СУДОХОДНЫЕ ОЗЕРА
Озером называется естественная впадина на поверхности суши, заполненная водой.
Впадина — озерная котловина, может быть простой или сложной, включающей несколько впадин и возвышений. Некоторые возвышения, поднимаясь над поверхностью воды, образуют острова; возвышения, не доходящие до поверхности воды, образуют банки. В озерах, имеющих сложные очертания в плане и пересеченный рельеф дна, выделяются плесы, заливы, бухты, губы.
Озера питаются водами атмосферных осадков, выпадающих на их зеркало и на поверхность их бассейнов.
По водному балансу озера подразделяются на бессточные и сточные.
Бессточные озера не имеют ни поверхностного, ни подземного стока и теряют воду практически только на испарение.
Сточные озера имеют поверхностный или подземный сток. Среди сточных озер выделяются проточные. В них обычно заметно течение, связанное с режимом впадающих и вытекающих рек.
Изменения и колебания уровней в озерах происходят от изменения водного баланса и движения воды при ветре, волнении и изменении атмосферного давления. Максимальные уровни воды в результате изменения водного баланса наступают в конце весны — начале лета, а минимальные уровни бывают большей частью в конце зимы. Амплитуда колебаний уровня крупных озер (Ладожское, Онежское) редко превышает 1 м, а у меньших (Кубенское) составляет 2,5—3,5 и даже 4—6 м (Ильмень).
Уровень одного и того же озера в различные годы может сильно изменяться в зависимости от особенностей метеорологических условий отдельных лет.
Под воздействием ветра, дующего сравнительно продолжительное время в одном направлении, у одного берега возникает сгон воды (понижение уровня), а у противоположного — нагон (повышение уровня). Нагоны особенно велики в узких и мелких заливах и в вытянутых по направлению ветра озерах. Так, у южных отмелых берегов Ладожского озера они превышают 2 м, а у приглубых северных достигают лишь значительно меньших величин. Наибольший подъем уровня бывает в начале нагона.
В результате изменения атмосферного давления над отдельными участками озера на одном участке уровень повышается, а на другом (с повышенным давлением) понижается. Разность уровней воды при этом бывает от нескольких сантиметров до 1 м.
Волнение (размеры ветровых волн) в основном зависит от скорости ветра, продолжительности его действия, глубины водоема и пути, пройденного волной от места ее возникновения (или разгона волны). Величина волны характеризуется длиной, высотой и крутизной.
Длиной называется расстояние между двумя соседними гребнями или впадинами (подошвами) волны, высотой — расстояние по вертикали между подошвой и гребнем волны. Отношение длины волны к ее высоте называется крутизной волны.
Длина волн на крупных озерах достигает 15—30 м, а высота — 3—4 м. При увеличении скорости ветра и разгона длина и высота волн увеличиваются.
На глубинах, равных или меньших половины длины волны, вследствие трения о дно изменяются форма и размеры волн, часть волновой энергии тратится на преодоление трения, гребень волны обгоняет подошву и обрушивается вперед, волна разрушается. Такое разрушение, происходящее у берега, называется прибоем, на мелях в удалении от берега — буруном.
В различных частях озера могут наблюдаться колебания уровня воды, происходящие в связи с резкими изменениями атмосферного давления. Такие колебания называются сейшами. При сейшах происходит подъем уровня воды у одного берега озера и одновременное снижение уровня у противоположного. Сейши представляют собой как бы стоячие волны.
Течения в озерах бывают дрейфовые и градиентные. Первые возникают от воздействия ветра на поверхность воды, вторые— в результате разности гидростатического давления в разных точках одной и той же горизонтальной плоскости вследствие изменения наклона поверхности воды в озере.
Направления и скорости дрейфовых поверхностных течений зависят от силы и направления ветра. Вблизи берегов чисто дрейфового течения не наблюдается, так как в этих местах происходят нагон или сгон, вызывающие градиентное течение, накладывающееся на дрейфовое.
Градиентные течения в озерах обладают обычно значительно меньшими скоростями, чем дрейфовые. В проточных озерах среди градиентных течений наибольшую роль играют стоковые и сгонно-нагонные. Стоковые течения имеют сезонную периодичность в связи с колебаниями стока рек. Наибольших скоростей они достигают в периоды половодий и паводков. Так, на оз. Байкал воды Селенги обнаруживаются на расстоянии 30 км от ее устья.
В случае совпадения направлений речного стока и ветров они могут образовывать временные или постоянные течения (как, например, на оз. Балхаш), проходящие по всему озеру. Ветер, противоположный стоку, ослабляет стоковое течение. Стоковые течения могут быть поверхностными и глубинными.
Режим сгонно-нагонных течений связан с повторяемостью и силой ветров различных направлений.
Термический режим озер обусловлен приходом и расходом тепла по времени и распределением его в водной массе и котловине.
На заметку: Сайт ПГСХА приглашает в свои ряды студентов и абитуриентов.
Температура замерзания воды в озерах несколько ниже 0°С вследствие ее минерализации. Для возникновения внутреннего льда вода должна быть переохлаждена ниже температуры замерзания. Переохлаждению ее и образованию внутреннего льда способствует ветер.
На мелководных участках и прибрежных отмелях озер перемешивание воды ветром происходит до дна и при соответствующем переохлаждении ее образуется донный лед. Наиболее интенсивно он возникает на песчаных и каменистых участках.
В безветренную морозную погоду на поверхности озер возникает сало, которое при дальнейшей тихой погоде утолщается и превращатся в ледяной покров. При ветрах сало разрушается, и небольшие льдинки от столкновений между собой сбиваются и образуют блинчатый лед, отдельные куски которого достигают толщины до 10, а по диаметру до 50 см. При смерзании и нарастании блинчатого льда возникают отдельные плавающие льдины и ледяные поля.
У берегов в результате более интенсивного охлаждения из кристаллов льда и сала образуются забереги. При сильных ветрах забереги взламываются, частью нагромождаются на берега, а частью попадают в озеро и при последующем смерзании образуют торосистый лед.
Дальнейшее выхолаживание озера приводит к нарастанию заберегов по площади, смерзанию их с плавающими льдами и покрытию озера сплошным льдом.
Под воздействием ветра нередко происходит разрыв ледяного покрова, надвигание оторванных льдин на берега или другие участки льда, образуются торосы.
Понижение уровня вызывает оседание части льда на берега и разрывы его на границах осевшего и плавающего льда.
Толщина льда на озерах России колеблется от нескольких сантиметров в районах с неустойчивой и мягкой зимой до 1,5—2 м и более в условиях сурового континентального климата.
Вскрытие озер происходит под влиянием повышения температуры воздуха, воздействия ветра и колебаний уровней воды. На малых озерах вскрытие и очищение от льда происходят почти исключительно за счет повышения температуры воздуха; лед тает на месте. На крупных озерах при ветре наблюдается дрейф льда, а на некоторых из них — и вынос его вытекающими реками.
Продолжительность промежутка времени между вскрытием и очищением ото льда на крупных озерах зависит от метеорологических условий данного периода.