3.2 Структура водного баланса водоемов

Структура водного баланса водоемов включает соотношение составляющих баланса и подчиняется закону географической зональности для равнинных территорий.

Для зоны достаточного и избыточного увлажнения (тундры, лесной зоны, тропиков, субтропиков) характерно преобладание речного притока с водосборов в приходной и стока из водоемов в расходной частях уравнения типа так как здесь в основном озера сточные. В засушливых природных районах (сухих степях, пустынях, полупустынях) озера, как правило, бессточные и в расходе влаги большая доля, иногда до 100 % влаги, приходится на испарение. Если озера небольшие и расположены в засушливой зоне, то повышается роль атмосферных осадков, так как приток с бассейна относительно мал.

Горные и равнинные озера в условиях достаточного увлажнения существенных различий в балансе влаги не имеют. В условиях недостаточного увлажнения различия есть. Горные озера получают больше влаги, чем равнинные. И различия такие же, как и для равнинных озер увлажненных районов: речной приток от общего прихода составляет 88-99 % и сток из водоемов от общего расхода – 92-99 % (озера Средней Азии Каракуль, Сарезское). Равнинные озера на той же широте являются бессточными.

Азональные факторы нарушают географическую закономерность. Показатель удельного водосбора(φ) – отношение площади водосбора (F) озера к площади самого водоема (f₀). С величинойφсвязано существование сточных или бессточных озер (при определенных значенияхY_пр, XиEв среднем за многолетний период). За указанный период, без второстепенных составляющих, уравнение водного баланса бессточного озера выразится так:

                       Y_пр· F + Х · f₀ =  E · f₀.

Если обе части уравнения поделить на величину площади озера (f₀), то

                       Y_пр· φ + Х =  Eили.

Чем меньше φ (f₀ > F), тем больше доля осадков и испарения, а также меньше приток с водосбора и отток из озера. В увлажненных районах условием существования бессточных озер является относительно небольшое значение показателя удельного водосбора, иначе озеро заполняет всю котловину и начинается сток. В аридных (засушливых) районах существование бессточного озера возможно только при более высоких значенияхφ.

3.3 Синеглазово

Колебания уровня воды– это главнейшая характеристика режима озера. Применительно к озерам их водным режимом считаются закономерные изменения уровня воды, площади, объема вод, а так же характеристик течения волнения. Водный режим озера вместе с изменениями ледотермических, гидрохимических, гидробиологических и других характеристик озера формирует совокупность закономерных изменений всех компонентов озера, называетсягидробиологическим режимом.

Колебания уровня воды в озерах во многом определяют и возможности хозяйственного использования водоемов, так как от высоты стояния уровня зависит эффективность работы водного транспорта, надежность водозабора на орошение, промышленное и коммунальное водоснабжение и т.д.

Колебание уровня воды в озерах по причина, вызывающим их, могут быть подразделены на две группы: 1) колебание уровня, связанное с изменением объема воды в озере и определяемые, таким образом, в основным изменениями уровня иногда называют (объемным или водно-балансовыми)и 2) колебания уровня, не связанные с изменениями объема вод в озере, а определяющиеся перераспределением неизменного объема по пространству озера (такие колебания уровня часто называютдеформационными)

Колебание уровня первой группы связаны прежде всего с климатическими причинами и, частности, с обусловленными климатическими изменениями приходных составляющих водного баланса. Поскольку речной сток и увлажнением территории в целом подержаны климатически обусловленными вековым, многолетним и сезонным колебаниями, аналогичные колебания имеет и уровень воды в озерах. В последние 40-50 лет в связи с антропогенными изменениями стока рек в объемных колебаниях уровня озер заметное влияние приобрел и антропогенный фактор

Колебание уровня второй группы связаны прежде всего с так называемыми сгонно-нагонными денивеляциями уровня, обусловленными. Такие колебания имеют кратковременные характер.

Вековые и многолетние колебания уровня озер. Колебания уровня озер вековые и многолетние – наиболее яркое проявление гидрологического режима водоемов; они же оказывают и наиболее сильное воздействие на хозяйственное использование озер и сопредельных территорий. Как уже отмечалось, основная причина таких колебаний – климатическая, может служить и косвенным доказательством существования климатических изменений увлажненности территорий.

Сезонные колебания уровня озер также в основном связаны с изменениями составляющих водного баланса озер. Повышение уровня озер происходит в период повышенного притока вод в озере, определяемые типом внутригодового режима речного стока.

Величина сезонного колебания уровня вод в озере зависит от площади поверхности озера и удельного водосбора ɸ:с уменьшением площади озера и возвращениемɸ она увеличивается.

А так же естественным или искусственным увеличением приходной части их водного баланса приводит повышение уровня подземных, обычно грунтовых, вод это называется - подтопление.

Часто причиной служит подпор поверхностных вод. В естественных условиях подтопление имеет временный, сезонный характер, напр. в период весеннего половодья или наступления многолетней фазы повышенной увлажнённости. Явление подтопления обычно наблюдается при создании водохранилищ, прудов, нарушении путей естественного движения подземных вод в ходе строительных работ. Подтоплению способствует утечка воды из водопроводных и канализационных сетей, фильтрация воды из искусственных водоёмов, каналов, на орошаемых землях. в осн. неблагоприятное явление для хозяйства, поскольку приводит к заболачиванию тер., снижает продуктивность с.-х. культур, особенно в р-нах достаточного и избыточного увлажнения, сказывается на устойчивости инженерных сооружений и т.п. Основные. средства борьбы с подтоплением – осушение, дренаж территории.

Подъем уровня грунтовых вод, вызванный повышением горизонта вод в реках, водохранилищах; затопление водой участка дороги, транспортных тоннелей, части территорий от: атмосферных осадков; снеготаяния; некачественно уложенного асфальтобетонного покрытия дорог, тротуаров, сброса или утечки воды из инженерных систем и коммуникаций; неисправности либо нарушения правил обслуживания водоприемных устройств и сооружений поверхностного водоотвода, препятствующее движению пешеходов, автотранспорта, городского пассажирского транспорта. Подтопленной считается территория площадью свыше 2 кв. м и глубиной более 3 см. Рассматривая проблем безопасности территории Челябинской области, связанная с подтоплением и затоплением зданий и сооружений. Приводятся данные о влияние природных циклов Земли, на безопасность застраиваемых территории. Предложен подход для решения проблемы прогнозирования риска возникновения чрезвычайной ситуации.

Челябинской области является густо населенных и промышленно развитым районом страны. На территории области расположены экологически опасные предприятия, большое количество промышленных и гражданских объектов. В настоящие время представляется актуальная задача оценки влияния процессов, происходящих в земной коре и на земной поверхности урбанизированных территории на механическую безопасность инженерных объектов. Эти процессы снижают устойчивость техно сферы и жилого сектора, когда даже малые воздействия на объекты могут привести к кажущим беспричинным авариям и катастрофам.

В связи с этими необходимо рассматривать и оценивать подверженность определенной территории какому-либо виду опасности, то есть осуществлять прогнозирования-выявлять все возможные для природные источники воздействия на инженерных сооружения, оценивать вероятность их возникновения на данной территории и возможные масштабы последствий

По данным многолетним наблюдений, на территории Челябинской области серьезное воздействие на здания, сооружения и территории могут оказать такие природные явления, как землетрясения оползни, ураганы, сильные снегопады, подтопления и затопления.

Наиболее часто из природных опасностей регистрируют случаи подтопления и затопления территорий грунтовыми и поверхностными водами. Причем уровень грунтовых вод в различных годы претерпевает значительные колебания. Проследить многолетние колебания уровней воды можно на озерных с естественным режимом.

Из практических наблюдений за колебаниями за колебаниями уровней озер в течение 20-огостолетия, удалось сделать вывод, что в режим озер расположенных в пределах Зауральского региона, включающего и Челябинскую область, отмечается хорошо выраженная цикличность. Циклические изменения уровней воды представляют собой периодическое чередование многоводных и маловодных периодов. Продолжительность полного цикла колебания, охватывающего фазы подъема и спада уровней воды, составляет в среднем 20-24 года, длительность полуцикла колебания составляет в средним 10-12 лет. Подъем уровня воды продолжается 6-8 лет, спад 10-12 лет. Период неустойчивость максимумов и минимумов может изменяется от 3-4 до 6-8 лет.

На территории Челябинской области наиболее ярко выражено колебаний уровней воды на озере Аргаяш, которое является озером естественным режимом. Отчетливо прослеживается 12-летний полуцикл, который разбивается на 5-летний многолетний цикл, затем идет 2-3 год стабильной водности, сменяющих 4-5 летним маловодным периодом.

Озеро живет, пока получает воду. Объем водной массы озера и его изменения зависят от поступления и потерь воды, т.е. от водного баланса озера. Приходная часть водного баланса озера складывается из поступления поверхностного и подземного стока с озерного водосбора и атмосферных осадков, выпадающих на поверхность самого озер. Расходная часть водного баланса складывается из поверхностного и подземного стока из озера, испарения с его поверхности.

Водный режим озера – это закономерное изменение его водности, выражающееся в колебание уровня озерных вод, которое, в свою очередь приводит к уменьшению или увеличению объема водной массы.

Различают сезонные годовые и многолетние колебания водного режима.

Изучая водный режим, можно определить составляющие водного баланса, узнать скорость внешнего водообмена озера и даже составить представление о многолетних климатических колебаниях конкретной местности.

Без изучения водного режима (хотя бы на протяжения 10 лет) и при отсутствие гидрологического поста использование водных ресурсов озера в хозяйственной деятельности недопустимо. Уровенный режим, зависит от сезонных изменений климата, проточности, строения котловины, физ. - географ.условий водосбора. По особенностям уровненного режима в Челяб. обл. можно выделить 2 группы озер: Крупные и Средние водоемы, для которых характерно интенсивное половодье (2-3 м), относительно резкое понижение уровня в последующем сильно проточные озера.

Водный баланс – сложившийся режим прихода и расходы воды в одном объекте. Годовой водный баланс рассчитывается по количеству осадков, объему притока в водоем, а так же по величине испарения и стока из него. В условиях среднего по увлажненности года в озера наблюдается равновесие приходной и расходной части, уровень озера остается неизменном. В реальности может наблюдаться добегание подземных вод прошлого года или, наоборот, повышенная разгрузка озерных вод в подземных водоносные горизонты, обусловленная понижением уровня грунтовых вод (предыдущая сухая осень).Поэтому расчет годового водного баланса проводят за достаточно большой период (3-10 лет), чтобы взять выявить средние показатели всех величин баланса. В дальнейшим учитывают водно-климатические особенности местности (модуль стока), водную обеспеченность года и делают соответствующие корректировки.