Минерализация меняется в широких пределах и может достигать 300 -350 г/кг, образуя рассолы, во много раз превышая солёность морской воды. К основным ионам, присутствующим в озёрной воде в больших количествах относятся: НСО;, СО2'SOl~, СГ, Са2*, Mg2*, Na*, К*. Микроэлементы содержатся в воде в малых количествах. Распределение ионов подчиняется географической зональности и связано с ионным составом речных и подземных вод. Например, в зоне тундры и Евразии преобладают ионы кремния, в лесной зоне Северного полушария ЯС03", Са2*, степной зоне

SO2'у HCOj, Na*, в зоне полупустынь и пустынь СГ.

Одним из важнейших факторов накопления солей в озёрной воде является наличие или отсутствие стока из озера. В сильно проточных озёрах накопление солей незначительно, но по мере уменьшения стока из озера их количество возрастает и достигает некоторой предельной величины, определяемой равновесной системой прихода и расхода солей. Поэтому

О

КС О

о И

§ I 1" О-.

о ев

с е

W о,

а

ев

и

ев

В я ч

Я

я

ев

О Ч О.

и

о

ЬЙ

о

я

S

&

О св Ч О, О >>

О

я 5

&й

о

Оч

я

Я " RC я о . а ft "

х й S

IBS

"я s

S ой

* § й 8 " S

_ Я о

св g н

:D Ч О, со >" св св

я" 9" " я

я й о

Р S §

* Ч^ " о я

goo

I & S

V (Г) о

о* (c) ю " О я

? R" "

R о о

Л О О

Я У s S> S е§

§ §"

.. я

св 2

о "

i-Q Он

ч u -

о

Я"

Н § ^ о

я §

аГ св

о

св

Он

? в?

о " О

О

с

I

о

о Ч

CJ

Я Я S

Он

(c) В R я ч я я

ч ~ Р

а ё -

X

ев св св со

О w w "

>Я св W

а.

О я

" я

о о

* св

| " Я

О ?

о Л

св о

R К

* • *

св Я

Он св

:а> 03

со

о и

я а>

S ю о о ч о

PQ

Ч d о a

Я

" 1С

С с

св

о о

н О

н о

CD

ч о

ООО

^2 "

о

Я

о о

I

о

I

о

Я" Й

н я

" я

^ р

R о

о

я

О ч2о

ю о

а> 3 я ч о

и

ЬЙ

а,

н

св У 3

св

Я Ч Я Я св

^ О

ч о и

:а> го О

Si ев 3 Си S

Я ЕГ О

н

Р 2

О

и

U Я Я 03 -Он св

О

ю

я

св О

ч

св Ч

Я а> я ч

(L>

О 4)

О

ft а о О я и

св

я

Я

ч

к я

g S S -

>

ев

Он

: со

U

Я Р О Й 4 3 я

о о

ю ю

о к

S о

я

ей О

н ч

я о

sr "

о о св

а> 3

В

я

со Я св

(S-

О)

я о я

Я"

Ьй

наибольшая минерализация воды отмечена на бессточных озёрах, в которых аккумулируются все приносимые в них соли. Поступление, расходование и аккумуляция солей определяется солевым балансом, который полностью зависит от водного. Уравнение солевого баланса за время Г имеет вид:

Jr = $* +s*o +Sep-Scm-S,-Sa -SK, (2.22)

где: - соли, вносимые притоками, мг/л;

Sao - соли, вносимые атмосферными осадками и пылью, мг/л;

Sep - соли, вносимые грунтовыми водами, мг/л;

Scm - соли, вынозсимые стоком вытекающих рек, мг/л; S3 - соли, выносимые ветром с водяными брызгами, мг/л;

Бф - соли, выносимые фильтрующими водами, мг/л;

See - соли, выпадающие в осадок и накапливающиеся в водоёме, мг/л. Ввиду того, что гидрологические характеристики озёр (проточность, водообменность, уровенный режим) вместе с гидрохимическим и гидробиологическим режимами, определяются (помимо климатических условий и факторов подстилающей поверхности) ещё и величинами их удельных водосборов, Ю.П. Антошенковым [37] установлена зависимость между минерализацией воды и удельными водосборами озер, расположенных в разных географических зонах (Рисунок 2.9). Эта связь, по мнению её исследователя, гиперболического вида, прослеживается во всех типах ландшафта и наиболее отчётливо - в засушливых. С увеличением сухости ландшафтов величины нижних пределов минерализации озёрных вод и удельных водосборов возрастают.

По степени солёности воды водоёмов делятся на 4 группы:

а) Пресные с минерализацией до 1 %о (предел вкусового ощущения);

б) Солоноватые от 1.0 %> до 24.7 %о (точка совпадения температуры

наибольшей плотности и температуры замерзания воды);

в) Солёные от 24.7 %о до 47 %о (наибольшая солёность Мирового океанов);

г) Соляные или минеральные - более 47 %о.

мг/т

к

Рисунок 2.9 - Характерные типы связи средней многолетней минерализации с величиной удельного водосбора озёр некоторых ландшафтов умеренного пояса (1 - хвойные леса; 2 - лесостепь; 3 - степь; 4 - полупустыни и пустыни)

Большое значение в формировании индивидуальности озера играет его принадлежность к одному из существующих воднобалансовых типов, среди которых: сточные, периодически сточные и бессточные водоёмы.

Распределение их по территории зависит от особенностей климата и строения озёрных систем (имеется в виду озеро и его водосбор). Например, в проточных озёрах зоны избыточного увлажнения циклические колебания значительной длительности проявляются лишь на сглаженных кривых, а в бессточных озёрах зоны недостаточного увлажнения они видны непосредственно на графиках ежегодного хода уровня воды. Причины такой разной реакции озёр на изменение климатических условий заключается в различии водного баланса сточных и бессточных озёр. В то время как в бессточных озёрах в маловодные периоды уменьшение запасов воды (и соответственно понижение уровня) происходит за счёт снижения притока и одновременно повышения испарения, в проточных озёрах при малом притоке в озеро сокращается и расходная статья баланса - сток из озера. В результате этого в маловодные периоды бессточные озёра теряют относительно больше воды, чем проточные. При наступлении средней или многоводной фазы их уровень восстанавливается чрезвычайно медленно. Поэтому, основная цель настоящего раздела - разработка схемы пространственного распределения воднобалансовых типов озёр. При этом, отнесение озера к тому или иному типу связано с оценкой структуры водного баланса (ВБ).

Воднобалансовый тип озера можно определить решая уравнение его равновесного ВБ представленного в единицах объёма:

Wnp+Woc-Wcm-Wucn=0 (2.23)

Переведя составляющие уравнения (2.23) в единицы слоя получим:

RnpK+Po-Rcm-E03=0 (2.24)

Решая уравнение (2.24) относительно К и принимая Rcm равным нулю (условие при котором озеро становится бессточным), получим выражение для некоего критического значения удельного водосбора (К^):

(2.25)

Или

(2.26)

где с; - переходный коэффициент, учитывающий разницу количества осадков выпавших на озеро и на его бассейн. Если К некоего исследуемого озера больше то озеро сточное, иначе бессточное. Колебания климата вызывают изменения Е03У Р^ R6, Рб и соответственно К, что и приводит к существованию типа периодически сточных озёр. Отрицательное значение Ккр, соответствующее зоне избыточного увлажнения, характеризует такую величину удельного водосбора, при котором озеро будет бессточным лишь в случае исключения из приходной части водного баланса притока, обусловленного выпавшими на его водосбор осадками (поэтому со знаком минус).

Исходя из формулы (2.25) видно, что при одной и той же величине разности Еоз ~ Ро, с увеличением притока воды в озеро Rnp - значение убывает. То же может происходить и при возрастании F03 по отношению к F&. Исходя из этого можно сделать вывод, что Кщ, будет убывать с увеличением степени увлажненности исследуемой территории и увеличиваться с её уменьшением. При нулевом значении Ккр все озёра будут сточными даже при отсутствии бассейна.

Географическое распределение воднобалансовых типов озёр можно представить в виде карты изолиний К^. Подобные карты строили Б.Б. Богословский [38], М.Ф. Веселова [39]. Б.Б.Богословский представил схемы размещения сточных и бессточных озёр при разных значениях 1/Кщ, для части рассматриваемой территории. М.Ф. Веселова построила карту изолиний К,ф при которых озёра становятся бессточными. В обоих случаях использовались средние многолетние значения составляющих водного баланса.

Построение карты изолиний Ккр возможно при условии зональности членов правой части уравнения (2.25) и независимости их от особенностей строения озёрных систем. Однако Е03, Ро, Rg зависят от размеров озера и его бассейна. Исследование этих зависимостей позволило сделать следующие выводы:

а) осадки на поверхность озера, по сравнению с окружающей

местностью, уменьшаются вследствие наличия плювиометрической

депрессии. Однако по исследованиям А.А. Натрус, результаты которых

приведены в [30], уменьшение происходит лишь над большими

акваториями и, как правило, не превышает 5 - 6 %, следовательно для

исследуемых озёр Р0 можно принять зональным и независящим от Fo\

б) сток для рек с малыми бассейнами в зоне недостаточного

увлажнения требует введения поправок т.к. он отличается от зональных

значений (азональный). Однако согласно [40] наибольшее значение таких

малых площадей составляет 3000 км (юг Западной Сибири и Казахстана),

что позволяет считать сток рек с площадями водосборов от 3000 км до

значение 50000 км2 соответствует величине площади водосбора при

которой он находится в одной географической зоне, т.к. площади выше

этого значения являются уже полизональными;

в) испарение с поверхности озёр является зональной величиной, но

также существенно зависит от размеров озера [41].

Как указывалось ранее, предполагаемые карты должны строится по

зональным данным и отражать соответствующие изменения зональной

физико-географической величины по рассматриваемой территории.

Требования, которых необходимо придерживаться при построении карт,

являются общими для карт, представляющих изолинии физико-

географических характеристик. Одним из главных условий при этом является