- •Е. А. Михайлов, н. А. Мухин,
- •150023. Ярославль, Московский пр., 88.
- •150000. Ярославль, ул. Советская, 14а.
- •Введение
- •1. Химические и физические свойства природных вод
- •1.1 Основные физические свойства воды, снега и льда
- •1.1.1 Плотность и удельный объем
- •1.1.2 Удельная теплота парообразования воды и плавления снега и льда
- •1.1.3 Теплоемкость и теплопроводность
- •1.1.4 Молекулярная вязкость. Поверхностное натяжение
- •1.2. Химические свойства воды
- •1.3. Характеристика природных вод
- •1.4 Классификации состава природных вод
- •2. Гидрология рек
- •2.1 Гидрографическая сеть. Речные системы. Главные реки и их притоки.
- •2.2 Исток и устье реки. Основные виды устьев. Устьевые области
- •2.3 Скорости течения воды и распределение их по живому сечению
- •2.4 Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези
- •2.5 Поперечные циркуляции
- •2.6 Вихревые движения
- •2.7 Основные закономерности структуры гидрографической сети. Густота речной сети.
- •2.8 Склоновая эрозия
- •2.9 Речной бассейн. Поверхностный и подземный водосборы. Водоразделы. Деление и смешение вод.
- •2.10 Морфометрические характеристики речного бассейна
- •2.11 Речные долины. Элементы долины и поймы.
- •2.12 Характерные речные образования
- •3. Гидрология озер
- •3.1 Происхождение, типы и морфология озерных котловин
- •3.2 Формирование озерного ложа под влиянием волнения и отложения наносов
- •3.3 Зарастание озер
- •3.4 Географическое положение озера. Морфометрические характеристики
- •3.5 Уровневый режим озер
- •3.6 Динамические явления в озерах
- •3.7 Сейши
- •3.8 Изменение температуры воды в озерах в течение года
- •3.9 Ледовые явления
- •3.10 Формирование химического режима
- •3.11 Биологические процессы
- •3.12 Озерные отложения
- •4. Гидрология водохранилищ
- •4.1 Основные особенности гидрологического режима водохранилищ
- •4.2 Режим уровней
- •4.3 Условия водообмена
- •4.4 Формирование берегов
- •4.5 Ледовый режим
- •5. Гидрология ледников.
- •5.1 Фирн. Ледниковый лед, его свойства.
- •5.2 Движение ледников
- •5.3 Таяние ледников
- •5.4 Особенности режима рек с ледниковым питанием
- •6. Гидрология болот
- •6.1 Образование болот и их типы
- •6.2 Болотная гидрографическая сеть
- •6.3 Гидрологический режим болот
- •6.4 Движение воды в торфяном грунте и на болотных массивах
- •6.5 Колебания уровня грунтовых вод на болотных массивах
- •6.6 Сток с болот
- •6.7 Испарение с болотных массивов
- •7. Гидрология подземных вод
- •7.1 Теории и гипотезы происхождения подземных вод
- •7.2 Классификация подземных вод по условиям их происхождения
- •7.3 Виды воды в порах горных пород и почв
- •7.4 Виды воды в порах
- •7.5 Условия залегания подземных вод в земной коре
- •7.6 Вода в почве
- •7.7 Грунтовые и межпластовые безнапорные воды
- •7.8 Напорные воды
- •7.9 Движение подземных вод
- •7.10 Подземные источники
- •7.11 Режим грунтовых вод. Зависимость колебаний уровня от климата
- •7.12 Взаимосвязь речных и подземных вод
- •7.13 Минеральные воды
- •8. Гидрология океанов и морей
- •8.1 Формы морского шельфа
- •8.2 Формы движение морских вод
- •9. Практические задания к главе 1
- •10. Практические задания к главе 2
- •11. Практические задания к главе 3
- •12. Практические задания к главе 4
- •13. Практические задания к главе 5
- •14. Практические задания к главе 6
- •15. Практические задания к главе 7
- •16. Практические задания к главе 8
- •Заключение
- •Список использованных источников
2.12 Характерные речные образования
На реках, русла которых сложены подвижными скоплениями наносов, формируются характерные формы рельефа дна и плановых очертаний (Рис. 19).
Рис. 19. Формы русловых образований.
К характерным плановым очертаниям относятся:
залив - глубоко вдающаяся в берег часть реки;
затон - часть реки, отделившаяся в процессе плановых деформаций русла от проточной ее части и имеющая слепой конец, обращенный вверх по течению;
протока - ответвление реки, нередко отходящее далеко от основного русла и отличающееся от него меньшими размерами. Некоторые протоки могут иметь большие ширины и глубины по сравнению с руслом, но скорости течения при низких уровнях в них всегда значительно меньше;
староречье - участок старого русла реки (рис. в презентации)
остров - участок суши, ограниченный рукавами или протоками реки (рис. в презентации);
осередок - скопление наносов в русле реки (обычно в средней части) при малой транспортирующей способности потока и большом поступлении наносов (рис. в презентации);
останец обтекания - участок поймы (дна долины) между действующим руслом и покинутым рекой старым руслом (староречьем);
рукав - часть русла реки, отделенная островом;
отмель - мелководное место в русле, при очень низкой воде обсыхающее; отмель, покрытая водой при более высокой воде, называется мелью;
коса - длинная, низкая, узкая клинообразная намывная полоса, состоящая из речных отложений (рис. в презентации);
закосок - небольшая подводная песчаная коса, примыкающая к большой косе или берегу;
приплесок - узкая полоса (песчаная, галечная) по береговому склону, заливаемая даже при небольших подъемах уровня воды;
плес - глубоководный участок русла реки, расположенный между перекатами.
пляж - широкая ровная береговая полоса, примыкающая к руслу, сложенная речными наносами (чаще песчаными) (рис. в презентации);
побочень - песчаное скопление в виде примыкающей к берегу части перекошенной в плане ленточной гряды;
гряды - подвижные образования, представляющие собой скопления песчаных наносов на дне русла реки (рис. в презентации);
заструги - скопления наносов в русле реки в форме крупных гряд, примыкающих к песчаному берегу. Гребни ориентированы почти параллельно друг другу и направлены под некоторым углом вниз по течению. Разрастаясь, могут образовывать песчаные косы;
заманиха - песчаная подводная заструга больших размеров, выступающая далеко в русло реки от ухвостья надводной косы;
шалыга - небольшой песчаный подводный бугор из наносов, возникший случайно, образуется при появлении местного уменьшения скоростей за препятствием.
При удалении препятствия шалыга обычно размывается;
3. Гидрология озер
3.1 Происхождение, типы и морфология озерных котловин
Озерами называются котловины или впадины земной поверхности, заполненные водой и не имеющие прямого соединения с морем.
Размеры озер колеблются в весьма широком диапазоне. Согласно приведенному определению, к озерам могут быть отнесены и такие крупные водоемы, как Каспийское и Аральское моря, а также сравнительно небольшие временные скопления воды в понижениях местности, образующиеся, например, в период весеннего снеготаяния.
Иногда, в отличие от текущих вод (рек), озера определяют как водоемы с замедленным стоком или с замедленным водообменом.
При наличии котловины образование озера произойдет в том случае, когда приток воды в это углубление будет превышать потери на фильтрацию и испарение.
Водохранилище - искусственно созданное озеро.
Пруд - водохранилище небольшого размера.
Пруд - естественные озера, на площади которых распространена водная растительность.
Типы озер по характеру котловин.
Несмотря на большое разнообразие встречающихся в природе озер, среди них могут быть выделены определенные типы, имеющие сходство по ряду признаков.
Прежде всего, можно выделить определенные типы озер в зависимости от условий образования озерного ложа.
По характеру котловин, послуживших основой для образования озера, можно выделить:
1. Плотинные озера - образуются в том случае, когда долина перекрывается в каком-либо месте обвалом, ледником, наносами т. п.; в эту группу входят и искусственные озера — водохранилища.
Среди плотинных озер можно выделить
- речные - могут возникать как временные образования в результате резкого снижения стока отдельных рек в сухое время года; в этом случае реки нередко обращаются в цепочку озер, лежащих в долине и отделенных друг от друга сухими участками русла.
- пойменные - непосредственно связаны с процессом образования стариц, возникающих вследствие преграждения отдельных рукавов реки грядой наносов и образования рекой нового русла.
- долинные - возникают в горах от завалов. Озера завального происхождения образуются вследствие закупорки узкой долины продуктами разрушения их склонов.
- прибрежные озера бывают двух типов: лагуны и лиманы.
Лагуны возникают в том случае, когда мелководные заливы, или бухты, отделяются от моря наносными песчано-глинистыми валами, или косами.
Лиманы представляют собой затопленную морем устьевую часть долины.
2. Моренные озера обязаны своим происхождением деятельности ледников, особенно мощных ледниковых покровов четвертичного периода, которые погребали под собой огромные пространства. После отступления (таяния) и исчезновения такого ледникового щита на его месте остался обломочный материал, который переносил с собой ледник: глина, песок, щебень, крупные глыбы горных пород и т. д.
Большое скопление этого материала (морены) в одних местах и незначительное в других создает рельеф, отличающийся холмистостью, непрерывным и частым чередованием возвышенностей и понижений, причем понижения обычно бывают замкнутыми. Заполненные водой, они образуют моренные озера круглой или неправильной формы, со многими ответвлениями и заливами. В условиях моренного ландшафта немало озер, относящихся и к типу плотинных.
3. Каровые озера занимают впадины, выработанные в ледниковое время совместной работой льда, фирна и морозного выветривания.
4. Карстовые озера представляют собой результат химической (растворяющей) деятельности подземных и поверхностных вод. Вынос растворенных веществ, а также тонких глинистых частиц (суффозия) может привести к образованию подземных пустот и оседанию кровли над этими пустотами, что обусловит появление воронок на поверхности земли; если эти воронки будут заполнены водой, на их месте возникнут карстовые озера.
Своеобразной разновидностью карстового типа озер являются термокарстовые озера, возникающие в результате заполнения водой углублений на поверхности земли, образующихся в областях развития вечной мерзлоты вследствие таяния подземных пластов или линз льда. Таяние этого льда не только способствует образованию озерной котловины, но и в значительной мере поставляет воду для заполнения котловины.
5. Дефляционные озера располагаются в котловинах, созданных в результате процесса выдувания, и в понижениях между барханами и дюнами.
Многие котловинные озера возникают в результате вулканических и тектонических процессов.
6. Тектонические озера. Тектонические процессы обусловливают появление котловин огромных размеров. Поэтому тектонические озера обычно глубоки. Примерами могут служить озера Иссык-Куль, Байкал, Севан и др.
7. Вулканические озера возникают либо в кратере потухшего вулкана, либо в углублениях на поверхности лавового потока, образовавшихся при его застывании, либо в долине реки вследствие перегораживания ее потоком лавы.
По водному балансу озёра делятся на:
- сточные - имеют сток, преимущественно в виде реки);
- бессточные - не имеют поверхностного стока или подземного отвода воды в соседние водосборы. Расход воды происходит за счет испарения.
По химическому составу воды озёра делятся на:
- пресные
- минеральные (солёные)
Элементы озерного ложа и береговой области.
Впадина, находящаяся на земле и наполненная водой, имеет закономерно построенный рельеф, отличающий ее от впадин, не занятых водой.
Первоначальная форма котловин изменяется под действием размыва как поверхностным стоком в озеро, так и волнением: склоны котловины выполаживаются, неровности рельефа дна сглаживаются, заполняясь отложениями, откосы берега приобретают устойчивый профиль.
Раздел озероведения, в котором рассматриваются закономерности, проявляющиеся в формировании рельефа озерных котловин, называется морфологией озер.
Озерная котловина от окружающей местности отграничена коренным берегом, образующим береговой склон, или яр; основание этого берега располагается на верхней границе воздействия озерной волны.
Заканчивается коренной берег бровкой, или линией сопряжения склонов с поверхностью прилегающей местности.
Часть котловины, заполненная водой до высоты максимального подъема уровня, называется озерным ложем, или озерной чашей.
В озерной котловине прежде всего можно выделить береговую и глубинные области.
В береговой области выделяют три зоны:
1) береговые склоны (яр)— часть озерного склона, окружающая озеро со всех сторон и неподвергающаяся воздействию волнового прибоя;
2) побережье — включает сухую часть, которая подвергается воздействию воды лишь при сильном волнении и в особенности при высоком стоянии воды, затопляемую, которая покрывается водой периодически — во время подъема уровня воды озера, и подводную, которая обычно лежит под поверхностью воды и, в отличие от более глубоких частей береговой области, подвергается воздействию волны при волнении;
3) береговую отмель — заканчивается подводным откосом, являющимся границей между склоном и дном озерного ложа; верхняя часть береговой отмели соответствует нижней границе воздействия на береговую область волнового прибоя.
Указанные зоны береговой области озерной котловины в схематическом виде показаны на рис. 20.
Рис. 20. Схема расчленения береговой области озерной котловины
Побережье и береговую отмель объединяют в одну зону – прибрежную или литораль. Ее нижняя граница определяется глубиной действия волны, иногда глубиной проникновения солнечных лучей. Глубинная часть озера – профундаль. Между литоралью и профундалью – сублитораль.