Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Богословский, Б. Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища

.pdf
Скачиваний:
58
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
10.56 Mб
Скачать

Рами (Братском, Иркутском, Красноярском) оно ограничивает­ ся прибрежной .полосой.

Подпор грунтовых вод распространяется на различные рас­ стояния в зависимости от напора воды в водохранилище и от гео­ логического строения берегов. В Камском водохранилище он распространяется в аллювиальных отложениях на 4—6, в трещи­ новатых песчаниках — на 0,8—1,5, в карстующихся породах —на 2—3, в Каховском — за 6 лет в суглинках на 0,5—0,6, в трещино­ ватых известняках — на 18—20 км.

С подпором грунтовых вод связано подтопление земель и соответствующие изменения почв и растительности. На затоплен­ ных землях прежний растительный покров отмирает и заменяет­ ся высшей водной или влаголюбивой растительностью. Затопле­ ние долин приводит к гибели или миграции населявших ее жи­ вотных, из которых лишь часть адаптируется к новым условиям на берегах водоема. На водохранилищах расселяются новые ви­ ды водных животных (ондатра, выдра и др.) и птиц.

11. Водные массы

Характерной особенностью большинства озер и водохрани­ лищ, особенно крупных, является неоднородность их вод как по вертикали, так и по горизонтали, обусловленная замедленным водообменом и проявляющаяся в различных элементах режима (термине, химизме, электропроводности, оптических свойствах, распределении водных организмов и др.).

С этой неоднородностью связано наличие в озеровадн'Мх во­ доемах в о д н ы х м а с с — значительных объемов воды, отли­ чающихся однородными и устойчивыми, по крайней мере, в те­ чение одного гидрологического сезона физико-химическими и би­ ологическими свойствами. В океанах и водоемах суши е замед­ ленным водообменом (озерах и водохранилищах) свойства вод­ ных масс устойчивы, а существование их продолжительно— от сезона до нескольких десятков лет. Есть водные массы и в про­ точных водоемах и реках, но там их свойства резче и быстрее изменяются, а существуют они короткое время (обычно не более сезона). Водные массы океанов достаточно хорошо изучены и данные о них широко используются в практике, особенно для це­ лей рыбного промысла.

Начало исследованиям водных масс континентальных водо­ емов положено одним из крупнейших отечественных лимнологов Г. Ю. Верещагиным в 1936 г. на Байкале. Дальнейшее развитие эти исследования получили в последние десятилетия в нашей стране. Сначала они проводились на водохранилищах (Буторин, 1969), затем и на озерах. Исследования водных масс ведутся и на Великих озерах в США.

Водные массы могут формироваться как в самих водоемах, гак и на их водосборах. По происхождению в континентальных

200

водоемах выделяются три вида водных масс: первичные, транс­ формированные и озерные.

П е р'в и ч н ы е водные массы формируются на водосборах и поступают в водоемы в процессе стока. Свойства их зависят от географических условий бассейнов и меняются по фазам гидро­ логического режима (половодья, паводки, межень). В водоемах они в большинстве случаев быстро трансформируются.

О з е р н ы е водные массы формируются в самих водоемах. В их образовании в пресных озерах основную роль..играет интен­ сивность водообмена и горизонтальная термическая неоднород­ ность, ,в том числе термический бар, благодаря которым воды, поступающие с водосбора, распространяются в-прибрежных уча­ стках и мало проникают в центральную часть водоема. Озерные массы занимают центральные глубоководные области крупных озер и водохранилищ. По свойствам и продолжительности суще­ ствования это наиболее устойчивые водные массы. Существуют они от сезона в водохранилищах и проточных озерах до десят­ ков лет в малопроточных и бессточных водоемах.

Т р а н с ф о р м и р о в а н н ы е водные массы образуются из первичных или озерных под воздействием движения вод в водое­ мах, химических, физических и биологических процессов. Суще­ ствуют они обычно не долее сезона. Часто водные массы по их ‘Местоположению в водоемах подразделяются на центральную и прибрежные. Центральная является озерной, прибрежные — трансформированными и первичными.

Поверхность раздела между водными массами называется

г и д р о л о г и ч е с к и м ф р о н т о м .

Это область наиболее рез­

ких изменений показателей водных

масс (наибольших горизон­

тальных градиентов их характеристик — температуры,

оптичес­

ких, гидрохимических показателей,

электропроводности

и др.).

В крупных озерах с замедленным водообменом (/Св <0,1) формирование, свойства и размещение водных масс связаны в первую очередь с процессами, происходящими в самих водоемах. Примерами таких озер могут служить Ладожское и Онежское. Центральные (озерные) водные массы занимают большую часть их объема (в Онежском озере около 70%). Они отличаются ста­ бильностью физико-химических свойств, практически мало изме­ няющихся не только по сезонам, но и в течение ряда лет, хотя размеры и положение самих масс различны в разные по воднос­ ти сезоны и годы. Трансформированные водные массы прибре­ жий и заливов распространяются до районов со сравнительно небольшими глубинами (в Онежском и Ладожском озерах в среднем 30—40 м). Они находятся иод воздействием вод, посту­ пающих с водосборов, и свойства их меняются по сезонам и го­ дам с различной водностью. Многолетняя амплитуда колебаний их показателей в 2—5 раз больше, чем у озерных масс.

По данным экспедиционных исследований, проведенных Ла­ бораторией озероведения Ленинградского госуниверситета в

14 Зак. 1264

201

1963—1966 гг., амплитуда колебаний минерализации (£и ) воды поверхностного слоя центральной части Ладожского озера в безледный период не превышала 6,6, а НС03—3,7 мг/л. В восточной, прилегающей к устью Свири части озера колебания минерализа­ ции достигали за тот же период 35,6, а НС03—19,0мг/л.

а

Ст.29

Cm.2О

Ст.27

cm.28 Ст29

в

cm . 19

Cm. 3

Cm .S

Рис. 48. Распределение показателей водных масс в озерах:

а — оз. Онежское (поперечный профиль в центральной части озера

24—30/VI

1966 г.):

1— температура, °С;

2—содержание

НСО^,

мг/л;

3—цветность, град;

4— прозрачность,

доли

от

единицы;

б,

в — оз.

Ильмень

(продольный профиль 9—10/IX

1964 г.

(б)

и 20—21 VIII 1966 г.

{в): У—минерализация, мг/л; 2— содержание

хлора,

мг/л;

3— цвет­

 

 

ность, град

 

 

 

 

 

Распределение некоторых показателей водных масс в Онеж­ ском шере (на (поперечном разрезе центральной части, то дан­ ным Института озероведения АН СССР) при термобаре показано на рис. 49, а . Зресь хорошо видны различия физико-химических показателей озерной водной массы, расположенной в теплоинерт­ ной глубоководной зоне (ТИО), и трансформированных водных

:02

масс прибрежной теппоактивней зоны (ТАО). Озерная водная масса отличается повышенной минерализацией и содержанием НС03 (21 мг/л), значительной прозрачностью (0,60) при низкой температуре (<4°С) и цветности (25°)'. Для прибрежных вод­ ных масс характерен относительно сильный прогрев (до 6—8°С), пониженная прозрачность (0,40—0,50) и высокая цветность

(35—45°С).

формирование и режим вод­

В протонных озерах (AB> 1 )

ных масс определяется притоком

с бассейна и стоком. В них

доминируют трансформированные водные массы притоков. Озерные массы существуют, как правило, только в меженные периоды. Свойства, размеры и местоположение водных масс меняются по фазам гидрологического режима. Колебания физи­ ко-химических показателей значительны вплоть до изменения гидрохимического класса вод по сезонам и годам с различной водностью.

Примером таких озер .может служить Ильмень, водообмен которого совершается в среднем за 3—4 месяца (/бв=3,8). В формировании водных масс основную (роль играют крупные притоки Давать, Шелонь, несущие воды оо значительным содер­ жанием хлора, и Мета, отличающаяся водами ги'дрокарбонатнюго класса. Свойства водных мисс Ильменя существенно меняют­ ся в годы ранной водности. Так, в маловодный 1964 г. хлоридные меженные воды Ловати и Шелони преобладали не только в при­ устьевых районах, но и ;в центральной части водоема, в то время как многоводный 1966 г. отличался более однородным распрост­ ранением по .всему озеру, за исключением приустьевых участков, менее минерализованных шдракарбонатных вод. Распределение минерализации и содержания хлора в водах ое. Ильмень при поч­ ти полной гом'отермии в конце лета 1964 и 1966 .гг. представлено на рис. 48, б, в. Как видно, в 1964 г. значительно распространи­ лись от устья Ловати к центру озера воды высокой минерализа­ ции (£„> 200 мг/л) с содержанием хлора до 50—60 мг/л. В 1966 г. эти воды прослеживались только у устья Ловати, цент­ ральную часть озера заполнили слабоминерализованные воды

(£„ 130 мг/л, С1 22 мг/л).

В водохранилищах распределение и состав водных масс сильнее, чем в крупных озерах, колеблется по сезонам в связи с большим водообменом. В крупных относительно малопроточных водохранилищах «озерная» водная масса центральной части пре­ обладает ,по объему в течение всего года. Так, в Рыбинском во­ дохранилище, водообмен которого происходит в с,реднем ;за 7 ме­ сяцев (Буторин, 1969), она занимает в разные сезоны от 50 до 90% объема. Меньше всего (околю 50%) она весной, когда вытес­

няется речными

водами половодья, и зимой,

так как сработка

1 Прозрачность

выражена

в долях от единицы (прозрачности оптически

чистой воды), цветность— ®

делениях (градусах)

платиново-кобальтовой

шкалы.

 

 

 

14*

 

203

 

идет главным образом ив нее. Летом и осенью при малом речном притоке и водообмене на ее долю приводится 70—90% объема ^водохранилища.

В (водохранилищах с более интенсивным 'водообменом соот­ ношение первичных (речных) и «озерных» водных масс меняет­ ся по сезонам и годам различной водности. В таких водохрани­ лищах смена водных масс происходит путем вытеснения находя­ щихся в водоеме вод вновь поступающими с верховий водами к плотине с последующим сбросом в нижний бьеф. Так, в Горь­ ковском водохранилище (водообмен около двух месяцев) весной «озерная» водная масса вытесняется к плотине поступающими в водоем волжскими водами; летом, в зависимости от водности года и попусков из расположенного выше Рыбинского водохра­ нилища, могут преобладать речные или «оперные» водные массы; при значительных паводках возрастает роль боковых притоков в формировании водных масс.

Обнаруживается зависимость между характером водных масс и видовым составом и биомассой планктона. Трансформи­ рованные водные массы прибрежий и фронтальные зоны отли­ чаются разнообразием и обилием как фито'-, так и зоопланктона, озерные массы центральных областей водоемов—однородно­ стью и малой биомассой.

Изучение свойств и размещения водных масс озер и водо­ хранилищ имеет практическое значение, так как знание их необ­

ходимо для оценки районов обитания и «агула

(кормежки)

рыб,

а также для успешной борьбы с загрязнением

водоемов

(для

установления возможных ареалов распространения, путей и ско­ рости движения стачных вод). Загрязненные воды могут переме­ щаться с трансформированными водными массами, а проникно­ вение их в озерные массы грозит устойчивым загрязнением пре­ обладающей по объему части водоемов.

ЛИТЕРАТУРА

Квведению

Ал е к и н О. А. Основы гидрохимии. Л., 1970.

Генеральные доклады IV Всесоюзного гидрологического съезда. Л., 1973.

Д а в ы д о в Л. К.,

Д м и т р и е в а А. А., К о « к и н а Н.

Г. Общая гид­

рология. Л., 1973.

 

 

З а й к о в Б. Д. Очерки гидрологических исследований в России. Л., 1973.

К а л е с н и к С. В.

Основы общего землеведения. М, 1955.

 

К а л и н и н Г. П. Проблемы глобальной гидрологии. Л., 1968.

К е л л е р Р. Воды и водный баланс суши. М., 1965.

 

Л ь в о .в и ч М. И. Водные ресурсы будущего. М., 1969.

 

Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., 1974.

 

М у р а в е й с к и й

С. Д. Реки и озера. М., 1960.

гидрологии в

С о к о л о в А. А.,

Ч е б о т а р е в А. И. Очеоки развития

СССР. Л., 1970.

Ф е д о с е е в А. И. Развитие гидрологии суши в России. М., 1960. Ф ю р о н Р. Проблема воды на земнохГшаре. Л., 1966.

Кглаве первой

Ап о л л о в Б . А. Учение о реках. М., 1963.

Б о г о с л о в с к и й

Б. Б. Методические разработки и образцы

заданий

к практическим работам по курсу гидрологии суши. Минск, 1970.

 

Б ы к о в

В. Д., В 'а си л ь е в А. В. Гидрометрия. Л., 1972.

Л., 1970.

В ен д р

о в С. Л.

Проблемы преобразования речных систем.

Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. Л., 1967.

В о с к р е с е н с к и й К.

П. Норма

и

изменчивость годового

стока рек

Советского Союза. Л., 1962.

 

 

 

 

 

 

Д а в ы д ов Л. К. Гидрография СССР, ч. 1, II. Л., 1953—1965.

 

Д а в ы д о в Л. К., Д м и т р и е в а

А.

А., К о н к и н а Н.

Г. Общая гид­

рология. Л., 1973.

Д у б р о в и н а

Р. Г., И с а е в а

А.

И. Реки и

Д о м а н и ц к и й А. П.,

озера СССР. Л., 1971.

 

 

и

гидрологическое

районирование

К у з и н П. С. Классификация рек

СССР. Л., 1960.

 

 

 

 

 

 

Лу ч ш е в а А. А. Практическая гидрология. Л., 1959.

Ль в о в и ч М. И. Реки СССР. М., 1971'.

Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., 1974.

П о п о в И.

В. Деформация речных русел и гидротехническое строитель­

ство. Л., 1965.

А. А. Гидрография СССР. Л.,

1964.

С о к о л о в

С о к о л о в с к и й Д. Л. Речной сток. Л.,

1968.

Ч е б о т а р е в А. М. Общая гидрология. Л., 1960.

Ш а м о в Г. И. Речные наносы. Л.,

1954.

 

Физико-географический атлас мира. М., 1964.

 

К главе

второй

А в а к я н А. Б., Ш а р а п о в В.

А. Водохранилища гидроэлектростан­

ций СССР. М., 1968.

 

 

Б о г о с л о в с к и й Б. Б. Озероведение. М., 1960.

205

Б о г о с л о в с к и й Б. Б. Методические разработки

и образцы заданий

к

практическим работам по курсу гидрологии суши. Минск,

1970.

водных масс в

Б у т о р и н Н. В. Гидрологические процессы и динамика

•водохранилищах волжского каскада. Л., 1969.

 

 

 

 

 

Д а в ы д о в Л. К. Гидрография СССР, ч. I, II. Л., 1953—1955.

 

Д а в ы д о в Л. К-, Д м и т р и е в а А. А.,

К о н к и н а Н.

Г. Общая гид­

рология. Л., 1973.

А. П.,

Д у б р о в и н а Р.

Г., И с а е в а

А. И. Реки

и

Д о м а ни ц к и й

озера СССР. Л., 19711.

Г е р д

С. В. Реки, озера

и

водохранилища СССР, их

Ж а д и н В. И..

флора и фауна. М., 1961.

 

 

 

1955—1960.

 

3 а й к о в Б. Д. Очерки по озероведению, ч. I, II. Л.,

 

Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., 1974.

 

Р о с с о л и м о Л. Л. География внутренних

вод СССР

(реки и озера)

 

М„ 1955.

 

 

 

 

 

 

 

С о к о л о в А. А. Гидрография СССР. Л., 1964. Физико-географический атлас мира. М., 1964.

Ха т ч и н с о н Д. Лимнология. М., 1969.

Як у ш к о О. Ф. География озер Белоруссии. Минск, 1967.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

А

 

 

 

Взморье предустьевое 98

Агрегатное состояние воды

15

 

Влагооборот, см. Круговорот воды

 

Вода тяжелая 16

Агрегаты молекул воды 16, см. также

Водного баланса уравнение 9, 103, 140

Дигидроли, Тригидроли

 

 

------ составляющие 9, 10, 11, ПО, 140,

Асимметрия бассейна 31

 

 

143

 

 

 

 

Водное сечение 37

Б

 

 

 

Водный кадастр 25

 

 

 

 

Водоемы искусственные 135, 186, см.

Баланс водный

12, 111, 140, 142,

189

также Водохранилища

— солевой 160

 

 

 

Водообмен 8, 13

— тепловой озер 148

 

 

— внутренний 164

Бар термический 153, 154

 

 

— водохранилища 192

Бассейн реки 28, 30

 

 

Водораздел поверхностный 30

Батиграфическая кривая 138

 

— подземный 30

Бентос 174, 175

 

 

 

Водосбор реки 30

Бентофаги 178

 

 

 

Водохранилища 185, 188, 189

Берег озера 139

 

 

 

— горные 194, 198

Биомасса 179

 

 

 

— озерные 187

Биотоп 174

 

 

 

— равнинные 194

Биоценоз 174

 

 

 

— речные 187

Блуждание рек 96

 

 

Воды континентальные 22

Болотоведение

5

 

 

— минеральные, см. соляные

Бровка речной

долины 36

 

 

— подземные 19, 23

Бурун 166

 

 

 

— пресные 19, 160

Быдина формула 85, см. также Тол­

— свободные 8

щина льда

 

 

 

— солоноватые 19, 160

 

 

 

 

— соляные 19, 160

В

 

 

 

Волны 165

 

 

 

Вскрытие рек 88

 

 

 

 

Валяшко схема 21

 

 

— озер 158

Вертушка гидрометрическая 47, 88

Высота, средняя бассейна 32

Вещества органические 21,

160,'

162

------ волны 171

207

г

Газы растворенные 20, 160, 161 Гидробионты 174 Гидрогеология 5

Гидрограф 49, 50, 52, 53, 56

Гидрография 5, 6 Гидроли 16 Гидрология 5

общая 5, 6

океана, см. Океанология

суши 5

Гидрометрия 6 Гидросфера 5

Гидрохимические классы 73, 75 Гиполимнион 152

Глубина живого сечения средняя 37

критическая 45

русла наибольшая 37 Гляциология 5

Гомотермия весенняя 152

— осенняя 152 График колебаний уровня воды 42, 43,

192

-------------- типовой 42

Гребень волны 165 Гуппа водных объектов аккумуля­

тивная 14

------------аккумулятивно-транзитная 14

---------- транзитная 14

---------- транзитно-аккумулятивная 14 Гряды ленточные 92 Грязи лечебные, см. Пелоиды

— минеральные 185 Густота речной сети 33

Д

Движение воды в озерах 164

------ в реках ламинарное 44, 45

------- в реках турбулентое 44, 45 Движущая сила течения 44 Дельта 97

выдвинутая 99

выполненная 99 Детрит 183

Дефицит влажности 105; 141 Дигидроли 16, см. также Агрегаты

молекул воды

Длина бассейна 31

береговой линии 135

главной реки 33, 34

озера 135

притока 33

Дно речной долины 36 Долина речная 36

3

Забереги 84

Заболоченность бассейна 35 Зажоры 84

Заиление водохранилищ 198 Закон Эри 66 Закраины 88

Залесенность бассейна 35 Зарастание озера 177 Заторы 84

Зоны мутности 69, 70

-------высокой 69

------- малой 69

------ повышенной 69

------ средней 69

И

Извилистость реки 33

долины гидрографическая 91

долины орографическая 9! Изотахи 46

Изрезанность береговой линНи, см.

Развитие береговой линии

Ил глинистый, см. Сапропель

гуминовый, см. торфянистый

озерный 183

торфянистый 183 Интенсивность водообмена 13 Интерференция волн 166

Ионы главные (основные) 20, 73, 160

Испарение 9, 11, 105, 141

с водной поверхности 106, 141

с суши 107, 110

Исток реки 29 Ихтиофаги 178

К

Классификация рек 54

------ Воейкове 56

208

------ Зайкопа 57

------Кузина 61, 63

------Львовича 59, 60, 62

------термическая 80 Классификация озер термическая 153

— .речных вод гидрохимическая 73 Колебания стока 127

------ внутривековые 128 Колебания уровня воды 40, 42, 44, 99,

145, 147

Консументы 178 Корыто 91

Котловины озерные вторичные 135

------вулканические 134 —— гидрогенные 134

------карстовые 134

------ ледниковые 134

------просадочные 134

------суффозиозные 134

------ тектонические 133

------термокарстовые 134 Коэффициент ветровой 169

влагооборота 12

перемешивания 174

стока 101, 124

устойчивости русла 96

формы котловины 138

шереховатости 45 Кривая расходов воды 48

Кривые обеспеченности уровней 43, 44

повторяемости уровней 43, 44

продолжительности уровней, см.

обеспеченности уровней

частоты уровней, см. повторяемо­

сти уровней

Круговорот воды 8, 11, 12

------большой 9

------внутриматериковый 12

------малый 9

------мировой, см. большой

------океанический, см. малый Крупность гидравлическая 65 Крутизна волны 165

Л

Лед внутриводный 83, 100, 156

— водно-снеговой 157

водный 157

донный 83

снеговой 157

Ледоход 84

весенний 88 Лимнология 5 Линия береговая 139

графика 42 Литораль 139

М

Макрокомпоненты, см. Ионы главные Макрофиты 176 Макроформы речных русел 91 Массы водные 200, 202

------озерные 201

------первичные 201

------трансформированные 201, 204 Меандрирование незавершенное 95

ограниченное 94

свободное 94 Меандры 91 Межень зимняя 40

летняя 40

Мезоформы речных русел 91 Металимнион 152 Метод гидрологических исследований

аналогов 6

--------- генетический 7

--------- статистический 7

--------- стационарный 6

--------- экспедиционный 7

--------- экспериментальный 7 Методы исследования 'испарения 106

— расчленения гидрографов 53, 54 Микрокомпоненты 160 Микроформы речных русел 91 Микроэлементы 20

Минерализация воды 14, 19, 68, 73, 141, 159, 196, 197

------ средняя 77

Модуль стока 101

------взвешенных наносов 68, 69, 79

------воды 77, 79

Морфометрические показатели 31

------ озер 135

------речной долины 37 Мощность кадастровая 64

209

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ