5.10. Водні маси озер

Основні властивості водної маси у водоймі – її генетична однорідність. За генезисом виділяють два типи водних мас: первинні та основні.

Первинні воднімаси озер формуються на їх водозборах і надходять до водойми у вигляді річкового стоку. Властивості цих водних мас залежать від природних умов водозборів і змінюються за сезонами залежно від гідрологічного режиму. Основна особливість первинної водної маси фази повені – низька мінералізація, підвищена мутність води, достатньо високий уміст розчиненого кисню. Температура первинної водної маси в період нагрівання зазвичай вища, ніж у водоймі, і нижча в період охолодження.

Основні водні масиформуються безпосередньо у водоймі; їх характеристики відображають особливості гідрологічного, гідрохімічного і гідробіологічного режимів водойм. Частинку властивостей основні водні маси спадкують від первинних водних мас, частинку набувають внаслідок процесів, які відбуваються всередині водойми, а також під впливом обміну речовиною і енергією між водоймою, атмосферою та ґрунтами дна. У межах основної водної маси водойми в окремі сезони року виділяють її модифікації: поверхневу, проміжну, глибинну та придонну. Модифікації основної водної маси визначаються перш за все розходженнями за температурою води по глибині водойми, вмістом кисню й органічних речовин.

Поверхнева водна маса– це верхній найбільш нагрітий шар води (епілімніон),глибинна водна маса– зазвичай найбільш потужній і відносно однорідний шар більш холодної води (гіполімніон),проміжна водна масавідповідає шару стрибка температури (металімніон),придонна водна маса– це вузький шар води на дні з підвищеною мінералізацією та специфічними організмами.

Унаслідок взаємодії первинної (річкової) та основної (озерної) водних мас формується зона змішування, в якій одна водна маса трансформується в іншу. В межах цієї зони знаходитьсягідрологічний фронт– це відносно вузька смуга з найбільшими горизонтальними градієнтами основних характеристик води (мінералізація, температура та ін.). Гідрофронт розділяє різні водні маси.

5.11. Хімічний склад озерних вод

Рівняння хімічного (сольового) балансу має такий вигляд:

R⁺_річ+ R⁺_підз+ R_х= R^-_річ+ R^-_підз+ R_вітр+ R_ос ± ∆R,

де R^±_річ, R^±_підз– надходження та витрати солі з поверхневим та підземним стоком;

R_х– надходження солі з атмосферними опадами;

R_вітр– винесення солі з поверхні озера вітром;

R_ос– кількість солі, що осідає на дні озера;

±∆R – зміна кількості солі у воді озера за проміжок часу.

Для стічних озернайбільший внесок до сольового балансу мають надходження і витрати солі за рахунок річкового стоку.

Для мінералізованих безстічних озер посушливої зониу прибутковій частині рівняння зростає роль притоку солі з підземним стоком, а у витратній – осадження солі та винесення солі вітром.

У воді озер тундрипереважають іони НСО₃^-, в озерах лісової зони –

НСО^-₃і Сa²⁺, в озерах степової зони –SO^2-₄, НСО^-_3, Na⁺ і К⁺, в озерах пустелі – C1^- і Na⁺.

Для зони недостатнього зволоженняхарактернімінеральні озера, у воді яких переважають окремі хімічні сполуки. Воду мінеральних озер називаютьрозсолом або ропою. За походженням ропи мінеральні озера поділяються наморські й континентальні.Склад води озер морського походженняспочатку подібний до складу морської води, потім поступово він під впливом кліматичних факторів (опади, випаровування, температура тощо) і поверхневого річкового стоку змінює свій склад.В озерах континентального походженнясолі накопичуються поступово за рахунок розчинення солей, які містяться в ґрунтах і гірських породах, що складають водозбірний басейн і приносяться поверхневими і підземними водами.

Окрім розчинених солей, вода озер утримує біогенні речовини(сполуки азоту, фосфору, кремнію, заліза тощо), розчинені гази (кисень, азот, сірководень тощо); органічні речовини.

Газинадходять у воду або з атмосфери, розчиняючись у верхніх шарах води, або утворюються внаслідок біохімічних процесів, які відбуваються у водній масі озера. В озерну водукисеньнадходить з атмосфери, а також за рахунок фотосинтезу. На глибину озера кисень проникає під час осіннього та весняного перемішування.

Збагачення товщі води киснем відбувається під час інтенсивного вертикального конвекційного і динамічного перемішування (зазвичай у період весняної та осінньої гомотермії).

Вуглекислий газутворюється в усій товщі озера, а використовується у верхніх шарах, тому його найменше біля поверхні води.

Сірководеньвиникає в придонних шарах деяких озер при розкладанні органічних речовин і процесах відновлення при відсутності кисню в основному взимку, коли доступ повітря у воду ускладнюється.

Інтенсивність і спрямованість газообміну водойми з атмосферою визначається ступенем насиченості води газами, що у свою чергу залежить від розчинності газу при визначених значеннях температури і тиску. Якщо вода поверхневого шару озера не зовсім насичена, наприклад, киснем, то відбувається його поглинання з атмосфери; якщо ж вода перенасичена киснем, то частина його відходить в атмосферу.