Тема 2.3. Льодовотермічний і гідрохімічний режим озер

1. Термічний та льодовий режим озер

Процес зміни температури води в озері пов'язаний із зміною інтенсивності сонячної радіації та складових теплового балансу. Крім того, на температуру поверхні води і її розподіл по вертикалі та акваторії озера великий вплив мають глибина, площа дзеркала та наявність островів.

Зміна температури води по вертикалі відбувається під впливом конвекційного перемішування, тобто вертикальної циркуляції внаслідок різниці в густині води на різних глибинах.

Напрямок конвективного перемішування залежить від того, вище чи нижче 4°С температура води (при цій температурі вода має найбільшу густину).

При температурі води від 0 до 4°С в холодний період року біля поверхні температура води нижча, а з глибиною вона збільшується. В цьому випадку має місце обернена термічна стратифікація.

Пряма стратифікація спостерігається в теплий період року, коли з глибиною температура води знижується.

Восени при охолодженні пряма термічна стратифікація переходить в обернену, а навесні має місце зворотний процес.

У перехідні періоди температура води по всій глибині озера близька до 4°С, в цей час спостерігається гомотермія.

Процес замерзання починається при охолодженні води до 0°С. В більшості випадків вода переохолоджується лише на поверхні, де і проходить процес льодоутворення. Спочатку лід утворюється біля берегів, на обмілинах, а потім - на решті акваторії озера. Присильному вітрі має місце перемішування водних мас на певну глибину, що сприяє утворенню внутрішньоводного льоду. В цьому випадку встановлення льодоставу дещо затримується і великі озера можуть замерзати довго (до 30-45 діб).

Товщина льоду спочатку наростає інтенсивно, а потім сповільнюється в зв'язку з уповільненням відведення тепла через його товщу. При настанні стійких позитивних температур повітря, лід починає танути і руйнуватись. На більшості озер він тане на місці, у проточних озерах лід може частково виноситись річкою.

2. Хімічний склад озера (Гідрохімічний режим).

Хімічний склад визначається складом води приток і підземних вод, що знижують озеро, тісно пов'язаний з біопроцесами, с комплексом фізико-географічних умов. Особливе значення має наявність або відсутність стоку з озера. У безстічних озерах за рахунок випаровування накопичуються солі і вони часто перетворюються на солені. У проточних озерах солі виносяться (немає високих концентрацій). Для хімічного складу води і всього гідрохімічного режиму озера мають значення його розміри, глибина об'єм і площа. Дрібні озера більш мінералізовані, ніж глибокі з тією ж площею. Якщо солоність води менше1г/л, то вода прісна, від 1 до 27 г/л солонувата, більш ніж 27 г/л солона. Мінералізація озерних вод коливається від декількох тисячних до 250 г на кг розчину.

Мінералізація води:

1. Проточні озера менше 200 мг/л.

2. Гірські озера дуже слабо мінералізовані.

3. Безстічні озера в заселених районах 5-280 г/л.

Серед розчинених у воді речовин розрізняють: мінеральні, органічні і розчинні гази. Мінер. речовини діляться на:

найголовніші іони: HCO₃ CO₃ , SO₄ , Cl , Ca²⁺ , Mg²⁺ , Na⁺ , K⁺ , Si₃ , Fe³⁺ .

біогенні іони: NO₂ , NO₃ , NH₄ , H₂ PO₄ , HPO₄ .

Елементи розсіювання з концентрацією до 1 мг/л (мікроелементи).

В міру зростання концентрації розчину з його складу випадають малорозчинні солі 3 CaCo₃ , CaSO₄ , а кращу розчинність допускають високі концентрації цих речовин в порівнянні з солями магнію – сульфату і гідрокарбонату.

Найголовнішими з розчинних газів є кисень, азот, вуглекислий газ, сірководень. Велике значення у формуванні гідрохімічного режиму озер і розвитку біологічних процесів має розчинні у воді гази: кисень, азот, вуглекислий газ. У наслідок різної розчинності кисню й азоту у воді склад розчинних газів у воді відрізняється від складу таких у повітрі. Так у воді міститься 63% азоту і 36% кисню, а в атмосфері – 78% азоту і 21% кисню. Кисень надходить в озерну воду з атмосфери, а також виділяється при біологічних процесах в озерній воді. Він витрачається живими організмами і при окислювально-відновних процесах (гниття). Це підвищення змісту кисню має величезне

значення для розвитку життя в озерах. Вуглекислий газ з'являється в озерній воді в результаті біологічних процесів, що протікають у воді і грунті. Виділяється при розкладанні різних органічних речовин і швидко поглинається водними рослинами, виділяється з води в атмосферу через його невеликий парціальний тиск. Джерелом сірководню у воді є процеси гниття органічних речовин.