Крупные озера России
В России насчитывается более 2 миллионов пресных и соленых озер с суммарной площадью водной поверхности свыше 3,5тыс.км2. Более 90% озер представляют собой мелководные водоемы, имеющие площадь от 0,01 до 1 км2 и глубины до 1,5 м. Многое малые озера аридной зоны в летний период частично или полностью пересыхают.
Озера служат регуляторами речного стока, обеспечивают защиту территорий от затопления во время половодий и паводков, используются для целей водного транспорта, рыбного хозяйства, туризма, водоснабжения населения, промышленности и сельского хозяйства. В результате интенсивной хозяйственной деятельности многие крупные и малые озера оказались загрязненными.
Озеро БайкалЭто пресноводное озеро на юго-востоке Сибири является самым глубоким в мире (максимальная глубина 1741 м). Оно расположено на высоте 456 м и окружено горами. Возраст Байкала оценивается в 25-30 миллионов лет.
В Байкале сосредоточено 20% мировых запасов пресной воды. Объем водной массы составляет около 23 тыс. км3, площадь водной поверхности 31,5 тыс. км2. Вода - исключительно чистая, с прозрачностью, достигающей 2СМО м, и минерализацией, не превышающей 100 мг/л.
Длина озера составляет 636 км, наибольшая ширина 79,4 км, средняя - 47,8 км. Береговая линия изрезана мало, ее длина без островов приближается к 2000 км. Особое место на Байкале занимают лагуны, отделенные от озера узкими песчаными или песчано-галечными косами.
Общая площадь водосборного бассейна равняется 557,5 тыс. км2, из нее на долю бассейна реки Селенги, впадающей в озеро, приходится 464,9 тыс. км2, или около 83%. Всего в Байкал впадает около 336 рек, речек и ручьев. Наиболее крупные реки бассейна - Селенга, вносящая в озеро до 50% годового притока, Верхняя Ангара (13-14%) и Баргузин (около 9%). Суммарный среднемноголетний приток составляет немногим более 60 км3.
На Байкале находится 22 острова. Самый крупный из них - Обхон - имеет площадь 729,4 км2, второй по величине остров имеет площадь всего 9,5 км2. Остальные острова представляют собой скалы или группы скал.
Природа Байкала уникальна. Здесь гармонично сосуществуют разные климатические зоны Земли. Вокруг озера находятся высокогорные участки, ниже их - альпийские луга, а еще ниже - тайга. Свыше 70% водосборного бассейна покрыто заповедными лесами. Флора и фауна Байкала включает в себя около 1800 видов.
На восточном побережье в Байкал впадает река Селенга, образуя при впадении обширную заболоченную дельту. Длина реки составляет 1400 км, площадь бассейна 456 тыс. км2. По химическому составу воды Селенги карбонатно-кальциевые, более минерализованные, чем воды самого Байкала.
Река Верхняя Ангара впадает в северную оконечность Байкала, образуя обширную дельту со множеством озер. Длина реки около 640 км, площадь бассейна 23,6 тыс. км2. Средняя минерализация воды ниже, чем в Байкале.
Баргузин - третий по величине приток Байкала. Длина реки 200 км, площадь бассейна 23 тыс. км2. Вода Баргузина имеет более высокую минерализацию, чем байкальская.
Воды озера относятся к мало минерализованным гидрокарбонатно-кальциевым. По содержанию основных компонентов ионного состава Байкал не имеет аналогов среди крупнейших озер земного шара. Наиболее близки к Байкалу по химическому составу своих вод Великие озера Северной Америки, однако они содержат значительно больше кремнекислоты и железа.
Вытекает из Байкала только одна река - Ангара, в истоке которой построена Иркутская ГЭС. Плотина ГЭС образовала водохранилище, которое подняло уровень озера примерно на один метр.
Озеро ЛадожскоеЭто крупнейшее пресное озеро в Европе и второе (после Байкала) в России. Средняя глубина Ладожского озера составляет 51 м, наибольшая - 225 м, площадь вместе с островами достигает 18,1 тыс. км2.
География Ладожского озера очень своеобразна. Здесь имеется около 660 островов, почти все они расположены в северной части озера, возвышенны, каменисты, покрыты, как правило, сосновым лесом. Особо можно выделить Валаамский архипелаг, насчитывающий более 50 островов. Наиболее крупный из них - Валаам - знаменит своим древним монастырем. Остров имеет длину 10 км и ширину 6 км, его скалистые берега круты, уходят на глубину до 100-150 м и сильно изрезаны бухтами и заливами. В отличие от Валаама, остров Сухо расположен в одном из самых мелководных районов. Этот островок искусственного происхождения, насыпанный на отмели еще в XVIII веке по приказу Петра I, имеет длину 90м и ширину 60 м.
По рельефу дна Ладожское озеро отчетливо делится на северную глубоководную и южную мелководную части.
Ладожское озеро является замыкающим водоемом большой системы, включающей озера Онежское, Ильмень и финское озеро Сайма, с которыми Ладожское озеро соединено рекой Свирью и протоками. Всего в озеро впадает около 30 рек и десятки малых речек и ручьев. Вытекает из Ладожского озера река Нева. Именно по ней осуществляется сток из всей озерной системы
Озеро ОнежскоеВходит в единую озерную систему с Ладожским озером. Расположено на северо-западе России и Беломоро-Балтийским каналом соединяется с Белым морем. Имеет максимальную глубину до 127 м, площадь вместе с островами составляет 9,7 тыс. км2.
Озеро имеет своеобразные очертания: к его центральной части с севера примыкают обширные глубоководные заливы, на северо-западе расположена самая глубоководная часть - большое Онего, к которому примыкают длинные узкие заливы и губы. Кроме крупных заливов и губ, озеро имеет и множество мелких. В северной части озера находятся наиболее крупные острова. Южная часть расчленена слабо и по характеру рельефа побережий резко отличается от северной: к ней примыкает широкая низменная равнина со множеством болот и небольших остаточных озер. Восточное побережье - ровная пологая местность, местами заболоченная.
Онежское озеро отчетливо делится на северную и южную части и по рельефу дна. Северная часть отличается большим разнообразием глубин и сложностью рельефа, южная часть - это ровный и глубокий водоем.
Источники озерных водЧтобы называться озерной, котловина, образованная одним из описанных выше способов, безусловно, должна хотя бы эпизодически заполняться водой, которая может попадать в озеро различными путями. Во многие крупные озера в гумидных регионах значительная часть воды может поступать непосредственно от атмосферных осадков, выпадающих на поверхность озер. Например, питание оз. Виктория в Восточной Африке примерно на 75% атмосферное. Главным источником воды более мелких озер или озер более аридных районов обычно служит поверхностный сток рек и ручьев. Озера могут питаться грунтовыми водами, выходящими в подводной части озерной котловины. Многие озера, в частности ледникового происхождения, приурочены к котловинам, выработанным в толщах рыхлых водоносных отложений, и расположены ниже уровня грунтовых вод. В этом случае вода попадает в озеро или вытекает из него, просачиваясь через борта котловины. Существуют также ключевые озера, хотя бы частично получающие питание от подводных родников. Иногда из источников в озеро поступает огромное количество солей, захваченных при прохождении водотока через легкорастворимые породы (например, в Тивериадском озере).
Самые пресные воды характерны для озер, питающихся исключительно атмосферными осадками. Тем не менее соленость озер зависит также от того, каким образом вода покидает озеро. Содержание минеральных солей в проточных озерах обычно близко их концентрации в питающем потоке. Озера, в котловинах которых происходит фильтрация воды как в озеро, так и из него, обычно пресные. Однако некоторые озера имеют приток воды, но не имеют стока, и вода лишь испаряется с их поверхности, в результате чего в водоемах повышается концентрация растворимых солей.
В таких бессточных, или "закрытых", озерах (в противоположность "открытым") часто формируются высокоспециализированные сообщества растений и животных, например некоторых ракообразных или насекомых. Еще одним фактором, влияющим на соленость озер, является количество атмосферных осадков. Наконец, важное значение имеет характер горных пород, среди которых расположены озера. Так, озера в области Канадского щита в основном очень пресные, поскольку породы, по которым происходит сток воды, совершенно не растворимы.
Существенным аспектом водного баланса озер являются темпы водообмена. Эта характеристика определяется либо временем полной смены воды в озере (в годах), который выражается через отношение объема озера к годовому стоку воды из него, либо через обратную величину, называемую коэффициентом водообмена водоема. Время полной смены воды может быть очень коротким - одна неделя и менее, что соответствует коэффициенту водообмена 50 раз в год - у водохранилищ, расположенных на реках выше плотин, но может быть и длительным - до 500 лет, с годовым коэффициентом водообмена 0,002 (как у оз. Верхнего). Водоемы с более коротким циклом полной смены воды (и, соответственно, с высокими коэффициентами водообмена) быстрее очищаются от загрязняющих веществ и в целом имеют более низкие их концентрации.
Вещества, растворенные в озерных водахВода является превосходным растворителем, и поэтому в озерных водах содержится много растворенных веществ. Примечательно, однако, что подавляющая масса этих веществ в большинстве озер представлена ограниченным числом соединений, а именно, положительно заряженными ионами (катионами) кальция, магния, натрия и калия и отрицательно заряженными ионами (анионами), состоящими из углерода и кислорода (бикарбонаты), серы и кислорода (сульфаты) и хлора (хлориды) (обе группы ионов перечислены в порядке убывания их содержания). Эти семь ионов составляют от 90 до 95% общего количества растворенных веществ в водах большинства озер, а их суммарная концентрация, обычно измеряющаяся в миллиграммах на литр (мг/л), характеризует соленость (минерализацию) воды. Другие вещества, например элементы питания растений (азот и фосфор) и металлы (железо и марганец), присутствуют в существенно меньших количествах, так что их концентрации измеряются в микрограммах на литр (мкг/л). В бессточных озерах испарение приводит к изменению состава солей. Озера называются хлоридными, сульфатными или карбонатными в зависимости от того, какие анионы накопились в них в наибольшем количестве под воздействием испарения или атмосферных осадков.
Подземные воды
Подземные воды распространены по всей территории России и являются одним из источников питания рек. Большая их часть непосредственно связана с речным стоком н озерными котловинами. Объем естественных ресурсов подземных вод оценивается в 787,5 км3/год, статические запасы составляют 28 тыс. км3.
На территории России разведано 3367 месторождений подземных вод, из них эксплуатируется лишь 48%. Эксплуатационные запасы разведанных месторождений составляют 28,5 км3/год. Степень их использования в среднем по России не превышает 33%, около половины использованной воды расходуется на хозяйственно-питьевые нужды.
Суммарный отбор подземных вод составляет всего лишь 4,5% от потенциальных эксплуатационных ресурсов (около 230 км3/год), т.е., несмотря на достаточно большие запасы пресных подземных вод, их использование остается невысоким. Из общего объема эксплуатационных ресурсов около половины (113 км3/год) не связаны с речным стоком.
Загрязнение подземных вод в большинстве случаев носит локальный характер.
Источник, естественный выход подземных вод на земную поверхность. Подземные воды находятся в полостях, порах и трещинах горных пород в верхней части земной коры. Верхняя граница водонасыщенной зоны называется зеркалом, или уровнем, подземных вод. Там, где водоносные горизонты пересекаются с земной поверхностью, возникают источники. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества выпадающих осадков, источники могут внезапно исчезать, быть просачивающимися, капельными или бить ключом.
Источники на склонах холмов.
В районах с расчлененным рельефом часть воды, которая просачивается в грунт в верхней части холма, может снова выйти на поверхность ниже по склону в виде источника, расположенного выше уровня водотока. Это происходит, если зеркало грунтовых вод находится выше уровня водотока. Источники возникают там, где вода при движении вниз встречает водоупорный горизонт, а затем выходит на поверхность в месте обнажения водопроницаемых пород. Расход воды источников на склонах холмов обычно невелик и изменчив.
Артезианские источники.
Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.
Карстовые источники.
Крупнейшие в мире источники часто связаны с выходом вод из карстующихся известняков. Содержащие углекислый газ просачивающиеся воды способны растворять известняки, поэтому во многих районах, сложенных известняками, распространены карстовые пещеры и каналы. В таких районах довольно часто встречаются подземные реки и очень крупные карстовые источники.
Горячие источники.
Большинство горячих источников приурочено к вулканическим областям, в которых вода нагревается от горных пород, верхних слоев земной коры, расположенных вблизи вулканов, хотя, возможно, часть воды имеет магматическое происхождение. В некоторых горячих высокая температура воды обусловлена подъемом воды с больших глубин (ведь температура пород повышается примерно на 1° С с увеличением глубины на 30 м).
Минеральные источники.
Вода минеральных источников содержит значительное количество растворенных химических веществ. Теплые и горячие источники обычно имеют более высокую минерализацию, поскольку химические реакции протекают более интенсивно при повышенных температурах.