Biblioteka-Lektsii_gidrologia_ukr

31

полях фільтрації, на біофільтрах, в аеротенках. Іноді ці спорудження й установки штучно заселяють спеціально підібраними чи виведеними штамами бактерій і культурами найпростіших і водоростей. Комплекс організмів, що беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.

Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. їх приходиться закачувати в підземні сховища, наприклад у відпрацьовані нафтові родовища.

5.Устя рік, їхня класифікація, дельти.

Кожна ріка в гирловій частині володіє деякими специфічними рисами, обумовленими особливостями її режиму і впливом на неї мінливих у часі явищ у кінцевій водоймі (море, озеро, інша ріка). При впаданні в море, океан ріки утворять в основному дві типа усть: дельти й естуарій.

Дельта – богаторукавне русло, утвориться при впаданні ріки, що несе велику кількість наносів у мілководну частину моря. Сприяють формуванню дельт слаборозвинені морські течії, що здійснюють перенос річкових наносів убік від устя і підняття морського узбережжя.

Естуарії - порівняно вузькі і глибокі затоки (губи) воронкоподібної форми. Часто вони являють собою нижні ділянки долин, затоплені морськими водами при опусканні, називані лиманами. Нагромадженню наносів в естуарії перешкоджають приливо-отливні і берегові плини моря.

Гирлові області рік, що впадають в океани і моря, складаються з приморської ділянки ріки і предгирлового узмор'я. Цим розподілом підкреслюється взаємодія річкових і морських вод у гирловій області.

32

Лекція 9 Гідрологія озер

1.Типи озер по походженню і водообмену.

2.Морфологічні і морфометричні характеристики озер.

3.Водяний баланс озера. Уровенний режим.

4.Динамічні явища.

5.Термічний режим. Термічні типи озер.

6.Особливості льодового режиму.

7.Основні особливості гідрохімічного і гідробіологічного режимів

1 Типи озер по походженню і водообміну

Озера - природні водойми з уповільненим водообміном.

По характері водообміну озера поділяються на дві великі групи: стічні і безстічні. Стічними називаються озера, що скидають частину своїх вод у виді річкового стоку,

безстічні озера, позбавлені стоку води. До стічних озер відноситься більшість озер районів вологого і помірного клімату. Безстічні озера характерні для посушливих районів.

Часткою случаємо стічних озер є проточні озера, у яких одна з рік, що впадають в озеро, приносить приблизно стільки ж води, скільки виносить ріка, що випливає з озера. Прикладами проточних озер служать оз. Зайсан, Кубенське, Чудське.

Іноді стік з озер спостерігається періодично, під час найбільшого припливу вод в озеро. Такі озера називаються тимчасово стічними чи озерами з перемежованим стоком.

У понятті "озеро" улоговина і водяна маса, її що заповнює, являють собою нерозривне ціле. Для виникнення озера необхідне утворення улоговини і заповнення її водою на тривалий час. Улоговина заповнюється частіше річковими і підземними водами, атмосферними опадами, рідше водами морського походження.

Утворення озерних улоговин відбувається під впливом ендогенних (внутрішніх) і екзогенних (зовнішніх) процесів. Звичайно у формуванні сучасного вигляду озерних улоговин бере участь кілька процесів, однак один чи група цих процесів є ведучими.

Основні генетичні типи озерних улоговин, чи, інакше озер, по характері їхнього походження наступні.

1)Тектонічні - утворяться в прогинах земної кори на рівнинах (Ладожське, Онезьке, Ільмень, Верхнє в Північній Америці), у прогинах у горах (Маркаколь, Сонкель, Іссик-Куль, Алаколь), у передгірних западинах (Балхаш), у рифових западинах (Байкал, Танганьїка). Більшість тектонічних озер великі по площі і глибині.

2)Вулканічні - виникають у кратерах і кальдерах погаслих вулканів (озера на о. Ява, озера Больсена, Альбено, Авернськое в Італії, Кроноцькое на Камчатці), у поглибленнях лавових покривів (оз. Комарине в Ісландії), у маарах (оз. Лахерське в масиві Ейфель, ФРН).

3)Метеоритні - утворяться в поглибленнях, що виникли при падінні метеоритів (оз. Каалі в Естонії).

4)Льодовикові-і їхнє виникнення зв'язане з діяльністю древніх і сучасних льодовиків. Численні озера Карелії, Фінляндії. Вони часто витягнуті по напрямку руху льодовика. Поширені в Альпах, на Кавказу, Тянь-Шані й в інших гірських країнах.

5)Водно-ерозійні і водно-акумулятивні - це озера річкових долин, дельт, морських узбереж.

2 Морфологічні і морфометричні характеристики озер.

Найбільш знижена частина озерної улоговини, заповнена водою до висоти найбільшого підйому рівня, називається озерним ложем. В озерному ложі виділяються дві основні області: берегова і глибинна. У першій переважають процеси руйнування гірських порід, що складають улоговину, у другий - відкладення продуктів руйнування. Берегова область містить у собі три зони:

1.власне беріг - частина суші, що оточує озеро;

2.узбережжя - зона прибійної смуги;

3.берегова обмілина - має вид підвідної тераси, яка опускається убік озерної западини більш-менш крутим схилом (отсип);

33

4.узбережжя і берегову обмілину часто поєднують в одну зону - прибережну, називану за аналогією з розподілом морського дна літораллю;

5.берегова область;

6.глибинна область.

1.Глибинна область, чи профундаль, займає найбільш глибоку частину дна, недоступну хвилюванню.

2.Перехідну частину між літораллю і профундаллю називають сублітораллю.

Нижня границя літоралі звичайно визначається глибиною дії хвилі, іноді границею проникнення сонячних променів, що лімітують зону поширення зеленої рослинності. Глибина літоралі не перевищує декількох метрів.

Границі між окремими частинами озерного ложа не завжди чітко виражені. Деякі типові частини його можуть зовсім бути відсутні. Чи наявність відсутність їх залежить від місцевих умов, розмірів озера і тривалості його існування. При перевазі акумулятивних процесів у береговій області формуються берегові вали, пляжі, конуси виносів річкових відкладень і т.п..

Морфометричні характеристики озер

Площа водяної поверхні (дзеркала) озера Fo - розрізняють площа без островів і площа озера з островами.

Довжина озера - найкоротша відстань між двома найбільш вилучений друг від друга крапками його берегової лінії, обмірювана по поверхні водойми.

Ширина озера максимальна Вмакс - відстань між найбільш вилученими крапками берегової лінії по напрямку, перпендикулярній довжині озера, і середня Вср - відношення площі озера до його довжини.

Довжина берегової лінії L.

Зрізаність берегової лінії ДО - характеризується або відношенням довжини берегової лінії L до довжини окружності кола, площа якого дорівнює площі озера.

Обсяг озера V, чи обсяг улоговини, заповненою водою до визначеного рівня Н, - обчислюється приблизно як сума обсягів окремих шарів улоговини.

3 Водяний баланс озера. Уровенний режим

Між кількістю води, що надходить в озеро (харчуванням), кількістю її, що видаляється з озера (витратою) і зміною обсягу водяної маси озера за деякий проміжок часу існує рівновага, називане водяним балансом.

Харчування відбувається за рахунок атмосферних опадів X, що випадають на поверхню озера, припливу річкових Уп і ґрунтових Угр вод, конденсації водяних пар атмосфери на поверхні озера К. Витрата відбувається унаслідок випару з поверхні водойми Z, руслового стоку Вуст, фільтрації Уф. За період часу Т водяний баланс озера можна представити наступним рівнянням:

Х+Уп+Угр+ДО= Z+ Вуст+ Кф+ q+W

де W- зміна обсягу води в озері за час Т; q - безповоротна витрата води з озера на господарські нестатки.

Основними джерелами харчування озер є приплив річкових вод і атмосферні опади. Витрата здійснюється головним чином за рахунок річкового стоку з озер і випару - у

стічних озерах і за рахунок випару - у безстічних. Величина фільтрації з озера звичайно невелика. Мул, що покриває часте дно озера, сприяє закупорці пір ґрунту водойми. У виняткових випадках підземний стік з озера може бути досить великим. Так, з озера Севан (до спуска частини води) величина просочування води через пухкі вулканічні породи - пористі туфи і лави - перевищувала стік р. Раздан.

Уровенний режим.

Всі елементи водяного балансу озера як у річному, так і в багаторічному періоді випробують коливання, властиві тій чи іншій кліматичній зоні. У зв'язку з цим протягом року і багаторічного періоду рівні озер випробують періодичні і циклічні коливання, типові для даної зони. Однак у залежності від розмірів озера, розмірів його басейну, проточності й інших особливостей водойми в одній і тій же кліматичній зоні можливі розходження в амплітуді коливання, інтенсивності спаду і підйому рівнів, а також зсуву в часі настання максимумів і

34

мінімумів рівнів.

Максимальне стояння рівнів води не обов'язково збігається з моментом найбільшого припливу, а спостерігається тоді, коли прихід води в озеро стає рівним витраті.

4Динамічні явища

1)Вітрове хвилювання - основною причиною хвилювання на озерах є вітер. Хвилі на озерах

усилу обмежених розмірів поверхні і порівняно невеликих глибин відрізняються від морських хвиль як за формою, так і по розмірах. Особливості їх полягають у наступному.

1. Хвилі на озерах звичайно неправильні, тривимірні. Унаслідок малих обсягів водяної маси вітрові хвилі на озерах швидше розвиваються з виникненням вітру і порівняно швидко гаснуть з його припиненням. Брижі на озерах спостерігається рідко; відзначена на великих озерах (на Іссик-Кулі, Ладожськом).

2. Висота хвилі на озерах менше, ніж на морях і океанах. Максимальної висоти хвилі досягають на великих озерах: 3-4 м, іноді 5-6 м (оз. Мічиган 6,9 м, Ладожське озеро 5,8 м). На великих озерах переважають хвилі із середньою висотою приблизно 0,5-0,8 м. На малих озерах висота хвиль звичайно не перевищує 0,5 м.

3 Хвилі на озерах крутіше.

2)Плини - в озерах найбільше поширення мають стокові плини, вітрові і щільнісні (конвекційні).

Стокові плини виникають під впливом припливу річкових вод у чи озеро відтоку озерних вод у ріку, що випливає з озера.

Вітрові плини в озерах відрізняються великою мінливістю. Це є наслідком мінливості вітрового режиму над озером (напрямки і швидкості вітру) і впливу на виникле плин індивідуальних особливостей самого озера (розмірів, рельєфу дна, зрізаності берегової лінії).

Щільнісні плини можливі тільки у великих озерах з чітко вираженою горизонтальною температурною неоднорідністю. У цих умовах виникають горизонтальні градієнти щільності, що є причиною переміщення води, тобто причиною появи щільнісної циркуляції.

5 Термічний режим. Термічні типи озер. Особливості льодового режиму

Основними складовими теплового балансу озера, так само як моря і ріки, є: радіаційний баланс, теплообмін з атмосферою і теплообмін із дном водойми.

Додаткові складові балансу (тепловий стік рік, тепло, виділюване при льодоутворення і затрачуване при таненні льоду, тепло, виділюване і витрачається при біологічних і біохімічних процесах, і т.д. ) по питомій вазі малі і ними часто можна зневажити.

У замерзаючих озерах у тепле півріччя тепло надходить через відкриту водяну поверхню. Основним джерелом тепла в цьому випадку є поглинена пряма і розсіяна сонячна радіація.

Основними втратами тепла у відносно неглибоких, водоймах, що добре прогріваються, є втрати на випар.

Термічні типи озер:

Полярні - температура поверхні в них завжди нижче 4°С, безльодоставний період дуже короткий. Період циркуляції один - улітку.

Субполярні - температура поверхні в них буває вище 4°С тільки влітку протягом короткого періоду. Шар стрибка виражений слабко. Два періоди циркуляції - звичайно на початку літа і ранньої восени.

Помірні - температура поверхні вище 4°С влітку і нижче 4° С узимку. Сезонні коливання значні. Шар стрибка виражений чітко. Регулярних періодів циркуляції дві - навесні і пізня осені.

Субтропічні - температура поверхні завжди вище 4°С. Коливання температури протягом року великі, температурний градієнт великої. Період циркуляції один -узимку.

Тропічні - температура поверхні води висока, від 20 до 30°С. Річні коливання незначні, температурний градієнт малий, але при високій температурі градієнт щільності достатній для збереження стійкості.

Особливості льодового режиму

Поява первинних форм льодоутворення і замерзання озер у тих самих кліматичних умовах

35

відбуваються неодночасно.

У глибоких і великим по площі озерах, підданих дії вітру, які володіють великими теплозапасами, утворенню льоду передує порівняно тривалий період переохолодження досить могутнього шару води. Розкриття озер, так само як і рік, відбувається під впливом теплових і динамічних факторів. Роль теплових факторів переважає в процесі розкриття малих озер.

7 Основні особливості гідрохімічного і гідробіологічного режимів

Води озер по своєму хімічному складі і мінералізації дуже різноманітні. На противагу морській воді в озерних водах немає сталості співвідношень між основними іонами. Серед озер світу зустрічаються озера з дуже малою мінералізацією (30 мг/л, оз. Онезьке) і дуже великою солоністю, що значно перевищує солоність морських вод (понад 300 г/л).

Хімічний склад озерних вод тісно зв'язаний зі складом живильних озеро поверхневих і підземних вод і, отже, залежить від комплексу фізико-географічних умов, властивих тому чи іншому водозбору озера, а також від геологічної будівлі водозбору й улоговини озера. Первинний склад вод, що надходять з водозбору, під впливом біохімічних процесів, що протікають в озері, піддається зміні. У результаті формується гідрохімічний комплекс, властивий чи тільки дане озеро, чи групі озер, типових для того чи іншого ландшафту.

Ступінь зміни хімічного складу і мінералізації вод, що ззовні надходять, у сильному ступені залежить від водно-сольового балансу, проточності і водообменности озера.

У кожнім озері існує деяка рівновага (баланс) між надходженням хімічних елементів і їх видаленням. Рівняння хімічного (сольового) балансу в загальному виді може бути виражене так:

VKCK - VнCн=VпСп- VyCy.

VH і VK - обсяги води в озері на початковий і кінцевий відрізок часу; Сн і Ск - відповідні цим моментам концентрації іонів в озері;

Уп і Vy - обсяги що надходить і води, що видаляється з озера; Сп і Су - концентрації попів з цих обсягах води.

Зіставлення сольового балансу з водяним дозволяє судити про сольообороті в озері і зміні мінералізації його вод.

Устічних озерах видалення розчинених речовин здійснюється разом зі стоком води з озера, але в зв'язку з уповільненим водообміном можливо деяке нагромадження солей і їхній метаморфізм, особливо під впливом біохімічних процесів. Це в більшому ступені стосується невеликих слабко мінерализованиых, озер, що добре прогріваються.

Убезстічних озерах у силу витрати води тільки на випар відбувається акумуляція солей. Озеро осолоняється і може перетворитися в мінеральне.

Нагромадження основних іонів в озері не відбувається. У невеликих кількостях осаджуються кремній, залізо і фосфор.

По ступені солоності води озер поділяються на наступні типи: 1. прісні (до 1%о); 2. солонуваті (від 1 до 24,7/°оо);

3. солоні (від 24,7 до 47%о);

4. мінеральні чи соляні (понад 47%0);

Ухімічному складі озерних вод, як і інших водяних об'єктів, виділяються:

1.основні іони;

2.біогенні речовини;

3.мікроелементи;

4.розчинені гази;

5.органічні речовини.

Присутність у воді основних іонів НСО', СО", SO", C1', Са" , Mg" , Na" і К" у тих чи інших кількостях визначає мінералізацію води і типовий її склад. Зміст у воді біогенних елементів (з'єднань азоту і фосфору, кремнію і заліза) і зміна їхніх концентрацій тісно зв'язані з круговоротом речовин в озері. Мінералізація більшості прісних озер зони постійного зволоження не перевищує 200-300 мг/л.

Солоність і сольовий склад озерних вод не залишаються постійними. Вони міняються по

36

площі озера, по глибині і випробують коливання в часі.

Органічний світ в озерах різноманітний. У водоймах суші, так само як і в морях, виділяються два основних місцеперебування водяних організмів: дно і водяна товща, а всі мешканці водойм відповідно до їхнього способу життя і пересування розпадаються на три основні групи: планктон, бентос, нектон. Специфічні умови існування організмів у водоймі створюються насамперед у двох зонах: літоралі і пелагіалі з профундаллю.

Організми кожного озера тісно взаємозалежні між собою і навколишнім середовищем. У процесі їхньої життєдіяльності і взаємозв'язку з навколишнім середовищем здійснюється круговорот органічної речовини й енергії в озері. У верхніх шарах води й у літоралі відбувається утворення органічної речовини. Здійснюється воно головним чином шляхом фотосинтезу вищими рослинами і водоростями, що використовують вуглекислоту і мінеральні з'єднання. Синтез органічної речовини з неорганічного виробляється в процесі хемосинтезу деякими автотрофними бактеріями (наприклад, сіркобактеріями, нітрофикуючими бактеріями). Готова органічна речовина і деяка кількість біогенов надходять у водойму також з його площі.

Таким чином, круговорот речовин у водоймі складається з наступних ланок: 1) синтез органічної речовини у водоймі; 2) надходження органічної речовини у водойму з водозбірної площі; 3) розкладання (мінералізація) органічної речовини; 4) споживання і перетворення речовин, що розкладаються, бактеріальними, рослинними і тваринами організмами; 5) споживання живих організмів, що синтезують органічну речовину; 6) споживання тварин тваринами.

Озера по характері круговороту речовин і інтенсивності біологічних процесів оліготрофні, евтрофні і дістрофні.

Евтрофні озера характеризуються великим змістом живильних біогенних речовин, з яких на першому місці коштують з'єднання азоту і фосфору. Звичайно це неглибокі, з добре розвитий літораллю, що прогріваються улітку водойми. Умови для розвитку вищої рослинності і фітопланктону сприятливі. Для них характерне розшарування водяної маси, різке зменшення кисню до дна. Прозорість невелика, колір від жовтих до бурих відтінків. Мулові відкладення багаті органічними залишками. Такі озера поширені серед родючих ґрунтів.

Оліготрофні озера містять малу кількість біогенних елементів, у результаті вони бідні планктоном. Звичайно це глибокі, зі слаборозвиненими літораллю і прибережною рослинністю водойми. Відрізняються великою прозорістю і зеленувато-блакитнуватими відтінками води. Вода насичена киснем (у дна не менш 60-70%), тому органічні залишки інтенсивно мінерализуюься і донні відкладення бідні ними. Умови для розвитку тварин сприятливі на всіх глибинах. До оліготрофних озер відносяться багато гірських озер, водозбори яких складені кристалічними породами, озера з перевагою на водозборі піщаних ґрунтів, з малопотужними четвертинними відкладеннями.

Дістрофні озера бідні живильними речовинами. Серед органічних речовин переважають гуминові кислоти. Колір води бурий. Фітопланктон і вища водяна рослинність розвиті слабко. На дні озера накопичується шар торф'янистого мулу, мало живильного для тварин. Зміст кисню у воді знижено, він витрачається на окислювання гуминових речовин. Озера цього типу розташовані серед болотних ландшафтів.

37

Лекція 10 Гідрологія водоймищ і боліт

1.Гідрологія водоймищ.

2.Поширення боліт. Походження боліт.

3.Морфологія боліт.

4.Екологічні типи боліт.

5.Вплив боліт на річковий стік.

6.Значення боліт.

1 Гідрологія водоймищ

Водоймища - штучні водойми. Вони призначені для затримки, нагромадження, збереження і перерозподілу в часі води - регулювання річкового стоку з метою використання його для задоволення нестатків народного господарства: вироблення електричної енергії, зрошення, водопостачання, водяного транспорту. Великі водоймища звичайно обслуговують кілька галузей народного господарства.

Водоймища створюються шляхом зведення гребель, що перегороджують долину ріки, шляхом обвалування річкової заплави. У водоймища перетворені деякі озера шляхом штучного підвищення їхнього рівня за допомогою гребель, побудованих поблизу джерел рік, що випливають з них. На великих ріках створюються каскади водоймищ.

Малі водоймища, створювані на дрібних ланках гідрографічної мережі, називають ставками, а в земляних виїмках - копанями.

Площа водоймищ різна: від декількох гектарів до декількох тисяч квадратних кілометрів. Розміри деяких водоймищ не уступають великим озерам світу.

За формою в плані і будови улоговини водоймища поділяють на річкові й озерні. Річкові водоймища (іноді їх підрозділяють на руслові і долинні) утворяться в результаті затоплення русявів і долин рік

Водоймища озерного типу виникають у випадку підпору озер, а також при затопленні не тільки русявів і річкових долин, але і прп-водораздельных просторів і межиріч (Рыбинське), безстічних улоговин (Куюмазарське водоймище в басейні двоїста природа водоймища і штучне регулювання стоку його вод створюють своєрідність в уровенном, термічному, хімікобіологічному, льодовому режимі і динаміку його водяної маси.

У великих річкових і озерно-річкових водоймищах по морфометричним особливостям улоговини і по ступені відповідності режиму річковому чи озерному типу виділяються характерні ділянки:

1.нижня - приплотинна, завжди глибока, з перевагою режиму озерного типу;

2.середня - проміжна, глибоководна тільки при високих рівнях;

3.верхня - мілководна, розташованая головним чином у межах підтопленого русла і заплави, де в режимі переважає річковий тип і ділянка виклинцьовування підпору.

Границі цих ділянок умовні.

2 Поширення боліт. Походження боліт.

Болото - природне утворення, що представляє собою рясно зволожена ділянка земної поверхні, що має шар торфу і характеризується розвитком специфічних форм рослинності, пристосованих до умов надлишку вологи і недоліку кисню, процесами торфоутворення і торфонакоплення.

Загальна площа, займана болотами на земній кулі складає 350 млн. га. Найбільша кількість боліт в Азії, багато їх у Європі і Сівши. Америці.

Розвиток болотних форм рослинності відбувається при застійному і слабопроточном зволоженні верхніх обріїв почво-грунтов. До болотних утворень відносяться і заболочені землі. Вони відрізняються від власне боліт лише меншою товщиною торф'яного покладу й іншим характером рослинності, унаслідок того що харчування кореневої системи основних видів рослин на заболочених землях відбувається при наявності водно-сольового обміну між мінеральним ґрунтом, що підстилає торф, і тонким шаром торф'яного покладу.

Ділянка земної поверхні, зайнята болотом у межах одного замкнутого контуру, проведеного

38

по границі покладу торфу, називають болотним масивом. По периферії болотний масив часто переходить у заболочені землі. Болотні масиви розділяються па прості, що утворилися з одного первинного вогнища заболочування, і складні, що утворяться в результаті розширення і злиття простих болотних масивів у процесі їх торфонакоплення.

Болота утворяться:

1.шляхом заболочування водойм

2.шляхом заболочування суші. Переважним є останній процес.

Заболочування суші - наслідок визначеного сполучення фізико-географічних умов, що

сприяють уповільненому стоку вод за умови насичення вологою поверхневих шарів почво-грунтов і часткової акумуляції її на земній поверхні. Унаслідок цього у верхніх шарах почво-грунтов створюється постійне чи періодичне, тривале перезволоження, що приводить до погіршення кисневого і мінерального харчування рослині. У нових умовах розвивається специфічна болотна рослинність. Недолік кисню погіршує не тільки харчування рослин, але і порушує нормальні біохімічні процеси розкладання відмерлих частин рослин. Напіврозкладені залишки рослин, накопичуючи й ущільнюючи, перетворюються в особливу органічну породу - торф. Поява торфу перетворює поверхня суші спочатку в заболочену ділянку, а потім при подальшому росту товщини торф'яного шару в болото.

3 Морфологія боліт

З морфологічної сторони болота характеризуються:

1.формою своєї поверхні,

2.розмірами масивів,

3.ухилами поверхні

4.глибинами торф'яного покладу.

Болота можуть мати плоску, увігнуту чи опуклу поверхню. Рельєф поверхні болота не залишається постійним і в процесі розвитку міняється. Характерними елементами мікрорельєфу поверхні болота є: гряди і мочажины, купини і межкочечные зниження, бугри.

Гряди - окремі витягнуті в довжину підвищені ділянки на болоті, що чергуються з такими ж витягнутими зниженнями - сильно обводненими мочажинами.

Бугри - спостерігаються на болотах лісотундри. Утворення їх зв'язане з морозним витріщанням. Складено вони торфом, під яким знаходиться вечномерзлое "ядро" із суглинних і глинистих ґрунтів, що підстилають торфовище. Висота бугрів іноді досягає декількох метрів.

Утворення купин зв'язане з нерівномірною щільністю й усадкою рослинної дернини, обумовлених складом рослин у даній рослинній асоціації і водно-теплових умовах їхнього виростання.

Для болотних масивів характерна наявність внутрпболотных водяних об'єктів: струмків, річок, озерець, мікроозерець і драговин. Сукупність цих водяних об'єктів на болотах являє собою внутріболотну гідрографічну мережу.

Драговинами називають сильно перезволожені ділянки болотних масивів, що характеризуються розрідженим торф'яним покладом, неміцним дерниною рослинного покриву і високим стоянням рівня води, чи періодично постійно виступаючої на поверхню. Драговини розташовуються на плоских ділянках у центральних частинах, на окраїнах і схилах болотних масивів.

4 Екологічні типи боліт

За характером переважного водно-мінерального харчування, умов залягання стосовно рельєфу і переважному складу рослинності болота підрозділяють на три основних екологічних типи:

1.евтрофны (низинні),

2.мезотрофні (перехідні)

3.оліготрофні (верхівкові).

Низинні, чи евтрофні, болота розташовуються в знижених частинах рельєфу. Поверхня низинних боліт звичайно увігнута чи плоска. У харчуванні цього типу боліт, крім атмосферних

39

опадів і стоку поверхневих вод з навколишніх суходолів, велику роль грають ґрунтові води і води річкових розливів, відносно багаті мінеральними солями. Обогащенность живильних вод солями дозволяє виростати на низинних болотах щодо вимогливої до умовах харчування эвтрофной болотної рослинності, представниками якої є вільха чорна, береза, гипновые зелені мохи і деякі види трав'яної рослинності: осоки, хвощі, вейники, очерети й ін.

Верхівкові, чи олиготрофні, болота харчуються головним чином атмосферними опадами, у зв'язку з цим вони найменш багаті живильними мінеральними солями. У складі рослинності переважають не вимогливі до їжі представники олиготрофной рослинності: сфагнові мохи, чагарнички, вереск, багно, водянка, подбел, касандра, журавлина, пухівка.

Перехідні, чи мезотрофні, болота за характером рослинності і ступеням мінералізації живильних їхніх вод займають проміжне положення між низинними і верхівковими.

5 Вплив боліт на річковий стік

Загальними властивостями, характерними для боліт і оказующими вплив на стік з них, є: підвищена можливість випару в порівнянні з навколишніми суходолами, порівняно малий обсяг води, що приймають участь у внутрірічному влагообороті, стосовно загальної кількості води в болоті і поганій водовіддачі в меженні періоди як наслідок розходжень у водопропускній здатності діяльного й інертного шарів торф'яного покладу болотного масиву.

До специфічних особливостей боліт різного типу, що робить вплив на формування стоку з них, відносяться насамперед джерела харчування, різні для різних типів боліт, і зміст усередині болотних масивів вільних обсягів води (озера, мочажины).

Горизонтальний сток води з болотного масиву може продовжуватися лише доти , поки не виснажаться запаси вільної води в діяльному шарі, тобто доти , поки рівні ґрунтових вод знаходяться в межах цього обрію. При зниженні рівнів ґрунтових вод до інертного шару і наступному їхньому падінні стік з болотного масиву практично припиняється.

При добре розвитий гідрографічній мережі на болоті імовірність падіння стоку до нуля менше. Болотні струмки, річки, болотні драговини впливають на стік з боліт, вирівнюючи його, але воно не дуже велико.

Повне припинення стоку з верхівкових боліт можливо як у зимовий, так і в літній меженні періоди.

Дощові опади, що випадають при рівнях ґрунтових вод, розташованих нижче діяльного шару, акумулюються в болоті і не дають стоку. Для поновлення його необхідно, щоб рівні ґрунтових вод досягали цього шару.

Води, що надходять у низинні болота зон хитливого і недостатнього зволоження, у значній частині витрачаються на випар (наприклад, з низинних болотних масивів півдня Барабин-ской низовини).

6 Значення боліт

1 Торф - паливо, добриво, підстилка для худоби, будівельний матеріал, сировина для хімічній обробці (бітум, аміак і т.і.).

40

Лекція 11 Гідрологія підземних вод

1.Походження і поширення підземних вод.

2.Основні поняття.

3.Водно-фізичні властивості ґрунтів.

4.Класифікація підземних вод.

5.Рух підземних вод. Закон фільтрації Дарси.

1 Походження і поширення підземних вод. Основні поняття

Вода в надрах Землі знаходиться в рідкому, твердому і газоподібному стані. Вона чи вільно циркулює по тріщинах і порам гірських порід і ґрунтів, підкоряючи силі ваги, чи знаходиться у фізично і хімічно зв'язаному стані з мінеральними частками ґрунтів, ґрунтів і гірських порід.

Питання про походження підземних вод здавна залучало до себе увага дослідників. Довгий час існували дві теорії, що заперечували одна іншу,-це теорія інфільтрації і теорія конденсації. У першій затверджувалося, що скупчення підземної води є результат просочування атмосферних опадів у ґрунт і ґрунт, у другий, що джерелом походження підземних вод є водяна пара атмосфери, що разом з повітрям попадає в холодні шари земної кори і там конденсується.

До дійсного часу можна вважати встановленим, що основним видом харчування підземних вод зони активного водообмена є інфільтрація (просочування) атмосферних опадів. Частина підземних вод утвориться шляхом конденсації і сорбції.

Єдиної точки зору по питанню формування запасів підземних вод у глибоких надрах земної кори в даний час немає. Різні погляди відбиті в трьох основних гіпотезах походження підземних вод:

1)магматичне і метаморфічне;

2)седиментаційне;

3)поверхневе (атмосферне).

2 Основні поняття

При наявності джерел харчування залягання підземних вод у земній корі значною мірою визначається геологічною будовою місцевості: структурою і литологическим складом гірських порід. Чергування водопроникних і водотривких порід у земній корі створює умови для нагромадження вільних вод у товщі водопроникних гірських порід, що залягають на водоупорах. У цих умовах на різних глибинах від поверхні землі формуються водоносні шари, чи водоносні обрії, під якими розуміють насичені водою водопроникні шари гірських порід. Вода може заповнювати не всю товщу водопроникного шару породи, а лише до визначеної поверхні. Якщо при розкритті водоносного обрію колодязем, чи шурфом шпарою вода в них установлюється на тім же рівні, на якому вона знаходиться в породі, то ця уровенная поверхня є вільної (безнапірної) і зветься чи дзеркала рівня підземних вод. Водоносні обрії, що володіють вільною поверхнею, звуться водоносними обріями з вільною поверхнею.

Відстань по вертикалі від водотривкого ложа до дзеркала підземних вод називається потужністю водоносного шару.

При розкритті водоносного шару, перекритого зверху водотривкою породою, рівень у шпарі може установитися вище нижньої поверхні водотривкого шару. У цьому випадку води, що заповнюють водопроникну породу, знаходяться під гідростатичним напором, а водоносний обрій називається напірним водоносним обрієм.

Верхню частину земної кори у відношенні розподілу в ній підземних вод прийнято поділяти на двох зон:

1)зону аерації

2)зону насичення.

У зоні аерації вода звичайно не заповнює цілком пори і порожнечі породи, а якщо і заповнює, те тимчасово і не скрізь. У цій зоні безпосередньо в поверхні землі в ґрунтах залягають ґрунтові води. У зоні насичення пори породи заповнені водою і на різних глибинах у ній залягають ґрунтові, межпластовые безнапірні і напірні води.