Гидробиологические характеристики озер.
Растительные организмы создают органическое вещество, животные организмы питаются готовым органическим веществом.
Типы озер по условиям питания водных организмов:
1.Олиготрофные – с малым количеством питательных веществ и малой продукцией органического вещества; обычно глубокие, холодные, прозрачные, со значительным содержанием O2 по всей глубине (Байкал, Телецкое, Иссык-Куль).
2.Мезотрофные - занимающие промежуточное положение между олиготрофными и евтрофными озерами.
3.Евтрофные – с большим поступлением питательных веществ, интенсивным развитием растительных организмов, обуславливающих пересыщение кислородом поверхностного слоя в вегетационный период, а при их отмирании и разложении – его дефицит, чаще всего в гиполимнионе.
4.Дистрофные - с чрезмерным количеством органического вещества, продукты неполного разложения которого становятся вредными для жизнедеятельности водных организмов.
Процесс евтрофированияозер - повышение их биологической продуктивности в результате накопления биогенных элементов.
Наносы и донные отложения в озерах.
Наносы поступают в озеро с речным стоком, в результате разрушения берегов, отмирания живых организмов, эолового приноса. В проточных озерах часть наносов уходит с речным стоком, остальная часть осаждается, образуя донные отложения. Характеристикой содержания взвешенных наносов служит мутность (в г/м3), а также прозрачность – глубина исчезновения из поля зрения стандартного белого диска (диска Секки). В олиготрофных озерах она достигает десятков метров, а в мелководных озерах с илистыми грунтами, взмучиваемыми при волнении, иногда уменьшается до 10 см.
Донные отложения по происхождению слагающих их частиц делятся на терригенные, поступающие с водосбора и берегов озера; биогенные и хемогенные, образующиеся в результате биологических и химических процессов.
По составу донные отложения делятся на минеральные (песок, соли),сапропели (органические илы), представляющие собой уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения, торфянистые.
На литорали отлагаются в основном крупные минеральные частицы. По направлению к глубоким частям озера крупность частиц уменьшается, а в составе увеличивается доля органических веществ.
ГИДРОЛОГИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ.
Назначение водохранилищ.
Водохранилище – искусственный водоем, созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока. Небольшие водохранилища площадью <1км2 называют прудами (табл.10).
Комплекс гидротехнических сооружений при водохранилище – плотина, ГЭС, шлюзы, водосбросы – образуют гидроузел.
Виды использования водохранилищ:
1) водоснабжение – регулирование стока;
2) энергетика – регулирование стока и создание перепада уровня воды;
3) орошение – регулирование стока и повышение уровня воды для ее отведения по самотечным каналам;
4) судоходство – обеспечение необходимых глубин в пределах водохранилища путем создания подпора на реке, а ниже водохранилища путем попусков из него накопленной воды;
5) рыбное хозяйство – создание водоемов с благоприятными условиями для развития рыб;
6) рекреация – создание водоемов для купания, отдыха, водных видов спорта.
Таблица 10. Крупнейшие (по объему) водохранилища мира
| Водохра нилища | Страна | Река | Объем,км3 | Площ., тыс., км2 | Напор, м | Год заполнения | |
| полный | полезный | ||||||
| Виктория | Уганда, Танзания, Кения | Виктория–Нил | 68,0 | ||||
| Братское | Россия | Ангара | 48,2 | ||||
| Кариба | Замбия, Зимбабве | Замбези | |||||
| Насер | Египет, Судан | Нил | |||||
| Вольта | Гана | Вольта |
Классификация водохранилищ. Их морфометрические характеристики.
Типы водохранилищ:
1) по морфологии ложа: долинные, ложем которых служит часть речной долины (русло, пойма, участки надпойменных террас); котловинные, занимающие части озерных котловин (вместе с озером), изолированные понижения рельефа, искусственные выемки;
2) по способу наполнения водой: запрудные, которые создаются путем перегораживания русла (части долины) реки и заполняются ее водами; наливные, которые создаются путем обвалования участка земли или выкапывания углублений с наполнением водой из рядом расположенного водотока или водоема;
3) по высоте напора (разнице уровней воды непосредственно выше и ниже плотины) Нпл – высоконапорное (Нпл > 100м), средние – (Нпл от 10 до 100м), низконапорные (Нпл < 10м);
4) по степени регулирования речного стока – многолетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования.
Основные морфометрические характеристики водохранилища такие же, как у озер – объем, площадь, длина, максимальная и средняя глубина и ширина, площадь водосбора (бассейна). Специфическим является выделение технических уровней водохранилища и соответствующих объемов:
Нормальный подпорный уровень (НПУ) – наибольший уровень водохранилища, безопасный при длительном его стоянии для существования гидроузла.
Форсированный подпорный уровень (ФПУ) – уровень допустимого превышения НПУ (обычно на 0,5-1м) в течение короткого времени.
Уровень мертвого объема (УМО) – самый низкий уровень, предусмотренный проектом.
Объем воды между НПО и УМО –полезный объем водохранилища (Vплз), а ниже УМО – мертвый объем (Vмерт). Полный объем водохранилища Vвдхр = Vплз + Vмерт.
Верхней (по течению реки) границей водохранилища является место, где на естественное течение реки начинает сказываться влияние подпора от плотины при НПУ. При сработке (снижении) уровня водохранилища до УМО граница влияния подпора смещается вниз по течению реки. Участок между этими границами называется зоной переменного подпора.
Всю акваторию водохранилища называют верхним бьфом плотины, а участок реки ниже плотины, где заметно сказывается его влияние на температурный режим и русловые процессы в реке, называют нижним бьефом плотины.
Водохранилище Виктория котловинное. Оно включает в себя оз. Виктория, уровень которого повысился в результате создания плотины. Указанные объем и площадь водохранилища не учитывают естественные объем и площадь озера. Все остальные водохранилища, приведенные в таблице, долинные. Самое большое водохранилище в Европе – Куйбышевское на р. Волге (V = 58 км2, S = 5900 км2). Все перечисленные водохранилища предназначены для многолетнего регулирования стока.