Озера и водохранилища

ФГОУ ВПО ЯФ “Новосибирская государственная академия водного транспорта”   

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Тема: Озера и водохранилища

 

Студент: Иванов А.С. Г -10-054

 

Преподватель: Панков В.Ю.

 

 

 

 

 

 

 

ЯКУТСК 2014

Введение

Озера и водохранилища, часто объединяемые под одним названием озеровидных водоемов, составляют своеобразную группу водных объектов, существенно отличающихся как от рек, так и от морей. Если в реках главной причиной движения воды является градиент силы тяжести, то в озерах - ветер. Но в ряде случаев черты речного режима присущи озерам, а озерного - участкам рек. Так, например, во многих проточных озерах существуют течения, характерные для рек.

Основное отличие озера от моря - отсутствие непосредственного водообмена с океаном. Исключение составляют озера морских побережий, в которых водообмен с морем или океаном осуществляется непрерывно или периодически.

В режиме озера существенную роль играют форма и размеры котловины. Кроме того, режим озер теснее связан с географическими особенностями окружающей суши и ее водами.

Каждое озеро возникает и развивается в определенной географической среде и взаимодействует с ней. Водное питание, колебание объема водной массы и уровня, особенности режима озер зависят от размеров и географических условий их бассейнов.

Руководящая роль в формировании и развитии озер принадлежит интегрирующим географическим факторам: рельефу, климату и стоку. В каждом озеровидном водоеме происходят физические, химические и биологические процессы, совокупное действие которых определяет его режим. Интенсивность и направление этих процессов в свою очередь определяется воздействием географических условий, в которых существует озеро.

Водная масса озера располагается в его котловине. Степень заполнения котловины водой зависит от водного баланса озера.

Котловины озер возникают под действием различных факторов, формирующих рельеф земной коры. Водные массы могут быть континентального или океанического происхождения. В последнем случае образуются остаточные (реликтовые) озера.

1

Для озера характерен замедленный водообмен, в результате которого водная масса, находясь продолжительное время в котловине, претерпевает существенные изменения и приобретает особенности, значительно отличающие ее от поступающих в водоем вод стока и атмосферных осадков.

Другой характерной особенностью озер является аккумуляция в них подавляющей части поступающей в процессе стока взвешенных, влекомых наносов и растворенных элементов, продуктов элолового сноса, а также материала, возникающего в самом озере в результате жизнедеятельности водных организмов и взаимодействия водной массы и котловины.

При длительном пребывании водной массы в котловине в озере накапливаются поступающие в воду органические и минеральные вещества, происходят химические реакции, развиваются и отмирают водные организмы. В результате этих явлений происходит круговорот веществ в водоеме, заключающийся в химическом и биологическом обмене между водной массой и грунтом дна, преобразование некоторой части минеральных элементов в органические, накоплении последних, и частичное восстановление их в минеральные. Круговоротом веществ определяются биологические, а в значительной степени, и гидрохимические особенности озер. В связи с этим роль биологических факторов в режиме озеровидных водоемов несравненно больше, чем в режиме рек и морей.

Географическое значение озер проявляется в следующих основных направлениях:

Регулирование стока.

Изменение минерализации и солевого состава поступивших вод.

Влияние на климат (особенно на микроклимат) прилегающего района.

Участие в формировании рельефа.

Воздействие на грунтовые воды.

Образование новых горных пород из накопленных в озере отложений.

Создании специфических условий для жизнедеятельности организмов.

 

2

Озера регулируют сток рек, задерживая в своих котловинах полые воды и отдавая их в другие периоды. В водах озер происходят химические и биологические реакции. Одни элементы переходят из воды в донные отложения, другие - наоборот. В ряде озер, главным образом не имеющих стока, в связи с испарением воды повышается концентрация солей. Результатом являются существенные изменения минерализации и солевого состава озер.

Благодаря значительной тепловой инерции водной массы крупные озера смягчают климат прилегающих районов, уменьшая годовые и сезонные колебания метеорологических элементов.

 

Форма, размеры и рельеф дна озерных котловин существенно меняются при накоплении донных отложений. Зарастание озер создает новые формы рельефа, равнинные или даже выпуклые. Озера и особенно водохранилища часто создают подпор грунтовых вод, вызывающий заболачивание близлежащих участков суши. В результате непрерывного накопления органических и минеральных частиц в озерах образуются мощные толщи донных отложений. Эти отложения видоизменяются при дальнейшем развитии водоемов и превращении их в болота или сушу. При определенных условиях они преобразуются в горные породы органического происхождения - биолиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Озера и водохранилища

Озеро — естественный водоем суши с замедленным водообменом. Как правило, озера обладают выработанным под воздействием ветрового волнения профилем береговой зоны. Озера не имеют прямой связи с океаном. Для образования озера необходимы два непременных условия — наличие естественной котловины, т.е. замкнутого понижения земной поверхности, и находящегося в этой котловине определенного объема воды.

Типы озер: Озера подразделяют по размеру, степени постоянства, происхождению котловины, характеру водообмена, структуре водного баланса, термическому режиму, минерализации вод, условиям питания водных организмов и др.

По размеру озера подразделяют на очень большие с площадью свыше 1000 км", большие—с площадью от 101 до 1000 км", средние — с площадью от 10 до 100 км' и малые — с площадью менее10 км".

По степени постоянства озера делят на постоянные и временные. Последние заполняются водой лишь во влажные периоды года.

По происхождению озерные котловины могут быть тектонические, вулканические, метеоритные, ледниковые, карстовые, термокарстовые, суффозионные, речные, морские, эоловые, органогенные. Тектонические котловины располагаются в крупных тектонических прогибах, впадинах, трещинах (озера Ладожское, Онежское, Балхаш, Байкал. Вулканические котловины расположены либо в кратерах потухших вулканов (некоторые озера в Италии, на о. Ява, в Японии и т.д.) . Метеоритные котловины возникли в результате падения метеоритов (оз. Каали в Эстонии) . Ледниковые котловины образовались в результате деятельности современных или древних ледников. Карстовые котловины образуются в районах залегания известняков, доломитов и гипсов в результате химического растворения этих пород поверхностными и в особенности подземными водами. Таких озер много на Урале, Кавказе, в Крыму. Термокарстовые котловины образуются в районах распространения многолетнемерзлых грунтов в результате их протаивания и сопутствующей просадки грунта (небольшие озера в тундре и тайге) . Суффозионные котловины возникают в результате просадок, вызванных вымыванием подземными водами из грунта мелких частиц и цементирующих веществ (такие небольшого размера озера характерны для степных и лесостепных районов, например на юге Западной Сибири) . Котловины речного происхождения связаны с эрозионной и аккумулятивной деятельностью рек. Котловины морского (лиманы) , образовавшиеся в результате затопления речных долин после повышения уровня моря) , либо с отчленением от берега аккумулятивными косами и барами небольших морских акваторий (лагуны) . По характеру водообмена озера подразделяют на сточные и бесточные. Первые из них сбрасывают по крайней мере часть поступающего в них речного стока вниз по течению (примером могут служить такие озера, как Байкал, Онежское, Ладожское и многие другие) . Водохранилище — это искусственный водоем, созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока. Водохранилища могут быть подразделены на типы по характеру ложа, способу его заполнения водой, географическому положению, месту в речном бассейне, характеру регулирования стока. По морфологии ложа, водохранилища делятся на долинные и котловинные. К долинным относятся водохранилища, ложем которых служит часть речной долины. К котловинным водохранилищам относятся подпруженные (зарегулированные) озера и водохранилища, расположенные в изолированных низинах и впадинах, в отгороженных от моря заливах, лиманах, лагунах, а также в искусственных выемках (карьерах, копанях) . Небольшие водохранилища площадью менее 1 км" называют прудами. По способу заполнения водой водохранилища бывают запрудные, когда их наполняет вода водотока, на котором они расположены, и наливные, когда вода в них подается из рядом расположенного водотока или водоема. К наливным водохранилищам относятся, например, водохранилища гидроаккумулирующих электростанций. По географическому положению водохранилища делят на горные, предгорные, равнинные и приморские. По степени регулирования речного стока водохранилища могут быть многолетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования. Влияние водохранилищ: воздействие водохранилища на речной сток и природные условия долины реки, ниже водохранилищ полностью преображается водный режим рек, изменяются характер заливания поймы, русловые процессы, режим устьев рек и т.д. В зоне недостаточного увлажнения воздействие водохранилищ приводит к осыханию речных пойм и дельт, что может нанести серьезный ущерб народному хозяйству. Осушение пойм в зоне избыточного увлажнения — явление положительное, способствующее их хозяйственному освоению. Сооружение крупных водохранилищ приводит к затоплению и подтоплению земель, повышению уровня грунтовых вод, способствующих заболачиванию земель, изменению микроклиматических условий (выравниванию внутригодовых колебаний температуры воздуха, усилению ветра, некоторому увеличению влажности воздуха и атмосферных осадков) , волновому размыву берегов. Наиболее существенное негативное последствие сооружения водохранилищ — это потеря земель при их затоплении.

Сходны с озерами по виду, режиму и свойствам созданные человеком пруды и водохранилища.

Озера бывают сточные (из которых вытекают реки), проточные и бессточные (не имеющие стока, преимущественно в полупустынях и пустынях).

Водохранилища – искусственные водоемы с объемом воды более 1 млн. м3, образованные в долинах рек в результате накопления воды перед плотиной. На крупных реках обычно создают каскады водохранилищ. Малые водоемы созданные в долинах ручьев и балках называются прудами. На сегодняшний день общая площадь водохранилищ Земли – около 400 тыс. км2.

По величине напора, создаваемого плотиной водохранилища делят на:1) равнинные с напором 15-35 м; 2) предгорные с напором 50-100м; 3) горные с напором у плотины 200 м и более. Участок выше плотины, на который распространяется влияние водохранилища, называется верхним бьефом, а ниже – нижним.

По форме в плане и строению котловины выделяют озерные и речные водохранилища.

 

Происхождение озерных котловин

Озерные котловины могут быть как эндогенного, так и экзогенного происхождения, что самым существенным образом отражается на их размерах, форме, водном режиме.

Самые крупные озерные котловины тектонического происхождения. Они расположены либо в простых тектонических структурах – в синеклизах на равнинах (Ильмень, Чад), либо в предгорных и межгорных прогибах (Балхаш), либо в грабенах-рифтах (Байкал, Ньяса, Танганьика). Но большинство крупных озерных котловин имеет сложное тектоническое происхождение, в их образовании участвуют как вогнутые складки, так и разрывы земной коры (Иссык-Куль. Виктория и др.). Все тектонические озера отличаются большими размерами и значительными глубинами, а рифтовые – вытянутой и узкой формой в плане, очень большой глубиной, крутыми склонами. Днища многих глубоких озер лежат ниже уровня Мирового океана, имея зеркало воды выше уровня,– это криптодепрессии (Байкал, Ладожское и др.). В расположении тектонических озер наблюдаются определенные закономерности: они сосредоточены вдоль разломов земной коры (Сирийско-Африканская и Байкальская рифтовые зоны) либо обрамляют щиты: вдоль Канадского щита расположились Большое Медвежье, Большое Невольничье, Виннипег, Атабаска, Великие Северо-Американские озера; вдоль Балтийского щита – Выгозеро, Сегозеро, Онежское, Ладожское и др.

Вулканические озера занимают кратеры и кальдеры потухших вулканов или углубления на поверхности застывших лавовых потоков (Кроноцкое озеро на Камчатке, озера Явы, Новой Зеландии).

Наряду с озерными котловинами, созданными внутренними процессами Земли, весьма многочисленны озерные ванны, образовавшиеся вследствие экзогенных процессов.

Среди них наиболее распространены ледниковые (моренные) озера на равнинах и в горах, как в котловинах, выпаханных ледником, так и в понижениях между холмами при неравномерном отложении морены. Разрушительной деятельности древних ледников обязаны своим происхождением озера Карелии и Финляндии, которые вытянуты по направлению движения ледника с северо-запада на юго-восток вдоль тектонических трещин (фактически они смешанного ледниково-тектонического происхождения, как и Ладожское, Онежское и некоторые другие озера по периферии Балтийского и Канадского щитов). К ледниковым котловинам в горах относятся многочисленные небольшие каровые озера в чашеобразных углублениях на склонах гор ниже снеговой границы (в Альпах, на Кавказе, Алтае) и троговые озера – в корытообразных долинах в горах (Женевское, Боденское). С неравномерной аккумуляцией ледниковых отложений связаны озера среди холмистого моренного рельефа: на северо-западе Восточно-Европейской равнины, особенно на Валдайской возвышенности, в Прибалтике, Польше. Германии, Канаде и севере США. Эти озера обычно неглубокие, широкие, с лопастными берегами, с островами (Селигер, Валдайское и др.). В горах такие концевые озера возникли на месте бывших языков ледников (Комо, Гарда в Альпах). В областях былых оледенений многочисленны озера в ложбинах стока талых ледниковых вод – они удлиненные, корытообразной формы, обычно небольшие и неглубокие (Долгое, Круглое на Клинско-Дмитровской гряде).

Карстовые провальные озера образуются в местах выщелачивания горных пород (гипса, солей, известняков и др.) подземными и отчасти поверхностными водами, они глубокие, но небольшие, часто округлые по форме (в Крыму,  на  Кавказе, в Динарских горах).

Суффозионные озера образуются в котловинах просадочного происхождения на месте интенсивного выноса подземными водами мелкоземистых минеральных частиц (на юге Западной Сибири).

Термокарстовые провальные озера возникают при протаивании многолетнемерзлого грунта или вытаивании льда. Благодаря им Колымская низменность – один из самых озерных краев России. Много реликтовых термокарстовых озерных котловин находится на северо-западе Восточно-Европейской равнины в бывшей ледниковой и приледниковой зонах.

Эоловые озера возникают в котловинах выдувания (озера Теке, Селекты в Казахстане).

Подпрудные озера образуются в горах, часто после землетрясений, в результате обвалов и оползней, перегораживающих речные долины. Самое известное из них – Сарезское образовалось в 1911 г. после схода из-за землетрясения гигантского оползня, запрудившего реку Мургаб на Памире.

В долинах равнинных рек самыми многочисленными являются пойменные озера-старицы характерной подковообразной формы, образующиеся в результате периодического спрямления излучин в руслах извилистых рек и их обособления от речных течений. При пересыхании рек их плесовые лощины сохраняются в виде бочагов – речных озер; в дельтах рек возникают мелкие озера-ильмени на месте протоков, часто поросшие тростником и камышом (ильмени Волжской дельты, озера Кубанских плавней).