Презентация на тему "Гидрология озер и водохранилищ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Гидрология озер и водохранилищ

• 
  Слайд 2

  Озеро

  • Озёра - котловиныили впадины земной поверхности, заполненные водой и не имеющие прямого соединения с морем.
  • Иногда, в отличие от текущих вод (рек), озера определяют как водоемы с замедленным стоком или с замедленным водообменом.
  • Искусственно созданное озеро называется водохранилищем.Если водохранилище имеет небольшие размеры, его называют прудом.Иногда прудами называют мелководные естественные озера, на площади которых распространена водная растительность.
• 
  Слайд 3

  Типы озер по характеру котловин

  • Плотинные, или запрудные
  • Котловинные
  • Смешанные
• 
  Слайд 4

  8 главных генетических типов озер

  • тектонические озера
    • располагающиеся в трещинах, сбросах, грабенах и отличающиеся значительной глубиной и размерами (Каспийское, Ладожское, Онежское, Байкал, Иссык-Куль, Севан, озера африканского грабена (Виктория, Ньяса, Танганьика и др.), американские Великие озера (Эри, Онтарио, Гурон, Мичиган, Верхнее))
  • вулканические озера
    • занимающие кратеры потухших вулканов или располагающиеся среди лавовых полей (распространены в районах современной или древней вулканической деятельности (Исландия, Италия, Япония, Камчатка, Закавказье и др.))
• 
  Слайд 5

  Котловинные озера

• 
  Слайд 6

  8 главных генетических типов озер

  • ледниковые эрозионные озера
    • возникшие в выпаханных ледниками котловинах на крупных кристаллических массивах (Кольский п-ов, Карелия, Скандинавия, Альпы, Кавказ)
  • ледниковые аккумулятивные озера
    • расположенные среди моренных, отложений областей древнего оледенения (Прибалтика, Канада, север США и др.);
• 
  Слайд 7
  

  • гидрогенные озера
    • связанные с эрозионной и аккумулятивной деятельностью речных и морских вод. К ним относятся старицы, плесы пересыхающих рек, озера речных дельт, озера морских побережий: лагуны — отчлененные от моря наносами заливы, лиманы — устьевые участки рек, отделенные от моря косами
  • провальные озера
    • (карстовые, суффозионные, термокарстовые), возникающие под действием подземных вод или при таянии льда в грунте. Карстовые озера образуются в районах залегания известняков, доломитов, гипсов (Урал, Крым, Кавказ). Суффозионные озера возникают в районах, где подземные воды вымывают и выносят некоторые цементирующие соли и мельчайшие частицы, вызывая просадки (типичны для юга Западной Сибири). Термокарстовые озера образуются в районах многолетней мерзлоты на участках протаивания ее и связанного с ним проседания грунта (Сибирь, Забайкалье, зона тундры);
• 
  Слайд 8

  Старицы

• 
  Слайд 9

  8 главных генетических типов озер

  • эоловые озера
    • водоемы, отгороженные песчаными дюнами или образованные в котловинах выдувания, созданных ветром (Казахстан);
  • запрудные (подпрудные) озера
    • возникающие обычно в горных системах в результате преграждения речных долин обвалами или оползнями (Сарезское озеро на Памире в долине р. Мургаб)
  • органогенные озера
    • образующиеся дамбами из растений внутри болот или среди коралловых построек (аттолов).
• 
  Слайд 10
  
• 
  Слайд 11

  Коралловые атоллы

• 
  Слайд 12

  Жизнь озера имеет начало и конец

  • Наносы рек + остатки отмерших растений и животных = озеро мелеет и превращается в болото
  • В небольших озерах осадки накапливаются тысячи лет, в глубоких – миллионы лет
• 
  Слайд 13

  Морфометрические характеристики озер

  • Площадь поверхности (зеркала) озера F (км2) — площадь водной поверхности без островов
  • Длина озера L (км) - кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга точками береговой линии водоема, измеренное по его поверхности
  • Ширина озера В (км)
    • средняя ширина Вср = F/L
    • максимальная ширина Вmax — наибольшее расстояние между берегами по перпендикуляру к длине водоема
  • Длина береговой линии L (км) измеряется по урезу воды (нулевой изобате)
  • Изрезанность береговой линии определяется как отношение длины береговой линии озера к длине окружности круга, имеющего площадь, равную площади озера
• 
  Слайд 14

  Водный баланс озер

  • Приход воды
    • поверхностный и подземный приток
    • выпадение атмосферных осадков на поверхность
    • конденсации водяного пара на его поверхности
    • Для небольших озер - скопления снега, переносимого ветром, в зарослях тростника, растущего по берегам
  • Расход воды
    • испарение с поверхности озера
    • поверхностный и подземный сток из него
  • Разность между приходом воды в озеро и расходом воды из него должна равняться увеличению или уменьшению запаса воды в озере.
• 
  Слайд 15
  

  В проточные озера с пресной водой не только не впадают реки, но и вытекают из него. Из соленых озер реки не вытекают.

• 
  Слайд 16

  Динамические явления в озерах - постоянные и временные

  • Постоянные
  • Течения, вызванные впадающей в озеро или вытекающей из него рекой (сточные течения)
    • Интенсивность таких течений определяется соотношением объема озера и расхода втекающей или вытекающей реки
• 
  Слайд 17
  

  • Временные
  • Течения
    • возникают под действием ветра - ветровые (дрейфовые) теченияоказывают особенно значительное влияние на характер физических процессов в озерах с большой площадью, плоской формой озерного ложа и малыми глубинами
    • вследствие неравномерного нагревания и охлаждения воды озера – возникают вертикальные (конвекционные) токи, оказывающие влияние и на горизонтальные перемещения водных масс
• 
  Слайд 18
  

  Ветровые волны в озерах отличаются от океанских размерами и формой

  • Максимальная высота волн на больших озерах не превышает 4 – 5 м, на малых – 0,5 м
  • Озерные волны круче морских, т.к. меньше по длине;
  • Обычно гребни волн не образуют правильной линии фронта, как в океане, а располагаются как бы в шахматном порядке
  • Волны в озерах сравнительно быстро развиваются и гаснут после прекращения ветра
  • На озерах больше, чем на морях сказывается влияние таких факторов, как размер водоема, глубина и рельеф дна
• 
  Слайд 19
  

  • Сейши - колебания всей массы воды, причем по поверхности ее не распространяется никакой волны
  • Причины возникновения - резкие изменения атмосферного давления и ветер, вызывающий сгонно-нагонный перекос (денивиляцию) уровня. После прекращения действия силы, вызвавшей денивиляцию, вся водная масса, стремясь возвратиться в состояние равновесия, приходит в колебательное движение, причем поверхность водоема приобретает уклон то в одну, то в другую сторону
  • Неподвижная ось, около которой колеблется зеркало озера, называется узлом
• 
  Слайд 20

  Сейши

• 
  Слайд 21

  Термический режим озер

  • Обусловлен приходом и расходом тепла во времени и распределением его в водной массе и котловине
  • Тепловой баланс озера
  • R ± LE ± P + Qпр- Qст±Qл ± ΔQв± ΔQг= 0
  • R — радиационный баланс
  • LЕ — потери тепла на испарение или приход его при конденсации водяных паров на поверхность водоема
  • Р — потери или приход тепла в результате турбулентного теплообмена поверхности воды с атмосферой
  • Qпр, Qст — тепло, приносимое притоком речных вод в водоем и теряемое со стоком из водоема
  • Qл— тепло, затрачиваемое на таяние льда или выделяемое при льдообразовании
  • ΔQв, ΔQг — изменения количества тепла за расчетный период в водной массе и донных отложениях.
• 
  Слайд 22

  Характеристика процесса нагревания и охлаждения воды в озерах

  • Т = 0 ÷ 4°С
  • Т с глубиной - обратная термическая стратификация
  • Т по всей толще воды озера - 4°С - явление постоянства температуры по глубине – гомотермия
  • Т > 4°С – Т с глубиной - прямая термическая стратификация
• 
  Слайд 23

  Слой температурного скачка

  • После того как установится прямая температурная стратификация, в течение дня верхние слои воды будут нагреваться, а ночью, когда нагревание солнцем прекращается, охлаждаться  выравнивание температуры поверхностном слое воды  на нижней границе этого слоя температура резко изменяется, образуя слой температурного скачка (металимнион)
  • Слоем скачка вся толща озерной воды разделяется на два слоя: верхний (эпилимнион) с малыми градиентами температуры из-за интенсивного перемешивания и нижний (гиполимнион) также с малыми градиентами, но, наоборот, обусловленными слабым перемешиванием.
• 
  Слайд 24

  Нагревание озера

• 
  Слайд 25

  Термоклин

• 
  Слайд 26

  Изменение температуры воды в озерах в течение года

  В годовом цикле изменения температуры воды можно выделить следующие периоды:

  1. весеннего нагревания
  2. летнего нагревания
  3. осеннего охлаждения
  4. зимнего охлаждения
• 
  Слайд 27

  Термические типы озер

  1. теплые с постоянной прямой стратификацией
  2. холодные с постоянной обратной стратификацией
  3. смешанные с переменной стратификацией по временам года
• 
  Слайд 28

  Ледовые явления. Замерзание

  • Замерзание озера может начаться только после того, как температура всей массы воды понизится до 4°С, а верхних слоев — до 0°С
  • Вначале лед образуется у берегов, на отмелях, в заливах, а затем ледяной покров распространяется и на более глубокие места
  • Увеличение толщины ледяного покрова сначала происходит довольно быстро, а затем постепенно замедляется и, наконец, совсем прекращается
• 
  Слайд 29

  Ледовые явления. Таяние

  • С установлением положительного теплового баланса происходит таяние и разрушение льда, а затем вскрытие озера
  • В проточных озерах лед может увлекаться рекой, вытекающей из озера (лед из Ладожского озера проходит по р. Неве и создает второй более поздний по времени «ладожский ледоход»)
• 
  Слайд 30

  Влияние озер на климат побережий

  • Это влияние определяется
    • размером водной поверхности озера
    • объемом его водной массы
  • Испарение с водной поверхности влияет на влажность воздуха приозерного района
  • Обладая большой тепловой инерцией, крупные, незамерзающие водоемы смягчают климат прибрежных районов
• 
  Слайд 31

  Химический состав озерной воды

  Определяется

  • составом воды притоков
  • составом питающих озеро подземных вод
  • связан с биологическими процессами, происходящими в озере
  • с комплексом физико-географических условий, характеризующих бассейн водосбора озера
  • наличие или отсутствие стока из озера
• 
  Слайд 32
  

  Минерализация озерных вод

  • от нескольких тысячных до 350 г на 1 кг раствора
  • Минерализация воды озер, имеющих сток, обычно не > 200—300 мг/л (Минерализация таких озер, как Байкал, Ладожское, Онежское, не превышает 30—100 мг/л)
  • Особенно бедны растворенными солями воды горных озер, а также воды озер, находящихся среди верховых сфагновых болот и питающихся почти исключительно атмосферными осадками
  • Наиболее богаты солями озера засушливых и полупустынных областей
• 
  Слайд 33
  

  3 основных типа минеральных озер:

  • карбонатные (содовые)
  • сульфатные (горько-соленые)
  • хлоридные (соленые)

  При изменении природных условий один тип может переходить в другойПо происхождению солевой массы

  • морские, образовавшиеся на месте отделившихся от моря заливов и лиманов
  • континентальные, солевая масса которых возникла за счет атмосферных осадков и стока вод суши
• 
  Слайд 34

  Озерные отложения

  • формируются в результате:
    • поступления в озеро речных и эоловых наносов и продуктов абразии (разрушения берегов (терригенные разрушения);
    • накопления продуктов химических реакций (хемогенные отложения);
    • отложения остатков отмирающих живых организмов (биогенные отложения);
  • Биогенные отложения подразделяются на:
    • минеральные остатки отмерших организмов
    • органические вещества.
  • Особо важная форма озерных отложений - сапропели (гниющий ил) - уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения.
  • Место образования сапропелей - тихие и достаточно глубокие водоемы с застойной или малопроточной водой
• 
  Слайд 35

  Основные особенности гидрологического режима водохранилищ

  • Водохранилища в долинах рек - русловые (речные) водохранилища (в условиях широких долин русловые водохранилища приобретают ясно выраженные черты искусственных озер)
  • В систему емкостей, регулирующих сток рек, включают естественные озера, в которых накапливают дополнительные запасы воды путем возведения плотин в истоке реки, вытекающей из озера - озерные водохранилища
• 
  Слайд 36
  

  • Режим уровней
    • Быстрое наполнение и сработка водохранилищ создают резкие колебания уровней (на водохранилищах малой (по отношению к притоку) емкости уровни могут изменяться в течение суток и даже нескольких часов)
  • Условия водообмена
    • Относительно большая проточность  высокие скорости постоянных течений (Даже в таком крупнейшем водохранилище, как Рыбинское, замена воды в пределах сливной призмы в среднем осуществляется примерно дважды в течение весны. Полная смена воды в пределах этого водохранилища в среднем осуществляется в течение годичного периода)
    • Быстрая смена водных масс большее выравнивание температуры в водохранилищах, чем в озерах меньший нагрев поверхностных слоев воды, чем на озерах той же площади, расположенных в однородных климатических условиях
• 
  Слайд 37
  

  Формирование берегов

  • Естественные озера в условиях равнинного рельефа имеют такие берега, на которых уже не происходят интенсивные процессы размыва, имеющиеся движения твердых частиц, образующих берег, обычно приводят к их перемещению в береговой зоне без существенного сноса в глубинную область
  • После создания водохранилищ ветровые волны (до 3 м) начинают интенсивно размывать склоны речной долины, которые до этого не соприкасались с водой и имели профиль, сформированный в условиях отсутствия постоянного воздействия воды  стремительное преобразование склонов
• 
  Слайд 38

  Формирование берегов водохранилищ

  Могут происходить обрушения берегов (даже в течение одного летнего сезона) на расстоянии нескольких десятков метров от первоначального положения. При этом высота откосов может достигать 40—60 м и более. Общая зона разрушения береговой области до момента образования более или менее устойчивых береговых очертаний может достигать нескольких (двух-трех) километров.