Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

поверхностные распресненные слои. На глубине создается застой­ ная зона, лишенная кислорода.

Соленость и солевой состав воды в озерах испытывают сезонные и многолетние колебания. В сточных озерах эти колебания тем за­ метнее, чем больше водообменность озера. В сильно проточных озе­ рах гидрохимический режим близок к речному. Бессточные озера засушливых областей умеренного климата весной сильно опресня­ ются при заполнении талыми снеговыми водами, летом происходит осолонение. Многолетние колебания химического состава тесно свя­ заны с циклическими колебаниями увлажненности больших терри­ торий, изученными А. В. Шнитниковым.

Значительные изменения в составе вод озер наблюдаются под влиянием хозяйственной деятельности, особенно при сбросе в озеро сточных вод промышленных предприятий. При отсутствии очистки этих вод озера загрязняются.

§ 193. Минеральные (соляные) озера, их типы и распространение

Вода минеральных озер называется р а с с о л о м или р а пой . Содержание ионов в рассолах обычно близко к насыщению. Пере­ насыщение их приводит к кристаллизации и осаждению солей (садке солей). Процесс этот сложный и является предметом само­ стоятельного исследования.

В зависимости от концентрации солей, их растворимости, темпе­ ратуры рапы происходит осаждение одной или последовательно не­ скольких солей. Минеральные озера, в которых происходит садка солей, называются с а м о с а д о ч н ы м и . Озера, в которых весь год сохраняется рапа, называются р а п н ы м и, пересыхающие озера — с ухи м и. Соляные отложения в озерах подразделяются на новосадку, старосадку и корневую соль. Новосадка — соль, выкристал­ лизовавшаяся из поверхностной рапы и осевшая на дно озера в дан­ ном году. При изменении физико-химических условий в этом же году она может вновь перейти в раствор. Нерастворившаяся ново­ садка уплотняется и переходит в слоистые отложения — старосадку, сохраняющуюся из года в год. При дальнейшей перекристаллиза­ ции старосадки образуется корневая соль. В некоторых соляных озерах накапливаются тонкодисперсные илы, известные под назва­ нием лечебных грязей. Такие озера называются г р я з е в ы м и .

Химический облик рапы и донных отложений определяют основ­ ные компоненты, те же, что и в пресных водах. По преобладанию одного из анионов выделяются три типа озер: карбонатные, суль­ фатные и хлоридные.

Среди карбонатных озер наибольшее распространение имеют со­ довые озера (например, ряд озер Кулундинской степи, озеро Ван в Турции, некоторые озера Бурятской АССР).

Сульфатные озера характеризуются высоким содержанием сер­ нокислых соединений солей Mg и Na. В них чаще осаждается мира­ билит (Na2SO4-10 Н20 ) и эпсомит (MgSC>4*7 Н20 ). В СССР при­ мером сульфатных озер служат озера Кучукское и Кулундинское,

озера в районе г. Черкесска (Северный Кавказ), некоторые озера Бурятской АССР, залив Кара-Богаз-Гол.

Хлоридные озера отличаются высоким содержанием хлористого натрия (озера Эльтон, Баскунчак, Индер, причерноморские озера в Крыму — Сакское, Сасык, прииртышские озера в районе г. Пав­ лодара, южноастраханские озера и др.).

По происхождению рапы минеральные озера подразделяются на морские и континентальные.

Вода озер морского происхождения, первоначально близкая по своему составу к морской воде, постепенно под влиянием климата и материкового стока метаморфизируется. Возникают озера хлормагниевые (Баскунчак, Куяльницкий лиман), хлоркальциевые (оз. Кала) и др.

Накопление солей в озерах континентального происхождения со­ вершается постепенно за счет растворения солей, рассеянных в по­ родах и почвах, слагающих водосборный бассейн, подземными и по­ верхностными водами. Часть минеральных озер континентального происхождения тесно связана с соляными куполами и соленосными толщами, располагающимися на поверхности или в недрах на раз­ личных глубинах. Таковы многие озера Прикаспийской низменно­ сти, Таджикистана, Восточной Сибири, озера Урало-Эмбинского района.

Под влиянием гидрометеорологических факторов солесодержание в озерах меняется. Эти изменения возможны в течение года со сменой сезонов и в многолетнем периоде в связи с колебаниями климата и общей увлажненности бассейнов озер. Изменение солесодержания влечет за собой ряд сложных химических реакций об­ мена и метаморфизацию солевого состава. Озера могут переходить из одного типа в другой. Так, хлоридное озеро может возникнуть из сульфатного, а последнее из карбонатного. Это связано с лучшей растворимостью хлористых солей по сравнению с сульфатными, а сульфатных по сравнению с карбонатными и более ранним выпа­ дением последних в осадок.

По М. Г. Валяшко, переход из одного типа в другой может быть представлен по следующей схеме:

Усыхание-V

Карбонатный тип сульфатный тип хлоридный тип -«-Увлажнение

Зависимость минерализации воды озер от физико-географиче­ ских условий и особенно от климата определяет географическую зо­ нальность в распределении соляных озер по земной поверхности. В Советском Союзе полоса соляных озер тянется от низовий Дуная на западе до Тихого океана на востоке, располагаясь главным об­ разом в зонах степей, полупустынь и пустынь. В этой полосе нахо­ дятся крупные озера — моря Каспийское, Аральское, оз. Балхаш и многие мелкие, порой временные соляные водоемы. Наиболее се­ верное положение в этой полосе занимают карбонатные озера.

К соляным озерам за пределами Советского Союза относятся крупные озера Тибета — Тенгринор, Кукунор и др.

Небольшие группы соляных озер в Советском Союзе распола­ гаются и значительно севернее указанной зоны. Они связаны с ме­ сторождениями ископаемых солей. Таковы озера Лено-Вилюйской впадины, озера в бассейне Кулоя, Бахмутской котловины, озера у г. Славянска, Старой Руссы и др.

Наибольшее промышленное значение имеют часто встречаю­ щиеся в самосадочных соляных озерах галит (NaCl), сода (КагСОз10 Н20 ), мирабилит (Na2S 0 4- 10 Н20 ), эпсомит (M gS04X Х7 Н20 ), астраханит (Na2S 0 4M gS04 • 4 Н20 ), гипс (CaS04-2 Н20 ) и др.

§ 194. Газовый режим

Наибольший интерес в газовом режиме озерных вод представ­ ляет режим растворенного кислорода 0 2, свободной углекислоты С 02 и сероводорода H2S.

Газовый режим в озере, так же как и в море, тесно связан с тер­ мическим и биологическим режимом озера. Распределение газов по глубине иногда приобретает довольно сложный характер, объясняе­ мый индивидуальными особенностями озера.

Возерах умеренной зоны выявлены следующие закономерности газового режима.

Вбольших и глубоких озерах (олиготрофного типа, см. § 196)

сотносительно низкими температурами воды в течение большей ча­ сти года и малым количеством биогенных элементов режим газов, в частности режим растворенного кислорода, связан с термическим режимом водоема и условиями перемешивания в нем. Общее абсо­ лютное содержание кислорода 0 2 мг/л в водах этих озер повышен­ ное и близкое к насыщению.

Максимальной концентрации кислород достигает в предледо-

ставный период, что соответствует хорошей его растворимости при низкой температуре. Распределение растворенного кислорода по глубине подчиняется распределению температуры воды в озерах. В период весенней и осенней гомотермии кислород распределяется равномерно во всей толще. Летом кислородный максимум несколько смещается вглубь (рис. 136).

Концентрация С 02 в этих озерах по абсолютной величине неве­ лика: с глубиной она возрастает. Но по отношению к величине, ко­ торая должна бы быть при данной температуре, этот газ всегда содержится в избытке. Эффект воздействия биологических процес­ сов в данном случае оказывается большим. Примером озер данного типа служат Телецкое, Онежское, Ладожское, небольшие горные озера.

В мелких, хорошо прогреваемых озерах (евтрофного типа), с обилием водных растительных и животных организмов и богатых органическими остатками, режим газов определяется биологиче­ скими процессами, протекающими во всей толще воды и в илах.

Летом во многих случаях в распределении кислорода наблюдается отчетливо выраженная стратификация, аналогичная температурной стратификации. От сильно насыщенных кислородом верхних слоев воды концентрация его убывает с глубиной (рис. 137). В неглубоких озерах окислительные процессы в придонных слоях и илах бывают настолько интенсивными, что образуется дефицит кислорода.

В слое металимниона летом возможны случаи резкого наруше­ ния типового хода изменения концентрации кислорода с глубиной.

Возможно как перенасыщение, так и дефицит его в этом слое. Пере­ насыщение обычно вызвано фотосинтезом. Одной из причин мини­ мума кислорода в слое металимниона может быть накопление в этом слое легко окисляющихся веществ, задерживающихся в своем па­ дении из верхнего слоя на границе с холодным слоем вследствие повышения его устойчивости.

Зимой, при ледоставе, приток кислорода становится ничтожным.

Кконцу зимы содержание его уменьшается как в эпилимнионе, так

ив особенности в нижних слоях озера. Интенсивное потребление кислорода в гиполимнионе может привести к полному его уничто­