Походження, типи і морфологія озерних улоговин

Озерами називаються улоговини або западини земної поверхно-сти, заповнені водою і не мають прямого з'єднання з морем.

Розміри озер коливаються в досить широкому діапазоні. З-гласно наведеним визначенням, до озер можуть бути віднесені і такі великі водойми, як Каспійське і Аральське моря, а також порівняно невеликі тимчасові скупчення води в по-ніженіе місцевості, що утворюються, наприклад, в період весен-нього сніготанення.

Іноді, на відміну від поточних вод (річок), озера визначають як водойми з уповільненим стоком або з уповільненим водообміну.

При наявності улоговини освіту озера відбудеться в тому випадку, коли приплив води в це поглиблення буде перевищувати по-тери на фільтрацію і випаровування.

Водосховище - штучно створене озеро.

Пру-д - водосховище невеликого розміру.

Ставок - природні озера, на площі яких поширена водна рослинність.

Типи озер за характером улоговин. Незважаючи на велику різноманітність зустрічаються в природі озер, серед них можуть бути виділені певні типи, що мають схожість з ряду при-знаків.

Перш за все можна виділити певні типи озер в зави-ності від умов освіти озерного ложа.

За характером улоговин. послужили основою для утворення озера, можна виділити:

1. греблі озера - утворюються в тому випадку, коли долина перекривається в будь-якому місці обвалом, льодовиком, наносаміі т. П .; в цю групу входять і штучні озера - водохранілі-ліща.

Серед гребельних озер можна виділити

- річкові - можуть виникати як тимчасові освіти в результаті різкого зниження стоку окремих річок в суху пору року; в цьому випадку річки нерідко звертаються в ланцюжок озер, ле-службовців в долині і відокремлених один від одного сухими ділянками ру-сла.

- Зрозумійте-ні - безпосередньо пов'язані з процесом освіти стариць, що виникають внаслідок преграждения від-ділових рукавів річки грядою наносів і освіти річкою нового русла.

- долинні-виникають в горах від завалів. Озера завального походження утворюються внаслідок закупорки вузької долини продуктами руйнування їх схилів.

- прибережні озерабивают двох типів: лагуни і лимани.

Ла-гуни виникають в тому випадку, коли мілководні затоки, або бухти, відокремлюються від моря наносними піщано-глинистими валами, або косами.

Лимани являють собою затоплену морем усть-евую частина долини.

2. Моренні озераобязани своїм походженням діяльності льодовиків, особливо потужних льодовикових покривів четвертинного періоду, які хоронили під собою величезні простори. Після відступу (танення) і зникнення такого льодовикового щита на його місці залишився уламковий матеріал, який перено-сил з собою льодовик: глина, пісок, щебінь, великі брили гірських порід і т. Д.

Велике скупчення цього матеріалу (морени) в одних місцях і незначне в інших створює рельєф, отли-чающие горбистій, безперервним і частим чергуванням воз-щення і знижень, причому зниження зазвичай бувають замкнутими. Заповнені водою, вони утворюють моренні озера коло-лій або неправильної форми, з багатьма відгалуженнями і зали-вами. В умовах моренного ландшафту чимало озер, що відносяться і до типу гребельних.

3. Карові озеразанімают западини, вироблені в льодовикове час спільною роботою льоду, фірну і морозного вивітрювання.

4. Карстові озерапредставляют собою результат хімічної (розчинюючої) діяльності підземних і поверхневих вод. Винос розчинених речовин, а також тонких глинистих часток (суфозія) може привести до утворення підземних пустот і осідання покрівлі над цими порожнинами, що зумовить появу воронок на поверхні землі; якщо ці воронки будуть заповнені водою, на їх місці виникнуть карстові озера.

Своєрідним різновидом карстового типу озер є термокарстові озера, що виникають в результаті заповнення по-дой заглиблень на поверхні землі, що утворюються в областях розвитку вічної мерзлоти внаслідок танення підземних пластів або лінз льоду. Танення цього льоду не тільки сприяє образо-ванию озерної улоговини, а й значною мірою поставляє воду для заповнення улоговини.

5. Дефляційні озерарасполагаются в улоговинах, створених в результаті процесу видування, і в пониженнях між Бархом-нами і дюнами.

Багато улоговинні озера виникають в результаті вулканічних-ських і тектонічних процесів.

6. ТЕКТОН-етичні озера. Тектонічні процеси обумовлюються ливают поява улоговин величезних розмірів. Тому ТЕКТОН-етичні озераобично глибокі. Прикладами можуть служити озера Іс-Сик-Куль, Байкал, Севан і ін.

7. Вулканічні озера виникають або в кратері згаслого вул-кана, або в поглибленнях на поверхні лавового потоку, образо-вавшихся при його застиганні, або в долині річки внаслідок перегороджування її потоком лави.

З водного балансу озера діляться на:

- стічні - мають стік, переважно у вигляді річки);

- безстічні - не мають поверхневого стоку або підземного відводу води в сусідні водозбори. Витрата води відбувається за рахунок випаровування.

За хімічним складом води озера діляться на:

Елементи озерного ложа і берегової області. Западина, що знаходиться на землі і наповнена водою, має закономірно побудований рельєф, який відрізняє її від западин, не зайнятих водою.

Первісна форма улоговин змінюється під дією розмиву як поверхневим стоком в озеро, так і хвилюванням: схили улоговини виполажіваются, нерівності рельєфу дна сгла-ються, заповнюючи відкладеннями, укоси берега набувають стійкий профіль.

Розділ озероведенія, в якому розглядаються закономірно-сті, які проявляються у формуванні рельєфу озерних улоговин, називається морфологією озер.

Озерна улоговина від навколишньої місцевості відмежована ко-ренним берегом. утворюючим берегової схил. або яр; підставу цього берега розташовується на верхній межі впливу озер-ної хвилі.

Закінчується корінний берег бровкою. або лінією со-напруги схилів з поверхнею прилеглої місцевості.

Частина улоговини, заповнена водою до висоти максимального підйому рівня, називається озерним ложем, або озерної чашею.

В озерній улоговині насамперед можна виділити берегову і глибинні області.

У береговій області виділяють три зони:

1) берегові схили (яр) - частина озерного схилу, навколишнього щая озеро з усіх боків і неподвергающаяся впливу образу-вого прибою;

2) побережье- включає суху частину, яка піддається впливу води лише при сильному хвилюванні і особливо при високому стоянні води, затоплюваних, яка покривається водою періодично - під час підйому рівня води озера, і підводний, яка зазвичай лежить під поверхнею води і, в відміну від бо-леї глибоких частин берегової області, піддається впливу хвилі при хвилюванні;

3) берегову отмель- закінчується підводним схилом, яв-рами кордоном між схилом і дном озерного ложа; верх-ня частина берегової обмілини відповідає нижній межі впливів-ствия на берегову область хвильового прибою.

Зазначені зони берегової області озерної улоговини в схема-ному вигляді показані на рис. 1.

Мал. 1. Схема розчленування берегової області озер-ної улоговини

Узбережжя і берегову мілину об'єднують в одну зону - прибережну або літораль. Її нижня межа визначається глибиною дії хвилі, іноді глибиною проникнення сонячних променів. Глибинна частина озера - профундаль. Між літораллю і профундаль - сублітораль.

Формування озерного ложа під впливом хвилювання і відкладення наносів. Хвилювання, залежне від сили вітру, глибини і розмірів озера, впливає протягом тривалого періоду на берегову область озерної улоговини, руйнує складають її гірські породи і зносить розмитий матеріал вниз по схилах і на дно озера. В результаті цього збільшуються розміри узбережжя і мілини розмиву, одночасно з цим збільшується площа намиву і зменшується за рахунок глибинної області озера.

Таким чином, озеро поступово заноситься завдяки дію-вию хвиль. Ступінь інтенсивності цього процесу, звичайно, в значній-котельної мірою залежить від геологічного складу порід, з яких складний берег озера.

Однак яким би не був берегової матеріал, він під дією хвиль і вивітрювання перетворюється, в кінці кінців, в невеликий ка-мень, гравій та пісок.

Крім хвилювання, на форму озерного ложа істотно впливає процес надходження алювіальних наносів, принось-мих впадають в озеро річками. Впадають в озеро поверхност-ні водотоки розмивають по шляху свого проходження грунти і вино-сят продукти розмиву в озеро.

Крім мінеральних опадів, що потрапляють в озерне ложе в результаті хвилювання або принесених плином рік, озерна кіт-Ловіна заповнюється і відкладеннями мулу органічного походжу-дення. Цей мул є продуктом процесів, що відбуваються в са-мом озері, і утворюється в результаті відмирання і подальшого осадження на дно зважених у воді мікроскопічних тварин і рослинних організмів (так званого планктону), а також в результаті відмирання прибережної рослинності, що розпадається після перегнивання на дрібні частинки, легко що буря течіями на середину озера. Інтенсивний розвиток зазначених організмів протягом теплого періоду року, а відмирання протягом холодного обумовлює шарове відкладення цих мулів на дні озера, що дозволяє по верствам визначати вік озера.

Заростання озер. Кількість мінеральних опадів і ор-ганическое мулу на дні озера збільшується з кожним роком, внаслідок чого дно поступово підвищується.

В озерах з пологими берегами водно-болотні рослини надвоє-гаются на озеро з берегів, облямований дзеркало води широким зеле-ним кільцем.

Для мілководних озер з пологими берегами можна виділити ряд поясів, закономірно змінюються від берегів до центру озера (рис. 2).

Мал. 2. Схема заростання мілководних озер.

1 - осоковий торф, 2 - тростинний і очеретяний торф, 3 - Сапро-пелевий торф, 4 - сапропелит.

Іноді на мелеющіх озерах можна спостерігати сплавини-ост-ровки рослинності, відірвані від берегів або безпосередньо примикають до мінерального березі (Рис. 3). Спочатку ці сплавини об-роззують невеликі площі, потім у міру подальшого обмілити-ня озера вони розростаються, з'єднуються з іншими і покривають озеро суцільним покривом болотної рослинності з трав'яного і мохового ярусів. Ці утворення відомі під назвою зибун.

Мал. 3. Схема заростання глибокого озера шляхом образо-вання сплавини.

1 - торф сплавини; 2 - Мутті, або пелоген; 3 - сапропелевий торф; 4 - сапропелит.

Географічне положення озера. Морфометрические характеристики. Важливою характеристикою озера є його геогр--фіческое положення (широта, довгота) і висота над рівнем моря.

Ці дані вже дозволяють скласти загальне уявлення про основні риси режиму озера. Географічне положення озера в певній мірі відображає загальні кліматичні особливості району, а висотне положення визначає також місцеві впливу кліматичних та інших факторів на процеси, що відбуваються в озері.

При вивченні озер і озерних улоговин важливо встановити не тільки умови їх утворення, а й визначити ряд числових ха-рактерістік, що дають кількісні уявлення про основні елементи озера і озерної улоговини. Ці характеристики но-сят назву морфометрических.

Площа озера # 969 ;, м2, обчислюється двояко: або разом з площею островів, або окремо площа водної поверхні. Так як бе-Рега озері не стрімкі, площа водної поверхні (дзеркала озера) змінюється при зміні рівня озера.

Довжина озера - L, м - найкоротша відстань між двома найбільш віддаленими точками, розташованими на берегах озера, вимірюється-моє по поверхні озера.

Таким чином, ця лінія буде прямий лише в разі порівняно простих обрисів озера; для изви-листового озера ця лінія, очевидно, може бути і не прямий, а з-стояти з окремих відрізків прямих і кривих ліній.

- найбільшу ширину-В, м. Визначаємо-мую як найбільший діаметр (перпендикуляр) до лінії довжини озера,

Коефіцієнтом звивистості т - ступінь розвитку берегової лінії - відношення довжини берегової лінії s до довжини окружності кола, що має площу, рівну площі озера,

Коефіцієнт звивистості берегової лінії може також бути виражений відношенням довжини берегової лінії S до периметру ламаній лінії S '. обвідним контур озера:

В цьому випадку виходить більш правильне уявлення про порізаності берегової лінії.

Широке застосування при оцінці водних запасів озера має крива зміни площі озера з глибиною, що представляє со-бій графік зв'язку площ горизонтальних перетинів озера і відповід-відних їм глибин, і крива зміни обсягу озера в зави-ності від його глибини.

Мал. 4. Криві площ і обсягів Онезького озера

На Рис. 4 представлені криві зміни площі та об'єму Онезького озера з глибиною. Такі криві дають мож-ливість визначити площу дзеркала озера і обсягу води для будь-якого рівня. Ці величини необхідно знати при всіх розрахунках.

Обсяг води в озереW, м 3 може бути визначений по карті изобат, користуючись «методом призм». Ізобатние поверхні ділять обсяг озера на ряд шарів, кожен з яких можна розглядати наближено як призму, підставами якої будуть площі, обмежені суміжними Ізобати, а висота дорівнює перетину між ними. Позначивши площі, обмежені окремими Ізобати, через # 969; 0. # 969; 1. # 969; 2. # 969; 3 ... # 969; n, а перетин їх черезh. обсяг води в озері визначимо за формулою

де # 8710; W - обсяг, укладений між площею останньої найглибшої ізобати і точкою дна озера з максимальною глибиною, що визначається за формулою:

де Hмакс - максимальна глибина озера в метрах; hn - глибина, відповідна найбільшої ізобат, # 969; n - площа останньої (найглибшої) ізобати.

Максимальна глибина озера - Hмакс. м.

Середня глибина озера-hср. м- відношення обсягу води в озері до площі його дзеркала.

Середній ухил дна між Ізобати визначається за формулою: