Исследование антропогенного влияния на изменение природы озер. Выработка научных основ охраны водоемов. Характеристика морфологии озерной котловины (ванны). Особенности формирования берегов. Генетические классификации озер. Оптические явления в озерах.
Аннотация к работе
Гидрология суши, в свою очередь, по объектам исследования подразделяется на гидрологию рек (устаревшее название - потамология от греч. ??????? "река"), гидрологию озер (иногда называемую также лимнологией от греч. ????? "озеро" или озероведением), гидрологию болот и гидрологию ледников. Все процессы, происходящие в озерах, - геологические, физические, химические, биологические - она изучает комплексно, во взаимосвязи с водосбором озера. В каждой озерной котловине выделяются надводные (склоны и береговые отмели) и подводная (литораль, или подводная аккумулятивная терраса) части, а также ложе (профундаль) (см. С момента заполнения котловины водой основную роль в ее преобразовании играет динамика водной массы (волны, течения, колебания уровня) в сочетании с внешними климатическими и гидрологическими факторами (приток и сток из озера, ветры). В каждой озерной котловине выделяются надводные (склоны и береговые отмели) и подводная (литораль, или подводная аккумулятивная терраса) части, а также ложе (профундаль).Первые классификации генетических типов озер относятся к ранним периодам развития лимнологии. Как правило, они основывались на убеждении, что происхождение озерной котловины определяет основные типические особенности озера. Только на ранних стадиях развития морфология озера полностью определяется происхождением, во время дальнейшего развития различия между генетическими типами могут исчезать. За более чем столетнюю историю разработки генетических классификаций озерных котловин было предложено несколько десятков классификаций озер мира (Форель, 1912; Первухин, 1937" Богословский, 1960; Пармузин, 1975; Квасов, 1986; Лесненко, 1989; Показеев, Филатов, 2002; Penk, 1894; Hutchinson, 1957) и на региональном уровне (Анучин, 1896; Жадин, Герд, 1961, Литинский, 1962; Лесненко, 1966; Бискэ, Лукашов, 1970; Якушко, 1971 1981 Сваричев - ская, 1978; Филонец, 1981, Севастьянов, Цэрэсодном, 1994 и др.). Речные (водно-эрозийные и водно-аккумулятивные) и у побережий морей и крупных озер Возникают в результате русловой эрозии рек и побережья морей (старицы, плесовые озера, дельтовые, лагуны и лиманы морских побережий).Прозрачность определяют диском Секки, обычно диаметром 30 см. Дистиллированная вода имеет сине-голубой цвет, но в воде озер всегда есть взвешенные частицы, детрит, фито - и зоопланктон, растворенные окрашенные органические вещества, которые вызывают изменение цвета воды от сине-голубого, синевато-зеленого, зеленого, желто-зеленого, желтого, желто-коричного и до коричневого. Принимая во внимание роль оптических свойств воды для жизни водоемов и на основании анализа соотношения прозрачности воды, определенной белым диском в летний период, и средней глубины (НПРУНСР.) в 1367 озерах, установили, что это соотношение изменяется от 0,02 до 4,40. Отношение величины прозрачности по белому диску к средней глубине озера можно назвать коэффициентом относительной прозрачности. Николаев (1975, 1978) предлагает делить озера также на два типа: "водоемы, в которых биологическое преобразование веществ и поток энергии идут, в основном, через планктоническое сообщество, можно назвать планктотрофными, а водоемы с преобладанием бентических сообществ - бентотрофными".Лимнология (греч. ????? - озеро, ????? - учение) или озероведение - раздел гидрологии, наука о физических, химических и биологических аспектах озер и других пресных водоемов, в том числе и водохранилищ. Озера относятся к числу важнейших элементов природных ландшафтов. Их роль в жизни человека определяется в первую очередь большими запасами пресной воды. В целом же озера участвуют в перераспределении максимального весеннего стока половодья на летний меженный период. Озера задерживают часть твердого стока, регулируют химический сток.Географическое положение и морфометрические показатели озер.
План
Содержание
Введение
1. Озерная чаша (котловина)
2. Генетические классификации озер
3. Оптические явления в озерах
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Введение
Гидрология - наука, изучающая природные воды Земли и процессы, в них происходящие. По объектам исследования в гидрологии выделяют три большие части: гидрологию суши, гидрологию океанов и морей, гидрологию подземных вод. Гидрология суши, в свою очередь, по объектам исследования подразделяется на гидрологию рек (устаревшее название - потамология от греч. ??????? "река"), гидрологию озер (иногда называемую также лимнологией от греч. ????? "озеро" или озероведением), гидрологию болот и гидрологию ледников.
Изучением озер занимается наука лимнология (озероведение). Все процессы, происходящие в озерах, - геологические, физические, химические, биологические - она изучает комплексно, во взаимосвязи с водосбором озера. В нашей стране изучением озер занимается Институт озероведения РАН в Ленинграде и Лимнологический институт Сибирского отделения РАН в поселке Листвянке на Байкале. Большой вклад в развитие лимнологии внесли русские и советские ученые Д.Н. Анучин, Л.С. Берг, С.Д. Муравейский, Г.Д. Верещагин, Л.Л. Россолимо и другие.
В настоящее время важнейшей задачей изучения озер является исследование влияния антропогенного, т.е. являющегося результатом деятельности человека, фактора на изменение природы озер, выработка научных основ охраны водоемов. Для решения этих вопросов необходимо глубокое изучение биологических и химических процессов, определяющих скорость образования органического вещества и его разрушения.
Являясь составной частью природных ландшафтов Земли, озера оказывают заметное влияние на географическую оболочку. Они являются накопителями атмосферной влаги, регулируют водный режим рек, пополняют запасы подземных вод, создают озерный тип климата. Озера являются средой обитания определенных видов растений и животных.
1. Озерная чаша (котловина)
Озерные котловины (ванны) представляют собой отрицательные формы земной поверхности или углубление суши, заполненное водой и не имеющее взаимной связи с морем (чаще всего заполнена лишь часть котловины).
В период возникновения морфология котловины зависит главным образом от происхождения и специфики протекания геолого-геоморфологических процессов в данном регионе. В каждой озерной котловине выделяются надводные (склоны и береговые отмели) и подводная (литораль, или подводная аккумулятивная терраса) части, а также ложе (профундаль) (см. Приложение 1).
Озерные котловины (ванны) представляют собой отрицательные формы земной поверхности. В период возникновения морфология котловины зависит главным образом от происхождения и специфики протекания геолого-геоморфологических процессов в данном регионе.
С момента заполнения котловины водой основную роль в ее преобразовании играет динамика водной массы (волны, течения, колебания уровня) в сочетании с внешними климатическими и гидрологическими факторами (приток и сток из озера, ветры). Процесс преобразования (переработки) котловины происходит в течение более или менее продолжительного времени в зависимости от параметров водоема, геологического строения склонов. В целом он направлен на перераспределение вновь образованных рыхлых пород по принципу: разрушение - перенос - отложение - накопление - трансформация). Разрушительная деятельность проявляется преимущественно в прибрежной зоне. Образованный при этом материал переносится (смещается) и аккумулируется как на дне на месте разрушения, так и в глубь озера дифференцируясь по величине и глубине водоема. Перенос рыхлого материала сочетается с его отложением (аккумуляцией) в определенных участках прибрежной зоны. Наконец, процесс накопления вещества (стабилизация) свойствен главным образом глубоководным частям котловин, где происходит не простая механическая аккумуляция наиболее тонких глинистых частиц, а их преобразование и формирование органо-минеральных новообразований.
В каждой озерной котловине выделяются надводные (склоны и береговые отмели) и подводная (литораль, или подводная аккумулятивная терраса) части, а также ложе (профундаль).
Склоны определяются по преобладающим процессам (абразионные и аккумулятивные), по форме и высоте над урезом воды. Последние показатели характеризуют внешние признаки и особенности происхождения не только котловины, но и конкретного геоморфологического района. Для абразионных склонов характерны оползневые и даже обвальные процессы. Вдоль аккумулятивных склонов в приурезовой части котловины формируются пляжи.
Наиболее высокие и крутые абразионные участки широко развиты на моренных возвышенностях и донно-моренных равнинах, где котловины врезаны в толщу водоупорных суглинков. Значительные высоты отмечаются и в карстовых котловинах. Пологие склоны обычны для озер, расположенных среди низинного рельефа, и отличаются преобладанием аккумулятивных процессов.
По форме различают склоны выпуклые и вогнутые, прямые и ступенчатые. Преобладание процессов абразии способствует выработке вогнутого склона, в то время как задернованные, укрытые делювием склоны имеют выпуклый характер. Равное участие абразии и аккумуляции свойственно прямым склонам.
Многие озера отличаются развитием ступенчатых, террасированных склонов. Низкие террасы - аккумулятивные. Они возвышаются над уровнем озера на 1,5-2 м и менее и сложены песчано-супесчаными и иловатыми отложениями бывшей литорали. В редких случаях в разрезе террасовых отложений обнаруживаются слоистые и даже ленточные глины, прослойки озерного мергеля и включения болотной руды.
Образование низких террас обусловлено понижением уровня озер в недавнее, по-видимому, суббореальное время. Нередко террасы появляются при искусственном понижении уровня озер.
Естественная высокая терраса имеет пребореал-бореальный возраст и формировалась в результате резкого падения уровня озер, переживших этап расконсервации котловин. Поверхность террасы расположена на высоте от 4-5 до 10-12 м над современным уровнем. Она совпадает с поверхностью выравнивания, в которую врезаны озерные ванны. Высокую (вторую) террасу слагают не только озерные пески, но и ленточные глины, а также моренные завалуненные супеси. В этом случае террасу следует отнести к типу цокольных, или эрозионно-аккумулятивных.
В субатлантический период озера обнаруживают признаки трансгрессии (затопленные устья рек, заболоченные поймы, высокие береговые валы).
Особый объект изучения представляют прибрежные отмели и берега, т.е. части котловины, прилегающие к урезу воды и находящиеся в условиях переменного затопления и действия прибоя и течения в период высокого уровня.
В формировании берегов значительную роль играют направление и сила ветра, работа впадающих и вытекающих рек, развитие прибрежной растительности. Следует учитывать также деятельность человека (распашка, строительство гидросооружений, мелиоративная сеть и пр.).
В каждой озерной котловине можно выделить характерные элементы, которые зависят от генезиа котловины, истории ее развития, и особенностей гидродинамических процессов, происходящих в ней.
Озерное побережье - часть склонов котловины, непосредственно примыкающей к озеру, в пределах которой наблюдаются древние и современные формы рельефа, сформированные под воздействием водных масс.
Берег - часть побережья, в пределах которого идут процессы взаимодействия водных масс водоема с примыкающей к нему полосой суши.
Береговой уступ - крутой оголенный или прикрытый обвалами (осыпью) обрыв.
Береговой обвал (осыпь) - прилегающее к береговому уступу тело, образованное при овале или осыпании грунтов с берегового уступа и склонов котловины.
Береговая отмель - отмель, непосредственно примыкающая к берегу озера и сформированная под воздействием ветровых волн и течений. Прибрежная отмель озер, именуется литоралью, состоит из абразионной аккумулятивной частей. Соотношение ширины абразионной и аккумулятивной части литорали свидетельствует о степени устойчивости берега. Береговая отмель играет важную роль в жизни озер. Она является местом заселения высшей водной растительностью и отличается породами грунтов, которые ее слагают. Абразионная часть литорали представляет часть первоначального профиля склона котловины, образованной в результате его абразии. Аккумулятивная часть береговой отмели, лежит выше первоначального профиля берега и образовалась при аккумуляции продуктов абразии.
Пляж - часть абразионной отмели, которая образуется при наслоении аккумулятивного материала на урезе воды в месте обрушения волн. Он сложен слабо сортированным материалом и представлен песком и гравием. Пляж имеет определенный уклон и меняется в зависимости от гидродинамической активности водоема. Наиболее существенные изменения происходят на пляже в период волнения и шторма.
Основание (подошва) берегового уступа - нижняя граница берегового уступа. котловина озеро гидрология оптический
Внешний склон береговой отмели - наиболее крутая и отдаленная от уреза воды часть береговой отмели (литорали), которая находится ниже границы размывающего воздействия ветровых волн.
Ширина береговой отмели - расстояние между основанием берегового уступа и внешним краем береговой отмели.
Бровка берега определяется как точка но профиле берега, которая фиксирует границу между примыкающими к берегу склонами и зоной активного воздействия береговых волн.
Перемещение береговой линии - горизонтальный отрезок между современным основанием берегового уступа и точкой уреза при одном и том же уроне воды на первоначальном профиле берега. Такая характеристика является количественным показателем интенсивности береговой абразии и может оцениваться отступанием бровки берега, м/год. На искусственных водоемах применяется объемный показатель, м3/год.
Кроме литорали в озерах выделяют сублитораль и профундаль. В сложившейся практике профундаль и литораль объединяют в пелагиаль.
Большинство озер в плане имеют разную горизонтальную расчлененность, и во многих озерах, которые имеют сложное очертание, можно выделить отдельные части: плесы, заливы, бухты, губы. Кроме того, котловины озер, как правило, включают одну или несколько впадин и возвышенностей, некоторые из них могут возвышаться под поверхностью озера, образуя острова.
Из многообразия форм горизонтальной расчлененности озер по очертанию акваторий выделяют пять основных типов.
Первый тип - вытянутые озера - отношение длины озера к ширине не менее 4-5, до 20 и даже более.
Второй тип - лопастные озера, которые имеют сложное строение, с обособленными участками, большой расчлененностью и с островами.
Третий тип - овальные с лопастными отчленениями.
Четвертый тип - овальные озера - несколько вытянуты, коэффициент удлиненности 2,0-2,5 и более.
Пятый тип - круглые озера - чаще всего встречаются в зоне вечной мерзлоты (термокарстовые озера), некоторые вулканические озера имеют круглую форму.
Кроме того, озера могут быть полукруглые, эллиптические, прямоугольно-вытянутые, древовидные, в форме полумесяца, треугольника и других форм.
Водохранилища, создаваемые человеком для хозяйственного использования вод, могут быть озеровидными, речными, русловыми, долинными и сложной формы. По конфигурации выделяют
· округлые простые, · округлые сложные и другой формы.
Важной характеристикой озер является его географическое положение (широта, долгота), высота уреза воды под уровнем моря и отметка дна наибольшей глубины. Если последняя ниже уровня моря, нужно указывать величину криптодепрессии.
Морфометрия озер является частью геоморфологии озер и рассматривается как раздел озероведения для количественной характеристики форм и размеров котловины и объема занимающих их вод. Морфометрические показатели имеют первостепенное значение для лимнологических и гидробиологических исследований.
Основные морфометрические показатели для озер и их частей и способы их определения приведены в работе Г.Ю. Верещагина (1930), но в лимнологических и гидробиологических исследованиях чаще всего используют не более 10-30 параметров. Основные морфометрические параметры озер и способы их определения даны в таблице (см. Приложение 2).
Показатель емкости, или показатель формы озерной части в зависимости от величины будет изменяться от 1 (цилиндр.), 0,76 (полуцилиндр.), 0,50 (параболоид) до 0,33 (конус) и менее. Гидробиологи почти не пользуются определением площади дна озера, принимая площадь дна озера равной площади зеркала озера, но очень часто, когда дно неровное, много островов, она значительно больше. Так, в озере Исландии Thingvallavatn площадь дна озера больше зеркала озера на 32%.
Вывод
Лимнология (греч. ????? - озеро, ????? - учение) или озероведение - раздел гидрологии, наука о физических, химических и биологических аспектах озер и других пресных водоемов, в том числе и водохранилищ.
Озера относятся к числу важнейших элементов природных ландшафтов. Их роль в жизни человека определяется в первую очередь большими запасами пресной воды. Географическая роль озер заключается в нескольких аспектах.
Во-первых, в интегральном воздействии озер на сток. Озера являются природными регуляторами стока. В отдельных случаях озера при значительном испарении с поверхности их акватории уменьшается годовой сток. В целом же озера участвуют в перераспределении максимального весеннего стока половодья на летний меженный период. Озера задерживают часть твердого стока, регулируют химический сток.
Во-вторых, озера благоприятно воздействуют на микроклимат прибрежных территорий. Тем самым озерный фонд обладает значительными рекреационными ресурсами.
В-третьих, вместе с водным стоком в озера поступает большое количество веществ автохтонного и аллохтонного материала, который в процессе седиментогенеза трансформируется в особые образования, именуемые донными отложениями.
В-четвертых, в озерах создается специфическая среда для жизни организмов, именуемых гидробионтами, которые принимают самое активное участие в функционировании и эволюционном развитии их гидроэкосистем.
В современных условиях роль озер существенно возрастает. В условиях постоянного воздействия антропогенного фактора они остаются хранителями чистой пресной воды. Озера часто являются ядром особо охраняемых территорий - национальных парков, заповедников и заказников различного уровня.
Список литературы
1. Смирнов, Н.Н. Историческая экология пресноводных зооценозов / Н.Н. Смирнов. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. - 302 с.
2. Гидроакустический учет ресурсов байкальского омуля. /РАН, Сибирское отделение, Лимнологический ин-т, Иркутский научный центр, Байкальский музей; отв. ред.В.И. Кудрявцев, Е.В. Дзюба; рец.: Н.М. Буднев и др. - Новосибирск: Наука, 2009. - 156 с.
3. Даценко, Ю.С. Эвтрофирование водохранилищ / Ю.С. Даценко. - М.: ГЕОС, 2007. - 212 с.
4. Хомутова, В.И. История плейстоценовых озер Восточно-Европейской равнины / В.И. Хомутова [и др.]. - СПБ.: Наука, 1998. - 370 с.
5. Природа и хозяйственное использование озер Псковской и прилегающих областей / под ред.В.А. Исаченкова. - Псков: Псковское изд-во, 1971.
6. Хатчинсон, Д. Лимнология. Географические, физические и химические характеристики озер / Д. Хатчинсон. Сокращенный перевод с английского Г.В. Цыцарина и Г.Г. Шинкар. Москва. Прогресс. 1969.