0. 5.7. Типизация озер по температурному режиму

По характеру температурного режима озера Беларуси разделяются на несколько групп.

К первой группе относятся ярко стратифицированные небольшие, но глубокие озера с низкими температурами года (Долгое, Гиньково). Летом средние температуры по линии максимальной вертикали опускаются до 8,5. На долю гиполимниона в это время приходится 30-50 % общего объема водной массы. Годовой тепловой бюджет этой группы озер максимальный в условиях Белорусского Поозерья (табл. 14).

Вторая группа включает значительные по площади, но слабо стратифицированные, средне- и неглубокие водоемы (Нарочь, Снуды). Доля гиполимниона в общем объеме воды не превышает 2—3 %. Несмотря на высокие летние температуры и большой объем, годовой теп­ловой бюджет их несколько ниже, чем озер первой группы.

К третьей группе принадлежат нестратифицированные мелководные водоемы различной площади (Баторин, Шо). Тепловой запас их отражает взаимодействие объема водной массы и степени ее нагревания в определенный период года. Тепловой бюджет таких водоемов меньше, чем тепловой бюджет озер первой и второй групп.

Несколько в особом положении находится четвертая группа небольших, средне- и неглубоких озер (Иодово, Губиза, Каймин). Озера этой группы отличаются резко выраженной летней стратификацией и низкими температурами гиполимниона. По морфологическим особенностям они приближаются к первой группе озер, что отражается и в повышенных показателях их годового теплового бюджета.

5.7 Течения в озерах

В малых озерах с продолжительностью водообмена до одного года развивается система стоковых течений. Примером стоковых течений может служить система циркуляции вод в высокопроточном оз. Ильменок. В зависимости от сезона ручьевые воды поступают в озеро со скоростью 0,12 до 0,60м/с. В водной массе озера ручьевые массы движутся к горизонту своей плотности. Так, в летний период речная вода с температурой 10-20⁰ С распространяется в слое температурного скачка в стратифицированных водоемах и у дна слабо стратифицированных. При средних годовых расходах воды 0.15 м³/с на скорость движения озерной воды влияет поступление поверхностных вод. В летний период этот фактор сказывается в месте впадения притоков до 10 м от устьев ручьев, а в периоды весеннего половодья и осенних паводков на расстоянии до 150 м. от устьев ручьев. В зимний период проточные воды движутся в верхних слоях подо льдом со скоростью 0.01-0,02 м/с.

В проточных и слабопроточных водоемах развивается система циркуляционных плотностных течений с малыми скоростями. При этом, в малых озерах преобладает циклональный перенос водных масс. Система циркуляции вод озер Медведно и Потех может являтся примером интегральных плотностных течений в малых водоемах реки Зап. Двины. Скорость развития ветровых течений определяется рядом факторов – скоростью и продолжительностью действия ветра, длиной разгона волн, ориентацией котловины по отношению к преобладающему направлению действия ветров. По нашим наблюдениям в водоемах с длиной разгона ветра не менее одного километра системы ветровых течений формируется при скоростях ветра 4 м/с и более. Однако, для рассматриваемой территории среднемесячная скорость ветра в летний период составляет менее 4 м/с, следовательно ветровые течения не являются основными в горизонтальном переносе водных масс малых озер в этот период.

В малых озерах движения воды в безледный период в первую очередь представлена вертикальным перемешиванием в связи с динамическим воздействием ветра. Глубина и интенсивность ветрового воздействия на водную массу обусловлено морфологическими особенностями котловины, наибольшая интенсивность вертикального перемешивания отличается в мелководных водоемах с максимальными глубинами до 5 метров. В более глубоководных водоемах формирующаяся стратификация водной толщи ограничивает динамическое воздействие ветра верхними слоями воды. Сдерживающим фактором интенсивности вертикального перемешивания водных масс водоема является также обильное грунтовое питание, значительная минерализация воды придонных слоев (более 250 мг/л), создающая плотностной химический барьер и ограничивающая вертикальное перемешивание вод, что отмечалось на пример малых эфтрофных озер. Поверхностный приток с водосбора увеличивает интенсивность горизонтальных и вертикальных перемещений водной массы водоема. Например, в высокопроточном оз. Ильменок интенсивность вертикального перемешивания в области распространения ручьевых вод в три раза выше по сравнению с остальной акваторией озера.

Одной из характеристик вертикального перемешивания является скорость поступления тепла, которая определяется с помощью коэффициента турбулентной теплопроводности (К_z,). Скорость поступления тепла в водной толщи в летний период пропорционально связано с интенсивностью внутреннего водообмена. В стратифицированных озерах в летний период внутренним водообменом охвачена верхняя толща водной массы – вертикальный водообмен между поверхностными придонными слоями ограничен. Соответсвенно, скорость поступления тепла является наибольшей в верхних слоях воды. Например. В озерах Волосо Южный и Северный (системы р. Друйка) в эпилимнионе з начение К_z, достигает 16 см²/с, резко уменьшается в слое температурного скачка и близко к нулю в гиполинионе. Напротив, в водоемах с геометрической формой котловины, близкой к параболоиду и элипсоиду, в которых внутренний водообмен происходит по всей водной толще, как например, в оз. Нарочь, Дривяты, распределение тепла в водной массе происходит в целом равномерно со скоростью до 6 см²/с. абсолютные значения коэффициента теплопроводности в стратифицированных озерах выше, чем в слабо стратифицированных. Т.к. в хорошо перемешиваемых водоемах значительное количество поступающего тепла расходуется на теплообмен с атмосферой, донными отложениями.

Важное экологическое значение для малых озер имеет длительность вертикального перемешивания их водных масс. Под длительностью вертикального перемешивания мы понимаем период, в течении которого происходит полное перемешивание массы воды и выравнивание температуры по глубине без поступления и потерь тепла, вызванных динамическим воздействием ветра, эпизодической конвекцией. В малых озерах после установления ледового покрова (декабрь) формирующаяся зимняя стратификация ограничивает вертикальное перемешивание водных масс, их стабильность постепенно увеличивается к концу ледостава составляет 2-3 г*см/см². короткий период весенней гомотермии ( апрель) с лобильными водными массами (нулевая стабильность) сменяется периодом общего уменьшения интенсивности вертикального перемешивания и нарастания значений стабильности с максимумом в июле в среднем до 22,2 г*см/см². В слабостратифицированных водоемах достигает 267 г*см/см². В водоемах с ярко выраженным металимнионным слоем с августа при постепенном выхолаживании вод эпилимниона вертикальное перемешивание постепенно увеличивается. С октября по середину ноября стабильность водных масс близка к нулю. Из анализа сезонного хрода вертикального перемешивания вытекает, что для слабо стратифицированых летом малых озер период полного вертикального перемешивания практически совпадает с безледным периодом (около 200 суток в году). В стратифицированных водоемах с ярко выраженным металимниальнным слоем – ограничен весенний и осенней конвекциями, что в сумме составляет около ста суток.