Морфология озерных котловин

Озерные котловины (ванны) представляют собой отрицательные формы земной поверхности. В период возникновения морфология котловины зависит главным образом от происхождения и специфики протекания геолого-геоморфологических процессов в данном регионе.

С момента заполнения котловины водой основную роль в ее преобразовании играет динамика водной массы (волны, течения, колебания уровня) в сочетании с внешними климатическими и гидрологическими факторами (приток и сток из озера, ветры). Процесс преобразования (переработки) котловины происходит в течение более или менее продолжительного времени в зависимости от параметров водоема, геологического строения склонов. В целом он направлен на перераспределение вновь образованных рыхлых пород по принципу: разрушение — перенос — отложение — накопление - трансформация). Разрушительная деятельность проявляется преимущественно в прибрежной зоне. Образованный при этом материал переносится (смещается) и аккумулируется как на дне на месте разрушения, так и в глубь озера дифференцируясь по величине и глубине водоема. Перенос рыхлого материала сочетается с его отложением (аккумуляцией) в определенных участках прибрежной зоны. Наконец, процесс накопления вещества (стабилизация) свойствен главным образом глубоководным частям котловин, где происходит не простая механическая аккумуляция наиболее тонких глинистых частиц, а их преобразование и формирование органо-минеральных новообразований.

В каждой озерной котловине выделяются надводные (склоны и береговые отмели) и подводная (литораль, или подводная аккумулятивная терраса) части, а также ложе (профундаль).

Склоны определяются по преобладающим процессам (абразионные и аккумулятивные), по форме и высоте над урезом воды. Последние показатели характеризуют внешние признаки и особенности происхождения не только котловины, но и конкретного геоморфологического района. Для абразионных склонов характерны оползневые и даже обвальные процессы. Вдоль аккумулятивных склонов в приурезовой части котловины формируются пляжи.

Наиболее высокие и крутые абразионные участки широко развиты на моренных возвышенностях и донно-моренных равнинах, где котловины врезаны в толщу водоупорных суглинков. Значительные высоты отмечаются и в карстовых котловинах. Пологие склоны обычны для озер, расположенных среди низинного рельефа, и отличаются преобладанием аккумулятивных процессов.

По форме различают склоны выпуклые и вогнутые, прямые и ступенчатые. Преобладание процессов абразии способствует выработке вогнутого склона, в то время как задернованные, укрытые делювием склоны имеют выпуклый характер. Равное участие абразии и аккумуляции свойственно прямым склонам.

Многие озера отличаются развитием ступенчатых, террасированных склонов. На озере Нарочь, например, ширина низкой (первой) террасы у дер. Черевки 100— 70 м, на озере Паульском у дер. Передовые — 80 м, а на озере Черствяты вблизи дер. Слобода ширина второй террасы превышает 100 м.

Низкие террасы — аккумулятивные. Они возвышаются над уровнем озера на 1,5—2 м и менее и сложены песчано-супесчаными и иловатыми отложениями бывшей литорали. В редких случаях в разрезе террасовых отложений обнаруживаются слоистые и даже ленточные глины (оз. Женно), прослойки озерного мергеля и включения болотной руды (оз. Черствяты).

Образование низких террас обусловлено понижением уровня озер в недавнее, по-видимому, суббореальное время. Нередко террасы появляются при искусственном понижении уровня озер. Например, в результате спрямления и углубления одной из проток озера Сарро обнажилась значительная часть его южной литорали. Яркий пример в этом отношении представляет терраса на склоне озера Веркуды высотой около 5 м, возникшая при углублении протоки, соединяющей это озеро с озером Паульским. В озере Пазушном терраса высотой около 3 м появилась после частичного спуска его в 1929 г. в озеро Отолово. На рисунке 3.1 представлены различные варианты террасированных склонов разнотипных озер Поозерья.

Естественная высокая терраса имеет пребореал-бореальный возраст и формировалась в результате резкого падения уровня озер, переживших этап расконсервации котловин. Поверхность террасы расположена на высоте от 4—5 до 10—12 м над современным уровнем. Она совпадает с поверхностью выравнивания, в которую врезаны озерные ванны. Высокую (вторую) террасу слагают не только озерные пески, но и ленточные глины, а также моренные завалуненные супеси (оз. Нарочь). В этом случае террасу следует отнести к типу цокольных,' или эрозионно-аккумулятивных. Типичные цокольные террасы отмечены на склонах озер Снуды (высота 15 м), Гомель (8,5 м), Лесковичи (8,9 м), Будовичи (10 м) и др.

В субатлантический период озера обнаруживают признаки трансгрессии (затопленные устья рек, заболоченные поймы, высокие береговые валы). В озерах Нарочь, Снуды, Струсто признаком трансгрессии может служить развитие абразионных процессов, а также древние затопленные каменистые береговые валы. В озере Мястро затопленные торфяники древней поймы обнаруживаются на глубине около 1,5 м.

Особый объект изучения представляют прибрежные отмели и берега, т. е. части котловины, прилегающие к урезу воды и находящиеся в условиях переменного затопления и действия прибоя и течения в период высокого уровня. В формировании берегов значительную роль играют направление и сила ветра, работа впадающих и вытекающих рек, развитие прибрежной растительности. Следует учитывать также деятельность человека (распашка, строительство гидросооружений, мелиоративная сеть и пр.).

В каждой озерной котловине можно выделить характерные элементы, которые зависят от генезиа кот ловины, истории ее развтия, и особенностей гидродинамических процессов, происходящих в ней.

Озерное побережье - часть склонов котловины, непосредственно примыкающей к озеру, в пределах которой наблюдаются древние и современные формы рельефа, сформированные под воздействием водных масс.

Берег - часть побережья, в пределах которого идут процессы взаимодействия водных масс водоема с примыкающей к нему полосой суши.

Береговой уступ - крутой оголенный или прикрытый обвалами (осыпью) обрыв.

Береговой обвал (осыпь) - прилегаий к береговому уступу тело, образованное при овале иди осыпании грунтов с берегового уступа и склонов котловины.

Береговая отмель - отмель, непосредственно примыкающая к берегу озера и сформированная под воздействием ветровых волн и течений. Прибрежная отмель озер, именуется литоралью, состоит из абразионной аккмулятивной частей. Соотношение ширины абразионной и аккумулятивной части литорали свидетельствует о степени устойчивости берега. Береговпая отмель игарет важную роль в жизни озер. Она является местом заселения высшей водной растительностью и отличается породами грунтов , которые ее слагают. Абразионная часть литорали представляет часть первоначального профиля склона котловины, образованной в результате его абразии. Аккумулятивная часть береговой отмели, лежит выше первоначального профиля берега и образовалась при аккумуляции продуктов абразии. Типы прибрежных литоралей по составу слагающих их пород рассмаривются в разделе донных отложений.

Пляж - часть абразионной отмели, которая образуется при наслоении аккумулятивного материала на урезе воды в месте обрушения волн. Он сложен слабо сортированным материалом и представлен песком и гравием. Пляж имеет лпредленный уклон и меняется в зависимости от гидродинамической активности водоема. Наиборлее существенные изменения происходят на пляже в период волнения и шторма.

Основание (подошва) берегового уступа - нижняя граница берегового уступа.

Внешний склон береговой отмели - наиболее крутая и отдаленная от уреза воды часть береговой отмели (литорали), которая находится ниже границы размывающего воздействия ветровых волн. Внешний край береговой отмели больш менш отраженная верхняя граница внешнего склона береговой отмели, которая лежит на глубине, до которой распространяется воздействие волн на донные отложения при минимальном уровне воды озера. В озерах Беларуси обычно она находится на глубине 2 м и соответствует границе литорали. На Нарочи она соответствует глубине 5 м и отражает гидродинамические особенности этого озера.

Шириня береговой отмели - расстояние между основанием берегового уступа и внешним краем береговой отмели.

Бровка берега определяется как точка но профиле берега, которая фиксирует границу между примыкающими к берегу склонами и зоной активного воздействия береговых волн.

Перемещение береговой линии - гоизонтальный отрезок между современным основанием берегового уступа и точкой уреза при одном и том же уроне воды на первоначальном профиле берега. Такая характеритстика является количествеенм показателем интенсивности береговой абразии и может оцениваться отступанием бровки берега, м/год. На искуственных водоемах применяется объемный показатель, м³/год.

Кроме литорали в озерах выделяют сублитораль и проундаль. В сложившейся практике профундаль и литораль объединяют в пелагиаль. В литературе имеет место достаточно сложное толкование морфологических элементов подводной части ложа озера (табл 3.1.), которые соизмеримы с морскими.

Типы берегов

Разработка единой системы классификации берегов является начальным этапом для выбора правильной методики их изучения и прогноза их формирования. Однако берега озер изучены недостаточно. Более детально береговые процессы изучались на больших (Россия) и малых (Беларусь) водохранилищах. Сам принцип классификации следует понимать как процедуру разделения рассматриваемого множества береговых объектов на подмножества по характерным признакам, в рамках которых объекты считаются не различными (И.А. Печеркин, В.И.Каченов, 1979). Степень подробности принятой классификации зависит от уровня наших знаний об изучаемых береговых процессах.

Впервые разделения берегов на типы были проведены Ю.С. Кашиным (1952). Последующие разработки носили региональный характер и отражали все более возрастающую степень изученности береговых процессов. Были разработаны также классификации и для прогнозирования на крупных равнинных и сибирских водохранилищах. На основании исследований и обобщения опубликованных материалов в основу классификации берегов водохранилищ был положен характер береговых процессов и определяющих их факторов по схеме: генетическая группа - генетический тип - вид берега. Вопросы классификации берегов водохранилища рассматривались и другими исследователями (В.М. Широков, П.С. Лопух, и др.,1986; В.М. Широков, и др.,1992; 1995; В.М. Широков, П.С.Лопух, 1986; В.М. Широков, А.М. Макрицкий ,1988; и др.).

Характерной чертой исследований последних лет является разработка комплексных классификаций, предназначенных для решения практических задач с учетом генетических, литологических, морфометрических и других признаков формирования берегов. Термин «генезис берега» иногда отождествляется с генезисом слагающих его пород, или типом берегового процесса. В последнее время дискуссионным является выделение «нейтрального типа берега», хотя его выделял еще А. Гумбольдт при изучении морских побережий.

В отличие от крупных водоемов процессы формирования берегов на малых имеют свои особенности. Так, практика исследований процессов формирования берегов водохранилищ в Беларуси и Прибалтике свидетельствует о необходимости разделения берегов на группы волнового и неволнового происхождения. Такое разделение вызвано наличием на малых водохранилищах значительных по протяженности устойчивых к абразии берегов, формирующихся в условиях почти полного отсутствия волнового влияния. Такие динамические пассивные районы в пределах водохранилища имеются в первую очередь в верхней и средней его частях. Берега, минуя абразионный тип развития, стабилизируются еще при их заполнении, а затем иногда полностью зарастают. Берега волнового происхождения концентрируются в динамически активной прибрежной зоне, что и характерно для озер. На основании проведенных исследований береговых процессов, а также опубликованных материалов выделено пять генетических групп, объединяющих 10 типов берегов озер и водохранилищ (табл. 3.2.). Основным критерием для выделения генетических групп является общность единых признаков развития берегового процесса, а для отдельных их типов процесс формирования берега идет в близких по литологическим признакам породах.

Среди берегов антропогенного происхождения выделяются закрепленные берега (бетонированные и земляные дамбы, плотины, укрепленные берега), а также берега каналов дорог, совпадающих с береговой линией озер. В отдельных случаях их протяженность может быть значительной. Так, для водохранилищ полесского типа при создании искусственных водоемов закрепленные дамбами берега могут достигать 70-80 %, а иногда и 100 % общей протяженности береговой линии.

3.3. Стадии развития размываемых (абразионных) типов берегов

Выявление цикличности в развитии берегов имеет не только теоретическое, но и практическое значение. Преобладающая часть берегов озер динамически устойчивы и практически не размыавются. Наиболее детально изучены берега водохранилищ. Для берегового процесса стадийность его развития является одной из основных характеристик водоемов. Для практических целей особенно важно, что интенсивность проявления берегового процесса на разных стадиях различна.

В целом для малых водохранилищ Беларуси установлены 3 стадии развития берегов: становления, стабилизации и отмирания (П.С.Лопух, 1983). Длительная эксплуатация малых водохранилищ показала , что практическую значимость имеют первые две стадии формирования берегов. На первой стадии происходит ежегодный интенсивный процесс обрушения берегов, заложение и развитие прибрежных отмелей. Идет постепенное выравнивание береговой линии, срезка мысов и заполнение наносами заливов, формирование пересыпей. Наиболее интенсивное отступание бровки берега, сложенного легкоразмываемыми породами, отмечается в первую фазу этой стадии, особенно первые 3-5 лет, а иногда и 7 лет. Ежегодное отступание бровки берега водохранилищ в эту фазу составляет 1,0-1,2 м. Обрушение берега может достигать 4 м³ в год. Таблица 3.2

Типы берегов водоемов Беларуси и основные факторы, обуславливающие их формирование Во вторую фазу развития берегов процесс медленно затухает. К середине второго десятилетия эксплуатации малых водохранилищ становление берегов завершается, а на сформировавшихся отмелях начинают расселяться водные растения. На участках эрозионных берегов в верховье водохранилища склоны тоже закрепляются растительностью. В пределах территории Беларуси выделяется шесть районов с различной шириной переработки склонов (рис. 3/2). Для ее стсоавления использовались материалы зарегулированных озер. Берега озер практически повсеместно, за исключением абразионных, закреплены растительностью, а это является завершающим этапом формирования равновесной береговой линии в плане. Основным процессом является вдольбереговое перемещение наносов, формируются сложные береговые динамические системы с зонами питания, транспорта и аккумуляции наносов. У ранее размываемых берегов с достаточно широкой литоралью появляется полоса погруженных и надводных растений, которые в известной степени снижают воздействие на берег штормовых волн. Стабилизация берегов и отмелей и выработка равновесной береговой линии может прерываться фазами активизации процесса формирования отмелей с кратковременной слабой переработкой берега на отдельных участках, вызванной повышенной водностью, изменениями, вызванными антропогенным фактором.

На третьей стадии при полной стабилизации берегов происходит полная стабилизация основных склоновых процессов. Берег и прибрежные отмели зарастают высшей водной растительностью. При их отмирании идет накопление органических отложений на отмелях и в открытой части, что приводит к последующему заболачиванию прибрежной зоны. В это время здесь преобладают аккумулятивные процессы.

Обрушение берегового склона и размыв грунта находятся в тесной связи. Это приводит к синхронному развитию надводной и подводной частей склона. Изменение ширины отмели находится в зависимости от интенсивности переработки берега. В большинстве случаев берега отделяются от коренных склонов плоской, иногда заболоченной озерной поймы, которая покрывается водой во время высокого уровня. Берега чаще всего сложены заиленными песками, иногда с примесью галечного материала или глины. Реже встречаются берега, сложенные торфом.

Абразионные берега типичны для молодых озер. Значительные глубины и площади, а также принудительное изменение уровня способствуют переработке берегов и установлению равновесия между силами разрушения и созидания. Крутые абразионные берега, совпадающие со склонами, служат свидетельством активности береговых процессов. Таков характер берега на значительном протяжении у озер Нарочь и Мястро. Абразионные берега получили распространение на озерах Долгом, Болдук, на крупных озерах Браславской группы, но в связи с искусственным понижением уровня абразионный уступ у последних отделяется от озер полосой поймы.

Аккумулятивные берега относятся к числу неустойчивых, формирующихся при наличии источника рыхлого материала. В зоне береговой полосы образуется песчаный или песчано- галечниковый пляж. В период высокой воды он может на короткий срок покрываться водой, а ранней весной подвергаться разрушительному действию льда. Прибойная волна на берегах аккумулятивного типа быстро теряет свою динамическую силу, растрачивая ее на трение и перенос рыхлого материала. Последний медленно передвигается вдоль берега, одновременно дифференцируясь по механическому составу.

3.4. Характеристика береговой линии озер на стадии устойчивой береговой линии

Для аккумулятивных береговых отмелей характерны песчано-гравелистые береговые валы. Они образуются на некотором расстоянии от уреза воды вблизи тылового шва пляжа. Материал, слагающий береговые валы, приносится во время штормов и накапливается в виде асимметричной формы вала шириной в несколько метров у основания и до 2,0 м высотой. Такие образования на берегу озера Нарочь сложены песком, галькой и обломками раковин и образуют на отдельных участках две параллельные полосы. Вдоль берегов озер Снуды и Волос береговые валы образуют одну, а иногда и три полосы.

Большинство береговых отмелей озер Белорусского Поозерья относится к третьему типу — нейтральных, характеризующихся состоянием равновесия аккумуляции и абразии. В их формировании большую роль играет полоса прибрежных макрофитов, служащая мощным фактором защиты от разрушения и контролирующая распределение аккумулятивных отложений.

Выделяется еще один тип береговых отмелей, сложенных породами органического происхождения. Это сплавинные и торфяные берега. Первые особенно широко распространены в

Полесье и свойственны озерам-разливам (Выгонощанское Черное, Червоное, Олтушское). Торфяные берега типичны для озер, расположенных среди верховых и переходных болот. Это высокие обрывистые берега, слабо закрепленные растительностью (Ельня, Межужол, Стержень).

Подводная аккумулятивная терраса обычно отождествляется с понятием литорали. Она формируется в результате размыва склонов (певоначального профиля) - абразионная часть, и накопления продуктов разрушения на границе затухания прибойной волны (аккумулятивная часть), ее генезиса и типа берега. Ширина литорали различна и зависит от морфометрических характеристик котловин. Это же касается строения (крутизны и глубины распространения) склона подводной террасы (сублиторали). Обычно округлые котловины с плоскими склонами имеют более широкую литораль и пологую сублитораль. На участках абразионных берегов ширина литорали определяется стадией развития берега. Максимальная ширина литорали устанавливается на равновесной береговой линии.

Условно глубина литорали не превышает 2 м (на свале глубин). В озере Нарочь, например, площадь с глубинами до 2 м составляет 14,8 % площади озера, в озере Дривяты она равна 15,3 %, в Снуды 14,4 %. В небольших, но глубоких озерах площадь литоральной зоны узкая, а склон сублиторали круче. В озере Долгом глубины до 2 м составляют лишь 4,2 % площади озера, в озере Рудакове — 5,6 %. Угол наклона подводной осыпи в этих случаях достигает 20—25°, при этом интенсивность нарастания глубин превышает 10 м на каждые 20— 25 м по горизонтальной плоскости. Морфологические особенности котловины озера Нарочь дают основание считать литоралью часть ложа с глубинами до 5 м.

Строение прибрежной зоны и ее элементов, особенно подводных, имеет существенное значение для развития живых организмов. Именно в мелководной, наиболее освещенной и прогретой литорали создаются благоприятные условия для жизнедеятельности планктонных и бентальных (донных) организмов, а также высших водных растений, формируются нерестилищные и кормовые угодья.

Определенная закономерность обнаруживается и в строении глубоководной части озера — профундали. При всем разнообразии намечается несколько основных типов. К первому относятся плоские, однообразные профундали с незначительными колебаниями глубин. Распространение получили корытообразные профундали, характерные для котловин ложбинного типа. В этом случае само ложе осложняться эворзионными котлами и поднятиями типа ригелей, следующих друг за другом по длинной оси озера. В принципе характер профундали определяется стадии развития озерной котловины. При заполнении котловины донными отложениями она выполаживается, профундаль постепенно сливается с литралью, котловина принимает плоскую блюдцеобразную форму, а ее основные морфологические части становятся неразличымыми.

Третий тип объединяет сложные профундали. Для них характерно сочетание поднятий и углублений без определенной закономерности. Углубления имеют характер эворзионных котлов, ложбинообразных понижений, вдоль которых нередко прослеживаются гряды в виде системы вытянутых друг за другом мелей и островов. Таково строение профундалей озер Северной Беларуси: Нарочь, Мястро, Мядель, Струсто, Снуды, Отолово и др. Границы морфологических элементов в котловинах этого типа выражены четко. Отличительные особенности имеют профундали карстовых котловин, распространенных в Полесье. Вся котловина воронкообразной формы, а профундаль подобна усеченному опрокинутому конусу с плоской вершиной и крутыми склонами (оз. Вулька, Сомино, Белое, Черное).

В подводной части озерной котловины наибольшей мобильностью отличается мелководная зона. В ней идет активное перемещение вещества и распределение рыхлых отложений по законам гравитации. Примесь химических и органических компонентов обычно невысокая. О скорости формирования литорали и сублиторали можно судить на основании конкретных примеров озер с искусственно измененными уровнями. В Браславских озерах, где в 1930 г. уровень был спущен на 3 м, уже в середине 50-х годов сформировались аккумулятивные подводные террасы с типичными для них песчаными отложениями. В озерах группы Обстерно в результате подъема уровня на 1 м началась переработка берегов, и уже через 4 года в прибрежной зоне можно было различить свежую литораль.

Аналогом озер с искусственно нарушенным уровнем могут служить водохранилища. По данным В. М. Широкова (1975 г.), период формирования береговой отмели малых водохранилищ составляет менее 10 лет.

Профундальная зона озерной котловины служит в основном областью седиментации наиболее тонких частиц минерального, органического и химического происхождения. Этот процесс может продолжаться в течение всей жизни озера, изменяясь только по составу слагающих компонентов и представляет собой единую систему. Наиболее изученным является в этом отношении профундаль озера Нарочь

По истечении первых двух стадий развития берегов береговая линия в целом переходит в равновесное состояние в плане и по конкретным створам, направленным перпендикулярно линии уреза. На первой стадии развития берегов происходит окончательная отработка отмели и создаются сложные динамические береговые системы с зонами питания, транспорта и аккумуляции наносов. Наиболее общим условием динамического равновесия береговой линии является постоянство вдольберегового потока энергии (эτ) по длине берега (ι) или расхода наносов (qH) вдоль нее:

,

Первым признаком завершения процесса отработки отмелей является выработка профиля надводной и подводной частей с устойчивыми уклонами и параметрами. Абразионное выравнивание переходит в аккумулятивное выравнивание береговой линии.

Развитие надводной и подводной частей профиля абразионного берега происходит сопряженно. Изменение ширины отмели (В) находится в зависимости от линейной переработки берега (8). При этом изменение в интенсивности переработки сказывается на росте размеров отмели.

Вместе с увеличением ширины отмели происходит уменьшение ее уклонов. Отмель становится более пологой. На конечной стадии развития процесс стабилизируется, а уклоны отмелей изменяются в пределах 0,03-0,06.

Подтверждением процесса отработки отмелей является установление профиля с относительно устойчивыми глубинами на свале их аккумулятивной подводной части. Стабильная глубина на свале глубин свидетельствует об выполаживании отмели и дальнейшем формировании ее микрорельефа.

Ввиду наличия переменных направлений волнения на отмелях с шириной более 15 м выделяются повышения и понижения, увеличивающиеся с нарастанием фронтальной длины разгона волн. На глубине 0,5-1,5 м формируются ложбины и подводные валы с относительными отметками 10-30 см. Аналогичные образования являются критерием устойчивого равновесного берега малых водоемов.Это положение подтверждают и лабораторные исследования (2Ьап§ Р. 8ипатига Т.,1993; 8ипатига Т.,1994; 2Ьап§ Р.,1994). При значительной длине разгона волн до 8-10 км и ширине прибрежных отмелей 50-800 м, как это отмечается на озере Нарочь и на других озерах, частота образования подводных валов колеблется от 3 до 6 единиц на 100 м ширины отмели. При этом понижения на их гребне образуют четкую систему ложбин оттока. При дешифрировании аэрофотоснимков выявлена расходящаяся система их ориентации, характерная для абразионных берегов, что свидетельствует об отрицательном балансе вдольбереговых потоков наносов. Сходящаяся система характерна для аккумулятивных участков

Благодаря округлой форме котловины озеро Нарочь следует рассматривать в качестве естественной природной лаборатории для познания природы берегового процесса, имеющего место на малых водоемах. С уменьшением размеров озер многие особенности и черты этого процесса более скрытые или становятся совсем неразличимы.

За время своего существования озеро Нарочь приобрело черты, присущие равновесной гидродинамической системе. Наиболее частыми ветрами в условиях Нарочи являются ветры со скоростью 2-5 м/с (табл.3.3.). Они составляют более 60 % от всех ветров за безледный период и формируют береговую линию.

Как показывают исследования, ложбины между валами являются основными трассами перемещения наносов в зоне литорали. Однако, роль ложбин и валов меняется в зависимости от интенсивности ветрового волнения. Для условий штиля характерны рифели. При значительном волнении формируются валы и идет вдольбереговое перемещение наносов. Количество надводных валов и их параметры зависят от ширины прибрежной отмели (табл.3.4.), являющихся признаком стабилизации берега.

Под воздействием волнения в зоне литорали образуются сгонно-нагонные явления. При этом на гребне подводных валов возникают понижения, по которым идет отток воды в придонном слое из зоны литорали. Ложбины оттока хорошо дешифрируются на аэрофотоснимках (рис.3.4.). В плане на отдельных участках озера они образуют различные системы оттока. Детальные исследования показывают, что для волн, подходящих к берегу под углом 55°-105°, т.е. близким к фронтальным направлениям, ложбины оттока ориентированы к берегу под углом 90-95°. Таким образом, при фронтальном подходе волн отток воды происходит в придонном слое в направлении, противоположном фронтальным волнам.

На участках с максимальной длиной разгона волн, подходящих к берегу под острым углом, ложбины оттока сориентированы под углом значительно большим 90°.По краям береговой дуги ложбины оттока отходят под углом 50-70°. Возникает сходящаяся система оттока. На этом участке озера преобладает аккумулятивный тип берега (участки берега у д.Никольцы и истока реки Нарочанка). При этом максимальная длина разгона волн больше фронтальной (Lmax > Lфронт. ).

В случае, когда максимальная и фронтальная волны совпадают, т.е. равны по длине, возникает расходящаяся система оттока водных масс в прибрежной зоне, а на урезе идут преимущественно абразионные процессы (участок берега к востоку от Нарочанской косы). Подобные системы характерны для стыка береговых дуг, где более активны абразионные процессы.

На достаточно протяженных участках берега озера с преимущественно одной системой оттока можно отметить и некоторые нарушения общей схемы. Это позволяет выделить более дробные участки берега с разнонаправленным типом берегового процесса.

Сходящиеся системы оттока воды характерны для вогнутых участков берега или береговой дуги. Расходящиеся системы оттока характерны для выпуклых участков берега, или участков с значительной протяженностью берега ( до 5 км ). В последнем случае формируется односторонняя система оттока воды.

Участки берега с расходящейся системой оттока и абразионными процессами завершаются образованием аккумулятивных форм в виде аккумулятивных выступов одностороннего питания. Они хорошо выражены в рельефе в случае, когда волна с максимальной длиной разгона образует тупой угол.

Характерной особенностью берегового процесса является образование надводного берегового аккумулятивного вала. Его возникновение связано с совпадением направления волн с максимальной длины разгона с фронтальной.

Важное значение для формирования равновесной, или динамически устойчивой береговой линии имеет рельеф ложа котловины глубоководной открытой части акватории водоема. Как свидетельствет детальная батимметрическая карта ложа озера, склоны подводной части имеют микропонижения, подобные морским каньонам. По ним концентрируется отток воды от берега и, вероятно , преимущественно в шторм и происходит «питание» глубоководной части ложа тонкодисперсными частицами. Сублиторальные ложбины оттока завершаются глубоководными котловинами в ложе и на стадии равновесия береговой линии являются заключительным звеном в системе разгрузки для подводного оттока вод.

Следует предположить, что в озерах со значительно меньшей площадью рельеф ложа также играет важную роль в развитии их берегов. Однако его влияние осложняется геологическим строением и территорией склонов.

В плане береговая линия озера округлой формы и представляет собой равновесную систему береговых дуг различного радиуса Она сформировалась в процессе длительного геологического времени с максимальным прогибом. Следует предположить, что на стадии равновесного динамически устойчивого состояния берегов при радиусе дуг, близким к 1/2 Ь, намечается разделение водоема на более мелкие обособленные водоемы. Развитие котловины переходит в свою завершающую стадию. Однако, учитывая параметры озера (площадь, глубину), эта стадия продлится достаточно длительный период. Динамически устойчивая система вдольберегового перемещения наносов и их разгрузки в глубоководную часть ложа способствует этому.

В процессе длительного развития береговой линии озера приходят в равновесное состояние. В лданном случае длина береговой линии соответствуют определенной площади озера. Наболее оптимальное слоотношение складывается для озер различной площади. О значительном не соответствии берегов и площади характерно для искуственных водоемов (рис. 3.6.).

Морфометрия озер

В итоге необходимо отметить, что различные сочетания подводных элементов котловины, их конкретные параметры оказывают весьма существенное влияние на облик и развитие озера и выявляются в морфометрических показателях.

Морфометрией озеровидных водоемов называется совокупность методов и приемов количественного выражения элементов формы и размеров котловин и объема заполняющих их вод. Для составления морфометрической характеристики любого озера необходимо иметь батиметрическую карту крупного масштаба, вычерченную в изобатах (изогипсах) с возможно большей точностью. Площадь озера вычисляется с помощью планиметра. По карте находится длина и ширина озера. Длина (ось) – кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга точками береговой линии. На карте этот показатель изображается прямой или ломаной линией.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: