеристики озер.
О́зеро — компонент гидросферы, представляющий собой естественно возникший водоём, заполненный в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном)[1]. Озёра являются предметом изучения науки лимнологии. Всего в мире насчитывается около 5 млн. озёр.
По происхождению:
Тектонические котловины располагаются в крупных тектонических прогибах на равнинах (Ладожское, Онежское, Ильмень, Верхнее), в крупных тектонических предгорных впадинах (оз.Балхаш), в местах крупных тектонических трещин – рифтов, сбросов, грабенов (озёра Байкал, Танганьика, Ньяса).
Вулканические котловины расположены либо в кратерах потухших вулканов (в Италии, на острове Ява, в Японии), либо образовались вследствие подпруживания рек продуктами вулканизма – лавой, обломками породы, пеплом (озеро Кроноцкое на Камчатке и озеро Киву в Африке).
Метеоритные котловины возникли в результате падения метеоритов (озеро Каали в Эстонии).
Ледниковые котловины образовались в результате деятельности современных или древних ледников. Ледниковые озёрные котловины подразделяют на троговые, связанные с «выпахивающей» работой ледников (озеро Женевское, озёра в Скандинавии, в Карелии, на Кольском п-ове); каровые, расположенные в карах (горные озёра в Альпах, на Кавказе); моренные, сформировавшиеся среди моренных отложений. Троговые и каровые котловины созданы эрозионной, моренные – аккумулятивной деятельностью ледников. Ледниковые озёра, возникшие в результате морено-аккумулятивной деятельности ледника или в результате подпруживания рек самим ледником, можно назвать прриледниковыми, а возникающие на теле ледника – надледниковыми.
Карстовые котловины образуются в районах залегания известняков, доломитов и типов в результате химического растворения этих пород поверхностными и в особенности подземными водами. Образующиеся в районах карстовых просадок или в карстовых пустотах и пещерах озёра могут быть как поверхностными, так и подземными (Урал, Кавказ, Крым).
Термокарстовые котловины образуются в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов в результате протаивания и сопутствующей просадки грунта (в тундре и тайге).
Суффозионные котловины возникают в результате просадок, вызванных вымыванием подземными водами из грунта мелких частиц и цементирующих веществ (степные и лесостепные районы).
Котловины речного происхождения связаны с эрозионной и аккумулятивной деятельностью рек. Это разнообразные по генезису пойменные водоёмы (старицы, промоины), дельтовые и придельтовые водоёмы, плесы пересыхающих рек.
Долинные котловины возникают на реках в результате горных обвалов (Сарезское озеро, в Азербайджане) и подпруживание рек конусами выноса боковых притоков (селевых паводков).
Котловины морского происхождения связаны с подпорным влиянием моря (лиманы), с отчленением от берега аккумулятивными косами и барами небольших морских акваторий (лагуны).
Эоловые котловины образуются в понижениях между песчаными дюнами и превращаются в озёра в результате затопления их речными или морскими водами.
Органогенные котловины формируются в болотах.
По размеру площади озера подразделяют на очень большие(Sоз >1000 км2),большие(Sоз от 100 до 1000 км2), средние(Sоз от 10 до 100 км2), малые(Sоз <10 км2). Суммарный объем озер на земном шаре 176 тыс. км3, площадь 2,1 млн. км2. Большое количество озер приурочено к увлажненным районам древнего оледенения (Канада, Скандинавия, Карелия и Кольский п-ов), а также к заболоченным территориям (Зап. Сибирь). Многочисленные бесточные озера расположены в некоторых засушливых областях с плоским рельефом (юг Зап. Сибири, Северный Казахстан).
Крупнейшие озера мира: Каспийское море Байкал Танганьика Верхнее Ньянса
6. Колебания водности озер и их причины.
Колебания уровня воды – это главнейшая характеристика режима озера.
Применительно к озерам их водным режимом считаются закономерные изме-
нения уровня воды, площади, объема вод, а также характеристик течений и
волнения. Водный режим озера вместе с изменениями ледотермических, гидро-
химических, гидробиологических и других характеристик озера формирует со-
вокупность закономерных изменений всех компонентов озера, называемую
гидрологическим режимом.
Колебания уровня воды в озерах во многом определяют и возможности
хозяйственного использования водоемов, так как от высоты стояния уровня за-
висит эффективность работы водного транспорта, надежность водозабора на
орошение, промышленное и коммунальное водоснабжение и т. д.
Колебания уровня воды в озерах по причинам, вызывающим их, могут
быть подразделены на две группы: 1) колебания уровня, связанные с изменени-
ем объема (массы) воды в озере и определяемые в основном изменениями со-
ставляющих водного баланса водоема (такие колебания уровня иногда называ-
ют объемными или водно-балансовыми) и 2) колебания уровня, не связанные с
изменениями объема вод в озере, а определяющиеся перераспределением неиз-
менного объема по пространству озера (такие колебания уровня часто называ-
ют деформационными).
Колебания уровня первой группы связаны, прежде всего, с климатиче-
скими причинами и, в частности, с обусловленными климатом изменениями
приходных составляющих водного баланса (притока речных вод, осадков на
поверхность озера). Поскольку речной сток и увлажнение территории в целом
подвержены климатически обусловленным вековым, многолетним и сезонным
колебаниям, аналогичные колебания имеет и уровень воды в озерах. В послед-
ние 40-50 лет в связи с антропогенными изменениями стока рек в объемных ко-
лебаниях уровня озер заметное влияние приобрел и антропогенный фактор.
Колебания уровня второй группы связаны, прежде всего, с так называе-
мыми сгонно-нагонными денивеляциями уровня, обусловленными ветром. Такие
колебания имеют кратковременный характер.
Вековые и многолетние колебания уровня озер. Вековые и многолетние
колебания уровня озер – наиболее яркое проявление гидрологического режима
водоемов; они же оказывают и наиболее сильное (нередко неблагоприятное)
воздействие на хозяйственное использование озер и сопредельных территорий.
Основная причина таких колебаний – климатическая, поэтому изучение веко-
вых и многолетних колебаний уровня озер может служить и косвенным доказа-
тельством существования климатических изменений увлажненности территорий.
Вековые и многолетние колебания уровня наиболее заметны у бессточ-
ных озер, находящихся в аридных районах (Каспийское и Аральское моря, оз.
Балхаш и др.). Объясняется это тем, что при изменении степени увлажненности
больших территорий приток речных вод к озеру и потери с его поверхности на
испарение изменяются почти в противофазе: в засушливые периоды в озеро по-
ступает мало стока, а потери на испарение наибольшие, во влажные периоды
поступление стока и осадков на поверхность озер увеличивается, а потери на
испарение несколько уменьшаются.
Сезонные колебания уровня озер. Эти колебания уровня также в основном
связаны с изменениями составляющих водного баланса озер. Повышение уров-
ня озер происходит в периоды повышенного притока вод в озера, определяемые
типом внутригодового режима речного стока. Величина таких колебаний уров-
ня озер зависит от площади поверхности озера и удельного водосбора φ: с
уменьшением площади озера и возрастанием φ она увеличивается.
Кратковременные колебания уровня озер. Колебания уровня этого вида
могут быть обусловлены сгонно-нагонными явлениями, сейшами, колебаниями
атмосферного давления.
Воздействие ветра вызывает повышение уровня воды у наветренного (на-
гон) и понижение уровня воды у подветренного (сгон) берега.
7. Стратификация озер. Эпилимнион, металимнион, гиполимнион.
Стратификация - это образование слоев воды с разной плотностью и температурой, происходящее вследствие того, что вода имеет наибольшую плотность (соответственно и больший вес) при температуре +4°С. Этим объясняется непромерзание озер до дна и весенне-осеннее перемешивание воды.
В глубоких озерах средней полосы в летнее время устанавливается температурная стратификация (буквально — «слоистость»). Вода самого верхнего слоя — эпилимниона — хорошо прогревается солнцем и перемешивается ветром. Ниже, с определенной глубины (3–5 м), температура вдруг начинает резко падать. Это зона температурного скачка, или металимнион. Нижняя граница металимниона размыта, поскольку он плавно переходит в гиполимнион — обширную глубинную зону, температура воды в которой около 4–5°C, то есть та, при которой достигается максимальная плотность. С наступлением осенних холодов температура эпилимниона сильно снижается, а ветровое перемешивание затрагивает всё больший объем водной толщи. В конце концов возникает состояние гомотермии — одинаковой температуры от дна до поверхности. При этом вся водная масса легко перемешивается ветром. Зимой, когда поверхность сковывает лед, а перемешивание отсутствует, в озере устанавливается обратная температурная стратификация: непосредственно подо льдом самая холодная вода, 1–2°C, а ниже — теплее 4–5°C. Весной, после того как сходит лед, водная толща снова перемешивается, и в ней на некоторое время возникает состояние гомотермии. В дальнейшем, по мере прогревания верхних слоев, в озере постепенно формируется летняя стратификация. Годовой цикл замыкается (рис. 1).
Все протекающие в озере биологические и химические процессы теснейшим образом зависят как от температуры, так и от определяемой ею гидрологической структуры водной толщи (например, от того, есть перемешивание или нет). Основная масса фитопланктона (микроскопических водорослей и цианобактерий) сосредоточена в эпилимнионе. Именно здесь и образуется большая часть первичной продукции (органического вещества, произведенного в ходе фотосинтеза), за счет которой существуют все остальные обитатели озера — от бактерий до рыб. Везде, хотя и в разных местах с разной интенсивностью, происходит разложение органического вещества — процесс деструкции, в котором участвуют все организмы, но особенно велика роль бактерий.
Химический состав вод озер. Классификация озер по химическому составу.
Воды озер, как и другие природные воды, характеризуются различным химическим составом и разной степенью минерализации.
По составу солей (по преобладающему аниону) воды озер подразделяют на три класса: гидрокарбонатные и карбонатные, сульфатные, хлоридные. В каждом классе по преобладающему катиону выделяют три группы: кальциевая, магниевая и натриевая. В распределении озер по химическому составу прослеживается географическая зональность, обусловленная условиями увлажнения.
По степени минерализации озера подразделяются на пресные (S менее 1 ‰), солоноватые (1-24,7‰), соленые (24,7-47‰) и минеральные (более 47‰) (например, Байкал – 0,1‰, Каспийское – 12-13‰, Большое Соленое – 137-300‰, Мертвое море 260-270‰, в отдельные годы до 310‰). Степень минерализации озер может быть различной в разных частях: пониженной соленостью отличаются те части озера, в которые впадают реки. Так, в бессточном озере Балхаш, расположенном в аридной зоне, в западной части, куда впадает река Или, вода пресная, а в восточной части, которая соединяется с западной лишь узким (4 км) неглубоким проливом, вода солоноватая. При перенасыщении озер из рассола – рапы соли начинают выпадать в осадок, происходит их кристаллизация. Такие минеральные озера называют самосадочными, часто они представляют собой емкости, уже почти заполненные кристаллической солью (например, Эльтон, Баскунчак). Минеральные озера, в которых откладываются пластичные тонкодисперсные илы, известны как грязевые (например, лечебные водоемы близ Евпатории и др.).
Байкал
Cl' (хлор) |
0.7 |
SO"4 (сульфаты) |
5.0 |
NO'3 (нитраты) |
0.3-0.5 |
PO'''4 (фосфаты) |
0.02-0.06 |
CO"3 (карбонаты) |
0.6-0.06 |
HCO'3 (гидрокарбонаты) |
63.6 |
SiO2 (силикаты и кремневая кислота) |
1.6-5.5 |
Al (алюминий) |
Следы |
Mg" (магний) |
4.1 |
Ca" (кальций) |
15.2 |
Fe (железо) |
0.0 |
Na' (натрий) |
3.9 |
K' (калий) |
2.3 |
O2 (кислород) |
14.4-9.6 |
N2 (азот) |
22.4-16.8 |
CO2 (свободная углекислота) |
0.44-5.28 |
Жесткость (в немецких градусах) |
3.1 |
Лимнологическая классификация озер.
10.
Ихтиологические типы озер.
11.
Озерный фонд РФ.
Озера распространены на поверхности суши повсеместно.
Наибольшая озерность (отношение площади озер к общей
площади суши) характерна для увлажненных районов древнего
оледенения (север Европы, Канада, север США). Много озер в
районах многолетней мерзлоты, в некоторых засушливых
районах внутреннего стока (юг Западной Сибири, Северный
Казахстан), на поймах и в дельтах рек.
В России озер больше всего на Кольском полуострове (6.3 %
территории), в Карелии и на Северо-Западе Европейской части
(5.4%), в Западно-Сибирской низменности (4.3%). Озерность
всей России около 2.1%.
Самое большое по площади на Земле озеро – это солоноватое
Каспийское море. Из пресных озер самое большое – Верхнее.
Наибольший объем воды сосредоточен в Каспийском море, а
среди пресных озер – в Байкале. Байкал также наиболее глубокое
озеро в мире.
По данным РосНИИВХа, в России более 2 млн. озер с суммар-
ной площадью более 3.5 тыс. км2. Из них 90% – это мелководные
водоемы площадью от 0.01 до 1 км2 и глубинами менее 1.5 м.
В пресных озерах России сосредоточено 26 500 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.
На территории бывшего СССР имеется более 2851 тыс. озер. На европейской части России озера расположены в основном на севере и северо-западе: в Карелии, Республики Коми, Мурманской, Ленинградской, Псковской, Новгородской областях. В азиатской части России озера сконцентрированы в основном в Уральском, Западно-Сибирском, Восточно-Сибирском и Дальневосточном экономических районах. Все озера можно распределить на 5 групп в зависимости от их площади (табл.1). Из данных, приведенных в табл. 1, видно, какое большое количество озер относится к категории так называемых малых озер, площадь которых не превышает 10 тыс. га.
Ихтиофауна озер России весьма богата по видовому составу рыб. В наших озерах обитает только промысловых рыб более 100 видов. В разных регионах и районах страны ихтиофауна озер неодинаковая по видовому составу рыб, их численности и основным объектам промысла. Существующее разнообразие в ихтиофауне озер зависит от биофизического и биогидрохимического состояния этих водоемов, а также от хозяйственной деятельности человека. Основные промысловые рыбы наших озер являются представителями семейств: лососевых, осетровых, корюшковых, карповых, окуневых, щуковых и некоторых других.
