АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА КРУПНЫЕ ОЗЕРА СЕВЕРО

АНТРОПОГЕННОЕ
ВЛИЯНИЕ
НА КРУПНЫЕ ОЗЕРА
СЕВЕРО-ЗАПАДА
СССР
л и л д к м и и
Н А У К
С С С Р
[Ш С П П Л Т О.'Ш 'ОПКДЕНШ !
АНТРОПОГЕННОЕ
ВЛИЯНИЕ
НА КРУПНЫЕ ОЗЕРА
СЕВЕРО-ЗАПАДА СССР
Ч асть I
Гидрология и гидрохимия озера Белого
Л ен и н град
«Н Л У К л »
“’ ‘ К Ч И Н П М Ц и к о г О Т Д Е Л Е Н И Е
I !) 8 1
УДК 551.481.1
Антропогенное влияние на крупные озера Северо-Запада СССР, Часть I .
Гидрология и гидрохимия озера Белого. - Л., Наука, 1 9 8 1 . - 2 5 0 с,
Е книге обобщены результаты работ комплексной экспедиции Института озеро­
ведения на оз. Белом. Освещены природные условия на водосборе, этапы осв ^ения озера, водный и тепловой балансы, динамика водных масс, гидрофизи­
ческие свойства воды, гидрохимия. Сделана попытка выявить и оценить изме­
нения в режиме озера, происшедшие в результате строительства Череповецкой
Г'ЭС и превращения озера в водохранилище. Лит. - 1 6 5 назв., ил. - 7 5,
т &бл. - 85.
О т в е т с т в о н н ы е
р е д а к т о р ы
В.Н. Адаменко, Т.Н. Малинина
А
0 о ; з ( 0 2 ) - '8 1
3 0 9 - 8 0 1 9 0 5 0 3 0 2 0 0 ( с ) Издательство „Наука'",
1 9 8 1 г.
рНДИСЛОВИЕ
В настоящ ее в р е м я в с е крупные водоем ы подвержены в той или
иной степени антропогенному воздействию . Р о ст индустриализации и
народонаселения, интенсификация сел ьско го х о зяй с тв а , разви ти е вод­
ного транспорта и др уги е стороны хозяйственной деятел ьн о сти чело­
в е к а о казы ваю т сущ ественное во зд ей стви е н а о зер а. Изучение послед­
ствий тако го в о зд ей стви я и вы р аб о тка рекомендаций по рациональ­
ному использованию водоем ов - в е с ь м а ак т у а л ь н а я з а д а ч а в н асто я­
щее вр ем я.
В течение н ескольких л ет И нститут озероведен и я р аб о тает над
проблемой „Антропогенные факторы лимнологических процессов боль­
ших озер С евер о -З ап ад а", в число которых включены Л адож ское,
О нежское, И льмень, П ско вско -Ч уд ско е и Б елое.
Н астоящ ая монография - р е зу л ь т а т работ комплексной экспедиции
И н сти тута озероведен и я н а оз. Белом - и я в л я е т с я первой частью
общего цикла исследований. С д ел ан а попы тка вы яви ть и оценить по­
сл едстви я хозяйственной деятел ьн о сти н а озеро. В это м отношении
оз. Белое п р ед с тав л яет довольно редкую , а потому и ценную во зм о ж ­
ность, поскольку н а протяжении последних 1 5 0 л ет оно несколько
р аз подверг елось различным р еконструкц и ям . Наиболее сущ ествен н а
последняя перестройка, к о гд а озеро в св язи со стр о и тел ьство м Ч е­
реповецкого ги д р о узл а было превращено в водохранилище. При это м
произошли значительны е и зм енения площади о зер а, его глубины и
объема.
Основой дл я работы послужили большой фактический м атер и ал,
собранный комплексной экспедицией в течение 1 9 .7 4 - 1 9 7 7 г г . , дан ­
ные постов ГМС и литературн ы е источники. В книге описы ваю тся
природные услови я б ассей н а, история исследований и этап ы освоения
J 3ep a, рассчитаны водный и тепловой балан сы , р ассм о трен ы вопросы
динамики водных м а с с , гидрофизические св о й с тв а воды, гидрохимия.
Многие р азделы по м атер и ал ам комплексной экспедиции и н сти тута
кп ущ аю тся вп ервы е. В больш инстве г л а в д а е т с я оценка изменений,
пропс..Шедших в озере после ст р о и т е л ь ст в а плотины и превращения
-> в водохранилище. П оследняя г л а в а полностью посвящ ена оценке
влияния Вил; о -Ь ал тай ско го водного пути; р ассм атр и ваю тся вопросы
3
переформирования б ер его в о зер а, влияния обводного кан ал а, а т а к ­
ж е усиливш егося суд о х о д ств а.
Комплексный м ето д, примененный при изучении о зер а, позволил
п р едстави ть его к ак единую с и с т е м у , в которой изменение одного
э л е м ен т а непременно в ы з ы в а е т направленные преобразования других.
Т ак, изм енения морфометрических п о казател ей о зер а, увеличение его
площади, объем а средней глубины привели к целом у ряду отклонений
в водном б алан се, динамике водных м а с с , тепловом реж им е, опти­
ческих с во й с тва х , хим ическом с о с т а в е воды . Эти изм енения в свою
очередь о казали во зд ей стви е на биологические характери сти ки озера,
которым посвящ ена в то р ая ч асть монографии.
В будущ ем оз. Б елое, возможно, претерпит еще большие и зм ен е­
ния, п оскольку б уд ет включено в с и с т е м у переброски вод в южные
районы стр ан ы . Однако эти вопросы п редставляю т уж е с а м о сто ятел ь ­
ный интерес и в данной монографии не р ассм атр и ваю тся, х о т я м а т е ­
риалы, помещенные в ней, несомненно м о гу т бы ть использованы для
оценки ож и даем ы х преобразований.
1
г л а В а 1.
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ, ЭТАПЫ ОСВОЕНИЯ
И ИСТО РИ Я ИССЛЕДОВАНИЯ
В настоящее в р ем я оз. Ьблое я в л я е т с я частью Шекснинского во­
дохранилища, возникшего в ЮПЗ г . в результате строительства
плотины н а р. Шокснс- в 3 6 kvt выше г . Череповца. Кроме оо. Бело­
го, водохраии.'шще вклю чает затопленную ьойму р. ! lIgkci[ы от Шекснинской ГЭС до озера, р. Ковжу до водораздельного канала, водо­
раздельный канал, с , Девятины, г д е находится Пахомовский гидро­
узел (табл. 1 ) . Питание канала о су щ е с тв л яе тс я водами оз. Ковжско-го, которое отделено от канона плотиной. С ейчас естественный р е­
жим р. Ковжи нарушен, она п р о текает но углубленному и м естам и
спрямленному р услу, поэтом у в е с ь уч асто к реки до Ковжскогп р а с ­
ширения, образованного подтопленном у с т ь е в пек Шолы и Ке ч,:,:, ф.с.
тически сч и т а е т с я водорпздолышм каналом, ^десь б ерет .начади Б е­
лозерский обводный канал, сс:юдиняю:.цийся i ;.. Шексной. 13 ;■■ ул> —
тате стр о и те л ьс тв а плотины уровень о зер а был поднят н а 1 м. а
площадь затоп лени я во кр уг него составила 1 5 9 к м “ ( Ершова. 1 ' к ; 8 ) .
Оз.
Белое о бразовалось доело с т а л а вод обширного прнледннко—
вого водоема, у рот очт которого Оыл п а 3 L>—4 0 м выше уровня оси —
ра. Следы древн его во до ем а <охраннлись в виде тер р ас, наиболее
отчетливо выраженнмх на i
о: T'-,|v о зер а, к в о с т о к у о т т. Е е—
лозерска. (Соколов, 1 9 5 7 ) ,
С ейчас в противоположность первот.а-кадыч-'м извилистым о ч ерта­
ниям берега озеро и м еет оза; 1ьдун> форму и наокие заболоченные бе~
Р ега. Его площадь при Н11У составляет 12 8 -1 км*", о б ъ е м - “i,2.3
км , ср едн яя глубин а - 4 . 1 к*. Длина озера достигает 19 км , ши­
рина - 3 3 км . Водосбор о зер а (рис. 1 ) площ:ш,ью 1 2 7 K J
за­
нимает северо-западную часть Русской платформы, кри сталлическое
основание которой сложе!Ю лородами докем браи ского в о зр а с т а и н а­
ходится н а глубине 2 км (С околов, Н К ЗТ).
На кристалли ческом фундаменте сформировалась го л та осадочных
палеозойских пород. На основной часси водосбора непосредственно
под четвертичныкш породами залегаю т отложения ср едн его и верхобГааК^-б°На ^ ^ а и ^ 3 '* Средний ( С~ ) карбон выражен одн j ■ной толщей в основном карбонатных пород (известняков, долопрослоями глин, мергелей, конгломератов, песчаник >в. ги д -
Т а б л и ц а 1
Основные морф омегрические характери сти ки
Ш екснинского водохранилища
И при о т м е т к ах , м
О бъект
Оз. Белое
Ш екснинская
ч асть
Водохранилище
в целом
Т а б л и ц а
НПУ
Оз. Белое
Ш екснинская
ч асть
Водохранилище
в целом
УМО
1 1 3 . 10
1 1 1 .9 0
113. 96
1 1 3 .0 0
1 1 1 .8 0
1 1 1 .8 0
“
—
1284
381
1665
“
1 (продолжение)
Объем,
Объект
Площадь
зе р к а л а
форсирован­ при НПУ,
км 2
ный гори­
зонт
Глубина при
НПУ, м
км ^
при
НПУ
сливной р е­
ср е д ­
призмы з е р в ­
няя
ный
5 .2 5 0
1 .4 8 0
1 ,2 7 0 0 .3 9 1
-
6 .5 2 0 1 .8 7 1 0 .7 7 0
Длина,
км
[Кири­
на, км
м аксим ал ьн ая
4 .1
5 .5
46
33
3 .3
1 7 .3
120
18
3 .9
1 7 .3
2 6 2*
33
*О бщ ая длина - расстоян ие от П ахом овского до Ч ереповецко­
го ги др о узла.
с а и ангидрита. Верхний карбон (
) слож ен силыю огпнсованпыми
и окремненными и звестн якам и и доломитами (П ахтусо ва, 1 UС>0).
Н езначительная ч асть водосбора о зер а в его ю го-восточной часги
з а н я т а отложениями верхней и нижней перми (
и Pj ).
Отложения нижней перми ( Р ) со сто ят в верхней части р а з д е ­
л а из ангидритов и ги п с а с прослоями доломитов, в нижней - из
и звестн яко в н доломитов. К ворхнопермскнм о тн о сятся отложения
уфимского и к азан ско го ярусов, которые п редставлены песч чно-гли шкты.'чи отложениями с прослоями и звестн яко в и доломитов (Р 1 ч 7 ^
2 "1 '
Р и с. 1 . С х е м а водосборного б ассей на Ш ексш шского водохранилища.
1 - граница водосборов с изученны м сто ко м , 2 — гидрологические
посты.
и;ш и звестн якам и , доломитизированными известняками и песчаника­
ми (П ах тус о в а, 1 9 6 9 ) .
О садочные породы почти п овсем естн о п ерекры ваю тся рыхлыми
четвертичными отложениями. Они о тсутствую т лишь па небольших
у ч а с т к а х карбонового плато - в вер хо вьях р. Шолы, в бассейне рек
К емы и Индоманки. С редняя мощность четвертичны х -огложошш и;,
равнинных у ч ас т к а х водораздела с о с т а в л я е т 5 - 1 5 м , и прицелах
Белозерско—Кирилловско—Лндогской возвыш енности - 8(....1 0 1 ' м, в
низинах - 4 0 - 8 0 м (С авинов, 1 9 0 3 ) . Эти отложения представлены
гл авн ы м образом ледниковыми и водно-ледниковыми образованиями
различного в о зр ас т а , которы е сложены г липой, суглин кам и , с у п е с я ­
ми, песками, гравием и гал ько й . Подземные воды приурочены к па­
леозойским породам (песчаники, пески, мергели, доломиты, и з в е с т ­
н яки ). а т а к ж е к песчаны м разновидностям четвертичных отложений.
Осадочные (п алео зо й ски е) породы со дер ж ат напорные (артезианские)
воды, четвертичные породы в основном безнапорные. Однако в пре­
дел ах лизин в с т р е ч а е т с я и ар тези ан ски е воды, которые приурочены
к межледниковым и межетадиальным горизонтам (С авинов, 1 9 0 5 ) .
Воды цочегзертичных отложений минерализованные, их минерали­
зация быстро в о зр а с т а е т но м ер е погруж ения водоносных сл о ев. Прес­
ные воды среди этих отложений встречаются в м е с т а ” вы хо да ujpon
на поверхность'.
Четвертичные отложения, как правило, содержат пресную воду, но
ча;. го с оалахом сероводорода. Приуроченные к поверхне
■' • отло­
ж ениям, эти в !ды подвержены
-I
н'-:7рпге;и;ы дл я р о д о —
:.няО;;;с;и;;;. Грул*онмо п...ды четвертичных отложений приурочены к
озорным обложениям, распространенным по б е р е г а '! оз. Бело! о, еде
ими слож ены о з е р н ы е тер р асы . Отложения обводнены с глубины . 3
л, их мощность 5 - 1 I м.
Слагаю щ ие Белозерс^ •/!•-■ низину озерно-ледш тк овы-■ о.- оожедил, рз,~
прею-граненные в б ассей нах рок К овки и В: >тег-р„;, до сти гаг -г мощнос­
ти 3 - 5 м ; на закар ето ван н ы х и трещ иноватых породах’ (в вер хо вьях
р. Шолы) они б езводн ы е. Ф.ч>овиогляцк опальные о тло ж л ш я в преде­
лах низишI к югу от о з. Белого подстилаю т озерно-ленникомие о сел­
ки, о б р азуя с ни\ш единый водоносный горизонт, В б л сай дах р ек
Ковжи и В ы ге гр ы флювиогляционалын.:мп отложениями сложены озы ,
которы е со д ер ж а! обильные пресные воды.
Ледниковые отложения последнего оледенения одерж-е
т!
- ' е '■
!
'*
:; : - л .? -
г
пеоснол
ооды .
В
M o-
межстодиалиные отложения н а г л у ­
бине 3 2 м. ! ! н, ' с о д е р ж а т ирес-чутс ч а п о р н у к : в о д у .
Отложения верхнего
С|ЛДНиГО ла! 'бона Характеризуются Чал,141!е и на данной территории о основном преенмч вод. Район их распро­
странения с .'о т у .е т с т в уех повышенной часть карб-лю вого плато, &хг,агы вая бассейны рек Ковжи. Шолы, Кем и . Ь'убииы з а л - ' а ни я пресных
вод со ставл я""' 1 0 -G 0 м (С авинов,
По хим ическом у с о с т а ­
ву воды отн •>: я -e’ v1 к гр'-М'те кальц иево-м п гн и евы ч гидрокарбонатно;-:)
к л а с с а с общей -мнюсалн-юшн: й 2 0 0 - 4 0 0 м г/л. Отл ,'жения сильно
г. !Д-о'"'бильные, м аксим альны й деб ет более 1 0 л/с, У восточной кра-ов >й части кари,>п ч ■. > плато M.iHepn.nioaiii'f б •>/( "о ставл яет уж е око .-г- 5 0 0 0 м! / i
Ь .-aooi рек ).
Волы
м-лож»ний трещиноватого и карстового типа, пест-I ые но- ( теш чп
илetiocTu и минерализации. К ЮГО-ВОСТОКV ОТ 0.0.
i.”. ;гп о л; рс »Г-оа.
че-откле солоноватые и солены> воды. [ г . химн-
ло; о -С удско й
ъ
низине
астре id .ы
ч еско м у с о с т а в у они о тн о сятся к сульф атному к л а с с у калвшк-'ьо-м/л! пиевой группы.
Ю.А. Савинов, рассматривая степень обеспеченности ресурсам и
пресных подземных вод различных районов Вологодской обл. на т е р ­
ритории б ассей на о з. Б елого, в ы д е л яе т 2 района: 1 ) район повы­
шенной части карбонового плато, который хорошо обеспечен подзем­
ными слабоми н е р а iи зован ными (пресными) водам и , гд е грун товы е
воды четвертичных отложений разви ты спорадически; 2 ) район в о с­
точной краевой части карбонового плато, захватывающий частично
перм ское плато, который слабо обеспечен пресными подземными во­
дам и . Основными источниками пресных вод являются отложения к а ­
зан ско го яр уса и можморенныо четвертичные (С авинов, Филенко,
1 9 6 5 ),
Рельеф б ассей н а о зер а с о зд а в а л с я код во здей стви ем оледенений,
особенно его последней г.алдайской стадии. Основные ж « черты его
были зало ж ен ы гщс в .'.плодникдвое ар-ом я и сформировались пут ем
процессов орудии. Ролы-ф'"Образующая роль ледника п роявлялась в
„выпах. 1 ьании" ко ’ ч-чньп дор-чд с поверхности, в огла/-.иьанип у с т у ­
пов, в ы "popдспред< гении огромно: о ко л и ч ества м атер и ал а, о ач вач ед но! 'о л 'дн и ко м , п г длгро.дождеш н:, аккум уляции от о го 4 .':if pu.uia
на отдельных у ч а с т к а ,. Тающий н.едодьджчыд л е д со зд авал новые фор­
мы рельефа (■> ..о Ы , к а м ы и т .д .) , а длите, д ;>ь;е останов!-:: д.-диена,
приведи к образованию холмистых уч астко в дли возвы ш енностей, I;
1
г с т '- й е т в е доцерхпос hi мои hum-л. уе-'о гд е :: :дод_„ы.ног'дгледпик л-.^к ^
... зданп.д.- в
д .-г а д . :д я т . д ы г с д : рек
и --'3е, .
Б ассейн д ад н м ает Ьо-лозерскую равнину, среди х д - ^ о й располо-ж : ны впадина оз. Ь сдо 1 о с Ьердовь-оон ь, iiloKoic . и К ьвж п чекая до..
■
1 д.- дольше ь с ег о наеодплие: .'тедннуоцыо ь- д ы (Со'-олоь,
1 9 5 7 ), П л о с к ая равнина пер..-сечена п о л о сам !: хо лм и сто -;-ряд о в-и о
роль<-фа :: виде д в у х нуепы: и сты х д у г , дти гр.яды - краевые. >беадовао пя л ед н и к а оо.сл-одде; - олсденеглдд !1с р г л я о ^ л - ’ - 'о е го р с д >Ап.......-о:-а р.
; о м ^ - д ж е к а л ) - ; p o c n i ; .u.oi^:: ;д ii : o; w p a к ее,
К о в ж е к о м у и д а л е е да с е в е р к С о й д озо ру :: ,тделяет Б;-лоск-рс
р а ю д ы у от I lpiioH' Vkcv ой в п а д д д ы , В гоч д е л а .. Ц1,;: -соора ь з е р а : д ' . д е
щаетч >; лини- н е з н а ч и т е л ь н а я д а с т : , г р я д и , Рдд..рак : р я д а - Б ел • .ерс к о -К д р и л л о д с ..а я - о г.,яС е'вд ет внадину ■>;<, Б е л о е ) , прост л; 'лисе :. г
и. <’г д ры к -д.. А з а ь с к о м у , г , Кирш;лое>, к озер а'.: Никольскому,
С п д -к о м } и д.-ллыле па с е в е р к селам Гор, i, Н е с т е р о в е , Обо д д ’СЫ
х ар актер !- дуютс я большим к о л и ч е с т в о м --зор среди х олмов и г ряд.
К .югу от Б елозерской находится А н до гская гр яд а, являю щ аяся к р а е ­
вы м
образование».' преддослоднего оледенения. ii отличие от гряд
последнего оледенения она х а р а к т ер и зуе т с я о тсутстви ем озер, На
тор).
оасдо дна А н до гская гр яда зан и м а е т лишь ноодачитс. д нук
плошадь
|- , .. :а>. б ассей на ’У,А. Савиновым ( 1 9 6 1 ) вылсдо-д,. с.т. yvv.ддд- '-е :.к о ; 0/Ю1 'ические районы с Типичным ->Солисом ре.лььфд.
Кнр.ег,’ п о л I je п о зер е к о -А п о о г с к и й район о н о я с л ь а . . у.,. I >•ос н
с ю га, во ст о к а и с е в е р а . Рельеф района холм и сты й 'и холм исто—гр я ­
довый с абсолютными о тм еткам и 1 3 0 - 2 0 9 м . Р еч н ая с е т ь р азв и т а
слаб о.
2 . Белозерский район вклю чает оз. Б елое, бассейн р. Ковжи, в ер ­
х о вь я р. Шексны. Абсолютная в ы с о т а района 1 1 1 . 5 - 1 0 5 м. Основ­
ной тип рельефа - озер н о -ледн ико вая акк ум ул яти вн ая равнина.
3 . Кемский район аккум уляти вн о -м о р ен н ы х и озорно-ледниковых
равнин зан и м ает бассейны р ек К ем ы , Индоманки, У хты и п р ед став­
л я е т собой пологоволнистую, м е стам и плоскую равнину, н а которой
встр еч аю тся небольшие уч астки холм и стого рельефа. Преобладающие
вы со ты 1 6 0 - 1 7 0 м.
4 . В ерхнесудский район аккум ул яти вн ы х моренных равнин распо­
ложен в м еж дур еч ье Ковжи и Колли. Это п ло ская п ологохолм истая
и х о л м и ст о -ув ал и ст а я равнина с абсолю тными вы со там и 1 4 0 - 2 0 0 м .
Р еч н ая с е т ь г у с т а я , много озер и болот.
5 . М егорско-А н дом ский район х а р а к т е р и зу е т с я холм и сты м и хол­
м исто-котловинны м рельефом. Абсолютные отм етки в районе с о с т а в ­
ляют 1 4 0 - 3 0 4 м. Среди холмов разбросано много озер и болот. Р еч ­
н ая с е т ь п р ед ставл ен а мелкими речками и ручьям и.
Д л я б ассей н а о зер а х ар актер ен умеренно континентальный кли м ат,
продолжительная, но м я г к а я с небольшими м орозам и зи м а и ум ер ен ­
но теплое лето.
К лим атические условия любой территории определяю тся взаи м о дей ­
стви ем радиационных и циркуляционных факторов, которые тесно с в я ­
зан ы м еж ду собой и з а в и с я т от географ ической широты, р асп р ед ел е­
ния водь: и суши, рельефа, расти тельн ости и др уги х причин. В едущ ая
роль в формировании к л и м ат а принадлежит циркуляционным ф акторам.
Циркуляция атмосферы в ы з ы в а е т см ен у воздушных м асс различного
происхождения наг. данной территорией.
Географ ическое положение б ассей н а о зер а б л аго п р и ятстуст проник­
новению арктических, полярных (ум ерен н ы х широт) и го р азд о реж е
тропических м а с с в о зд у х а . Арктический во зд ух формируется над рай­
онами К арского и Б ар ен ц ева морей в основном ь период полярной
ночи и х а р а к т е р и зу е т с я низкими тем п ер атур ам и , вы соким давлением
и м ал ы м содерж анием вл аги , С с е в е р о -з а п а д а поступаю т ар кти чес­
кие м а с с ы , образую щ иеся на ' водными простран ствам и и обладающие
повышенной по сравнению с континентальными влажностью и тем п е­
ратурой во зд уха.
Вторжения аркти ческого в о зд у х а приносят антициклональную по­
го д у. Т ем п ер атур а в о зд у х а резко п ад ае т , у с т а н а в л и в а е т с я морозная
ясн ая погода зимой, а весной и осенью п о являю тся зам орозки (Ан­
типов, 1 ' )5 7 ) . Континентальный во зд ух умеренных широт, приходя­
щий от экра>шы сибирского антициклона оимо/i или формирующийся
на м е с ю из др уги х воздуш ных мас<_, н в л ястся преобладающим в те­
чение го д а . '--ги воздуш ные м ас с ы отличаю тся высокими тем п ер ату­
рами л ето м , низкими - зимой. Мэрской во зд ух умеренны х широт по­
ст у п ае т из просторов Атлантики. Зимой он в ы з ы в а е т потопление, п а с мурн;. :• 1 iioi’or;-, обильные осадки. Нередко e r s 4 вторжения сопровож­
даются оттепелью и туманами. Летом атлантический воздух прино­
сит похолодание, ветер, переменную облачность с осадками.
Тропические воздушные массы - явление редкое для Вологодской
обл. В связи с многообразием воздушных масс широко развиты фрон­
тальные процессы. В среднем з а год более 40% всех дней оказы­
ваются с прохождением фронтов, причем количество дней с холодным
фронтом больше, чем с теплым (Борисов, 1 9 5 8 ) .
В умеренных широтах над Атлантикой на фронтах между аркти­
ческими и полярными массами зарождаются циклоны, которые дви­
жутся на восток, захватывая Вологодскую обл., где располагается
центр пересечения траекторий этих циклонов и циклонов, движущих­
ся со Средиземного и Черного морей. Многообразие воздушных масс
и развитая циклоническая деятельность приводят к неустойчивости
погоды.
Расчетный период для составления водного баланса ( 1 9 5 1 - 1 9 7 3
г г .) , охватывающий полный цикл колебания увлажненности, выделен
В.А. Кирилловой (Оз. Кубенское, ч. I , гл. 3 . 1 , 1 9 7 7 ) по воднос­
ти. Внутри этого периода годы 1 9 5 1 - 1 9 6 2 относятся к многовод­
ной фазе, а маловодную фазу составляют 1 9 6 3 - 1 9 7 3 гг.
Характеристика некоторых метеоэлементов дается для указанно­
го выше периода по ст. Белозерск.
Среднегодовая температура воздуха за 23-летн и й период соста­
вила 2 . 2 , что на 0 . 2 ° ниже нормы, приводимой в Справочнике по
климату СССР. Ее к|эайние значения з а этот же период достигали
0 . 5 в 1 9 6 9 и 3 . 6 в 1 9 5 7 г. Самый холодный месяц - январь
(в отдельные годы февраль) со среднемесячной температурой 1 1 , 9 ° ,
причем ее значения в разные годы менялись в пределах от - 4 . 4
( 1 9 7 1 г.) до - 2 0 . 0 ° ( 1 9 6 8 г .) . В отдельные зимы абсолютные
минимумы достигают 4 6 - 4 9 ° , но ежегодно наблюдаются оттепели.
Среднемесячная температура воздуха в июле 1 6 . 7 ° , самая низкая
температура в этом месяце составила 1 3 . 4 ° в 1 9 5 6 г., а макси­
мальная ( 2 0 . 8 ° ) отмечена в 1 9 7 2 г., когда дневная температура
поднималась выше 3 0 ° . Продолжительность периода с температурой
воздуха > 0 по ст. Белозерск составляет 2 0 5 дней. Переход ее
через О весной наблюдается 8 1У , а осенью 3 0 X, Безморозный
период длится с конца 2-й -н ач ала 3 -й декады мая по 2-ю д е к а д у
сентября и составляет 1 0 4 - 1 2 2 дня.
Абсолютная влажность воздуха для исследуемого периода состав­
ляет за год в среднем 7 . 1 мб, изменяясь от 2 .6 мб в январе до
1 4 . 3 мб в июле. Среднегодовое значение относительной влажности
достигает 80% . В течение го да ее максимальные значения ( 8 6 - 8 8 % )
наблюдаются в осенне-зимний период.
Активная циклоническая деятельность способствует выпадению
осадков. Особенно обильные осадки приносят циклоны с Черного и
Средиземного мордй. Годовой ход осадков характеризуется миниму­
мом в марте—апреле и максимумом в июле—августе. Среднемноголет—
няя величина осадков за год составляет 6 3 2 мм, из них в теплый
период года ( I V —X) выпадает 4 2 2 мм, а в холодный 2 1 0 мм, Чис—
11
до дней с осадками равно 1 9 2 , максимальное число таки х дней
( 2 0 - 1 8 ) отмечено в н о яб р е-ян вар е, минимальное в апреле ( 1 2 . 8 ) .
Зимой осадки выпадают преимущественно в виде с н е га , а так ж е ч ас­
ты случаи смеш анных осадков, роже дождя. С р едн яя д а т а появления
снеж ного покрова по Белозерску приходится н а 2 6 X, в некоторые
го ды э го явление наблю дается раньше ( 2 9 IX ), Первый снежный
покров не лежит всю зи м у, он т а е т , а ч ер ез 1 .5 м есяц а ( 1 9 X I)
устанавливается устойчивый снежный покров. Число дней со сн еж ­
ным покровом с о с т а в л я е т 1 5 8 , а толщина с н е г а 3 2 - 8 4 см .
С циклонической деятельн о стью св язан о образование плотных об­
лаков» Д ля б ассей н а хар актер н а довольно значительная облачность;
ко то р ая по среднемноголетним данным (с т . Б ел о зер ск) с о с т а в л я е т
7 - 3 (общ ая) и 5 .5 балла (нижняя о б лач н о сть). В годовом ходе об­
лачности в о ктяб р е-ян вар е о т м е ч а ет с я м акси м ум ( 8 . 6 общая и
7 .6 б ал ла ниж няя), минимальные значения приходятся н а весну и
лето ( 6 . 5 - 6 . 2 и 4 . 1 - 3 . 9 баллов).
В течение го д а го сп одствую т ветры южного и юго-западного н а­
правлений, п о вто р яем о сть которых с о с т а в л я е т 41% . В теплое вр ем я
года, особенно в м ае-и ю н е, учащ аю тся ветр ы северных направлений.
Район оз. Белого расположен в области повышенных скоростей
ветр а, которые больше д а 2 5 - 3 0 % , чем н а верхнем каскаде волж­
ских водохранилищ. Сродно.,ш еголетняя скорость в етр а с о с т а в л я е т
4 , 8 м/с. Максимальные скорости в е т р а наблю даю тся осенью (.IX X !i ) и достигают 5 . 0 - 5 . 4 м/с. Ш тормовым месяцем с ч и т а е т с я ок­
тябрь ( 5 . 4 м / с ). Наименьшая скорость в е т р а о тм ечен а в м ае
(4 м / с ).
Наиболее распространены ветры в интервале 0 . 5 м/с, их повто­
ряемое гь с о с т а в л я е т 70% (по ст. В ы т е гр а , г . Ккриллоь), а в е т р а
со скоростью более 1 5 м/с - 0 . 9 - 0 .5 % ,
Р таб л. 5 8 , составленной
Изо г - б о й , приводят-. а максималь­
ные и минимальные средн ем есяч н ы е значения м етео эл ем ен то в з а
1 9 5 1 - 1 9 7 3 гг. В разн ы е фазы водности п роявляю тся некоторы е
различна величин м е т ео эл е м е н т э в (т зб л , 2 ) , В средн ем з а много­
водную фазу т е м п е р ат у р а воздуха была на 0 . 4 ° выше, чем з а м а­
ловодна
Тсллый период многоводной фазы о к а за л с я холоднее со огвотсгвующего периода маловодной. Увеличение значений годовых
тем п ер атур произошло з а с ч ет более высоких значений тем п ер ату­
ры к- холодный период. Д ля маловодной фазы характерно лошокенио
зианс-ний тем п ер атур ы в о зд у х а в холодный период.
И зменения абсолютной влажности достигают 1 мб и следуют за
изм енением тем п ер атур ы во зд уха.
В маловодную фазу о т м е ч а е т с я увеличение скорости в е т р а в хо­
лодный период го д а .
Годовая су-.^ма о садко в в многоводную фазу по сравнению с
1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г . возросла н а 1 3 см , а в маловодную уменьш илась.
Эти изменения связаны с увеличением слоя о садков в теплую ч асть
’'ода многоводной фазы и его уменьш ением з а э т у ж е ч асть го д а
’•> .'ЛоУ1 . ‘ i:) OAiJV I' >.
Т а б л и ц а
2
Значение метеоэлементов за различные периоды
цо фазам водности
Период
1 9 5 1 - 1 9 6 2 (много­
водная фаза)
1 9 6 3 - 1 9 7 3 (мало­
водная фаза)
1 9 5 1 - 1 9 7 3 (полный
цикл)
Среднемноголетние
з а год 1V -X Х1-Ш
1У -Х
Х1-Ш
2 .4
9 .6
-7 .9
7 .2
9 .9
3 .3
2 .0
9 .9
-8 .9
7 .1
9 .8
3 .2
2 .2
2 .4
9 .8
1 0 .8
-8 .4
-8 .2
7 .1
7 .2
9 .9
1 0 .0
3 .2
3 .3
за год
Т а б л и ц а
Влажность воздуха,
мб
Температура воздуха,
°С
2 (продолжение)
Ветер,
Период
1 9 5 1 - 1 9 6 2 (много­
водная фаза)
1 9 6 3 - 1 9 7 3 (мало­
водная фаза)
1 9 5 1 - 1 9 7 3 (полный
цикл)
Среднемноголетние
Осадки,' мм
м/с
з а год 1У -Х
за год 1У -Х X1-III
X1-HI
4 .4
4 .2
4 .6
645
436
209
4 .4
4 ,1
4 .9
619
408
211
4 .4
4 .8
4 .1
4 .6
4 .6
5 .0
632
696
422
420
210
' 276
.
Годы работы экспедиции ( 1 9 7 6 - 1 9 7 7 ) отличались усиленным
развитием восточного типа циркуляции ( Е ) - 2 5 2 и 2 1 9 дней в
году - и ослаблением западной формы - 3 7 и 6 8 дней. Эго вызва­
ло понижение среднегодовой температуры воздуха на 1 . 7 в 1 9 7 6 г.
по сравнению со среднемноголетней. Особенно холодными в 1 9 7 6 г.
были январь и октябрь с температурой на 4 . 9 ° ниже, среднемного­
летней.
Территория бассейна озера находится в пределах полосы средней
тайги, где преобладают хвойные леса с незначительной примесью
широколиственных пород. Раньше леса покрывали всю территорию об­
ласти; сейчас площадь, занятая лесом, составляет 5 0 - 6 0 % террито­
рии. Важную роль в распределении растительности играет деятель­
ность человека. Это воздействие проявляется в вырубке лесов под
л у га и пашни, для построек и топлива. В первую очередь истребля­
лись широколиственные леса, которые занимали лучшие почвы.
13
В поймах крупных рек и в котловинах озер развиты черноольша—
ники. На более бедных сухих почвах и на болотах с застойной водой
растет серая ольха. Широколиственные леса встречаются лишь в пой­
мах крупных рек; от былого леса сохранились лишь названия насе­
ленных пунктов - Поддубье, Липин Бор и др. (Бобровский, 1 9 5 7 ) .
Большая влажность климата (испаряется 50% выпавших осадков),
равнинность территории, затрудняющая поверхностный сток, слабое
развитие эрозионной сети, наличие суглинистых и глинистых пород
способствуют широкому развитию болот в районе. Заболоченность до­
вольно высокая и неравномерная, в среднем по бассейну составляет
13% . Возникновение болот связано с заболачиванием лесов или з а торфовыванием водоемов. По характеру питания в бассейне развиты
верховые, низинные и переходные болота. Преобладают переходные
болота.
Т.Г. Абрамовой ( 1 9 6 5 ) на территории области выделено несколь­
ко болотных районов по преобладанию того или иного типа болот и
по степени заболоченности. Ковжинско-Белозерский район с заболо­
ченностью 28% охватывает Ковжинскую депрессию, верховье р. Шексны и участки Белозерской равнины, непосредственно прилегающие
к озеру. Кемско-Иткольский район, приуроченный к бассейну рек К емы, Индоманки, Ухты, представлен переходными кустарничково-осоковыми и осоко-пушицевыми болотами. Общая заболоченность райо­
на 8.2 % . Андозерско-Кирилловско-Череповецкий район, характеризую­
щийся наименьшей заболоченностью (3 .4 % ), расположен к югу от
озера.
Начиная с X в. и до настоящего времени оз. Белое привлека­
ет к себе неослабевающее внимание. Его изучают то как участок
наиболее удобного водного пути между центром и северными окраи­
нами страны, то как богатейший рыбный промысел. Соответственно
все сведения об озере, относящиеся к Х-ХУШ вв., отражают эту за ­
интересованность. Сообщается о.заселении берегов озера, о рыбных
богатствах, водных путях и принадлежности вод (Кафтырев, 1 8 2 9 ;
Виноградов,- 1 9 2 5 ) .
С основанием Петербурга возникла необходимость в надежном
водном сообщении его с центральными районами страны. Начались
изыскания для строительства канала, который впоследствии будет
назван Мариинским. По поручению Петра I в 1 7 1 0 г. эти исследо­
вания начал выполнять Джон Перри. Впоследствии трасса канала не­
однократно уточнялась, выполнялись дополнительные изыскания при
перестройке пути в 1 8 9 0 г. Р езультаты этих поисков можно най­
ти в архивах Железнодорожного института (бывший Институт путей
сообщения), Ленгидеп, Ленгипроречтранс. О некоторых результатах
транспортных исследований сообщается в цитируемых работах (К афгырев, 1 8 2 9 ; Левандовский, 1 8 9 9 , 1 9 0 8 ; Петрашень, 1 9 1 0 ) .
В конце Х 1Х -н ач але XX в. появляется ряд работ, посвященных
изучению озера как богатейшего рыбного промысла (Данилевский,
1 8 7 5 ; Кучин, 1 9 0 2 а , 1 9 0 5 , 1 9 2 6 , 1 9 2 9 ; Жданов, 1 9 0 7 а , 1 9 0 7 6 ;
Арнольд, 1 9 2 5 , 1 9 2 7 ) . Работы этого периода наряду с описаниями
14
способов рыболовства и рыбных запасов содержат достоверные све­
дения о морфометрии и элементах режима озера (Близняк, 1 9 2 2 ) .
Было решено превратить Мариинскую водную систему в водную сверхмагистраль - Волго-Балтийский водный путь. После этого начались
обширные комплексные и специальные исследования (Институт био­
логии внутренних вод АН СССР, ГГИ, Гипроречтранс,. Гидроэнерго­
проект) как самого оз. Белого, так и его водосбора. Ряд публика­
ций посвящен исследованиям химического состава вод (Дегтяренко,
1 9 5 9 ) , бентоса (Мордухай-Болтовской, Митропольский, 1 9 5 9 ) ,
грунтов (Курдин, 1 9 6 0 ) , водного режима. (Ершова, 1 9 6 8 ) . Имеют­
ся отдельные работы по геологическому строению водосбора и его
геоморфологии, климату района и хозяйственному освоению водосбо­
ра (Мещеряков, 1 9 5 0 ; Соколов, 1 9 5 2 ; Досталь, 1 9 5 6 ; Антипов,
19 57).
Особенно подробно оз. Белое стало изучаться с 1 9 6 4 г., когда
оно превратилось в составную часть Череповецкого (иногда его на­
зывают Шекснинским) водохранилища (Марголина, 1 9 6 5 ; Кузьмин,
1 9 6 6 ; Литвинов, 1 9 7 2 ; Рощупко, 1 9 7 2 ) .
Сочетание геологического строения водосбора, особенностей ис­
тории развития озера и климата района обусловили возникновение
специфических качеств, которые ставят оз. Белое в ранг водоема
уникального. Водосбор озера расположен в северо-западной окраин­
ной области Русской платформы вблизи смыкания ее с Балтийским
кристаллическим щитом. Взаимодействие этих двух крупных геоло­
гических структур определило наклонное залегание осадочных пород,
слагающих водосбор: они имеют падение от СЗ к ЮВ. Поэтому на
поверхности водосбора выходы пород имеют последовательность от
более древних на северо-западе (средний карбон) к более молодым
на ю го-востоке (казанский ярус перми). Выходы известняков на
водосборе являются предпосылкой для карстовых процессов. Направ­
ленное поднятие поверхности водосбора, вызванное отступанием лед­
ника, привело к тому, что водосбор занял положение на границе
водоразделов трех морей - Каспийского, Белого и Балтийского
(рис. 2 ) . Поскольку рельеф водосбора значительно сглажен ледни­
ковой деятельностью, границы водоразделов выражены нечетко. Не­
редки случаи, когда некоторые озера территории отдают свои воды
одновременно водосборам двух морей (оз. Ферапонговское).
Принадлежность озера к переходной климатической зоне, подвер­
женной влиянию двух климатических систем (Атлантической и ЕвроАзиатской), обусловливает двойственную природу климатических воз­
действий на озеро и его водосбор (Тюрин, 1 9 6 7 ) . Над водосбором
находится центр пересечения траекторий циклонов, идущих с Север­
ной Атлантики и от Средиземного моря, что способствует развитию
больших скоростей ветра в течение всего года и штормов на озере
в безледный период. Скорости ветра на водосборе оз. Белого на
2 5 - 3 0 % выше, чем на окружающих территориях.
Сочетание повышенных скоростей ветра и мелководносги озера
приводит к новым его специфическим качествам. Например, факт с у 1з
Р и с. 2 . С х ем а водосбора оз. Белого.
1 - водосбор зар егул и р ован в 1 8 1 0 г . , 2 - то ж е в
3 - в е с ь водосбор зар егул и р о ван в 1 8 0 4 г .
I (.
18*10 г .,
шествования в озере ряпушкд я в л я е т с я исклю чительным. По опреде­
лению ихтиологов (Арнольд, 1 0 2 5 ) , эго ры ба глубоководны х и хо­
лодноводных о зе р . Необычны для озер т а к ж е в ы с о к ая минерешизация
донных отложений, видовой состав бен тоса, кислородный режим о зе­
р а. Эти хар актери сти ки , н ахо дясь >з прямой зави си м о сти от ветровол­
новой динамики, по своим значениям приближают режим вод оз. Б е­
лого более к речному, чем к озерному. Почти постоянное волнение
обусловли вает высокую степ ен ь насыщения кислородом всей толщи
озерных вод. Многократное взм учи ван ие донных отложений приводит
к почти полном их минерализации в течение л ета. В сл ед стви е это го
на в е с ь зимний период озеро обеспечено достаточны м зап асо м ки с­
лорода: з а срок более 1 0 () л ет з д е с ь не было отмечено ли одного
с л уч а я зимних зам о р о в.
О
положительном влиянии ветронолдовой динамики «и экосистему
оз. Бело! о м о ж ет свидетельствовать такой факт. Л ето 1 0 1 0 г . от­
личалось повышенной тем пературой в о зд у х а и слабы ми ветр ам и , что
привело к бурному развитию си незелены х водорослей. К ак сл едстви е
в конце а в г у с т а н ач ался м ассо вы й мор рыбы (Мор рыбы . . ., 1 0 2 0 ) .
Подобные явления наблю дались такж е в 1 0 0 7 (Ж данов, 1 0 7 0 а ) и
18 0 3 гг.
Если сочетание одних только природных, условий (геологических,
климатических, и сторических) привело к возникновению сто ль специ­
фических сво й ств о зер а, то влияние антропогенных факторов еще бо­
лее усложняет характер внутренних взаи м одей стви й всех элементов
э к о с и с т е м ы 'о з . Б елого. С другой стороны, здесь о тк р ы в ается д о ста­
точно р е д к ая и потому ценная возм ож н ость проследить з а п о следст­
виями и скусствен н о го изменения р еж и м а о зер а на протяжении более
1 0 0 лет.
Историю освоения озера целесообразно р азд ели ть на 5 этапов,
отличающихся интенсивностью и хар актер о м антропогенного влияния.
1 -й этап - до 1 8 1 0 г. На протяжении Х -Х 1У ьв. оз. Белое с л у ­
жило причиной р азд о р а между Новгородом, М осквой и Суздалем, /для
новгородцев оно являлось ценной транспортной магистралью. Д ля м ос­
ковских. и суздальских князей о .ц i представляло ценность к а к бо­
гатейший рыбный промыс ел. На>д >г' t, в духовном завещании Дм.
Д онского упоминаете я: „ А сы н а ъ , )• князя Андрея благословляю
Белым озером . . ." (Собр. г о с . грамот, т. 1 ) . С это го м.'мента и
до 1 8 1 0 S-. озеро в основном и спользовалось как рыбный промысел.
„Рыбы столько, что о - ловят езам и (В иноградов. 1 9 2 5 , ... 2 3 ) ; ;;.-i
основе архивных д о кум ен то в приводится описание это го способа ло­
ва: „Пере! ораживают року Шексну бровен1,->то-жердевой изгородью и
вылавливают скопившуюся рыбу неводами и сачками". В числе уло­
вов значились осетры, севрюга (весо м более 3 0 к г), белорыбица,
стерлядь (р азм ер о м более 1 м ). Рыли разработаны специальные пра­
вила „О го судар ево й Шехонской ловле", основой которых служил г л а в ­
ный принцип сохранения рыбной молоди; „даоы рыбного заво д у не
неревесть". I (о-видцм ом у, это т до кум ен т я в л я е т с я первым го суд ар е гвенным закон о дательн ы м ак то м в России, направленным н а сохран е­
ние природных р есур со в.
.17
пути
<о 3
- lo с
I
с3: 1
^ ,.•
сз£
>г ^ 'J'O^to
с*>СоС*оо,
5 S
33
* «\j ft*
СОЪ <^)
'3-<£ O
^-J
Ь !
*ч съ
СЗ "'"
IQ
ОЭ
Волго-Балтийского водного
<ъ
агпл перестройки
«•С;
Для местного населения озеро представляло источник дохода, по­
этому в 1 8 / 0 г', оно было поделено на части. Жители каждой дерев­
ни могли ловить рыбу только в секторе, ограниченном двумя радиу­
сами от центра озера и берегом, примыкающим к деревне. Гидрологи­
ч е с к и й режим озера не нарушался, и его до 1 8 1 0 г. можно считать
естественным.
2 -й этап - 1 8 1 0 - 1 8 4 6 гг. Начал действовгь Мариинский водный
путь. Для питания разделительного канала было использовано оз.
Ковжское (рис. 3 ) . В истоке р. Ковжи была построена плотина, во­
ды озера расходовались на шлюзование в сторону Онежского и Бело­
го озер. Наблюдений за уровнем оз. Белого за этот период нет.
Можно только предположить, что его уровень должен быть несколь­
ко понижен за счет сброса части ковжинских вод в Онежское озеро
и вследствие зарегулированное™ оз. Ковжского
(водосбор о з.К о в жского составляет 15 % от водосбора о з. Б елого).
3 -й этап - 1 8 4 6 - 1 8 9 6 гг. Построен Белозерский обводный ка­
нал. При строительстве канала бьию зарегулировано еще 22% водо­
сбора оз. Белого (более 3 0 0 0 км ) (см. гл. 7 . 3 ) .
К этому же этапу относится начало туэрного судоходства на р.
Шексне, которое представляло собой несколько пароходов, двигавших­
с я против течения посредством наматывания на вал огромной цепи,
проложенной по дну на порожистых участках реки. По свидетельству
Очевидцев (Левандовский, 1 8 9 9 ; Кублицкий, 1 9 6 1 ) грохот при этом
с то я л неимоверный.
Отчленение южной части водосбора шлюзованным каналом приве­
ло к дальнейшему понижению уровня оз. Белого. Известны случаи •
пересыхания озера в истоке р. Шексны: 1 IV 1 8 7 7 вода стояла на
5 1 см ниже отметки дна Крохинского ;/брода" (Арнольд, 1 9 2 7 ) .
4 -й этап - 1 8 9 6 - 1 9 6 3 гг. Построена плотина в истоке р. Шек­
сны у с. Крохино. Основной водный путь проходит через обводный
канал, а оз. Белое используется в качестве водохранилища для под­
держивания судоходных глубин на р. Шексне в летнюю межень, Под­
пор озера плотиной привел к увеличению среднего уровня на 0 . 7 5 м,
при этом произошло „распластывание" гидрографа: в паводок излиш­
ки вод сбрасывались, а меженные уровни значительно повысились
(Левандовский, 1 9 0 8 ) . Водообменносгь озера уменьшилась от 1 . 6
до 1 . 2 . Соответственно стати меньше и уклоны водной поверхности
между Ковжей и с. Крохино - от 0 . 3 7 (до строительства плотины)
до 0 . 1 5 м (после ее строительства).
Подъем уровнй привел к затоплению, подтоплению и заболачива­
нию большого количества сельскохозяйственных угодий - лугов, се­
нокосов и пашни. Для определения ущерба от затопления в 1 9 0 7 г.
была создана комиссия, которая после проверки на месте установи­
л а выплату компенсации пострадавшим крестьянам. Отмечена гибель
значительного количества прибрежных лесов (Кучин, 1 9 0 2 6 ) .
После строительства плотины прекратила ловиться рыба, прихо­
дящая на нер«с! из Волги: за 1 8 9 9 и . 1 9 0 0 гг. было выловлено
сего о стерлядей. Значительно уменьшился улов снегка; причиной
Г a Gл и ц а
3
Этапы перестройки В о лго -Б алти й ского водного пути
X
Мариинский Ч ер ез оз.
Белое
кап ал
.1 8 4 0 -1 8 9 1 .: Белозерский Ч ер ез об­
водный
какал
кан ал
1 8 9 0 - 1 9 6 > 11лотина в
Крохино
То же
Ч ереп овец кая Ч ерез оз.
.196 3
Белое
ГЭС.
С редняя
глубина
озера,
м
Cj
'Грасса
водного
пути
-i -о,
■
г 2 V:
1 оды
Перестройки
водного
пути
1 8 1 0 -1 8 4 6
-
-
Уклон
Водо­
водной
об­
поверх­
мен
ности,
м
_
-
3 .2
3 .3
0 .3 7
1 .6
4 .3
4 .2
0 .1 5
1 .2
5 .2
5 .5
± 0 .0 5
0 .9
* Общее содерж ание органического вещ ества, м г/ 1 О 0 г .
э т э го И ,В. Кучин ( 1 0 0 3 , с . 4 1 ) с и га е т так ж е устройство Крохинской плотины: „Мне м ного раз о течение м а р т а приходилось наблю­
д а т ь , к а к с т а * с н е т к а , о п ускаясь к плотине, п о дхваты вал и сь стр уей ,
увл екал и сь в лромежу тки м еж ду секциями и гибли, засо р яя споими
трупами плотину и у сти л ая дно реки"'. О тм еч ается т ак ж е у м е н ь ш е н и е
.запасов и други х пород рыб (Ш идловский, 1 9 3 .5 ) .
Однако было бы неправильным приписывать в е с ь вред одной толь­
ко плотине, хотя бы потому, что последующие годы неоднократно от*>
личались повышенным выловом сн о ска и супгис»», превкоиношчч даж е
уловы доплотишюго периода ( Кольшич, 1 9 J О; Дрлольд, 1 .9 2 5 ; Тго—
р!Ш, 1 9 6 7 ) . Кроме того, временное уменьшение уловов могло объяс­
н яться и гсм . что к периоду строительств,.' плогилм приурочено появ­
ление н а притоках и на самом озере р яда прол■•■ы,членных предприятий,
загрп зн яг..j.nix воды; кожевешные заво д ы , лесны е биржи, паровое су­
доходство, начало перевозок нефти в наливных баржах. Я.П. Жданов
( 1 0 0 7 а ) ос ,;бо указывает на вред неупорядоченного л есосп лава: ч ас­
то с луча'-гея, что плоты, заготовленные зимой, но успеваю г о т б у к -.
си ео ватъ но вр ем я половодья и зал еж и л еса загромождают устья поч­
ти. всех р ек. Лес гн и ет, ры ба к эти м у с т ь я м не подходит.
Гдце одной причиной уменьш ения зап асо в рыбы м ож ет сч и та ть ся
лов рыбы ,,околоткой". Э тот уникальный способ ло ва рыбы более
ни на каки х во до ем ах не п рим ен яется (В аси л ьев, 1 9 5 5 ) . Он м о г
,.i')
Fiona
V
‘- ‘и ’
.мг/л
Донные
0
' мин ’
м г /л м г/ л
отлож дай я
о р га нич ес- г у ­
кое
м ус,
ве­
о;
щ ест­
во, о,
с,
Vo
Водосбор, к.чГ
м г/
общий
.1 U О г*
з а р е г у ­ поте­
лирован­ рян­
ный
ный
-
“
-
-
-
-
13000
-
-
-
-
-
-
11 ООО 30013 3 0 0 0
1 0 3 .3 0 . 0 и з 0 . 0 2
0 ,-i
3 .0
1 .7
230
-
1 ЮОО 3 0 0 0
j l 5 3 .4 0 . 0 1 1
7 ,5
3 .2
1 .8 2 7 4
-
.1 2 0 0 0 2 ООО
11
-
0 .1 3
2200
llo o
п о яви ться только при сочетании р яд а особых условий: 1 ) р а зм е ж е в а ­
ние о зер а н а секто р ы („ о ко л о тки "), принадлежащие отдельным дер ев­
ням (первое объяснение н азван и я способа лова происходит от слоиа
„околоток" - уч асто к, секто р л о в а ); 2 ) сглаж енны й рельеф дна о з е ра, позволяющий равномерно облавливать всю его акваторию; 3 ) удоОное положение оз. Белого м еж д у П етербургом и М осквой, открываю­
щее легкий сб ы т любого количества выловленной рыбы (увеличение
спроса на рыбу, к а к и возникновение способа лова околоткэй", от­
н о сятся к н ач алу XX в . ) .
При ловле „ о ко л о ткэй ' секто р о зер а о го р аж и вается сплошной да­
нной м елкоячеи сты х с ет ей , з а т е м рыбу от с е те й отпугиваю т уд ар а­
ми по л ьду - „околачиваю т" (отсю да второе объяснение названия спо­
со б а л о в а ), а сети п ер еставляю т ближе к центру секто р а. После то­
го к ак рыба со гн ан а в центр, ее о т т у д а буквально вычерпывают сач­
ками и неводами. При тако м способе ло ва зап асы рыбы стали исто­
щ ать ся. Запрет н а способ л о ва околоткой" последовал только после
1 0 1 7 г . После это го уловы в с е х рыб, кром е осетровы х, в оз. Белом
вновь увеличились. Таким образом, можно ко н стати р о вать факт, что
стр о и тел ьство плотины в и стоке р. Шексны привело к исчезновению
только осетровы х пород рыб - стерляди , осетр ов, севрю ги.
5 - й этап - после 1 9 6 3 г . Построен Череповецкий ги др о узел . О зе­
ро вновь стал о уч астко м В о лго -Б алти й ского водного пути. Средний
уровень был поднят еще на 1 .2 м , меж енны е горизонты увеличились.
Водообмонность о зе р а уменьш илась до 0 . 9 , уклон водной поверхнос­
ти приблизился к О. И ногда ук л о н ы ст ал и принимать отрицательные
значения. Это происходит, к ак правило, весной, т а к к а к ш екснинская
ч аст ь водосбора значительно уж е озерного водосбора, а вр ем я д о б еган и я тал ы х вод в шекснинской части меньш е, п оэтом у и повыше­
ние уровня з д е с ь происходит раньше, чем в оз. Б елом. Кроме то го ,
ш екснинская ч ас т ь водосбора расположена на 2 0 0 км южнее ковжшьско го водосбра; сн его таян и е з д е с ь н ач и н ается н а 2 - 3 суто к раньш е,
что т ак ж е сп о со б ствует более раннему подъему уровня в этой ч ас­
ти водохранилища. При таки х условиях ш ексш ш ские воды поступаю т
в оз. Белое, а воды о зер а - в р. К овж у, чего ранее з а всю и сто­
рию освоения Белого о зе р а не наблю далось.
Увеличение р азм ер о в шлюзных к ам е р и интенсивности судоход­
с т в а обусловило- еще большее повышение р асхо да ковжинских вод в
сторону О нежского о зер а, что о зн ач ает дополнительные потери вод
оз. Б елого. В то ж е в р ем я демонтирование плотины и шлюзов Бе­
ло зер ско го обводного кан ал а вновь открыло свободный доступ в о зе­
ро водам в с е х р ек южного побережья.
Очередное изменение ги дрологического реж и м а оз. Белого при­
вело к изменению целого р яд а хар актер и сти к его вод: увеличилась
общая м инерализацйя, удвоилось содержание минерального фосфора,
в ш есть р аз возросло содерж ание N 0 ^ (та б л . 3 ) ; зам етн о увеличи­
лось содерж ание органики в донных отложениях (А лф еровская, И ва­
нов, 1 9 7 7 ) . Произошло значительное увеличение численности
зо о б ен тоса (от 2 8 0 в 1 9 5 4 г . до 6 0 4 э к з ./ м ^ в 1 9 7 4 г .)
при
н есколько уменьш ивш ейся его би ом ассе (о т 2 . 8 в
1 9 5 -1 г .
до
2 . 0 3 г/ м ^ в 1 9 7 4 г .
что у к а з ы в а е т на см ен у
круп­
ных форм зо о б ен то са более мелкими (С тал ь м а к о в а, 1 9 7 7 ) .
В некоторы х р аб о тах у к а з ы в а е т с я н а увеличение прозрач­
ности вод оз. Белого после с тр о и те л ьс тва Череповецкой ГЭС
(Гидрометеорол. режим . .
1 9 7 5 ; Алферовская, Иванов, 1 9 7 7 ) ,
но по э т о м у поводу в ы с к а з ы в а е т с я противоположное мнение
(с м . гл . 7 . 1 ) .
Увеличение с у д о х о д с т в а привело к повышенному п оступ ле­
нию твер до го с т о к а, в основном и з р. Ковжи, что в со ч е­
тании с уменьш ивш ейся водообменностью о зер а привело к н а­
рушению б ал ан са твер до го с т о к а (к а к это и предполагал
Кудрин - 1 9 6 0 ) . В р е зу л ь т а т е в настоящ ее вр ем я донными
отложениями погребены в с е кам ен и сты е гр яд ы , упоминавшие­
ся
в ряде работ, относящ ихся к предыдущ ему периоду
су­
щ ествования о зер а (С ем ен о в, 1 8 6 3 - 1 8 8 5 ; -Арнольд, 1 9 2 7 , it
д р .) . Н есм отря н а очень подробные эхологн ы е промеры, в
1 ,9 7 7 и 1 9 7 8 г г . не было найдено ни одной „пучины",
которых т а к ж е неоднократно упоминалось в исследованиях,
полненных н а о зер е до 1 9 6 3 г . (Ж данов, 1 9 0 а; Л\^рл \ч
Болговской, М итропольский, 1 9 5 9 ) .
22
С е й ч а с п о к а еще затрудни тельно оценить однозначно вред или л о л ьз у изменений того или иного э л е м е н т а р еж и м а оз. Белого, происшед­
ших после его последней перестройки. Например, усиливш ееся суд о ­
ходство и повышение уровня привели к увеличенному поступлению
твердого с т о к а в озеро и к а к сл едстви е к погребению донными отло­
жениями кам ен и сты х г ряд, являющ ихся нерестилищами рыб. В го же
в р ем я дополнительное взм учивание озерных вод судам и ве д е т к по­
следую щ ему уменьшению их ц ветности. Дело в том , что м е л к ая фрак­
ция в зве с ей - активный сорбент. Мицеллы окрашенных гум усн ы х в е ­
щ еств адсорбирую тся н а части цах этой фракции и о саж даю тся н а дно.
Это явление отмечено .(Г усева, 1 9 5 9 ; Гидрометеорол. режим . .
1 9 7 5 ) дл я ш тормового взм учи ван ия вод, но оно вполне применимо
и к взмучиванию , возникаю щ ему в сл едстви е интенсивного суд о х о д ства.
П о-видимому, основное и наиболее вредное п о следстви е и зм ен е­
ния р еж и м а оз. Белого - уменьш ение его водообмена и п р от оч н ое~
ги. Именно это т эл ем ен т р еж и м а о зер а н ар яду с мелководностью
вы годно отличал его от окружающих озер, обеспечивая благоприят­
ное сочетание факторов д л я р азви ти я рыбного с т а д а и я в л я я с ь основ­
ным эл ем ен то м устойчивости эко си стем ы это го водоем а.
П роектируемы е сей час мероприятия по переброске вод северного
скло на н а юг зат р аги в аю т т ак ж е и оз. Б елое. Оно вновь п о д вер гает­
с я очередному изменению р еж и м а: б удет выполнять роль транзитно­
го во до ем а, п ропуская ч ер ез с е б я дополнительно около 7 км® воды.
При это м водообменность о зер а м о ж ет увел и ч и ться в д в а р а за , что
п о зво ляет н а д е я т ь с я на положительный эффект.
23
а в с!
2.
ВОДНЫЙ БАЛАНС И УРОВЕННЫЙ Н-ЖИЧ
1 , Поверхностный приток и сто к
В о з . Белое в п ад ает около 6 0 притоков, из них 1 3 длиной бо­
лее 1 0 к м . С редняя г у с т о т а речной сети 0 . 3 6 - 0 . 4 0 к м / к м ^ , С а­
м ы е крупные реки: К овж а с притоком р. Белой (длина 8 6 к м , пло­
щадь водосбора 5 0 0 0 к м - ) и К ома ( 1 5 0 км , 4 4 9 0 к м ^ ) . Реки
К овж а и К ем а дренируют плош адь, равную 75 % в сего водосборного
б ассей н а о зер а. Со времени создани я Ш екснинского водохранилища
и поднятия уровня воды в о зер е более чем на 1 м К о вж а, К ем а и
Шола стали вп адать в образовавш ийся на м е с т е их прежних у с т ь е ­
вы х у ч ас т к о в зал и в - К о вж ско е расш ирение. У рек К о вж а и Шола
устан о ви л ся сам о сто ятельн ы й реж им .
Среди остальны х притоков наиболее значительными явл яю тся
реки , впадающие с южного и ю го -зап адн о го бер его в о зер а на у ч а с т ­
ке Б ел о зер ско го обводного к ан ал а: р. К ун о сть (длина 2 5 км , пло­
щадь водосбора 1 2 5 0 к м ^ ) , р. М егр а ( 6 1 км , 4 9 7 к м “ ) , р, М онцома ( 3 1 к м , 1 7 3 к м ”" ) , р. М а э к с а ( 1 7 км , 1 3 7 к м ^ ) , из север ­
ных притоков вы д е л яе т с я р. У х то м ка (длина 2 9 к м ,' площадь водо­
сбора 1 5 4 к м " ) , В ы т е к а е т и з о зер а р. Ш ексна, ставш ая после по­
стройки Ш екснинского ги др о узл а русловой частью водохранилища
(ри с. 1 ) .
Питание р ек о су щ ествл яется з а сч ет талы х (6 5 % ), дож девы х
(2 0 % ) и подземных (1 5 % ) вод. Основную роль в подземном пита­
нии играю т воды зоны акти вн ого водообмена, приуроченные преиму­
щ ественно к моренным и озерно—ледниковым отлож ениям . Н аряду с
ними сущ ественное влияние о казы ваю т воды карбонового ко м п лекса,
выходящ ие в виде источников в долинах р ек.
Р еж и м рек о тл и ч ается значительной естествен н о й зар егул и р о ван ностью (^ 0 = 0 ,5 ), обусловленной широким распространением на во­
досборных б ассей н ах лесов, болот, о зер , к а р с т а . По особенностям
вн утригодового распределения с т о к а реки о тн о сятся к восточноевро­
пейском у типу, х ар актер и зую щ ем уся вы соки м половодьем, низкой
летней и зимней меженью , повышенным сто ко м в осенний период.
Средний м о дул ь го до во го с т о к а около 9 . 0 л / сек/ км 2 , коэффициент
вариации го до во го ст о к а 0 , 2 5 —0 . 2 8 .
24
С о вр ем ен н ая ги др о л оги ч еская изученность ручной сети г, б а-т ■-I'iие оз„ Бс чого отраж ает особенности формирования поверхиоо : йог',
притока в озеро с 6 7 % площади его водосбора. Около &",> сч ■■", ап л.ют территория, расположенная ннж‘ гидром етрических сто..,р-,и>.,
2 5% приходится на подосборны» • бассейны неизученных притоков и
м ож бассейновы с уч ас т к и . Гидрологические данные и м ею тся по ре­
к ам К ем е, Шоле, К уности, М егро и ikj ряду притоков Ковжи. Наи­
более продолжительные ряды наблюдений им ею тся на р. Коме
(д . Логжово, с 1 9 4 7 г . ) и на р . Шоле (д . Королево, с . 1 9 5 4 г . ) .
На о стальны х притоках ги дрологические посты были о ткры ты в
1 9 6 3 - 1 0 6 8 г г . Д ля получения основных гидрологических х ар ак т е ­
ристик сто к а рек в к а ч е с т в е расч етн о го периода были приняты
1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г . , относящ иеся к последнем у циклу колебания увл аж ­
ненности кл и м ата на обширной территории европейской части» с т р а ­
ны, Выбранный период я в л я е т с я единым для в сех гидрологических
р асч ето в, проведенных при исследовании водного б алан са о зер б ас­
сейна рок Ш ексны, Сухоны и Онеги - Б елого, К уб ен ско го , Воже и
Л ач а. Р ассм атр и ваем ы й цикл со сто и т из многоводной фазы, относя­
щ ейся к . 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . , и не заверш енной маловодной ф азы, вклю­
чающей 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г .
Особенности реж има рек
Д ля получения сравнимой хар актери сти ки реж им а р ек, испыты­
вающего влияние различных природных факторов, был рассм о трен
более короткий период наблюдений - 1 9 6 8 - 1 9 7 5 г г . , наиболее
полно освещенный гидрологическими данными. К ак о казал о сь, м е с т ­
ные услови я вн осят некоторое разнообразие в раепределение сто ка
р ек по сезо н а м . Наиболее круп ная из р ассм атр и ваем ы х рок - р. К е­
м а - о тл и ч ается сравнительно высокой естественн ой зар егуд и р о в ан ностъю с т о к а : на долю весны приходится 61 % , на лето и осен ь 25% ,
на зи м у 14% от годовой величины. Сходное распределение сезонно­
го ст о к а о т м е ч а е т с я на р ек ах Шоле и М етре, составляю щ его весной
6 4 % , л етом и осенью 2 2 - 2 3 % , зимой 1 3 —14% от го до во го сто к а
(т а б л . 4 ) .
Н есколько отличающийся от др уги х м ал ы х рек режим имеют р е­
ки Т ум б а и У нж а: на весенний сто к приходится около 7 0%, л е т н е осенний-- 19% , зимний - 1 1 - 1 2 % от годовой величины. П оскольку
подобное распределение хар актерн о дл я небольших притоков с з а л е ­
сенными водосборами, р . Т ум б а была использована в к а ч е с т в е ан а­
л о га дл я неизученных притоков р . К овжи.
Р е к а К ун о сть по особенностям сезонного распределения ст о к а
м о ж ет бы ть о тн езен а к р ек а м с о зер н о -кар сто вы м влиянием, обус­
ловившим наиболее равномерное распределение сто ка во в с е с е зо ­
ны: весной 5 7 % , л етом и осенью 2 4 % , зимой 19% .
С оздание Ш екснинского водохранилища в значительной м ере по­
влияло на естествен н ы й режим основного притока - р. К овжи, п ред-
3.5
2.2
2,1
2.1
2.3
1 4
2.6
1.8
1.9
2.5
3.0
3.3
1.9
1.8
3.5
3.2
2.6
2.7
2.2
2.2
3.2
3.0
Шола, д. Коро­
лево
Тумба, д. Тумбаж
Кема, д. Левково
Унжа, д. Коно—
ново
Индоманка,
д. Ма лее во
Шима, пос. Ба­
за
3.0
4.1
ю
Мегра, д. Ста­
рое Село
Куность, д. Р остани
Река, пункт
00
c\i
см от
гН О!
9.1
31. 3
34. 7
8.9
36. 8
37. 3
38.3
31.1
11.1
10. 0
4 0. 0
35. 6
40. 3
39. 9
7.4
39. 9
36. 7
6.7
8.2
3.6
4.8
6.5
3.9
1.8
1.9
2.9
2.8
2.6
2.5
2.5
I 3.6
3,6
5,6_
Ю
I
7.1
4.5
4.6
8.0
7.2
6.4
5.9
5.1
5.7'
6.3
6.1
2.6
3.6
4,3
7.3
9.1
8.2
8.2
7.5
9.3
9.0
1 00
7,5
100
9.1
8.4
100
100
4.6
4.8
4.7
5.8
5.8
о ,8
6.5
6 .6
7.2
6.5
100
7.0
8 .6
6.1
100
7.1
3.0
4.2
За год
С-1
О]
1—
!
04
О
см’
CD
OJ
— л/с-км", в знаменателе
3.9
3.8
1.9
1.9
4. 0
3.6
3.2
2.9
п
см*
4. 0
3.6
1.8
1.7
2.9
1.5
1.3
2.3
2.5
3.9
3.6
5.0
IX
СО
2.8
2.6
3.6
3.0
2.9
3.9
5.4
УП!
о
числителе
7.9
7.8
29.6
28. 8
;
9.0
12.3
СО
со'
25. 3
1
20. 9
28. 6
17.3
17. 0
23. 0
23. 3
16.9
15.2
28. 4
26.2
17.4
19.3
28. 4
1 27.7
15.8
1
О с\]
03 оо’
2.9
1.6
1.7
1.7
2.4
2.1
1.1
О] см
см н
1.9
1.9
2.0
2.1
2,0
2.8
3.8
1V
гг.
Ю со
со со
хГ СОкм
Г-* МГ-
Z 'Z
и
GO Ю
со* о’
о с;
гН СО
9‘ Т
ни
Oj ^
CD О
0*8
9'ТТ
26
>
СО со
Ю 10
О'ОТ
13 6 8 -19 7 5
X
0’9
ТА
сток рек за
1
—
1
X
6‘£
IIA
Среднемесячный
><
О
о
^—
i
г 1 |Ю
С0|Г-’
т-ч СО -Н
Г-* О 0)
т~1
со
ставляюшей в настоящее время канал, заканчивающийся Пахомовский.
гидроузлом. Отсутствие гидрометрических наблюдений значительно
затрудняет составление характеристики режима р, Ковжи и оценку
ее доли в водном балансе озера. Кроме того, сравнение показаний
двух водомерных постов (период ограничен 1 9 6 5 - 1 9 6 8 г г .) , отра­
жающих режим уровней воды в приплотинной части Пахомовского
гидроузла (р. Ковжа, с. Александровское) и вблизи устья р. Ковжи
(с. Ковжа), показало, что направление стока реки не является по­
стоянным. Судя по знаку превышения уровня на этих постах, в пе­
риод подъема весеннего половодья (апрель) сток р. Ковжи направ­
лен к озеру, а с момента наполнения водохранилища в сторону Па­
хомовского гидроузла, т.е, в р. Вытегру. В период рекогносциро­
вочного обследования р. Ковжи в июле 1 9 7 7 г . постоянного тече­
ния в ней не наблюдалось. Река находилась в состоянии подпора
по всей длине.
Аналогичное летнему режиму явление может наблюдаться и в
зимний период. Максимальное превышение среднесуточной отметки
уровня озерного поста, относящееся к летней и зимней меженям,
составляет около 1 5 см, средний уклон - 0 . 0 0 0 0 0 2 . По расчет­
ным данным, учитывающим изученный и неизученный притоки в
р. Ковжу и сток через Пахомовский гидроузел, на весенний сток
реки приходится 7 0% его годовой величины, остальное - на осен­
не-зимний период. В летнее время возможно подпитывание реки за
счет озерных вод. По среднегодовым расчетным данным, потери
стока р. Ковжи за счет сбросов через Пахомовский гидроузел со­
ставляют около 25% ,
Различия в природных факторах подстилающей поверхности ска­
зываются не только на сезонном распределении стока рек, но и на
величинах модуля стока. Б период весеннего половодья среднеме­
сячные майские модули стока колебались на реках района от 2 0 . 9
до 4 0 . 3 л/с'км^. Наибольшие модули отмечаются в бассейне рек
Кемы и на притоках р, Ковжи, т .е. в северной части водосборно­
го бассейна оз. Белого. Меньшие значения среднего модуля стока
в мае имеют место на реках Шоле, Мегре, Куности, водосборы ко­
торых тяготею т к юго-западной части озерного бассейна. Средне­
месячные минимальные модули стока летней межени составляют
О
о
от 1 , 5 до 3 . 9 л/с'км , зимней межени - 1 . 2 - 2 . 8 л/с»км . Наи­
меньший среднемесячный сток летней и зимней меженей отмечает­
ся на реках Тумбе и Унже, обладающих слабой естественной зар егулированностью годового режима (табл. 4 ) . Соответственно, май­
скому стоку рек изменяется по территории и модуль годового с т ° 2
ка, составляющий для северной части водосбора около 9 . 0 л/с’км ,
для юго-западной - 6 . 1 - 8 . 6 л/с*км^. Подобная неоднородность сто­
ка с различных районов водосборного бассейна может быть объяс­
нена как особенностями рельефа, более высокого на севере и рав­
нинного на юге, и увеличением количества атмосферных осадков с
юга на север, так и, вероятно, возможными потерями влаги в юж­
ной части бассейна озера за счет карстовых явлений.
27
С редн ем есяч н ы е расходы воды (м '^/с - вер хн яя с тр о к а)
и сезонное распределение с т о к а (% - нижняя стр о ка)
притоков о з . Белого з а маловодную фазу 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г .
Р е к а , пункт
1
Ш
11
IV
У
4 .0 5
3 .2 4
1 6 .2
2 .8 9
1 3 .1
3 1 .8
5 6 .2
0 ,8 8
0 .8 0
1 2 .2
0 .7 6
1 1 ,1
1 1 .5
6 4 .2
Шола, д. Ко­
ролево
6 .5 7
4 .6 3
1 1 .6
4 .2 8
3 5 .6
9 1 .9 ,
6 4 .4
Т ум б а,
д. Т ум баж
0 .5 2
0 .3 9
8 .3
0 .3 4
К ун о сть,
д. Ростани
М егр а,
д . С тар о е
Село
К е м а, д. Л ев- 1 3 .6
ково
Т а б л и ц а
9 ,1 0
1 0 .4
1 1 .6
5
8 .3 8
6 .9 6
5 .5 1
1 2 ,6
4 .8 3
4 .2 3
1 .0 8
1 .6 4
Шола, д. Ко­
ролеве
9 .4 0
6 .8 0
6 .9
7 .2 3
Т ум б а,
д . Т ум баж
0 .6 6
1 .0 6
4 .7
0 .7 2
К ун о сть,
д. Ростани
М егр а,
д. С тар о е
Соло
1 .4 4
1 0 .8
3 .1 2
2 4 .2
2 .4 8
4 6 .7
( продолжение)
X
УП
188
6 0 .2
5 9 .2
IX
Р е к а , пункт
1 4 .6
6 9 .4
VI
УШ
6 .3
1 5 .4
К е м а, д . Л ев- 2 1 . 3
7 .6
ково
1 8 .7
XII
За год
5 .7 3
5 .0
5 .8 9
8 .2 5
100
2 .6 8
2 .0 0
1 7 .3
2 ,4 4
3 .3 3
100
1 5 .5
XI
[ 1 7 ,5
1 7 ,1
2 .8 0 | 2 .9 2
1 7 .6
4 2 .1
|3 9 .9
2 0 .6
1 2 .1
1 .8 1
2 3 .4
1 9 .6
100
3 .0 6
100
4 0 .7
100
Ограниченность с токовых наблюдений в<басеейш‘ о.». Ьолоп» по­
зволяет р а с см о т р ет ь особенности реж има р*ж за период, m носящий­
ся к маловодной фазе, по времени совпадающей с создани ем ;Покснинского водохранилища. Формирование сто ка рек в -эти г-;Д! при­
ходило в услови ях р азви ти я восточной формы циркуляции, ГОСЛрДСГ —
вовавшей как в холодное, т а к и в теплое время года з а счет м у ­
чительного сокращ ения западного переноса воздушных масс. Лотом
н аряду с восточной имела м есто меридиональная циркуляция. Такое
соотношение воздуш ных м ас с различного происхождения нриво -ю к
некоторому перераспределению годовых атмосферных о садко в (у в е ­
личению их в холодное и сокращению в теплое вр ем я г о д а ), что
с к а з а л о с ь на особенностях формирования сто ка рок в с о о т в е т с т в у ­
ющие сезо н ы .
С у д я по многолетним данным о с то к е рек Коми (д . Левково) и
Шолы (д . К оролеве) в 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г . , го до вы е расходы воды для
8 лет из 1 1 были меньше среднем ноголетной величины, 3 года х а­
рактер и зо вали сь повышенной водностью . В ср едн ем м аловодн ая фа­
з а х а р а к т е р и зу е т с я по сравнению с полным циклом снижением сто ­
ка рек на 1 0 - 1 5 % , Особенно зам е т н о е сокращ ение водоносности
рек происходило в летне—осенний период маловодной фазы - на 2 0 25% , на 6 -7 % со кр ати л ся сто к рек в весен н ее вр ем я, но зато на
4 -5 % увеличился сто к зимней межени. В целом для маловодной фа­
зы весенний сто к большинства р ек со стави л 6 0 —64% , л етн е—осен—
ний - 2 4 - 2 8 % , зимний - 8 - 1 2 % от годовой величины. Н есколько
иное распределение стока о т м е ч а е т с я на р. Куность, хар актер и зую ­
щейся повышенной долей ст о к а летне-осенне-зимнего периода з а
сч ет сокращ ения весен н его с т о к а (та б л . 5 ) . По сравнению с м ного­
водной фазой сезонное распределение сто к а о тли ч ается незначитель­
ным (2% ) увеличением доли весен н его сто к а, сокращенном на 5%
летно—осеннего и увеличением на 2 -3 % сто ка зи м н его периода.
Годы работы В о ло го дско -А р хан гельско й экспедиции на о з . Белом
( 1 9 7 6 и 1 9 7 7 ) хар актер и зую тся зам етн ы м повышением водности
р ек по сравнению с предыдущими маловодными го д ам и . Среднегодо­
вой р асхо д волы на основных притоках озера в 1 0 7 0 г . был на 8 20% , а в 1 9 7 7 г . но 2 -3 % выше многолетних значений расчетного
периода и со о тветствен н о па 2 0 - 3 О и 1 0 —15 % выше средней вели­
чины го до во го ст о к а з а маловодную фазу. Однако более существ*>нН1 .1МИ были различия между этими голам и во г.нутриголовом распре­
делении с т о к а р ек, В 1 9 7 6 г . майский е р см ю м о ся’ш ьи сток 'Поль*
и Комы был на 20% , а сток н ю н я-ав гу ст а в 2 р аза выше ср ед н е.многолетних величин, в р е з у л ь т а т е ч его общий приток в озеро за
весен н е—летний период со стави л 90% от го до во го значения. Наибо­
лее маловодным о к аза л с я период с сен тяб ря по декабрь оо средн е­
месячны ми расходам и веды в 2 - 4 р а за меньшими м ноголетних ха­
р актер и сти к. F3 ] 9 7 7 г ., напротив, с' июня по сен тяб рь ср едн ем е­
сячны е расходы
воды были в 1 . 5 —2 р а за меньше, чем За в е с ь
период, в то вр( мя как сто к воды со о т в е тс т в о в ал средн см н оге л ет­
ним во личинам.
Приток и сто к оз. Белого
Р а с ч е т основных составляю щ их водного б алан са о з. Белого с в я ­
зан с некоторыми тр удн остям и, обусловленными недостаточностью
гидрологических наблюдений на водосборе и слабой изученностью
сложных ги дрогеологи чески х особенностей территории. Имеющаяся
с е т ь постов о тр аж ает особенности формирования притока в озеро
в многоводную фазу с 50% площади, в маловодную - с 6 7 % . Кро­
м е то го , дл я эти х лет о т су т с т ву ю т непосредственны е наблюдения
з а сто ко м воды из о зер а, а имеющ иеся створы на р. Ш ексне нахо­
д я т с я в 1 1 0 - 1 4 0 км от е е и сто ка. При определении с т о к а воды из
озер а приходится уч и ты вать боковой приток в Шсксну (н а уч ас тк е
от ее и стока до пункта н епосредствен н ы х наблюдений) с водосбора,
в сего лишь на 20 % освещ енного гидрологическими данными. Опре­
деленные трудности п р ед став л яет и выбор реки—ан ал о га для р асч е­
та притока в озеро с малЪж водосборов и с уч астко в, расположен-,
ных ниже замыкаю щ их ство р ов.
Со времени превращения о з. Б елого в водохранилище сто к воды
из него с т а л о су щ еств л яться в нескольких направлениях. Кроме ос­
новного с т о к а в р, Шексну стал и возмож ны периодические попуски
озерных вод в северном направлении - в р. К овж у, к П ахом овско—
м у ги др о узл у и д а л е е в р , В ы т е гр у . По р асч етн ы м данны м , сток
из о зер а в р. К овж у вер о ятн ее в се го м о ж ет н аблю даться в июлесен тяб ре, к о гд а сбросы ч ер ез П ахомовский ги др о узел превышают
боковой приток в р. К овж у, а сто к ч ер ез Шекснинский ги др о узел
значительно сокращ ен для поддержания вы соких о тм ето к уровня во­
ды в о зе р е . Величина север н о го ст о к а невелика и в силу' о т с у т с т ­
вия и нструм ентальны х наблюдений оценена ориентировочно: в ср ед­
нем она с о с т а в л я е т 2 - 3 м /с, в отдельны е годы около 1 0 м ^ / с
б м ес яц . При р асч етах основных составляю щ их водного б алан са
ковжекий сток отдельно не р ас с м ат р и в а л с я , он уч и ты вал ся при опре­
делении общего поверхностного притока в озеро. В н астоящ ее вре­
мя не п р е д с т ав л я ет с я возм ож ны м как-л и б о оценить величину сто к а
из о зер а ч ер ез Б елозерский обводной кан ал, соединяющийся с р.
Шексной в 8 км от ее и сто к а.
Приток в о з. Белое ф ормируется в основном з а сч ет сосредото­
ченного ст о к а рек Шолы, К ем ы и Ковжи, на долю которых прихо­
ди тся около 80% общего объем а поступающих в озеро поверхност­
ных вод. Годовой сто к рек К уво сти и М егры с о с т а в л я е т в с ум м е
13% общего притока, остальную ч а с т ь определяет рассредоточенный
боковой приток от м алы х р е к . В к а ч е с т в е ан ал о га дл я р асч ета при­
тока в озеро с неизученной территории была выбрана р. Е ма (л. Не
пая) - приток р. Сухоны, отраж аю щ ая особенности режима сто кд,
формирующегося в услови ях слабозалесенной местности. След;-: ■
отметить, что р асч еты притока в озеро были сделан ы в тр<-';
_
ан тах с использованием других аналогов, из которых был ы - л .
способ, давший наименьшие н евязки водного бал ан са.
Приток в озеро в маловодную фазу, лучше освещенную гилро. !• —
гическимп данными, р ассч и ты вал ся по .замыкающим створам няуч. г ных рек, дренирующим 6 7 % площади водосбора, и стоку неиз'^чениых рек, определенного по ан ал о гу . Д ля определения притока в о зе­
ро в многоводную фазу в период, характеризую щ ийся меньшой изу­
ченностью реж има р ек, и сп о л ьзо вал ся график связи сум м ар н о го го ­
дового с т о к а рек Шолы (д . Короле во) и К ем и ( д . Левково) с об­
щим притоком, построенный по данны м , относящ имся к маловодной
ф азе. В нутригодовое распределение притока в многоводную Фазу с
территории,не охваченной гидрометрической сетью, определялось
п о р е к а м -а н а л о га м (р. Шола, д . Королево - дл я рек К овж а и М е г­
р а, р. Е м а, п. Н овая - для бокового п р и то ка).
Годовой объем речных вод, поступающих в о з. Б елое, в среднем
з а 1 9 5 1 —J. 9 7 3 г г . со стави л 3 , 6 8 8 к м ^ , в многоводную фазу
4 , 2 5 7 км , в маловодную - 3 .0 8 G к м и , В многоводный 1 9 6 2 г .
приток в озеро возрос до 5 . 4 2 4 к м ^ , в маловодном 1 9 7 2 г . со­
кр ати лся до 1 .6 9 7 км ^ (т а б л . О ). В нутригодовое распределение
притока в основном зави си т от реж им а рек Шолы, К ем ы и Ковжи.
Максимальное поступление речных вод в озеро наблю дается в м ае,
минимальный летний приток приходится на и ю л ь-август, зимний на м ар т . Н екоторые отличия в услови ях формирования ст о к а рек в
многоводную и маловодную фазы нашли отраж ение в особенностях
сезонного распределения притока в озеро. В многоводную фазу при­
ток в весенние м есяц ы с о с т а в л я е т 6 0 % , в летние - 11% , в осен­
ние - 20% , в зимние - 9% годовой величины. В маловодную фазу
в о з р а с т а е т доля весен н его (6 5 % ) и зим него (1 2 % ) притоков за
сч ет сокращ ения притока в летний (6 % ) и осенний (1 7 % ) периоды
(т а б л . 7 ) .
Наблюдения з а сто ко м воды из о з. Белого велись с 1 8 9 3 до
1 9 4 9 г . у с . Крохино в ство р е, расположенном в 1 км ниже исто­
к а р. Ш ексны. Д ля периода с 1 9 5 0 по 1 9 6 2 г . и м ею тся непрерыв­
ные сведен и я о сто ке р. Шексны у д. Ч ерная гр я д а , находящ ейся
в 1 1 0 км от и стока реки, а с 1 9 6 3 г , в ство р е плотины Шекснин—
ско го ги д р о узл а. Т ак к а к непосредственны е наблюдения над стоком
воды из о з. Б елого были прекращены в 1 9 4 9 г . , для р а с ч е т а этой
величины з а более поздние го ды уч и ты вал ся боковой приток в
р , Ш ексну на у ч а с т к е от ее истока до гидром етрического ство р а
у д. Ч ерн ая гр я д а для 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . и до ство р а Ш екснинского
ги др о узл а в 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г . Одновременные наблюдения з а сто ко м
р, Ш ексны, проводившиеся на п остах с . Крохино и д. Ч ерная гр яд а
в период май—сен тяб рь 1 9 3 9 —1 9 4 6 г г . , относящийся к маловодной
фазе предш ествую щ его цикла увлаж ненности, позволяют оценить роль
бокового притока в услови ях, сходных с соврем енны м реж им ом .
С у д я по ср едн ем есяч н ы м данным параллельных наблюдений, боковой
•приток в р. Шексну наиболее существен в период прохождения на
ее притоках весен н его половодья. В м а е боковой приток лишь на
30% меньше с т о к а из о зер а, а в остальны е м есяц ы его велична
тежит в пределах точности определения ст о к а на обоих п о стах.
31
'I а б л и ц л
С
Годовой приток в оз. Ьелоч и с то к из н его , км
3 .4 6 4
3 .5 6 4
4 .2 5 7
3 .2 8 0
4 .8 8 8
3 .6 9 0
5 .2 3 5
4 .9 8 3
4 .2 2 6
3 .0 9 0
4 .9 8 3
5 .4 2 4
2 .6 7 7
2 .7 5 6
3 .3 1 1
С ток
Год
3 .7 9 8
3 .2 1 7
4 ,7 3 0
3 .5 0 0
5 .1 7 2
3 .7 2 1
5 ,6 4 5
5 .2 0 3
4 ,7 6 2
3 .0 7 5
4 .4 7 8
5 .6 7 6
2 ,5 3 5
1 .8 3 5
3 ,8 7 9
1966
1967
1968
1969
1 .9 7 0
1971
1972
1973
1 9 5 1 -1 9 6 2
1 0 6 3 -1 0 7 3
1 0 5 1 -1 9 7 3
1974
1975
1976
197 7
Приток
4 .9 8 2
3 .0 0 2
3 .4 6 )9
4 .1 6 3
01
1951
195 2
1053
1954
1955
1 956
1957
195 8
1950
1 960
1061
1962
1963
1964
1965
Приток
10
Год
3 .2 1 7
1 .6 9 7
1 .9 6 2
4 ,2 5 7
3 ,0 8 6
3 ,6 8 8
3 ,0 5 0
2 .0 5 0
3 ,8 7 9
3 .3 4 3
Стон
5 .9 9 2
3 .6 5 8
4 ,2 2 6
3 ,5 6 4
2 .9 4 5
3 .1 4 1
2 .0 0 6
1 .9 5 8
4 .4 1 5
3 .2 4 9
3 .8 5 3
2 ,2 8 6
2 .1 0 7
3 .0 5 9
3 .0 8 4
Определение сто к а из оо. Б елого для многоводной фазы прово­
дилось п утем исключения бокового притока, рассчитанного по р екам
К авж е и Еме, из показаний поста д. Черная гр я д а . Д ля ма то водной
фазы, лучше освещенной гидрологическими данными,. боковой при­
ток в р. Ш ексну оп ределялся по с у м м е учтенного сто ка и р. С и зь—
мо, принятой в к а ч е с т в е ан ал о га для этих лет при оценке стока
е неизученной территории, Па'получоннуо величину бокового прито­
к а соответственно ум ен ьш ался годовой расход води в ство р е Шокенпнекого г ндроузла.
Годовой сток пз озора в средн ем з а 1 80-'1._ 1 9 4 0 г г . со стави л
4 . 0 0 5 км'* (р . Ш ексна, с , Крохино); по расчетны м данным г. мно­
говодную фа.з\- 1 9 5 1 - 1 0 6 2 г г , он был равен 4 , 4 1 5 км '-', а в м а ­
ловодное фазу 1 0 6 3 - 1 0 7 3 г г , снизился до 3 . 2 4 9 км ^ (габл, 6 ) .
Соотношение притока и с т о к а из о зер а составило но многолетним
донным около 0 . 9 5 -- величину, близкую аналогичному показатели'
а ля озер Воже. Л ана и Кубенское. И з-за о т с у т с т в и я непосредст­
венных наблюдений с.удить о внутригодовом режиме сто к а воды из
0 3 ' -ра можно только на основе р асчетны х данных, полученных для
многоводной и маловодной фас». Д ля 1 0 5 1 - 1 9 6 2 г г , среднемесяч­
ный стог, из о зер а принимался по разности показаний поста в
д . Ч ерная Гряда и бокового притока в р, Ш ексну, рассчитанной по
плошал ному коэффициенту относительно р. Ковжи (д . Шуледово),
Сезонное распределение с то ка о казал о сь близким среднемноголет1шм хар актери сти кам
(габл. 8 ) .
i а б л и ц a
7
Поверхностный приток в о з. Белое и его внутригодовое
распределение з а различные периоды
1
Период
11
Ш
IV
У
VI
1 .9 5 1 - 1 9 6 2
{>ш оговод—
н ая ф аза)
0 .0 9 4
2 .2
0 .0 8 5
2 .0
0 .0 7 2
1 .7
0 .4 9 8
1 1 .7
1 ,6 2 2
3 8 .1
0 .4 3 0
1 0 .1
1 9 6 3 -1 9 7 3
( м аловод­
ная ф аза)
0 ,0 8 6
2 .8
0 .0 6 5
2 .1
0 .0 5 9
1 .9
0 .5 8 6
1 9 .0
1 .1 5 1
3 7 .3
0 .2 6 2
8 .5
1 9 5 1 -1 9 7 3
( полный
цикл увл аж ­
ненности)
0 .0 8 8
2 .4
0 .0 7 3
2 .0
0 .0 6 6
1 .8
0 .5 5 2
1 4 .8
1 .3 9 4 3 7 .8
0 .3 4 6
9 .4
Т а б л и ц а
7
VII
Период
(продолжение)
VIII
IX
X
XI
XII
За го д
1 9 5 1 -1 9 6 2
( многовод­
ная (раза)
0 .2 2 6 0 .2 3 4 0 .2 6 4
5 .5
5 .3
6 .2
1 9 6 3 -1 0 7 3
{м аловод­
ная ф аза)
0 ,1 0 2 0 .0 6 8 0 .0 8 0 0 .2 1 0 0 .2 4 7 0 .1 7 0 3 .0 8 6
3 .3
2 .6
6 .8
8 ,0
100
2 .2
5 .5
1 9 5 1 -1 9 7 3
! полный
цикл у в л а ж ­
ненности)
0 .1 6 5 0 .1 5 1
4 .5
4 ,1
П р и м е м
а н и е,
0 .3 1 5 0 .2 8 1 0 .1 3 6 4 .2 5 7
6 .6
100
7 .4
3 .2
0 .1 7 3 0 .2 6 1
4 .7
7 .1
0 .2 6 5 0 .1 5 4 3 .6 8 8
100
7 .2
4 .2
2
В числителе - к м - , в зн ам ен ател е - %,
Значительную трудн ость представляю т р асч еты внутригодового
распределения ст о к а воды из о зер а для ма.тэводной фазы, совпа­
дающей со врем ен ем превращения о зер а в ч а с ть Ш екснинского во­
дохранилища, D этих услови ях соотношение бокового притока в
>. Шексну и сто ка ч ер ез Шекснинский ги др о узел носит и скусствен ­
ный х ар актер , чго зат р у д н яе т р асч ет ст о к а из о зер а, особенно в
■д.’иод наполнения водохранилища. С целью избежания большой по"•шности р ассм атр и вали сь два вар и ан та возможного с т о к а из о з е -
Т а б л и ц а
8
С реднем есячны й с го к воды из о з. Б елого (м /с)
и е го внутригодовое и сезонное распределение (%)
Г
Р е к а , пункт
Ш ексна, д . Кро­
хино ( 1 8 9 4 1 9 4 -9 г г . )
С то к из о зер а
( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г .)
5 9 .3
3 .9
5 3 .6
3 .2
126
С ток из водо­
1 0 .1
хранилища
( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г .)
Т а б л и ц а
Р е к а , пункт
8
II
Ш
1У
у
6 .3
228
4 1 .4
3 2 .8
1 5 .0
4 .1
2 .7
2 2
3 4 .6
1 4 .3
5 3 .1
7 5 ,0 2 0 1
4 2 .8
2 .6
4 .5
1 2 .1
3 .2
1 4 .6
3 3 .8
14 3
256
8 8 .2
1 7 ,2
1 1 .5
1 .4
2 0 .6
7 .1
3 7 .3
3 5 .7
VI
236
1 5 ,5
2 85
1 7 ,2
171
1 3 ,7
(продолжение)
УП
УШ
IX
X
XI
118
168
157
147
Ш ексна, д . Кро­ 1 9 1
9 .6
1 2 .5
1 1 .0
1 0 .3
7 .7
хино ( 1 8 9 4 1 9 4 9 г г .)
2 3 .5
2 7 .6
206
172
172
172
132
С то к из о зер а
8 .0
1 0 ,4
1 0 ,4
( 1 9 5 1 —1 9 6 2 г г . ) 1 2 ,4
1 0 .4
2 8 .8
2 2 .8
2 9 .0
3 6 .9
8 1 .7 1 3 5
5 2 .8
С то к из водо­
3 .0
6 .6
1 0 .9
4 .2
2 .3
хранилища
6 .5
2 0 .5
(1 9 6 3 -1 9 7 3 гг.
ХП За год
8 4 .4 1 2 7
5 .5 1 0 0
100
9 1 .8 1 3 8
5 .6 1 0 0
100
103
107
8 .6 1 0 0
100
р а, а з а т е м принималась ср едн яя из них величина. По одному вари­
ан ту внутригодовой реж им ст о к а из о зер а сч и тал ся аналогичным
реж и м у ст о к а ч ер ез Шекснинский ги др о узел , что дало н евязк у б а­
л ан са в апреле около 5 0 % . По д р уго м у вари ан ту из ср едн ем есяч ­
ных данных по Ш екснинскому ги др о узлу вы ч и тался со о тветствую ­
щий боковой приток в р. Ш ексну; в это м сл уч ае апрельский сток
из о зер а имел отрицательное зн ачен ие. Принятое ср едн ее значение
с т о к а из о зер а дало меньшие н евязки б ал ан са. С у д я по получен­
ным данны м , со времени превращения о зер а в ч ас ть Ш екснинского
водохранилища режим с т о к а воды из него сущ ественно и зм енился
по сравнению с естествен н ы м и усл ови ям и . С тох воды из о зер а в
ию ле-сентябре со кр ати л ся почти в 4 —6 р а з, в то вр ем я к ак
сток
в течение зим ы увеличился в 2 - 3 р а з а . В среднем з а 1 9 6 3 1 9 7 3 г г . доля весен н его стока со стави л а 3 5 ,7 % , л етн его — 6 .5 % ,
осен него - 2 0 , 5 , зи м н его — 3 7 .3 % от годо во го зн ачен ия.
34
В условиях зарегулированного режима изменилось также и с о м ношение притока и стока воды из озера в отдельные сезоны. Если
прежде зимний сток из озера был в среднем в 1 . 7 раза больше
притока за тот же период, то сейчас эта величина увеличилась в
3 , 5 - 4 раза. Соотношение весеннего притока и стока в целом за
сезон осталось прежним, составив около 1 . 7 , однако эта характе­
ристика существенно изменилась в отдельные месяцы. В условиях
естественного режима майский приток в среднем превышал сток
из озера почти в 3 раза, при зарегулированном режиме эта вели­
чина сократилась до 1 . 7 . Соотношение притока и стока в июле ос­
талось прежним, составив около 0 . 6 , но зато сокращение стока из
озера в апреле, вызванное подпорным режимом от Шекснинского
гидроузла, значительно изменило эту величину, увеличив ее в сред­
нем с 2 . 5 до 1 3 .
Сравнение интегральной, кривой колебания годового стока из
оз. Белого за 1 8 9 4 - 1 0 7 5 г г . с аналогичной кривой по р. Сухоне
(д. Р абаньга), вытекающей из оз. Кубенского, показало, что коле­
бание годового стока у обоих озер проходило довольно синхронно
на протяжении всего ряда параллельных наблюдений (рис. 4 ) . При­
нятый для оз. Белого расчетный период с 1 9 5 1 по 1 9 7 3 г , ха­
рактеризуется средним модульным коэффициентом годового стока,
равным 1 . 0 1 , для оз. Кубенского он составил 0 . 9 7 , Многоводная
фаза в бассейне оз. Белого характеризуется годовым стоком рек
в среднем на 16 % выше его многолетней величины (К = 1 . 1 6 ) , в
маловодную фазу наблюдалось снижение водности рек на 12 % (К =
= 0 ,8 8 ) . Сравнение интегральных кривых, отражающих сток воды
из озер Белого, Кубенского, Воже и Лача, показало, что наступле­
ние и окончание внутривекового цикла колебания увлажненности
климата на территории всего района происходят с небольшим сдви­
гом на 1 - 2 года. Выбор единого расчетного периода не вносит
большой погрешности в полученные результаты . Разница между мо­
дульными коэффициентами годового стока за период цикла состав­
ляет не более 3%.
2 . Осадки и испарение
Для оценки элементов теплового режима и составляющих водно­
го баланса в современном состоянии оз. Белого за конкретный пе­
риод (последний цикл увлажненности 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г .) необходимы
специальные гидрометеорологические наблюдения по акватории озе­
ра с целью уточнения исходных данных для расчета элементов при­
водного слоя и определения по ним составляющих теплового и вод­
ного балансов, в частности осадков на озеро и испарение с его
поверхности. Исследованиями Рыбинской ГМО замечено, что над
акваторией Шекснинского водохранилища, включающего и оз. Белое,
в теплое время года осадков выпадает несколько меньше, чем над
окружающей сушей. Последнее объясняется тем , что в это время
Рис. 4 . Интегральные кривые модульных коэффициентов годового
стока рек.
1 - р. Сухона (д. Рабаньга), 2 - р. Шексна (исток).
условия конденсации водяных паров над водохранилищем менее бла­
гоприятны, чем над сушей. Поверхность водохранилища является
как бы понижением рельефа, над которым воздушные потоки опус­
каются. Но, по—видимому, действительное уменьшение осадков над
поверхностью верхневолжских водохранилищ составляет не более
5 -8 % их годовой суммы, т .е . находится в пределах вариации по­
правочных коэффициентов, применяемых для вычисления истинных
сумм осадков.
Многолетняя величина осадков на оз. Белое, приведенная А.Г.
Прониным ( 1 9 7 2 ) с учетом необходимых поправок, составляет
7 5 0 м м . Как определены осадки и каково их внутригодовое рас­
пределение, из работы не ясно, поскольку задача перед автором
стояла иная. Поэтому чтобы перейти к определению осадков на озе­
ро за конкретный период, они были рассчитаны тем же способом,
как и для озер Лача, Воже, Кубенского (Гидрология о зер ..., г л . 2 . 2 ,
1 9 7 9 ) . Для расчета использованы многолетние суммы осадков с
введенными поправками по десяти станциям и постам (Анненский
мост, Тумбаж, Большой 'Двор, Вашки, Ковжа белозерская, Коварзино, Белозерск, Кузьминка.Борисово-Судское, Кириллов), располо—
36
T a G л и. ц а
9
С реднее количество о садко в в районе о з, Бс-лого
(с поправками к показаниям о сад ко м ср а)
Станция
2 67
270
2 79
280
2 81
285
2 89
2 93
2 95
о 9у
1
II
63
59
64
63
56
59
58
60
57
59
С реднее
49
46
52
52
44
'48
4-6
50
44
49
60 48
HI
IV
V
VI
VII УII1 IX X
46
44
58
52
46
53
50
52
41
46
49
44
44
48
47
42
44
38
44
42
41
42
55
56
54
53
48
53
54
58
52
59
54
73
80
76
72
67
72
71
74
68
/‘s
72
84
88
81
78
77
76
72
78
88
80
80
П р и М 1 ч л И I: е.
мату СССР" ( 1 9 G ;:■/
82
85
88
83
76
81
74
81
7~7
82
81
80
82
69
60
л7
Ч
iО
66
С: 1
67
70
64
70
70
63
63
62
5 c:i
58
50
58
60
56
60
X 1 XII
59
57
64
62
56
59
54
62
54
57
58
64
63
72
70
63
66
68
69
65
66
67
За год
70 9
767
7 89
763
706
7 35
6 96
753
718
731
742
Номера в зят ы ид „Справочника по к ли-
ж«иным по периферии о зер а (таОл, 9 ) , Их осреднекны е величины
приняты За норму ал ? он, Б елого. К ак видно из цифр, го д о в ая с у м —
о садко ь почти одинакова с приведенной А .Г, Прониным ( 1 9 7 0 ) .
С ум м -1 осадкон з а теплый гюриоч. {1 У -Х ) р авн а 4 6 0 м м , з а хо­
лодный f . X i - i } — 2 е 2 м м , ч го с о о т в е т с т в у е т 6 2 i: 3 8 л . от го ­
ловой величины, Переход к расчет', о садко в на озеро по данным
о?.ной опорной станции i Б елозерск) выполнен на основании месяч­
ных полос ■.. мл :
Г
’ ' г
):
' !
--J.
с
;
Vi!
+м
VIK
IX
X
Xi
-*-?
'‘-9 +10 +4
XI! За гом
-1
+40
:;КИл. . Зрч-.-о
гни,- осадки по с 1 , Ьолозерсл с. учетом все:,
г;..чранок л.м мэсяц; гсд, холодный или теплый период и плюс выше—
noiirteaeniiLic величий».:. можне ылчпелить осадкл з а соотьетстьую;лий период на одер- • >та-..л, j 6 . Годовая сумм..; осадков за цикл
Vи.шжиенностд миныме среинемлюголетнои за 6 4 мм ( 9 %)» Анома­
льным' Оыли 1 Чо'.
с количеством осадков на 3 7 0 .
.-•.о^ллл ...рудного зе периог л 1 9 7 2 го, ■;ма.лоьо _ньч-с с осадками
2 3 % меньше средней величины/. Как видно, оба года приходят™
на. мяловоднук' Фалл {1 9 6 > - 1 9 7 3 г: ■, ■, Им* ‘Шю эти годы Ьылл
о мечена, как :>мч л..г>.....нл;с для ом.-.; мча, Г-оме л. Кубенского,
'-мплил удл мое г.;.ог>г колебаний млсйччых сумм: ос.лДКоЬ са 1 9 5 1 ' ■ 3 ГГ, HSC' 'Л.О' Л о ' :г-‘ЛЛ‘ ' Л'|л
: 1
О9 ММ II
Не!
>.лиХ'.ф<.?рнил осадлов
(мм)
->а многолетний
перио
Т а б л it и а
11
О садки различной обеспеченности (м м )
за период 1 9 5 1 - 1 9 7 5 г г .
Обе спече нность, %
i 1ериод
5
I —XII
1 \ -Х
X1-IH
900
620
340
10
20
820 750
5 70 520
300 260
30
40
50
60
70
80
90
95
7 0 0 6 8 0 6 6 0 6-4 5 6 4 0 6 1 О 5 6 0 5 3 0
4 9 0 4 7 0 45 0 4 30 4 10 3 90 3 6 0 34 0
24 0 2 30 22 0 200 190 170 140 130
го д ам сум м арное количество о садко в вар ьи р ует в широких пределах,
превышая в дождливые годы норму о садко в в 1 , 4 р а за и сокращ ая
их количество на 30% в засуш ли вы е го д ы . На теплое время года
приходится больше 2 / 3 о садко в, причем летние осадки имеют лив­
невый х ар актер , а осенние выпадают в виде продолжительных облож­
ных дож дей, В таб л . 1 1 показан диапазон изменения сум м о садко в
различной обеспеченности з а го д и периоды го д а (теплый и холод­
ный) расчетного р яда.
Коэффициент вариации (
) го до вы х с ум м о садко в з а последний
цикл увлажненности равен 0 . 1 3 , з а холодный и теплый периоды со­
о тветствен н о 0 . 2 7 и 0 . 1 6 , а средние суммы о садко в з а названны е
периоды со ставл яю т 6 7 8 + 9 1 , 2 1 6 + 5 9 и 4 0 2 + 7 6 м м . В фазы вод­
ности осадки холодного периода почти одинаковы, в теплый пери­
од многоводной фазы о садко в выпало на 2 8 мм (6% ) больше, чем
в соответствуюший период маловодной фазы.
Испарение с поверхности о з. Б елого рассчитано п о известной
гидром етеорологической формуле, взято й из „Технических указаний
П'И" ( 1 9 6 9 ) :
Е = 0,1 4 п ( е 0 - е 2 ) (1 + 0 . 7 2 1 ц ) м м / м ес.
Исходные л ар ам етры (абсолютная влаж н ость во зд уха - 62 и
ско р о сть ветра - Ug на горизонте 2 м ) были взя т ы по ст. Бело­
з е р с к и уточнены с помощью данных рейдовых вертикалей на о зе ­
ро, получаемых Рыбинской ГМО, и м атер и ало в наблюдений эксп еди ­
ции И нститута озероведен и я АН СС С Р над элементами приводного
сл оя в период 1 9 7 6 - 1 9 7 7 г г . 'Т ем п ература поверхности воды о з.
Б елого, необходимая для определения м аксим альной упругости во­
дян ого пара ( е о ) , принята по данным в/п оста Б ел о зер ск с по­
п р авкам и , полученными в р е з у л ь т а т е анализа и сравнения данных
по тем п ер атур е поверхности о з. Б елого, рассчитанных Гидрометео­
службой, м атер и ало в рейдовых вертикалей и термических р азр езо в
з а 5 лет ( 1 9 6 7 - 1 9 7 1 г г .) и данных четы рех постов на о зер е
(с . Кис.нема, г . Б ел о зер ск, р. К о в ж а -с . К овж а, р. Ш ексна—с . Кро­
хино I,
39
:^Т^ИЙ ПирНоД
WУ
По данным А .Г. Пронина ( 1 9 7 2 ) , м ноголетн ее нспаоеыио
<:■*.
Б елого о ц ен и вается величиной 5 0 5 м м . По нашим р асч етам , го л е­
вая величина е го со стави ла 4 1 4 м м зе цикл увлаж ненности, ч■;о
на 18% ниже приведенной (т а б л . 1 2 ) , В теплый период фаз водно­
сти различия составили +9% (з а го д в целом + 6% ), чтс несколько
больше, чем у к а з ы в а е т с я в л итературе (Пронин,- 1 9 7 0 ; Нехайчик,
1 9 7 5 ) , За цикл увлаж ненности относительное распре деление испа­
рения с о з. Б елого с в и д е т е л ь с т в у е т о то м , что в летний период
(V 1 —VIII) испарение с о с т а в л я е т около 58 % от го до во го , з а апрс/п_
ноябрь - 8 9 % . Т ако е распределение характерн о для большинства
о зер средней и малой глубины зоны избыточного и достаточного
увлаж н ени я. Р азличия в величинах испарения в отдельн ы е м есяц ы
разн ы х лет значительны . Амплитуды м еж го до вы х колебаний м е с я ч ­
ных величин испарения да р ассм атр и ваем ы й период и зм ен яю тся от
3 8 м м в апреле до 9 3 м м в м а е . Наибольшие величины испарения
весной и осенью приурочены к холодным по терм ическим условиям
м е с я ц а м , в летний период - чаше в с е го к нормальным, Наимь ньшие
мг личины испарения характерн ы ь о ен ео ю м для теплы х по терми­
ческим условиям м есяц ев,
О диапазоне к с шбаиия го до вы х величин испарения с о з . Б елого
■ <ожпо суди ть по приведенным ниже величинам,
С
1' '
:_)
20
I
30
50
С
lIOK'OpXiiOCTli ГК;, Оо . :ЗГо.,- 3 о "_1
i n - i j i i гт \ 1
г;,;
(У ■
id
с■
о or
::!и.
.. зоо аклатопиг*» (з а период 1 v -,\ и^чарониз возраст ао-> до
"*■о• 1 3 •у iViiMhl ( ' ■'U.iJ-чч'Ь 33
J;T0 ВЗ’с.мя) VГаоД, Ко •« 0*и (.) ГДо ЛЬгЗ.
; ' чь; иоотчо 1;к-зт- з./з изменяв'! с:я ь значительны х пре.:и?лах; ;г:.о
: ■ ' ) 'o b iv
' -оо .
иоличин
■
-v r
г ^З П Н О
ЗО сЗЗ:* о ;) '
■- з з • • i- ‘ \\»!•=.''Л ь ’ с
■К
■ ’
О ..4 ?
д .)
л . Г• ' 1 9 7 2 * .
За
:ь з — о -
г 1~ r. отиоп^шч-' иоаароьия к о о адкам у?к-. \v.
: Г <: Г В о Ч '
N с. ■■3 ; J 3 K
• 'К с . 3 . 0 8 ; ; L j
ДО
о !i. -i .i l i
О >3
I
чей
!
! „
о О аД К о 'Ь i
а н а ?ю 1' и ч н ы м п
Г lit
6
4 йм 4 5 0 4 "Г -41о оОО 4 VQ з з и 8 8 0 о -;
. ОДО-ии*. f3', о[иЧиДЗ ИСЛЗООНИЯ
'■н "т.
40
оз,
>•. у ;
на
■'03*
. -J л
И С Д а р о и Ч Ч С0 3 , Ь о Л и Г О
данн ы м и,
,*■I ' О КО О ( j
( 3 0 .„
р о -т ^ ч ^ н н ы м и
К \ ’jO K - .. К O ' .
ОГНОШСНЯ ■ £К ;
Зс-
за
ран е,
-L .
Т ОД' о
Г . 1. - •
:д
. -
Куо*
or с-1 0 .,. X , Основная причина тако го раохожя
о о 1ча-локо г '*рзм 1 \к‘ оооасз ■
:v>c\ ■л-ни i: позаросло с
. .о
• о »;-ле i нл'З!':) 3 . ЗОЗВНСНИЮ С I 3 0 3v.?3 3. .о" . >3 03.3 П-.Чо - 8г
рг )слЗч•■ ’ !о к а з а ’1•1:и;и ; Лс'ль-П' .• jp-
.
с- ; а д
Коэффициент корреляции м еж ­
д у годовы м и сум м ам и о садко в,
выпадающих на Белое и К у бенское о зер а, с о с т ав л я е т
0 . 7 0 (з а теплый период 0 , 7 1 ) ,
Коэффициенты корреляции ис­
парения з а го д и теплый пери­
од значительно ниже - 0 , 5 6 .
испарение
(Е) с озер Белого и Кубенского
за различные
периоды
3 . Водный баланс
П ервые данные о водном
б ал ан се о з. Б елого были опу­
бликованы в Т р уд ах В сесою з­
ного си м позиум а по пробле­
м а м пресноводных озер (Про­
нин, 1 9 7 0 ) , П оскольку автор
р асп о л агал ограниченными
данными непосредсл венных
наблюдений над эл ем ен там и
водного бал ан са, то для р а с ­
ч етов он использовал гл авн ы м
образом среднем ноголетние
значения гидрологических и
м етеорологи чески х эл ем ен то в,
опубликованных в справочниках
и к а р т а х . Рассчитанны й з а
период 1 8 8 1 - 1 9 6 3 г г . вод­
ный баланс о з. Б елого отне­
сен к его площади 1 1 2 5 км - ,
что с о о т в е т с т в у е т о тм етке
уровня 1 1 1 м аб с. (та б л . 1 4 ) .
В 1 9 6 3 г . произошло пе­
рекры ти е плотиной р. Шексны,
вытекаю щ ей и з о з. Белого о
пос. У с ть -У го л ь ск о ; \ Уровень
о зе р а поднялся примерно на
2 м , и оно вошло в -’о стао
Ш екснинского водохранилища,
которое я в л я е т с я частью Вол­
г е —Балтийского водного пути.
Площадь водосбора водохрани­
лища, включающего уч асто к
р. К овжи, о з. Б елое, зато п ­
ленное русло и пойму Ш ексны,
с о с т а в л я е т 1 9 4 4 5 к м “ , из
них 7 3 % относи тся к о з. Б е -
Т а б л и ц а
14
Водный баланс о з. Б елого
Приходная ч а с т ь
мм
Р асх о дн ая ч асть
О садки
Поверхностный
приток
750
Сток
Испарение
35 32
505
3287
С ум м а
4037
С ум м а
4037
Мм
л о м у. При нормальном подпорном горизонте (НПГ) площадь зе р к а ­
ла о зер а теп ер ь равн а 1 2 8 4 к м % а объем водной м ас с ы 5 . 2
'j ,
В 1 9 7 5 г , был опубликован водный баланс Ш екснинского водо­
хранилища з а многоводный ( 1 9 6 9 ) и маловодный ( 1 9 7 2 ) годы
(таЗ л , 1 5 ) .
С т а в я перед собой зад ач у уточнения водного бал ан са о з. Бело­
г о , мы основное внимание обратили к ак на тщ ательное определе­
ние в с е х составляю щ их б ал ан са, т а к и н а.о б о сн о ван н о сть выбора
р асч етн о го периода. При выборе р асч етн о го периода в основу была
положена теория о циклическом колебании основных компонентов
увлаж ненности, определяющих водный б алан с. С огласно этой теории
периоды повышенной увлаж ненности в б ассей н ах рек и озер см ен я­
ю тся периодами пониженной увлаж ненности. В р аб о тах А .В , IUhiivникова, посвященных и сследо вани ям колебаний увлаж ненности терри­
тории С евер о -З ап ад а европейской части С С С Р , анализирую тся коле­
бания уровня озер и с т о к а р ек б ассей н а Л адож ского о зер а, который
близок по своим ф изико-географ ическим х ар актер и сти кам к б ассей ­
ну о з . Б ело го. За и стекш ее сто л ети е выделены три полных вкутр н воковых цикла продолжительностью 2 5 —3 3 го д а .
Анализ с то к а р. Сухоны, вытекаю щ ей из о з. К убенского, и Оне­
ги , бёрушей начало из о з. Л ача, позволил вы дели ть подобные цик­
лы для бассейнов озер К уб ен ско го , Лача и В ож е. Последний' из
этих циклов, продолжавшийся с 1 9 5 1 по .1 9 7 3 г . , был принят на­
ми в к а ч е с т в е расчетного не только дл-,г указан н ы х выше о зер ,
по и для о з. Б ело го, Полный цикл ( 1 9 5 1 - 1 9 7 3 ) состоит из 2 фаз многоводной ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 ) и маловодной ( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 ) . Водный
баланс, за йодный никл принимался нами за среднемноголетний б а 'ia-нс, а у каза н н ы е фазы хар актер и зо вал и его многоводную и м ало­
водную в е т в и . О днакс дл я о з. Б елого р а ссч и тать водный баланс з а
последний полный никл о к а за л о с ь невозм ож ны м , т а к к а к с 1 9 6 3 г .
озеро было преобразовано в подо хранилище. П оэтому в о д н ы й баланс
о зер а со с т ав л ял с я отдельно дл я периодов 1 9 5 1 - 1 9 6 2 и 1 9 6 3 1 9 7 3 г г . , и только приходная ч а с т ь баланса р ассч и тан а для в с е ­
го цикла.
k
m
43
Т л 5 лии-а
15
Водный баланс Ш екснинского водохранилища
п
Р асх о дн ая ч а с т ь , м •1 0 е
Приходная ч ас ть, м®* ш 6
1 9 8 9 г. 1 9 7 2 г.
Речной приток
Приток ч ер ез
плотину
Осадки
11ос г'уп.7,;-’ ние
ОТ ЕК'ПП-ТВшого 1 ьда
С;, : . ш
5 810
3 .1 3 0
173
930
70
6 78
92
7 0 с:>
1 9 6 9 г. 1 9 7 2 г
Сток
Испарение
5038
5 92
Потери на
осоданне
ида
2920
909
68
о5
■Л9ч:'-
4-8
56 9 У
387'
5 3 J.
'.К.!
Аккумуляции
}- чашеПовязки 6 а laHs.a
•-16 .'.j
,Цл« рас а-.- го ^.оччаг. •» Гаг'аа. с’ з!*А': \Ч '■
— ..
' 4 ^ пчу, /.
Г:7'
-■ , а а
— ро-пич: I'ipn'i о;.,
— .-гг моафаркма осалкч па ''.>Л'-ч-а' по/’ '1 “ Чюаа МНЫ1! ПП1П о о , ■■■', S'.^ - r\\r,-i л-
1 ..
• а-
— :: ■’! нчч.ч1-, & H — пгчааячо^ч' 1
о.*,,:;-.
Лч ir, анаа u :no,it:,'4 )ria]iiia?i Ч'а; >.» ; a-- ■.a: ■ " ; a.:
=
1
v,-v; '.'t.'iaiiчи, ччо. 'ч -мч .• . f • г . :
.■ ,■ ■'
"Ч'.
г*l* ..а.ча о а Ч: - ■. ■ ' 1 ■■^ ■
-. ■!
р * 1'' -i. а - ь а м а а а я а а ’
:;ач.,ч
■а ч- гол чо-нога LiiK.u-t 1Ь ч>ао\чч ч - ’/ 'а ■
^ а - .о опрчч
ча~
'.'■■'у.'-). Ч Ч- ЧЧа‘
г.‘ Ир-- .•
.. 1 1;. ■Ю>К'11•!М, Ч [. . '■ .<■ап ь 0 Г 0 чл, рааннчу мажч •. iipiix >.’1ной i> pa ' а.л;ач чаа' ч • . a- ч ч~
чач ■
=
>а аччаа :n ч акааори о а ы о р ь ;, м а га,- считал1.: ча ;.ч а : 1
• V..
a
ч ч - а а* '--а',
!ч ;.
ч ■ чао''
•.
аанпчча
in
г-a y иг
т о ';а а о
ч а а чача*-.,
с) гз. 1 1 iirw;-.>\а
\:<\ и а !:*. - ч ч ч < 1 ‘ О i\ ■ j j •11
;а--ч■
навяако
па
.а ччатч
ч ч ч о ч а.,.
:
ьуч.
О, i ;
yo-
•.
>!%.
'4
;ч
^
<а* г'
а
Чч ч о
уач. 4
а -н о а ч ; Ч - :. : •.
чо
ч
а
м ог ут
/ К ;.
' . y. j . ' . . ,
ги ч а у ч а ' ч
0 ,4 4
и ч>,
■;
4j-.au ;
-ка, л > о аач о ;> ; >
.-.к-.
\наа г ;.:,;атач ;>^а7,
.;Ч;^Ч: • a .'k-
;а« •
во г и т .:
п о азам и " »м"
О лед .\ о т
\’ П ,ч>4 i > 1. '
: .о
оачанао
абсолю тной
I''-.-’ i
:
: ала.
i
..;
хо
а
.v
LaTo/ibaya^
;>Ч,'Г 4 ; ■'«.•■t. ip '• : M.,4 a t.k/ 4 - С' ^ ; ’ с a ;;
■■:■ cP'bi'po—Зачча-». га. ■ ч-. м..-. ч■'? pa.a,..',.
' *а
* . .■ ч
il
’аЧ.‘
v
v ■ :.•••■ •■.•
-’ V. ; 1
•I'
чч:1'.,
‘--V ■
сл;-
■■
ьО со со ol со о 5Г ■со СО *т о со О "1 о.) аз о СО г- ч
'Ч
гЧ
r-i О о! со’ '0*
о! о гЧ 00* гН СО* *4 00 со о r-i СО о* О
1 t4 i -г + + 1 •г + 4- + + + t ’-Н i 1 + г-Н т—( 1 + i-Н
+
1
+ +
4-
ГО
W
С
З о-о'
Q;
-г*
О
ОО со о со тЧ о \г т~Н со IsL0 СО О Г- Г- i4 СО 0-1 о
сО О 1-i
со сз о Oj Г- 03 О СО ■CD
Г^ г-1 01 СО СО СО СО Сч) г-1
г-1 Ю см о о о О} ТО С'\1 ‘О о о Г) О со тЧ со >ч ю
Ч гЧ О со
<3
«те.
CD ^
О О О с о* с о о О о о О О
О о О О О* 0 О о О
1 + 1 + + + i 4 + + + + + t 1 1 1 + + + t + +
X
СО
Ю
СО
^
со
н
О)
01
тч ,-н О 0 1 Tf со Ю со o j со Л] о} со
О СО Ю Ь О o l С1- t4 и С Ф ^ СО
0 3 Г - СО О
оо О 00
Г" ю
О
со
СО ^
0-1 00 CD со (М со CM h- 0} CMj <Э to 00 ^ СО N ^ (Л w СО CD
Ю CO LO I ' (D Ю Ю СО Ю (0 CO CO Tf ф r f t
10 со СО
со и оо
о О) о
о С о
1
1
с-1
со ш
0-1 тЧ
1
О
01 ь со о СО
СО
(0 10 г- со (J) »-н ю
5 гН О) о тН гН I 1-Н
о о о о 1-! о о
1* CO rT cn| CM
г-
СО
СО
I
о
i
г~
со
о
I
1
:о to со т-Н со 0) (Л О со оо N
СП п а>со г-Н С) /0 со тЧ г*Ц OS СО 'л 10 о тН O
'! о со>со со
0 s) 0) г- а) г - Г
гсо ю U0 L0 со со со со о
'n' Oj со сО гг со 10 ю
о о о а о о Оо с о о о о о о о о о о о о о о
и
со
a
CO h
О о
H IT, CO Cl LO CO CD ю Ю C) OJ a] (C l ' Ю н
vO CO
a}fHCOOl4-oiTfO CDr-"t4'h'COCONOOiOCMCD^^*OiO
r - CJ N in W Is- C0# Ol Г- О CD Ю со со 0) CD OJ Ю СО i 4 О О)
со со ^ со Ю со Ю lOCO t Ю o l н СО Ю со ^ СО С\| ^ CN] и
33
'л
1'бо1-197 3 гг,
>1
о
со
\£
н
о
хо
CtJ
а
о
за
S
СС
Водлый баланс
оз. Белого
cd
о
0
Ol аз tr­ о
гН e e со
г —(
W л
со'
г-
со 0.1 СО
оо to
о гН
ю о СО со 0D со СО СО оо
СО со со ю со г - тН СО 0 J о со 1—( оо t4- о со OJ со ОС
q 0 ) 1.0 со CD СМ СО L 0 Г-Н со ■оо 0 ) о о .о со 03
СО
ю
OJ СО
L0 ю to со' 10 0 со’ со ■чГ со* 'СО
ю
L0 со
I
0G
о
N
ю Г"
1 о С)
о о*
1
С) о
СО
1
!
с
со
CD
о
г-
гН
ч
э
о*
04 -СО СО СО о
1—\ г - CD СО со ‘■X)
СО СО
h.
to
оо6оо о оо о
СО
h-
1 [
1
1
1
т-Н
1
6
ч
о’
о’
{ГЧ 01
Со
С5
Т-И
I
СО
1
•to
о’
03
см о
{
С0в 0-1^
о
СО
о Ol Ol см 0 1 CD N со о СО
со со ю ю ю со со OJ
с- о
СО СО
со со h*e со 1-Н 03 СО со
оо
с
о о 6 о
тН
с
о о о о
Ol
CD
Ф
г-н
(Moo * t lo CO h СС; 0) О н
to
ЮLO to LOlo
1—
{
гЧтЧ тЧ Г-1тЧ r~i 1—
( гН1—
<тЧ Г-НТ—
( 1—
( гН г—
I I—
( ~Ч ’Н <4 1“Н*4 T~t
a О С) G)
LO О b
СО
н
^
Ol CO
тЧ
о с*
Ci r~ О СО С Ю со CD о CO <3* h* CD ^ CJ CM 03 CO tO Г- Г■D 01O C O C O O C O O O O 1O )C O W M O H C O O C O C £ 1H H '3J
^ Ю CM <N CO CO Ol О CJ о 0^ 1 1 Ш h со '.о о t н h CM CD
со со ^ co*
-"О Ю*
со ^ Ю Ol Ol cO
trT со
Ol со тч
cl
о
u
о*
cc О) О н CM CO
Ю iO Ю CO CD CD X» CO CO CD CD CD СО ^
Ci ^ О) О)
^
О t 4*
0 С 0) (35 О СГ' Ф О) О) 0) 0)
-1Г>
Р и с. 5 . Годовые величины прихода ( 1 ) и расхо да ( 2 ) воды
о з. Б ело го.
роль гр ун то во го с то ка, попадающего в озеро непосредственно, а но
приносимого р екам и , в водном
балан се н евели ка (Б а к а с т о в ,
1 9 5 9 ).
Приведенные соображения п о дсказы ваю т, что н е в язк у м еж ду при­
ходной и расходной ч астям и б алан са с л е д у е т отнести не к гр ун то ­
во м у с т о к у , а к поверхностному. Именно речной приток в озеро
определен наименее точно, поскольку лишь половина водосборной
площади о зер а освещ ена данными наблюдений з а сто к о м . С о стал ь­
ной площади сто к оп ределялся р асч етн ы м п утем .
В первую половину периода, т .е . с 1 9 5 1 по 1 9 6 2 г . , приход­
н а я -ч а с т ь водного балан са о з. Б елого и м еет тенденцию к увел и ч е­
нию (ри с. 5 ) . Приход воды в озеро от 4 ,1 км ^ в 1 9 5 1 г . возрос
к 1 9 6 2 г . (сам ы й многоводны й) до 6 , 3 к м ^ , Конечно, были от­
дельны е годы ( 1 9 5 6 и особенно 1 9 6 0 ) , которые на общем фоне
повышенной водности о к азал и сь маловодными. Д р у га я тенденция на­
б лю дается во второй половине периода. И х о тя в этой маловодной
фазе в ы д е л я е т с я диссонансом многоводный 1 9 6 6 г . , во все др уги е
го д ы происходит постепенное уменьш ение объема приходной части
водного бал ан са, в 1 9 7 2 г . приход воды в озеро с о с тав л ял лишь
половину средней величины з а ф азу.
Д ля каждой из указан н ы х фаз рассчитан водный баланс озера
(т а б л . 1 7 ) . Водный баланс дл я многоводной фазы ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 )
был приводен к ср едн ем у уровню з а это т период, р авн ом у 1 1 1 . 2 8
M
46
1 1б с .
Г- X О
ЮX ~г
Г! [" I о
-г о*
- ГОщ
Xх
о
гч о ог- :'i
О о о* О
^ -- гЧ X
1Т
X X т—
г] О о X
о о о* о
X СО0 X
^ (О Gj 0
X О о гЧо О о*
-г Г-1 0
СО
О ГX О Т-Ч"Г
о* о о
т X ■СО
х а
Г~
?! О -ч
О* О о* с
г* СО
с-i С ГX ’-t
э о 0 о
(_-,
о ю X гх ’У' X о
^ о i-л гО* О о о
см со
X СО
СО О
VHО
X
со
1 '.0
X X 1-(
О Ю
ю
тг о 1 !0
о о о
0
с ] ГО
f— ■'Л X
с о о ГЧ
о о о"‘ о
ыо
ю
г -1
X ’чГ
о о 1 тЧ
о* о 6
X
т
о ю гг
о о 1 гЧ
о о о
£
■я
С X Г! L0 о
СОX
-■<Т X
л Ч г-1 со Г:' о
-г о о* -г 0+
4г- гт с
<
т о
1.0 1—
с] О 1 OJ 3 X
0*
о* о*
о+
+
X '-"0 со X
■JJ ТТют
X О 1 .0 о г
о с
о о со
О
о
о
1 «—1
1
т-Ч
-п
X
гт о 10
о 0
1i
О *ч 1—f ю
Jj ю г-1 1-4
Ч’°. 1 ю о0* о
с "I
с о
1
.Г г-1 ,-н 0
Ю N.
■:0 to
о 1 i.O о ю
о о
о о
1
т*
г- х
ю X'
Г]
Т "j
L0 О 1 С
0в ТЧю
о о
с о 0
+ 1—
1
+
0 Г1
с о
10 X го “0
Г'- о 1 X го с
о о X
1—
1
1
СГ'
'Т to СО
го -го со о X
10 СО СО ю
СО
1о 0
о с о 1—
+ 1—
1
4
О с J ю ‘Ю fO
СО х со т—t со
i-н о Г1 ю о X
о* о о о о со
+
о
Т* О
i
о* о*
+
1—
1 X 05 го
о
'Т о
гЧ О 1 тН о о
о о
о о г]
1 1
L0 г-1 о Q ;Т
1о
гЧ о о 1—
—
1 о с-1
Т—1 О о 1
о о о* о* о’
++
с \ о со гЧ
Q г - 1 ю тН
гЧ С; о т“( с
о о о’ о о* Г-*
1
-к
с(
о
. VсO
*о О с *
З
ь и si
а
О ч CL О £ < \
r-0
X
о 0
г- '1 э -у
г-< 0 1-1 X
<-4* о* .-Г
о
0
Г]
о
п X 1.0
f- Юг■'.0 о ГО
а о
■со 0:—
со
0 1X
о*
о
о
X
0
о
ю Г] гг-1
0X о г~
1—
1
о о 0
гrj
О
С' ю •ГГ t-1
Г-- 0
'0j f :] о :
-Г .—
V
* ,-Г Ч f'Г-Н
+ 1,о 0
-Г"
~ г.}
ю ^г
X о ! со О X
О 10*
°
1 1
6 °
о о ■Г.' о о
гг (-0 0, о о
Г1 о
ч о о
° с о" о
1
г- о
г- 10—
0
г0 0 i ■со О !0
о о
о ++
X T-fl .-'1 1:0
X со
о о ■о 0
о
о ° о*
г"> '0
^-i
0
X
0 гЧ 1 0
0 о
°
rj 0 г^ X
0 со тНг-Н
1—
Iо 0 X
о о о о
Г1
0 0
XX
'СО to
1 см
0
ч
о о
о о*
V со*
"'
1~Ч гг-' С
‘0 со го
ю гз
п CJ
о о
0
X
ю
vD
^ о
гЧ
о о
rf
т-1
о Г)
■+
о*t-‘
+
г~
( со
о
u
оI хI
X
со
0 О
гН О
1
0
1—1
N
iM
СО' о
f0
•0 3)
£ С)
X 1.0
юо
о’ о’
1
ю
п*
Хв
о’
ьОс1 О г- с
Г.] г- X о X
0 С
СО г- о
о о о о 1 1
to
т—
< X
XX
о#|>
X
Г] °. 1 Г! о Г)
0 + гЧ
о о
+
X
0
0
СО
о Гх]
гX I I ч о* о*
о 1 OtJ
о
СМ
X
X
м о
С-1
X I ( СО о
о* 1
о
\
«Л
0 ю С) со
ю г- I'1 ■'{
с о 1—
0* 0 0 о
1—
(
0 с0 1—
1гЧ
O
J
X
Ошо
о о* о* о*
по СО с
СОгX
о с
о о
X0
1(0 ■X
гЧ г-J
о о
*<3
а
§ь з§ оS §й хо
о
£ «з 03 2; сз
й G ft л
С о о и Q.
с о
Г1
г~
о с* О* >-ч* О
++
К
к
*о с<а
*ч
>
*>
cl.' >
■>
а ^
е- о к
ОS <
Т а б л и ц а
18
Приходная ч а с т ь водного б ал ан са о з . Белого
за 1 9 5 1 -1 9 7 3 гг.
Э лем ен ты баланса
м3 ,1 0 6
Речной приток
Осадки
С ум м а
3688
762
4450
мм
3279
678
3957
2
Площадь о зер а для это го уровня с о с т а в л я е т 1 1 3 8 км . С редняя
о т м е т к а уровня для маловодной фазы ( 1 9 G 3 - 1 9 7 3 ) р авн а 1 1 2 . 7 7 м,
площадь о зер а - .1 2 4 8 к м ^ . Н евязк а водного балан са дл я отдель­
ных фаз с о с т а в л я е т 0 .7 - 1 .6 % . И в многоводную и маловодную фа­
зы приходная ч ас т ь б алан са несколько больше расходной.
Чтобы оценить водные балансы дл я отдельны х фаз относительно
многолетней величины, п риводятся данные о приходной части водно­
го бал ан са з а в е с ь период (т а б л . 1 8 ) . С равн и вая эти п оказатели
с данными А ,Г. Пронина (т а б л . 1 4 ) о водном балан се з а более
длительный период, можно о тм ети ть , что величины речного притока
почти совпадаю т (разница в долях п роцента), а осадки з а 1 9 5 1 1 9 7 3 г г . отличаются в сторону уменьш ения почти на 1 0 % . В об­
щей с у м м е приходной части бал ан са разница с о с т а в л я е т 8 0 м м
(в с е г о лишь 2 % ).
Дальнейш ее сравнение водного бал ан са отдельных фаз б удет про­
и зведен о с приходной частью водного б ал ан са за 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г . ,
т .е . з а последний цик л колебания увлаж ненности, принимая эти ве­
личины з а среднем ноголетние зн ачен ия.
Основными эл ем ен там и водного бал ан са о з . Б елого я в л я е т с я
печной приток в приходной части и сто к в расходной. Их величина
превышает 8 0%. На долю атмосферных о садко в приходится м ен ее
2 0%, на испдрс-нне еще м еньш е. В многоводную фазу общий при­
ход в озеро увеличи вался на 10 % . Причем это увеличение в основ­
ном происходит з а сч ет речного притока, который возрос на 10 % .
Атмосферные осадки то ж е увеличились, но в сего лишь на 3%. Ei
расходной части водного бал ан са в о зр а с т а е т сто к из о зер а на 11%
и ум ен ьш ается испарение к а 5% . М ноговодная фаза х ар ак те р и зу е тс я
почти постоянным преобладанием приходной части бал ан са над р ас­
ходной, что приводит к подъему уровня воды . В ср едн ем з а год.
уровень поднялся ка 9 с м , и к концу фазы общий подъем со стави л
более 1 м . В маловодную ф азу, которая х а р а к т е р и зу е т с я более з а ­
сушливой и теплой погодой, поступление воды в озеро несколько
со кр ащ ается. Речной приток ум ен ьш ается на 17% по сравнению
со средней величиной, а атмосф ерные осадки на 5%. В целом при­
ходная ч ас т ь водного б алан са в маловодную фазу ум еньш илась по
'.равнению со средней за полный цикл на 11 % . Н есколько и зм ен и48
юоч, ч соотношение о т д е л ь н ы х '.'иста»:диоччнх водного б а л а к - :i
,;:lo i'o покину;o фазу притих
о о- к лустл Г дди Й,3-Ь7'.о ьри.м ..д,|,-й ли • ■! б а л а н с а , а ч, м ад о во д ду ю фалу ..юли притока с о к р а т и л а с ь л-: 7.4"...
о м о е т е с том ли от атм о аЬ ор д ю х ■с а д к о в и д.. ,;ареичл .Чл н^ччаое ч
л многоводную> фазу до 1 5 л U'o, а л м ал с в. .дч\ч. иомиа» л.ил in 1 !
-[■■Го.
У меньшошк?
..лж ни
..linn
1и ч
роилошло,
и'оконо
.■дура
ом
ц
как
сток.
а г? v.j. ф е р д , д х
ш ч и . и I,
■-’а д к с и,,
л
ста.ч
б,-л;-...
-4 Г ! Ч; ?
ч,
доьой
дровраш сдо
оасчь чны й
гг.
на
цо
«^т-рл.-на
л
полол
;t
баланс..,.
лс
1 6 6 2
;ь ш с
члч
на
-.'ровонь
ш
дряток а
г,
i :
б'
срод-
а б . I.
1 л'б .
г-л-
> веччччлил1
исдародия
(б о д с
Чем
приведи
ла
4 0 °i),
Да КОИЛОШЛО В: ЧД I г:
с р а в н е н и е .)
} ‘ 'К
:го ч д
i р ' Щ и ’ МН иг 'ч п л ж - й
на
.'М о н ь ш е н и е
речного
• чо
п и ли ла
вечтохралидишо»
длд
1. л)".-, б.
фд д ; .
iч л
j
! 1оотччтснно
д и н л''.!
1.я
члрпод
на
в одосборе-,
уровед , увеличился
мачовудюлл
.л.-ра,
Л л КО '.’ р л М а Л Ы 1, ,i<' Го ДЧ:
о Ч е р - Л Ь С ПОС ООС Т В О В а ЛО
1 '-)-л 1 - 1 ' г с а
была
о е л д д 4 1 vi и ч и н х
'.т.ч. i i № ( i i i h
л
уровня
г,
уч ч -н ы ли лось
ла
ол< р о
чадор,киватьоя.
с д д к ед\ в д н ч г т о
оьчавчш ч
■
ма
нсчарсччие
д н а ч д о . . г н е о I)
■■I
1 ! п. . , ч
Н< Mill ЧИН Ч р о Л С Х О Д Я Т
м к 1Л " .''с';-.:ч м
еды м
.
л
б о . 1ьши>. ■ о г к ч о т ч ч я
у ' МНо Г ОУС ЧЧШХ
в
^униж.'ШИч
чмекнл
и о но
;:р1Пока
к
,| л. о з е р а
доллила л я ,
сию
речного
привести
со
СрСД-
е р л -л .'м л л л
плниц
4 ')
;ч ла. м> .днып 197__ ч, лбълм приходной масти во,чш«ч- б алан са
: кр.1 П п сн почти т п о л о и н и у . Причиной -п о.му дослужило р езко е
■.''‘Нолл.н-к> речного притока, хоЛорси Оолд-авил лишь 4 с " ‘: от ср ед—
л МПС1.Г' ЛЮ1 ДОК ВоЧИЧЧППЧ. К 4 о л \ ’ -КО У М ‘ ЛПЛЛЛЛОСЬ К о ; л Ч ‘ О! 1 -i . ; , Т М ( ! члрд! ос с'о адклв на ^ л 1’м ч бд-л чом ча с о '" у в е млч.чоо!; ионлро—
ч-, В -ж... rpi.-v.aлоны ■ о д; I :a;.;i пс'. м ен яется " о о т д о д д ч и е о о с т а в д-н-.-щих полного б а л а н с а . Т ак, в мл човоднии ..L^7_: " , д. мл . ■<a ikob
■ лрихелпюй ч,.ллги лалаиоа ш .Л'Ига'Л nioiro Со
‘ -.1
ла. те б,-.лад л.) состаг.л.я-■г чечарони .
,, л л л j чч;
. ^ ciiin/'t:
уоадо"
ч . . л а р ( : Д л я ' i o д Ii c) у '
лсл'и
-г !Ъ. ■■ ’ ..0 ). li;.j^
и '
■'■“у,-
л
■т л в л д к : ■
ч
; ■л л сf
у.
:л .
.ЧУ ,
с...
.. . " М
■д. ■
'4'
.
',
ЧХ4Ч11
■
ч
Ч
г .,
.■
-
>.Л >
.
!.-ч
О
(
|д
ant
Л
СУЧЛИ!,
го а
-..Л Ч.'ЛЧ , 4 ЧМЛ
■ч.. л
л
..равчч',
Л;.:.ЛО
:; "Л
чоч-
МЧЧ.,
. ч 1 чд д с а
.м л Ч'
л 1ч, . л о- чч. - у
.■
h V ти
\Л, КП- /
л , - . ИЛ.Л10Д1Ч 1 й
■■ "Л
' УЛМЧОЛ ;
у У л У Ч■ч ’ ’А
.'
' ■
.УЧЧ ■ .
Ч-.(С.Ху .ЧIл Л; ЧДУ '' i
Л4.1
Ч: ЛЛДВС:а
(
/.с . чо-Г,
; л ; : . ■л ч.
'-oa^ubijia.T'-
точьи-
I,
.. ш
Ч.:.ЛОД ..лЗ'ЬЧ'М
. с ' - ■■ -ь к^
'бь-'М!.1
чо.:.и.
ч -.,
........
:■а л у
1
:
^бачадсл’
исчаронио
к с т р е м д л.чмх
ЧРЧЧ-
”
' л
У '■
а
sue оч
ЧЛС-'Л!
"
■
1 ар .
л- tbi с м , ллуходлдсчл л(Лл1Ч1и год
■... И — И I' Д ' : ,
,
у
л
У л Ч-Ч л :
4 .
0
4
л
.у 1,д
.ч
Л -
:
:
,Ч Л L
, 1.01
■. 4
4' 4
у
.
Чл
;Ч
04
''У -
.
Р - ч-ч '-' 1 л —..
4i
.................. ...
:
>гчЧ
.
Ч Д- ■: .
'.4 :
i:i
i
44.
.,.
4 4 л
У
л
' 1
—
■ .. ' У -
'■ ;
Р
Д лл Ч i
оп
Сч
сС
пО
V
1
**%
с-4 со
смсо со
00 1 см
10 0 со*
смо тН
оJ со со
смо 1 см
оо о
со со . ■О
)
юСО со
СОо со
Оо* о
0) со гг
05
Gю Т-1гСОо гН
о о о* о
X
’Н
со СО со
СО0) го 1ю
оч* 0 о
=:
>5
СМсо СО
оС
Осм CD
оу
—
10 х}40
оооо
г—
X
*н
X
Водный баланс оз. Белого з экстремальный годы
—
,
>5 U
СМ
'■О
1
—
ч
г-< лз
> 3
£
Ч
О
Q
О
> L
■X)о гН0г-0
5*■+
0■гоНт^-Н
5 со
о о* о о
', ГО
г- ГС
со ~‘ю со
СМоС
5о
о0 о0
1Н
С
Осо
1—
IСО соо
(0 о
(
гНо г—
=
С
ОО4 N
гНС
О ©
■•-0 о 1 со
I
г-Чо
г-.
со см iO
гС
О
0О(0
о *г ю
оооо
смо
СОю со
О см
Г-1 С
о о Cj
о о CDо
’Н
сг-ОС
-. соО -,-Л
Т"НО 1
оо о
v^
Z2.
со
3-4 «
гX
2^ <
3
® SО
ж
«.'О
я£?
ю
Осо
r- соС
0) <ттНсо
COСОсо со
T—
( о 6 га
О
о со С
О
<?* I *Сн
■Mо
d6 о
COГ-Н<35со
'ф
CO со С
Оw о 4
ос оо
0) 05 Т-Н05
•—
I СрCD
о о iHСМ
оооо
со СОСО
г- юг» сом
СОч о
CO
юо о со* + r-l
+
00 СО »о
СО 05 СО C'J
с 5 Т-Нсм О со
о о о о о+
t
О со
»н С
0) со
гЧ
гю СМС
о о МС0 о CO
о’
оооо О
+ с+
со ю . СО
СМСМ ю г~
ю о LO о
о о о* 01 L
>0-14*
с-о1(Пссо СО гГ
1
м о г—
L0 о о ю о СЭ
оI cm’
ооо
{
оо о
со го о
СС0 [ г- о CO
о о о о1 d1
а
0 tH
со
со о
1 1 Ю Г4*
<Г т—
0 6 о о "Г с
+- + CM
0 со со <Т\ 05
со
г- о
(
со о 1 о 0s.' 1—
* 5S
о о 0 о+ Q
+
О
) 0со0 С
оСО'Э О
ciQ
г
—
1
со
0 0 со rtl w о Ш
*н о 0 гН о+* Г+-* sCQ
s
—1—
i f-соч. V
сО
со
i
Г-Н
сМi-H
1CO
со о со ю 1—
о о* 6 гН 't CO
1*
со со
юг- со
со с I
о о С'
смсм
со
(Г: оо
ос
со гм
1“Ноо
оо
h‘g-.JCM
T т-Н
I
0)
H
о CO
O
*
о+ C
+
Ч
г- C
о f-О
со J i-о С
о и гН
о 6о о
со СО
- со 05
оо
(-0СМссо
оо
оооо
C
D
T~
^
о Isd+ •0
+)
гг о 05
юС
Мо 05
о о смсм
6о о с
сt!о
\ю
о
I
о
1 OJ
о
г-ч* го-) о
С
■м"Оf-l
о
оо0о
CO
s
яя
ф
§
Я
C
O
* о« сз оч
с5 о
о I2'-J 5C
*O
?
а,
<
> *
tc
й
У
О
з
<
3
S
'
Л
m
о
йО0и оа CJ>> CL. о Sо <* о X
со 0 Г-НСО
о<
'О г^- о
о со I со о оО
cl 0 СМо5 о1
400 гЧIсо
т
Ч Мо осо со
r-i
тНС
о СМо СО
о о о о о 051
VOсо со СО
смсм
т'X
Н0со I С
Мо сО
о о о о+ 05*
+
СОсм юСО
ю
Т
“I
г
3
5
СМо I смо г*#
о о о 01 ю
1
см со
с
о
г- го I СО
q 0о гНс СМ
оос
о
+ с+
м—
о
со о со
о r-i I смо со
о о о 91 >-1
1
CJ г- !r0~
5s■О
)
юю
о гН I см о о
о 0* о + т—
+
сН
м С: СМ
С
Ог—
5 0о
гЧт
i I с0м
Г4*
о о о о1 о
1
C
соО0С0 со
т-Н
соi 03
СОС
СОо СМсо i-НСМ
0оооо
+
+—
СОГ" F- СОOJ
05 'Н о СМO
j
о о г- СОг-1 СМ
сI о о о 01
т
<■0ГГ) см 0о5
. см 0
гНо
о
о о 0 + 'р
со
СМ
со о ссоО
*
со о г со см
о о о с+ гЧ
+
Смсо
5о
о
см I ссо
с
г:
оор
с
\
Осо
гНСОС
сОго с о *н
оооо
г~со
г- пг Г
ЛГ-о со гНт
оо Ч
0ооо
оСМгг Г
ГX
X" СОю
о о г-Нсм
оооо
СОСМо
5
О'Г соо с0м
гСН
о
о 6о о
СМ
со
^ ьО ф
г- о I
оо 6
Ч
А«3
'ifЯ
ъ
V
D
с
<
_s;л, яQ, и лсО А
q
о
*
о
о D
тН
Cf
коV
Я}
CL
к гп2 -S’
I 14
;■*»5 *ст!
7 'Ц
СЗ &
о
«о (о,’З а; 22 ссC
ч
fi
F- _а
о
rJ
<
мм
3000
7000
5000
3000
1000
1900-1360 1331-1362
1363-1373
1962
137Z
В услобиях
переброски
Рис. 6 . Водные балансы оз. Белого.
1 - речной приток, 2 - осадки, 3 - сток, 4 - испарение.
Рис. 7 , Суммарный приход ( 1 )
отдельные фазы.
и расход ( 2 ) воды оз. Белого за
1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г ., б - Ю ь 3 - 1 9 7 3 г г .
i'
ж от w личины. М аксим альны й с 1 ччдшл.ид;я>шый приход волы и -х>*ро в 1м рал д л я многоводной л в 1 ' для даловолной фаз боличч- ■--ji
идоддльного лрихода, что i нилс-гол-д.-П’ }от о малой олрогулирошчиное
ти о зер а. Д ля больших л глубоки х О-Др, находящ ихся и год ж е Ф:-.аи~
.д>-гоогд.4'ических услови ях, nanp:i>:ог> для Л адожског .j, лоачОнос с >ОТНО. ! Л Ч К р£ШКО ЛИШЬ д и у м . Общин , оливой Д а . с>ЛЛ':>'Л ГОЛ БОЛ.ЧОГО
■магишма х а р ак т е р и зу е т е * том . что к. м д у гу ау. л..-.ходиг до.дкое сокр:>~
.:joir;го п о ст уп лен и я вам и в о.черо ч •-уок;' ДД него. В
■. ТС Я
ЧОСТУкЛСЛИО
'!ЧЛ1.1Л
ИОД
si
а
\ ! . '; К С ! 1 > и Л ! 0 '< < й
лр<?л< начил,-*.ЛИЧИН.’ ’
> !Х
д л ь л а д л е т е я о м а е . Начиная с люилд расходной ч.--, .. б д л а л с ч чреоб-л д д а е т ‘Д-г.. лрдходно;* лч унооень от ч е д я и а к и»ч:я>»у ..о но.чиа г о л л
>i ■. Д Д р а К Г Д Ч С Т Л К Д
’•■■uiix в оч ло го б м Л ’. м
!.д .
до
.ччч.
.:. ’ м б
ч
дч; . д о д д
г,
!.;
^лдтодчед
-д ч д . д д г 4 1
■.
чая
гч:
В Л у ТрИГДШОВОГО
д д ло си г с я к
ммедм
д дддч.
rj C < -
весмдч
,-,з п а
л а р е г у ч л р о в :!Л ,
чровель
- УД i Н ВЛ Й -
чч* ;з е с т о ' г в д н д о м гд ж дмо,
олерд
одоро
;ч
стало
течение
вчччхд динли-
ч ч в д г.д ч 'о ш 'О Г ч
лоддлдж ивается
да
отм етке.
■ч . л ч ч . --ч- - : ii7Г, ц д о л г о му ч гок ид о >едд ;»:.■• у л и р у е г с я иччхчдя ид
ч ГЧД1 Д.ЛДД -ч
МДД,. ,. д-чеОЛ
Vi ВОЧД'Г' баланс :л
Д1 l ' \ ' 7 е - 1 О ? " ГГ. ! Га б д , ДЧ' Ь
д д т j в р е м я , ч о г н а онб : т одд ; .-о~ч п ч д к д ч а л Ч ' к е д о д л н л я П н с г п т . - —
т.ч д_.. д д д , д д лшк. i k ; о г л х I д о т ч в ч д о с д е ч н д х г о.ч ч "лдчг^л к ч р е д ДД ■ Д:.;, «ДМДОетИ.. i ' 1
! , ДМДСТ ГДЗНЛЖОДДДН ч ; ч г о л , ч Дч в ч д н м л
бд:ччд<: Д м 1 г . Д] д х о д л т с ч д о е т д т ч чло З о д м ч . л 1Н ' л д д . а . <Ч ‘р . ч тно,
м Д ч . . л л т д ■' о м о ж л о нм . . к о д д к о оовчич ч и м ч в о д н ч н . ч.л- и у ч г о к л . ‘ л ’." 1
ду-.ч д ч е < д ч : - , - ч д о 2 очедь -дл^Ю ' 1чых г.,-дч. ;ч - .д л и л ...д л а д 1
-чдн
.! .’ ,».м‘--и. с чч.члч ..ч;-' л ч д. I . н
1 и м ч . м д л . -.дтд. =; у ...д; >т; >чд ;ч ч д и ч м г у , : д д о . д -.:мдд д м д г о к . ч ч
,
д .о-.' ч, ;... мчч ч'-..м' чл6.'.!"чдс“ ;.-’ П
■i.
ч. м 7 ; ч„ ч к доч дс . ' д чч ч • ‘.мм. ч-д Д. ; Д, 0ДЧД\ • " I'. ч - ч д ..а;:
!
■':! N1 --л;
!■ I ■Ч-< : г'.-,,'.;.
г
.
-j-... ■iMi:
. ' - ж .i
: ,-i; ' \ ■б"
,г ;
г ,,
. ,•'•••
,;о .. , ' ui
sxi : ; -м ■
.1....':
>.
С,'!')') ■’К, '
л,'.. -. -:
,
г:д;- . j f : . . : . ) -1 • .
•
■■ ■■■•i ■.
•;
i5>
. *л
■л
v
,
■
>- -\o
. М1'.' :
Ч ч' ■ ;д ; ' ‘ : : <V.-
ч ; , •■■,лХ п
.• ; .г:---
.
и !'■;;>
д'Г(л'1-.
-
■■
л
^
-мя
>■ ч..с; . -.чтг'; > .Г: ^
г
■
.
I -; i
’• ? *.; ’ ’j ' 1 • i l . ' ;
i O ' . G . f s M Ini-'
м' '■ • • '‘vv ■• • , t
:.
■’ -н"Л? T . ''ii:r;CT’rU.:;:-( -
‘ /." д
i
> с ' H i ' j г.1
) Г
i." 1 J ! H c-
' • ..д :!
о
1 Г. О Г. И Ц С
2< !
йодный баланс оз. Б :*лого з а 1 • 7 4 - 1 . . 7 Г Г! .
"
1 9 7 3 : 1 9 3 ) г.
Э лем ен ты б а л а н с а , к м "
1 9 7 4 I.
__ ..... -----
, ;, 7 --
Р е ’ШОЙ приток
Ос адкк
С р аб о тка
Оу мм. а
3 ,0 5 0
0 .8 O J.
3 .9 1 1
м', 7 0( !
( 1 12м
<£.3 И
3. 7 '
1 33 1
4 .7 4 •.)
'■’- .з д ■0 .8 1 1
1 .1 8 7
С то к и з ооера
Испарение
А ккум уляци я
С ум м а
3. s ; Б ;
■ "13 3
0 .3 9 0
3. j до
2 .1 0 7
0 .3 3 .1
2 .7 9 3
3 .0 3 9
0 .5 0 8
0 .3 1 t
4 .0 8 1
3 ,2 8 ч
0 ,7 4 7
0 .2 2 0
3 .9 6 1
+0. .L4 6 + 0 .6 0 3
+5 . 0
+ 1 3 .8
i
+ 0 .2 2 3
+5 .4
Н евязка, s .v !
+ 0 .7 ~1
+ \9 . т
объем а притока водь: в озеро и объема сам о го о зер а (коэффициент
условного водообмен.^). Д ля больших и глубокчх о з е р , таки х к а к Л а­
дож ское и О неж ское, коэффициент условного водообмена равен 0 . 1 ,
можно сч и тать условно, что вода таки х озер о б м ен и вается з а
1 0 - 1 2 пет. В м елководны х о зер ах , к а к Л ача и К убенское, е неболь­
шим объемом водной м ас сы коэффициент условного водообм ена дос­
ти гае т 3 - 5 , г .е , они еж егодно получают количество воды, в н есколь­
ко р аз превышающее их собственный объем. Условно можно сч и тать,
что во да эти х озер о б м ен и вается в течение г о д а несколько р аз. Оз.
Белое ближе к последней гр уп п е. Оно получает з а го д количество
поды, превышающее объем его водной м а с с ы , но эго превышение по
сравнению с оз. К убенским не т а к значительно. Коэффициент усл ов­
ного водообм ена оз. Б елого дл я средн ем н оголетн ого периода равен
1 .3 . В многоводную фазу он п овы ш ается до 1 .4 , в маловодную сни­
ж а е т с я до 0 . 6 . В многоводный 1 9 0 2 г . коэффициент условного во­
дообмена со стави л 1 . 5 , в маловодный 1 9 7 2 г . - в с е го 0 , 4 ,
Водный баланс оз. Белого в будущ ем претерпит зн ачи тельн ы е и з­
менения. П редполагаем ое перераспределение с т о к а северны х рек з а ­
тронет и о з. Б елое. Ч ер ез него дополнительно б уд ет проходить з н а ­
чительное количество воды, что приведет к изменению абсолютных
.'значений эл ем ен то в водного бал ан са, их соотношений.
4 , Уровенный режим
В сл ед ств и е хозяй ствен н ого использования о з. Белого уровенный .
режим его неоднократно и зм ен ял ся (с м . гл . 1 ) , однако проследить
вес эти этап ы не п р е д с т а в л я е т с я возм ож ны м . К н асто ящ ем у в р е м е 53
Рис. 8 . Среднемесячные уровни воды оз. Белого.
1 - 1 8 8 1 - 1 9 6 2 г г ., 2 - 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г ., 3 - 1 9 6 4 - 1 9 7 3 гг.
ни действующие на озере водомерные посты имеют различный пери­
од наблюдений: в/п Белозерск - 9 7 лег, устье Ковжи - 7 7 лот,
в/л Киснема - 1 3 лет (рис. 4 9 ) , Данные этих постов использовались
для характеристики уровенного режима оз. Белого. Как показало
сравнение годовых и среднемесячных отметок уровня каждого из пос­
тов со средневзвешенным уровнем по трем постам, самую хорошую
сходимость имеет в/п Белозерск, поэтому данные этого поста явля­
ются наиболее репрезентативными для озера. Краткая характеристи­
ка уровенного режима оз. Белого и его особенностей дана я моно­
графии „Гидрометеорол. режим . .
1 9 7 5 ) и в ряде других работ.
В справочнике „Основные гидрологические характеристики" ( 1 9 6 7 )
приведены среднемесячные и годовые величины уровня воды по в/п
Белозерск за период нормальной эксплуатации ( 1 8 8 1 - 1 9 6 2 г г .) ,
для поста устье Ковжи з а 1 9 0 1 - 1 9 2 6 г г. и для в/п Вашки за
1 9 0 1 - 1 9 6 2 Гг.
При анализе уровенного режима больших мелководных озер Ла­
ча и Воже (Гидрология озер . . ., 1 9 7 9 ) д ля характеристики много­
летних значений уровня в качестве расчетного был принят период
1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г ., включающий две фазы: многоводную ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 )
и маловодную ( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 ) . Рассматривать уровенный режим оз.
Белого з а весь период не представляется возможным, так как в свя­
зи с образованием Шекснинского водохранилища уровенный режим
озера был нарушен.
54
Т а б л и ц а
21
Среднемесячные и годовые уровни воды по в/п Белозерск
за разные периоды
Период
I
1 8 8 1 - 1 9 6 2 гг.
(период нормальной
95
эксплуатации)
1 9 5 1 - 1 9 6 2 гг.
(многоводная фаза) 1 2 5
1 9 6 4 - 1 9 7 4 гг.
(маловодная фаза в
условиях искусствен­
301
ного режима)
III
11
1У
У
У1
УП
93
90
96
167
180
154
128
124
129
211
226
■201
284
263
276
347
347
335
Т а б л и д а . 2 1 (продолжение)
Период
УШ
1 8 8 1 - 1 9 6 2 гг.
(период нормальной
эксплуатации)
128
1 9 5 1 - 1 9 6 2 гг.
173
(многоводная фаза)
1 9 6 4 - 1 9 7 4 гг.
(маловодная фаза в
условиях искусствен­
328
ного режима)
IX
X
XI
XII
109
99
99
99
117
156
1.5 3
140
137
158
325
3 25
325
318
314
ХШ
В результате анализа графика многолетнего хода уровня воды с
момента начала наиблюдений до настоящего времени выделены два
периода (рис. 8 ) : 1 ) период нормальной эксплуатации ( 1 8 8 1 - 1 9 6 2 ) ,
внутри которого выделяется многоводная фаза 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г .;
2 ) период искусственного режима (с 1 9 6 3 г. по настоящее время).
Несмотря на построенную в 1 8 9 4 г. плотину в истоке р. Шексны,
которая превратила оз. Белое в водохранилище сезонного регулиро­
вания, режим уровня до 1 9 6 2 г. приближался к естественному с
четко выраженной сезонностью, характерной для озер этой зоны.
Плотина была разборной, и режим регулирования стока озера плоти­
ной был подчинен требованиям водного транспорта. Весной оз, Бе­
лое наполнялось до максимальной отметки и срабатывалось в тече­
ние навигационного периода, К концу навигации плотина полностью
открывалась и уровень в озере достигал своего минимального зна­
чения. Среднегодовая отметка уровня периода нормальной эксплуа55
1 а б л и ц а
22
Отклонения среднемесячных уровней воды от НГ1У
з а м ай -о ктяб р ь по в/п Б ел о зер ск, см
Год
1964
1965
1966
1967
1968
19G 9
1970
197 3
1972
1973
1074
197 .'/>
1 9 76
У
УХ
-8
-5
+3 5
+ 33
+ 28
-9
+7
+ 53
+ 12
+1 1
+6
-8
-1
-4
-3
-10
0
+8
-7
+7
+2
+8
+ 10
+3
—X
+1 9
УП
-2 3
+1
+2.1
+1
-8
-5
-17
-3
-4
+4
0
-2
+9
VIII
-2 7
+1
"^10
-10
-11
-3 5
-2 2
0
-2 0
—9
~4
-0
+7
.......
IX
Y
-2 9
-1
+1 3
_2
-8
-2 0
-3
+ 28
—1
-10
-18
-24
-28
-24
+1
-10
-16
+1
-40
-38
-12
-.1 5
-5
-3 1
-8
-3
гации ( 1 8 8 1 - 1 9 0 2 ) р авн а 1 1 7 см н а „О" граф ика или 1 1 0 . 8 9 м.
О тм етк а уровня многоводной фазы ( 1 9 5 1 - 1 9 0 2 ) с о с т а в л я л а 1 5 8
см над „ О" граф ика или 1 1 1 . 3 0 м (та б л . 2 1 ) ,
Начало маловодной фазы ( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 ) н а оз. Белом совпало с
началом наполнения Шекснинского водохранилища, создание которо­
го внесло зам е т н ы е изменения в годовом реж им е уровня воды озе­
ра. С 1 9 6 4 г ., к о гд а уровень водохранилища до сти г отм етки НПУ,
оз. Белое с ущ е с т в у ет как ч ас т ь Ш екснинского водохранилища. Ко­
ковы ж е изменения, с в язан н ы е с превращением оз. Б елого в озер­
ную ч ас т ь водохранилища? Во-первых, поднялся почти на 2 м уро­
вень воды по сравнению с периодом нормальной эксп луатац и и , кото­
рый почти не изменил общей конфигурации о зер а з а исключением
у с т ь е в р ек Ковжи и Кемы, г д е образовался оадив значительной пло­
щади. В целом ж е площадь о зер а увеличилась на 1 6 0 км*1 (Д о м а ницкий и др ., 1 9 7 1 ) , а объем почти в 2 р а за , го д о вая ам п ли туда
уровня уменьш ались на 0 . 5 м . В о -вто ры х, произошло п ерерасп реде­
ление х о д а уровня воды в течение го д а . Начиная с 1 9 0 4 г . он оп­
р ед е л я е т с я не только естествен н ы м поступлением и расходованием
воды , но в значительной степени условиями регулирования с т о к а
внутри каж д о го конкретного го д а , которые в свою очередь опреде­
ляю тся режимом работы гидротехнических сооружений.
В го до во м ходе уровня четко вы деляю тся три периода. Наиболее
ранний - период весен н его наполнения о зе р а до м акси м альн ы х отм е­
ток з а с ч е т поступления тал ы х вод с водосбора. В средн ем уровень
воды в период весен н его п одъем а д о с т и га е т о тм етки НПУ, ко то р ая
для оз. Б елого р авн а 1 1 3 . 1 0 м . Но возмож ны случаи п одъем а ур о в50
Т а б л и ц а
23
И зменения уровня, площади и объема о з , Ь -л о п
после создани я Ш екснинского водохранилищ,::
по в/п Б олозерск
С редне!' од OBi.ii-:
r
■ ■■■■
г—.......—
»•,iv-1
Н , м - абс. *| £
. . K
! V , к;-,
t
i
1
.............. . 1------------1964
1 J 2 .6 4
1 2 .3 2
4 .6 7 “
1965
1 1 2 .8 6
1258
4 .9 4 8
19 6 6
1 1 3 .1 1
128 4
о , 2 i ) С'
1967
5 .2 0 1
1 1 3 .0 6
1273
196 8
1 1 2 .9 3
1265
5 .6 )3 4
1 1 2 .8 2
1969
J 255
4 .8 9 9
1253
1970
4 .8 7 4
1 1 2 .8 0
1971
1253
1 1 2 .8 6
4 .9 4 8
1249
1 9 7 2.
4 .8 2 5
1 1 2 .7 6
1256
1 .9 7 3
4 .9 1 1
1 1 2 .8 3
1256
1974
4 .9 1 1
1 1 2 .8 3
125 7
197 5
1 1 2 .8 5
4 .9 3 5
1260
1976
4 .9 9 5
1 1 2 .9 6 '
1 264
1977
5 .0 1 5
1 1 2 .9 4
1118
8 8 1 -1 9 6 2
1 1 0 .8 9
2 .6 2 0
1
оды
ян' в пределах до 1 м над НПУ, к а к эго было в многоводном 1Ы 66 г .,
к о гд а он превысил н а 8 6 см НПУ и д о сти гал о тм етки 1 1 3 . 9 6 см .
’•'.педняя д а т а н ач ала наполнения о зер а 2 апреля, ранния - 2 5 м ар , а, поздняя - 8 апреля.
Период весен н его подъем а уровня, который в средн ем продолжает­
с я 5 4 дня при м ак с и м ум е 6 7 и минимуме 4 9 дней, с м е н я е т с я пе­
риодом устойчивого стояния уровня на о тм етках , близких к НПУ, что
обеспечи вает судоходные глубины в течение в сего навигационного
периода, продолжительность которого ко л еб л ется от 1 5 3 до 2 2 0
_,цей при ср едн ем значении 1 7 6 дней (т а б л . 2 2 6 В это т период - в о з­
можна с р аб о тка уровня до отм етки 1 1 2 . 8 6 ’ м. Это б ы вает в сл уч а­
ях, к о гд а приточные расходы воды в водохранилище не обеспечива­
ют гарантийной мощности Шекснинской ГЭС. а так ж е в сл уч аях в о з­
никновения чрезвычайных требований эн ер го си стем ы .
По окончании навигации н аступ а ет период зимней сработки у р о в ibi до минимальных о тм ето к ( 1 1 1 . 9 0 м ) . Средняя д а т а к а ч а л а е р а OiTK i 9 ноября, ранняя - 2 5 октября, поздняя - 2 4 ноября. Сред­
няя продолжительность сработки 1 4 2 дня при экстр ем ал ьн ы х з н а т?ш ях 1 2 3 и 1 5 4 дня. После создани я водохранилища го до вы е ■от­
м е т к а уровня, а т акж е площадь о зер а и его объем колеблю тся в не­
зн ачи тельн ы х пределах (та б л . 2 3 ) .
Г л a а а 3.
ДИНАМИКА ВОДНЫХ МАСС
1 . Волнение
Волнение на оз. Белом изучалось ранее (Хван, 1 9 5 8 ; Соколин,
. 1 9 6 0 ) и рассматривалось как пример волнового поля мелководного
водоема с простыми условиями воднообразования (Шулейкин, 1 9 6 8 ) .
Данные полуинструментальных наблюдений над волнением на оз. Бе­
лом были положены в рсяову расчетного метода (Руководство . .
1 9 6 9 ) . Необходимо отметить, что полученные А.П. Хваном и Я.Б.
Соколиным характеристики волнения относятся к тому периоду, ког­
да уровень воды озера был приблизительно на 2 м ниже, чем в на­
стоящее время.
В связи с изменением уровня воды озера и увеличением его гл у ­
бины Институтом озероведения АН СССР в 1 9 7 6 - 1 9 7 7 гг. волне­
ние изучалось в новых условиях. Измерения по разрезам выполнены
с э/с „К. Дерюгин" с помощью струнного волнографа (Г М -6 1 ). Дат­
чик укреплялся на специальной переносной вехе (типа Фруда), уста­
навливаемой с борта судна на дно озера. На волновых разрезах при
различных гидрометеорологических ситуациях было получено около
4 0 волнограмм. На основании этих данных проведен анализ ветрово­
го волнения и сделан расчет режима волнения на озере.
Статистическая обработка волнограмм показала, что при скорос­
ти ветра от 4 до 1 0 м/с отношение наибольшей высоты к средней
высоте волн (
).и з 3 5 случаев измерения в среднем составляет
2 . 9 7 и изменяется от 2 , 1 4 до 4 . 0 0 . Расчетное
для тех же
случаев измерения равно в среднем 2 . 8 4 и колеблется в пределах
от 2 . 7 6 до 2 . 9 2 . Эти данные указывают, что волнение на озере при
ветрах средней силы так же нерегулярно, как и в глубоководных
бассейнах. Только при скорости ветра свыше 1 1 - 1 3 м/с (режимная
повторяемость менее 1%) глубина начинает заметно влиять на рас­
пределение высот волн и
по расчетам составляет 2 . 2 0 - 2 . 3 0 .
V
Критерий мелководности оз. Белого —---- -Т (где V - скорость
Vg-H
ветра, И - глубина, Cf - ускорение силы тяжести) при скорости
ветра 50% -й режимной повторяемости ( 4 . 8 м/с) и средней глуби­
не ( 4 . 1 м) равен 0 . 7 5 . При той же скорости ветра, но средней г л у ­
бине (до подъема уровня) 2 . 3 м критерий мелководности был равен
1 . 0 0 (Оз, Кубенское, ч. I , гл. 4 . 1 , 1 9 7 7 ) .
ш, рад/с
Рис. 9 . Спектры ветрового волнения на озерах Ладожском ( 1 ) , Бе­
лом ( 2 ) , Кубенском ( 3 ) .
1 - глубина 1 0 0 м, скорость ветра 1 0 м/с, длина разгона 3 7 км;
2 - 5 м, 8 м/с, 3 5 км; 3 - 2 м, 1 0 м/с, 3 7 км соответственно.
Спектральная плотность ветрового волнения оз. Белого, рассчи­
танная по волнограмме, полученной 1 9 УШ 1 9 7 7 при скорости вет­
ра 7 - 9 м/с, длине разгона волн 3 5 км и глубине 5 . 1 м, занима­
ет промежуточное положение между спектрами волн озер Ладожско­
го и Кубенского, соответствующими той же скорости ветра и длине
разгона волн (рис. 9 ) . Увеличение энергии спектральной плотности
с увеличением глубины происходит за счет роста низкочастотных со­
ставляющих.
Проверка расчетного метода, рекомендованного в „Руководстве
по расчету параметров волн" ( 1 9 6 9 ) , в новых условиях на оз. Бе­
лом показала, что средняя высота волн завышается расчетом в сред­
нем на 10% , а средний период волн занижается на 5%. О тклонено
расчетных средних высот волн от измеренных составляет + 2 6 -1 7 % ,
а высот волн 1%-ной обеспеченности - + 2 4 - 1 3 % . Это обусловлено,
на наш взгляд, главным образом недоучетом ветровой обстановки.
5! )
0.1 0.5 1 г
5
10
20
4с1
во
Р и с. Ю . В еро ятн о сть превышения { г , %) градаций вы со ты волн
( К I м) по направлению ветра в разны х районах оз. Б елого.
Районы: а - юго-западный, 6 - центральный, в - северо-восточный.
• !*
*
-
' i
■■■'■.■!
1
. ■vs
; ■■
i
-: j
1jv ■
<- j
’ i i i -i..4: ■
Ы-- .• ".'л
■ " - ‘ i.
i .'
CK.-j[V'A'Tb
v.i.
4 '/-.
ч1! ч-'..-..
•
г.'Ч .
1*" !
■
■1" • Г
:*
: ч ,;;.'.
л>
>c ; l
Г. :
i'O 'X ;;
i.
a :
,i:? \ iv p f —
j;.,
г
i<
....
>■ г
0 " 1и С к ; :
>/.Л!.ь."
• • -• - у г
-
.
■.< " ь .
г*л.
г:. ::, v-:~
•i w u
■;\ , Л / Л г . . . . - p i * .
..!1 =Л Л
b o i j j 'i
I'.
''-.О. L i 1 ^ л - -
.-j-'J C 'W
!Л м - Л
Л
„
л:
.i Л Л !
.:!
• \ "? i Л . . V .
--.vw
. ■ЛЬ
:
„•
: .
-л
Ли Л ; : . u i
:
: Л ;'i
. •
.>
r
'Л
Л К
■:
! ч. ,1
Л '<
; •» . г л ю л
л л -
а
5
Рис. 1 1 . Распределение по озеру средней высоты волн (см ) 50%-ной
(а) и 3%-ной (б) режимной повторяемости при средней глубине оз.
\>олг'Н'0 4 , 1. м»
62
, 1 2 . Распределение по озеру средней высоты воли (ом) 5 0 ° .-ной
и 3%-ной (б) режимной повторяемости при средней глубине
Белого 2 . 3 м.
03
о л .-О .7
.к; r u < ! mu h u u ! . I ' .. \ ш и г д о с т и г а т ь г р а д а ц и и
' и . ш ш л я в ы с о ; a - i . 5 —1. .ij \{.
i ■’
(.‘ р О Д Н И Х
S M . K 'O r
U. J. IH -
p> . .p Л Ь П Л
:■ ! l m ? 0
м,
.i ■i i ; ' —
:1.ЛЯ - К >: 4
4 ,i~
д р д в д ы ш й во. л е н и я, р а с с ч и т а ю по ! > гичка.-.:, р а ш ю м о р к э раи иллэ~
ж; п н 1 чч -ло а к в а т о р и и о л у р а . л а у д а у : . : л у ч а л а . л<, что чри
о к о р о с i :i.\
вч r p a
3 i '"li-Hoii
a : i c o n i i _ьолн
'h ,
pt-жпчнп й
[ h
Л
,
>
cm
n o n т о p я о \ : y>e т а
1 7
-
см
_
i u,
P..
i
- ii .ju ; ),:i. лла..;д.лл., л К
и ;ю :а а д д jo.-p.-, ( p iic.
: .рчдсл а у у л -чг л.игуучч'
, аЛ.. U
Ч
-.-И
-
:>у ч й
..:
41,i
ТИ.- О Л а
ЛЛ
...ч а .ш и л
1а ч д л ч п
!ч:
''Л
..у ч '
1
л .,у (л у !о
;Л 17 .,
.
ч
1
' м
Л
a a
алчну
озера
'• ■Л
волн
{ Ч , .1
p, > 13
ч<
-m -
do ju ; по
ач
Лч:
.
Л ч у у
...;
о к;.!з а д л гь
а
_ Л, р у
1
ч
' Л туО Ш1Ь!.
i . i.
В
..ч ч ;.,
> ч л :.-ч ч> )х
o o H iy a o
.а у ц ч л ч .-
pi Д) ч. -ы , Л 1Л!Чд t'.o.u;
-
и ч к '1[ ;:> .: т к
Ш- 4 0 -
1.5 ч о в ч с ч
у а у ко .. ъ ко
«\
ц лс.Ч а--
вообще
в..-;1ИЧ(:ЧШ О\:
1.. Л ,
чрчуучч!
члипа
'ч л '.-.-а .)
чалллчч
в у : [ '■Ч; .
, .: ч
.■■'•Hi
Ч 4 \а \
:у
Ч . .. Л ‘^ ' Ч
.y y H a y jy i,
1
Ч ' |.Л-. .Д:(. Г В И О
■.
•’: ч
■■ а.
ЛЧ^Га!
Л yi ' j л
В а .'Ш
?
a i I ч.':.ьл а а
ч
л
ГЛуааЛа
ка к
ЛО
ч
1
у ч а . ь уа .х,
■'
-< % : ; : v ' a
"J 1 i
. ■/.»
'I
i
.
i.-'..'
iJ
. ....-ЧЧЧ Л ч Ч
•аачЛ и
......
a
4 ,4 .
!
чч
1 ,;
■ a ' ■a
: л 1.
.
ЧЧ'ЧЛУ ..i..y:
.... .
га у л л
:.i.-.iopi.i
ч.:’ а -
■,
ла
"Л
j
,I' ■>'.‘
J'V
a
г л,
t
(
>
К.:./р а ч - >- I
•.v
1‘
. ■р.’И
'■ >v
i <У" ■
-'vi/
■
\
... {v(-4
T ’
:. ■
-■
Xl. -a'"/
ЧЧ _.
syyyaari
. а ;Л а
lit.-:.,y :-
лк('-
':'a p .v iy j[y
а ч ч у у ;и .ччс._
? < :
а - :'->4
чрл
ччоизвалул
■. к у ч ч у у л
ч и л а а а 'л ;
•:
ЧаУЧЧа-ЛаЧ..
i ..
■
’. -j •4.
j ,
ум а Ш ,!Ш 1 Л :Ч Д а
ч'у, чуii (
-i'.-v;:-! •; \ : ь - л ; а
' ;•-,.Ч •:
; i ч t- 4, v
. !■;■
Ч
УЛубчяь,
ч р о ы .-р кл
'л )4 ч у а л ) ч ч ; и
'Ч а л ,
У ;Л .;а
и га .а п о ь н 'а
"УЛ^ЛГУУИц
. \л .л
Л а г ,т'.'.у:'
... . '
-
■-П.
в ,л и л
'ч а ч .ч '
и
у В аличаию м
■!'■£■■ Ч Ч
а ч - Л ' - p ’j b
а '..л \''ч ч ч ч л 'ч к
• ••• ■ .
ла^ ч- с ьч у у
:л : Л ' У ' ч ч . .Ч а- Й
.:.ч5ч:л
р (
Ui .J ' i a j J . n . 4 5 !
..Л:ч
Г аул гуа.
у в о . и Чо н и >. -
Л а Л 'ч
,
ч У Е . Ч Л с а - . i: У ,
1
:..а
■ ’a!
"ч
уровни
' Ч У а Л Ч У !!: ,]
УГ
> ур .
> л ч . - ц о й р.п.
луп
\а ; >;иг ч \ЛИсЬ
а ,л .
т . о.
-1Л ■ Ч Л 1 р 'З В Ч . Х
, ..
.• .л
.'С Л О В И Л ';
:; it
f
Л и)1 Л Л
;. . . а .
-■ Л1Л.
чу
,-;;
ГаК.
а,
. Л 0~ к о п
м )
а ' 1■
чу
-
so rpa
ai ic о г
. ч о р о с т нх .
с
л
iI O . u j M
o,j .4i
V.
ч.а л ч ш л л л ч
Л Л у ,.
Г ЧЧ;
Ч Л 'Г.4
Л л
р а в н о .;
Л 'к Ч 'Ч 'Т Л Ч !ч я
2 ,Л
■.:л. -ч г >,i .1 .ч>ч ч :
;,1Ч Д а
'л а г а г а
1.. 3 Л . . , ,
л
ч
с к о р о г гих
а л л ,ачл л»л! 7 . . .
, • L _....., ., в и Л
41.. 4 1 У1.4
аЫ аОТ.О
cvi
'»
i. i >-
болучч;
ч
:...
средне»
I.b
о з о ь л . ;'lpii
: , ч .' :К Я '
■ ■
.Л -
.а ч у а ,
'Л Ч .Л Л Л
а
чолч
. .v.ihKj
илотами
i: o
h
0 ; 1 | ~ л . . 8 " ! " , ч а с ч у у у , ;уу;н<у
УЧ ^Л !
ч
or
члоыадъ
л Ла,
«■. Л В ... 1ч . а '. чччлчл.- ■ т ^ я я н я ч:у> у р о в н я ,
Чч;
:;..... ь
\p.ii.)
с . л т ^ ы е т
ч : !',ПД!. 1:!.
..
aI
,;j
'
а
б
; 'нс. 1.3. Распределение по озеру средней горизонтальной составляю­
щей орбитальной скорости волнового движения у дна (см / с) 50% -ной
и 3%-ной (б) режимной повторяемости при средней глубине оз.
■лго ''.I м.
оо
а
6
Рис. 1 4 . Распределение по озеру средней горизонтальной составляю­
щей орбитальной скорости волнового движения у дна (см/с) 50% -ной
(а) и 3%-ной (б) режимной повторяемости при средней глубине оз.
Белого 2 . 3 м.
66
Т а б л и ц а
24
Сравнительные волновые характеристики мелководных озер:
распределение средних высот волн ( )ъ_ )
и средние волновые скорости на дне ( V'm(Ja;)
Озеро
К 50% - ной р.п., см
Пло­ Сред­•Крите­
шать, няя рий
КМ*" г л у ­ мелко­
> 12
> 14
> 16 > 1 8 > 2 0
бина, вод­
м
ности
Белое, после 1 9 6 2 г . 1 2 9 0 4 . 1
Белое, до 1 9 6 2 г. 1 1 6 0 2 .3
4 1 7 2 .6
Кубенское
4 1 а 1 .4
Боже
3 4 5 1 .6
Лача
Т а б л и ц а
24
0 .7 5
1 .0 0
1 .0 0
1 .4 0
1 .2 0
99
99
36
33
45
Белое, после 1 9 6 2 г.
Белое, до 1 9 6 2 г.
Кубенское
Воже
Лача
95
76
-
-
24
9
-
4
-
(продолжение)
Тг 3%-ной р.п., см
Озеро
98
95
20
4
17
> 3 0 > 35 > 4 0 > 4 5
98
80
26
51
41
97
51
3
1620
77
40
-
-
-
-
-
-
-
-
i V m a c c ’ см/с
V 50% -ной
р.п.
V 3%-ной
р.п.
0 .3
1 .3
1 .8
2 .5
2 .8
6 .7
9 .4
1 2 .4
1 2 .1
1 3 .7
П р и м е ч а н и е .
В столбцах 5 - 1 3 указаны площади с
различной средней высотой врлн ( Н ), % от площади озера.
= 0 . 3 , изменение по акватории - от 0 . 1 до 0 , 8 см /с), 3%-ной р.п. в 1 . 4 раза, 1%-ной_ р.п. - в 1 .2 . {эаэа. Расчеты также показали,
что распределение
по акватории озера отличается от таково­
го высот волн (рис. 1 1 - 1 4 ) . Дно озера делится на районы с повы­
шенным и пониженным воздействием волн, местоположение которых
может меняться. При средних скоростях ветра (до 1 0 м/с) районы
дна с наименьшими
находятся в юго-восточной части озера,
а при больших скоростях ветра (до 1 5 м/с) наименьшие
на­
блюдаются уже в центральной и юго-западной частях озера. С уве­
личением глубины распределение Vm a x по дну озера изменилось
(рис. 1 3 , 1 4 ) . Кроме того, узкая прибрежная мелководная зона с
повышенным волновым воздействием сместилась в сторону берега
67
и гам, гд е раньше располагалась зона наката, образовалась зона
разрушения волн.
Таким образом, увеличение глубины оз. Белого привело, с одной
стороны, к увеличению параметров волн (высоты, длины), а с дру­
гой - к уменьшению и перераспределению взаимодействия волн с
дном в глубокой части и увеличению контрастов по глубине в при­
брежной части.
Поскольку оз. Белое и после подъема его уровня можно отнести
к мелководным водоемам, как и озера Кубенское, Воже и Лача, пред­
ставляет интерес провести сравнение этих водоемов по волновым
характеристикам. Наиболее мелководным является оз. Воже (крите­
рий мелководности 1 . 4 ) , наиболее глубоководным - оз. Белое ( 0 . 7 5 ) ,
а озера Лача и Кубенское занимают промежуточное положение
(табл. 2 4 ) . В соответствии с волновообразующими факторами наи­
больший волновой активностью отличается оз. Белое, а озера Лача,
Воже и Кубенское объединяются в группу с меньшей волновой актив­
ностью. Взаимодействие же волн с дном по акваториям озер распре­
деляется иначе: наибольшие горизонтальные составляющие орбиталь­
ного волнового движения отмечаются на дне оз. Лача, меньшие на озерах Воже и Кубенском, наименьшие - на оз. Белом (табл. 2 4 ) .
Фактор волновой активности является одним из решающих в фор­
мировании экосистем мелководных озер (Распопов и др., 1 9 7 6 ) .
Поэтому при выделении типов озерных экосистем по биологическим
признакам (Николаев, 1 9 7 7 ) подразделение сопоставляемых озер
на планктотрофные (оз. Белое) и бентотрофные (озера Кубенское,
Лача, Воже) с о г л а с у е т с я с полученными в нашей работе данными.
2 . Течения и внутренний водообмен
Впервые на оз. Белом наблюдения за течениями проводились в
1 9 6 3 - 1 9 6 4 гг. Институтом биологии внутренних вод АН СССР (Лит­
винов, 1 9 6 9 , 1 9 7 2 ) . Р езультаты позволили выявить характер пре­
обладающих течений озера и величины их скоростей. Помимо этого
был выполнен расчет ветровых течений с учетом притока и стока
озера и без учета последнего для различных ветровых ситуаций. Су­
ществуют три традиционных подхода к исследованию течений внутрен­
них водоемов - натурные наблюдения, математическое и физическое
моделирование. При исследовании течений оз. Белого нами исполь­
зовались первые два метода.
Натурные наблюдения проводились методом площадных съемок те­
чений на 1 7 станциях (рис. 3 3 ) в течение двух летних сезонов
1 9 7 6 и 1 9 7 7 г г. Измерения элементов течений производились мор­
скими вертушками ВМ-М на двух горизонтах - 0 . 5 м и у дна. В
период съемок одновременно с измерениями элементов течений ве­
лись наблюдения за скоростью и направлением ветра, прозрачностью,
температурой воды и электропроводностью. За весь период выполнен:)
i 1 съемок, которые отражают разные ветровые ситуации.
Для анализа изменчивости течений проводились наблюдения в те­
чение 1 - 2 суток. На поверхности течения измерялись каждый час,
в придонном горизонте работал самописец течений БПВ-2р с диск­
ретностью отпечатков 5 и 3 0 мин. Суточные станции выполнены в
различных точках озера в условиях переменного ветра.
В течение 1 9 7 6 - 1 9 7 7 гг. сотрудниками Института биологии
внутренних вод АН СССР осуществлена постановка автономных буй­
ковых станций, проработавших 2 3 , 1 2 и 7 суток. Самописцы те­
чений БПВ-2р устанавливались в озере на жесткой основе, что поз­
волило регистрировать скорость и направление течения в 1 . 5 м от
дна. Интервал между регистрацией элементов течения составлял 3 0 мин.
Одним из методов исследования течений является математичес­
кое моделирование, позволяющее рассчитать основные характеристи­
ки течений. Для расчета установившихся ветровых течений исполь­
зован метод, предложенный А.И. Фельзенбаумом ( 1 9 6 0 ) и широко
применяемый в океанологии. Этот метод в последнее время нашел
применение и при расчетах циркуляции вод в больших озерах. Посколь­
ку используемый метод учитывает ветер, рельеф дна, приток и сток
из озера, представлялось интересным провести оценку роли каждого
из перечисленных факторов в формировании макроциркуляции вод
озера.
Коэффициенты горизонтального макротурбулентного обмена по непосредненным измерениям характеристик течений впервые определе­
ны В.Б. Штокманом ( 1 9 4 0 ) с использованием тензорной теории об­
мена. Впоследствии гот же метод использован
А. Н. Гезенцвей
( 1 9 6 1 ) для Черного моря, В.В. Пановым ( 1 9 6 1 ) для Карского мо­
ря. Аналогичным методом производилась оценка коэффициентов обме­
на в водохранилищах (Буторин, Литвинов, 1 9 6 8 ) и в крупных озе­
рах (Верболов, 1 9 7 0 ) . В настоящей работе практические расчеты
коэффициентов обмена производились на ЦЭВМ „М инск-22" по схе­
ме, изложенной в статье В.Т. Тимофеева и В.В. Панова ( 1 9 6 2 ) , для
реализации наблюдений над течениями продолжительностью 7, 1 2 и
2 3 суток, полученных на автономной буйковой станции (АБ С ), рас­
положенной в центральной части озера, и для шести суточных стан­
ций, расположенных в различных частях озера.
Для выявления характерных масштабов временной изменчивости
характеристик ветра применен аппарат корреляционного и спектраль­
ного анализов. Расчеты выполнены по программам, разработанным
А.Н. Мичуриным и В.В, Казарьяном ( 1 9 7 2 ) , на ЦЭВМ БЭСМ-ЗМ,
Полученные результаты исследований и их анализ изложены ниже.
В е т р о в ы е
т е ч е н и я .
Анализ многолетних данных
ветра по ст. Белозерск свидетельствует, что в течение года преоб­
ладают ветры западной четверти. Ветры с восточной составляющей
наблюдаются редко ( 6 - 9 % ) . В навигационный период наряду с запад­
ными ветрами увеличивается процент северных и северо-восточных
ветров. Среднемесячная скорость ветра в летние месяцы составляет
3 - 6 м/с, а в переходные периоды увеличивается до 4 - 7 м/с. Соот­
ветственно такому распределению ветров в течение безледоставного
69
а
6
70
Т а б л и ц а
25
Оценка периодов для различных' скоростей ветра
Скорость ветра, м/с
3
5
8
Период установления течения
5 .5
3 .3
2
12
1 .4
периода преобладают в озере системы течений, соответствующие вет­
рам с западной составляющей, и реже будут наблюдаться течения,
вызванные противоположным направлением ветра.
Анализ изменчивости ветра свидетельствует об его неустойчивос­
ти как в отношении скорости, так и направления. Особенно неустой­
чивы ветры в шоне-июле, когда преобладающие скорости его не пре­
вышают 5 м/с. Тем не менее и в июле бывают периоды длительных
штормов продолжительностью до 7 дней. Скорость ветра во время
штормов достигает 1 0 - 1 2 м"/с. В августе-сентябре направление вет­
ра становится более устойчивым, количество штормов возрастает.
Длительные штормы сменяются кратковременными периодами затишья.
Устойчивые ветры значительной силы могут быть самых различных
направлений, но чаше, всего штормовой ветер имеет направление
вдоль продольной оси озера, т.е. северо-западное или юго-восточное.
Для оценки временной структуры ветра данные восьми срочных
наблюдений за 1 1 2 суток (по ст. Белозерск) были подвергнуты
статистическому анализу. Основные энергонесущие зоны в рассчитан­
ных автоспектрах соответствую т временным масштабам, равным 1 0 ,
3 - 5 и 1 суткам. При этом два первых обусловлены синоптическим
периодом, последний - явлением бриза. Можно предполагать, что кар­
динальная смена картины течений в озере определяется синоптичес­
кими периодами.
Время установления стационарного режима в мелководном озере
яри постоянно действующем ветре имеет порядок (L ick , 1 9 7 6 ) :
где Т - период установления, Н - средняя глубина водоема, А коэффициент вертикального обмена, определявшийся косвенным мето­
дом (Фельзенбаум, 1 9 6 0 ) .
Рис. 1 5 . С хема течений оз. Белого.
а - северо-западный ветер,
поверхность, 2 - дно.
2 .5 м/с; б - то же, 5 - 7 м/с. 1 -
71
Обозначения те же, что на рис. 1 5 .
Если взять з а основу приведенные цифры (табл. 2 5 ) , го можно
сделать вывод, что стационарный режим течений устанавлйвается
очень быстро даже при ветрах с небольшой скоростью. Однако в лет­
ний период ввиду большой изменчивости ветра по направлению и ско­
рости движение водных масс постоянно меняется, быстро реагируя
на изменение ветровой нагрузки. В пользу этого предположения сви­
детельствую т результаты съемок, полученные при одинаковых ветро­
вых ситуациях в день съемки, но с различной предшествующей
(рис. 1 5 ) .
Анализ результатов натурных наблюдений позволил сделать ряд
предположений о характере течений в озере при разных ветровых
ситуациях.
При юго-восточных ветрах (небольшой силы) в озере намечает­
ся ангициклональная циркуляция вод, в большинстве районов охваты­
вающая всю водную голщу. На отдельных станциях наблюдалось ком­
пенсационное течение. Средние скорости поверхностных течений 7
см/с, придонных - 4 см/с. Наибольшие скорости по поверхности 1 2
см/с, у дна - 8 . 4 см/'с.
Слабые западные-северо—западные ветры вызывают течение,- на­
правленное к истоку р. Шексны. При сравнительно сильных ветрах ( 5 1 0 м/с) того же направления в озере прослеживается циклональная
циркуляция вод (рис, 1 5 ) . Наибольшая скорость течения на поверх72
Z1VI1976
Рис. 1 7 . Прогрессивно-векгорные диаграммы течений оз. Белого.
С т. 2 А, ветер юго-восточный 2 —4
ный 1 - 3 м/с.
м/с; ст. 1 2 , ветер восточ­
ности при скорости ветра порядка 5 - 1 0 м/с достигает 1 5 см/с, на
глубине - 1 9 . 4 см/с. Средняя скорость течения по озеру 9 .6 см/с.
При штиле в озере наблюдаются остаточные течения - результат
„работы'' предыдущих ветров, скорости которых незначительны 4 - 6 см/с (рис. 1 6 ) . В придонном слое в большинстве случаев те­
чения настолько слабы, ч т о не улавливаются приборами. Транзитно­
го течения в озере от р. Ковжи к р. Шексне не наблюдалось.
Суточные станции проводились при ветрах до 7 м/с, поэтому мы
можем говорить только о течениях, вызванных умеренными ветрами.
Прогрессивно-векторные диаграммы, построенные по данным БПВ,
73
свидетельствуют о сложном характере придонных течений, которые
не м огут быть описаны какой-либо одной определенной схемой.
Наибольший интерес . представляют суточные наблюдения, по­
лученные 1 9 - 2 1 июля 1 9 7 7 г. на ст. 2А и 1 - 2 июля на ст. 1 2 .
Прогрессивно-векторные диаграммы для этих станций приведены на
рис. 1 7 . В обоих случаях направление ветра юго-восточное, скорость
ветра не превышала 4 м/с. Как видно из рисунка, в обоих случаях
характерно движение по широкой дуге с периодической резкой см е­
ной направления течения, приводящей к образованию „петли". Период
вращения равен 5 - 5 . 5 ч, т.е. близок к удвоенному периоду двухуз­
ловой сейши оз. Белого. На этом их сходство кончается. В первом
случае #закручивание" идет против часовой стрелки, во втором наоборот. На ст. 1 2 течение направлено либо по ветру, либо под
некоторым углом к нему. На ст.- 2 А - тенденция к течению компен­
сационного характера. По см елому предположению одного из авторов,
перед нами - „образчики" сейшевых течений, причем имеется в виду круговая сейша оз. Белого, упоминаемая в монографии Н.М. Ар­
сениевой, Л.К. Давыдова и др. ( 1 9 6 3 ) . С ледует отметить, что сейшовые течения - процесс, изученный крайне слабо в современной
лимнологии, до сих пор рассматриваемый на уровне рабочих гипотез.
В табл. 2<3 приведены среднесуточные характеристики течений,
полученные по данным БПВ на многосуточных станциях. Характерно,
что скорости суточного переноса невелики, в отдельных случаях не
превышают 1 см/с. По-видимому, внутрисуточные колебания направ­
лений течений очень велики.
Ветровой коэффициент, величина которого зависит от многих фак­
торов (направление и скорость ветра, расположение станции и т.п .),
на оз. Белом колеблется в пределах от 0 . 9 до 2.4% .
С т о к о в ы е
т е ч е н и я .
По опыту исследований на ряде
внутренних водоемов уклон, создаваемый притоком и стоком, в боль­
шинстве случаев неощутим. Отсюда и скорости стоковых течений
имеют небольшие значения. Они являются как бы фоном, на котором
развиваются ветровые и градиентные течения. Скорость и дальность
распространения стоковых течений в озере зависят главным образом
от соотношения между объемами поступающей в водоем воды и ак­
кумулирующейся в нем, т.е. от коэффициента условного водообмена.
Оз. Белое имеет коэффициент, равный 0 . 8 , относясь к группе аккумулятивно-транзитных водоемов. В таких водоемах транзит выражен
о«г>нь слабо. Стоковые течения прослеживаются в них только в мес­
тах впадения рек. Самыми крупными притоками озера являются реки
Ковжа, Кема и Шола, впадающие в северо-западную часть озера и
дающие 80% всего Притока.
Подробных съемок течений в приустьевом участке озера не про­
водилось, однако по аналогии с Кубенским озером, для которого ра­
нее ныли проведен расчет зоны распространения стоковых течений,
а также получены натурные данные в приустьевых районах озера,
можно сказать, что речная струя распространяется на 2 - 3 км от
устья крупных притоков.
74
ц а
26
характеристики скоростей течения
ix станциях
и
V
U.
ОС,
град
и
0 .7 5
0 .9 8
0 .3 5
0 .4 8
6 .4 6
1 .8 0
0 .9 5
1 .3 8
- 1 .4 3
7 ,7 0
2 .6 9
- 0 .4 0
- 0 .5 9
1 .9 1
- 0 .4 3
2 .7 1
- 0 .6 0
4 .9 7
1 .1 0
8 .3 0
1 .4 5
6 .1 7
0 .9 6
1 1 .5 0
0 .7 9
- 1 .6 7
- 2 .2 4
0 .9 5
1 .1 8
1 .8 7
2 .7 4
1 0 .2 8
2 .9 6
- 1 .5 5
4 .5 0 1 3 2 .0 0
3 .1 5
2 .0 1
1 .6 4 - 2 .8 8
1 .8 9
1 .2 9
1 .3 2 - 0 .9 9
1 .5 4 - 2 .4 1
146
117
16 2
45
284
285
275
279
274
130
63
177
19 6
199
152
145
290
163
53
304
54
266
281
- 1 .9 7
- 0 .7 2
- 0 .8 6
1 .3 6
1 .2 9
1 .8 2
0 .3 5
0 .9 6
0 .6 2
-6 .2 .7
2 .0 9
- 2 .2 2
- 1 .8 0
- 2 .3 8
- 1 .2 6
- 5 .4 4
0 .7 1
- 0 .1 3
1 .2 0
0 .3 5
0 .5 4
- 0 .0 3
0 .1 2
1 .3 1
1 .2 4 - 0 .6 5
1 .4 5 - 2 .0 3
1 .4 0
2 .6 9 - 3 .1 1
0 .2 8
1 .1 7
1 ,4 5
1 .6 0
6 .1 1 - 5 .3 8
7 .9 2
0 .5 9 - 6 .7 3
1 .0 7
0 .2 2
0 .6 1 - 3 .2 3
0 .5 5 - 6 .2 7
0 .5 3
6 .4 7 - 8 .2 8
4 .0 1
1 .1 3
7 .5 4
7 .0 7
2 .0 2
4 .2 5
4 .2 1
0 .0 8
0 .9 7 - 0 .4 4
0 .6 4 - 0 .3 5 - 0 .4 8
1 .1 4 - 0 .4 8 - 0 .4 3
0 .6 3
0 .8 0 - 0 .6 4
1 2 .2 9 - 2 .2 6
3 .7 6
1 .0 9
1 .5 4 - 1 .9 0
0 .0 3
5 .1 1 - 3 8 .1 0
0 .9 0
0 .7 5
1 .5 6
0 .9 7
2 .7 7 - 0 .5 7
2 .3 5
0 .6 8
1 .2 8
0 .7 1 - 2 6 .0 1 - 1 .3 4
1 .1 3
9 .1 6 - 0 .6 4
- 0 .2 4
- 0 .4 6
- 0 .5 1
- 1 .3 2
- 0 .1 2
0 .5 0
0 .9 1
0 .6 4
0 .0 2
0*.04
1 .2 5
•0.55
3 .3 3 - 1 3 .9 0 - 0 .8 1
1 .7 7
- 3 .3 7 - 0 .1 2
2 ,1 9
- 4 .3 3 1 .1 9
2 .1 4 - 1 .6 2 0 .2 8
2 .8 4 - 2 4 ,5 0 - 1 .7 8
2 .0 2
4 .0 1
0 .0 4
1 .4 8
1 .6 2 1 .9 6
2 .2 8
3 .5 4 1 .6 3
2 .3 6 1 2 .4 0 1 .1 9
3 .6 2 8 9 .4 0 - 0 .8 3
6 .8 4
5 .4 8 4 .3 6
3 .7 4 - 6 .7 8 1 4 .3 0
2 .8 6
1 .7 3
1 .6 7
2 .2 0
2 .5 0
1 .9 8
2 .1 8
2 .7 5
2_32
0 .9 1
9 .6 3
3 .6 5
- 3 .5 4
-1 4 .4 0
1 .4 1
7 .8 1
- 1 .4 0
5 0 .2 0
1 .1 1
1 .6 8
1 .9 4
- 8 .3 6
2 .2 1
0 .2 5
253
195
11 3
. 167
267
5
- 2 ,1 1
- 0 .3 6
0 .2 3
- 0 .3 8
1 .4 2
1 .0 0
- 1 .1 3
1 .1 5
1 .6 3
1 .3 0
2 .2 5
1 .4 3
1 ,0 1
0 .9 5
1 .9 2
2 .0 8
1 .4 2
1 .8 4
2 .5 6
1 .4 2
1 .0 2
2 .8 3
- 3 .4 0
- 2 .5 1
7 .6 4
- 0 .8 2
- 0 .5 3
- 0 .6 6
162
239
291
148
294
290
234
75
- 0 .5 4
- 4 .4 5
5 .5 6
-5.. 89
1 .0 1
1 .0 2
- 0 .8 4
0 .6 8
- 0 .6 1
- 0 .5 6
0 .2 4
- 3 .1 0
- 2 .6 7
- 1 .5 4
66
69
85
273
74
94
К о э ф ф и ц и е н т ы
г о р и з о н т а л ь н о г о
т у р б у л е н т н о г о
о б м е н а . Турбулентное перемеши­
вание играет основную роль в выравнивании физических и химичес­
ких характеристик вод водоемов. Однако для определения интенсив­
ности турбулентного обмена необходима в ы с о к о ч у в с т в и т е л ь н а я без­
ынерционная аппаратура, позволяющая регистрировать пульсации ско­
рости или температуры. Использование такой аппаратуры во внут­
ренних водоемах пока весьма ограничено и наблюдения с ее помощью
немногочисленны. В то же время на целом ряде озер выполнены ис­
следования временной изменчивости течений в масштабах от несколь­
ких минут до нескольких суток, показавшие значительную изменчи­
вость течений и позволяющие выполнить оценку коэффициентов го­
ризонтального макротурбулентного обмена.
Материалы по исследованию течений оз. Белого позволяют про­
вести предварительную оценку коэффициентов турбулентного макро­
обмена в этом водоеме.
Метод расчета коэффициентов горизонтального обмена, основан­
ный на тензорной теории турбулентности, состоит в том, что поле
проекций векторов мгновенных скоростей Vд, , V-y ,
рассмат­
ривается как результат наложения на поле проекций векторов сред­
них скоростей \'х , V-y , Vz поля проекций пульсаций вектора ско­
рости
, Vy , Vz , являющихся результатом эффекта турбулент­
ности. Согласно Эртелю ( E r t e l , 1 9 3 7 ) , тензор эффекта турбу­
лентности
связан с производными скорости по координатам
соотношением:
т
- а З
-
где i , j , k =X ,y , Z , а А^=уЭ I Ц V ^ l
- тензор турбулент­
ного обмена. В этом выражении р - плотность воды, l j - состав­
ляющая пути смешения молярных м асс,
- составляющая пульсации
вектора скорости, А^у. - симметричный тензор второго ранга с шестью
векторными составляющими: А ^ ^ ,, А у у , А ,?^ , |!^ к у = А -ух >
=
= А 2СС ’ А у 2 " А ^ у . Если принять вертикальную составляющую ско­
рости V? = О, то получим тензор горизонтального обмена:
А 1 Г / )|1 3 ? 1’
J
-у-
у которого A x x = c t 3;U
A Xy= А^Х =^ Р ^ у ^ •
Р езультаты расчетов показали, что в центральной части озера
при осреднении по всему ряду наблюдений з а отмеченные периоды
значения коэффициентов обмена по меридиану ( А (л ) лежат в пре­
делах 0 . 5 1 - 2 . 5 4 • 1 0 s г/ см -с, а по параллели (
- 0 .4 7 -4 .2 8 • 1 0 ° г/ см -с . На суточных станциях коэффициенты обмена изменя­
лись: А у от 0 . 3 3 . 1 0 ° г/ см -с. до 4 . 5 6 - 1 0 5 г/ см -с, Ад_ - от
0 . 6 4 - 1 0 ® г/ см -с, до 5 . 6 0 - 1 0 ° г/ см -с (табл. 2 7 ) ,
76
i а б л и ц а
27
Коэффициенты горизонтального турбулентного обмена,
(г/см -с )-1С )5
Продолжительность
наблюдений
тан!Я
БС
ЬС
БС
А
о
•!
■J.
о
4
26
17
31
19
9
10
1
27
28
VI1 -1 УШ 1 9 7 6
У—9 У 1 1 9 7 7
У П -13 УШ
V 1 - 2 1 У1
У Ш -10 УШ
v i n - l l УШ
VI1-2 УП
V II1-28 УШ
УШ -29 УШ
А
0 .5 1
2 .5 4
0 .5 5
1 .8 7
2 .6 0
4 .5 6
1 .0 4
0 .3 3
1 .2 7
0 .4 7
3 .7 0
4 .2 8
5 .6 0
2 . 0 0
3 .5 2
1 .1 9
0 .6 4
1 .9 5
-0 .1 6
-1 .2 3
0 .1 3
0 .9 5
-0 .5 6
-0 .3 9
0 .1 9
0 .0 5
0 .0 6
-0 .1 5
-0 .8 8
0 .1 8
1 .9 3
-0 .7 7
-0 .0 8
0 .0 3
0 .0 5
0 .0 8
Приведенные данные показывают, что в различных участках озе­
ра и в разные периоды коэффициенты турбулентного обмена сущест­
венно различаются. Еще более значительные различия между коэф­
фициентами обмена оказались при вычислении их значений з а отдель­
ные сутки по результатам записи АБС с 1 7 мая по 9 июня 1 9 7 7 г,
(табл. 2 8 ) . За рассматриваемый период величины обмена изменялись
на три порядка. Отсюда следует, что интенсивность турбулентного
обмена в озере во времени крайне неравномерна. При этом макси­
мальные значения коэффициентов обмена соответствуют периодам с
наибольшими среднесуточными скоростями течения. В то же время
на интенсивности турбулентного обмена сказывается не только ве­
личина средней скорости течения, но и изменчивость течения за с у т ки. Значительные величины коэффициентов обмена отмечались при
большом коэффициенте вариации составляющих скорости течения и
лри малой величине среднесуточной скорости (табл, 2 6 ) .
Из представленных данных видно, что значения коэффициентов
горизонтального турбулентного обмена по координатным осям могут
существенно различаться между собой. Это говорит об анизотроп­
ности турбулентного обмена в озере. Степень анизотропности обме­
на в озере зависит от пульсационных характеристик течения, изме­
няясь во времени и пространстве.
Оценка коэффициентов горизонтального турбулентного обме­
на в озере показала, что их величины примерно на поря­
док ниже коэффициентов обмена в крупных озерах и водо­
хранилищах.
77
Т а б л и ц а
28
С р е д н е с у т о ч н ы е значения к о э ф ф и ц и е н т о в
горизонтального турбулентного обмена (г/ см -с) *10'
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
Д ата
Ау
У 1977
У
У
У
У
У
У
У
.У
У
У
У
У
У
У
У1 19 77
У1
У1
У1
У1
У1
У1
У1
0 .1 2
0 .7 5
0 .9 1
0 .1 1
3 .8 4
0 .0 4
0 .0 0 1
0 .0 1
1 .1 8
2 .0 6
0 .7 7
0 .1 0
0 .0 3
0 .1 3
0 .0 5
9 .4 2
0 .0 9
1 .7 0
0 .0 3
0 .0 5
0 .0 9
0 .0 2
0 .0 9
0 .1 5
0 .0 2
0 .4 6
0 .0 6
3 .8 4
0 .5 8
0 .5 5
0 .4 4
1 .5 6
2 .8 4
3 .8 0
0 .1 3
0 .1 9
0 .0 5
0 .1 4
6 .2 3
1 .0 6
1 .6 9
0 .9 6
0 .5 4
0 .1 0
0 .2 5
0 .1 6
0 .0 0 3
-0 .0 3
0 .3 4
-0 .0 2
-2 .3 8
-0 .0 6
-0 .0 5
-0 .0 5
-1 .3 4
1 .0 6
0 .1 9
0 .0 5
0 .0 5
0 .0 3
0 .0 8
-3 .0 5
-0 .0 4
-0 .5 7
0 .0 1
-0 .0 3
-0 .0 1
0 .0 1
0 .0 8
0 .0 1
0 .0 0 1
0 .3 9
-0 .0 4
-2 .3 1
-0 .0 9
-0 .0 6
-0 .0 6
-1 .2 4
1 .1 3
0 .3 9
0 .0 7
0 .0 8
0 .0 1
0 .0 7
-3 .4 1
-0 .0 1
0 .0 1
0 .0 0 7
-0 .0 9
-0 .0 1
0 .0 6
0 .0 8
Расчет ветровых течений озера
Расчет основан на введении в теорию установившихся течений
метода полных потоков. Функция полных потоков Ч* ( X , у ) ха­
рактеризует интегральную (по вертикали) циркуляцию в водоеме.
Семейство кривых Ч*= Const есть линии тока для полных потоков.
Разность значений функций полных потоков в двух произвольных точ­
ках равна объему воды, протекающему в единицу времени между
вертикалями, проведенными через эти точки.
Вычисления значений функции полных потоков и элементов тече­
ния производились в узловых точках сетки с шагом 2 5 0 0 м, Поле
ветра принималось равномерным над всей акваторией озера. Приток
в озеро и сток из него задавались исходя из месячных водных ба­
лансов озера.
Выполненные расчеты показывают, что в гипотетическом замк­
нутом водоеме с ровным Дном, глубина которого равна средней гл у ­
бине оз. Белого при НПУ ( 4 м ) , интегральная циркуляция при о т78
а
б
Рис. 1 8 . Распределение функций полных потоков ( Ч* ) в оа. Белом
при Ь ср= 4 м.
а - ветер восточный, 5 м/с; приток в озеро отсутствует; б - ветер
восточный 5 м/с; Q np = 3 7 0 м 3 /с.
сутствии притока носит эллиптический характер, соответствующий
контуру озера с соотношениями полуосей 8 : 5 (при ветрах любых
направлений). Густота изолиний функции полных потоков, а следова­
тельно, и расходы в направлении интегрального переноса, зависят от
скорости ветра (рис. 1 8 , а ). По вертикали течение двухслойное. Ми­
нимальная его изменчивость по скорости и направлению в поверхносном слое. Так, при восточном ветре 5 м/с средняя скорость течения
на поверхности составляет 8 см/с, изменяясь от 7 . 5 до 8 . 4 см/с.
70
80
>;фициент ьариации ско р о стей увел и ч и вается от поверхности до
,бины 2 м от 0 . 0 3 до 0 . 2 2 , а з а т е м ум ен ьш ается ко дну до 0 .0 4 »
.-лбольш ая и зм енчивость н а го р и зо н те 2 м с в я з а н а с тем , что в
!ое 1 - 3 м происходит поворот течения н а 1 8 0 . В ведение в гр е ­
шные условия значения притока и с т о к а приводит к полному р а з р у нию эллиптической циркуляции. И нтегральный перенос о сущ ествля­
л с я от > стьев р ек Ковжи к и сто к у р. Ш ексны (рис. 1 8 , б ). И зм ен ш ьость скоростей течения н а в с е х горизонтах увел и ч и вается. Коэф­
фициент вариации д о с т и га е т м акси м альны х значений н а горизонте
м. И зменение ИоПрделения т еч 5 ниЯ н « противоположное происходит
слое 1 - 2 м . При ве тр ах северной четверти основной перенос о с у • еств л я ет с я в северной части о зер а. При восточных и зап адны х в е т ­
лах основной перенос воды и дет в южной части о зер а.
С введен и ем в м одель реального рельефа дна о зер а х ар ак тер ин(гр ал ьн о го переноса р езко и зм е н яе т с я. При ветр ах в с е х н аправле­
ний г:, озере прослеживаю тся д в а устойчивых вихревы х образования,
локализованных при ветр ах зап адн ы х и восточных румбов в северной
* южной ч ас тях о зер а, а при в етр ах южных и северны х рум бов - в
западной и восточной ч астях .
В к а ч е с т в е примера (рис. 1 9 ) приведем распределение функции
полных потоков дл я двух реальны х ветровы х ситуаций. При восточном
гре скоростью 5 м/с (рис. 1 9 , а ) в северной части о зер а и н т е г•■альный перепое о с ущ еств л яется в циклональном направлении, в ю ж-гой - в антициклональном. В центре о зер а направление переноса с
л ',3 н а ВЮВ - от у с т ь е в р ек Ковжи и К емы к и сто ку р. Шексны.
продольные и поперечные р азм ер ы вихревы х образований со ставл яю т
со о тветствен н о 3 2 и 1 4 км .
При изменении направления в е т р а н а север о -зап ад н о е и увеличе­
нии скорости до 7 м/с центр циркуляционного образования в с ев ер ­
ной части о зер а с м е ст и л с я к во сто ку, в южной - к зап ад у . И нтеграль­
ный перенос в центральной части с т а л о сущ ествл яться в направлении
с ю го -во сто ка н а с е в е р о -за п а д . П ространственные р азм ер ы вихрей
сущ ественно не уменьш ились (рис. 1 9 , б ). Г у сто та изолиний функции
полных потоков н есколько уменьш илась, что с в и д е т е л ь с т в у ет об ум ен ь­
шении расходов в направлении и нтегрального переноса.
Д ля обоих вари ан тов циркуляции т а к ж е характерн о наличие д в у х ­
слойного течения. И зменение в ек т о р а течения н а противоположный
происходит н а горизонте 2 м . На это м горизонте о т м е ч а ет с я наиболь­
шая и зм енчивость направления и скорости в зави си м ости от м естопо­
ложения расчетной точки (та б л . 2 9 , 3 0 ) .
lie. 1 9 . Р асп ределен ие функций полных потоков и тем п ер атур ы в о в поверхностном слое оз. Б елого при реальном рельефе дна.
— ветер восточный, 5 м /с, б — в етер север о -зап ад н ы й , 7 м /с, в '1:- ш-т:рмы воды 1 5 - 1 7 У 1 9 7 7 , г - то ж е 1 9 V 1 9 7 7 ; C L,r„ = 3 7 0
■
‘ /С.
81
Г а б л и ц а
29
Характеристики параметров течения на различных горизонтах
(ветер 9 0 ° , 5 м/с)
Гори­
зонт,
м
Диапазон из­
менения ско­
рости, см/с
6 .7 -1 0 .0
1 .6 -4 .5
0 .3 -4 .0
1 .7 -4 .1
1 .0 -3 .2
0 .2 -1 .5
0
1
2
3
4
5
Т а б л и ц а
Л
Диапазон из­
менения на­ направ­
правления,
ления,
град
град
Л
скоро сти,
см/с
0 ,3
2 ,9
3 .7
2 .4
2 .2
1 .3
6
0 .6 2
0 .4 0
0 .1 6
0 .1 7
0 .2 1
0 .1 3
0 .1 2
0 .2 6
0 .3 3
0 .1 5
0 .1 7
0 .3 1
16 9 -19 8
15 5 -2 13
2 3 3 -2 0 1
3 3 5 -3 8
3 4 5 -2 2
3 4 9 -3 6 6
29
58
328
63
37
17
30
Характеристики параметров течения на различных горизонтах
(ветер 3 5 ° , 7 м/с)
ГОРИ­
ЗОНТ;
м
0
1
2
3
4
5
Л
Диапазон из­
ско­
менения ско­
рости, см/с
рости,
см/с
1 0 .2 - 1 4 .2
2 .8 -2 .0
0 .2 -2 .7
1 .3 -4 .5
1 .0 -4 .0
0 .4 -1 .8
4 .0
4 .2
2 .5
3 .2
3 .0
1 .4
Диапазон из­
менения на­
правления,
град
б
0 .9 7
0 .6 0
0 .1 7
0 .2 7
0 .6 0
0 .2 3
0 .0 9 2
0 .1 8
0 .3 6
0 .1 5
0 .1 7
0 .3 1
3 0 1-3 2 5
2 2 9 -3 4 3
3 2 3 -2 6 8
112 -16 1
12 1-15 2
12 4 -14 5
Л
нал par
ления,
град
24
64
305
49
31
21
Полученные расчетные схемы циркуляции подтверждаются распре­
делением поверхностной температуры по данным скоростных терми­
ческих съемок. Восточные ветры в весенний период 1 9 7 7 г. вызва­
ли концентрацию теплых вод у западного побережья. Холодные зим­
ние воды оказались вытесненными в восточную часть озера к исто­
ку р. Шексны (рис. 1 9 , в). Смена ветра на северо-западный приве­
л а к перемещению ядра холодных водных масс в направлении интег­
рального переноса - к северо-западу. Более теплые воды рек Ков­
жи и Кемы сосредоточились вдоль южного побережья озера
(рис. 1 9 , г ) .
Для выяснения роли притока и стока в общей системе циркуляции
в озере выполнен расчет установившихся ветровых течений при вос­
82
точном ветре скоростью 5 м/с без учета притока в озеро и стока
из него при реальном рельефе дна. В этом случае общая схем а цир­
куляции не претерпевает особых изменений з а исключением централь­
ной части озера, где направление интегрального переноса устанавли­
вается строго с запада на восток. Смена направления течения на
противоположное также происходит на горизонте 2 м. Однако диапа­
зон изменения направления и скорости течения на каждом горизонте
несколько сокращается. Отсюда следует, что роль стоковых течений
в озере невелика. При штилевых условиях генеральное перемещение
вод осущ ествляется от устьев рек Кемы и Ковжи к истоку р. Шекс­
ны. При реальных расходах, соответствующих среднемесячным зна­
чениям притока и стока из озера, средние величины скоростей на по­
верхности составляют 0 . 3 7 см/с и уменьшаются ко дну до 0 . 1 5 см/с.
Коэффициент вариации скорости изменяется от 0 . 8 2 на поверхности
до 0 . 6 1 у дна.
На сегодняшний день стационарные модели являются единствен­
ными, примененными к мелководным водоемам. Представляется весь­
м а перспективным использование нестационарных моделей, позволяю­
щих при введении в задачу реального ветра проследить развитие те­
чения во времени и оценить время выхода на стационарный режим
(если таковой существует в подобных водоемах).
3 . Сейши
Оз. Белое отличается исключительной мелководноетью при сравни­
тельно большой площади водного зеркала. Для отметки уровня 1 1 3 , 1 м
площадь озера равна 1 2 8 4 км^, объем водной массы 5 . 2 км^,
средняя глубина 4 . 1 м, длина 4 6 м, ширина 3 3 км. Форма озера
близка к овальной, дно плоское, глубины на большей части озера
4 - 6 м. Нарастание глубин от уреза воды к центральной части по всей
акватории происходит постепенно. Берега пологие, как правило, низ­
кие, местами заболоченные, иногда облесены.
Над озером почти постоянно дуют ветры, которые вызывают вол­
нение, сгоны и нагоны, течения и сейши. Ветровое волнение наблю­
дается почти постоянно.
Несмотря на то что уровенные наблюдения на озере начались с
конца прошлого века, до сих пор ГМС не устанавливает самописцев
уровня, по данным которых можно было бы изучать денивеляции. Од­
нако в 1 9 5 6 - 1 9 6 0 г г ., когда работала экспедиция Ленгидропраекта,
связанная с реконструкцией Волго-Балтийского водного пути, на озе­
ре было' установлено несколько самописцев уровня „Валдай". Эту
экспедицию интересовали сгонно-нагонные колебания уровня, их ве­
личина и повторяемость. По окончании работы экспедиции ленты са­
мописцев уровня были представлены в распоряжение кафедры гидро­
логии суши Ленинградского университета, и в 1 9 6 3 г. появилась
небольшая глав а в книге „Сейши на озерах СССР", посвященная сей­
шам оз. Белого (Арсеньева и др., 1 9 6 3 ) . С ледует заметить, что
83
Т а б л и ц а
31
Р а с ч е т сейш н а о з. Белом
Продольная сейш а
одноузло­
вая
Период
д в ух узл о ­
вая
Поперечная сейш а
гр е х у з л о вая
одноузло=вая
д вух узл о ­
вая
4 ч 2 2 мин 2 ч 1 1 мин 1 ч 0 6 мин 3 ч 1 9 мин 1 ч 4 0 мин
ве с /.ведения о сейш ах, приводимые в указан н о м источнике, о тн о сят­
ся к о зер у с несколько отличными морфометрическими хар актер и сти ­
кам и. С редняя о т м е т к а уровня н а о з. Белом в те го ды бы ла р авн а
1 1 1 . 3 м , ч ем у с о о т в е т с т в о в а л а площадь о зер а в 1 1 2 5 к м ^ , объем
3 . 0 8 5 к м ^ , ср едн яя глубин а 2 .7 м, длина 4 3 . 6 км , ширина 3 2 . S км .
При р ас ч е т ах периода сейш Н.М . А р сен ьева приняла несколько
отличные хар актери сти ки : длина наибольшей оси о зер а 4 2 . 3 км , дли­
на малой оси (ширина о зер а) 3 2 . 2 км , ср едн яя гл уб и н а 3 м . По т а ­
ким данным приводятся периоды сейш, рассчитанны е по формуле
Ч ерп ан а ( табл. 3 1 ) .
Д ал ее Н.М. А р сен ьева обработала стати сти ч ески м м ето до м и м ев­
ш иеся ленты самописцев и получила следующие данные о периодах
сейш: продольная сейш а о дн о узло вая 3 ч 4 4 мин, д в у х у зл о в а я 2 ч 1 5 мин, т р е х у э л о в ая - 1 ч 0 8 мил, поперечная
одноузловая 3 ч 1 0 мин, д в у х у зл о в а я - 1 ч 4 0 мин.
Надо з а м е т и т ь , что изучение ■ сейш на оз.. Белом
п р ед ставл яет
значительны е трудности прежде всего потом у, что форма о зер а близ­
к а к округлой (продольная ось о зер а лишь на 20% больше попереч­
ной). Эти трудности заклю чаю тся еще и а том, что режим ветр о в
над озером и м еет переменный х ар ак т е р . В течение коротких проме­
ж утк о в времени довольно часто м ен яю тся к а к ско р о сть ветр а, так
и его направление. Происходит интерференция волн различных перио­
дов, всл ед стви е чего записи лимниграмм гм ию г сложный и '•исто з а ­
путанный х ар актер .
Изучение сейш, н ачатое И нститутом озероведен и я на оз. Белом,
предусм атривало устан о вку лимниграфов в разн ы х ч астях о зер а. В
течение 1 0 7 6 - 1 9 7 7 г г . самописцы уровня были устан овлен ы в че­
ты рех п унктах о зер а (рис. 2 0 ) и работали в течение летних м е с я ­
цев. Анализ лент - сам оп исц ев позволил устан о ви ть, что в озере до­
вольно часто наблю даю тся сгон ы и нагоны' воды, при которых возни­
каю т перенос водной поверхности о зер а, иногда значительный, а т а к ­
ж е сейши. Почти ни одна лим н и грам м а -! сам описцев, работавш их не­
сколько м есяц ев, не п о каза, ш спокойного хода уровня в течение с у ­
ток. На них в с е г д а зам етн ы колебания уровня, и ногда с большой ам ­
плитудой. Ужо беглый анализ лент позволил устан о ви ть, что н а оз.
ij-i iv.: о тм ечаю тся сейши с периодами около 4 , 3 , 2 и 1 ч.
''w e, 2 0 . С х е м а расположения постов на оз. Белом с самописцам:'.
■:л в н я воды.
А мплитуды сейш ц чистом виде невелики, однако часто наблюда­
е т с я интерференция сейш. В с в язи с этим определить истинную ам ­
плитуду каждой составляю щ ей сейши трудно, поэтом у можно говорить
лишь об их общей ам п ли туде. А м плитуда сейш 50%-нс>й обеспеченнос­
ти с о с т а в л я е т 6 - 7 см . Однако в ы с о т а отдельных волн, возникающие
после нагонов или сгон ов воды, м о ж ет д о сти гать 2 0 с м . Наиболеечасто на оз. Белом в с гр е ч а е гс и с е й ш а с периодом около 2 ч, она
хорошо вы р аж ен а н а л ен тах в с е х трех постов, но особенно четко в
Кл'ности и К иснеме. Т акие сейши наблю дались в течение нескольких
с уто к подряд. С ви д етел ьство м этого явл яю тся лим ниграм м ы н а этих
ж о п остах з а 1 0 - 2 1 а в г у с т а 1 0 7 6 г . Т ак, 1 9 а в г у с т а при слабо?!
ве тр е 2 - 3 м/с хорошо вы р аж али сь ряды сейш со средним периодом
около 2 ч 1 0 мин и амплитудой 1 - 2 с м . После полудня 2 0 а в г у с ­
т а ветер север н о го направления усилился и в 1 4 ч до сти г 1 1 м /с,
что вы звало нагон воды в Куности до 1 0 см и в это ж е вр ем я сго ь
воды в Киснеме до 1 3 с м . Северный ветер , приведший к перекосу
уровенной поверхности о зер а в поперечном направлении более чем
н а 3 0 см , яв л ял с я причиной образования одноузловой поперечной сей ­
ши с периодом около 3 ч, что хорошо было зам етн о н а обоих пос­
т ах , причем уровни о тм ечали сь в противоположных ф азах.
Однако таки е сейши наблю дались недолго. Уже с 1 0 ч ветер и з­
менил сво е направление н а противоположное, уровень быстро упал в
Куности и поднялся в К иснем е. Ночью с 2 0 н а 2 1 а в г у с т а ветер
сти х и озеро успокоилось, имели м есто лишь небольшие сейши с ам ­
плитудой 1 - 2 с м . Вновь усилившийся в етер утром 2 1 а в г у с т а в ы з­
вал с р а з у различные сейши. На лимниграмм ах хорошо зам етн ы сей ­
ши с периодом около 2 ч, в ы с о т а их в Куности 8 - 9 см , в Киснеме до 1 3 с м . На эти двух ч асо вы е сейши н акл ады вали сь сейши около
ч аса, при это м н а лен тах наблю даю тся довольно сложные записи. Но
вот 2 2 а в г у с т а почти в течение с ут о к был штиль либо слабый ве­
тер, на обоих п остах о тм ечали сь четко вы раж енны е сейши с перио-
дом около 2 ч. Причем в тот момент, когда в Куности наблюдался
подъем уровня, в Киснеме был спад, что свидетельствует о разви­
тии сейш вдоль поперечной оси озера.
Известно, что основные причины возникновения и развития сейш
на озерах - изменение .атмосферного давления и ветер. Изменение
давления на противоположных концах озера приводит к изменению
уровня. Превышение уровня в противоположных точках водоема опре­
деляется соотношением между разностью давления (мб) и толщиной
слоя воды, способного уравновесить эту разницу. Обычно эта причина
не может вызвать сейши большой высоты.
Другой эффект будет наблюдаться при изменении барического рель­
ефа над озером, когда над водоемом проходят атмосферные возму­
щения. В результате возникает систем а ветровых течений. Уровень
озера в этом случае называют динамическим. В грубом приближении
изменение уровня в направлении понижения давления приблизитель­
но равно ЛУь= 1 0
( гд е A V - понижёние давления, мб, Л Ь .изменение уровня, см . Именно э т а причина, вероятно, является основ­
ной для возникновения сейш на оз. Белом.
На оз. Белом' сейши наблюдаются часто; сила, их вызывающая,
может быть очень небольшой. Например, 2 4 июня в Куности на лимниграмме отмечен почти ровный ход уровня при ветре 2 - 3 м/с, но
в 1 4 ч скорость ветра увеличилась до 7 м/с и сразу же возник
ряд сейш высотой 6 см . Через час скорость ветра уменьшилась до
1 м/с, за тем ветер почти совсем стих, но этого порыва было доста­
точно, чтобы возник хорошо выраженный ряд сейш.
Поскольку на озере почти постоянно наблюдаются сейши, они без­
условно оказывают влияние на его гидрологический режим.
Сейши, как известно, сопровождаются течениям!?. Если скорость
этих течений относительно мала, то массы воды, проходящие через
поперечные сечения, весьма велики, причем в движении участвует
вся водная масса озера.
Постоянное движение воды то в одну, то в другую сторону, осо­
бенно в проливах, может мешать образованию ледостава и способст­
вовать возникновению трешин в ледяном покрове. На оз. Гарда в юж­
ной части в течение коротких промежутков времени вода то взмучи­
вается, то светлеет, что также объясняется сейшевыми течениями
(Арсеньева, Давыдов, 1 9 6 3 ) .
Скорость движения воды при сейшах можно рассчитать по формуле:
где
И - амплитуда сейши, К - средняя глубина. Так, для оз. Бай­
кал величина сейшевых течений составляет 2 . 5 см/с, для Ладожско­
го озера при средней глубине 5 1 м и амплитуде сейш 4 см скорость
течения при сейше равна 1 . 8 см/с. Для оз. Белого при средней гл у ­
бине 4 м и средней амплитуде 7 см она достигает 1 1 см/с. Если
же возникают более высокие сейши с амплитудой дог 1 0 сМ, то ско­
рость движения воды достигает уже 1 6 см/с, при этом горизонталь86
r{t)
Рис. 2 1 . Автокорреляционные функции колебаний уровня в/п Ковжа
( 1 ) , Ухтома ( 2 ) , Куность ( 3 ) .
ные смещения водных масс оцениваются десятками и сотнями м ет­
ров в зависимости от периода сейш.
Учитывая большое значение сейшевых колебаний во внутреннем
водообмене водных масс озера, встала задача более детально про­
анализировать уровенные наблюдения, полученные при помощи с а ­
мописцев, исследовать закономерности изменчивости уровня, опреде­
лить периоды, амплитуды, фазы доминирующих колебаний, выявить
физическую сущность обнаруженных изменений. Для этого была апро­
бирована новая, более совершенная методика автоматизированной
обработки результатов наблюдений над сейшами.
Для статистического анализа использовались реализации продол­
жительностью не более 4 суток. Для удовлетворения требований эф­
фективности и несмещенности оценки максимальный сдвиг Z’m кор­
реляционной функции был выбран 0 . 1 длины исходной реализации.
При дискретности данных 8 - 1 0 мин частота Нейквиста (C«>N ) бы­
л а не выше 0 . 3 9 рад/мин, По методике получения статистических
оценок, которая применялась ранее (Оз. Кубенское, ч. 1 , гл . 4 . 3 ,
1 9 7 7 ) , получены авто- и взаимные корреляционные функции (т* ^
и
), функции спектральной плотности S (iO ) как для синхронных
наблюдений в 3 точках, так и для отдельных участков записей лим­
ниграмм. Как видно из анализа представленных характеристик
87
3.3
-—
I—
5.0
1.0
л
i
Л
ji !!
i
/! :
\
\
/I/ u
\ lr . ^
l c ; W
v/\
'
[\
/л \
\
iV. 102
Os, рад/ Mur
t" 'HC «
ci ci
.
O i L - j ! . 1 i.l b ,
r.
.. ; е 0 с х М П -
,y . ' О ь Н Я
К уносгь (•.*; i. -L—. с.. * 1 - j
2,1. }у
(p lL C ,
Ц И К Л И Ч Н е С - J. xl
iiU tX
С
К О Л еб аН Ц -..
С
M U H b L u ji v lil
о
жений
с
П е^ч О .;а_'.!лл
пернедом.
В 0 3 М J ЖНО,
[ 1p i i
КоВ/^а
МИН
u
u
ИМОЮТ
X O pO U rj
j l y C K U JlBjK
.-•.\ШЛИТ у Д а м н ,
XOp'jLilO
а^ ли -гш р ую щ и х
МИН СООТВеГ<_ i b u K I i ' j ,
•Д яю и ш я,
В/П
'1
N Х ГО М П Х Д р а К I'Gpii 3 UcU i.4 ‘ i i i u
) \V.
i4
>р О В Н Я
i i e p i i j„,;._/.vi.
D/ Li
u. ?5o
ДЛЯ
В Ы р аЖ С Н Н Ы Х
колебаний
'j.
ч
'
Ь Ь ^ Ч У п ч .П .';
;д р у ;И Х
•_><.- I
- •'
K y .• • >-■
.;
.
; i e p H ОДП' i еС КИ.\ Д<- 16
мин
и
о
ч
ЭТ ОМ ИМ ОС Т СЯ б о л е е ДОЛГО] 1ерПО Д Ч а Я е .*.л Л
<..„ВЯЗаННаЯ СО С Г ОШ 10 —И а Г 0 НИ b i ' ЧИ
А на'ш з данных по в е гр у в/п У х то м а п о казал, wo д -j лач ича
вы х колебании па поверхность о зе р а во здей етво вч л L 'jb o p j-o aiu m :.1-,
вотер со скорость.-; .3 м / с, который МОГ ПрИЬеСГИ К НОЬОЛЬШОМ> п..
гону в ю гс -в о с точной части во до ем а.
Р ассч и тан ны е з а р азн ы е промеж утки времени (1 ч) 7 0 - 1 : •V , л .
сп ектры колебаний уровня о зер а п о казали , что наиболее коррокi ч .
я в л я е т с я подход к анализу этих колебаний к ак к нестационарному
случайном у процессу. Р ан ее такой подход имел м есто в р а б о т а 4: я ;..л . ских ученых ( A i d a e t a l . , 1 9 7 5 ) , которы е, р ассч и ты вая ч ас.го . н о-врем енн ы е сп ектры сейш, у с т а н о в и т !, „двухверш инноегь" ‘.ки к. -..
сейш, связы ваю щ ую д в е основные сейши с близкими периода.-ч- 1', •
вильный выбор п ар ам етро в р а с ч е т а сейш п о зво ляет р азд ел и те мего-дпческий эффект влияния нестационариости п роцесса от эффел г а
ложения сейш с разными периодами. Д ля р азделен и я пикон i б,.'...
88
а о л и ц о
о2
Значения основных периодов и амплитуд сейш евых колебании
лзвание в/п
............. 1
О сновная ч а с - j
Период, ч, мин
то т а , рад/мин j
.. _j.
зж а
0 .0 3 2 2
0.05 O G
o ,0 и 5 5
O . I l :jo
I
j
0 .0 1 8 -1
0 .0 3 0 9
:
I
j
j
:
j
|
0 .0 2 7 7
0 .0 5 0 6
0 .0 0 4 5
O J !9 (
тома
П р и м е
j
Амплитуда,
CM
3 - 15
2 - 0 1
Л - 5j
о5г
2 .5
0 .5
1 .5
1 .0
5 - 4,
г-
0 .5
2 .0
3
2
i
o'
2 .5
0 .5
1 .0
0 .5
-4 8
-~
= з ;■
= 52
оначения ам плитуд даны с точностью
UЛ*(.
м;* -iau г игами необходимо и м е т ь реализацию продолжительностью н*.
...
^
"
___________
W2 - 4
•
Нели
= 0 .С 6 1 / 1:, е U.' „ - С 7 1/ч, то длина реализации
> 1 1 ч . У каэаш ш мл' тр еб ован и е отьечают- все ан ализируем ы е Зо
шеи колебаний уровня.
С пектры
колебаний уровня з а июль 1 9 7 7 г . (рис. 2 2 )
х ар актер и зую тся наличием хорошо выраженных колебаний, имеющи;,
волновую природу, на что у к а з ы в а е т острый пик ( ^ Э ф = 4 -3 Л U ) }
функций спектральной плотности н а ч ас т о т ах
= 0 .0 2 7 0 U .U 4 1 4 рад/мин. Это п о дтвер ж дает сведен и я о то м , что колебаний
уровня с периодом около 3 ч явл яю тся стоячими волнами-сейш ами.
Помимо эти х основных сейш, в сп ектр ах S ( o » отм ечены и други е
составляю щ ие, х ар а к т ер и зуе м ы е островершинными пиками
указываю щ ими на их волновую природу, т .е . они м о гу т бы ть продоль­
ными я поперечными с разн ы м количеством узл о в. В ы яви ть приро­
ду этих сейш по авто сп ектр ам не п р е д с т а в л я е т с я возм ож н ы м , пос­
кольку они не н есу т п редставлени я о фазе. Это можно с д е л а т ь лишь
лри взаим ном анализе в разн ы х т очках.
Средние зн ачен ия периодов сейш, их ам плитуды по спектрам
S(.U>) (рис. 2 2 ) п р едставлен ы ниже (та б л . 3 2 ) . К ак видно из при­
е д е н н ы х данных (рис. 2 2 , таб л . 3 2 ) , доминирующими явл яю тся
сейши с периодами 2 ч 5 0 мин (К ун о сть) до 3 ч 4 8 мин (У х т о м а ;.
89
Г л а в а
4.
ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ
I . П розрачность
И з м е р и т е л ь н ы е
с и с т е м ы. Гидрооптические
исследов.ания на оз. Б елом проводились в 1 9 7 6 - 1 0 7 7 г г . при помо­
щи прозрачномеров - сгратиф икатора и букси руем ого прибора, р азр а­
ботанных н а основе автоколлимационной с х ем ы и изготовленны х в
лимяооптической лаборатории И н сти тута озероведен и я АН СССР В .М .
И вановым. О перативное изм ерение п о к азат ел я пропускания направлен­
ного излучения ( Т , %) производилось в видимом уч ас тк е сп ектр а
( Л . = " .8 0 н м ) в реж име буксировки и зондирования с передачей
информации по кабелю на р еги страто р К С П -4.
И зм ери тельн ая б а з а приборов р авн а 0 . 5 м , вес на во зд ухе - 1 5
юг. У гс л зрения фотоприемника ( 2 СО ) р ав н яется 2 . 5 ° . Д инамичес­
кий диапазон изм ерен ия п о к а зат е л я £ этими приборами с о с т а в л я е т
от 0 . 3 до 3 . 0 м“ 1 при десятичном основании логарифмов. Источни­
ком излучения служ и т л ам п а КИМ 6 x 1 5 , Стабилизация свето во го
п отока о б есп еч и вается п утем вы со ко го п о сто ян ства то к а н акал а л ам ­
пы. Питание прибора - с у д о в а я с е т ь 2 2 0 В, 5 0 Гц. Данные модели
прозрачномеров можно применять н а любых типах экспедиционных с у ­
дов. На ведущ ем крыле б укси руем ого прозрачномера кр еп ятся д а т ­
чики тэм п ер атур ы ( t ,° С ) , электропроводности ( S ', f l си м / см ),
растворенного кислорода { 0 ^ ) и др. Прибор о п ускается и поднимает­
с я на гидрологической л еб ед ке. О тметки глуби}! при зондировании
на лен тах с записью оптической информации б ер утся со сч етч и ка на
леб ед ке по длине вы травленного или выбранного тр о са. Б укси р овка
прозрачномера производится н а тросе в стороне от судн а. На ленте
сам описца дел аю тся отм етки врем ени, точки поворота суд н а и необ­
ходимы е справочные сведен и я.
С в ет от источника (рис. 2 7 ) излучения ( 1 ) ф ормируется в парал­
лельный пучок д в у м я линзами ( 2 , 4 ) и диафрагмой ( 3 ) . Пройдя
ск в о зь защ итное стекл о ( 5 ) и претерпев полное внутреннее отраж е­
ние н а оборачивающей призме ( 6 ) , свето во й поток дваж ды проходит
ч ер ез и сследуем ую ср еду и защ итное сте кл о . Ослабленный водой
свето во й поток ч ер ез две диаф рагмы ( 7 , 8 ) , формирующие поле зр е­
ния фотоприемника, попадает н а ф отоэлемент ( 9 ) . Эти ж е диафраг­
м ы обрезаю т по окружности свето во й поток дл я исключения п опала-
Рис. 2 7 Оптическая схем а прозрачномеров С П Л -74 и Б П Л -74.
Объяснения в тексте.
ния на фотоэлемент рассеянного в стороны света. С фотоэлемента
сигнал поступает непосредственно на регистратор КСП-4.
Т о ч н о с т ь
и з м е р е н и я
п о к а з а т е л я
п р о п у с к а н и я .
В данной конструкции прозрачномеров про­
пускание на воздухе (Т603д ) и в воде (Тводы) отсчитывается в ли­
нейном масштабе по шкале самописца. Показатель общего ослабле­
ния (м“ 1 ) коллимированного излучения, прошедшего фиксированную
толщу-изотропной среды, определяется
_ ^?~^В05Д
l 9 Tn ~ t g Т,воды
СС
( 1)
где Ти - поправка на увеличение пропускания прибора при погруже­
нии в воду:
Тп =1 - 0 .0 4 -п
(2 )
где П - число поверхностей раздела вода-стекло на пути прохожде­
ния светового пучка, СС - измерительная база прибора.
Наибольшие значения погрешностей проявляются в режиме букси­
рования прозрачномера. Они вычисляются по формуле:
JT = - j? •V
&I
где
(3 )
4 1 =. O.S - градиент изменения показателя ослабления в про­
А1
центах шкалы регистратора, 1 - расстояние, пройденное прибором за
время Т. 0п , TQ = 0 . 6 3 - постоянная времени измерительной си сте\I
'J
мы, V - скорость буксировки, равная 2 . 6 м/с.
В результате приращения относительная погрешность при движе­
нии будет равна
07
Д 5 =- ^ - = 0 . 8 5 .
\ 4)
Т аки м образом , полную относительную погреш ность прозрачном ер а при буксировании оценивают в пределах 5% от и зм ер яем о й вели­
чины.
В целях прогнозирования изменчивости оптических сво й ств веды
озер Б елого, Л адож ского и О нежского и д л я сопоставим ости полу­
ч аем ы х данных с помощью новой аппаратуры с п о казател ям и по у с ­
ловной прозрачности (У П ), полученными з а прошлые го ды , у д а ю с ь
оценить тесн о ту связи м еж д у Т и УП. Р ас ч е т ы п оказали , что коэф­
фициент корреляции ( г ) м еж ду Т и УП с о с т а в л я е т н а оз. Белом
0 . 9 4 , на ладож ском - 0 . 9 1 , н а О нежском - 0 . 9 3 .
В диапазоне относительно больших значений прозрачности для
оз. Белого (Г ? 1 0 - 4 0 % и УП ^ 1 .0 м ) с определенной степенью
достоверности дл я получения ориентировочных величин
при
наличии данных-по УП, получение которых о с ущ ествл яется го р аздо
проще, можно п о л ьзо ваться уравнением регрессии ;
= 2 1 .1 х - 13 .8 2 . ,
гд е СС - глуб ин а видимости ди ска, м . В диапазоне меньших зн ач е­
ний прозрачностей (УП == 1 . 0 ) этой зави си м о стью п о л ьзо ваться
р еко м ен д уется.
О п т и ч е с к а я
с т р у к т у р а
о з . Б е л о г о.
Сочетание буксировок прозрачномера судном и зондировок позволяв
получить экспресс-информацию о пространственной оптической с т р у к ­
тур е водной ср еды оз. Белого и е е изменчивости под влиянием вс. •
рового перемеш ивания, течений, .поступающих речных и загр язн ен н ;
вод, взм уч и ван и я донных отложений. На основе комплексных иг. : к: •
дований 1 0 7 6 - 1 9 7 7 г г . с использованием функциональных связей
динамики продукционных гидробиологических процессов с гидрологи­
ческими и гидрохимическими факторами вы явились наиболее х а р а к ­
терны е особенности о з. Белого к а к экологической си стем ы (Р у м я н ­
цев, В аси л ьев, 1 9 7 8 ) . В дальн ей ш ем н а кар то сх ем ах изолинии, сс
диняющие одинаковые значения прозрачности, б удут н а з ы в а т ь с я и зч фанами. В п ереводе с др евн егр еч еско го я з ы к а „фанос" - прозрачный,
ясный.
До 1 9 7 6 г . изм ен чи вость оптических сво й ств оз. Белого просле­
ж и вал ась только по УП, представленной в м атер и ал ах У ГМ С и по
данным р яд а авторов (М ордухай -Б олтовской , М игропольский, 1 9 5 9 ;
Ершова, 1 9 6 8 ) . М атериалы УГМС з а 1 9 6 9 г . п оказали, что оз. Б е­
лое даж е при в е тр ах до 3 м / с имело низкие значения УП, равные
0 . 9 - 1 . 7 м в срединной части . В прибрежных ч астях о зер а УП со
с т а в л я л а 0 . 4 - 0 , 5 м.
В отдельны е периоды 1 9 6 0 г . УП д о с т и гал а 2 . 0 - 2 . 5 м в средин­
ных и в отдельны х прибрежных районах о зер а. В это т го д влияние
сточных вод г . Б ел о зер ска и обводного к ан ал а ощутимо с к а з ;.
■_
98
,, .цОрожных, зонах юго-восточной части о зер а. У север н о го по' «<—
. я УП бы ла более чем в 2 р а з а выше при меньших ее флук/шную роль в динамических процессах и распределении прозрач:■ мелководных водоем ов, каки м я в л я е т с я оз. Белое, и гр ае т в е т ,;i фактор. Большое по плошали, с м акси м ал ьн ы м и глубинами
U м и относительно ровным дном оз. Белое быстро реагн,,
п.ч проявление ветровой деятел ьн о сти . Волнение при устойчивых
,iv 1 -5 м/с быстро перемешивает водную м а с с у , взмучивает
и|,.с отложения и уси ли вает п ер ераб о тку б ер его в. Такой тип р е .м с неустойчивы м расслоением водной толщи, которая ср авн и тел ь. . легко п ер ем еш и вается от поверхности до дна, н а з ы в а е т с я ас та:!Ч(к:км (Фортунов, 1 9 5 9 ; Оз. К убенское, ч. I , гл . 4 . 4 , 1 9 7 7 ) .
! (осле вскр ы ти я а оз. Бело.'' ф орм и руется две озерные водные
■ у '-ы - центральноозерная и прибрежная, испытываю щ ая влияние
мучных вод. Например, 6 - 7 июня 1 9 7 6 г . ц ен тр альн о -о зер н ая водчая м а с с а х ар актер и зо вал ась большими прозрачностью (УП - 1 , 6 м ) и электропроводностью ( б - 1 4 5 - 1 9 0 j u сим/см*-) и по­
ж ж енной цветностью' ( 3 0 - 4 0 ° ) . Прибрежная и речная водные м а с ­
сы имели меньшие прозрачность (УП = 1 .4 м ) и электропроводность
\§ = 1 2 0 -1 3 5
си м / см 2 ) и повышенную ц ветн о сть ( 5 0 - 6 0 ° ) .
В летний период дей стви е в е т р а и волнения с к а з ы в а е т с я в том,
что у наветренного б е р е га, гд е р азго н и в ы с о та волн наибольшие,
прозрачность д о с т и га е т минимальных значений ( Т := 2 5 % ). У под­
ветренного б е р е га и в срединных ч астях о зер а прозрачность до сти ­
г а е т м акси м ал ьн ы х значений ( Т ? 4 0 - 4 5 % и УП ^ 2 , 0 - 2 . 5 м ),
Воды р. Ковжи, имевш ие прозрачность Т - 5 - 1 0 % , выходят в о з е го широким потоком и п еремеш аю тся вдоль южного б ер ега, быстро
ю ветл яяс ь по пути (рис, 2 8 ) .
Результаты гидрооптических исследований оз. Белого показали,
■'то в общих чертах с х е м а распределения водных м а с с , приведенная
•> работе М .Г. Ершовой ( 1 9 6 8 ) , с о х р ан яется в течение в с е го б е з­
бедного периода и н ар уш ается эпизодической деятельн остью в е т р а
и волнения.
О бъективная классификация водных м а с с о з. Белого, проведенная
да основе теории расп озн аван ия образов по совокупности определяю­
щих признаков (прозрачности, цветности, электропроводности и т е м ч ер ат ур е ), п о дтвер ж дает правильность вы деления границ водных
м асс и сущ ество ван и е в течение безледн ого периода в центральной
части о зе р а водной м а с с ы , отличной от други х водных м а с с . Выде­
ляются т а к ж е зоны, за н я т ы е ковжинскими и шекснинскими водными
массами, сходными м еж ду собой по оптическим п о казател ям .
М аксим альны е значения УП з а в е с ь период наблюдений (по дан­
ным У1 М(.. и полученных авторам и в 1 9 7 0 - 1 9 7 7 г г . ) не превышали
— о м, что с о о т в е т с т в у е т
Т = 4 0 % . Видимо, это предельны е зна­
чения прозрачности для оз. Белого. Можно о тм ети ть, что в крупных
стратифицированных о зер ах С ев ер о -З ап ад а (О неж ском, Л адож ском )
показатели! Т , измеренны е таки м ж е нрозрачномером, имею т мак—
чч
а
б
100
, имальные зн ачен ия в пределах 0 5 - 7 5 % , а п о казател и УП зн ач и тель­
на превышают 3 . 5 м и дости гаю т 5 .5 - G .5 м . Понятно, что ур авн еluio р егрессии дл я эти х озер и м е е т несколько иной вид.
Влияние в е т р а и волнения н а оптическую с т р у к т у р у оз. Белого
хорошо п р осл еж и вается по р е з у л ь т а т а м ком плексны х исследований
! :3 -1 4 июля 1 9 7 6 г . Э то м у периоду предш ествовали ш тормовые
негры север о -зап ад н о го направления со ско р о стям и более К ) м/с.
К началу работы ве те р уменьш ился до 4 - 6 м /с. Х арактер изофан
Т на продольном и поперечном р а зр е за х о зе р а п о казы вает, что у
наветренного б е р е га влияние волнения с к а за л о с ь до дн а (рис. 2 9 , а ) .
П р о з р а ч н о с т ь в э т и х районах о зер а от с т . 3 до с т . 5 н а продоль­
ном и поперечном р азр е за х от с т . 1 1 до б е р е г а и м ела низкие зн а­
чения ( Т = 5% ) и з - з а взм учи ван ия донных отложений и сго н а по­
верхностных вод. В придонном сл ое, к а к сл ед стви е прошедших штор­
мовых ветр о в о б р азо вал ся 2 -3 -м е т р о в ы й слой м утн ы х вод. На ст .
3 , расположенной вблизи судоходной тр ассы , м утн ы е воды проходя­
щими судам и поднялись выше и обнаружились на глубин ах 1 . 0 - 1 . 5 м .
На сам о м ф арватере эти м утн ы е воды прослеживагш сь н а поверх­
ности.
К 1 8 - 2 0 июля, н есм о тр я н а ослабление ветр о в, в распределении
водных м а с с о зер а еще сохранился отпечаток прошедшего ранее
шторма. Наиболее прозрачные воды о ставал и сь п о-п реж н ем у в зап ад ­
ной части о зер а (рис. 2 9 , б ). Ослабление в е т р а способствовало ос-веглению воды и в это м районе о зер а. На с т . 2 , г д е УП была 1 .6 м,
к 1 9 июля она возросла до 2 .2 м. На поперечных р азр е за х от­
м еч ало сь ослабление влияния ветр о в и волнения. В прибрежных зо ­
нах прозрачность во зр о сл а в 3 - 4 р а за . Толщина м утн ого придонно­
го сл о я со кр ати л ась до 1 м, но прозрачность его с т а л а меньш е и з з а концентрирования в нем взвеш енных части ц, оседавших и з верхних
слоев.
Более резко н а вс е х р а зр е за х п рослеж и валась судо хо дн ая тр ас­
с а (с т . 8 3 , 1 7 , 7 2 ) по минимальным зн ачен иям прозрачности в
поверхностных слоях в виде р езко го подъем а изофаны со зн ачен ия­
ми 5%,
В связи с усилением с у д о х о д ств а на оз. Болом, которое входит
в си стем у В о лго -Б алти й ского водного пути, и значительной осадкой
(до 3 - 4 м ) проходящих судо в тако го рода антропогенное влияние
с к а з ы в а е т с я н а в с е м протяжении судоходной тр ассы .
Измерение оптических п о казател ей в м елководны х во до ем ах во
вр ем я ш торма или при устойчивых ветр ах более 6 - 7 м/с у к а з ы в а е т
на пространственную изотропность водной толщи при низких зн ач е­
н и е. 2 8 . Распределение прозрачности воды н а оз. Белом 7 - 8 VIII
1 9 7 7 г.
а ~ прозрачность ( Т , % ), и зм ер ен н ая СП Л - 7 4 ; б - усл овн ая про­
зр ач н о сть.
Ю1
23
22
3
17
16
67 68
UD1
^ 2
Рис. 2 9 . Вертикальное распределение прозрачности воды на оз. Бе­
лом ( Т , %).
а - 1 3 - 1 4 УП 1 9 7 6 , I - продольный разрез, П - поперечный раз­
рез; б - 1 8 - 2 0 УП 1 9 7 6 , Ш-У - поперечные разрезы в средней
части озера. 1 - Т > 5% , 2 - Т <-5% .
!
(yj.
Т а б л и ц а
34
И зменчивость оптических свойств ( Т , %) на с т. 3 9 УП 1 9 7 0
Н, м
11 ч
5 0 мин
12 ч
2 5 мин
0
1
2
3
4
5
4 .0
4 .0
4 .0
7 .0
7 .0
6 .0
4 .0
4 .0
4 .0
4 .0
5 .0
5 .0
13 ч
5 0 мин
1 1 .0
1 1 .0
1 1 .0
1 0 .0
1 1 .0
8 .0
15 ч
5 0 мин
1 1 .0
1 1 .0
1 1 .0
1 0 .0
1 1 .0
1 0 .0
17 ч
5 0 мин
1 4 .3
1 4 .0
1 4 .0
1 2 .0
6 .5
5 .0
ниях ее прозрачности. Эго положение является одним из характерных
моментов в жизни водоемов с астатическим режимом. Данные, по­
лученные 9 июля 1 9 7 6 г. на ст. 3 сразу после шторма (табл. 3 4 ) ,
дают определенное представление о вертикальной дифференциации оп­
тических свойств во времени по мере оседа^ГЯ пявесей.
К началу наблюдений в 1 1 ч 5 0 мин на глубинах ниже з ™
зрачность воды оказалась больше ( Т = 6 -7 % ) , чем в поверхност­
я м слое ( 3 - 4 % ). Температурные различия между поверхностными
и придонными слоями не превышали 0 .5 в течение всего периода
наблюдений. Такая дифференциация оптических показателей в мелководкьтх водоемах после шторма объясняется тем, что в uGCC,.?
ных слоях преобладают мелкодисперсные минеральные частицы (
1 м к м ). В придонном 3-м етр о во м слое, гд е во время шторма ло­
кализуются крупные минеральные частицы, линейные размеры кото­
рых превышают 1 мкм, идет быстрое их оседягдё и происходит ос­
ветление ?о пЫ.
Экспериментальными исследованиями советских (Шулейкин, 1 9 6 8 ;
Иванов, 1 9 6 9 , 1 9 7 5 , и др.) и зарубежных ученых (Хатчинсон,
1 9 6 9 ; Ерлов, 1 9 7 0 ;
B u r t, 1 9 5 8 , и др.) установлено, что значи­
тельная часть' рассеянного „крупными" частицами св ета направлена
вперед по ходу излучения. При этом индикатриса рассеяния света
приобретает острокикжальную форму, и лишь небольшая часть ( 5 - 1 0 % )
светового излучения отбрасывается назад или перераспределяется в
стороны, не попадая на регистратор излучения. Поэтому присутствие
даже большого количества (по весу) „крупных" частиц (drS> 1 мкм),
какие преобладают в придонных слоях озер Белого и Кубенского при
интенсивном волнении и сразу после него, в меньшей степени влия­
ет на величину регистрируемой приборами прозрачности (Оз. Кубенс­
кое, ч. I , гл . 4 . 4 , 1 9 7 7 ) .
Наблюдение, проведенное в 1 2 ч 5 5 мин, выявило гомогенное
состояние водной' среды по прозрачности от поверхности до дна при
I = 4%, что связано с дальнейшим оседанием уже более мелких
фракций полидисперсных минеральных частиц и равномерным пере103
Т,%
Рис. 3 0 . Спектральные показатели пропускания воды ( "Т- , %), сня­
тые на С Ф -18 (кювета 5 см ).
х - Онежское озеро,. 2 - Ладожское озеро, 3 - оз. Белое (ст. 2 ) ,
4 - оз. Белое (ст. 3 , 2 а - 2 в ) , 5 - р. Ковжа.
распределением iix nQ всей толще. В течение часа (в 1 3 ч 5 0 мил)
прозрачность в поверхностном и придонном слоях увеличилась в 2
раза. На поверхности она составила 1 1 % , в придонном слое - 8%.
Еще через час прозрачность от поверхности до дна стала одинаковой в пределах 1 и - 1 1 ° '. Наблюдения в 1 7 ч 5 0 млн показывают даль­
нейшее увеличение -трозрачности в ниверхнос-гксм с л о е ( Т = 14% )
и знач 1 !тельное ее уменьшение в придонном ( Т = 5% ), что может
быть связано с дальнейшей локализацией мекодисперсных фракции у
дна, с сейшевыми колебаниями, вызванными прошедшим штормовым
ветром, период колебания которых составляет 2 - 2 . 5 , ч (Арсеньева
и др., 1 9 6 3 ; гл . 2 . 3 ) и придонными течениями. Яри этом нельзя
не учитывать близость ст. 3 к судоходной трассе, откуда периоди­
чески м о гла в придонном слое подходить мутная вода, а в поверхност­
ном более прозрачная.
Материалы гидрооптических исследований позволяют сделать вы­
вод о том, что й з -з а мелководности, большой площади озера и его
открытости всем ветрам реакция озерных вод на внешнее воздейст­
вие очень велика, а донные отложения, состоящие на 70% из мелко­
зернистых ( 0 . 0 1 мм) фракций (Мордухай-Болтовской, Митропольс­
кий, 1 9 5 9 ; Курочкина, см . ч. II), легко взмучиваются. Оседание бо­
лее крупных взвесей происходит довольно быстро. Однако оптическая
структура оз. Белого после длительных штормов довольно продолжи­
тельное время (до 2 - 3 суток) сохраняет „память" о прошедшем
внешнем воздействии.
104
С п е к т р а л ь н ы е
х а р а к т е р и с т и к и
i\ о з и м н е г о
п е р и о д а *
Оптические свойства воды
Д Б елого в значительной степени определяю тся содержанием взве­
сей и в меньшей - растворенными окрашивающими вещ ествами. Так,
показатель пропускания ( Т ) при ?L = 5 8 0 нм у естественной б ел о з е р с к о й воды в один из моментов исследований равнялся 25% . Пос­
ле фильтрации этой воды значения Т возросли почти в 2 раза,
В з и м н и й период ( X l -У ) в результате длите,гьного отстаивания
вода оз. Белого осветляется и по всем своим оптическим показате­
лям вполне сравнима с онежскими и ладожскими водами. Коэффициент
пропускания онежской воды в красной области спектра ( Л. = 6 8 0
нм) равняется 95% , ладожской - 9 2%. Для четырех проб белозерской воды значения Т составили 89% . У пробы белозерской воды,
отобранной на ст. 2 , Т был равен 92% , т.е. как и у ладожской
воды (рис. 3 0 ) .
В пробе воды из р. Ковжи в той же области спектра величина
составляла 83% . Это вполне объяснимо наличием в ковжинской воде
повышенного содержания растворенн^г. окрашивающих вещ«сгг» по срав­
нению с озерными, что является характерной особенностью воды при­
токов не только оз. Белого, но и Ладожско-Онежского бассейна (Пет­
ров, 1 9 6 4 ; Румянцев, 1 9 7 2 ) ,
М у т н о с т ь
в о д ы
о з. Б е л о г о. По данным А.А.
Курочкиной (см. ч. И), современная иловая прослойка неустойчива
к эпизодически разрушается волнением в периоды штормов или при
ветрах более 5 м/с. Это приводит к тому, что значительная часть
илистых донных осадков временно оказывается во взвешенном состоя­
нии, уменьшая светопропускную способность водной среды.
Оптические свойства воды в мелководном оз. Белом и его опти­
ческая структура в отличие от крупных стратифицированных озер оп­
ределяются главным образом пространственным распределением взве­
шенных ч а с т и ц различных размеров и в меньшей степени окрашеннос­
тью воды, которая в оз. Белом по шкале Форели-,У ле ь
vcj us
номера X V I до XX, а цветность воды по платиново-кобальтовой
шкале колеблется в пределах 5 0 - 8 0
(см . г л . 6 ) ,
В периоды комплексных рейсов 2 1 - 2 2 августа и 1 7 - 1 8 сентяб­
ря 1 9 7 7 г. были отобраны пробы воды на мутность. Задача данной
работы заключалась в определении экстремальных значений мутности
( р ) для оз. Белого и обводного канала. Методика определения ко­
личества взвесей с использованием ■мембранных фильтров сводится к
следующему. Подготовленные мембранные фильтры № 4 (диаметр пор
0 , 9 мкм) взвешиваются до и после фильтрования определенного объе­
м а исследуемой воды. В итоге получается вес осадков ( р м г/ л),
2 1 - 2 2 УШ 1 9 7 7 (рис. 3 1 , а) в срединной части озера при УП
от 1 до 2 м значения р ' не превышали 6 мг/л. В водах р. Ковжи,
устремившихся вдоль южного берега озера, мутность была более
1 5 мг/л, а на ст. 4 превышала 3 3 . 2 мг/л. Характер изолиний в
этом районе озера показывает, что эти мутные воды проникли сюда
из обводного канала, где мутность превышала 6 6 мг/л. Выносу из
105
а
t о* i
канала в озеро мутных вод помогли ветры западных направлений,
иногда в период наблюдений 8 м/с. При таком направ­
лении ветров течения в канале были направлены в сторону р. Шекс­
ны, а воды из канала через прорези в дамбе отдельными импульса­
ми или мутьевыми потоками выходят в озеро. При этом надо отме­
тить, что данному рейсу предшествовала тихая погода, что и при­
вело к увеличению прозрачности в срединных частях озера.
1 7 - 1 8 сентября над озером продолжались ветры 3 и СЗ направ­
лений со скоростью до 1 0 м/с. Высота волн достигала 1 - 1 . 2 м.
Мутность воды в озере возросла (рис. 3 1 , б ), а УП уменьшалась
до 0 . 5 - 1 . 0 м. В этот период вода с мутностью 35-^ 44 мг/л наблю­
далась у впадения р. Ковжи (ст. 1 1 - 4 4 . 2 мг/л, у Липина Бора
(ст. 1 4 а ) - 3 4 , 8 мг/л и у южного берега (ст. 1 3 ) - 3 6 . 8 мг/л.
В остальных частях озера мутность не превышала 1 5 - 2 0 мг/л, т.е.
была более чем в 1 0 - 1 5 раз выше, чем в предыдущую съемку.
Материалы обоих съемок дают основание полагать, что выявлен­
ные величины мутности близки к экстремальным значениям, харак­
терным для тихой и штормовой погоды. Средняя величина мутности
для оз. Белого в период 2 1 - 2 2 августа составляла 1 0 мг/л, а
1 7 - 1 8 сентября 2 5 мг/л. Расчеты показали, что при площади озера
1 2 9 0 км^ , средней глубине 5 м и объеме водной массы 6 4 5 • 1 0 - "'7
м 3 количество взвешенного материала во всей водной толще озера
составляло 6 4 5 0 0 0 и 1 6 1 2 5 9 0 т соответственно.
И с с л е д о в а н и е
в о л н
Л е н г м ю р а
с п о ­
м о щ ь ю
п р о з р а ч н о м е р а
С П Л -74, Одним из важ­
нейших механизмов перемешивания верхнего квазиоднородного слоя
являются циркуляции Ленгмюра, в частности нисходящие токи воды
в полосах конвергенции. При этом чередующиеся зоны вергенций пе­
рераспределяют взвешенные фосфаты и плавающие органо-фосфатные
пленки так, что их концентрация в среднем оказывается на 25% вы­
ше в полосах конвергенции ( S u t c l i f f e , 1 9 6 3 ) . Содержание органи­
ческого углерода в полосах на глубинах 1 м также оказывается вы­
ше, и концентрация его растет с увеличением скорости ветра. При­
чем с усилением ветра в распределении взвешенных частиц по раз­
мерам появляется пик, приходящийся на частицы 6 10 ~ ^ см ( S u t ­
c l i f f e e t a l . i 1 9 7 1 ) . С увеличением скорости ветра при наличии
циркуляций Ленгмюра в поверхностном слое отмечается уменьшение
содержания хлорофилла ( H a r r is , S m ith , 1 9 7 7 ) . Приведенные при­
меры свидетельствую т о возникновении особого химико-биологичес­
кого режима в полосах конвергенции циркуляций Ленгмюра.
Присутствие циркуляций Ленгмюра на мелкой воде характеризует­
ся энергонесушими максимумами функции спектральной плотности век-
д о с ти га в ш и е
Рис. 3 1 . Распределение мутности (мг/л) и условной прозрачности
на оз. Белом.
а - 2 1 - 2 2 УШ 1 9 7 7 , б - 1 7 - 1 8
IX 1 9 7 7 .
107
S((o)
a
w (рад./ с .)
Рис. 3 2 , Функции спектральной плотности S(.U>) при отсутствии (а)
и наличии (б) циркуляций Ленгмюра.
тора горизонтального течения в полосе 0 . 0 5 - 0 . 1 рад/с (Зайцев к
др., 1 9 7 7 ; Рянжин, 1 9 7 7 ) . При этом обнаруживаются ленгмюровские движения двух характерных масштабов. Неоднородности концент­
рации взвесей вызывают изменчивость оптических свойств в тех же
пространственно-временных масштабах. Измерения прозрачности ( Т ) ,
проведенные на оз. Белом 1 0 августа .1 9 7 7 г. при полной гом отермии со стоящего на якоре судна, подтверждают данное предположе­
ние. Присущее полосам смещение поперек ветра позволило регистри­
ровать изменчивость показателя Т
и одновременно фиксировать
моменты прохождения полос над погруженным в воду прибором. При
отсутствии циркуляций Ленгмюра в диапазоне исследуемых времен­
ных масштабов Т варьировали незначительно - в пределах 1 -3 % .
С возникновением циркуляций картина резко менялась. Прохождение
полосы характеризуется резким уменьшением прозрачности на го ­
ризонтах 1 . 3 - 5 м (при общей глубине 6 м) в пределах 1 5 - 2 0 % . Не­
которое уменьшение Т между полосами указывает на возможное
существование узкого участка с максимальной скоростью подъема,
что опровергает сложившееся представление об однородном „размы­
том" апвелинге в циркуляции Ленгмюра. В участке с максимальной
скоростью алвелинга в восходящий поток вовлекаются мелкодисперс­
ные минеральные частицы, поднятые со дна озера, которые и выэы108
Рис. 3 3 . С хема расположения станций на оз. Белом.
вают некоторое уменьшение Т между полосами. С .В . Рянжиным
по реализациям Т
рассчитаны функции спектральной плотности для
диапазона СО ~ 0 . 0 1 - 0 . 6 рад/с. На рис. 3 2 представлены сглажен­
ные функцией- Хемминга нормированные спектральные плотности
при отсутствии (рис. 3 2 ) и при наличии циркуляций Ленгмюра для
горизонта 5 м .
_
При отсутствии циркуляций S
имеет энергонесущую зону
на частоте микромегеорологического максимума
~ 0 .1 2 -0 .1 6
рад/с, тогда как на других частотах S N(t*->) апроксимируется спект­
ром ^белого шума". С возникновением циркуляций наряду с микрометеорологическими максимумами обнаруживаются энергонесущие зоны
в полосах GJa 0 . 5 - 0 . 0 7 и
0 . 0 1 - 0 . 0 3 рад/с, соответствующих
характерным временным масштабам 1 0 0 и 3 0 0 с. Это указывает
на существование циркуляций Ленгмюра двух характерных масштабов.
Энергия пиков на частотах
, U j л СО^ соответственно состав­
ляет 1 9 , 2 4 и 30% от общей изменчивости Т в исследуемом
диапазоне.
Уменьшение прозрачности под полосами в зонах конвергенции
связано также с увлечением с поверхностных слоев на глубины планк­
тона, пыльцы, пузырьков воздуха.
2 . Электропроводность
Задача работы - проследить распространение речных вод в оз.
Белом. В качестве основного показателя водных масс использовалась
удельная электропроводность воды ( б ), которая является устой109
ннной характери сти кой и не т р еб ует больших, з а т р а т времени и
р асч ето в д л я ее определения.
П рим еняем ы е м ето д и ка и приборы описаны ран ее (О з. К убенское.
ч. 1 , г л . 4 . 5 , 1 9 7 7 ) . Б ы ла несколько и зм ен ен а конструкция д а т ’ш к а , измеряю щ его электропроводность воды : его электр о ды выполне­
ны и з нержавеющ ей стал и , рекомендованной для работы в пресных в
водах ВНИИ научприбор.
М атер и ал собран в течение д вух полевы х сезо н о в ( 1 9 7 6 ,
1 9 7 7 г г . ) с июня по сен тяб рь н а 1 7 основных стан ци ях (ри с. 3 3 ) .
а в 1 9 7 6 г . проведены наблюдения в апреле на 3 стан ци ях, рас­
положенных вдоль большой оси о зер а. Помимо данны х, полученных
н а о зер е, эл ектр о м етр и чески е и зм ерен ия выполнялись н а некоторы х
р еках и в обводном кан ал е.
Исследования н а станциях проводились на двух горизонтах (по­
верхн ость и дн о ), а м еж д у станциями электропроводность и зм ер я­
л ась только н а поверхности.
М .Г. Ершова ( 1 9 6 8 ) з а открытый период (У -Х ) о тм еч ает нали­
чие в оз. Белом четы рех водных м а с с : 1 ) весен н яя водная масса
р ек Ковжи и Кемы , 2 ) весен н яя водн ая м а с с а рек южного б ер ега,
3 ) л етн яя и 4 ) зимняя водные м а с с ы о зер а.
В настоящ ее в р ем я оз. Белое я в л я е т с я частью Шекснинского во­
дохранилища и и м е е т площадь водной поверхности, равную 1 2 S 4 км*".
Питание о зер а о су щ е с т вл яе т с я в основном з а сч е т речного притока
с б ассей н а, го д о в ая величина которого с о с т а в л я е т 3 . 5 км , причем
сго к рек Ковжи и К емы д о с т и га ет почти 80% этой величины.
На долю весеннего половодья приходится 0 5 " . го до во го объем а
притока. С го к и з о зер а р егу л и р у е т с я, его распределение в течение
го д а х а р а к т е р и зу е т с я следующими п о к азате л ям и : в е с н а (1 У - У 1 )
3 8 .6 % , лето (УП-У'Ш ) 5 .8 % , осень (1 Х - Х 1 ) 1 8 .4 % , зи м а (XII-III )
3 7 .2 % (с м . гл . 2 . 1 ) . О собенность уровенного реж и м а о зер а со сто ­
ит в том, что в период с м а я по октябрь уровень п о ддер ж и вается
примерно н а одной о т м е т к е с колебаниями + 20 с м . В конце осени
прри зводигся его с р аб о тк а не более чем н а 1 .2 м. В весенний пе­
риод ч ас ть половодья с б р а с ы в а е т с я (Брш ова, 1 9 6 8 ) .
По классификации Б .Б . Б о го сло вско го ( 1 9 7 1 ) , о з. Белое по
х ар ак т е р у водообм ена относи тся к группе ак кум ул яти вн о -тр ан зи т­
ных водоем ов. Коэффициент условного водообм ена с о с т а в л я е т 0 . 8 .
В во до ем ах тако го типа тран зи т вы раж ен слабо, сто ко вы е течения
прослеж иваю тся только в зон ах впадения рок.
Из сказанн ого, выше с л е д у е т , ч го водные м ассы оз. Белого р е з у л ь т а т взаи м о дей стви я д р уг с др уго м и трансформации вод р ек
Ковжи и К ем ы и озерных во д, которые в р е зу л ь т а т е длительного
пребывания в о зер е явл яю тся вторичными или трансформированными
речными.
Ранней весной ( Ю 1 У 1 9 7 6 ) озеро заполнено зимними озерны­
ми водами высокой электропроводности с хорошо выраженной неод­
нородностью но вертикали: наиболее плотные воды с наибольшими
значениями 'электропроводное г л расположены у дна (таб л . 3 5 ) . Воды
11( -
Т а б л и ц а
35
Значения удельной электропроводности (м кси м / см ) 1 0
IV 1 9 7 0
Электропроводность
Р е к а , пункт
поверхно с т ь
Ковжа + К ем а
С т. 2
Шексна
172
139
68. 5
дно
194
176
165
р ек Ковжи и К ем ы характч ри зую тся м акси м альны м и величинами э л е к т ­
ропроводности, значения которой ум еньш аю тся по направлению к
р. Ш ексне.
М инимальные значения •электропроводности воды поверхностных
сл о ев в районе р. Шокены вы зван ы их опреснением в р е зу л ь т а т е
таян и я л ьда: наблюденная те м п е р ату р а воды у -го нижней кромки
на этой станции с о с т ав л ял а 1 .7 . С наступлением весен н его сн его ­
таян и я в о зер е п р осл еж и вается четко вы раж ен н ая неоднородность в
распределении величин электропроводности, в ы зван н ая сущ ество ва­
нием в водоем е вод различного происхождения (рис. 3 4 ) .
С лабоминерализованпыо, б о гат ы е г у м у с о м воды рек Ковжи и К е­
м ы х ар актер и зо вал и сь минимальными значениями электропроводнос­
ти: 8 2 м кси м / см в июне 1 9 7 0 г . и 9 8 м кси м /см б нюне 1 9 7 7 г .
Д ля зимних белозерских вод свойственны вы сокие зн ачен ия э л е к т ­
ропроводности ( 1 9 0 - 1 5 0 м кси м / см в ию не). Наиболее ч асто в стр е­
ч аем о е их местополож ение - ц ентральн ая ч а с т ь о зер а в районе с т . 2 .
Речные воды при впадении реки в озеро д ви ж утся расширяющим­
с я потоком, р а с т е к а я с ь вдоль север о -зап ад н о го и ю го -зап адн о го
б ер его в, и обнаруж иваю тся на расстоянии 8 - 1 0 км от у с т ь я . Они
хорошо прослеж иваю тся и по др уги м гидрологическим хар актер и сти ­
к а м : более тем н ы е, окраш енные, с цветностью , большей, ч ем в о зе­
р е. Им свойственны более низкие значения прозрачности и наиболее
вы сокие п оказан и я тем п ер атур ы .
О стальн ая ч ас ть о зер а з а н я т а трансформированными водными м ас­
сам и , возникшими в р е з у л ь т а т е смеш ения зимних б ело зер ски х вод и
паводочных речны х. Они образую т летние водные м а с с ы , В течение
л етн его периода продолж ается процесс трансформации водных м а с с ,
в р е з у л ь т а т е ч его объем зимних вод ум ен ьш ается, а зн ачен ия э л е к т ­
ропроводности вы р авн и ваю тся. Н аступ ает м о м ен т, к о гд а х ар актер и с­
тики электропроводности по площади не м ен яю тся, озеро заполнено
однородной водной м ассой (р и с. 3 5 ) , К это м у времени реки К овжа
и К е м а переходят на гр ун тово е питание, в связи с чем электропро­
водность речных вод стан о ви тся выш е, ч ем в о зер е. Процесс форми­
рования летней озерной водной м а сс ы за к ан ч и в ае т с я, и с это го мо­
м ен та н ач и н ается формирование зимней белозерской м а с с ы .
111
Рис. 3 4 . Распределение водных масс в оз. Белом 1 5 - 1 6 У 1 1 9 7 7 .
В числителе - значения электропроводности на поверхности воды, в
знаменателе - у дна.
Рис. 3 5 . Распределение значений электропроводности в оз. Белом
1 7 - 1 8 IX 1 9 7 7 .
112
Сезонный ход величин элекропроводности воды , границы и объем
водных м а с с ,'и х хар актери сти к за в и с я т от водности го д а , от соот­
ношения! величин притока речных вод и объема о зер а, от степени ми­
нерализации зимних вод к н ач алу вскр ы ти я во до ем а.
В 1 9 7 6 г . отчетливо вы делял и сь три вы ш еназванны е водные м а с ­
сы в течение и ю н я-а в гу ст а , а в 1 9 7 7 г . подобная си туац и я о тм е­
ч ал ась лишь в июне, ко гд а закончилось формирование летней водной
массы. В 1 9 7 6 г . это т процесс н ам ети л ся лишь во второй полови­
не сен тяб р я. Н изкая м еж ен ь 1 9 7 7 г . на реках. К овже и К о м е, кото­
рая была ниже уровня средн ем н оголетн ей, обусловила более ранний
переход рек на грун товое питание. Поступление более минерализован­
ных речных в ед в озеро и их м ал ы е объемы положили начало м едлен­
ному процессу формирования зимних озерных вод. Из таб л . 3 6 видно,
к а к медленно м ен яли сь хар актери сти ки летней озерной м а с с ы .
Л етом 1 9 7 6 г . , сопровождавш имся дож девыми п аво дкам и , всл ед­
стви е ч его л етн яя м еж ен ь на р еках была выше среднем ноголетней,
электропроводность воды К ем ы и Ковжи оставалась меньш е озерной
до сен тяб р я, что и обусловило сущ ествовани е в озере тр ех водных
м а с с в течение л ета.
Наибольшие различия значений электропроводности в о зер е наблю­
дали сь о июне; GO м кси м / см в 1 9 7 6 г . и 2 0 м кси м / см в 1 9 7 7 г .
В течени е во его периода наблюдений величины электропроводности
воды в озеро и зм ен яли сь от 1 9 0 до 1 3 0 м кси м / см . И зменчивость
величин электропроводности по вертикали в течение открытого перио­
да незначительна (до 1 0 м к с и м / с м ). Наибольших значений разница
в показаниях электропроводности на поверхности и у дна д о сти гает
на ст. 7 —1 0 в зоне ко н такта речных и озерных вод: 3 1 м кси м /см
в июне 1 9 7 6 и 1 9 7 7 г г . и 1 5 м кси м / см в июле 1 9 7 6 г . Воды с
более низкими значениями 6 располагаюг с я на поверхности о зер а.
С ущ ествует т е с н а я с в я з ь величин электропроводности с со дер ж а­
нием С а 2+, сум м ой ионов, НСОа , цветностью и о тс у тс тви е ее с
тем п ературой воды .
Р еки южного и ю го -зап адн о го побережий характеризуются н езн а­
чительной протяженностью и малыми объемами с т о к а . Сообщение
рек с озером затруднено, т а к к ак они впадаю т в обводной канал, от­
деленный от озг.ра дамбой. В ус тьях многих рек р азв и т а вы сш ая вод­
н ая р асти тел ьн о сть, нарушающая связь рок с о зером , 3 летний пе­
риод при вы ходе в озеро рою: образуют песчаный бар, который вы­
полняет т у ж> родь, что и р асти тел ьн о сть. У ч и ты вая это , можно с к а ­
з а т ь , что объем водных м а с с притоков южного б ер ега невелик, в
результате ч его речные воды заним аю т у з к у ю прибрежную полосу в
о зер е, ко то р ая недоступна наблюдениям с судна и з -з а ме яков--дья.
Иск лючение с о с т а в л яе т р. М ондома, воды которой в ию »--ию т на
с т . 1 3 отличались более повышенными значениями б , чем в о зер е.
В а в г у с т е —сен тяб ре в с вязи с уменьш ением ст о к а р е к а не доносит
своих вод до с т . 1 3 и г
"
о'ся озо р ны е воды .
Электропроводное ! ь i
и влад-.иощиу. в пего р еках в
течение и ю н я-а в гу с т а ;
н гм в о зер е, т .е , кан ал фупк—
113
Рис. 3 6 , Распределение
(б) и северо-восточном
114
вод рек Ковжи и Кемы
(в) ветрах
по данным
• 128
■g*s
в о.з. Белом при штиле (а ), ю го -зап адн о м
электропроводности (а, в) и цветности ( б ) .
Рис. 3 6
(продолжение).
Т а б л и ц а
36
Значения электропроводности водных масс в 1 9 7 6 и 1 9 7 7 г г .
Водная масса
У1
УП
УШ
IX
19 0 -17 0
10 0 -15 5
14 5 -15 0
8 2 -110
13 0 -15 0
8 0 -12 0
13 5 -15 0
10 3 -14 0
13 5 -14 5
145
140
13 0 -13 5
14 0 -15 0
168
14 5 -15 0
130
150
1 9 7 6 г.
Зимняя озерная
Речная - реки Ковжа
и Кема
Летняя озерная
1 9 7 7 г.
Зимняя озерная
Речная - реки Ковжа
и Кема
Летняя озерная
15 5 -14 5
9 8 -12 0
14 0 -14 &
115
ционирует с ам о сто ятел ьн о , п и таясь водами притоков. С в я з ь
кан ал а с озером су щ е с т в у е т в м е с т а х вы хода р ечек в о зо ро и
на у ч а с т к а х р азм ы в а дамбы, но влияние о зер а на по­
казания электропроводности в кан але незначительно. Электро 1 :гл
водность речных вод и
в кан ал е в 1 0 7 7 г . со став л ял а
2 0 0 - 3 5 0 м кси м / см при
значениях в о зер е 1 4 0 - 1 5 0 мкеим/:..В верхней части кан ал зап о л н яется ковжинскими водами (под
ковжинскими водами м ы
п о д р азум еваем с го к тр ех р ек - Ко­
м ы , Шолы, К овжи) вплоть до впадения р . М етры , величины
электропроводности которой выше ксвжинскшг вод. Поэтому ни­
ж е г , М егр ы значения 6
в кан ал е во зр астаю т, их увели ч е­
ние происходит на в с ем у ч а с т к е кан ал а до р, М ондомы, иtщей выход в о зер о . По химическим данным от р, М ондомьдо К уности кан ал заполнен ведам и р. К ун о сть, электропровод­
н ость которых ниже, чем в р. М ондоме. Воды р. Маэксы по
электропроводности мало отличаются от вод р. К уности, поэтому
уч а ст о к кан ал а м еж ду ними заполнен однородными водам и .
В нижнем течении кан ал а, от р. М аэксы до р, Ш ексны, г д е по­
верхностный приток о т с у т с т в у е т , электропроводность воды и з м е н я т ­
ся от 2 2 0 до 2 4 0 м кси м / см , о с т а в а я с ь выш е, чем в о зер е.
Основной приток воды в озеро п ад ает на долю тр ех рек - Ков—
жа, К е м а , Шола. Д ля бод этих рек х ар актер н ы более низкие,
ч ем в о зер е, значения- электропроводности леской и л етом и
более высокие осенью и зим ой. К ак отм ечалоов выш е, часть
ковжинскнх вод у с т р е м л я е т с я по каналу7 в
направлении к
р. М е гр е . Не исключено, что, смешиваясь с водами послед­
ней, они вы ходят в озеро. Нашими наблюдениями с судн а эти
воды не фиксировались, а были зам еч ен ы наблюдениями с
лодки в непосредственной близости у б ер ега,
О сновная ч ас т ь с т о к а тр ех рек поступает в озеро по
двум р у к а в а м , северны й р у к ав п р ед ставл яет собой стар о е р ус­
ло р, Ковжи, южный прорыт и скусствен н ы м п утем .
Х ар актер распространения речных вод в о зер е определяет­
ся ветровыми условиями и величиной речного притока. Р еч ­
ные воды Хорошо прослеживались
в о зер е по п оказан и ям
сг. 7 - 1 0 в 1 9 7 6 г . , который х ар актер и зо вал ся высокой лег­
кой меженью на р е к а х . В услови ях летней межени 1 9 7 7 г ,,
ко то р ая была ниже средн ем н оголетн ей, речные воды отчетли­
во выделялись линь в июне, а в о стал ьн ы е месяцы пока­
зания эти х станций мало отличались от озерных.
На рис. 3 6 , a- в показано распространение речных
вод в
о зер е при различных ветровых ситуациях. При штиле воды
Ковжи и Кемы р ас т е к аю т с я расширяющимся потоком.
Вдоль
берегов прослеж иваю тся речные воды в ^.чистом" ви де, т .е ,
наименее смешанные с озерными. Граница р азд ел а речных и озерных
эод проходит войточнее р а зр е за , на котором расположены с т . 7 - 1 0 .
При юго-западном вбтре речные воды с юга и ю го -зап а­
да
подпираются озерными и основной речной поток
р асп р о ст116
раняетсгх север н ее ф арватера. Наиболее „чисты е" речные воды
проходят у север о -зап ад н о го б е р е г а . Ч а с т ь ковжинских вод дви ж ет­
с я на юг вдоль ю го -зап адн о го б е р е га . О братная карти на наблю дает­
с я при север о -во сточ н о м в е т р е , к о гд а уси л и в ается речной поток,
направленный вдоль ю го -зап адн о го б е р е га .
Включенные в общую циркуляцию вод о зер а ковжинские воды про­
должаю т д в и г а т ь с я параллельно б е р е гу о зер а, и потому неоднократ­
но о тм ечали сь нашими наблюдениями на у ч а с т к е с т . 7 —с т . 1 3 в
июне 1 9 7 7 г , (в 1 9 7 6 г . в это м районе о зер а наблюдений не бы­
л о ). Д ля это го района х ар актер н ы воды с н есколько более
повышенными значениями электропроводности, ч ем речные воды,
но меньш е, ч ем озерны е.
Не исключено, что вы деленны е М .Г . Ершовой ( 1 9 6 8 ) вод­
ные м а с с ы р ек южного б е р е га п редставляю т собой ковжинс—
кде воды , смеш анные с озерной водой. В ероятно, ч а с т ь ков­
жинских вод р асп р о стр ан яется вдоль се в ер о -зап ад н о го и сев ер ­
ного б ер его в.
Т аки м о бразом , по данным электропроводности в течение от­
кр ы то го периода м ы вы д ел яе м три водные м а с с ы : зимние о зер н ы е,
летние озерны е и речны е. Основной приток речных вод при­
х о д и тся на долю Ковжи, К ем ы и Шолы. Зона влияния их опреде­
л я е т с я ветровы м и условиями и водностью эти х р ек. Р ечн ы е воды
наблю дались в о зер е на расстоянии 8 —1 0 к м от у с т ь я . Роль прито­
ков ю го -зап адн о го и южного б ер его в н езн ачительн а.
117
Г л а в а
5.
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ И БАЛАНС
1 . Радиационный баланс и проникающая радиация
И зучение радиационного бал ан са о з. Б елого продолжает начатое
ранее исследование крупных м елководны х озер С евер о -З ап ад а - К у­
б ен ского , Воже и Л ач а. О сновная за д а ч а настоящ ей работы со сто я­
ла в р асч ете составляю щ их радиационного б ал ан са о з . Б елого з а
многолетний период ( 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г . ) , выяснении особенностей их
временной изменчивости, а т а к ж е в сравнении с составляю щ ими ра­
диационного бал ан са озер Л ача, В о ж е, К уб ен ско го в течени е в с е го
и зуч аем о го периода.
В течение д вух полевы х сезо н о в 1 9 7 6 - 1 9 7 7 г г . на о з. Белом
было проведено 8 съ ем о к по акватори и о зер а на 1 5 стан дар тн ы х
стан ци ях (ри с. 3 3 ) и 2 5 суточн ы х станций в разн ы х то ч ках о зер а.
Наблюдения проводились с судн а стан дартн ы м и актином етрическим и
приборами с записью сум м арной и отраженной радиации на самопи­
сец . Проникающая радиация и зм ер ял ас ь тер м о эл ектр и ч ески м подвод­
ным пиранометром си стем ы ГГО. Опорными станциями на суш е были:
актином етрический пост в д. К ун о сть на южном б ер е гу о зер а (в
1 0 км от Б ел о зе р с ка) и м етео стан ц и я в г . Б ел о зер ск. М ноголетние
наблюдения з а облачностью на с т . Б ел о зер ск явились т а к ж е исход­
ным п ар ам етро м дл я р а с ч е т а составляю щ их радиационного балан са
о з. Б ел о го .
М еж ду условиям и облачности на с т . Б ел о зер ск и над сам и м о з.
Б елы м е с т ь различия, но они прослеж иваю тся лишь при ясной пого­
де и при хорошо развитой кучевой облачности. В это м сл уч а е облач­
н ость над озером меньш е, ч ем над суш ей, .но оценить это количест­
венно не п р е д с т а в л яе т ся возм ож н ы м и з - з а о т с у т с т в и я р егул яр н ы х наб­
людений з а облачностью над о зер о м . При др уги х погодных услови ях
эти разли чи я над озером и над сушей не вы раж ен ы . П оскольку чис­
ло ясны х дней в ср едн ем н ого л етн ем с о с т а в л я е т дл я Б ел о зер ск а лишь
3% з а теплый период для общей облачности и не более 10% для
нижней, то с л е д у е т ожидйть, что различия в облачности над озером
и суш ей м ало с к а ж у т с я на точности р ас ч е т а составляю щ их радиаци­
онного б ал ан са з а многолетний период.
Основное внимание при полевы х наблюдениях было обрашено на
получение альбедо поверхности воды о з. Б елого и на и зм ерен ие иро118
н и к а ю ш е й радиации. Эти зн ач ен и я з а в и с я т от вы со ты солнца, облач­
ности, степени волнения и прозрачности воды .
П розрачность воды о з . Б ело го м е н я е т с я в достаточно широком
диапазоне к а к по аквато р и и , т а к и во времени - от 0 . 5 до 2 . 0 м
(и зм ер ен и я по оелом у д и с к у ). При устойчивой штилевой погоде
■(рис. 3 7 , I . а , II, а ) в о зер е в ы д е л я е т с я более прозрачная централь­
н ая ч а с т ь ( 1 . 6 - 2 . 0 м ) , занимаю щ ая до 5 0 % площади о зер а, с по­
с т е п е н н ы м уменьш ением прозрачности по м ер е приближения к бере­
г у . У з к а я прибрежная полоса и м е е т прозрачность м ен ее 1 . 0 м . Э та
полоса р асш и ряется у м е с т а впадения р . К овжи.
При сильном ветр е происходит бы строе взм уч и ван и е осевш их на
дно ч асти ц, при это м прозрачность п ад ае т по всей акватории о зер а,
о б л асть более прозрачной центральной водной м ас с ы с у ж а е т с я (ри с.
3 7 , II, б, в ) или и сч е зае т с о в с е м (р и с. 3 7 , I , г , II, г ) . Чтобы под­
н явш аяся со дна м у т ь о с ел а , т р е б у е т с я несколько дней. При усто й ­
чивом умеренном ветр е и волнении до 2 баллов в течени е нескольких
дней прозрачность в центральной части о зер а с о с т а в л я е т 1 . 3 - 1 . 6 м .
П оскольку д л я о зер а таки е усл о ви я более х ар актер н ы , ч ем ш тилевые,
то , по—видим ому, с л е д у е т сч и та ть такую прозрачность воды прибли­
зительной средней величиной дл я в с е го о з е р а . В осенние м есяц ы
( I X —X I ) ср едн яя прозрачность по о зер у еще ниже, т а к к а к в эти
м есяц ы ш тормовые усл ови я на о зер е преобладаю т (р и с. 3 7 , I , г ,
И, г ) .
За в р ем я полевых наблюдений м ак с и м ал ь н ая величина прозрачнос­
ти в 2 . 5 м о тм еч ен а на с т . 1 2 9 УШ 1 9 7 7 . Т а к а я вы со к ая проз­
рачность на о з . Б елом н аб лю дается очень редко (по данным ГМС,
наблюдениями 1 9 6 7 - 1 £ 7 1 г г . прозрачность в 1 .5 м о тм ечен а лишь
в июне 1 9 6 9 г , в районе с т . 1 1 ) . Ц ветение воды не в с е г д а с к а з ы ­
в а е т с я на визуальной оценке прозрачности по белом у д и ску, т а к как
не д а е т тако й мелкодисперсной ср еды , к а к при взм учи ван ии . В сен­
тяб р е 1 9 7 7 г , на с т . 1 2 и 1 4 сильное цветение наблю далось при
прозрачности воды 1 ,8 м . Можно предположить, что до 1 9 6 3 г . ,
к о гд а уровень о зер а был на 1 ,5 м ниже, ср едн яя по о зер у прозрач­
н ость была меньш е, ч ем в н астоящ ее в р е м я.
Д ля получения м есяч н ы х с у м м отраженной радиации при р асч е­
т е радиационного б алан са з а многолетний период необходимо зн ать
изменение величины альбедо в зави си м о сти от вы со ты солнца при
ясной и пасмурной погоде
по акватории о зе р а. И зм ерения величины
альб едо , проведенные по стандартной с е т к е станций ( 1 5 станций)
в комплексны х рей сах ( 8 р ей со в) и на суточны х стан ц и ях, были
сгруппированы в зави си м о сти от условий: по в ы со там солнца, ясной
или пасмурной погоде, прозрачности воды . В се наблюдения проводи­
лись при волнении до 2 баллов.
На рис. 3 8 приведены кри вы е изм енения альбедо по вы деленны м
гр адац и ям прозрачности воды и облачности в зави си м о сти о т вы со т
солнца. Они приведены по осредненным значениям альбедо ч ер ез каж ­
ды е 5 ° изм енения вы соты солнца. При ясной погоде при вы со тах
с о л щ а м ен ее 3 5 ° дл я в с е х выделенных градаций прозрачности воды
119
I
iI и См
as
a 10 to
о'A f—
Si
i
f- e
И
О °
й
й
к ю1
Ь *Н
5 1
ID CD
О Is-
и. 05
s
Г-*
CO
O
s*
CL
) 20
о
ио ;
с-; Ф
ш
• и
по с-*
^
~ t4*
аОч^т-Ч
о
h S
S
К
® £ rE
§ t\о о a) С
О
>.
г-1
К --
се
—
х ->
rI
CD p ^
1 О
|
Ф "J
й тЧ
2
aо
h
1977
VI
15-16
1
scя>
2 к
a §
a)
0
34
cd
О I § < X
CO
l>
Ч
JS
a
>
CD~ t:
о
о
• *> о 0)
Я
о о
rH
д
с
ф
1g
S
\0 OJ i X
CJl
H
~ jf CO CD
о >8 О 1—1 О
ffia
окЯ aQ.
Q>
, rH t-J
= rH
^ <”? aо о
&r~ > 1
CD
1Ю
sЙ cn
fi
a
>
-b
« 5
3 W C\r
B'O*
121
%
15
10
50
30
10
50 h c
Р и с. 3 8 . И зменение альбедо поверхности воды о з . Б ело го в зави си ­
мости от вы со ты солнца.
30
I - ясно, II - пасмурно; 1 - прозрачность воды м ен ее 1
ж е 1 . 1 - 1 . 6 м , 3 - прозрачность воды более 1 .7 м .
2
-
(ри с. 3 8 , X) разница в величине альбедо не превыш ает 0 .5 % . С
увеличением вы со ты солнца прозрачность воды в большей степени
с к а з ы в а е т с я на ее отраж ательной способности: величины альбедо для
воды с прозрачностью м ен ее 1 . 0 м на 2 —3% больше, ч ем при про­
зрачности более 1 .7 м . ■
П оскольку приведеш'.-гя оценка средней по о зер у прозрачности во­
ды д а е т величину 1 . 3 - 1 . 6 м , дл я р а с ч е т а альбедо з а многолетний
период была использована кр и вая зави си м о сти альбедо от вы со ты
солнца дл я прозрачности воды 1 . 1 - 1 , 6 м . При пасмурной погоде р а з ­
личия в прозрачности воды практически не с к а зы в а ю т с я на величи­
не альбедо (рис. 3 8 , II).
Р а с ч е т альбедо по акватори и о зер а сделан по рей совы м и зм ер е­
ниям при р азн ы х вы с о т ах солнца п утем приведения их к ср ед н есу­
точным с помощью поправочных множ ителей (Кириллова, 1 9 7 0 , табл
2 0 ) . При ясной погоде (ри с. 3 7 , 1 в , II, а , б) альбедо в централь­
ной части о зер а на 1 —2% м еньш е, ч ем в прибрежных более м утны х
во дах - 6 . 0 - 6 . 5 и 7 ,5 - 8 .0 % со о тветствен н о . При пасмурной погоде
(р и с. 3 7 , 1 , а , б) разница в величине альбедо по акватори и о зер а
не превы ш ает 1%.
Т аки м образом , для р а с ч е т а средн ем есяч н ы х величин альбедо до­
статочно у ч и ты вать реальны е усл о ви я облачности, приняв з а основу
кривую изм енения альбедо при прозрачности воды 1 . 1 - 1 , 6 м .
Проникающая радиация и зм е р ял ас ь на глубин ах 0 . 1 , 0 . 2 5 , 0 .5 !■/
и дал ее ч ер ез каж ды е 0 ,5 м . При ясной погоде в полуденные часы
и прозрачности воды 2 , 0 м величина проникающей радиации, с о с т а в ­
ляющая 1% от поглощенной, наблю дается на глубине 4 м При проз­
рачности воды 1 .5 м 1% от поглощенной радиации доходит только
до глубины 2 . 5 - 3 . 0 м . При прозрачности воды м ен ее 1 м э т а воличина о т м е ч а ет с я на глубине 1 .5 м .
122
Таблица
37
Суточные суммы проникающей радиации ( к а л / с м -)
и их отношение к поглощенной (%) в 1 9 7 7 г . на с т . 1 2
2 VII
2 0 VI
Глубина, м
Прозрач­
ность, м
Солнце
Облачность,
баллы
Поверхность
0 .1
0 .2 5
0 .5
1 .0
1 .5
2 .0
2 .5
3 .0
3 .5
4 .0
кал/
см2
%
кал/
о
см
2 0
О*
1 .3
О2 ©
5/0
628
408
261
138
51
26
14
7
4
1
-
5 9 .8
3 8 .2
2 0 ,2
7 .5
3 .8
2 .0
1 .0
0 .6
0 .1
-
%
1 0 УШ
0//О
ка^
см
2 7 VIII
кал/
см^
5 IX *
%
2. 4
1.£
Переменное Переменное
10/5
■3/0
265
657
4 5 4 6 9 . 1 1 5 6 5 9 .1
3 5 .5
94
2 8 4 4 3 .2
2 0 .8
173
55
2 6 .3
1 2.8
30
1 1 .3
84
4 .9
13
42
6 .4
2 .6
23
3 .5
7
3
12
1 .8
1 .1
0 .4
6
0 .9
1
3
0 .4
1
0 .1
-
кал/
см 2
%
2 0
0\ ©
10/0
9/3
443
475 5 2.4
289 6 0 .8 232
2 7 .1
174 3 6 ,6 1 2 0
1 8 .0
80
105 2 2.1
9 .2
41
4 9 1 0.3
5 .0
22
23 4 .8
2 .9
13
11 2 . 3
1 .6
7
6 1 .3
0 .9
4
3 0 .6
0 .2
1
1 0 .2
-
-
-
х Вода сильно цветет .
При наиболее благоприятных услови ях 2 УП (в ы с о к а я прозрач­
н ость воды и ясн ая п о года) на глубин е 0 .1 м дн евн ая с у м м а ради а­
ции с о став и л а около 70 % от поглощенной и около 1% на глубине 3 м
(та б л . 3 7 ) . При м ен ее благоприятных услови ях (меньш ей прозрач­
ности 2 0 У 1 или облачной погоде 1 0 УШ) на глубин у 0 .1 м дохо­
дит только 6 0 % радиации, а величина 1% от поглощенной наблю дает­
с я на глубин е 2 .5 м . При цветении воды уменьш ение дневных с ум м
радиации особенно с к а з ы в а е т с я в верхних горизонтах до 0 . 5 -м (таб л .
3 7 , 5 I X ) . Значительное уменьш ение величины поступающей ради а­
ции в эти х усл о ви ях т е м з а м е т н е е , ч ем выше вы со та солнца в мо­
м ен т и зм ерен ия (таб л . 3 8 ) . Ч ем ниже вы со та солнца, т е м меньше
п р о явл яется это различие.
П риведенные значения коэффициента сС (рис. 3 9 ) рассчитан ы
по 'формуле Б у г е . Ч ем больше прозрачность воды, т е м больше вели­
чина коэффициента в верхних горизонтах зави си т от вы соты
солнца.
При вы со тах сслнца выше 3 0 ° и более прозрачной воде кри вы е, ха­
рактеризую щ ие изменение коэффициента об , расположены т е с н е е , чем
при вы со тах ниже 3 0 ° (р и с. 3 9 , I ) . С уменьш ением прозрачности
123
Р и с. 3 9 . И зменение коэффициента оС
дл я разн ы х вы со т солнца.
по г.тубине при ясном небе
I — дл я станций с прозрачностью воды больше 1 .7 м, II - то ж е
1 . 1 —1 .6 м ; Н. : 1 — больше 5 0 , 2 - 4 5 , 3 — 4 0 , 4 — 3 5 , 5 —
30, 6 - 25, 7 - 20.
воды изм енения коэффициента с высотой солнца больше зам е тн ы в
верхних го р и зо н тах (до 0 . 5 м ) и меньш е в нижних. Ниже 1 .5 м
коэффициент с£ у ж е мало зав и с и т от вы соты солнца и прозрачнос­
ти воды (при изменении ее от 1 .2 до 2 . 0 м ) и лежит в пределах
1 . 5 - 2 . О м- ^ . При характерной для о зер а средней прозрачности
1 . 3 - 1 . 6 м апроксимация изм енения проникающей радиации с глуби ­
ной одной экспонентой д а е т величину коэффициента 1 . 7 - 1 . 8 м
что со в п ад ает с коэффициентом на о з. К убенском (О з. К убенское,
ч. Г, 1 9 7 7 , таб л . 6 9 ) .
124
Т а б л и ц а
38
Отношение Q * /О . (1 —А ) при р азн ы х вы со тах солнца на с т . 1 2
в о тсутстви и ( 1 ) и при цветении воды ( 2 ) , %
40
3
3 ~>°
30°
Глу­
бина,
м
1
2
1
2
0 .1
0 .2 5
0 .5
1 .0
1 ,5
2 .0
2 .5
3 .0
70
47
5.9
14
7
4
2
1j.
56
34
23
12
7
4
1
68
44
26
12
6
4
1
54
32
21
11
6
3
1
-
25°
2С)°
1
2
1
2
1
О
66
41
23
10
5
2
-
38
27
19
8
5
2
-
62
35
18
7
3
1
-
41
24
17
6
2
-
55
28
1-3
4
1
-
32
20
13
3
1
_
-
Р а с ч е т радиационного бал ан са on. Б елого з а 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г .
В р аб о те, посвяшешюй Кубанскому о зер у, подробно р ассм атр и ва­
лась циркуляционная хар актер и сти ка многодетного периода, начинав
с 1 9 5 0 г . П оскольку в дальнейш ем р е зу л ь т ат ы р асч ета составлятощих радиационного баланса о з. Б елого со п оставляю тся с расче­
тами по о зер ам Кубенокому, В ож е, Лача и о п р ед еляется их зави си ­
мость от циркуляционных условий, то коротко о стан о ви м ся на основ­
ных вы во дах, полученных р ан ее.
Для изучаем ой территории, расположенной в уморенной лоне, из
двух важнейших к. чшатообраоуюших факторов - радиационного 11 цир­
куляционного - основным я в л я е т с я циркуляционный, ибо от него з а ­
висят прежде в се го облачность и условий ирозоачности атмосферы,
влияющие к а величину приходящей сум м арной радиации. Характерис­
тика атмосферной циркуляции д а с т с я на основании типизации В ан ген гейма—Гирса.
Многолетний период ( 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г . ) в о .новном х ар ак тер и зу­
ется чередованием двух типов меридиональной циркуляции - Е й
С , с чем с в яза н значительный меж годовой ко н тр аст п о казател ей
солнечной радиации. Участке типа W
а это т период незначительно,
причем по радиационным х ар актер и сти кам за-теп л ы й период он бли­
зок к типу С .
Ниже п р едставл ен а .характери сти ка атмосферной циркуляции ь ви­
де индексов з а м есяц и з а сезон в целом (таб л . 3 9 ) . Индексы оп­
р ед ел ял ас ь по повторяемости каж д о го из грек типов циркуляции в
данном м е с яц е . При преобладании одного типа Iчисло цней с данным
типом не менее- 2 4 ) м есяц х а р а к т е р и зу е т с я однозначным
м.
При равном участии д вух типов он вы раж ен к а к с у м м а (например,
VV + V или L + L- ) и к а к рехзначный при равном участии всех
Т а
39
Мес
за N
онные индексы атмосферной циркуляции
период
Год
VI
VII
VIII
IX
X
1950
E+W
C+W
С+Е
W
E(C)
1951
e
Е
С WE
C+ E
1952
w (c)
c(w)
W(E)
W+E
E (С )
1953
Е(С)
WEC
Е+ W
C+ W
E(WC)
(c
w
) W+ с
1954
Е( W)
E+W
Е( W)
W
w( c)
1955
W+ С
Е+С
Е ( С)
E(WC)
w( e)
1956
Е+W
С
W
C+W
WCE
Е
Е(С)
E+C
w (c)
E(CW)
CEW
C( WE)
E+C
195?
1958
С (WE)
Е+С
1959
С( Е)
Е
С+Е
1960
W4 C
Е
Е( W C )
1961
E+W
te( W)
w
(e )
1962
W(C)
Е(С )
w
1963
С (W )
Е (С )
Е (W '
1964
Е( W)
Е (С )
C(EW)
1965
E +W
1966
Е
196?
С (Е)
(e )
С ( EW ) E ( C )
Е( W)
EWC
E
w+c
e
(w
С
c
)
С WE
W+E
WE C
E+W
WCE
E ( W C ) W( EC )
w(c)
E+W
E(C)
C(W)
C WE
E WC
E(C)
W(E)
1968
Е
c(w)
E (С )
E (C)
W+C
1969
С+Е
Е+С
E(C)
E (C )
С ( EW)
1970
Е+С
E(W)
E(C)
E(C)
E(CW)
1971
Е
Е(С)
E( W C )
Е
E
1972
Е
1973
Е(С)
Е (С )
Е ( С W ) E +C
1974
Е( W)
-Е
1975
Е ( C W)
E(CW)
1976
С(Е)
1977
.г ь
Е (С )
Е(С)
Е
E WC
C+E
E(C)
EC W
W+C
E ( W C ) E(CW)
E (С )
E+C
E (С )
C+W
E
E
E WC
E
E(CW)
E
WE C
Р и с. 4 0 . Сезонный ход
кры ты й период.
&0 ( I ) , облачности (II) и Д Т (III) з а от­
При Е Эф ^: 1 - больше, 2 - равном, 3 - меньш е средн ем н оголетн его
значения.
типов (например, EW C ) . Если при одном преобладающем уч асти е
одного или д в у х др уги х типов достаточно сущ ественно, то индекс
вы раж ен к а к Е СС) или E C C W ) .
За и зуч аем ы й период в чистом виде наиболее ч асто наблю дался
тип Е
( 2 0 м есяц ев из 1 6 8 ) , и в 5 9 сл уч аях он яв л ял ся преоб­
ладающим. Типы W
и С в чистом виде о тм ечали сь по 4 р аза
каж ды й и 1 8 р а з в сочетании м еж д у собой б ез уч асти я типа Е •
У части е типов \Л/ и С в первую половину м н оголетн его периода
(до 1 9 6 5 г .) более значительно, чем во вторую , к о гд а индекс Е
явно преобладает. В сезонны х индексах начиная с 1 9 6 6 г . индекс
Е в е зд е п р и сутств ует в к а ч е с т в е основного (та б л . 3 9 , рис. 4 1 ) ,
По услови ям прозрачности атмосферы можно вы дели ть д в а перио­
д а : относительно вы соких значений прозрачности - до 1 9 6 4 - 1 9 6 5
г г . и более низких - после 1 9 6 5 г . (О з. К уб ен ско е, ч. I , 1 9 7 7 ,
рис. 7 1 ) . Это я в л я е т с я с л ед ств и ем указан н о го вькае преобладания
в первом периоде циркуляции типов С и W
и типа Е - во вто ­
ром. В последние го ды ( 1 9 7 4 - 1 9 7 7 ) величина
находится на
уровне около ср едн ем н ого летн его значения, равного 0 . 7 4 , что, по
127
классификации С .И . С и в к о ь а ( 1 9 6 8 ) , о п р ед ел яется к а к н о р м а л ь н ы
просрачн >сть атм о сф ер ы .
У ст ан о в л е н о , что мн о гол етн и й режим облачности на территории,
.занятой '.хзсрами Б ел ы м , К уб е н с к и м , Воже.' и Л ач а, формируется л р ю ».
д е ъ сего пол вли янием циркуляционных процессов, определяющих на­
правление пер ем ещ ен и я возд уш н ы х м а с с и их в л а г о с о д е р ж а н и е . 1-5
с л у ч а е п реобладани я .западного пер ено са, х а р а к т е р н о г о д л я типа W ,
на территорию поступаю т б о г а т ы е в л а го й воод>шные м а с с ы с А т л а н ­
т и ч е с к о г о о ке ан а, приносящие, к ак правило, в теплую половину г о ­
д а з н ач и т ел ь н у ю облачность с обложными о с а д к а м и . При меридл--пао
ной циркуляции типа С н а б л ю д а е т с я а к т и в н о е продвижение циклон- ;
с с е в е р о - з а п а д а , приносящих т а к ж е значительную о бл ач но сть.
При
типе циркуляции Е
х а р а к т е р н а небольшая о бл ач н о сть, что сп о соб ­
с т в у е т в о з р ас тан и ю роли радиационного ф актора по сравнению с о;
ролью при д в у х д р уги х т и п а х . У с л о в и я о б р а з о в а н и я облачности
па в с е й территории, "занятой этими о з е р а м и , однородны (О з.
К у б е н с к о е , ч. 1 , г л . 5 ,
1 9 7 7 ; Г идро ло ги я о з е р . . . , г.-i. -1,
1 9 7 9 ).
Р а с ч е т со ставл яю щ и х радиационного б а л а н с а .за многолетний п. рноц с д е л а н по той ж е м ето ди ке, что и д л я о зе р К убенского, В- ж
и Л а ч а . П оэтому в н асто ящ ей работе подробно м е т о д и к а не и зл а га ­
е т с я , за исключением те х с л у ч а е в , к о г д а в н е с е н ы к а к и е -л и б о пом- м л ш я в м е т о д ы р а с ч е т а отдельных п а р а м е т р о в .
С ;,м м ар н ая радиация
! h и получении радиационного б ал ан с а р асчетн ы х! п у т е м вопрос о
м е т о д е и точности р а с ч е т а суммарной р ади ац и я и м еет большое з н а ­
чение, iji:i к а к она я в л я е м с я определяющей величиной ь радиацион­
ном балан се о зер . С ум м ар н ая радиация з а мн о гол етн и й период р а с ­
сч и тан а по формуле С а в и н о в а -О н г с т р ем а. Величина возможной с у м ­
марной радиации о п ределялась по с р е д н е в з в е ш е н н ы м м есячны м в е л и ­
чинам
(коэффициент прозрачности ат м о сф е р ы ) на с т . Кар; он ..-и
з а 10 5 3 - 1 9 77 гг.
Коэффициент, учитывающий влияние 'облачности и определяющий
т\ долю возм о ж но й с у м м а р н о й радиации, к о т о р а я доходит до зем л е
после прохождении облачного покрова д л я о зе р К у б е н с к о г о , Ноже и
Л а ч а , был получен по акт-.ш оисгрическим наблюдениям па с т . К а р -
1 л о к ак средне^и
v'l
0 .4 4
0 ,4 О
ячный. мелмчнпы его иыли следующие.
VII
У П!
0 .4 2
:'.р. ..и jliu '-- тммн ь -..ффпцнечт д л я
(;
),
..-1!-'
О
IX
X
0 .3 0
О, 2 d
(4 0'-', но Т.) . Ьер-лянл
-. <е;
j-'.of -.и : 1 е :i: е- : ее:' л оооьеппю.о см пи юм ^с яч пы х кооффу шпе::г-о,
о, -, |■м --; - ;.. -........пои ■.адпацип обосп"мигаю т хорошую г-огласованпое о
с о среднемноголотними, полученными по изм ерениям на м е те о с та н ­
ции (разница но превыш ала 0 . 5 - 0 . 7 к к а л / с м ^ ), но не даю т во зм о ж ­
ности достаточно надежно оценивать эк стр ем ал ьн ы е величины, так
к а к применение средн его коэффициента приводит к значительному
сглаживанию изменчивости значений сум м арной радиации з а м ного­
летний период. Т ак, дл я реального ряда наблюдений суммарной ра­
диации на с т . Каргополь ам п ли туда м акси м ум -м и н и м ум была более
чем в д в а p a w больше но сравнению с таковой рассчитанного ряда.
В настоящ ей работе предпринята попытка найти способ р асч ета
суммарной радиации, обеспечивающий более точную оценку э к с т р е ­
м альны х величин. Д ля э т о го коэффициент, учитывающий условия об­
лачности, рассчитан не в среднем для каж д о го м есяц а з а в е с ь мно­
голетний период, а дл я сочетаний определенных градаций общей и
нижней облачности. Д ля каж до го м есяц а получен ряд значений коэф­
фициента (та б л , 4 0 ) , каж д о е ио которых яв л я е т с я средним для у с ­
ловий облачности в пределах выделенных градаций. Приведенные
данные (та б л . 4 0 ) св и детел ьствую т о том , что коэффициент и м еет
не только сезонный ход. Д ля одного и того же м есяц а его величи­
на м е н я е т с я по м ере увеличения балла общей и нижней облачности
от более вы соких величин к более низким. Эти величины ни в коей
м ер е н ельзя сч и тать окончательными для и зуч аем о го рлйона всл ед­
стви е их недостаточной стати сти ч еско й обеспеченности. В дальней­
шем так и е расчеты с л е д у е т с д е л ат ь и дпя други х актином етрических
станций С евер о -З ап ад а.
П равомерность распространения значений коэффициента, получен­
ного по актином етрическим измерениям на с т . Каргополь, на весь
изучаем ы й район п о дтвер ж дается сравн ени ем данных наблюдений об­
щей и нижней облачности и сочетани ем их определенных градаций па
всех станциях, и спользуем ы х для р асч ета суммарной радиации на
о зер ах Л ача, В ож е, К убенское и Белое (т а б л . 4 1 ) . Различия в пов­
торяем ости сочетаний градаций обшей и нижней облачности вы рази­
лись в незначительном увеличении с юга на с евер повторяемости
больших величин, вы званны х законом ерны м их широтным изменением.
В озм ож ность использования коэффициента, рассчитанного по с т .
Каргополь, на всю и зучаем ую территорию п о дтвер ж дается т а к ж е вы­
водом З.И. Пивоваровой ( 1 0 7 7 ) о близости радиационных сво й ств
облаков 'одной и той же формы в пределах больших территорий.
С реднем ноголетние м есяч н ы е величины суммарной радиации, рассчи­
танны е по новому м ето д у, отличаю тся от прежнего варианта незначи­
тельно (таб л . 4 2 ) , но ам п ли туда м акси м ум -м и н и м ум и средние квад ­
ратические отклонения м есяч н ы х сум м з а многолетний период с т а ­
ли более близкими к величинам реального ряда наблюдений (табп . 4 3 ) ,
что я в л я е т с я сущ ественн ы м преим ущ еством , т а к как одна из основ­
ных зад ач работы — вы явление аномальны х величин в многолетнем
ходе составляю щ их радиационного б алан са.
С ум м ар н ая радиация з а многолетний период на о зер ах Кубонеком,
Воже и Л ача т а к ж е была пересчитана в со о тветстви и с новыми коэф­
фициентами, учитывающими влияние облачности. П оэтому в таблицах
120
Т а б л и ц а
40
Коэффициент для расчета суммарной радиации
по методу Савинова—Онгстрема
Нижняя
облачность,
баллы
V
ю
1
О
ю
2 .0 -2 .9
3 .0 -3 .9 _
0 .5 4
0 .5 3
У1
УП
УШ
IX
X
.9 (общая облачн<эсть), баллы
0 .5 4
0 .5 3
0 .5 5
0 .5 2
6 . 0 - -6 .9
2 .0 -2 .9
3 .0 -3 .9
4 .0 -4 .9
5 .0 -5 .9
0 .5 4
0 .5 2
0 .4 8
0 .5 4
0 .5 2
0 .4 8
0 .5 2
0 .5 0
0 .4 5
0 .4 8
0 .4 2
0 .4 5
0 .4 0
0 .3 5
7 .0 -- 7 . 9
3 ,0 -3 .9
4 .0 -4 .9
5 .0 -5 .9
6 .0 -6 .9
0 .5 0
0 .4 6
0 .4 5
0 .5 0
0 .4 5
0 .4 4
0 .5 0
0 .4 2
0 .4 1
0 .4 3
0 .4 0
0 .3 6
0 .3 2
0 .3 5
0 .3 0
0 .2 5
0 .2 8
0 .2 5
0 .4 0
0 .3 5
0 .3 0
0 :2 5
0 .3 0
0 .2 8
0 .2 4
0 .2 0
0 .2 6
0 .2 3
0 .1 8
8 .0 - - 8 .9
4 .0 -4 .9
5 . 0 —5 . 9
6 .0 -6 .9
7 .0 -7 .9
0 .4 5
0 .4 3
0 .4 5
0 .4 3
7 .0 -7 ,9
8 . 0 —8 . 9
О
О
гН
9 .0 -
0 .4 5
0 .4 1
0 .1 5
0 .1 5
экстремальных величин суммарной радиации и радиационного балан­
са имеются различия по сравнению с опубликованными ранее (Оз.
Кубенское, ч. I , гл. 5 . 1 , 1 9 7 7 ; Гидрология озер . .
гл. 4 . 1 ,
19 79).
Амплитуда между максимальными и минимальными величинами
суммарной радиации за весь многолетний период составляет в л е т -
130
Т а б л и ц а
41
Повторяемость градаций общей и нижней облачности (баллы)
за 1 9 5 0 - 1 9 7 7 гг.
0
1
СО
Общая
Нижняя
5 . 0 - 5 . 9 6 .0 - 6 .9 7 .0 - 7 .9 а о - а э
а о -а э
2
Иl a p r o n o j 1Ь
2 .0 - 2 .9
3 .0 -3 .9
4 .0 -4 .9
5 .0 - 5 .9
6 .0 -6 .9 .
7 .0 -7 .9
8 .0 -8 ,9
£
5
5
2
2
6
18
Ю
3
37
1
18
25
13
4
3
64
1
8
18
13
6
1
47
3
7
3
13
14
37
43
34
20
16
4
Белозе рек
2 .0 - 2 .9
3 .0 -3 .9
4 .0 - 4 .9
5 .0 -5 .9
6 .0 -6 .9
7 .0 -7 .9
8 .0 -8 .9
Г
8
8
24
7
31
8
21
27
1
57
2
19
16
3
40
1
3
15
9
28
2
2
40
30
47
20
18
9
2
Коре)бово
2. 0 - 2 . 9
3. 0 - 3 . 9
4. 0 - 4 .9
5. 0 - 5 .9
6 .0 -6 .9
7 .0 -7 .9
8 .0 -8 .9
Е
5
1
6
14
17
2
33
5
22
19
5
51
7
24
16
4
51
7
10
7
1
25
1
1
2
30
47
45
28
14
8
2
2
ние месяцы на оз. Белом более 5 . 0 ккал /см • мес и около 1 5
ккап /см^ в сум м е за открытый период (табл. 4 4 ) . При, этом сред­
немесячные величины суммарной радиации за период 1 9 5 0 —1 9 7 7 гг.
и за выделенные по разным условиям водности 1 9 5 1 - 1 9 6 2 и
1 9 6 3 - 1 9 7 3 гг. отличаются между собой лишь на 2 . 0 —3 . 0 ккал /см^
в сум м е за сезон, а за отдельные месяцы это различие достигает
131
Т а б .п и ц а
42
Q
Суммарная радиация ( ккал /см • мес) за 1 0 5 0 —1 9 7 7 гг.,
рассчитанная разными методами
Пункт, озеро
У
У1
УП
VIII
IX
X
S
(У -Х )
Каргополь
1 1 .8
1 3 .3
1 3 .2
9 .0
4 .6
2 .0
5 3 .0
Лача
1 1 .5
1 1 .3
1 3 .1
1 3 .0
1 2 .8
1 2 .5
8 .9
8 .7
4 .3
4 .1
1 .8
1 .8
5 2 .4
5 1 .2
Воже
1 2 .5
1 2 .0
1 3 .9
1 3 .9
1 2 .9
1 3 .2
9 .7
9 .4
4 .8
4 .5
1 .9
2 .0
5 5 ,7
5 5 .0
Кубенское
1 2 .7
1 2 .2
1 4 .6
1 4 .4
1 3 .7
1 3 .7
1 0 .6
9 .8
5 .4
5 .1
2 .4
2 .4
5 0 .4
5 7 .0
Белое
1 3 .2
1 2 .7
1 4 .6
1 4 .2
1 3 .8
1 3 .4
1 0 .5
9 .6
5 .3
4 .8
2 .3
2 .2
О 14.
1
5 0 .0
П р и м е ч а н и е .
Над чертой - расчет с коэффициентом по
градациям облачности, под чертой — расчет со среднемесячным коэф­
фициентом.
Т а б л и ц а
43
Амплитуда и среднее квадратическое отклонение (ккал /см 2. -мес)
суммарной радиации по ст. Каргополь
Элементы
У
У1
УН
УШ
IX
X
Наблюденные (средние за 1 9 5 5 - 1 9 7 7 г г .)
А
5
8 .4
1 .9 6
7 .7
1 ,8 8
7 .2
2 .1 5
7 .5
1 .8 5
4 .7
1 .0 0
2 .6
0 .5 0
3 .4
1 .2 4
1 .3
0 .4 8
.1.9
0 .3 8
0 .7
0 .1 5
Рассчитанные по методу 1
А
6
4 .2
1 .1 9
5 .9
1 .3 8
5 .0
1 .4 1
8 .0
1 .5 0
Рассчитанные по методу 2
А
3 .1
0 .5 3
2 .6
0 ,6 0
4 .2
0 .6 4
3 .6
0 .5 5
П р и м е ч а н и е .
1 - расчет с коэффициентом по градациям
облачности, 2 — расчет со среднемесячным коэффициентом.
132
T a G ,ч и ц а
44
Суммарная радиация (ккал /ем
Г оды
у
1 2 .7
1950
1 1 .7
1951
1 1 .9
1952
1953
1 1 .9
1954
1 1 .5
1955
1 1 .3
1 4 .0
1956
1957
1 3 .4
1958
1 1 .1
1959
1 4 .0
1 5 .0
1960
1 3 .0
1961
1 1 .7
1962
1963
1 4 .2
1964
1 2 .3
1965
1 3 .0
1 3 .4
1966
1967
1 3 .6
196 8
1 1 .9
1969
1 3 .2
1 4 ,4
1970
1971
1 3 .0
1972
1 4 .0
1973
1 4 .8
1974
1 1 .5
1975
1 4 .4
1976
1 3. 8
197 7
1 1 .9
С реднее г Й
19501977
1 3 ,2
19511973
1 3 ,0
19511962
1 2 .5
1963—
1 3 .4
1973
Амплиту­
да
3 .9
У1
УП
•м е : ) за многолетний период
УШ
IX
X
£
(У~Х)
1 3 .8
1 3 .8
1 4 .4
1 4 .2
1 3 .4
1 1 .9
1 6 .1
1 3 .4
1 3 .6
1 4 .4
1 3 .6
1 6 .5
1 4 .2
1 2 .5
1 5 .7
1 5 .4
1 5 .4
1 4 .4
1 5 .0
1 5 .2
1 5 .7
1 4 .8
1 5 .9
1 5 .4
1 5 ,9
1 5 .0
1 0 .6
1 6 .1
1 1 .1
1 1 .5
1 2 .7
1 2 .5
1 2 .5
1 4 .4
1 1 .5
1 5 .2
1 4 .4
1 4 .8
1 5 .4
1 2 .3
1 3 .2
1 3 .4
1 3 .6
1 2 .7
1 3 .8
1 5 .0
1 1 ,3
1 2 .7
1 4 .6
1 2 .7
1 5 .8
1 5 .4
1 3 .8
1 2 .7
1 2 ,7
1 4 .8
1 0 .0
1 3 .0
8 .6
7 .8
9 .1
1 3 .2
9 .7
1 0 .4
8 .9
1 1 .9
9 .7
8 .6
8 .9
1 1 .6
8 .9
9 .0
8 .2
1 0 .2
1 0 .7
1 2 .1
1 0 .2
1 0 .7
1 2 .9
1 0 .7
1 0 .0
1 0 .2
9 ,4
8 .8
3 .8
6 .6
3 .3
3 .8
о.i
5 .6
5 .3
4 .6
4 .4
3 .8
4 .0
6 .4
5 .4
7 .0
6 .2
5 .1
3 .8
6 .6
6 .1
4 .8
4 .6
5 .5
5 .7
5 .3
7 .6
7 .6
7 .3
4 .6
2 .3
1 .8
1 .0
2 .0
1 .8
2 .3
2 .7
2 .0
2 .1
1 .8
2 .4
2 .3
2 .3
2 .2
2 .0
1 .9
2 .7
2 .3
2 .0
1 .8
1 .3
2 .7
2 .2
1 .9
2 .0
2 .8
2 .9
1 .3
5 3 .7
5 8 .4
5 1 .9
5 2 .2
5 4 .0
5 8 .7
5 9 .3
5 9 .0
5 4 .5
6 0 .7
6 0 .1
5 9 .1
5 5 .7
6 0 .9
5 8 .7
5 8 .0
5 7 .3
6 2 .1
5 7 .0
5 0 .8
6 0 .8
5 9 .4
6 6 .5
6 3 .5
6 0 .8
6 2 .7
5 6 .7
5 7 .5
1 4 .6
1 3 .8
1 0 .5
5 .3
2 .3
5 9 .7
1 4 ,5
1 3 .5
1 0 .2
5 .2
2 .0
5 8 .4
1 4 .1
1 3 .3
1 0 ,0
4 .9
2 .0
5 6 .8
1 5 .0
1-3.7
1 0 ,5
5 .5
2 .0
6 0 .1
5 .5
4 .7
5 .4
4 .3
1 .9
1 4 .6
1.33
Т а б л и ц а
45
Суммарная радиация (ккал /сМ^-мес) при резко выраженных
типах циркуляции
Тип
циркуляции
У
VI
VII
VIII
IX
X
1 0 .2
5 .4
6 .4
4 .3
2 .8
1 .8
1 0 .6
6 .8
5 .7
4 .2
2 .0
1 .6
1 0 .4
6 .5
5 .8
4 .1
2 .0
1 .7
1 1 .8
8 .7
7 .8
5 .2
2 .6
2 .2
1 2 .0
9 .7
7 .4
4 .8
2 .4
2 .0
Ка}эгополь
Е
W +С
1 4 .6
1 1 .2
1 4 .4
1 2 .6
Оз.
Б
W -*• С
1 2 .9
1 1 .0
1 3 .3
1 1 .7
1 5 .2
9 .2
1ача
1 3 .4
1 1 .9
Оз. Еоже
Е
W +С
1 2 .8
1 0 .4
1 3 .5
1 1 .8
Оз.
Е
W +С
1 4 .7
1 2 .1
1 5 .2
1 3 .1
1 3 .1
1 1 .7
(убенское
1 5 .0
1 1 .4
Оз. IЗелое
Е
W +С
1 4 .3
1 2 .0
1 5 .3
1 3 .3
1 4 .9
1 1 .6
О
лишь 0 . 5 —1 . 0 ккал /см . Однако повторяемость более теплых меся­
цев и сезонов во втором периоде значительно больше, чем в первом.
Это связано с тем , что во втором периоде преобладала циркуляция
типа Е , обеспечивающая меньшую облачность и большую величину
'приходящей радиации. В сум м е за открытый период максимальные ве­
личины суммарной радиации наблюдались в 1 9 7 2 —1 9 7 5 , а минималь­
ные в 1 9 5 2 —1 9 5 3 гг.
О
существенной разнице в величине приходящей радиации в зави­
симости от циркуляционных условий свидетельствуют приведенные
данные (табл. 4 5 ) , где суммарная радиация осреднена для месяцев
с четко выраженным определенным типом циркуляции. Но поскольку
за 1 9 5 0 —1 9 7 7 гг. число случаев наблюдений с резко выраженным
типом циркуляции недостаточно для уверенного обобщения и вывода
средних величин, эти данные следует рассматривать лишь как прибли—
134
Т а б л и ц а
46
Экстремальные величины суммарной радиации за 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г.
У
VI
VII
VIII
IX
X
s
V-X
-CaproneЛЬ
•
Средние
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
1 1 .8
1 5 .6
1960
Е
7 .2
1958
W +E
1 3 .3
1 3 .2
1 6 .4
1 7 .2
19 61 1959
E+W
Е
9 .5
9 .2
1968
1957
С (WE) CCW)
5 3 .9
2 .0
4 .6
9 .0
3 .4
6 .8
6 5 .2
1 2 .9
1975
1975 1976
1960
ECCW)
Е
Е
E(WC)
0 .8
3 8 .2
5 .4
2 .1
1957
1957 1957
1956
Е+С
W
WCC) E + C
Оз. Лача
Средние
Максимум
Год
Индекс
.Минимум
Гоп
Индекс
1 1 .5
1 3 .4
1960
Е
9 .2
19 -5 8
W +E
4 .3
1 .8
5 4 .2
8 .9
1 3 .1 1 2 .8
2 .4
5 6 .6
1 3 .1
6 .2
1 4 .8 1 5 .4
1973
1975 19 76
1977
1973 19 5 1
Е(С> E(CNN)
Е
E (C Y 0
Е
Е
4 2 .5
2 .8
9 .1 1 0 .4
5 .1
1 .1
- -1-7R 1 9 5 6 1 9 6 1 1 9 6 0 1 9 7 0 1 9 6 2
,_
1968
1
с СЕ') C,CCW) W (E ) E(WC) E(CW)j WEC
Оз. Воже
Средние
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
ИиПА»А
Г.ЦДСАЬ
1 2 .5
1 5 .0
1960
Е
9 .4
1958
W +E
Средние
Максимум
Год
1 2 .7
1 5 .4
1963
Индекс
£
1 1 .2
1952
Минимум
Год
Индекс
С(Е)
1 3 .9
1 6 .6
1977
Е(С)
1 0 .1
1976
С (Е )
1 2 .9
9 .7
1 5 .5
1 2 .7
1972 19 5 1
Е
Е
1 0 .5
5 .6
1J. п
ел
57JU
1953
С
E +W
1
Эз. Кубенское
1 4 .6 1 3 .7
1 7 .1 1 5 .8
19S6, 1»
1977
E+W.ECC) Е
1 0 .6 1 0 .5
1976 1950
С СЕ)
С + VV
1 0 .6
1 3 .2
1972
4 .8
1 .9
7 .8
3 .1
1975 1975
Е
E(CW)
2 .6
1-1
1952 19 54
W + E WCC')
5 5 .7
6 5 .3
1972
ECC)
4 4 .5
1953
EWC
5 .4
2 .4
д.-э
7 .9
1976 1975
5 9 .4
6 5 .8
1975
Е
Е
8 .2
4 .0
19 61 1952
W(E> W+E
E (CW) E (C W )
1 .3
5 0 .9
19 7 0 1952
ECCW) W + C
135
Т а б л и ц а
46
(продолжение)
ч'
VI
У
УП
УШ
IX
X
у_х
Оз . Бело S
Средние
М акси м ум
Год
1 .3 .2
1 5 .0
1960
1 4 .6
1 6 .5
1961
Индекс
М инимум
Г од
Индекс
Е
11.1
Е +W
195 8
W-+E
1976
Т а б л и ц
а
1 3 .8
1 5 .8
1972
Е
10 .6
11.1
1950
С СЕ)
C+VV
у
VI
5 9 .7
2 .3
5 .3
6 6 .5
2 .9
7 .6
1974, 1976 1972
1975
Е (С )
Е
Е (С ) E(CW),E
7 .8
3 .3
1.0
5 1 .9
1953
1952 195 2 1952
Е HV
W +Е Е(СП W -r С
1 0 .5
1 3 .2
1955
47
Отношение Q/Q о Л
Пункт, озеро
УП
............п
УШ
X
IX
-1
63
62
Гу —
61
59
оо
66
69
Каргополь
Лача
оож е
Кубе»с;соО
Белое
70
70
66
s_/ —t
65
69
70
59
5 (
62
67
07
4Ь
50
50
3,1
31
32
38
38
же иную оценку различий в поступлении суммарной рац!1ы& » l h тер­
риторию, зан ятую озерам и Б елы м , Кубенским, Воже и Л ача, в зави­
симости от циркуляционных условий.
Э та зави си м о сть четко прослеживаете я для экстремальны х вели­
чия ; . ; п о Г О Л ? ' ' оят-' приходяшрй суммарной радиации ка всех че—
ты р ех озерах (табл. 4 0 ) . М аксимальные b*v'...4I~'ы суммарной радиа­
ции на всех озерах отмечены при преобладании типа
Е , минимилпные — при
W и С.
,
-
П +- П _
.
! ю формуле р ~ ---------—— оыл вычислен п о казател ь тесн оты с в я ­
зи м еж ду знаком отклонении суммарной радиации от среднеыноголот —
ней и типами циркуляция в предположении, что преобладание типа
Е обеспечивает величину оольше среднемноголетней, а типы W и
С - меньш е. При этом уч и ты вал ась однозначность отклонений на
всех четы рех озерах и на с т . Каргополь. К а ч ест в ен н ы й коэффициент
корреляции, полученный таки м способом, о к азал с я равным 0 . 7 6 за
май—октябрь.
130
В период н агр еван и я озер приходящ ая су м м ар н а я радиация Дости­
г а е т в средн ем 6 0 - 7 0 % от возможной (таб л . 4 7 ) , причем в годы
с облачностью меньш е среднем ноголетней величины э т а доля увели ­
ч и ва ется до 8 0 - 8 5 % , а при увеличении облачности сн и ж ается до
50 % . В осенние м есяц ы отношение Q./Q,0 п адает ниже 40 % , в ср ед­
нем ум ен ьш аясь до 20% при повышении облачности.
Величина Q /Q 0 у в ел и ч и в ается с с е в е р а на ю г, что связа н о с
общей тенденцией уменьш ения общей и нижней облачности в то м ж е
направлении.
Альбедо и поглощенная радиация
Д ля р асч ета альбедо сум м арной радиации поверхности воды оз.
Б елого были использованы зави си м ости,, полученные из непосредст­
венных экспедиционных наблюдений. Р а сч ет ср едн ем есяч н о го альбедо
сделан по формуле П.П. К узьм ина ( Оз. К убенское, ч. I , гл . 4 1 ,
1 9 7 7 ).
Р азличия в ср едн ем есяч ны х виличигах альбедо Б елого (та б л . 4 8 )
и К убенского (О з. К убенское, 1 9 7 7 , таб л . 8 1 ) озер незначительны,
не превышают точности м ет о д а р ас ч е т а.
По данным м н огол етн его хода сум м арной радиации и альбедо бы ­
л а получена поглощенная радиация о з. Б елого к ак
U <1 - Л ) (таб л .
4 9 ).
Для о з . Белого средном ноголетняя д а т а полного очищения ото
л ьда приходится на 1 0 м а я с очень з н а ч э т е л н и м и колебаниями (в
отдельны е годы по данным Г'*Ю л ед полностью сходит лишь к кон­
цу м а я ) . П оэтом у была сдел ан а попытка опенить изменения величи­
ны поглощенной радиации с уч ето м реальны х сроков очищения озера
ото л ьда. При это м принималось, что черос
проходит 10% па­
дающей сум м арной радиации. Полученные голчччпы приводятся в
таб л . 4 9 в графе У , а сумм." оа стк'оытый период — в грсфо Ъ у»_^.
Они приблизительны, но т е м не м ен ее ''о в о р я т о то м , что в о т д е л ь ­
ные годы разница в величине поглощенной цацнацг.и м ож ет бы ть д о ­
вольно значительной ( 3 . 3 и 1 3 . 0 к к ал / с м * -м е с в 1 0 5 0 г . ) , Р.
с у м м е з а откры ты й период з а в е сь многолетний ряд с уч етом ле­
до става величина поглощенной радиации ум ен ьш ается приблизительно
на 3 ккал / см ~ .
А м п л и ту д а изм ен ен и я поглощенной радиации от о з е р а к о з » г у
с с е в е р а на ю г больше, ч е м с у м м а р н о й ( 6 . 9 и 5 . 5 к к а л /см “ со­
о тветствен н о в с у м м е з а о т к р ы т ы й п е р и о д ), т а к к а к с с е в е р а на
юг у в е л и ч и в а е т с я величина с у м м а р н о й радиации и у м е н ь ш а е т с я а л ь ­
бедо. Отношение поглощенной радиации к с у м м а р н о й на южных
о зер ах К у б е н с к о м и Б е л о м павно 0 . 9 0 - 0 . 0 1 , на о з . Ла­
ча -
0 .8 8 .
Т а б л и ц а
48
Альбедо (%) поверхности воды оз. Белого
V
Годы
1956
1972
1976
1977
Среднее
за 1 9 5 0 - 1 9 7 7
VI
VIII
VII
IX
X
7 .5
7 .5
8 .0
8 .5
7 .0
7 .0
9 .0
7 .0
8 .5
7 .0
8 .0
7 .0
9 .0
7 .0
9 .0
9 .5
1 1 .0
9 .0
1 0 .0
1 0 .5
1 3 .0
1 3 .5
1 2 .5
1 4 .5
8 .0
7 .5
7 .5
9 .0
1 0 .5
1 3 .5
Т а б л и ц а
49
Поглощенная радиация, ккал /см'
Годы
V'
1956
3 .3
1 1 .0
1972
1976
9 .0
1977
1 0 .9
Среднее
за 1 9 5 0 8 .9
1977
VI
VII
VIII
IX
X
1 3 .0
1 3 .0
1 2 .7
1 0 .9
1 5 .0
1 4 .8
9 .6
1 5 .0
1 0 .5
1 4 .7
1 1 .7
1 3 .8
8 .8
1 2 .0
8 .5
8 .0
4 .7
5 .2
6 .6
4 .1
2 .3
1 .9
2 .5
1 .1
4 4 .6
5 9 .6
4 7 .9
5 2 .9
5 4 .3
6 1 .6
5 1 .6
5 2 .9
1 2 .1
1 3 .5
1 2 .7
9 .5
2 .0
5 1 .3
5 4 .5
V
4 .7
2 \Г-Х S v - x
Эффективное излучение
Эффективное излучение поверхности воды оз. Белого получено по
предложенной Т.Б. Кирилловой формуле расчета эффективного излу­
чения неглубоких водоемов на основании метеорологических данных
(табл. 5 0 ) .
Среднемноголетние месячные величины эффективного излучения ^
меняются мало: сезонная амплитуда составляет всего 0 . 5 ккал /см
(на суше в этом районе она равна 0 . 9 - 1 . 0 ккал /см^). Максимум
эффективного излучения приходится на июнь ( 3 . 1 ккал /см ), При
этом следует иметь в виду, что использование среднего для сезона
коэффициента, учитывающего влияние облачности (в данном случае
он равен 0 . 6 ) , приводит к систематической ошибке в оценке сезон­
ного хода эффективного излучения. Этот коэффициент должен увели­
чиваться при увеличении доли нижней облачности по отношению к
общей. В мае—августе ока меняется незначительно (составляет 5 5 —6 0 ь
обшей), но возрастает к октябрю до 7 0 —8 0 % . Таким образом, при
использовании среднего коэффициента величины эффективного излуче­
ния в летние месяцы получаются заниженными и завышенными в
осенние. Но оценить допускаемую ошибку не представляется возмож­
ным и з-за отсутствия систематических наблюдений.
1 38
т
Эф
а
л
излучение (ккал /см -м ес) за
V
Год
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
i9 6 8
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
Среди*
1950
1977
1951.
1973
1951.
1962
1963.
1973
Ампли
туда
50
VI
УП
УШ
IX
X
s v '-x
3 .2
3 .0
2 .7
2 .7
2 .7
2 .4
3 .0
2 .8
2 .4
3 .2
3 .7
2 .7
2 .7
3 .1
2 .8
2 .8
2 .8
2 .8
2 .6
2 .9
3 .4
2 .8
3 .1
3 .5
2 .5
3 .4
3 .0
2 .6
3 .0
3 .0
3 .1
3 .0
2 .8
2 .7
3 .3
2 .9
3 .1
3 .1
2 .9
3 .5
3 .3
2 .9
3 .4
3 .3
3 .2
3 .0
3 .0
3 .4
3 .5
3 .3
3 .3
3 .3
3 .3
3 .2
2 .3
3 .5
2 .6
2 .8
3 .0
2 .8
2 .5
3 .2
2 .8
3 .1
3 .2
3 .2
3 .2
3 .3
3 .0
3 .0
3 .0
3 .1
3 .1
3 .4
2 .9
2 .9
3 .3
2 .9
3 .2
3 .6
3 .0
3 .1
3 .0
3 .2
3 .1
3 .4
2 .8
2 .4
2 .7
3 .7
2 .9
2 .8
2 .8
3 .5
2 .9
2 .8
2 .8
3 .2
2 .8
3 .0
2 .9
2 .9
3 .0
3 .5
3 .1
3 .1
3 .5
3 .2
2 .9
3 .0
3 .0
2 .7
2 .4
3 .1
2 .2
2 .4
2 .8
2 .7
2 .9
2 .5
2 .6
2 .6
2 .6
3 .1
2 .7
3 .1
3 .0
2 .8
2 .6
3 .2
3 .2
2 .7
2 .8
3 .4
3 .1
2 .8
3 .4
3 .4
3 .4
2 .9
2 .5
2 .4
2 .2
2 .5
2 .4
2 .5
2 .7
2 .2
2 .3
2 .5
2 .7
2 .8
2 .6
2 .5
2 .5
2 .7
2 .8
2 .5
2 .5
2 .5
2 .2
2 .9
2 .5
2 .6
2 .4
3 .0
3 .2
2 .3
1 6 .8
1 7 .7
1 4 .7
1 5 .1
1 5 .0
1 6 .0
1 5 .1
1 5 .7
1 4 .8
1 7 .1
1 7 .0
1 7 .4
1 7 .1
1 7 .8
1 6 .2
1 6 .2
1 5 .9
1 7 .4
1 7 .2
i7 ;o
1 8 .3
1 7 .5
1 8 .2
1 9 .0
1 7 .1
1 8 .1
.1 6 .9
1 7 .2
2 .9
3 .1
3 .0
3 .0
2 .8
2 .6
1 6 .8
2 .9
3 .1
3 .0
3 .0
2 .8
2 .5
-
2 .8
3 .0
3 .0
3 .0
2 .7
2 .5
-
3 .0
3 .2
3 .1
3 .1
3 .0
2 .6
-
1 .3
1 .2
1 .1
1 .3
1 .2
1 .0
-
Эффективное излучение определяется разностью восходящ его и т к
ходящ его потоков длинноволновой радиации и зави си т от термичс-ск
го режима поверхности о зер а и м етеорологи чески х условий п о гр а т
ного сл оя атмосф еры. Эффективное излучение р а с т е т с повышением
тем п ер атур ы в о зд ух а и ум ен ьш ается с увеличением влажности. В
услови ях достаточного увлажнения, т е м более над водной поверхнос
тъю, рост тем п ер атур ы со п ро во ж дается увеличением влажности, ч-т
приводит к ослаблению степени изменения эффективного излучения
Взаимокомпенсирую щ им дей стви ем тем п ер атур ы и влажности возду
х а об ъ ясн яется небольшое изменение (т а б л . 5 1 ) величины Е 0 (т ,
эффективное излучение при ясном небе без уч асти я влияния облачи,
ти и разиости тем п ер атур во да—в о з д у х ). Влияние облачности
сн иж ает эффективное излучение в среднем з а сезо н до 5 5 —6 0 % от’
его величины при безоблачном небе. У чьт разности тем п ер атур во,:
воздух почти не влияет на эффективное излучение, з а исключением
Mas., когди она ум ен ьш ает величину эффективного излучения еще и;.
В годы с экстремальными величинами эффективного излучения
влияние облачности ум ен ьш ается с уменьшением балла облачности
( Е п с о с т а в л я е т более 7 0 % от E Q ) и увел и ч и вается с увелич;>нием облачности ( £
с о с т а в л я е т v,<mee 50 % от Е 0 ).
Т ем п ер атур а и влажность во зд уха, а т а к ж е температура вог
значи-1 ольно (до 1 .5 ° и 1 ,5 \;б) уменьшаются с ю г а на сев ер
5 2 ) . АТ незначительно уменьшается с с е в ер а на юг, сл едо ват
эффективное излучение должно ум ен ьаю ться б том ж е чагхраьлешт.
Но с юга на север р а с т е т облачность, что т а к ж е взаимно компенс;
р у е т с я . Т аким образом, эффективное из пучение от о; ера к озеру м
н я е т с я мало (таб л . 5 3 ) . Это хорошо с о г л а с у е т с я с заклю чением
(Барашкова и др ., .1 .9 6 1 ), что даж е в сл уч ае сущ ественны х разли­
чий в абсолютной влаж ности и т ем п е р ат ур е во зд ух а м есяч н ы е сум:-,
эффективного излучения, зафиксированные в разных пунктах при од!
наковых А Т я облачности, достаточно близки.
Разность температур в о д а -в о зд у х а з а период 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г .
н евелика: ее м акси м ал ьн ая ср едн яя величина не превыш ает 2 . 4 °
(о з . Воже, ию ль). Причем абсолютный м акси м ум з а в е с ь м ’,'огол>"'
кий период для всех четы рех озер отмечен на о з. Кубенском в и*...
1 9 7 4 г . ~ 3 .8 ° .
П оскольку м есяч н а я с у м м а эффективного излучения водной пове:
ности зави си т не только от м етеорологических условий текущ его v
сяц а, но и от тем п ер атур ы воды, обладающей значительной инерикч
естествен н о ож идать, что экстр ем ал ьн ы е величины не в с е гд а будут
зависать только от х ар актер а атмсоферной циркуляции- з а данный
с я д . В ысокие значения сум м арной радиации, наблю даемые при уст о
чивом преобладании типа Е , обеспечиваю т интенсивный прогрев
водной м ассы и высокую тем п е р ат у р у поверхности воды. Поэтому
одна из причин появления больших значений эффективного излучение
в каком -ли бо месяце- - достаточный дл я это го теп ло зап ас водной
массы, приобретенный з а предшествующий м есяц . Д ругой важный ф
-i.,p, определяющий величину эффективного излучения. —
.....
1-10
Т а б л и ц а
51
Среднемесячные и экстремальные величины
эффективного излучения (к к а л / с м ^ -м е с ) з а 1 9 5 0 —1 9 7 7 г г .
Элементы
V
УП
VI
vm
IX
X
E y_X
Средние
Еп
Еэф
^Эф/ п ' ^
5 .5
3 .3
2 .9
60
88
5 .1
4 .8
5 .0
3 .1
3 .2
3 .0
3 .1
3 .0
3 .0
63
64
оО
100
100
100
5 .2
3 .0
2 .8
58
93
5 .3
2 .7
2 .6
51
96
1 7 .4
М акс имальш
5 .6
3 .9
3
.7
^ Эф
с /Р 0 / 7 0
Ё-эф/Еп ’ °/° 9 5
1960
Год
Е0
Индекс
Е
Индекс
предыдущ е­
го м ес яц а
о
1пл
г
ГП
o'
Ео
Еп
^Эф, _
^эф /^п ’ %
Год
Индекс
Индекс
предыдуще­
го м есяц а
Е (0
5 .4
3 .0
2 .4
56
80
1955,
1958
W,W+E
Е,
ECO
5 .4
5 .4
3 .4
3 .0
3 .4
3 .2
63
56
107
100
1971,
1976
1974,
1975,
197 6
E+W,
E(CW) ЕСС) EWC,
E
Е(С),Е+С
E(CW),E,E
ECO,
Е +С ECWC),
ЕСС)
E
Е*С,
ECWC),
есо
ЕСС1,Е+С
М инимальные
5 .1
3 .6
3 .5
70
97
1961,
1970
1977
5 .2
3 .7
3 .6
71
97
1973
5 .1
2 .4
2 .3
47
96
1976
4 .7
4 .5
2 .7
2 .5
2 .5
2 .4
53
60
9.6
92
1954 1953
С СЕ')
Е
Е +W
E(W )
А Е
£
с0
Эф
0 .2
0 .9
1 .3
5 .0
3 .8
3 .7
76
97
1955
0 .0
1 .2
1 .2
E+W
WEC
5 .2
2 .6
2 .2
50
85
1952
W +E
W (E )
5 .4
2 .4
2 .2
44
92
1970
1 9 .1
1975
ECCW)
1 5 .8
1953
E (CW)
ECO
EWC
0 .0
0 .6
1 .0
__
_
м акси м ум . -минимум
0 .7
1 .0
1 .1
0 .3
1 .3
1 .3
0 .2
0 .8
1 .2
—
141
Т а б л и ц а
52
Сезонный ход метеорологических параметров
У
Озеро
VII
VI
VIII
IX
X
Температура воздуха над озером, °С
Лача
Воже
Кубенское
Белое
8 .3
8 .7
8 .9
8 ,2
1 4 .4
1 4 .3
1 5 .0
1 5 .0
1 6 .4
1 6 .9
1 7 .3
1 7 .4
1 4 .8
1 5 .0
1 5 .7
1 5 .6
8 .9
9 .3
9 .9
9 .8
2 .7
2 .7
3 .5
3 .5
Влажность воздуха над озером, мб
Лача
Воже
Кубенское
Белое
8 .1
8 .2
8 .6
7 .9
1 1 .8
1 2 .2
1 3 .0
1 2 .7
1 4 .2
1 4 .7
1 5 .9
1 5 .4
Tehлперату]за водь I,
Лача
Воже
Кубенское
Белое
7 .6
9 .0
8 .6
7 .0
Л ■Г
Лача
Воже
Кубенское
Белое
1 6 .2
1 5 .8
1 6 .2
1 6 .0
1 3 .5
1 3 .6
1 4 .6
1 4 .2
9 .7
9 .9
1 0 .6
1 0 .0
6 .5
6 .6
7 .1
6 .7
1 6 .4
1 7 .1
1 7 .6
1 7 .1
9 .7
1 0 .4
1 1 .2
1 1 .1
3 .5
3 .6
4 .6
4 .6
1 .3
1 .8
1 .7
1 .3
0 .9
1 .3
1 .4
1 .2
0 .7
0 .8
1 .0
1 .0
С
1 8 .6
1 9 .3
1 9 .3
1 8 .9
вода*-воздух , °с
- 0 .6
0 .3
-0 .6
-1 .2
1 .8
1 .4
0 .8
1 .0
2 .2
2 .4
1 .4
1 .4
зависит от циркуляционных условий текущего месяца. Именно такое
сочетание — сохранение типа Е в расчетном и предшествующем
месяцах — обеспечивает, как правило, максимально высокие величи­
ны эффективного излучения. Максимальным величинам эффективного
излучения всегда соответствует и предшествует месяц с индексом
Е (табл. 5 3 ) .
Минимальные величины эффективного излучения наблюдаются при
циркуляционных условиях типов W и С в текущем месяце, при
этом в предшествующем месяце преобладает тип Е . Значительный
прогрев водной массы в предшествующем месяце и последующее
резкое охлаждение воздуха при смене циркуляционных условий на
тип W или С приводят к большим величинам разности темпера­
тур вода—воздух.
142
X а б л и ц а
53
2
Экстремальные величины эффективного излучения (ккал /см -мес)
за 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г.
П о казатель
У
У1
УП
УШ
IX
X
S v-x
Оз. Лача
Среднее
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
2 .7
3 .0
3 .4
3 .6
1970
1973
E(CW) Е+С
2 .0
2 .2
1958
1976
W +E
С СЕ)
2 .9
3 .9
1973
E(CW)
2 .6
1961
E(W)
2 .8
3 .5
1955
Е(С)
2 .2
1961
W (Е)
2 .4
2 .6
3 .0
2 .9
1975 1976
Е
Е
2 .0
2 .0
1952 1970
W + E ECCW)
1 6 .4
1 8 .8
1973
ECCW)
1 4 .5
1957
Е +С
Оз. Е}оже
Среднее
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
Среднее
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
3 .0
4 .0
1960
Е
2 .4
1958
W +E
3 .2
3 .7
1977
E tC )
2 .3
1976
С(Е)
3 .2
4 .0
1973
ECCW)
2 .6
1954
E+W
ЕСС)
Оз.
Субенское
2 .8
3 .0
3 .0
3 .7
3 .5
3 .6
1959, 1966, 1973
1960
1977
Е+С, Е Е,ЕСС) e Cc w )
2 .3
2 .3
2 .5
1974 1976
1950
Е (W )
С (Е ) C + W
3 .0
4 .0
1959
С +Е
2 .3
1957
2 .7
3 .6
1075
Е
2 .1
1952
W +Е.
3 .0
3 .8
1955
2 .9
3 .6
1976
ЕСС)
Е
2 .2
1952
W +E
2 .6
1961
W (Е )
2 .4
3 .2
1976
Е
2 .1
1957
WCC)
1 7 .5
2 0 .0
1975
ECCW)
Г 5 .6
1957
Е+С
2 .6
1 7 .3
3 .4 1 9 .6
1976 1975
Е
ECCW)
2 .1
1 5 .6
19 7 0 1952
E(CW) W +C
Оз. Белое
Среднее
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
2 .9
3 .7
1960
3 .0
3 .1
3 .0
3 .5
3 .6
3 .7
19 61, 1973
1955
1977
Е
E+W, Е+С E(CW) ЕСС)
2 .4
2 .3
2 .4
2 .5
1955, 1976
1954 1953
1958
W,W+E с Се )
E+W
E +W
2 .8
2 .6
3 .4
3 .2
1975, 1976
1976
Е,Е
Е
2 .2
2 .2
1952
1952,
1970
W+E
ECCW)
1 7 .4
1 9 .1
1975
ECCW)
1 5 .8
1953
EWC
143
Наибольшие величины эффективного излучения в с у м м е з а откры­
ты й период о тм ечаю тся при пониженных значениях облачности в т е ­
чение в се го периода. Роль разности тем п ер атур вода—во зд ух при
это м очень незначительна (ри с. 4 0 ) . В сл уч ае наименьших сезонны х
с у м м влияние это го фактора с к а з ы в а е т с я больше (Л Т в течени е
в с е г о периода ниже ср едн ем н ого л етн ей ).
При оценке эффективного излучения в м а е с уч етом сроков очи­
щения озера ото льда (та б л . 5 0 , графа У ) принято, что наличие
ледян ого покрова п р еп ятствует эффективному излучению. Разни ц а е
эффективном излучении при условии у ч е т а или н еуч ета сроков очище­
ния ото льда м о ж ет быть довольно значительной ( в отдельны е годы
э т а величина ум ен ьш ается более чем в д ва р а з а ).
Д оля эффективного излучения поверхности о зер по отношению к
величине поглощенной радиации с о с т а в л я е т в средн ем з а сезон 3 0 —
3 5 % , причем в м а е —июле э т а величина почти не м е н я е т с я , в а в г у с ­
т е -с е н т я б р е о н а ув ел и ч и вается д о 4 0 —50 % , а в о ктяб р е эффективное
излучение превыш ает поглощенную радиацию на 3 5 - 5 0 % , т .е . проис­
ходит интенсивное охлаждение водной м а с с ы .
Радиационный баланс
По рассчитанным величинам поглощенной радиации и эффективно­
го излучения получен радиационный баланс о з. Б ело го (т а б л . 5 4 ) ,
Сезонный среднемноголетний м акси м ум радиационного б алан са при­
х о д и тся на июнь, в октябре величина его отрицательна (к а к и на
о зер ах К убенском , Вож е и Л а ч а ).
В со о тветстви и экстр ем ал ьн ы х величин радиационного б алан са
определенным циркуляционным услови ям наблю даются т е ж е законо­
мерности, которые были получены дл я сум м арной радиации; циркуля­
ционным услови ям типа Е
со о тветствую т м акси м ал ьн ы е величи­
ны радиационного бал ан са, типам W и С - минимальные (таб л .
5 5 ) . Причем, к а к правило, многолетний месячны й м акси м ум радиа­
ционного б алан са со в п ад ает с так о в ы м сум м арной радиации, т а к как
степ ен ь увеличения приходящей радиации при небольшой облачности
превосходит увеличение эффективного излучения.
Оценка тесн о ты с в язи м еж д у зн аком отклонения величины радиа­
ционного балан са от среднем ноголетней одновременно дл я всех че­
ты р ех озер и циркуляционными условиями бы ла' сд ел ан а т е м ж е спо­
собом, что и дл я сум м арной радиации. Полученный качественн ы й
коэффициент корреляции 0 . 7 0 с в и д е т е л ь с т в у ет , что п р едп о л агаем ая
положительная корреляция устойчиво со х р ан яется.
Отношение м есячны х величин радиационного бал ан са к м есяч н ы м
величинам сум м арной радиации ( з а м есяц ы с положительным балан­
со м ) м е н я е т с я от 0 . 6 5 —0 . 7 0 в м ае-и ю л е до 0 . 3 0 - 0 . 3 5 в сен тяб ­
ре (та б л . 5 6 ) . В средн ем з а сезо н это отношение равно 0 . 6 0 . Д ля
суши э т а величина м ен ее 0 . 5 0 , причем в м ае—а в г у с т е отношение
В /й
на Ю% меньш е, чем для водной поверхности, а в сен тяб р е
на такую ж е величину больше, чем дл я водной поверхности.
144
Т а б ,п и ц и
54
Радиационный баланс о з . Б елого ( ккал /см
|
за многолетний период
Годы
V'
1950
8 .5
7 .7
1951
1952
4 .4
1953
8 .2
1954
6 .7
1955
4 .6
1956
2 .8
1957
6 .7
1958
5 .6
1959
6 .9
1960
7 .8
6 .5
1961
8 .0
1962
8 .2
1963
1964
5 .9
1965
5 .1
1966
5 .5
1967
8 .3
1968
8 .3
1969
6 .5
1970
1 0 .0
3 .9
1 9 7 ,1
8 .4
1972
1973
1 0 .3
1974
1 .3
1975
1 .8
1976
7 .0
197 7
8 .3
С реднее
за
19501977
6 .9
19511973
1951.1 9 6 2
19631973
Ампли­
туда
г\
•м е с )
V
У1
УП
УП!
IX
X
8 .5
7 .7
8 .2
8 .2
7 .8
7 .9
1 0 .0
9 .7
7 .8
9 .8
1 0 .2
9 .3
8 .0
1 0 .1
8 .5
9 .2
9 .5
9 .7
8 .3
9 .2
1 0 .0
9 .2
9 .9
1 0 .3
8 .0
1 0 .0
9 .7
8 .3
9 .8
9 .8
1 0 .2
1 0 .1
9 .5
8 .2
1 1 .7
9 .4
9 .4
1 0 .2
9 .6
1 1 .9
9 .8
8 .6
1 1 .2
1 1 .0
1 1 .1
1 0 .3
1 0 .9
1 0 .7
1 1 .1
1 0 .4
1 1 .5
1 1 .0
1 1 .5
1 0 .7
7 .3
1 1 .5
7 .5
7 .7
8 .7
8 .7
9 .0
1 0 .2
7 .7
1 0 .9
1 0 .1
1 0 .5
1 1 .1
8 .1
9 .2
9 .4
9 .5
8 .6
9 .7
1 0 .6
7 .4
8 .8
1 0 .3
8 .8
1 1 .5
1 0 .8
9 .8
8 .7
8 .7
1 0 .6
6 .0
8 .6
5 .0
4 .6
5 .6
8 .6
5 .9
6 .7
5 .3
7 .4
5 .9
■5.0
5 .3
7 .4
5 .3
6 .0
4 .5
6 .4
6 .7
7.G
6 .2
6 .7
8 .5
6 .5
6 .2
6 .3
5 .5
5 .3
0 .7
2 .9
0 .7
0 .9
2 .3
2 .3
1 .8
1 .5
1 .3
0 .7
0 .9
2 .7
2 .1
3 .3
1 .5
2 .8
0 .7
2 .8
2 .4
1 .5
1 .2
1 .6
2 .1
1 .9
3 .5
3 .5
3 ,2
1 .2
- 0 .5
- 0 .8
- 1 .4
- 0 .8
- 0 .8
- 0 .5
- 0 .4
- 0 .5
- 0 .5 '
- 0 .9
- 0 .6
- 0 .8
- 0 .6
—0 . 6
- 0 ,8
- 1 .1
- 0 .4
- 0 .5
- 0 .8
- 0 .9
- 1 .1
- 0 .5
- 0 .6
- 1 .0 .
- 0 .7
- 0 .6
- 0 .7
- 1 .2
3 2 .0
3 5 .9
2 7 .6
3 1 .7
■32.3
3 3 .4
2 9 .5
3 4 .7
3 1 .2
3 4 .8
3 4 .7
3 3 .4
3 3 .8
3 6 .3
3 2 .6
3 2 .4
3 1 .1
3 7 .9
3 4 .9
3 4 .2
3 7 .7
3 0 .9
4 1 .4
3 9 .5
3 1 ,6
3 0 .4
3 1 .0
3 5 .7
3 2 .0
3 5 .9
3 1 .4
3 1 .7
3 3 .4
3 6 .7
3 6 .7
3 7 .7
3 3 .4
3 7 .7
.3 7 .1
3 6 .2
3 3 .8
3 8 .2
3 5 .2
3 6 .5
3 5 .1
3 9 ,3
3 4 .9
3 6 .0
3 7 .7
3 6 .2
4 2 .9
3 9 .5
3 8 .3
3 8 .6
3 3 .7
3 5 ,7
9 .2
1 0 .4
9 ,7
6 .5
1 .9
—0 .6
3 4 .8
3 7 .1
9 .0
1 0 .3
9 .5
6 .3
1 .8
- 0 .8
3 6 .1
8 .6
1 0 .0
9 .3
6 .1
1 .7
- 0 .8
3 4 .9
9 .2
1 0 .7
9 .6
6 .5
1 .9
- 0 .9
3 7 .0
2 .5
4 .4
4 .0
4 ,0
2 .8
1 .0
1 1 .5
^ V '-X ^ V -X
145
Т а б л и ц а
55
Экстремальные величины радиационного баланса
за 1 9 5 0 - 1 9 7 7 гг.
У
У1
УП
УШ
IX
2
(ккал /см )
X
»
S V_X
Оз. Лача
Средние
Максимум
Год
7 .7
8 .9
1960
Индекс
Минимум
Год
Индекс
Е
6 .1
1958
W +E
9 .2
5 .2
8 .8
8 .1
1 1 .4
1 0 .6
1956, 1973
1951
1977
E+W,E(C) E(CW)
Е
5 .3
2 .4
6 .6
1976 1956
1961
С
С СЕ4)
w c& )
1 .4
2 .5
1975
-0 .8
-0 .4
1975
Е
Е(С\Л0
0 .5 - 1 . 2
1970
1977
WEC
ЕСС)
3 1 .5
3 3 .4
1973
ECCW)
2 3 .0
1962
WEC
Оз. Воже
Средние
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
8 .3
9 .7
1960
9 .7
1 1 .6
1977
8 .7
1 1 .1
1973
Е
ЕСС')
Е
5 .1
1956
7 .0
1976
5 .7
1956
C WE
С СЕ)
С
5 .6
8 .2
1951
1 .7
3 .5
1975
-0 .7
-0 .4
1975
3 3 .3
4 1 .0
1972
ECCW)
ECC)
0 .2 - 1 . 2
1952 19 54
VA/fC'l
W +E
' *о* I
2 0 .3
1953
Е
Е
2 .4
1953
E+W
EWC
Оз. <убенсксэе
Средние
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
8 .8
1 1 .7
1963
1 0 .6
1 2 .9
1977
Е
7 .6
1952
С СЕ)
9 .6
1 1 .2
1972
6 .6
8 .7
1972
ЕСС)
Е
Е
7 .5
1976
ССЕ)
8 .5
1950
4 .5
1958
C+W
CEW
1 .9
3 .7
1975
Е
-0 .5
- 0 .1
1975
3 7 .0
4 1 .5
1972
E(CW)
ECC)
1 .0 - 1 . 1
1960
1977
2 9 .0
1952
ECWC)
W +C
WEC
Оз. Белое
Средние
Максимум
Год
Индекс
Минимум
Год
Индекс
146
9 .2
1 0 .2
1960
■
Е
7 .7
1951
1 0 .4
1 1 .9
1961
9 .7
1 1 .5
1972
Е +W
7 .3
1976
Е
7 .5
1950
С
С(Е')
C+W
6 .5
1 .9 - 0 .6
8 .6
3 .5 - 0 . 4
1951,
19 74 1956,
1955
1975
1966
Е.ЕСС') ECCW),E WEC,EC.
4 .6
0 .7 - 1 . 4
1953
1952, 1952
1966
Е +W W+E,СWE ECC)
3 7 .1
4 2 .9
1972
ECC)
' 3 1 .4
1952
W +C
Т а б л и ц а
56
Отношение B/GL , %
Пункт, озеро
Каргополь
Лача
Воже
Кубенское
Белое
(суша)
V
У1
52
76
67
69
70
51
69
69
73
71
VII
54
70
67
70
70
УШ
IX
48
58
60
62
62
37
28
33
35
36
X
—
—
^ У -Х
48
60
60
62
62
Радациационный баланс водной поверхности в мае—августе больше,
чем суши (отношение В6/Вс равно 1 . 2 5 —1 . 3 5 ) , в сентябре эта ве­
личина уже меньше ( 0 . 7 5 ) , но в целом за открытый период отноше­
ние Вв/Вс равно 1 . 2 2 . Выделенные по водности периоды 1 9 5 1 - 1 9 6 2
и 1 9 6 3 —1 9 7 3 гг. отличаются по средним для них величинам радиа­
ционного баланса лишь на 2 ккал /см^ (во втором периоде больше).
Абсолютный сезонный минимум радиационного баланса на оз. Белом
приходится на 1 9 5 2 г ., максимум — на 1 9 7 2 г.
Оз. Белое по величинам радиационного баланса и многолетнему
ходу его составляющих идентично оз. Кубенскому: их среднемного­
летние величины радиационного баланса в сум м е за открытый п е­
риод равны 3 7 . 0 и 3 7 . 1 ккал /см^ соответственно. Разница в сред­
немноголетних показателях радиационного баланса между самым се­
верным оз. Лача и озерами Белым и Кубенским не превышает 1 . 5
ккал /см ^ -м ес. в период нагревания и не более 0 . 2 —0 . 3 ккал /см^.
• мес в осенние месяцы при общей тенденции увеличения с севера
на юг. Такая же разница характерна для максимальных и минималь­
ных величин. В среднем за открытый период разность в величинах ^
радиационного баланса с севера на юг составляет около 6 ккал /см ,
т.е. сохраняется разность, равная таковой в приходе радиации.
Для всех приведенных на рис, 4 1 параметрах за 1 9 5 0 —1 9 7 7 г г .
однозначным отклонение считалось только в том случае, если знак
его совпадал на всех четырех озерах. Видно, что лишь в редких
случаях отклонения показателей облачности были разнозначны
(всего 4 случая из 1 6 8 для общей облачности и 2 5 случаев
Для нижней).
Выделяются группы сезонов, когда несколько лет подряд в тече­
ние всего открытого периода облачность была выше среднемного—
летней величины ( 1 9 5 0 —1 9 5 4 , 1 9 5 7 —1 9 5 8 , 1 9 6 1 —1 9 6 2 г г .) , и
группа сезонов с облачностью меньше среднемноголетней ( 1 9 5 9 1 9 6 0 , 1 9 7 1 - 1 9 7 4 г г .) .
Сопоставляя с ходом облачности величины составляющих радиа­
ционного баланса, находим, что в начале расчетного периода преоб­
ладали годы, когда они были ниже среднемноголетней величины (на
оз. Белом средний радиационный баланс за 1 9 5 0 - 1 9 5 4 гг. на 4
ккап /см^ меньше среднемноголетнего). На этот же период прихо14 7
(3)3
(0)1
■гSI S !
( MU) 3
(M)3
(M3,3
0)3
0+3
0+3
0+3
(M0)3
(0)3
M03
■^59Ei
M30
'4-
MOJ
M0 3
;
iГ Н
^г, j!
1: Г
! c-j i
i_______ 1
M+3
( 3 M ) 3 -?096l
(3)0
3M 0
?+3
M +j
33 M
M+3
3M3
0+M
0 +3
ЧЛ1 3
bvfngo
1LU0 0 HhV if QQ
j4b
■?gs£7
о
д я т с я абсолю тные минимумы сум м арной радиации, эффективного по­
лучения и радиационного б алан са на всех о зер ах (та б л . 4 6 , 5 3 ,
5 5 ) . При это м в ы д е л я е т с я 1 9 5 2 г ., на который приходятся абсолю т­
ные минимумы сум м арной радиации и радиационного б алан са и на
Белом и на К убенском о зер ах , что не со вп адает с выделенным по
теп ловом у балансу минимальным 1 9 5 6 г .
В ы деляю тся 1 9 7 2 —1 9 7 5 г г . , к о гд а в се составляю
щ ие 1радиацион—
гу
ного баланс.ч для о з. Б елого были на 3 к к а л / см “- выше среднемно—
голетн ей . На это т ж е период п риходятся абсолю тные м акси м ум ы со­
ставляю щ их радиационного б алан са для всех озер (та б л . 4 6 , 5 3 ,
5 5 ) . При это м отли чался 1 9 7 2 г ., ко гд а абсолютный м акси м ум
наблю дался на о зер ах Б елом , К убенском и В оже.
Д ля 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г . хар актер н ы зн ачи тельн ы е ко н трасты от го­
да к го д у . Наибольшая ам п ли туда м еж ду д в у м я соседними годам и
с о с т ав л я е т около 4 . 5 ккал /см . Т аки е значительны е перепады на­
блюдались м еж ду 1 9 5 8 ь 1 9 5 9 , 1 9 6 2 и 1‘9 6 3 , 1 9 6 7 и 1 9 6 8 г г .
Приведенная циркуляц --ойкая х ар актер и сти ка сезо н о в (ри с. 4 1 )
п о к азы в а ет, что начиная с 1 9 6 6 г . циркуляция типа Е и гр ает
большую роль в формировании облачности и радиационного реж им а,
чем в предыдущий пепиод, - в сезонны х и ндексах тип Е я в л я е т с я
определяющим. До 19HG г . индексы циркуляции, к ак правило, были
смеш анными, со значительны м у ч асти ем типов W и С .
Т аки м образом , влияние морфометрических и гидрологических
различий м еж ду озерам и Б елы м , К убенским, Воже и Л ача с точки
зрения особенностей радиационного балан са не сто ль значительно,
чтобы оно могло п ерекры ть во зд ей стви е т а к о го мощного фактора,
к а к климатический. Этим решающим фактором я в л я е т с я , в частнос­
ти, однородность условий облачности на всей территории, синхрон­
ность е е м н оголетн его хода над всем и о зер ам и . Различия ограничи­
ваю тся лишь небольшими широтными изменениями: на 0 . 5 балла от
о зер а к о зер у с с е в е р а на юг дл я средн ем есячны х величин.
О тм етив незн ачительн ую . изм ен чи вость составляю щ их радиацион­
ного б ал ан са по территории, с л е д у е т особо подчеркнуть, что р ас­
четный период 1 9 5 0 - 1 9 7 7 г г , отли чался большой неустойчивос­
тью этих составляю щ их во времени. Он х ар ак тер и зо вал ся зн ачи тель­
Рис. 4 1 . М ноголетний ход сум м арной радиации, эффективного излу­
чения, радиационного балан са и облачности в отклонениях от сред—
н ем ноголетнего при условии совпадения зн ака отклонения одновре­
менно на о зер ах Л ач а, В оже, К убенском , Б елом ( Q , Е Эф , В в
с у м м е з а V—X ).
1 — выше ср едн ем н ого летн его для облачности и ниже для
Q , Едф»
В
; 2 — ниже ср едн ем н ого летн его для облачности и выше для Q ,
, В
3 — равно ср едн ем н ого л етн ем у; 4 — несовпадение зн а­
ков отклонения.
149
ными межгодовыми контрастами, связанными с резкими изменения­
ми условий облачности при смене типов атмосферной циркуляции.
Преобладание циркуляции типа Е приводит к тому, что на тер­
ритории, занятой озерами Белым, Кубенским, Воже и Лача, умень­
шается (по сравнению со среднемноголетними величинами) облач­
ность, повышается величина приходящей радиации, уменьшается альбедо
водной поверхности озер, увеличивается эффективное излучение и как
результат наблюдаются большие величины радиационного баланса.
Типы W и С , приводя к увеличению облачности, дают прямо про­
тивоположные результаты.
Поскольку важнейшей проблемой долгосрочных прогнозов являет­
ся разработка способов предсказания крупных аномалий различных
метеорологических элементов, то установление таких связей между
циркуляционными условиями и одним из важнейших климатических
факторов - радиационным балансом — может служить основой таких
прогнозов.
2 . Потери тепла на испарение
и турбулентный обмен с атмосферой
Элементы теплового режима оз. Белого, в частности потери теп­
ла на испарение и турбулентный обмен с атмосферой и их роль в
тепловом балансе, слабо изучены. В работе сделана попытка провес­
ти расчет этих составляющих теплового баланса по гидрометеороло­
гическим элементам приводного слоя.
Расчет затрат тепла на испарение и турбулентный теплообмен с
атмосферой оз. Белого за последний цикл увлажненности ( 1 9 5 1 - 1 9 7 3
г г .) , включающий многоводную ( 1 9 5 1 —1 9 6 2 г г .) и маловодную
( 1 9 6 3 —1 9 7 3 г г .) фазы, выполнен по методике „Технических указа­
ний ГГИ" ( 1 9 6 9 ) . Исходные параметры для расчета (температура
и влажность воздуха, скорость ветра и температура поверхности во­
ды) получены в результате анализа данных, опубликованных в „Ма­
териалах наблюдений на озерах и водохранилищах,
1 9 7 0 —1 9 7 7 " ,
экспедиционных наблюдений и материалов станций Гидрометслужбы.
Анализ метеорологических элементов, определяющих процессы
теп ло- и влагообмена поверхности озера с атмосферой за конкрет­
ный период на фоне многолетнего, выполнен по данным ст. Белозерск,
принятой за опорную. Рассмотрены месячные значения температуры
и абсолютной влажности воздуха, скорости ветра и осадков во всем
диапазоне их изменения.
Сравнение температур воздуха по Белозерску совместно с дру­
гими станциями района озер Лача, Воже и Кубенского за гидрологи­
ческие сезоны показало их согласованное изменение и некоторые ко­
личественные различия в отдельные сезоны года. Для полного цик­
ла увлажненности в бассейне оз. Белого, как и для района названных
озер, различия годовых величин метеорологических элементов за
фазы водности по сравнению со средними за период 1 9 5 1 —1 9 7 3 гг.
150
Т а б л и ц а
57
Метеорологические элементы за периоды
разных фаз водности по ст. Белозерск
Период
19 5 1-19 6 2
19 6 3 -19 7 3
19 5 1-19 7 3
Многолетний
Т а б л и ц а
Фаза
водности
МНВ
МЛВ
Цикл
-
57
за год 1У -Х
2 .4
2 .0
2 .2
2 .4
9 .6
9 .9
9 .8
1 0 .0
6 а , мб
Х1-111 за год 1 У -Х X1-1II
-7 .9
- 8 .9
-8 .4
-8 .2
7 .2
7 .1
7 .1
7 .2
9 .9
9 .8
9 .9
1 0 .0
3 .3
3 .2
3 .2
3 .3
(продолжение)
Осадки, мм
U , м/с
Период
19 5 1-19 6 2
19 6 3 -19 7 3
19 5 1-19 7 3
Многолетний
Т а . град.
за год
1У -Х
X1-III
4 .4
4 .4
4 .4
4 .8
4 .2
4 .1
4 .1
4 .6
4 .6
4 .9
4 .6
5 .0
за год 1 У -Х
645
619
632
696
436
408
422
420
X1-I1I
209
211
210
276
почти не обнаруживаются. Отмечается лишь некоторое перераспре­
деление их внутри года: за теплый ( 1 У - Х ) , холодный ( X I —III) пери­
оды и отдельные месяцы-.
Различия в годовых температурах воздуха (табл. 5 7 ) не превы­
шают j p . 2 ° , в абсолютной влажности + 0 .1 мб, скорости ветра 0 . 4 м/с, в сумме атмосферных осадков — 5 6 мм. Разница в эле­
ментах за теплый и холодный периоды года разных фаз водности не­
сколько больше. Так, за теплый период многоводной фазы количест­
во осадков было на 2 8 мм (7% ) больше, средняя абсолютная влаж­
ность на 0 . 1 мб выше и т .д ., чем в соответствующий период м ал о ­
водной фазы.
Обращает внимание согласованность экстремальных месячных
величин основных метеорологических элементов: температуры и аб­
солютной влажности воздуха, а также температуры поверхности во­
ды по данным водомерных постов (табл. 5 8 ) . Значительным анома­
лиям температуры воздуха соответствую т аномалии такого же зна­
ка для абсолютной влажности воздуха и температуры поверхности
воды за теплый период ( 1 У —X ). Для осадков и скорости ветра стро­
гой заономерности не наблюдается.
Над озером преобладают в течение года ветры южной и запад­
ной четверти, они составляют около 7 8%. В период открытой воды
151
'
I
Максимум
* s
e l
>>
2
Г’ .
CD'
05 CO
ю* rH
о
с
rH
CM
Oi
Ю
L0 ^rО
1953
66
ю
%
w °.
ю см
0)
rH
a
CD
CD*" Ю
c? ^
1965
96
i
147
1961
26
1973
121
1956
6
1955
1 /О
CD
hH
год
LO
0s. cO
14
1956
3 .3
1960
3 .0
1951
106
! 125
I
1967
! 4 .4
1977
3 .1
|l 9 6 7 , 6 8
7
1951
75
1967
3 .1
1964
3 .8
195213
1966
1.1 9
j 1972
- 2 0 .3
6 .3
1966
3 .8
1 1972
1 .2
1955
3 ,8
1965
21
1955
85
CD
о
rH
Минимум
Q)
^
X
to со a
2 H -0 - 0 )
о CO
1968, 69
25
1967
64
VI
mi
1966
2 .6
1951
2 .4
1974
2 .7
rH
CD •
Oi ^
rH
159
1959
20
1956
139
|
^
to
осадки,
1 5,6
1955
, 3 .1
1972
2 .5
CD
LQ
®
rH Ю
™
CO
^
1966
15
1 9 6 9 ,7 0
77
1957
3 .3
15.6
1967
1 1 .9
1954
1 2 .1
1967
- 2 .3
1955
5 .6
1967
- 8 .4
1
CD
го д
a, м/с
1953
9 .3
1960
4 .7
1 19-2
1972
1 2 .5
1962
6 .7
V
73
CO
.
CD
1954
2 .5
1963
6 .2
1972
1 3 .4
CM
CD ^
^ CO
76
1960
17
1972
59
CO
о£ ^ •
rHCO
1953
3 .2
5 .2
1970
3 .2
C kc
1951
4 .0
1961
2 .4
1956
1 1 .2
cn"°m CM
cn
iH
Максимум
tCD
a
00°.
(D CO
©
rH
1964
3 .1
1968
3 .3
CD
го д
^
u
ё
ffi
. ^
£ Ю
(j
о
Q.
Минимум
^
<H
W
*'
1
!
I
4
CD
rH
to Я
о
rH
CO
^
ГОД
14 H
5.0
1967
1 .9
5
Максимум
0> LO*
^
o*
^
a
C
O
CD CO.
I
,
4.7
1974
1 1 .2
1963
5 .2
1951
- 1 .2
СО
cd" ^ .
Ю CD
G
tH
s
e
p;
0
Ф
<
i
1975
!- 1 4 .6
1963
1 3 .8
|
Д
гм
ь
О CO J q
2 со «
1071
1 .3
-2.4
1974
-1 8.8
1956
1 6 .4
Я
a cc
rH
Ю
5
■X)
r'
,H
го д
1971
- 2 0 .0
CO
~ ю
w. LO CO I'(М Oj
rH rH 2
со
to in
о ю.
rH CM
V
Э 96Т
1
со
^ rH.
Г~
iH
6T
996 T
CO
О
I
ю.
со
|
a со
g -i
2
Ф
H
OJ
lO
“ ю.
0) СО
т—
(
CO
LO*
гв
33
a
>
ь■>со_
CD
Ю -t
®
rH f-
CD
CO X)
2 CJ*
S 'Z
\ 0961
w
CO
о
cj 04
&
Я
LO
6-s
=
j
roi
T“H
S Q.
о °o
r-4 *H
T>
9Z.6T
>
Максимум
год
Минимум
го д
XI .
01
CD
IX
1
X
6 'S
152
О
О
1
>
•-Т
>н
I
fr‘ 8
S96T
>
1
S'LX \
j ‘ ^xXtfeoa
ТА
IV
X
(У -Х ) во зр ас тае т п овторяем ость ветр о в северны х румбов (на fi.2°..)
при уменьшении южных. По скорости преобладающими являю тся в е т ­
ры до 5 м /с. На них приходится 7 3 .5 % , около 25% сл у ч а ев с о с т а в ­
ляют ветры со скоростью 6 - 1 0 м /с, п овторяем ость сильных ветр о в
лишь немногим больше 1%.
В ы явленны е аномалии м есячны х величин м етеорологических эле­
м ентов позволили определить их м еж родовы е ам плитуды и сравнить
с амплитудой внутригодового хода каж до го из названны х элем ен то в,
т .е . устан о ви ть относительную м еж годовую и зм ен чи вость. Под относительной м еж годовой изменчивостью
гд е ОС — ам п ли туда м еж го до вы х колебаний м етео эл ем ен та,
А ам п ли туда внутригодового хода е го . К ак п оказал анализ данных,
м есяч н ы е аномалии тем п ер атур ы и абсолютной влажности во зд уха
совпадаю т по зн аку и по времени, а их относительная м еж го д о вая
изм енчивость р азл и ч а ется в п ределах 5% (ЗС% для тем п ер атур ы и
31 % для влажности в о з д у х а ). Изменение м есячны х м еж го до вы х ам ­
плитуд тем п ер атур ы и влажности в годовом ходе по абсолю тному
значению противоположны д р уг д р у гу . М акси м альн ы е ам п ли туды т е м ­
пературы хар актерн ы для холодного времени го д а , абсолютной влаж ­
ности — дл я теп лого, и наоборот. Что ж е к а с а е т с я м еж го до вы х ам ­
плитуд скорости ветр а и о садко в, то такой закономерности в их из­
менении в годовом р а зр е зе не наблю дается . Амплитуды м еж го до —
вых колебаний почти вдвое выше внутригодовы х ам п ли туд ( J 1 , =
= 1 7 8% для скорости ветр а и и. = 1 93 % для атмосферных о садко в —
таб л . 5 9 ) . П оскольку ско р о сть ветр а я в л я е т с я одним из эл ем ен то в,
определяющих интенсивность потерь теп ла с поверхности о зер а, а
е е изм енчивость отлична от таковой для тем п ер атур ы и абсолютной
влажности в о зд ух а, это с к а з ы в а е т с я на несколько большей относи­
тельной м еж годовой изменчивости составляю щ их теп лового б алан са,
в частности турбулентны х тепло— и влагообм ен а поверхности озера
с атмосферой, определяем ы х со вокупн остью м етеорологи чески х эле­
м ен тов.
Закономерности изменения м етеорологи чески х эл ем ен то в в райо­
не о з. Б елого аналогичны рассм отрен н ы м для озер Л ач а, В ож е и
К убенского (О з. К убенское, ч. 1 , гл . 2 , 1 9 7 7 ) . С вязи м еж ду ни­
ми неоднозначны в р азн ы е периоды го д а (теплый и холодны й). Не­
которые из них, приведенные по с т . Б ел о зер ск, отражаю т услови я
на о з. Белом (рис. 4 2 ) . В ы я в л я е т с я устойчивая п р ям ая линейная
с в я з ь абсолютной влажности с тем п ератур о й во зд уха в теплый и
холодный периоды, а т а к ж е з а го д в целом. О садки и скоиость
ветр а в холодный период ( X I —III) имеют прямую с в я з ь с тем п ер а­
турой в о зд ух а, в теплый (1 У -Х ) - обратную. За го д в целом с в я ­
зи выраж ены нечетко. В теплый период (1 У —X) и в отдельн ы е м е­
сяцы открытой воды п р о явл яется линейная с в я з ь тем п ер атур ы поверх­
ности о зер а с тем п ературой в о зд ух а.
Н епосредственно на во до ем е до 1 9 6 8 г . сущ ество вали две рей­
довы е вертикали (в районе Киснемы и Б е л о зе р с к а ), на которых
153
154
Та, ср.
ЕТа+
Z Та-,град
Т а б л и ц а
59
Межгодовая (а) и внутригодовая (А) амплитуды
гидрометеорологических элементов за 1 9 5 1 —1 9 7 7 гг.
и их сравнение ( jut )
У-X
1-Х 11
Элемент
Температура воздуха, град.
Абсолютная влажность, мб
Скорость ветра, м/с
Осадки, мм
Температура поверхности
воды, град ^
ЬЕ, ккал /см
а
А
/1, %
1 0 .3
3 .8
2 .5
106
2 8 .6
1 2 .2
1 .4
55
56
31
178
193
7 .4
4 .5
2 .5
121
1 3 .1
56
9 .5 4 7
1 .4 1 7 8
30
404
2 .8
5 .5
51
6 .6
3 .9
1 4 .3
46
3 .7 1 0 5
а
А
р ,%
один раз в декаду Гидрометеослужбой выполнялся комплекс гидроме­
теорологических наблюдений. С 1 9 6 8 г. работы проводятся на 1 2
вертикалях, образующих продольный и поперечный разрезы озера. К
сожалению, с 1 9 7 2 г. в опубликованных „Материалах наблюдений,
1 9 7 0 —1 9 7 7 * ' помещаются только обобщенные по площади водоема
и осредненные по времени сведения о температуре поверхности, по­
лученные на основании прерывистых наблюдений в открытом водоеме
(рейдовые вертикали, термические разрезы) и регулярных наблюде­
ний береговых постов. Обобщение выполнено путем графических по­
строений, относящихся к отдельным участкам водоема. Для всего
водоема в целом температура воды вычислена как средняя взвешен­
ная с учетом размеров площади составляющих участков. Данные о
метеорологических элементах в приводном слое не публикуются.
Таким образом, в нашем распоряжении были материалы синхрон­
ных измерений гидрометеорологических элементов приводного слоя
на рейдовых вертикалях и разрезах за пять лет ( 1 9 6 7 - 1 9 7 1 ) , наи­
более полные из имеющихся (свыше 4 0 0 серий измерений). Они да­
ют представление о сезонном изменении гидрометеорологических
элементов на озере (рис. 4 3 ) и подтверждают то обстоятельство,
что ст. Белозерск испытывает непосредствэнное влияние озера (ли­
нии проведены через точки, характеризующие среднемесячные вели­
чины элемента с учетом суточного хода за соответствующий период
по данным станции). Материалы непосредственных измерений над
поверхностью озера характеризуют в основном условия дневного вре—
Рис. 4 2 . Связь влажности воздуха, скорости ветра и атмосферных
осадков за год (а ), теплый ( 1 У - Х ) (б) и холодный (X1-III) (в)
периоды с температурой воздуха за 1 9 5 1 - 1 9 7 7 г г. по ст. Белозерск.
155
+
>o*f
>-fo
+/
У f t
.
• /
/ °
><?:•
ж * * -*
г
+
I
+'5>
I
/
/ > .° ,
<•+
•.
г
4
*■4
4 /
о
/>
°* /
%>!
+
41 *:>+/
о1a >
4
,
^
«$« •.
+>t .
+.i
ч
•+>* - 4
'!о
A°
4^
M;>
- ^ г Ч
+f- *
. + j
к °
,
Л;Ч>
i v> °°++
•*. \ >
'5 /
&■
-
-
4.
+
V^ . >"t
V-',° *
• * л О
u
=:V
°о
v
«>
>+
^
•
V °
\
V’
,«+®
4-**
_1_
<$/ +o
4
ir>
0 O *±
150
о
i
>0
-г
\+,<» > о
3a 1
‘ 4
м
8т
+
+о> -Ч
г<«
4'
■4с,0>
_LS
Q.
■fe
°
>
\
есз
а
с
Г *ч°
ф
У
<z
d
а>
ф
ь
4
>' °
а
Cj
'
?л * 4 >
/
о
>ч
+ /•
-< + р >
.
^
'Л
*
+> о /
I
51
CD
I •
+>% ° >
+ и*
&
°
0V
.▲
* .
> / >
% -*"
Ь/
Ф*
с
■ f .1
+4
c-2
i>
о
1
•*
n
•4
4
•
«• ' VI
■+>+
•
>< \
•
v 0
. 4 >
о 1
f
+
v f
>°
“Ь. X>• U
J?
°\. •
1°
ч
> .> Ife
°А .ч
> °t
^
О тffl ^ !
o 2
e § SC
3 LQ „-
О 'ч
&
s~> rn• u
£
g 0 О
a cc h
•:
О
Vr^t
31 О
i
1
<N
* о
Ф
•>
C-
оH и•
EG
\<ь
44-
1 +'
+ > >
■* < f - * 4
5>1° +
ч ^ч’+
V '
О
ч(*-
<< о
*+\
• „4
‘Ч >0
° + i> * 4
т
ч
<
. V
а
о
ж
t со
о
IS *"" §
? ^ Ш
Й CO
_ н j
I
дн/
257
Т а б л и ц а
60
Гидрометеорологические элементы различной обеспеченности
по материалам судовых наблюдений в 1 9 6 7 - 1 9 7 1 г г .
Обеспеченность, %
Месяц
10
20
30
40
50
60
70
80
90
95
Температура поверхности воды, °С
У
У1
УИ
УШ
IX
X
15.0
20 .3
2 1 .7
22 .4
18.4
8.6
13.3
19.2
21.2
2 1 ,0
17.5
8.4
10.9
17.5
20.4
19.4
16.0
7.7
9.6
16,5
20 .0
18 .8
14.6
7.0
8.5
15.7
19.5
18.4
13.4
6.3
7.3
•14.9
19 .0
17.9
12.4
5.6
6.4
14.2
18.4
17.4
11.2
4 .9
5.5
4 .2
2.5
1.5
13.4 1 2.6 11.3 10.3
18.0 17.4 15 .8 14.6
16 .9 16.3 15.1 14.2
10.1
9.0
7.9
7.3
4 .2
3i2
1.8
1.0
Температура воздуха, °С
У
У1
УП
УШ
IX
X
1 5 .6
2 1 .0
2 3 .2
2 3 .0
1 9 .7
8 .4
1 4 .4
2 0 .1
2 2 .5
2 1 .1
1 7 .9
7 .7
1 2 .6
1 8 .6
2 1 .3
1 9 .5
1 5 .2
6 .7
1 1 .2
1 7 .3
2 0 .3
1 8 .8
1 3 .3
5 .9
9 .8
1 6 .1
1 9 .5
1 8 .2
1 1 .7
5 .3
6 .6
4 .0
8 .4
7 .5
6 .0
5 .0
8 .7
1 5 .1 1 4 ,2 1 3 .2 1 1 .9 1 0 .1
1 8 .7 1 7 .6 1 6 .1 1 4 .2 1 1 .7 1 0 .0
1 7 .5 1 6 .7 1 5 .5 1 4 .2 1 2 .6 1 1 .7
3 .9
6 .3
4 .7
1 0 .4
9 .1
7 .8
4 .9
0 .0 - 1 . 0
3 .0
1 .5
4 .1
АС5солютная
У
VI
VII
VIII
IX
X
1 2 .8
1 9 .8
2 2 .5
2 1 .6
1 7 .7
1 0 .4
1 2 .0
1 7 .8
2 1 .5
2 0 .5
1 6 .7
9 .5
1 0 .7
1 5 ,6
1 9 .7
1 8 .8
1 4 .8
8 .3
, 9 .6
1 4 .2
1 8 .4
1 7 .6
1 3 .2
7 .5
8 .8
1 3 .2
1 7 .1
1 6 .6
1 1 .8
7 .2
b j тажность,
5 .8
5 .3
8 .0
6 .7
8 .3
7 .4
7 .0
8 .3
9 .5
1 2 .3 1 1 .3 1 0 .4
9 .3
1 6 .0 1 5 .1 1 3 .9 1 2 .4 1 0 .4
1 5 .9 1 5 .0 1 3 .9 1 2 .6 1 1 .0 1 0 .0
7 .0
6 .4
1 0 .6
9 .6
8 .8 8 .0
6 .0
4 .5
6 .8
6 .6
5 .1
7 .0
О сорост ь ветр а,
V
VI
VII
УШ
IX
X
158
5 .8
7 .0
5 .9
7 .6
5 .8
6 .0
5 .2
6 .0
5 .7
6 .0
5 .5
5 .5
4 .4
4 .4
5 .2
5 .1
4 .9
4 .8
3 .8
3 .8
4 .7
4 .4
4 .4
4 .5
3 .4
3 .4
4 .2
3 .8
3 .8
• 4 .1
мб
3 .1
3 .1
3 .8
3 .2
3 .3
3 .7
м/с
2 .8
2 .8
3 .3
2 .6
2 .7
3 .3
2 .5
2 .5
2 .8
1 .9
2 .1
3 .0
2 .0
2 .0
2 .0
1 .3
1 .6
2 .4
1 .0
1 .0
1 .0
0 .7
1 .1
1 .5
0 .5
0 .5
0 .6
0 .4
0 .8
0 .9
Т а б л и ц а
61
Разности температур ^сТ^г, ’ гРад^ и влажности (ео~е2 , мб)
различной обеспеченности в приводном слое за 1 9 6 7 - 1 9 7 1 гг.
Ме­
ся­
цы
Обеспеченность, %
5
10
20
30.
40
50
60
70
80
90
95
- 2 .4
-2 .1
-1 .6
-0 .9
-0 .6
-0 .9
-4 .3
-3 .7
-2 .6
-1 .8
-1 .5
-2 .1
-5 .6
- 5 .0
- 3 .2
-2 .3
-1 .9
-2 .9
Т0-Т2 , град
У
У1
УП
УШ
IX
X
2 .0
4 .1
5 .4
4 .2
5 .1
5 .4
1 .6
3 .1
4 .7
3 .5
4 .9
4 .6
0 .8
1 .7
3 .2
2 .4
4 .4
3 .4
0 .0
0 .7
2 .1
1 .7
3 .7
2 .5
-0 .6 -0 .9 - 1 .2 - 1 .6
0 .0 - 0 .4 - 0 .6 - 1 .2
0 .2 - 0 .4 - 0 .9
1 .1
1 .1 0 .5 0 .0 - 0 . 4
2 .9 2 .0 1 .1 0 .3
1 .7
1 . 1 0 .6 0 . 0
е -р
с о с' 2 ’ м б
У
У1
VII
VIII
IX
X
7 .6
9 .7
1 0 .2
8 .9
6 .8
4 ,3
5 .8
8 .9
9 .4
8 .1
6 .0
4 ,0
4 .3
7 .5
8 .1
6 .8
5 .2
3 .2
3 .8
6 .4
7 .2
5 .9
4 .4
2 .6
3 .2
5 .4
6 .5
5 .1
3 .8
2 .1
2 .5 2 .0
4 .7 3 .8
6 .0 5 .1
4 .5 4 .0
3 .3 3 .0
1 .8 1 .5
1 .2
2 .8
4 .1
3 .4
2 .5
1 .1
0 .3 - 1 . 2 - 2 .3
1 .7 0 .3 - 0 . 1
2 .9 1 .5
1 .1
2 .4 1 .2 0 .4
1 .8 0 .6 - 0 .2
0 .4 - 0 .7 - 1 .3
мени. Поэтому определение осредненных по времени и площади исход­
ных параметров для расчета элементов теплового режима озера пред­
ставляет сложную задачу.
Настоящая работа — продолжение исследований на других больших
озерах (Лача, Воже, Кубенское). При комплексных исследованиях
оз. Белого Институтом озероведения в связи с разработкой прогно­
за будущего режима озера, ожидаемого при осудествлении переброс­
ки части стока северных рек в бассейн р. Волги, определение эле­
ментов водного и теплового режимов подчинено общей задаче — рас­
смотрению их изменчивости за многолетний период, включающий пол­
ный цикл колебания увлажненности. Ниже приведены гидрометеороло­
гические элементы, систематизированные по месяцам и представлен­
ные во всем диапазоне их изменения во времени (табл. 6 0 , 6 1 ) .
Значения элементов 50% -ной обеспеченности характеризуют близкие
к средним величины элементов в приводном слое за рассматриваемый
период, а разности температур (TQ-T^) и влажности (&0 ' е & ) - нап­
равленность и интенсивность потоков тепла и влаги ме;^ду поверхнос­
тью озера и атмосферой в дневное время. Поток тепла за счет тур­
булентного обмена в дневные часы невелик, в мае—июне он направлен
к поверхности водоема (
выше TQ ), в ию ле-августе поверхность
159
Т а б л и ц а
62
Поправки к тем п ер ат у р е ( 1 ) и абсолютной влажности во зд уха ( 2 )
и тем п е р ат ур е поверхности воды ( 3 ) по с т . Б ел о зер ск
Поправка
1
2
3
У
- 1 .6
+ 0 .5
- 0 .5
У1
- 0 .1
+ 1 .3
- 1 .2
УП
УШ
IX
+ 1 .9
+ 2.1
+ 0 .4
+ 1.1
+1 ,8
+ 0 .2
+ 0 .7
+ 0 .6
+ 0 .2
X
+ 1 .8
+ 0 .2
+ 1.1
озер а о т д а е т тепло в атмосф еру, которое значительно увел и ч и вается
в сен тяб р е (примерно в 4 р а за по сравнению с а в г у с т о м ) (та б л . 6 1 ) .
И нтенсивность дневных з а т р а т на испарение наибольшая в июле, в
м а е она примерно одинакова с сен тябрьской , в июне - с ав густо вско й
и значительно ум ен ьш ается к октябрю . При возможных аном алиях в
колебаниях м етеорологи чески х эл ем ен то в интенсивность потоков теп ­
ла и вл аги из атмосферы к воде или, наоборот, в атмосф еру и зм е­
н яе тс я в значительных пределах.
Приведенные м атер и алы л егли в основу ан ал и за и определения
эл ем ен то в приводного сл оя о а. Б елого, необходимых для р асч ета эл е­
м ен то в теплового реж им а, связан н ы х с турбулентны м тепло— и вла—
гообменом з а принятый расчетны й период по данным с т . Б ел о зер ск
(т а б л . 6 2 ) . Эти поправки были использованы для приведения данных
с т . Б ело зер ск по тем п ератур -; и влажности во зд уха, тем п ер атур е по­
верхности воды в/поста к услови ям о зер а. С корость в ет р а, необхо­
ди м ая для р асч ето в, принята по с т . Б ел о зер ск б ез приведения к вы­
со те 2 м.
Сравнительно небольшая глубина о з. Белого ( 4 .1 м ) , быстрый
прогрев всей водной м а с с ы и интенсивное ветр о вое перемеш ивание
при различных направлениях в ет р а (форма котловины) приводят к пре­
обладанию равновесны х условий стратификации в приводном слое в
течение в с е го периода открытой воды (У -Х ). С ви детел ьство м послед­
н его я в л я е т с я небольш ая (м еньш е 2 ° ) величина разности тем п ер а­
тур поверхность—во зд ух, определяющая направление и интенсивность
турбулентного теплообмена поверхности о зер а с атмосферой (таб л . 6 3 ) .
В среднем для цикла увлаж ненности разности тем п ер атур поверх­
ность—во зд ух и влажности в приводном сл о е в отдельн ы е м есяц ы пе­
риода открытой воды на о з. Белом несколько меньш е, чем были ра­
нее определен!./ нами для о з. К убенского, С л ед ует о тм ети ть, что
по о з. Белому мы располагали большим фактическим м атер и ало м на­
блюдений Гидрометеослужбы по режиму гидром етеорологических эле­
м ентов и при вед ном слое, чем по о з. К уб енско м у. Э тот м атер и ал
позволял правильнее, по наш ему мнению, оценить исходные п ар ам ет­
ры для р ас ч е т а потерь теп ла на испарение и турбулентны й обмен с
атмосферой. С делан а попытка несколько точнее у ч е с т ь влияние с у ­
точного хода гидром етеорологических элем ен то в в м есяц ы периода
К, О
Т а б л и ц а
63
Среднемесячные разности температур (TQ-T ^ )
и влажности ( е 0 ~ 6 а ) по оз. Белому за 1 9 5 1 - 1 9 7 3 гг.
V
Разность
т <Гт г * °с
V е 2.’ мб
-0 .6
1 .7
VI
У11
УШ
IX
X
0 .3
4 .6
0 .4
5 .8
0 .9
4 .5
1 .5
3 .0
0 .6
1 .5
открытой воды при выполнении термических съемок или разрезов по
озеру в дневные часы.
Расчеты выполнены по известным гидрометеорологическим форму­
лам:
ЬЕ = 8 . 2 6 п.
Р = 5 . 0 7 tv
(е 0 - е а ) ( 1 + 0 . 7 2
(Т 0
) кал /см^- мес
) ( 1 + 0 . 7 2 ^ 2 , ) кал / с м ^ .м ес ,
где LE — затраты тепла на испарение, Р - турбулентный теплооб­
мен с атмосферой, TQ— разность температуры поверхности воды
и воздуха над водоемом на высоте 2 м , С, 6 Q- 6
разность между
максимальной упругостью водяного пара, определяемой по темпера­
туре поверхности воды, и абсолютной влажностью воздуха над водой
на уровне 2 м, мб, U,^ — скорость ветра на высоте 2 м, м/с, п —
число дней в месяце.
В месяцы с переходным состоянием поверхности озера ( 1 У и X I)
рассчитанные величины LE и Р не претендуют на высокую точ­
ность из—за приближенно принятой температуры поверхности. В ме­
сяцы сплошного ледостава исходные данные, как и в аналогичных
расчетах по оз. Кубенскому (Оз. Кубенское, ч. I , гл . 5 . 2 , 1 9 7 7 ) ,
взяты по ст. Белозерск с учетом разности температур поверхности
снежнего покрова и воздуха, равной в декабре 0 . 5 ° , январе - 0 . 2 ,
феврале — 1 . 0 , в марте - 0 . 9 ° .
Затраты тепла на испарение ( L Е ) и турбулентный теплообмен с
атмосферой ( Р ) определены за каждый месяц расчетного ряда.
Получены их многолетние величины за периоды большой и малой
водности (табл. 6 4 ) . Годовые величины LE и Р за цикл увлажнен­
ности изменяются соответственно в пределах 1 9 . 3 —3 2 . 4 и 1 . 2 —6 . 4
ккал /см . Суммарные годовые потери тепла на испарение и тур­
булентный обмен с атмосферой ( LE + Р ) с поверхности оз. Бе­
лого за цикл увлажненности ( 2 7 . 2 ккал /см ) практически равны по­
лученным на оз. Кубенском. Роль турбулентного теплообмена на оз.
Белом, как и на других мелководных озерах Северо-Запада, невели­
ка ( 1 1 % от суммы LE. + Р
за средний го д).
Коэффициенты изменчивости ( С-^ ) испарения и суммарных потерь
тепла на тепло— и влагообмен ( L.E + Р ) за апрель—октябрь со­
ставили соответственно 0 . 1 8 и 0 . 2 0 . В отдельные месяцы периода
открытой воды (табл. 6 5 ) величина испарения варьирует в сравни161
0.3
-0 .5
0.1
-0 .7
-0 .7
-0 .1
-0 .1
-0 .1
0.0
-0 .1
-0 .2
-0 .1
-0 .6
-0 .5
-0 .1
-0 .6
0.0
-0 .1
0.4
-0 .6
-0 .1
-0 .6
1-1
- 0 .8
0.4
—0 . 6
О
-0 .2
-0 .1
1.8
-0 .2
Н
1.2
-
0.4
- 0 .6
=:
-0 .6
>-
0.1
-0 .1
1У
см
со
г-
со
Г"
О
тЧ
|
тЧ
(0
тЧ
1
со
о
14
1
тЧ
ю
о
тЧ
ю
С;
тЧ
С\]
г~
С4,
тЧ
Cj
гЧ
Cj
тЧ
1.8
- 1 .0
0.8
-0 .9
1.5
- 0 .8
1.0
-1 .4
0.3
-0 .6
0.4
-0 .6
0.0
-0 .2
-0 .6
-0 .3
^
^
4.6
0.9
'Т
o'
5.2
0.2
г-
rH
3.6
1.5
1.7
0.4
0 .8
0.2
0.6
0.9
-0.4
0.0
О
СО
5.5
2.2
1.9
О
0.7
-0 .9
4.5
1.7
1.8
2.4
3.7
6 1
0.3
0.2
-0 .1
0.4
-0 .1
О
4.5
1.1
2.0
0.5
1.8
0.5
2.1
3.0
1.9
2.7
2.3
3.2
^
5.7
0.7
3.2
0.9
3.4
0.3
1.7
0.4
1.9
0.5
1.5
0.3
XI
О
6
0.5
7.2 7.7
- 0 .3 -0 .3
3.0
0.5
3 .0
0.9
3.3
1.3
2.6
0.6
IX
(з н а м е н а т е л ь )
О
1.6
- 0 .8
4.1
0.1
4.0
- 1 .4
-0 .1
-1 .5
1.6
0.8
0
5.1
5.4
0.2
4.4
0.2
1.7
- 0 .4
1.1
-0 .6
j
4.9
0.6
5.9
0.3
4.7
0.4
1.7
-0 .6
Г'
О
1
4.3
0.6
3.7
0.6
5.0
0.1
О
4.0
0.1
VI
X
9*0
с атмосферой
X
-
обмен
'
2 2 .4
-0 .1
23.7
3.9
3 0 .3
1.2
2 1 .6
4.3
24.3
2.9
2 5 .7
3 .0
2 3 .0
2.9
U
о
и турбулентный
СО
С О
г
Ш Л
Затраты тепла на испарение (числитель)
за периоды водности и отдельные годы
о
о'
1
с"
С
1
1
Т а б л и ц а
65
Коэффициенты изменчивости (ч и сл и тел ь) и средние квад р ати ч ески е
отклонения (з н а м е н а т е л ь ) з а т р а т теп л а на испарение
и турбулентный обмен с атмосферой ( L E + Р ) з а 1 9 5 1 - 1 9 7 5 г г .
IV
V
VI
LE
0 .5 0
0 .6
0 .7 6
1 .3
LE -v Р
1 .6
1 .1
1 .5
2 .4
Э лем енты
VII
VIII
IX
0 .1 9
0 .8
0 .2 6
1 .4
0 .2 8
1 .2
0 .2 3
0 .7
0 .3 0 0 .1 8
0 .5
3 .9
0 .2 2
1 .2
0 .2 5
1 .6
0 .2 3
1 .3
0 .2 0
0 .9
0 .4 5 0 .2 0
0 .9
4 .7
X
1V -X
тельно большом диапазоне, о чем сви д етел ьствую т значения 9 ,
величины LE и L £ +P различной обеспеченности (та б л . 6 6 ) .
Потери теп ла с поверхности о з. Б елого з а сч ет т еп л о - и вл аго —
обмена в период м акси м ал ьн о го н агр еван и я ( июль—а в г у с т ) при лю­
бых средних терм ически х услови ях (нормальный, теплы й, холодный)
различаю тся мало ( в пределах 1 0 . 4 - 1 0 . 9 к к а л / с м ^ ) . В весенний
период при аномальны х терм ически х услови ях (холодных и теп лы х)
потери теп ла несколько больше (н а 0 . 8 - 0 . 9 к к а л / с м ^ ), чем при
средних. В холодные осенние периоды потери теп л а з а сч е т испаре­
ния и турбулен тн ого теплообмена в 1 . 4 р аза превышают тако вы е
при нормальных услови ях. В теп лы е осенние периоды различия в по­
т ер ях теп л а с нормой невелики (таб л . 6 7 ) .
З атр аты теп ла на испарение с поверхности о з. Б елого з а м есяц ы
устойчивого л ед о с тава (XII—III) состави ли для средних условий око­
ло 0 . 6 ккал /см ^ (2% от годовой величины LE ).
Наибольшие потери теп ла с поверхности о з. Б елого на испарение
и турбулентный обмен с атмосферой происходят в период м акси м ал ь­
ного н агр еван и я. Они определяю т го до вы е и з а теплый период ( 1 У—X)
потери теп ла с поверхности. Т а к , коэффициент корреляции ( Т ) м еж ­
ду L E з а УП-УШ и У1-У1П с L E
з а 1 У -Х со стави л 0 . 7 1 и
0 . 6 9 , а коэффициент сум м ар н ы х потерь теп ла ( L E + Р ) з а ук аза н ­
ные периоды расчетного р яда равен со о тветствен н о 0 . 6 8 и 0 . 6 7 .
С ум м ар н ы е потери теп ла с поверхности о зер а з а сч ет испарения
и турбулен тн ого обмена с атмосферой ( L E + Р ) з а период откры­
той воды (У -Х ) в многоводную фазу ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . ) были на 10%
меньш е, в маловодную ( 1 9 6 3 —1 9 7 3 г г . ) , наоборот, на 11% больше,
чем з а соответствую щ ий период полного цикла увлаж ненности.
В соответствую щ и е периоды аномальны х л ет различия м о гу т до­
с т и га т ь значительных величин: в холодном 1 9 5 6 г . L E + P з а У-Х
были на 3 4 % меньш е, в теплом 1 9 7 2 г . на 24% больше, чем з а
1 9 5 1 -1 9 7 3 гг.
С ум м ар н ы е потери теп л а с: поверхности о з. Б елого на испарение
и турбулентный обмен с атмосферой от го д а к го ду з а расчетны й
1 <;з
Т а б л и ц а
66
Температура воздуха (ст. Б елозерск), затраты тепла
на испарение ( LE , ккал/см^) и суммарные потери тепла
на испарение и турбулентный обмен с атмосферой
( L Е + Р , ккал/см^) различной обеспеченности
за 1 9 5 1 - 1 9 7 5 г г .
Обеспеченность, %
м есяц
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
95
Темшзратур а воздуха, г рад
1У
У
У1
УП
УШ
IX
X
5 .6
1 3 .2
1 7 .4
2 0 .4
1 8 .5
1 2 .5
6 .1
4 .8
1 2 .1
1 7 .0
1 9 ,5
1 7 .3
1 1 .9
5 .7
3 .6
1 0 .6
1 6 .2
1 8 .3
1 6 .0
1 0 .9
4 .8
0 .0
2 .6
1 .8
0 .5
1 .1
9 .7
8 .7
8 .3
7 .7
9 .1
1 5 .6 1 5 .1 1 4 .6 1 4 .1 1 3 .6
1 7 .5 1 7 .1 1 6 .7 1 6 .3 1 5 .9
1 5 .4 1 5 .0 1 4 .8 1 4 .5 1 4 .3
1 0 .1
9 .5
9 .1
8 .7
8 .2
3 .6
2 .8
2 .3
3 .2
4 .2
-0 .5
7 .0
1 3 .0
1 5 .2
1 3 .9
7 .5
1 .6
- 0 .9 - 1 .1
6 .0
5 .4
1 2 .0 1 1 .3
1 4 .2 1 3 .6
1 3 .1 1 2 .5
6 .5
5 .9
0 .6
0 .0
Затраты т епла Im исп<арение , ккал / c w f i
1У
У
У1
VII
УШ
IX
X
1У -Х
0 .8
0 .6
1 .8
1 .0
0 .7
0 .5
2 .1
1 .5
1 .3
2 .2
1 .1
0 .9
1 .9
1 .5
1 .2
0 .5 - 0 . 1 - 0 .5
4 .7
4 .1
3 .1
2 .4
4 .0
2 .9
2 .6
5 .0
4 .5
4 .3
3 .7
3 .5
5 .5
4 .8
5 .7
4 .5
3 .9
3 .8
5 .9
5 .6
5 .2
4 .9
4 .2
8 .3
7 .6
6 .4
2 .9
4 ,9
4 .6
4 .3
3 . 9 '3 .6
3 .2
2 .7
7 .5
6 .6
5 .5
1 .9
3 .6
3 .0
2 .9
2 .5
1 .5
4 .4
3 .3
3 .2
2 .7
4 .1
1 .5
1 .2
2 .2
2 .0
1 .9
1 .7
1 .6
1 .3
2 .7
3 .1
1 .1
2 8 .0 2 7 .8 2 5 .5 2 3 .5 2 2 .0 2 1 .5 2 0 .8 1 9 .7 1 8 .0 1 6 .5 1 5 .8
Суммарные потери тепла на испарение
■и турбулентный обмен с атмосферой, ккал/см^
1У
У
VI
VII
УШ
IX
X
1V -X
164
0 .0 - 0 .4 - 0 .8 - 1 .2 - 1 .4
2 .8
2 .0
1 .4
0 .8
0 .4
3 .3
1 .2
6 .5
5 .1
3 .3
2 .2
1 .5
0 .7
0 . 1 - 0 . 7 - 1 . 8 - 2,6
4 .0
3 .3
2 .3
5 .3
5 .0
4 .8
4 .7
4 .4
1 .7
6 .1
5 .8
5 .6
4 .6
3 .7
6 .0
4 .2
3 .5
8 .5
8 .0
6 .9
6 .5
5 .1
4 .6
4 .1
3 .6
3 .2
2 .9
6 .6
6 .0
5 .6
7 .3
7 .0
5 .1
3 .9
3 .8
3 .6
4 .0
3 .1
2 .2
1 .5
5 .8
4 .7
4 .3
5 .4
0 .8
1 .8
0 .5
2 .6
2 .3
2 .2
1 .4
3 .8
3 .1
2 .1
4 .3
3 1 .4 3 0 .4 2 7 .1 2 5 .4 2 3 .9 2 2 .9 2 1 .9 2 0 .4 1 8 .4 1 5 .9 1 3 .9
Ри с. 4 4 . Годовы е с у м м ы потерь теп ла на испарение и турбулентный
обмен с атмосферой на о з. Б елом.
1 - еж его дн ы е, 2 - 3 -л е т н и е сгл аж ен н ы е,
3 — 6 -л е т н и е сгл аж ен н ы е.
период сущ ественн о и зм ен яю тся. О тчетливо вы раж ены минимумы в
1 9 5 7 , 1 9 6 3 и 1 9 7 4 г г . и три м ак с и м у м а в 1 9 6 0 , 1 9 7 1 и 1 9 7 5
г г . сум м ар н ы х теплопотерь, причем последующие минимумы и м акси ­
м ум ы были более вы сокие по с в о е м у значению в сравнении с первы­
ми (ри с. 4 4 ) . С гл аж ен н ы е кривы е ( 3 - и 6 —л етн и е) п оказы ваю т нали­
чие д в у х циклов в изменчивости потерь теп ла с поверхности о зер а
с тенденцией к их увеличению, что было отмечено и дл я о з. К убенс—
ко го . В сравнении с К убенским озером годы с аномальными потеря­
ми теп ла с поверхности на испарение и турбулентный обмен с атм о с­
ферой по о з. Б елом у не совпадаю т.
Соотношение тепло— и вл аго о бм ен а (P / L E ) на о з. Белом в м е с я ­
цы теплого периода (1 У —X) р азн ы х фаз водности и зм ен яется в ши­
роких п ределах (т а б л . 6 8 ) . За период в целом поток теп л а в атм о с­
феру з а с ч е т турбулен тн ого обмена с о с т а в л я е т 6% от потерь теп ла
на испарение. В период м акси м ал ьн о го н агр еван и я (V 1-V III) соотно­
шение Р/L E у вел и ч и вается до 7% . В фазы водности различия в со­
отношении не превышают 1 -2 % . В аном альны е го ды соотношение
P / L E м ен яет не только величину, но и зн ак . Причем в холодный го д
( 1 9 5 6 ) соотношение Р / L E несколько больше, чем в теплый ( 1 9 7 2 ) ,
и это происходит з а с ч ет значительны х различий в п отерях теп ла
на испарение по сравнению с величиной турбулен тн ого обм ена. В го­
ды и отдельн ы е м есяц ы отношение Р/L E и зм ен яется сущ ественн о.
Т ак , з а апрель—октябрь р а ссм атр и ва ем о го периода Р/ L E колебалось
о т - 0 . 1 5 в 1 9 5 7 г . до 0 . 1 9 в 1 9 6 8 и 1 9 7 6 г г .
Испарение с о зер а и турбулентный обмен с атмосферой лимитиру­
ю тся притоком теп л а из атмосферы и е го распределением в водоем е.
В настоящ ее вр ем я и м ее т ся возм ож ность оценить роль з а т р а т тепла
на испарение и турбулентный обмен с атмосферой в тепловом режиме
о зер а. Р ассчи тан ны е величины L E и р позволяю т вы яви ть их со—
165
Т а б л и ц а
67
С ум м ар н ы е LE +Р
з а с е зо н ы , раапичные по тер м и ч ески м
усл о ви ям ( 1 9 5 1 - 1 9 7 6 ) , к к ал /см ^
В есна
(1 У -У 1 )
Л ето (УП-УШ )
Осень (1 Х - Х 1 ;
Период
число
лет
Нормальный
Холодный
Теплый
LE + Р
16
5
5
Т а б л и ц а
число
л ет
LE + Р
число
лет
L.E + Р
12
5
9
1 0 .9
1 0 .4
1 0 .8
10
5
11
1 0 .5
1 4 .5
1 0 .1
6 .0
6 .8
6 .9
68
Соотношение P/LE в фазы водности и аном альны е годы
Период, го д
1 9 5 1 -1 9 6 2
1 9 6 3 -1 9 7 3
1 9 5 1 -1 9 7 3
1956
1972
1У
- 0 .3 3
- 0 .7 3
- 0 .5 4
0 .5 0
- 1 .1
Т а б л и ц а
У
У1
- 0 .1 1
0 .0 2
- 0 .3 5
0 .0 8
- 0 .2 4 0 .0 4
15
-0 . 35
- 0 .5 6
0 .0 8
УП
УШ
0 .0 2
0 .0 5
0 .0 4
0 .0 2
- 0 .0 4
0 .1 6
0 .1 2
0 .1 4
0 .1 7
- 0 .0 4
IX
0 .2 3
0 .3 9
0 .3 0
0 .0 9
0 .2 8
X
1У -Х
У 1 -'-
0 .2 0
0 .2 6
0 .2 4
0 .2 8
0 .2 5
0 .0 6
0 .0 7
0 .0 6
- 0 .0 4
0 .0 1
0.0(,
о.оь
0 .0 7
- 0 .0 7
0 .0 1
69
Отношение ср едн ем есяч ны х величин LE
и LE + Р
к сум м арной ( Q ) и поглощенной ( В к ) радиации и
радиационному б ал ан су ( В ) з а 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г .
Отношение
У
У1
УП
LE/Q
LE/BK
L.E/B
LE + P/Q
L E + P/BK
LE + P/В
0 .1 3
0 .1 4
0 .1 9
0 .1 0
0 .1 1
0 .1 4
0 .3 0
0 .3 2
0 .4 2
0 .3 2
0 .3 4
0 .4 4
0 .3 9
0 .4 2
0 ,5 6
0 .4 0
0 .4 4
0 .5 8
УШ
IX
0 .4 1
0 .4 5
0 .6 8
0 .4 7
0 .5 1
0 .7 5
0 .5 7
0 .6 2
1 .5 7
0 .7 4
0 .8 1
2 .0 5
X
0 .7 4
0 .8 5
—
0 .9 1
1 .0 5
-
У-Х
0 .3 4
0 .3 7
0 .5 6
0 .3 8
0 .4 1
0 .6 1
отношение с сум м арной ( Q ) и поглощенной ( В к ) радиацией, а
т а к ж е с радиационным балансом ( В ) для периода открытой воды
; V_X) (та б л . 6 9 ) , Данные по Q , В ГЛ и В заи м ство ван ы у Э .М .
A
?
6Z -
•8
•7
61
-
•6
5•
so
4»
3•
59
•2
58
/•
Рис. 4 5 . Связи
широтой (
).
I
10 P
P , LE и LE+P больших озер Северо-Запада
с
1 - Ильмень, 2 - Чудско-Псковское, 3 - Кубенское, 4 - Белое,
5 - Воже, 6 - Ладожское, 7 - Лача, 8 - Онежское.
Затраты тепла на испарение ( LE ) и суммарные потери на тегшои влагообмен (P + LE) оз. Белого значительно возрастают от вес­
ны к осени. За период открытой воды (У -Х ) в целом LE составляют
34% Q , 3 7 В к и 5 6 % В , a LE+P увеличивают отношение соот­
ветственно до 3 8 , 4 1 11 61% . Именно такие соотношения (с раз­
ницей для LE в 5 —8% и для Lb+P Й 5 - 1 4 % в сторону увеличения)
были выявлены автором за этот период для КубенскоГО о^ера. При­
веденные данные свидетельствуют о том, что процессы обмена теп­
лом и влагой поверхности озера с атмосферой играют существенную
роль в тепловом режиме мелководного водоема.
Оз. Белое принадлежит к числу крупных на Северо-Западе ЕТС.
Ему должны быть свойственны основные закономерности пространст­
венного и временного изменения элементов теплового режима, в
частности испарения и турбулентного теплообмена с атмосферой, ха­
рактерных для озер этого района. Данные, полученные автором по
другим озерам и оз. Белому, подтверждают сделанное предположе­
ние. Общие закономерности изменения тепло— и влагообмена на оз.
Белом во времени аналогичны полученным ранее по другим мелковод­
ным озёрам "сслепуемого района (Лача, Воже, Кубенское).
Р езультаты расчета тепло— и влагообм<5п£ для оз. Белого подт­
верждают ранее полученные выводы. В частности, для больших озер
Северо-Запада со значительным диапазоном глубин характерно прояв­
ление географической зональности в изменении испарения: уменьше­
ние потерь тепла на испарение с юга на север (рис. 4 5 ) . Турбулент—
167
-0.5
О 0.5 1.0 1.5 P/LE
—i------------ 1-------1-
b
7»l
Г
t
I
I
*5
IV-X
Рис. 4 6 . Значение отношений тепло— и вп агообм ен а ( P/LE ) озер
в зави си м о сти от их средней глубины.
1 - Л ач а, 2 - В ож е, 3 — К убен ско е, 4 - Белое, 5 - И льмень, 6 —
Ч удско—П сковское, 7 - О неж ское, 8 - Л адо ж ско е, 9 — Б айкал.
Ри с. 4 7 . Соотношение сум м ар н ы х теплопотерь (LE + Р ) о з. Б елого
с радиационным балансом ( В
), поглощенной ( В ^ ) и сум м арной
( Q ) радиацией з а м ай —октябрь 1 9 5 1 —1 9 7 7 г г .
168
. ,Р Й 8. Соотношения
t ..p ( a ) , -Ll£f. —Р (б ) и
(в ) в з а Ц
В
о
и?1й0ссти от средней глубины озер з а м ай , а в г у с т и м ай -о ктяб р ь
,'полетнего периода,
. Х .адожское, 2 - О неж ское, 3 - Б елое, 4 - К убенское, 5 - Воже,
Л ач а.
Рис. 4 9 . С х е м а расположения постов ГМС и станций И нститута
зер о веден и я.
t — пост ГМС, 2 — рей до вая вер ти каль ГМС, 3 — станции и н сти тута.
169
ный теплообмен поверхности озер с атмосферой в пределах 5 8 —6 2 °
с.ш. изменяется существенно (учитывая его небольшую абсолютную
величину), но эти различия связаны главным образом с глубиной oaoj ,
Наблюдается увеличение Р
с глубиной озере (на глубоких водоемах Ладожское, Онежское — годовая величина турбулентного теплообме­
на в 2 —2 . 5 раза больше, чем на мелких — Лача, Воже, Кубенское,
Б ело е).
Соотношение Р /LE для среднего года увеличивается с ростом г л у ­
бины
озер. Зависимость имеет нелинейный вид и показательна не
только для озер Северо-Запада, но и для большего диапазона широт
(рис. 4 6 ) .
Потери тепла на испарение и турбулентный обмен с атмосферой
поверхности озера пропорциональны приходящей ( Q ), а также по­
глощенной ( В к ) водными массами радиации и радиационному балан­
су ( В ). Для оз. Белого суммарные потери тепла на испарение и
турбулентный обмен с атмосферой ( LE + Р ) за период открытой
воды (У -Х ) в годы с усиленным притоком радиации в основном боль­
ше, чем в холодные (рис. 4 7 ) .
Соотношение LE + P/& , L Е + Р / В к , LE + Р/В возрастает от глубоких
озер к более мелким (рис. 4 8 ) . Последнее справедливо как для теп­
лого периода в целом (У—X ), так и для отдельных месяцев.
3 . Закономерности формирования термического режима
Изучение особенностей сезонного хода температуры воды и дон­
ных отложений, ее распределения по глубине и акватории, интенсив­
ности и направленности процессов теплообмена в грунте, количествен­
ная оценка теплозапасов воды
и донных отложений, прихода и рас­
хода тепла со стоком позволяют выявить закономерности естествен­
ного режима оз. Белого и его изменение под воздействием антропо­
генных факторов.
Исследование термического режима водной массы и донных отло­
жений озера в полевой период велось методом термосъемок по 1 5
гидрологическим станциям, равномерно расположенным по акватории
водоема (рис. 4 9 ) . Температура воды на станциях измерялась вод­
ным (родниковым) термометром на поверхности и опрокидывающимся
глубоководным термометром по вертикали. Измерение температуры
донных отложений производилось при помощи металлической состав­
ной штанги с термометром сопротивления на конце. Точность измере­
ний составляла + 0 .1 ° .
Полученные результаты основываются на данных наблюдений, вы­
полненных в 1 9 7 3 —1 9 7 8 г г. и - представленных единичными измере­
ниями температуры воды и донных отложений (более 6 0 0 ) в различ­
ные сезоны года. Анализ термического режима озера за многолетний
период ( 1 9 5 1 - 1 9 7 3 ) основывается на материалах наблюдений ГМС
(рис. 4 9 ) .
1 70
Учет сезонной изменчивости метеорологических факторов, опреде­
ляющих формирование термического режима озера, позволяет в его
годовом термическом цикле выделить периоды весеннего и летнего
нагревания, осеннего и зимнего охлаждения, а также зимнего на­
гревания (Зайков, 1 9 5 5 ) .
Период весеннего нагревания
Наступление периода весеннего нагревания в первой декаде апре­
ля совпадает по времени с окончанием нарастания толщины льда
(Тихомиров, 1 9 6 6 ) . В распределений температуры воды и донных
отложений по вертикали проявляется обратная термическая страти­
фикация (рис. 5 0 ) . Наибольшие вертикальные градиенты температур
донных отложений характерны для первого метрового слоя и состав­
ляют 1 . 8 - 2 . 5 °
роста на 1 м глубины. Максимальная температура
донных отложений ( 7 . 3 ° ) в период весеннего нагревания была за­
регистрирована на глубине 2 . 5 м (рис. 5 0 , 2 ) .
Значительные по сравнению с другими озерами (Кубенским, Во­
же, Лача) глубины ( 4 - 5 м) снижают влияние теплового потока от
дна на прогрев водной массы оз. Белого. За счет тепла, аккумули­
рованного донными отложениями, заметно (до 1 . 0 —2 . 5 ° ) прогрева­
ется лишь придонный слой воды мощностью от 1 . 0 —1 . 5 до 2 . 5 м
(рис. 5 0 ) . Над относительно теплым слоем воды располагается хо­
лодный ( 0 . 1 —0 . 2 ° ) изотермический, мощность которого в конце мар­
та достигает 2 . 5 - 3 . 5 м (рис. 5 0 , 1 , 2 , рис. 5 1 ) . Эта особенность
вертикального распределения температуры воды отличает оз. Белое
от озер Кубенского, Воже и Лача, незначительные глубины которых
(глубина подо льдом к 1 IV не превышает 1 . 5 м) способствуют
прогреву всей водной толщи за счет тепла донных отложений. Тем­
пература воды при этом может достигать в конце марта 0 . 5 - 0 . 8
у нижней кромки льда (в районах озера, не находящихся под влияни­
ем поступающих холодных талых вод).
Пространственное распределение температуры воды и донных от­
ложений отличается однородностью, выражающейся в изменении тем ­
пературы в горизонтальной плоскости не более чем на 0 . 7 ° (рис.
5 1 ) . Вероятно, горизонтальные температурные градиенты еще мень­
ше, чем измеренные, так как при значительных вертикальных т е м лературных градиентах (до 2 . 5 ° на 1 м) всегда есть ошибка изме­
рения, связанная с неодинаковым на разных станциях заглублением
в грунт штанги и отсчетом глубины опускания термометра. Горизон­
тальная температурная однородность в ледоставный период характер­
на для крупных мелководных озер (Оз. Кубенское, ч. I , гл . 5 . 4 ,
1 9 7 7 ; Гидрология озер . . ., гл . 4 . 4 , 1 9 7 9 ) и обусловливается
незначительным изменением глубин, сглаженной береговой линией
(отсутствие заливов, губ, бухт), относительно однородным составом
донных отложений (8 9 % площади оз. Белого занимают илы).
Р и с. 5 0 . В ертикальное распределение т ем п ер атур воды и донных
отложений на с т . 3 2 2 III 1 9 7 3 ( 1 ) , 3 1 111 1 9 7 7 ( 2 ) и 6 Ш
1 9 7 8 (3 ).
Р и с. 5 1 . Р асп ределен ие тем п ер атур ы в воде и донных отложениях
оз. Б елого 2 2 111 1 9 7 3 на р а зр езе г . Б е л о зер ск -р . К ем а.
172
Т а б л и ц а
70
Соотношение (% ) площадей водного зе р к ал а ( S., ),
зан ят ы х льдом , лежащ им на гр ун те (
)■
и площадей, освобожденных от воды ( g )
к 1 ап реля
Озеро
Б елое
К убенское
В ож е
Л ача
S ,
94
70
18
59
s a
3
21
58
32
S 3
3
9
24
9
Одна из важных х ар актер н ы х особенностей периода весен н его на­
гр еван и я на крупных м елководны х о зер ах и водохранилищах с в я за н а
с оседан и ем л ьда на гр ун т в сл едстви е снижения уровня воды в зим­
ний период (Б ел ы х , 1 9 6 0 ; Колкутин, Т ач ало в, 1 9 6 8 ; О з. К убенское,
ч. 1 , гл . 5 . 4 , 1 9 7 7 ) . О седание льда на гр ун т и осуш ка прибрежных
районов вы раж ены на о з. Белом меньш е, чем на др уги х (т а б л . 7 0 ) .
Относительно м ал ы е площади л ь д а, осевш его на гр ун т, и осушения
прибрежных районов объясняю тся морфометрическими особенностя­
ми котловины о зер а, выражаю щ имися в значительном (б о лее 70 % )
преобладании апощади акватории с глубинами более 2 м над площа­
дью мелководий. На о зер ах Л ача и Воже глуб око во дн ая площадь
акватори и, ограниченная 2 —м етровой изобатой, не превы ш ает со о твет­
ственно 2 9 и 9% от площади во до ем а, а на о з. К убенском - 15% .
О седание л ьда на гр ун т приводит к м еханической эрозии верх­
н его сл о я донных отложений в р е з у л ь т а т е примерзания гр ун т а и вы­
носа е го с о с т ат к ам и л ьда полыми водам и (М ельн и кова, 1 9 6 8 ) ,
Осушенные площади м елководий п о двер гаю тся эрозионному во зд ей ст­
вию тал ы х вод склонового с т о к а , влиянию р езки х суточн ы х колеба­
ний тем п ер атур ы в о зд ух а и эоловы х процессов (М ельн и кова, 1 9 6 8 ;
Иконникова, 1 9 6 3 ; Полянский, 1 9 5 3 ) .
Эрозия и промерзание гр ун то в мелководий в н ачале периода ве­
сен н его н агр еван и я х о т я и не явл яю тся решающим фактором, вс е
ж е отрицательно с к а зы в а ю т с я на формировании условий жизни о р га­
низмов и растений (Ефимов, 1 9 2 2 ; Граевский, 1 9 4 0 ; Г р езе, 1 9 6 0 ;
Р аун е, 1 9 2 9 ) .
Н езначительность (т а б л . 7 0 ) по сравнению с другим и озерам и
площадей
и £>§ на ° 3 ’ Белом с о зд а е т более благоприятные
услови я для жизни водных орган изм ов.
П оступление холодных (около О0 ) тал ы х вод в начале периода
весен н его н агр еван и я в ы з ы в а е т изменение тер м и ч еско го реж им а круп­
ных м елководны х о зер : сн иж ает т ем п ер а т ур у водной м а с с ы , обуслов­
л и вает длительное (до 3 0 с у т о к ) сущ ествовани е минимального
в
го д у теп л о зап аса о зер а (О з. К убенское, ч. 1 , гл . 5 . 4 , 1 9 7 7 ) . Д ля
более полной оценки изменений реж им а крупных м елководны х озер
173
Р и с. 5 2 . С х ем а расположения станций на о з. К убенском при т е р м о с ъ ем ке 2 8 III 1 9 7 7 .
С трелки - направление сто к а р. Кубены по А.Н. Охлопковой.
при поступлении в них тал ы х вод 2 8 JII 1 9 7 7 на о з. К убенском
(во д о ем е, сходном по тер м и ч еско м у реж иму с о з . Б елы м ) по пяти
станциям (рис. 5 2 ) были отобраны пробы воды на содерж ание ио­
на НСО^ для определения численности и биом ассы зоопланктона
и для оценки коэффициента прозрачности ( Т ) при- разной длине
свето вы х волн. Под коэффициентом прозрачности п они м ается отноше­
ние интенсивности преломленной и падающей волн (Я ворский, Детлаф,
1 9 7 7 ) . Определение Т
проводилось на спектроф отометре СФ—1 8
с авто м ати ч еско й записью р е зу л ь т ат о в измерений на диаграм м ной
л ен те. Одновременно с отбором проб и зм ер ял ась тем п ер атур а воды
и донных отложений, оп ределялась электропроводность воды
Содерж ание иона Н СО ^, м акси м ал ьн о е в пробах воды р. Кубе—
ны, резко уб ы вает в западном направлении (та б л . 7 1 , с т . 1 , 5 ;
рис. 5 2 ) . Численность и би ом асса зоопланктона увеличи ваю тся к з а ­
паду и ум еньш аю тся в направлении истока р. Сухоны (ри с. 5 2 ; таб л.
7 1 ) . Электропроводность незначительно в о з р а с т а е т от у с т ь я р. К у—
бены (ри с. 5 2 , с т . 5 ; таб л . 7 1 ) к и стоку р. Сухоны (рис. 5 2 , с т .
3 , 4 ; таб л . 7 1 ) . Т ем п ер атур а воды в о зр а с т а е т , а коэффициент проз­
рачности резко ум ен ьш ается к зап а д у от истока р. Кубены (р и с. 5 2 ,
с т . 5 , 1 , 2 ; таб л . 7 1 ) . К ю гу Т и Т ,
изм ен яю тся незначительно,
(ри с. 5 2 ; таб л . 7 1 ) .
Т аким образом , влияние холодных ( около сР) тал ы х вод р. Ку­
бены на режим озера в ы р а ж а ет с я в уменьшении тем п ер атур ы его
водной м ас с ы , численности и биом ассы зоопланктона, в увеличении
содерж ания НСО^, электропроводности и прозрачности воды всл ед—
п вне зам ещ ения озерной воды талы м и водами (О з. К убенское, ч. I ,
гм. П. 4 , 1 9 7 7 ) .
174
Т а б л и ц а
71
С одерж ание ИСО^ > численность и би ом асса зоопланктона,
электропроводность, т ем п е р ат ур а и коэффициент прозрачности
воды о з. К убенского
"
Зоопланктон
С тан
ция H C O j,
ты с,
г/ м 3
м г/ л
эк з./ к Р
1
2
3
4
5
1 3 6 .1
1 6 2 .9
2 1 0 .5
2 1 3 .6
2 5 8 .7
6 1 .0 5
1 4 .2 0
2 .3 8
0 .3 6
0 .4 6
1 .0 6 4
0 .2 6 7
0 .0 2 2
0 .0 0 2
0 .0 0 2
мксим/
/см
382
400
606
658
599
подо У
льдом дна
0 .5
0 .8
0 .2
0 .0
0 .0
1 .2
1 .1
0 .3
0 .4
0 .0
400
нм
37
38
44
51
60
/о
Т -С
500 600
нм
нм
72
75
78
84
82
83
86
88
92
89
О тсутстви е эксп ери м ен тальны х данных не п озволяет количествен­
но оценить изменение хар актер и сти к водной м ассы о з. Б елого под
влиянием тал ы х вод, сдн акс можно п о л агать, что направленность из­
менений, вы явлен н ая на о з. К убенском , х ар актер н а для всех круп­
ных м елководны х водоемов, в том числе и для о з. Б елого.
О братная тер м и ч еск ая стратификация в вертикальном р асп ределе­
нии тем п ер атур ы воды и донных отложений су щ ествует до т е х пор,
пока т е м п е р ат у р а воды не повы си тся до 2 ° з а сч ет поступающей
ч ер ез лед в воду солнечной радиации. Обычно это происходит
в конце апреля. К это м у времени те м п е р атур а вер хн его слоя донных
отложений не превыш ает 1 . 5 ° и тепловой поток стан о ви тся направ­
ленным из воды в гр ун т. С переходом тем п ер атур ы воды ч ер ез 4
(примерно 9 У) озеро очищ ается ото л ьда, н а ч и н а ет ся период л е т ­
него н агр еван и я.
Период открытой воды
С м о м ен та очищения озера ото льда водная м а с с а интенсивно
п р о гр евае тся, и в конце второй д е к а д ы м а я тем п ер атур а воды дости­
г а е т 1 0 - 1 1 ° . В начале периода большое влияние оказы ваю т прогре­
ты е до 1 2 —1 4 ° воды притоков — Ковжи, М егр ы , К уности. В штиле­
вую погоду воды этих рек вы тесняю т зимние холодные воды озера
к и стоку р. Шексны (р и с. 5 3 , а ) . При преобладающих в начале пе­
риода л етн его н агр еван и я ветр ах зап адны х и север н ы х рум бов в
ю го-западной части о зер а возн и кает циклональная циркуляция, обус­
ловливающая приток более теп лы х вод рек Ковжи и К емы в южную
ч асть , холодные зимние воды о зер а перемещ аю тся на с е в е р о -зап ад
под дей стви ем антициклональной цикуляции (Л итвинов и др ., 1 9 7 8 ) ,
П ерераспределение теп ла в о зер е в открытый период происходит
под дей стви ем в е т р а. В етровое перемеш ивание п р еп ятствует возник—
175
CL.
-~*z
Р и с. 5 3 . Расп ределен ие тем п ер атур ы воды по поверхности о з . Бело­
го в 1 9 7 7 г .
а -■ 1 6 м а я , 6 - 1 6 июня, в - 1 9 июля. 1 - направление поверхност­
ных течений, 2 — направление придонных течений.
1
устойчивой тем п ературн ой стратификации. Т ем пературн ое
водной м а с с ы происходит лишь в отдельн ы е дни с устой­
чивой штилевой погодой и с о х р ан яется не более 2 - 3 с у т о к . В этом
сл уч ае разница в тем п ер атур е воды м еж ду поверхностными и при­
донными слоями с о с т а в л я е т 6 - 8 ° , а при „цветении" воды д о сти гает
9 _ ц о 1 т а к как синезелены м и водорослями п оглощ ается основная
ч асть приходящей к водной поверхности солнечной радиации (Боров—
ко ва, Петров, 1 9 7 3 ) . Значительная т ем п ер атур н ая стратификация явление редкое и непродолжительное на о зер е. Это с в яза н о с т е м ,
что ср едн ем есяч н ая ско р о сть в е т р а , по данным м етеостанции г . Бело—
з е р с к а , и зм е н яет с я в открытый период от 4 . 0 м /с в м а е до 5 . 4 м/с
в о ктяб р е, т о гд а ка к известн о (Т ач ал о в, 1 9 5 9 ) , что при скорости
ветр а 4 м /с тем п ер атур н ая стратификация р а зр уш ается. Обычно
т ем п е р а т у р а поверхности воды о тли ч ается от тем п ер атур ы придонных
сл о ев не более чем на 1 - 2 ° .
П ространственное распределение тем п ер атур ы .воды в большую
ч асть откр ы то го периода х а р а к т е р и зу е т с я однородностью (ри с. 5 3 . r ),
обусловленной равномерным распределение™ глубин, слаб ей изрезан—
ностью береговой линии, постоянным ветр о вы м перемеш иванием. Наи­
большие различия м еж д у тем п ер атур о й воды в открытой части озе­
ра и у б ер ега о тм ечаю тся в м а е и о ктяб р е, ко гд а м елково дн ая при­
бреж ная зона п р о гр ев ается и о х л аж д ается б ы стр ее, чем глубоковод­
н ая. В средн ем з а май тем п е р ат у р а поверхности воды о з. Белого на
0 . 3 ° , а водной м а с с ы на 1 . 3 ° ниже, в о ктябре со о тветствен н о на
0 . 5 и 0 . 6 ° выше тем п ер атур ы воды у б е р е га. Приведенные различия
необходимо уч и ты вать при использовании информации б ер его вы х пос­
то в ГМС для р а сч ет а хар актер и сти к теп лового обмена м еж ду озером
и атмосферой ( В , Ь Е , Р
и д р .).
В
Дни
ЛСТ?‘=
'Т'° н агр еван и я пространственная
неоднородность в распределении тем п ер атур ы воды м о ж ет Оыть с в я ­
зан а с перемещ ением прогреты х поверхностных сл оев воды под дей ст­
вием в е т р а . 1 6 V I 1 9 7 7 ветры ю го-восточны х направлений, преобла­
давш ие в предшествующие 2 —3 с у т о к (ско р о сть около 2 м / с ) способ­
ство вал и сго н у более прогреты х (до 2 5 ° ) поверхностных вод в се ­
вер о -зап адн ую ч ас т ь о зер а, в ю го-восточной части о зер а „обнажи­
лись" более холодные ( 1 9 ° ) придонные слои воды (р и с. 5 3 , б ).
Обычно т а к а я си туац и я о т м е ч а ет с я после штилевой погоды, к о гд а
тем п ер атур а поверхности воды значительно о тли ч ается от придонных
тем п ер атур .
П ространственная неоднородность в распределении тем п ер атур ы
воды т а к ж е м о ж ет бы ть с в я з а н а с интенсивным „цветен и ем " воды,
к о гд а т е м п е р ат ур а поверхности воды в м е с т а х скопления си н езеле—
ных водорослей
при штилевой погоде на 5 ° и более выше тем п ер а­
туры воды соседних, свободных от водорослей, уч астк о в акватории
о зер а.
Т аким образом, простран ствен ная неоднородность в расп ределе­
нии тем п ер атур ы воды о з. Белого о т м е ч а е т с я в отдельн ы е дни и
' вяза н а с неодинаковым прогревом вод прибрежных и центральных
новению
расслоение
12.
М62
177
Р и с. 5 4 . Ход экстр ем альн ы х
( 1 , 2 ) и среднемноголетних
( 3 ) декадн ы х тем п ер атур водь:
о з. Белого.
районов о зер а весной и осенью,
перемещ ением водных м асс под
дей стви ем ветр а, „цветением "
воды, обусловленным развитием
си незелен ы х водорослей, поступ­
лением весной более прогре­
ты х тал ы х вод.
Оз. Б елому свой ствен н а больш ая, чем для озер К убенского , Бо­
же и Л ача, теп ло вая инерция. Это об ъ ясн яется более значительны ­
ми глубинами о зер а. В с вязи с этим отклонение экстр ем ал ьн ы х з.-;
1 9 5 1 —1 9 7 3 г г . ср едн едекадн ы х тем п ер атур воды от среднем ного—
летней
nper.L/.uiy-iг па оз. Белом 3 ° (рис. 5 4 ) в отличие от дру­
гих о зер , г д е онидо сти гаю т 7 (о з . В о ж е).
Х ар актерн ая особенность теплообм ена крупных л:-*шСОБОДЬ'ЫХ озер
с атмосферой I. ь яза и а с превышением в откры ты й пс.-исд ср едн ем е­
сячной тем п ер атур ы поверхности веды над тем п ературой во здуха
( Е азы ленко, 1 9 7 8 ; Глзро^огия озер . . ,, г л . 4 , 4 , 1 9 7 9 ; K o w a l s k a ,
1'-, ‘72 ;
, 1 9 7 2 ) . Д ля о з, Б елого э та законом ерности те?-'-'о
сч/блю&е^.ся (ри с. 5 5 ) . Физический ~мысл „той осо?-.":ее~ и заклю ­
ч а е т с я г- то м , что тедл о вая инерция годы б 1гт’зше, ” ем пг'з д у х а , по­
это м у суточны е колебания тем п ер атур ы воды вы раж ен ы меньш е по
сравнению с т еловы м и тем п ер атур ы в о зд ух а, a срод>:<?м*л,пчные т е м ­
пературы в о д ы б удут выше ср едн ем есяч ны х i ^ .л е р ь т у р во зд уха.
D пептон
Н агревания результирую щ ая теп лового потока
/у..т (рпе. 5 6 ) . Т ем ператур;. поверхности
направлена из воды
не более чем
донных отложений и зм ен яется
ш г'т,’пди дна
на 1 - 2 На ни/кепежащих ; ори—
^.„дтах ети различия выраж ены
еще -~ньше. Т ем п ер атур а дон­
ны х отложений в центральной
части о зер а (рис. 5 6 , а ) близка
к т ем п ер атур е у б ер ега (ри с. 5 6 ,
6 ) , что с в и д е т е л ь с т в у ет об отно—
си " с'пы-!он однородности теп л о е5—
мено в гр ун тах по всей площади
о з. Белого.
P i,':, 5 5 . /Сод с р е д н е м е с я ч н о й т е м -
церату _е; / г е .^ х ь ^ т и воды ( 1 )
" - Mi i e j , е у е ы
е
еоздуха
(2 )
па
5г..-,,.4! м . 1 е . ё ’ - 1 0 7 3 г г .
а
Р и с. 5 6 . Ход тем п ер атур ы донных отложений оз. Белого в
1 9 7 7 г . на с т , 4 (а ) и с т , 1 3 ( б ) .
М аксим ально водная м а с с а о зер а п р о гр ев ается в середине июля
(рис. 5 4 ) , после ч его н ачин ается осеннее охлаждение.
Т епловая инерция денных отложений о зер а больше, чем у воды,
поэтом у м акси м альны й прогрев донных отложений н аступ ает на 2 —6
недель позже наибольш его прогрева водной м ас с ы в зави си ­
м ости от н ачала п рогрева о зер а и его интенсивности в кон­
кретном го д у .
Период охлаж дения водной м а с с ы о зер а продолж ается в среднем
до начала второй д ека д ы о ктяб р я, ко гд а т е м п ер атур а воды достигнет
4 . Донные отложения начинают о т д а в а т ь тепло в воду в средн ем
с начала сен тяб р я, при это м в вертикальном распределении тем п ер а­
туры донных отложений п р о явл яется м езо тер м и я (рис. 5 6 , 1 2 I X ) .
М езо тер м и я с в я з а н а с одновременной передачей теп ла в воду и к
1 ' ■’
Рис. 5 7 . Соотношение теплозапасов
водной массы оз. Белого в 1 9 5 1 1 9 6 2 ( 1 ) и 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г. ( 2 ) .
нижележащим горизонтам донных
отложений, при этом максимальная
по вертикали температура отмеча­
ется на горизонте 0 . 2 - 0 . 5 м от
поверхности дна (рис. 5 6 ) . Пере­
дача тепла к нижним слоям грунта
продолжается в среднем до октяб­
ря, а в отдельные годы и весь ок­
тябрь (Тачалов, 1 9 6 8 ) , до тех пор пока температура подошвы теп—
лоактивного слоя не достигнет температуры 8 - 9
(Оз. Кубенское,
ч. 1 , гл . 5 . 4 , 1 9 7 7 ) . Зимнее охлаждение водной массы озера длит­
ся до установления ледостава (третья декада ноября). Вследствие
ветрового перемешивания охлаждение водных масс происходит при
гомотермии. К моменту установления ледостава температура водной
массы близка к 0 ° .
С установлением ледостава теплообмен озера с атмосферой резко
уменьшается и начинается зимнее нагревание придонных слоев воды
за счет теплоотдачи донных отложений. К концу ледоставного перио­
да температура придонных слоев воды повышается до 2 . 5 - 3 , 0 ° . 13третьей декаде марта период зимнего нагревания заканчивается.
Теплозапас озера и его изменчивость
Теплозапас крупного мелководного озера формируется из запаса
тепла в водной массе ( W g ) и донных отложений ( W r ). Тепло­
запас определяется обычно на первое число месяца, с тем чтобы
оценить интенсивность изменения теплозапаса при составлении теп­
лового баланса водоема.
Теплозапас озера определяется согласно методике его оценки,
изложенной ранее (Оз. Кубенское, ч. 1 , гл. 5 . 4 , 1 9 7 7 ) . Сезонный
ход теплозапаса озера выражается в изменении его значений от ми­
нимальных в конце марта ( 1 . 0 ккал /см^) до максимальных в кон­
це июля ( 8 . 6 ккал /см^, табл. 7 2 ) .
Интенсивность накопления тепла озером не остается постоянной
во времени. Наиболее интенсивное накопление тепла водой происхо­
дит в м ае ( 3 . 7 ккал /см , табл. 7 2 ) в связи с поступлением та­
лых вод. В мае в озеро поступает 1 . 2 —1 . 5 км® талых вод с темпе­
ратурой водной массы озера 6 ° . Более высокая температура прито­
ков и значительный объем воды (примерно 1 / 4 —1 / 5 всего объема
водной массы озера) обусловливают наибольшее в году приращение
теплозапаса водной массы озера. Наибольшая ( 0 . 5 ккал /см ) интен180
Т а б л и ц а
72
Т еплозап ас о з. Б елого з а открытый период 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г .
W . к к а л / с м ^ 1 1У
W6
wr
w B+w r
w r , % ОТ IA/B + W r
1 У 1 У1 1 УП 1 УШ 1 I X 1 X 1 X I
0 .1 0 . 8
0 .9 0 .8
1 .0 1 .6
90
50
4 .5 6 . 4
1 .2 1 .7
5 .7
8 .1
21
21
6 . 4 4 . 8 2 .4 0 .6
2 .2 2 .1
1 .9 1 ,7
8 .6 6 .9 4 . 3
2 .3
26
30
44
74
сивность приращения т еп л о за п аса гр ун тов о т м е ч а ет с я в июне—июле
(та б л . 7 2 ) . С начала а в г у с т а сум м арны й теп ло зап ас о зер а начина­
ет ум ен ьш аться.
С создани ем в 1 9 6 2 г . плотины на р. Ш ексне ср едн яя глубина
о зер а увеличи лась на 2 м , м акси м альны й теп лозапас^ водной м ассы
о зер а в июле увеличился в средн ем на 1 .1 к к а л / с м
(р и с. 5 7 ) ,
н есм о тр я на то что период времени после со здан и я плотины ( 1 9 6 3 —
1 9 7 3 г г . ) п р ед ставл яет собой маловодную фазу цикла увлажненнос­
ти (Ш нитников, 1 9 6 6 ) . В это м с к а з ы в а е т с я одно из проявлений
антропогенных изменений в тер м и ч еско м реж им е о зер а.
Способность донных отложений аккум ул и р о вать и р асхо до вать теп­
ло о к а зы в а е т большое влияние на терм ический режим во до ем а (О з.
К убенское, ч. 1 , гл . 5 . 4 , 1 9 7 7 ; Гидрология озер . . ., гл . 4 . 4 ,
1 9 7 9 ) . Очевидно, что о т с у т с т в и е зап асо в теп л а в донных отложени­
ях сп особствовало бы промерзанию до дна таки х крупных м елковод­
ных о зер , к ак К убенское, В ож е, Л ач а, Б елое, И льмень. Д оля теп л о за п а с а донных отложений о з. Белого в общем наибольшая в период
зи м н его охлаж дени я и зи м н его н агр еван и я и с 1 декаб р я по 1 апре­
л я и зм е н яет ся в пределах 9 0 - 1 0 0 % .
Т аки м образом , почти в течение полугода в к а ч е с т в е основного
источника поступления теп ла в крупные м елководны е о зер а С евер о Запада я в л я е т с я о тдач а теп ла донными отложениями. В открытый
период на долю донных отложений приходится не м ен ее 20 % обще­
го теп л о зап аса о зер а (т а б л . 7 2 ) .
Тепловой приток и сток
Qnp, Q CT входят как составляющие в уравнение теплового ба­
ланса озера.
Исходными данными для оценки теплового притока и стока по­
служили материалы по среднемесячной температуре воды рек, впа­
дающих в озеро, и вытекающей и з него р. Шексны (в/п Крохино,
рис. 4 9 ) , а также результаты расчета месячных притока и стока
вопы о учетом невязок водного баланса (гл . 2 . 3 ) ,
181
Тепловой приток в озеро оценивался к а к сум м арны й приток всех
р ек, а ср едн ем есяч н ая т ем п е р ат у р а воды принималась по р. Ковжо
(в/п с . К овж а, рис, 4 9 ) , приносящей в озеро около 70% общего
притока воды .
К оли чественн ая оценка теплового притокЬ и ст о к а проводилась
по м ето ди ке, изложенной ранее (О з. К убенское, ч. 1, гл . 5 .8 ,
1 9 7 7 ).
Тепловой приток и сто к о з. Б елого имеют небольшие величины
(т а б л . 7 3 ) . Соотношение теп лового притока и с то к а в открытый
период х ар ак т е р и зу е т с я превыш ением теплового ст о к а (н а 0 , 6 ккал/
с м ^ * м ё с ) над притоком теп ла в водоем в ср едн ем з а 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г .
и незначительны м ( 0 .1 к кал / см ^ * м ес ) отличием эти х д вух с о с т а в ­
ляющих в 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г , (т а б л . 7 3 ) , С редняя з а откры ты й пери­
од тем п ер атур а притоков в 1 9 5 1 —1 9 6 2 г г , была выше на 0 , 5 ° т е м ­
пературы воды в и стоке р. Ш ексны, поэтому преобладание потерь
теп ла со сто ко м из о зер а над е го приходом можно объяснить боль­
шим (н а 0 . 1 4 к м ^ ) , ч ем притока, объемом с т о к а из о зер а. В 1 9 6 3 1 9 7 3 г г , тепловой приток незначительно (н а 0 ,1 ккал / см ^ * м ес )
превыш ает тепловой сто к (т а б л . 7 3 ) , Изменение соотношения м еж ­
ду теп ловы м сто ко м и притоком обусловлено, вероятно, со здан и ем
плотины ( 1 9 6 2 г . ) на р, Шексне (Ш екснинский ги д р о у зе л ), в ре—
з у л ь т а т е ч его р езко изменилось внутригодовое распределение сто­
к а : в 2 - 3 р аза увеличился объем ст о к а в ян варе—м а р т е , а объем
ст о к а в открытый период (У -Х ) уменьш ился в 2 р а з а .
В ср едн ем з а 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г , тепловой приток ум еньш ился в
1 , 8 , а сто к теп ла в 2 .3 р а з а по сравнению с 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г .
(т а б л . 7 3 ) . Т ако е снижение теп лового притока и с т о к а , очевидно,
связан о со сменой фаз водности цикла увлаж ненности: в 1 9 6 3 г .
м н оговодная фаза ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . ) см ен илась на маловодную
( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г .).
Т аки м образом , изменение соотношения теп лового притока и сто ­
к а и уменьш ение (приблизительно в 2 р а з а ) их величины в 1 9 6 3 1 9 7 3 г г . объясняю тся сменой водности фаз цикла увлаж ненности
и изм енением вн утригодового распределения с т о к а , обусловленного
со здан и ем Ш екснинского ги д р о узл а, т .е . антропогенным влиянием
на терм ический реж им о зе р а .
Р асп ределен ие теплового притока и ст о к а по м есяц ам зави си т
ь основном от колебаний водного притока в озеро.^
Наибольший тепловой приток ( 0 . 8 - 1 . 1 ккал / см ^ * м ес , таб л . 7 3 )
приходится на май и со вп ад ает по времени с пиком весен н его поло­
во дья на р ек ах района, приносящих в озеро в это вр ем я более 50%
в с его водного притока з а открытый период. Наибольший тепловой
сто к о т м е ч а е т с я в июне ( 0 . 6 —1 . 0 ккал/см ~ *м ес ) и обусловлен
его е стествен н ы м и и скусствен н ы м р егулирован и ем .
Сум м арны й з а открытый период приток теп л а в о з. Б елое в
средн ем в 2 , а тепловой сто к в 3 , 5 р а за меньш е, ч ем на о з . К у­
бенском (О з. К уб ен ско е, ч ,1 , г л . 5 . 3 , 1 9 7 7 ) , Н езначительность
теплового притока и ст о к а о з. Б елого о б ъ ясн яется большей пло—
182
Т а б л и ц а
73
Тепловой приток ( Q п р )' и сто к ( Qст )
о з. Б ел о го , ккал/см^" *мес
Годы
1У
у
У1
VI
УШ
IX
X
0 .0
0 .4
ОД
0 .0
0 .3
ОД
0 .0
ОД
0 .7
0 .1
од
од
0 .4
0 .1
0 .2
ОД
XI
У -Х
Q пр
1972
1951-1962
1963-1973
0 .0
0 .0
0 .0
0 .5
1.1
0 .8
0 .2
0 .6
0 .3
0 .0
0 .4
0 .2
од
од
0 .0
0 .0
0 .0
0 .7
2 .9
1 .6
0 .0
0 .0
0 .0
0 .9
3 .5
1 .5
^СТ
1972
1 9 5 1 -1 9 6 2
1 9 6 3 -1 9 7 3
0 .0
0 .0
0 .0
0 .2
0 .3
0 .4
0 .3
1 .0
0 .6
од
0 .9
0 .2
щадыо его водного зе р к а л а , при эт о м поверхностный приток в 6 р аз
меньш е объема водной м ас с ы о зер а (н а Л адож ском о зер е в 1 4 р аз,
О нежском - в 1 8 ) , в то вр ем я к а к поверхностный приток в о з. К у­
бенское в 4 р а за превыш ает объем е го водной м а с с ы . П оэтому роль
теплового притока и с т о к а , к а к и в крупных глубоких о зер ах С е в е ­
р о -З ап ада (Л адо ж ско е, О н еж ско е), н евели ка в тепловом балан се
о з. Б ел о го . В это м его отличие от озер К уб ен ско го , В ож е, Лача
и сходство с озерам и О нежским и Л адож ским .
Анализ м атер и ало в, полученных для о з. Б елого, позволил опре­
делить основные законом ерности формирования тер м ич еско го режи­
м а , особенности пространственно-временной стр уктур ы теплообмен­
ных процессов в воде и в донных отлож ениях, а т а к ж е гидрологи­
ч еско го р еж и м а, которые свойственны крупным м елководны м о зе­
р ам (К уб ен ско е, В ож е, Л ача, И льмень) и четко проявляю тся на
о з. Б елом .
1 . Однородность условий теплообмена по акватории о зер а, обус­
ловленная незначительной изменчивостью формирующих их факторов:
равномерным распределением глубин, слабой изрезанностью берего­
вой линии, однотипностью гр ун товы х ко м п лексо в, постоянным ветр о ­
вы м перемеш иванием,
2 , В безл едо ставн ы й период в распределении тем п ер атур ы воды
по глубине и акватории о зер а возм ож н а кр атко вр ем ен н ая стратифи­
кация, обусловленная неодинаковым прогревом (охлаж ден и ем ) вод
прибрежных и центральных районов о зер а весной и осенью, п ер ем е­
щением водных м а с с под дей стви ем в е т р а , поступлением весной бо­
лее прогреты х тал ы х вод, большим прогревом поверхностных слоев
воды при устойчивой штилевой погоде и цветени ем синезелен ы х во­
дорослей.
183
3 . О седание льда на гр ун т и осуш ение прибрежных мелководий
всл едстви е зи м н его снижения уровня воды .
4 . Т ал ы е воды , поступающие в озеро в начале периода весен н е­
го н агр еван и я, изменяю т гидрологический, гидробиологический и
гидрохимический реж имы о з е р а . И зменения вы р аж аю тся в снижении
тем п ер атур ы воды и донных отложений, численности и биом ассы
зоопланктона, увеличении содерж ания Н СО ^,электропроводности и
прозрачности.
5 . Донные отложения крупных мелководны х озер способны накап­
л и вать в период летн его н агр еван и я от 2 0 до 50 % в с е го теп л а,
поступающ его в о зер о . Перед л едо ставо м и в конце периода весен ­
него н агр еван и я в донных отложениях со дер ж и тся 9 0 - 1 0 0 % в с е го
теп л о зап аса о зе р а . А ккум ул и р уя тепло, донные отложения п р еп ятст­
вую т промерзанию крупных м елководны х озер до дн а. Отсюда их
важ н ая роль в поддержании оптимальных условий дл я сущ ество ва­
ния ж ивы х и р асти тельн ы х ор ган и зм ов.
6 . Превышение среднемесячной тем п ер атур ы поверхности воды
над тем п ератур о й в о зд уха обусловлено большей тепловой инерцией
воды и я в л я е т с я характерной для крупных мелководны х озер осо­
бенностью теплообм ена с атмосферой.
7 . Т еплозап ас водной м ассы и донных отложений о зер а, его теп ­
ловой приток и сто к, к а к и др уги е составляю щ ие теплового бал ан са,
имеют ч етко выраженный сезонный ход, выражающийся б р о сте теп ­
л о зап аса водной м а с сы и донных отложений до и ю л я -а в гу с т а и з а ­
т е м плавным снижением до конца второй декад ы ап р еля. Тепловой
приток наибольших значений д о с т и гае т в м а е и о б усло вл и вается по­
ступ лен и ем большого объема тал ы х во д. Тепловой сто к из о зер а
наибольший в июне и обусловлен его естествен н ы м и и скусствен н ы м
р егулирован и ем .
Н аряду с общими для в се х крупных м елководны х озер закон ом ер­
ностями режим о з. Б елого и м еет отличительные особенности, обус­
ловленные в основном антропогенными факторами.
1 . В ледоставны й период в о зер е сущ ес т в ует изотермический
холодный ( 0 . 1 - 0 . 2 ° ) слой, мощ ность которого от нижней кромки
льда д о с т и га е т в конце м а р т а 1 . 5 —3 , 5 м . С ущ ествование сл оя
о б усло вл и вается ограниченной передачей теп ла от донных отложе­
ний в сл едстви е значительны х ( 4 , 0 - 5 . 0 м ) глубин.
2 . Площадь льда, осевш его на гр у н т , и осуш ка прибрежных м ел ­
ководий в р е з у л ь т а т е зи м н его снижения уровня воды в 5 - 1 4 р аз
меньш е, ч ем на о зер ах К уб ен ско м , В ож е и Л ача. Это связан о с
морфологическими особенностями строения котловины о з. Белого
и с о зд а е т более благоприятны е, ч ем на др уги х о зер ах , усл ови я дл я
перезимовки ж ивых организм ов и растен ий .
3 . О тносительно больш ая глубина о з. Б елого обусловли вает зн а­
чительную по сравнению с другими о зерам и тепловую инерцию вод­
ной м а с с ы , выражающ уюся в меньшей ам п ли туде колебаний ср ед н едекадн ы х тем п ер атур воды з а 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г .
184
4 . С оздание в 1 9 6 2 г . плотины на р , Ш ексне привело к увели ­
чению средней глубины о зер а на 2 м , в с в язи с ч ем теп ло зап ас
водной м а с с ы увеличи лся в ср едн ем з а 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г . на 1 .1
ккал / см .
5 . С тр о и тел ьство Ш екснинского ги др о узл а привело к ум еньш е­
нию в 2 р а з а теп лового притока и с т о к а , изменило соотношение
м еж ду этими д в у м я составляю щ ими, вы р ази вш ееся в незн ачитель­
ном превышении (н а 0 .1 к к а л / с м ^ .м е с ) теплового притока над
сто ко м ,
6 . Н езн ачи тельн ая роль теплового притока и сто к а теп ла в теп­
ловом балан се о з . Б елого, обусловленная большой площадью его
водного з е р к а л а , с т а в и т э т о т водоем в один ряд с таки м и круп­
ными глубоким и о зер ам и , к а к Л адож ское и О нежское.
4 . Тепловой баланс и ан али з величин, его составляю щ их
На ход и величину составляю щ их теплового бал ан са о з . Белого
о казы ваю т большое влияние его морфологические особенности. Фор­
м а котловины о зер а о вал ьн ая, длина около 4 6 к м , ширина 3 3 км ,
площадь 1 2 8 4 к м , со слабо развитой береговой линией. Н ар аста­
ние глубины от у р е за воды к центральной части во до ем а до 4 - 5 м
происходит постепенно. Б е р е га пологие, низкие, м естам и заболочен­
н ы е. Озеро со в с е х сторон откры то действию ветр о в. В етро во е вол­
нение н аблю дается постоянно. При небольшой средней глубине ч ас­
т а я см ен а м етеорологи чески х условий б л аго п р и ятствует бы стром у
прогреванию и охлаждению водной м ассы о зе р а, изменению интен­
сивности и направления теплопотоков. П оэтому изучение и р асч ет
составляю щ их теплового бал ан са это го во до ем а, к а к и др уги х м ел­
ководных о зер , явл яю тся довольно сложной зад ач ей . Значения со­
ставляю щ их теплового балан са озер вы числяю тся к а к средние з а
отдельны е м есяц ы м н оголетн его р яд а. Выделенный по водности пе­
риод с 1 9 5 1 по 1 9 7 3 г . (О з, К убен ско е, г л , 5 . 3 , 1 9 7 7 ) был
принят з а расчетны й при составлен и и водного и теп лового балансов
озер К уб ен ско го , В ож е, Л ача, а т а к ж е Б ел о го , Э тот период о хва­
т ы в а е т полный цикл изменчивости общей увлажненности бассейнов
указан н ы х водоем ов. П ервая половина периода ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . )
относи тся к многоводной ф азе, вто р ая (^L9 6 3 - 1 9 7 3 г г . ) - к м а­
ловодной.
Р ас с м а т р и в а я тепловой баланс о з. Б елого по ф азам , не­
обходимо о т м ет и т ь , что заверш ение стр о и тел ьства Ш екснинского
ги др о узл а в 1 9 6 3 г . совпало с началом маловодной фазы. Напол­
нение Ш екснинского водохранилища увеличило средний уровень
о з . Б елого с 2 . 3 до 4 ,1 м , С указан н о го го д а ги др о узел регул и ­
р ует с т о к , со хр ан яя уровень о зер а с м а я по ноябрь почти на одной
о т м е т к е (с м . г л . 2 . а и 2 . 4 ) .
С л ед уя п рограм м е предыдущ их исследований, проведенных на
о.и рах К убенском , Воже и Л ача, перед нами сто ял а з а д а ч а с о с т а —
вить тепловой баланс о з. Б елого з а навигационный период (У —X)
многоводной и маловодной фаз, проанализировать расхож дение в не­
в я з к а х бал ан са и п оп ы таться определить возм ож ны е погрешности
в р асч ете его отдельны х компонентов, п о к азать различие в с о с т а в ­
ляющих теплового бал ан са в экстр ем альн о теплый ( 1 9 7 2 ) и холод­
ный ( 1 9 5 6 ) го ды , о тр ази ть изм енения его естествен н о го реж им а
при создании Ш екснинского ги д р о узл а.
Уравнение теплового б алан са о з. Б елого п редставлено сум мой
основных его составляю щ их:
i B ± L E t P + Q np- Q CT=
± z lW r ,
(1 )
г д е В - радиационный балан с, LE - з а т р а т ы теп ла на испарение,
Р - турбулентный теплообмен м еж ду поверхностью о зер а и а т м о с ­
ферой, Q n p — приток теп ла с водой р ек, впадающих в озеро, QCT ~
тепловой сто к из о зер а с водой вытекаю щ ей реки,
В уравнении ( 1 ) при значениях В , Р, Цпр>0 водной масс/' опе­
ра п е р е д ае т ся тепло, а при значениях В , LE , Р, QCT ^ 0 водной
м ассой р а сх о д у ет ся тепло. В свою очередь зн ачен ия d W 6 ,z3 W r > 0
б удут у к а з ы в а т ь на расхо д, a ^ W r .^ W < 0 - на аккум уляцию теп­
ла водной м ассо й . В уравнении ( 1 ) о т с у т с т в у е т член QЛ, у к а з ы в а ­
ющий на потери теп ла при таянии л ьда, которые имеют м есто на
о з. Б елом в первой половино м а я . И з -з а о тсу т с т ви я данных по ле­
довы м усл ови ям (площ адь и толщина л ьда) не п р е д с тав л яе тс я во з­
можным у ч е с т ь потери теп ла на таян и е льда. По примеру К убенско­
го о зер а значение 0 ,л дл я отдельн ы х лет о з . Б ело го, видимо, мо­
ж ет и зм ен ят ь с я в отдельны е го ды от О до 2 ,4 к к а л / с м ^ , а в ср ед­
нем з а многолетний период с о с тав и т 1 - 1 . 2 к к а л / с м '-. О тсутстви е
данных ио ледовым усл о ви ям о т р а ж а е т с я т ак ж е на точности р асч е­
т а В , L Е и Р . Р яд др уги х второстепенны х составляю щ их теплового
бал ан са не включен в уравнение ( 1 ) по м алости их значений (Зай—
ко в, 1 9 5 5 ) .
Радиационный баланс о з. Б елого з а указан н ы е периоды и годы
рассчитан Э .М , Гореловой (с м . г л . 5 . 1 ) , затр аты теп ла на испаре­
ние и турбулентный теплообмен м еж ду поверхностью о зер а и атм о ­
сферой - А .Ф , Изотовой (г л . 5 . 2 ) , тепловой приток и сто к, теп ло зап ас ы водной м ас с ы и донных отложений - А.Н. Е горовым
(г л . 5 . 3 ) .
[3 левой части уравн ени я (1 ) записаны составляю щ ие теплового
бал ан са, с у м м а которых р а в н я е т с я результирую щ ей величине, равной
приращению теп л о зап аса водной м а сс ы
) и приращению теп ло ­
за п а с а некоторого сл оя донных отложений о зер а (<dWr ) , Э тот слой
н азы ваю т теплоактивны м (Форш, 1 9 6 8 ) и принимают равны м 3 м .
Мощность его м ож ет бы ть определена по величине влияния на теп ­
лозапас водной м а с сы о зер а (О з. К убенское, ч. 1 , гл . 5 , 4 , 1 9 7 7 ) .
Записав в тако м виде уравнение теплового бал ан са о зер а ( 1 ) , нам
х о тел о сь подчеркнуть, что с у м м а величин составляю щ их его левой
ласти должна с о о т в е т с т в о в а т ь з а выбранные расчетные* сроки (м<<-
сяц , сезо н , го д ) приращению теп ла водной м ассы и теплоактивного
слоя донных отложений в пределах точности р асч ета последних
(та б л . 7 4 —7 7 ) ,
Нужно и м еть в виду, что и з - з а сложности режима м етеорологи­
ч еских эл ем ен то в и други х переменных, записанных в левой части
уравнения ( 1 ) , точность их р а с ч е т а не п о ддается достоверной оцен­
к е , т а к к а к р асч етны е зн ачения составляю щ их н ельзя соп остави ть
с измеренными величинами. Иначе обстоит дело с приращением теп­
л о зап аса водной м ас с ы и донных отложений. Его можно вычислить
по измеренны м зн ачен иям тем п ер атур ы воды и т ем п ер атур е донных
отложений в начальный и конечный м ом енты р а с ч е т а , зн а я среднюю
глубин у во до ем а и толщу теп лоакти вн ого сл оя донных отложений,
теп л о ем ко сть воды и гр у н т а . Т еплозап асы водной м ассы и донных
отложений р ассч и ты ваю тся по формуле
w
=
■
г д е С - теп л о ем ко сть, к ал / гр ад ,
р - плотность, г / с м ^ , Т ср едн яя тем п ер атур а слоя, С , Н - ср едн яя глубина о зер а или
донных отложений, с м . Слэедняя г.лубина во до ем а НСр= -^-, гд е V объем водной м а с с ы , км' , S — площадь во до ем а, к м “ »
С огласно данным Ф .А. Черняевой ( 1 9 7 3 ) , п редельная ошибка
и зм ерения площади О нежского о зер а равна утроенной средней Тп=+12 км^-; ошибка площади, возникающ ая и з -з а погрешности кар ­
ты , приблизительно на порядок больше, П оэтому поверхность озера
до сто вер н а до 1 0 2 к м 2 . С л едо вател ьн о , относительная ошибка опре­
деления площади О нежского о зер а ( 9 6 9 3 к м й ) равна 1%. Ошибка
в р асч ете объем а это го во до ем а о к а за л а с ь равной + 0 .2 6 к м ^ . У ве­
личивая ее на порядок, к а к и площадь^ и м еем 2 .6 к м ^ , и ли 0 ,9 %
от объема О нежского о зер а (2 9 2 к м ° ) . Принимая относительную
ошибку значений плошади и объем а о з. Б елого к а к для Онеги, по­
лучим ошибку средней его глубины около 1%, или 4 0 0 + 5 с м .
И звестн о, что те м п ер ату р а воды в во до ем ах и зм е р я е т с я обычно
с точностью до 0 , 1 ° , Чтобы р ас с ч и т ат ь тем п ер атур у водной м ассы
о зер а на определенный м о м ен т, нужно и м еть большое количество
измерений по акватории и глубине во до ем а. Т аки е наблюдения про­
водились на о зер ах К уб ен ско м , В ож е, Л ача, Белом (г л . 5 , 3 ) . Кро­
м е то го , еж едн евн ы е наблюдения над тем п ературой воды на о з. Бе­
лом вели сь на д ву х постах ГМС в е с ь расчетны й период и в конце
каждой декады м есяц а в откры ты й период на рейдовых вер ти калях
начиная с 1 9 6 5 г . На ряде примеров было показано, таки е м а т е ­
риалы позволяю т вычислить т ем п ер атур у воды с точностью до 4%
(М етодически е у каза н и я ГМ С, 1 9 6 7 , N° 7 4 ; Тихомиров, 1 9 6 8 ,
1 9 7 3 ; М исю к, 1 9 7 3 ) . При м акси м альной тем п ер атур е воды о з.
Б елого 2 0 - 2 5 ° наибольш ая ошибка в определении тем п ер атур ы вод­
ной м а с сы м о ж ет д о с т и га т ь 1 ° . Доверительную вер о ятн о сть ошибок
определения средней глубины
и
тем п ер атур ы водной м ас с ы оз»
Б елого в данном сл уч ае у стан о ви ть нельзя» т а к к а к у к а з а н н ы е по­
греш ности дают только верхний предел ошибок (З ай дель, 1 9 6 8 ) ,
Т еп л о ем ко сть и плотность воды при р ассм атр и ваем ы х тем п ер а—
т у р ах вы р аж аю тся 4 —5 —м зн ако м после зап ято й , обычно принима­
ю тся з а единицу и не уч и ты ваю тся в предельной ошибке р асч ета
т еп л о зап аса воды» Т о гд а п редельная ошибка р а с ч е т а приращения
теп л о зап аса водной м ас с ы з а м есяц б удет с о с то ять из сум м ы аб­
солю тных значений д в у х предельны х ошибок эт о го р а с ч е т а , вычис­
ленных на начало и конец р асч етн о го ср о ка и поделенных на V2*.
В свою очередь величина каж дой предельной ошибки р ас ч е та теп л о з а п а с а водной м а с сы в этой с у м м е б удет з а в и с е т ь от значения т е м ­
пературы воды в начале и конце расчетного ср о ка. П редельная ошиб­
к а р а с ч е т а приращения т еп л о за п аса водной м а с с ы о з . Б ело го з а
м ай т ^ .= + 0 ,2 6 к к ал / см ^ *м ес, •m-vi = + 0 .4 0 , ra .v i[= + 0 .5 1 ,r a vin= + 0 .4 2 1
т к = + 0 ,2 8 , ггц^ = + 0 .1 7 кк ал / см *м ес.
Если приращение теп л о зап аса водной м а ссы о з. Б елого б удет
рассчитано в целом з а откры ты й период с 3^ м а я по 1 ноября, то
п редельная его ошибка тп ^. ^ .= 0 ,2 3 ккал/см^".
И так, выше определены предельные ошибки в р асч ете прираще­
ния м есяч н ы х теп ло зап асо в водной м а с с ы о з. Б ел о го . В еро ятн о сть
появления предельных ошибок сравнительно н евели ка. С л едует и м еть
в виду, что предельные ошибки в три р а з а больше средних.
У стан о ви ть погрешности в р а с ч е т е приращений теп ло зап асо в дон­
ных отложений о зер а достаточно обоснованно н ел ьзя. И змеренные
тем п ер атур ы теп лоактивного сл о я дна в сопоставлении с р асчетны ­
ми в р азн ы х вари ан тах в зави си м о сти от значений выбранных па­
р ам етр о в даю т широкий сп ектр расхождений с наблюденными т е м ­
п ературам и донных отложений. Однако в р е з у л ь т а т е изучения т е м ­
пературного реж им а донных отложений было устан о влен о , что и зм е­
нение средней тем п ер атур ы их теплоактивного слоя не превосходит
8 - 1 0 ° в го д (Форш, 1 9 6 8 ; О з. К убен ско е, ч. 1 , г л . 5 . 4 , 1 9 7 7 ) .
С ледо вательн о , наибольшее изменение теп л о зап аса это го сл оя со­
с т а в л я е т 3 к к а л / с м ^ .го д , при эт о м он довольно кон сервати вен и
мало м е н я е т с я от го д а к го д у . При наличии н ескольки х непосред­
ствен н ы х измерений тем п ер атур ы донных отложений, приуроченных
к началу и концу каж до го м е с яц а з а открытый период, еж ем есяч ­
ные теп ло зап асы донных отложений о з. Белого по разработанной
м ето ди ке (О з. К уб ен ско е, ч. 1 , г л . 5 . 4 , 1 9 7 7 ) м о гу т бы ть вы ­
числены з а отдельны е периоды лет и годы с предельной ошибкой
до 3 0 % . Это состави ло 0 . 1 5 к к а л / с м ^ *мес и столько ж е з а в е с ь
период открытой воды . В и то ге предельная ошибка в р асч ете при—
рашения теп л о зап аса о з. Б елого с о став и т з а t t lv =0 ,2 6 + 1 5 = + 0 ,3 1
к к ал / см 2 .м е с .,г П у ^ + 0 .5 5 , r r v ^ = + 0 .6 6 ,
~ + 0 .5 7 , "ПХ—. =
= + 0 .4 3 , т х = + 0.32 к к а л / с м - •м е с , в целом з а откры ты й период
га
= + 0 .3 8 к к ал / с м 2 . У казан н ы е предельные ошибки р асч ета
приращений теп л о зап аса о з. Б елого явл яю тся оценочными значения­
ми сходимости сум м ы составляю щ их левой части уравнения теп л о 188
Т а б л и ц а
74
Среднемесячные значения составляющих теплового баланса
(ккал/см2 ) за 1 9 5 1 -1 9 6 2 гг.
Составляю щ ие
бал ан са
У
У1
УП
УШ
IX
X
В
LE,
LE,
8 ,5
- 1 .9
- 2 .4
- 0 .2
0 .9
1 .1
- 0 .3
7 .3
7 .8
- 3 .4
- 0 .4
- 3 .8
3 .5
4 .0
1 0 ,4
- 4 .0
- 6 .0
- 1 .0
- 0 .8
0 .6
- 1 .0
5 .0
3 .2
- 1 .5
- 0 .6
- 2 .1
2 .9
1 .1
9 .8
- 5 .0
- 6 .6
- 1 .0
- 1 .1
0 .4
- 0 .9
3 .3
1 .6
0 .0
- 0 .4
- 0 .4
2 .9
1 .4
6 .0
- 3 .8
- 5 .0
- 1 .4
- 1 .2
0 .4
- 0 .7
0 .5
- 0 .5
1 .7
- 0 .1
1 .6
2 .1
1 .1
1 .7
- 2 .6
- 2 .9
- 1 .0
- 0 .9
0 .3
- 0 .4
- 2 .0
- 2 .2
- 0 .4
- 1 .5
- 1 .8
- 0 .3
- 1 .1
0 .1
- 0 .2
- 2 .3
- 3 .4
3 6 .0
- 1 8 .7
- 2 4 ,7
- 4 .9
- 4 .2
2 .9
- 3 .5
1 1 .8
6 .5
1 .9
0 .4
2 .3
0 .3
0 .1
1 .3
0 .2
1 .5
- 0 .8
- 1 .9
0 .0
- 0 .9
- 0 .9
1 0 .9
5 .6
?
0
Qnp
^ст
2 0Сн1
2 осн 2
4W r
2
&
П р и м е ч а н и е .
В таб л . 7 4 - 7 7
щих с индексом 1 , 2 —й — с индексом 2 ,
У -Х
1 -й вариант со ставл яю ­
вого балан са ( 1 ) это го во до ем а з а отдельн ы е м есяц ы (с У по X)
и з а в е с ь открытый период.
Р ассм о тр и м и сравним значение составляю щ их теп лового ба­
лан са о з. Б елого по 1 - м у вар и ан ту з а многоводную (т а б л . 7 4 ) и
маловодную фазы (т а б л . 7 5 ) . В многоводную фазу было несколько
теп лее зимой и холоднее л етом (влияние W -формы циркуляции),
а в маловодную фазу, наоборот, холоднее зимой и теп л ее л етом
(д ей стви е Е -ф о р м ы ). В теп лое вр ем я го д а о садко в было больше
в многоводную ф азу, чем в м аловодную , а в холодные периоды го ­
д а наоборот (О з. К уб ен ско е, ч . 1 , г л . 5 . 2 , 1 9 7 7 ) . Погодные у с ­
ловия отрази ли сь на значениях радиационного б алан са о з. Б елого,
который в маловодную фазу был выш е, ч е м в многоводную , на
1 .2 ккал / с м 2 (3% ) з а м ай -о ктяб р ь (т а б л . 7 4 , 7 5 ) . По данным
Э .М . Гореловой (О з. К уб ен ско е, ч. I , г л . 5 . 1 , 1 9 7 7 ) величина ра­
диационного бал ан са К уб ен ско го о зер а была выше в маловодную
фазу ( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г . ) по ур авн ен и ю с многоводной ( 1 9 5 7 1 9 6 2 г и ) на 0 . 6 к к а л / с м
( 1 .7 % ) . Это ж е можно о т м ети ть для
озер В ож е и Лача (Гидрология о з е р ,.., г л . 4 . 1 , 1 9 7 9 ) , С ледо ва­
тельно, с одной стороны, величина радиационного б ал ан са озер в
маловодную фазу выш е, ч е м в многоводную , а с другой - и сс л е д е пания Т .В . Кирилловой ( 1 9 7 0 ) п о казы ваю т, что на одной и той же
189
Т а б л и ц а
75
Среднемесячные значения составляющих
теплового баланса (ккад/см“ ) за 1 9 6 3 - 1 9 7 3 гг.
Составляю щ ие
балан са
V
VI
VII
VIII
IX
В
LE,
LE?
р/
9 .3
- 1 .7
- 2 .3
ОД
1 .2
0 .8
- 0 .4
8 ,1
8 .6
- 4 .2
- 0 .5
-4 . t
3 .4
3 .9
1 0 .9
- 4 ,8
- 6 .4
- 1 .2
- 1 .9
0 .3
—0 ,6
4 .6
3 .2
- 2 .4
- 0 .5
- 2 ,9
1 .7
0 .3
9 ,7
—6 . 0
- 7 .9
- 1 .3
- 1 .3
0 .2
- 0 .2
2 .4
0 .5
0 .0
- 0 .4
- 0 .4
2 .0
5 .9
- 4 .9
- 6 .5
- 1 .5
- 1 .3
ОД
- 0 .1
- 0 .5
- 1 .9
1 .4
0 .0
1 .4
0 .9
- 0 ,5
1 .9
- 3 .3
- 3 .7
- 1 .7
- 1 .6
- 0 .5
- 1 .9
- 2 .3
- 0 .5
- 1 .3
од
од
-од
р2
Опр
Q ct
осн 1
осн Z
AW &
A \N r
2
од
-О Д
- 3 .1
- 3 .4
2 .8
0 .3
3 .1
0 .0
- 0 .3
X
- 2 .9
- 4 .1
2 .6
0 .2
2 .8
- 0 .1
- 1 .3
V -X
3 7 .3
- 2 2 .6
- 2 9 ,1
- 6 ,1
- 5 .3
1 .6
- 1 .5
8 ,6
2 .9
0 ,2
- 0 .9
- 0 .7
7 ,9
2 .2
шпроте радиационный баланс в откры ты й период воды выше при у в е ­
личении глубины о зе р а и 5.: дыней удаленности от б о р ега. Изменение
р азм ер о в и глубины водоем ов суш&стьенно вл и яет на величину из­
лучения атмосф еры. Возможно, что повылл. ние уровня о з. Белого
е
маловодную фазу н есколько повысило величину его радиационного
б ал ан са, что с о г л а с у е т с я с полученными значениями В з а р а с с м а т ­
р и ваем ы е фазы.
На вопрос, на сколько увеличились зат р ат ы теп ла на испарение
( L E ) турбулентный теплообмен м е ш у поверхностью о зер а и атм о с­
ферой ( Р ) в "оллую (м аловодную ) фазу в связи с и скусствен н ы м
повылмлием уровня о з. Б елого по сравнению с холодной (м н о го во д­
ной), о тв ети ть определенно н е л ьзя. И звестно, что величины LE и
Р меньш е для крупных глубоки х водоем ов в- го до во м цикле и в от­
крытый период ( V - X ), чем м елких и небольших о зер , лежащих в
том ж е кл и м ати ч еско м районе. С ледо вательн о , в теплую фазу с у м ­
марные за т р ат ы теп ла на LE + Р должны бы ть н е с к о 'ь к о ниже в
связи с повышением уровня о зер а б это т период, " е м если бы о зе­
ро о с т а в а л о сь с незарегулирован н ы м сто ки м . С ум м ар н ы е потери
/«.•лла о з. Кубинского (LE +P ) (О з. К убенскоо, ч. X, 1 9 / 7 , таб л . 9 8 )
ч холодную л теплую фазы были равны со о тветствен н о 2 4 .2 и 2 8 , 8
к к а л / с м -. т .е , на 1 9'.о выше в теплую ф азу. Д ля о з. Б елого з а те
/К, ф
, ! F - D ) они со ставл яли 2 3 . 6 и 2 8 ,7 к к а л / с м - ( таб л . 7 4
у у ;.
выше на 2 2 % . При сравношш не п о луч ается должного
,
:л о :" мий м еж ду иЕ+Р з а лолодную н теплую фазы
1
озер Белого и К уб ен ско го , поскольку при повышении уровня о з. Бе­
лого в теплую фазу это отношение о стал о сь более вы соки м , чем
на К убенском о зе р е .
Тепловой сто к з а нерегули руем ую фазу уровня воды о з. Белого
с м а я по октябрь был выше теп лового притока на 1 .6 к к а л / с м 2
( таб л . 7 4 ) . Превышение теплового с т о к а ( Q с т над тепловы м при­
то ко м ( Gtnp ) з а открытый период н аблю дается на р яде о зер : К у­
б ен ском , В ож е, Лача (О з. К уб ен ско е, ч, I , гл« 5 , 3 , 1 9 7 7 ; Гидро­
логия о з е р ..., г л . 4 . 3 , 1 9 7 9 ) , К расном и др. Проведенные и ссле­
дования показали, что сум м ар н о е значение Qnp+Q CT з а открытый
период о зер с е стествен н ы м водным реж имом в ы р а ж а ет с я б потере
ими теп л а, иногда со п остави м ого с турбулен тн ы м теп лом з а это т
ж е период (О з. К убен ско е, ч, I , г л . 5 . 5 , 1 9 7 7 ; Гидрология о з е р ..,,
г л . 4 , 5 , 1 9 7 9 ) , То ж е м о ж ет наблю даться на водохранилищах в
том с л уч а е, к о гд а накапливаю тся холодные г.зводокные воды в апро—
л е -м а е и интенсивно с о р а с ы за о т с я п р о гр етая вода в последующие
м есяц ы ,
СущеС'Г ъенлые изменения произошли в распределении сто ка о з.
Б елого после з а п о .т е н и я Ш екснинского водохранилища в 1 9 6 3 г .
Za. J .5 0 3 - 1 9 7 3 г г , уровень о зер а с м а я по июнь повы ш ается на
3 ,2 м и х . зябрю с ’. г '.к а о т с я иг. ПД 4 ы (с м . гл . 2 . 3 я 2 , 4 ) , В м а е F'10H<3
rOIZ Б О Д Ы
K 0 3 i i c i 4 i i ТО jlb K O
П ^^оЪ 1Ш й0Т
oT O K j
ci Б
ПОСЛОДУЮ ^ДИС
м есяц ы п р ы о к и сто к сколм енсир""^ны . Е с т : j _:е с т ь , что
тур а поступающей воды незначительно о тли ч ается от таковой воды,
ь ы гк л й ем и ей ч з о з е р а , то с тан о в и тс я понятным, что тепловой при­
ток и сто к о з. Белого з а открытый период почти сбалансированы
(т а б л , 7 5 ) в усл о ви ях и скусствен н о го водного реж и м а во до ем а.
При е с т е о . с._нном водном реж им е тепловой сток превыш ал тепловой
приток с июня по октябри и только в м а е р-’-орой превалировал над
первы м в период бурного заполнения чаши о зер а (т а б л . 7 4 ) ,
По приведенным данным ( габ л , 7 4 , 7 5 ) теп ло зап ас водной м а с ­
сы о з. Б елого наиболее интенсивно увел и ч и вается в м а е , при это м
ч а с т ь теп л а п е р ед ается Г 'н н ы м о тл о ;;:?"а ям . Т ако е интенсивное при­
ращение теп ла водной м ассы происходит з а сч ет радиационного ба­
л ан са при ум еренны х сю грат а х тепла на испарение в м а е в р езул ь­
т а т е турбулентного теплообмена (тем п ер атур а посгрхиости воды
о з. Б елого только в м ае ниже тем п ер атур ы в о з д у х а ), а такж е з а
сч ет QnP+QCT о маловодную фазу на 0 , 4 ккал / см ^ >мес (та б л . 7 э )
и в многоводную на О.В к х а д / с м ^ .м е с (т а б л , 7 4 ) , В июне, ко гд а
радиационный баланс д о с т и га ет го до во го максим ум ® , интенсивность
приращения теп ла водкой м ас с ы сн и ж ается з а сч ет возросш его ис­
парения, з а т р а т ы тепла на турбулентный теплообмен к преоблада­
ния теплового ст о к а над теп ловы м пр*»*оком. Б алан с поступления
к р асхо да тепла видной м ассо й з а ьш четом аккумулир_ данного теп­
ла данными отяс/.эн кям и н ас ту п ае т в июле (4W fe= 0 ). С а в г у с т а
теп ло зап ас годной м ас с ы о зер а длиназт сн и ж аться, ге гл о з а л а с же
'^нных о тм ж ен п й еще г г --ю-'ъко у е з ж и в а е т с я в многоводную фа-
191
Т а б л и ц а
76
Среднемесячные значения составляющих
теплового баланса (ккал/см^) за 1 9 56 г.
Составляющие
баланса
В
VH
VIII
10 .6
8 .6
-4 .0
-7 .0
0 .4
0 .2
- 4 .1
-6 .4
-1 .3
-1 .4
0 .4
- 0 .8
- 0 .6
5 .4
-3 .0
-4 .2
-1 .5
- 1.0
0 .7
-0 ,5
6 .6
2 .8
1.1
-3 .4
-0 .4
- 3 .8
7 .3
3 .4
- 1 .7
-0 .5
- 2 .2
4 .4
0 .4
0 .9
6 .8
1.2
0 .4
1 .3
-0 .4
0 .9
3 .7
1 .3
V
VI
9 .3
0 .1
-0 .9
Р,
Ра
QnP
^СТ
rtf'W \|
Ubn
^ осн 2
л щ
S
1.1
1.6
0 .6
0 .0
1 1 .1
10 .6
0 .2
IX
X
V -X
2 .3
-3 .4
-3 .8
-0 .9
-0 .5
0 .3
-0 .4
- 2 .1
- 1.8
- 0 .1
- 1.8
-2 .1
-0 .5
- 1.1
3 6 .1
- 1 6 .2
-2 4 .4
-2 .7
- 2 .2
2 .4
- 2 .5
1 7 .1
9 .7
0 .8
1.6
0 .2
1.8
1 .9
-0 .3
1.2
0 .0
- 0 .1
0 .2
- 0 .2
-2 .4
-3 .3
1 .3
0 .2
1 .5
-0 .9
- 1.8
0 .0
- 1.0
- 1.0
1 6 .1
8 .7
зу (табл, 7 4 ) и остается на достигнутом уровне в маловодную
(табл. 7 5 ) . В сентябре наиболее интенсивно снижается теплозапас
водной массы и донных отложений. В октябре расходуется оставше­
еся тепло, запасенное водой в мае-июле, и тепло донных отложений.
В период более высокого уровня ( 1 9 6 3 - 1 9 7 3 гг.) донные отложе­
ния аккумулировали меньше тепла с мая по август на 0 . 1 ккал/см^,
чем при более низком в маловодную холодную фазу 1 9 5 1 —1 9 6 2 г г .,
и передавали на 0 . 1 ккал/см^ больше тепла в сентябре-октябре
водной м ассе. В результате теплозапас донных отложений на период
ледостава оставался в обоих случаях одинаковым - 0 . 9 ккал/см^.
Водная масса аккумулировала в холодную фазу (табл. 7 4 ) с мая
по июль 4 . 9 к к а л / с м ^ тепла при среднем уровне озера 2 . 8 м, а
при уровне 4 . 0 м в теплую фазу за те же месяцы (табл. 7 5 )
6 . 6 ккал/см^. Это свидетельствует о том, что увеличение средней
глубины озера повышает аккумуляцию тепла водной массы и ее теп­
лозапас.
При вычислении теплозапасов за каждый месяц использовались
данные по температуре воды на первое число, начиная с 1 мая по
1 ноября. Температура воды оз. Белого в среднем за холодную фа­
зу 1 мая составляла 2 . 3 ° при среднем уровне озера 2 . 6 8 м , 1 но­
ября - 1 . 7 ° при 2 . 5 4 м, за теплую фазу 1 мая - 2 . 2 ° при 3 . 9 3 м,
1 ноября - 1 . 6 ° при 4 . 0 1 м . Приведенные сведения указывают,
что теплозапас водной массы оз. Белого, как и другил крупных
мелководных озер (Кубенского, Воже, Лача), 1 мая и 1 ноября
192
Т а б л и ц а
77
Среднемесячные значения составляющих
теплового баланса (ккал/см^) за 1 972 г.
Составляющие
баланса
В
LE1
LEa
Pi
ра
С
С
V
ОСН11
vun
Ь'осн 2
jw b
AW r
2
*1
V
9 .8
- 1.8
- 2 .8
0 .6
1.6
0 .5
- 0 .2
8 .9
8 .9
-4 .7
-0 .5
-5 .2
3 .7
3 .7
У1
VII
УШ
IX
1 1 .4
-5 .1
—6 . 6
- 1.2
-0 .9
10 .6
7 .2
-7 .7
- 9 .8
- 0 .6
- 0 .6
-3 .2
-4 .0
-1 .3
-1 .4
-7 .2
- 10 .2
- 0 .6
- 1.1
2 .2
X
У -Х
-0 .7
- 2 .0
- 2 .2
-0 .5
- 1.2
4 0 .5
-2 7 .0
-3 5 .6
- 3 .6
-3 .6
0 .7
- 0 .9
9 .7
0 .2
0 .0
0 .0
0 .0
0 .0
- 0 .3
5 .0
3 .8
-3 .9
-0 .5
т-4.4
- 0 .1
2 .7
- 0 .8
- 0 .1
- 1.2
-3 .3
0 .8
2 .6
0 .1
- 0 .1
-2* 4
-3 .3
3 .2
0 .3
3 .5
- 0 .1
-3 .3
-4 .2
3 .0
0 .2
-0 .9
3 .2
0 .1
1.1
0 .2
- 0 .1
- 1.0
9 .8
-
0 .6
0 .6
-0 .5
0 .3
3 .0
-0 .5
2 .7
1 .5
- 0 .6
1.1
1.0
1.2
ежегодно мало различается по своей величине, Теплозапас оз. Бе­
лого за холодную фазу 1 мая равен 0 , 6 2 к к а л / с м ^ , 1 ноября 0 . 4 3 ккал/см , в теплую фазу 0 . 8 6 и 0 . 6 4 ккал/см^ соответст­
венно, т .е . различается в каждую фазу на 0 . 2 ккал/см2 , а в от­
дельные годы на 1 ккал/см2 (табл. 7 6 ) . Это служит подтвержде­
нием небольшого значения предельной ошибки теплозапаса, вычис­
ленного за весь открытый период: rn ,v = 0 ,2 3 ккал/см2 (см. с. 1 8 8 ) .
Укажем на тот важный факт, что сумма основных составляющих
(S осн ), записанных в левой части уравнения ( 1 ) , за любой пе­
риод времени должна приближаться к сумме их результирующей ве­
личины ( 2 р ез). Сумма приращений теплозапаса водной массы и
донных отложений ( £ Реа) в пределах точности ее расчета служит
контрольной величиной расчета суммы 2 осн (табл. 7 4 - 7 7 ) . Дру­
гой важной особенностью является то обстоятельство, что самой
природой водоемов умеренной зоны, в том числе и оз. Белого,
определено, что сумма месячных разностей Qnp- Q CT и сум м а A\N^t
i JW r в конце открытого периода приближаются к их минимальному
значению по абсолютной величине (табл. 7 4 - 7 7 ) . Это позволяет
говорить о том, что аккумулированное тепло водной массой в ос­
новном за счет радиационного баланса с мая ш> сентябрь в течение
всего открытого периода затрачивается на испарение и турбулент­
ный теплообмен (за исключением м ая).
Следовательно, с учетом малых величин QnP- QCT и Л W ei / lW r
за открытый период значения В и (LE + P) должны быть близки и
13 1462
193
противоположны по знаку, составляя в сумме невязку теплового
баланса.
Первый вариант расчета (табл. 7 4 - 7 7 ) дает невязку за откры­
тый период 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г ., составляющую 1 0 . 9 ккал/см“ , за
1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г , - 7 . 9 ккал/см2 , за экстремально холодный 1 9 5 6 г . 1 6 , 1 и теплый 1 9 7 2 г . - 9 . 8 ккал/см 2 или соответственно на 3 0 ,
2 1 , 4 5 и 24% по отношению к величине В, Теперь перед нами
стоит альтернатива - отнести эти невязки в основном за счет В
или (LE-*-P).
Как указывает М.И, Будыко ( 1 9 5 6 ) , при оценке погрешности
существующих методов расчета составляющих радиационного и теп­
лового балансов можно использовать три различных способа: 1 ) срав­
нение результатов независимых методов расчета составляющих ба­
лансов между собой; 2 ) сравнение вычисленных и измеренных ве­
личин составляющих балансов; 3 ) оценки ошибки расчета всех со­
ставляющих баланса путем замыкания баланса при независимом
определении всех его членов.
Третий способ оценки расчета составляющих теплового баланса
используется нами для сравнения между суммой теплозапасов вод­
ной массы и теплоактивным слоем донных отложений и суммой ос­
новных составляющих теплового баланса (табл. 7 4 - 7 7 ) . По мнению
Т.В. Кирилловой ( 1 9 7 0 ) , нельзя в настоящее время считать решен­
ным вопрос о точности измерений и оценке возможных ошибок ра­
диационного баланса водоемов. Поэтому попытаемся оценить отно­
сительную точность расчета величин радиационного баланса за от­
крытый период оз. Белого двумя путями.
Первый путь - сравнение соотношений величин радиационного
баланса и невязок теплового баланса за открытый период много­
летнего периода и в отдельные годы нескольких озер одного кли­
матического района (Онежского, Кубенского, Воже, Лача, Красного),
тепловые балансы которых отражены в таблицах цитируемых работ
(Тихомиров, 1 9 7 3 , 1 9 8 0 ; Оз. Кубенское, ч. 1 , г л . 5 . 5 , 1 9 7 7 ;
Гидрология озер,,., гл . 4 . 5 , 1 9 7 9 ) . Величина невязки теплового
баланса этих озер составляет 1 3 —14 % , а для отдельных лет от 7
до 35% (в среднем 20% ) по отношению к величине их радиацион­
ного баланса. Р азум еется, всю невязку теплового баланса нельзя
отнести за счет радиационного баланса. Однако допустим, что LE+P
не имеют отношения к невязке теплового баланса. Тогда радиаци­
онный баланс будет влиять на невязку теплового баланса открыто­
го периода, способствуя ее увеличению от 5 до 10 % , а за отдель­
ные годы до 2 0 - 2 3 % . Если таким же путем определить погрешнос­
ти радиационного баланса для первого варианта расчетов (табл. 7 4 —
7 7 ) , то его условно относительные ошибки будут соответственно
равны 2 5 , 1 9 , 3 8 и 22 % , Следовательно, в трех случаях из четы­
рех условно относительные ошибки радиационного баланса по срав­
нению с таковыми указанных озер непомерно велики, особенно за
многолетние периоды, и не могут быть только за счет радиацион­
ного баланса оз. Белого, Но поскольку абсолютные величины Q
,
194
Qnp,A W B ,/ J W r
за открытый период малы, то доля погрешности
в расчете теплового баланса о з. Белого за открытый период
(табл. 7 4 —7 7 ) первого варианта расчета в значительной мере долж­
на быть отнесена за счет LE + (^.
Второй путь - анализ изменений годовых значений радиационно­
го баланса по отношению к его многолетней величине за открытый
период. Известно, что значения суммарной радиации обладают боль­
шой междугодовой устойчивостью по отношению к ее среднемного—
летней величине. Этим же свойством обладает и радиационный ба­
ланс водоемов. На примере озер Онежского и Красного (Мокиевский, 1 9 7 3 , 1 9 8 0 ) , Б ел о го ,Кубенского, Воже и Лача (Оз. Кубен­
ское, ч. I , г л . 5 . 1 , 1 9 7 7 ; Гидрология озер..., гл . 4 . 1 , 1 9 7 9 )
можно видеть, что ежегодные колебания значений радиационного ба­
ланса с мая по октябрь не превосходили + 4 .0 к к а л / с м 2 от средне­
го его многолетнего значения. Значения радиационного баланса за
указанные месяцы многолетнего ряда 1 9 5 1 - 1 9 6 2 г г . составляют
для Онеги 3 6 . 2 кхал/см^-, оз. Белого - 3 6 , 0 , для Кубенского 3 4 , 8 ккал/см^. Следовательно, в соответствии с местом располо­
жения и морфометрическими данными значение радиационного балан­
с а оз. Белого нашло подобающее ему место среди значений радиа­
ционного баланса более глубокого Онежского и более мелководного
Кубенского озер. Можно полагать, что точность расчета радиаци­
онного баланса оз. Белого близка таковой других озер.
Тогда понятно, что если предельные колебания значений радиа­
ционного баланса оз.О Белого и других указанных озер составляют
не более 4 ккал/см^, то относительная предельная ошибка расчета
их радиационного баланса за многолетний период не может быть
больше этого колебания и потому не превосходит +1 2 % от их зна­
чений. Таким образом, из двух независимых примеров видим, что
максимальная относительная ошибка расчета радиационного балан­
са за открытый период многолетнего ряда о з . Белого составляет
+ 1 2 - 1 4 % от его значений. Следователы ю , при небольших. значени­
ях Qnp-Q >CT и 4 W B± 4 W r за открытый период и при больших зна­
чениях невязок теплового баланса ( 1 - й вариант) (табл. 7 4 - 7 7 )
основные ошибки заключены в расчете значений LE + Р.
Как указывает А.Ф. Изотова (гл . 5 . 2 ) , в основу расчета затрат
тепла на испарение и турбулентный теплообмен положены известные
гидрометеорологические формулы А .Л . Браславского и З.А. Викули­
ной ( 1 9 5 4 ) с уточненным коэффициентом по методике Технических
указаний ГГИ ( 1 9 6 9 ) . Указанные формулы широко используются
д л я расчета испарения и затрат тепла на испарение и турбулентный
теплообмен озер. Во многих случаях полученные результаты не вы­
зывали сомнений. Однако при расчете указанных составляющих теп­
лового режима крупных водоемов результаты получались неудовлет­
ворительными. Например, затраты тепла на испарение и турбулент­
ный теплообмен для Ладожского озера, вычисленные А.Ф. Изотовой
( 1 9 6 8 , табл. 5 ) с использованием расчетных температур поверхно­
сти воды, не нашли применения в тепловом балансе этого водоема
195
(Смирнова, 1 9 6 8 ) , а использовались другие данные'из той же ра­
боты (Изотова, 1 9 6 8 , табл. 1 3 ) .
При расчете составляющих теплового баланса Рыбинского водо­
хранилища Е .А . Зайцева ( 1 9 6 8 ) указывала, что при использовании
метода ГГО невязки баланса составляют не более 5%, а при приме­
нении метода ГГИ они достигали 2 0 - 5 0 % .
Коэффициенты в приведенных формулах для расчета затрат теп­
ла на испарение (L E ) и турбулентный теплообмен ( Р ), рекоменду­
емые ГГИ, могут заметно изменить при трансформации значения
измеренных данных метеорологических элементов и температуры
поверхности воды озера, не принося подчас пользы для точности
расчета указанных вьщю составляющих теплового баланса. Исполь­
зу я метеорологические элементы ГМС по г., Белозерску и данные
непосредственных наблюдений над температурой поверхности воды
на водомерных постах о з. Белого с выведенными к ним поправка­
ми (см . г л . 5 . 3 ) , мы рассчитали LE и Р по формулам ГГИ. В це­
лом за открытый период во всех случаях полученные результаты
при использовании данных ГМС по г . Белозерску без их трансфор­
мации и измеренной температуры воды на постах озера (разд. 5 . 3 )
снизили невязки теплового баланса по отношению к радиационному
за открытый период многолетних фаз ( 1 9 5 1 - 1 9 6 2 и 1 9 6 3 - 1 9 7 3 г г .)
на 15 % , а за отдельные годы на 20 % ( 2 - й вариант, табп. 7 4 - 7 7 ) .
Рассмотрим расхождение месячных величин Ь Е ,Р и S в 1 - м
(по А.Ф. Изотовой) и во 2 - м вариантах расчета (табл. 7 4 - 7 7 ) .
Во 2 - м варианте полученные значения затрат тепла на испарение
за все месяцы отдельных фаз выше на 30% , в отдельные годы на
3 0 —50 % , чем в 1 - м . Полученные величины затрат тепла на испа­
рение за открытый период о з. Белого по 2 - м у варианту близки к
таковым Рыбинского водохранилища за 1 9 4 8 - 1 9 6 4 г г ., по данным
Е.А. Зайцевой ( 1 9 6 8 ) , равным 3 0 . 9 ккал/см^.
Сопоставление невязок теплового баланса оз. Белого 1 - г о и
2 —го вариантов расчета с невязками такового озер Кубенского,
Воже и Лача позволило прийти к следующим заключениям.
1 . Невязки баланса за открытый период больше для холодной
фазы (табл. 7 4 ) и холодного года (табл. 7 6 ) , чем для теплой фа­
зы (табл. 7 5 ) и теплого года (табл. 7 7 ) .
2 . Наиболее часто наилучшая сходимость баланса имеет место
за сентябрь.
3 . За м ай-август невязки баланса всегда с положительными
знаками. Невязка всегда с отрицательным знаком за октябрь и
больше по значению для холодных лет.
Подводя итоги указанным выше характерным особенностям не­
вязок теплового баланса озер Белого, Кубенского, Воже, Лача,
Красного, Онежского, Ладожского, можно высказать некоторые
соображения, с учетом которых невязки теплового баланса могут
быть снижены: 1 ) если при расчете составляющих теплового балан­
са за май учитывать ледовые условия; 2 ) если трансформация ме­
теорологических элементов в мае и октябре отличается от таковой
190
в и ю н е -а в гу с т е . Д ля вы ясн ен и я п ар ам етро в трансформации м етеоро­
логически х эл ем ен то в о т суши к водной поверхности необходимо
проведение исследований. В сен тяб р е ход м етеорологи чески х эл е­
м ен то в над суш ей и водной поверхностью водоем ов почти идентичен
и не т р е б у е т их трансформации.
При р ас ч е т ах составляю щ их теп лового б ал ан са предпочтительнее
и сп о л ьзо вать не расчетную т е м п е р ат у р у поверхности во ды , а данные
наблюдений постов ГМ С, которы е нужно с о гл а с о в а т ь с наблюденны­
ми тем п ер атур ам и воды на рейдовы х в ер ти кал ях , а еще лучше с до­
полнительными наблюдениями по в с е м у о зе р у . Д ля крупны х глубоких
о зер с л е д у е т устан о ви ть корреляционную с в я з ь тем п ер атур ы воды,
наблюденной на п о стах и по акватории о зер а, и у в я з а т ь ее с г л у ­
бинами по с туп ен ям .
В заклю чение п одведем н екоторы е итоги ан ал и за р а с ч е т а с о с т а в ­
ляющих теп ловы х балансов и их проявление в . многоводную и в м а­
ловодную фазы периода увлаж ненности бассейнов крупны х м елковод­
ных о зер (Б ел о го , К уб ен ско го , В о ж е, Л а ч а ), а т а к ж е в изменении
теп лового р еж и м а Б елого и К уб ен ско го о зер под влиянием регулиро­
вания их с т о к а .
И сследование теп ловы х б алан со в п о к азы в а ет, что с у м м у их ос­
новных составляю щ их наиболее целесообразно контролировать з а
каж ды й м есяц ч ер ез приращение теп ло зап асо в водной м а с с ы и дон­
ных отлож ен и й ,. а т а к ж е подводить итоги э т о го контроля з а откры ­
тый период. Анализ величин составляю щ их теп ловы х балансов пока­
з а л , что наиболее н и зкая то чность р а с ч е т а у составляю щ их, о твеч а­
ющих з а потерю теп ла на испарение и турбулентный теплообмен
м еж д у поверхностью о зер а и атмосферой, — важнейшими эл ем ен та­
ми, определяющими н аряду с радиационным балансом тепловой режим
во до ем о в. О тсюда очевиден вы во д о необходимости проведения у гл уб ­
ленных полевых исследований на о зер ах над эл ем ен там и , от которых
зави си т интенсивность испарения и турбулентного теплообм ена, а
т а к ж е над эл ем ен там и , позволяющими р ассч и ты вать составляю щ ие
теп лового б ал ан са.
Р а с с м а т р и в а я общие ч ерты теплового реж им а указан н ы х о зер ,
расположенных б одном кли м ати ч еско м районе, с л е д у е т уч и ты вать,
что водный реж им о з. Б елого — больш его из них по площади и г л у ­
бине - был зар егул и р ован с н ачала маловодной (теп ло й ) фазы ( 1 9 6 3 1 9 7 3 г г ; ) , т а к что ур о вен ь о зе р а с т а л выше на 1 .2 м и незначи­
тельно и зм ен ял ся от го д а к го д у в период открытой во ды . С ток
К уб ен ско го о зер а р е гу л и р у е т с я давно, в течение в с е го периода у в ­
лажнения. Весной идет накопление воды и ср аб о тка до осени. Озе­
р а Воже и Лача имеют естеств ен н ы й реж им с т о к а .
С уч ето м выш кзложенных особенностей можно о тм ети ть сл ед у­
ющие хар актер н ы е черты теп лового р еж и м а о зер.
1,
Н аиболее интенсивный прирост теп л о зап аса водной м ас с ы озер
происходит в м ае (т а к к а к Q np выше Q c-y ), на м есяц раньше во з­
р астан и я радиационного б ал ан са до го до во го м а к с и м у м а . К роме то­
г о , те м п ер ату р а поверхности о зер в м ае ниже тем п ер атур ы во зд уха
197
ir тепловой поток турбулен тн ого теплообм ена направлен к поверхно­
сти во до ем о в.
2 . Т еп ло , аккум улирован н ое з а сч ет лучистой энергии в о ткры ­
тый период, р а с х о д у е т с я на н агр еван и е воды и одновременно на пе­
р едач у е го донным отлож ениям до и ю л я-ай густа, в е с ь открытый
период на испарение, с июня по о ктяб р ь на турбулентны й теплооб­
м ен . Т еп л о зап ас водной м ас с ы в с е х перечисленных о зер увели ч и ва­
е т с я в м ае-и ю н е, В июле н а с т у п а е т равновесное состояние прихода
теп л а з а с ч е т лучистой энергии или н ач и н ается р асхо д накопленно­
го теп л а водной м ассо й . Однако в тепловом реж им е о з. Б елого
после повышения е го ур о вн я в 1 9 6 3 г . водн ая м а с с а продолжала
аккум ул и р о в ать тепло в июле и р асх о д о вать с а в г у с т а . Т еплозап ас
водной м а с с ы увел и ч и вал ся приблизительно в 1 .4 р а з а .
3 . Из р ас с м ат р и ва ем ы х о зер з а с ч е т радиационного бал ан са
о з. Б елое п олучает наибольшее количество теп ла — в э к с т р е м а л ь ­
ные го ды от 3 6 .1 до 4 0 , 5 к к ал / с м за^ о ткр ы ты й период, а наи­
меньш ее о з. Лача - 2 8 . 0 - 3 4 . 9 к кал / см . Из поступивш его теп ла
з а с ч ет радиационного б ал ан са о зер а затр ач и вали в ср едн ем з а мно­
голетний период ( 1 9 5 1 - 1 9 7 3 г г . ) 6 5 - 7 3 % на испарение и 1 0 - 1 4 %
на турбулентный теплообмен. Если в многоводную (холодную ) фазу
о з. Б елое от поступивш его теп л а з а с ч ет радиационного балан са
( В ) тратило на испарение ( L E ) 6 9 % , а на турбулентный тепло­
обмен ( Р ) 1 2 %, то в многоводную (теп лую ) ЬЕ со стави ло 78% ,
Р - 14 % ; дл я о з. К убенского со о тветствен н о LE - 6 0 % , Р - 9% ,
LE - 6 9 % , Р - 1 2 %.
(Д л я о з . Б елого данные по LE и Р в з я ­
ты из таб л . 7 4 - 7 7 по 2 - м у в а р и а н т у ). Подобная карти на повыше­
ния з а т р а т теп ла на LE и Р о б н ар уж и вается на о зер ах Воже и Ла­
ч а. С повышением ур о вн я о з . Б елого в теплую ф азу, возможно, не­
сколько увел и ч и вается радиационный баланс при повышенных з а т р а ­
т а х теп л а на испарение и турбулентный теплообмен по отношению
к холодной фазе, что и на др уги х о зер ах это го р еги он а.
Г л а в а
6 . ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
И зучение о з. Б елого в е д е т с я давно, но гидрохимические наблю­
дения проводились либо эпизодически, либо по ограниченному числу
эл ем ен то в (Скопинцев, 1 9 3 9 ; М осевич, 1 9 5 5 ) . Подробнее гидрохи­
м и я о зер а в е стеств ен н о м реж име р ассм о тр ен а в р аб о те М .Д . Д е г—
тярен ко ( 1 9 5 9 ) . В 1 9 6 4 г . о з. Белое было зар егул и р ован о в с в я ­
зи с со здан и ем Ш екснинского водохранилища, и можно было ожи­
д а т ь некоторы х изменений гидрохим ического реж и м а. Достаточно
детальн о в это т период было изучено содерж ание орган ического ве­
щ ества (Скопинцев и д р ., 1 9 6 6 , 1 9 7 1 , 1 9 7 2 ) , но гидрохимия о зе­
ра в целом отраж ен а только в работе М .М . Алферовской и Ю.М. Ива­
нова ( 1 9 7 7 ) . К сожалению, годы исследований, рассм отрен н ы е в
этой р аб о те, - с а м ы е м аловодны е м н оголетн его цикла увлажненно­
сти , поэтом у не м о гу т б ы ть в зя т ы в к а ч е с т в е типичных. И нститу­
то м озероведен и я эпизодические наблюдения гидрохимического режи­
м а о з . Б елого вели сь с зи м ы 1 9 7 3 г . , а период регул ярн ы х работ
приходится на 1 9 7 6 - 1 9 7 7 г г . Имеющийся в наш ем распоряжении
м атер и ал п о зво ляет описать гидрохимический режим о з . Б елого до­
статочно полно на данный период и, кроме то го , о т м ети ть некоторы е
и зм енения, возникшие в о зер е после зар егул и р о ван и я. В се гидрохи­
мические определения выполнялись по общепринятым м ето ди кам
(Алекин, 1 9 5 4 , 1 9 7 3 ) .
М инерализация и ионный с о с т а в
В ода о з. Б елого и м еет невысокую минерализацию, в среднем
близкую к 1 2 0 м г/ л (т а б л , 7 8 ) , В нутригодовы е колебания невели­
ки- и в основном л еж ат в пределах 8 0 —1 5 0 м г/ л . В многоводные
го д ы , в период половодья, нижний предел колебаний минерализации
м о ж ет кратковрем енн о сн и ж аться до 5 0 —6 0 м г/ л . Причем это сни­
жение относи тся к зап адном у району о зе р а, принимающему основные
притоки (.Ковжа с Комой и Шолой, М е г р а ), величина минерализации
1«>дм которых в это т период п адает до 3 0 —
4 0 м г/ л . С другой сто ­
или
к концу зимней межени в о зер е были отм ечены величины м и 199
Т а б л и ц а
78
X
о
о
tp 1
М инерализация и ионный с о с т а в воды о з. Б елого (горизонт 0 .5 м )
Сезон, год
C l'
so £ '
С а 2+
М д 2+
мг/л
Зима (III)
1973
1977
Весна (У - У 1 )
1 9 73
1976
1977
Лето (УШ)
1975
19 76
1977
Осень ( I X )
1976
19 77
20 О
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
8 0 .8
95.6
8 7 .9
86 .4
9 9 .8
90 .9
2.1
2.4
2.2
1.6
1.6
1.6
16.1
20 .6
18.6
10.6
14 .9
12.6
20.3
22 .9
21 .6
21 .5
25 .3
2 3 .0
8.1
9.8
8.8
7.3
7.9
7.5
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
7 3 .6 '
8 0 .4
75.6
36.2
1 3 8 .0
76.4
54,1
82 .9
64 .7
1.4
1.7
1.6
1.1
1.7
1.5
1.8
2.1
1.9
14.9
17 .3
15.5
8.6
18 .4
15 .0
9.2
14 .8
1 n г.
15.6
16.6
16.2
11.4
37 .9
20.5
15.2
2 1 .0
17.8
8.7
9.6
9.2
4.4
8.8
6.7
4.7
6.4
5.5
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
7 5.2
.92.3
82 .0
65 .2
79 .7
7 3 .3
73.7
8 1 .8
77.1
2.0
2.2
2.1
1.4
1.5
1.5
1.9
2.1
2.0
15,5
17.5
16.4
8.6
15.4
11 .8
13 .3
14 .9
13 .9
19.-5
26.5
21.5
17 .0
19.5
18.3
19.1
20.1
19.7
7.3
8.4
7.7
5.8
6 .9
6.2
5.8
6 .8
6.4
мин.
макс.
ср.
мин.
макс.
ср.
67 .4
7 4 .0
71.7
75.5
82 .9
79 .4
.1.4
2.8
1.7
1.8
2.3
1.9
10 .8
13 .7
12.8
13.3
14.5
14.3
18.9
19.3
19.2
19.3
20 .3
19.9
5 .8
6.2
6 О
6 .0
6.8
0.4
Среднее
за гзд
7 7 ,9
1.8
14.3
19.8
7.0
No"
HCO-
K+
СГ
S< C
Coc2+
M g 2+
N a+
K+
ЭКВ,—%
0 .9
3 .4
2.2
1 .3
1 .9
1.6
0 .2
1 .9
1.2
1 .4
0 .8
2 .2
1.0
1 .9
1 .4
0.8
2 .0
1.8
1.0
0 .9
1.2
0.8
1 .3
0 .9
0 .9
1.2
1 .7
1 .9
1.8
1.8
2 .0
0.8
0 .8
1 .5
0 .9
0 .9
1.0
1 .9
0 .9
1 .7
2 .7
0 .7
1 2 8 .5
1 4 8 .7
1 4 1 .3
1 2 8 .3
1 5 1 .4
1 3 6 .3
7 4 .6
7 8 .7
7 6 .2
8 2 .2
8 4 .2
8 2 .9
1 1 6 .2
1 2 4 .9
H 9 .4
6 3 .9
2 0 8 .0
1 2 3 .0
8 7 ,4
1 2 7 .3
1 0 4 ,8
7 4 .9
7 8 .6
7 7 .1
7 3 .9
8 4 .1
7 7 .1
7 3 .6
8 1 .3
7 7 .2
1 2 5 .0
1 4 6 .6
1 3 1 .7
1 0 5 .8
1 1 4 .3
1 1 7 .4
1 2 7 .8
1 2 1 .9
7 4 .3
8 0 .0
7 7 .0
7 6 .8
8 4 .1
7 9 .1
7 8 .0
7 9 .6
7 8 .7
1 2 1 .2
1.8
0 .9
2,2
2.0
0 .9
1 1 2 .3
1 1 6 .0
1 1 4 .1
1 1 8 .9
1 2 9 .7
1 2 4 .7
l.H
0 .9
i a 3 .2
2.0
1.0
0 .8
1.2
3 .0
3 .5
3 .3
1 8 .1
2 2 .4
2 0 .5
1 3 .1
1 5 .6
1 4 .6
5 5 .0
3 6 .8
5 9 .0
4 0 .5
5 7 .2
3 8 .3
6 2 .3
3 2 .8
6 4 .6
3 5 .4
6 3 .4 ' 3 4 .3
3 .0
1 8 .5
2 2 .3
2.8
20 .1
2 .2
2 .7
2 .5
2 ,0
7 0
4 6
3 ,0
3 8
3 .4
1 5 .3
4 9 .5
5 2 .3
5 0 .2
5 6 .1
6 8 .9
5 9 .9
5 9 .1
22.2
66 .2
1 8 .8
61„7
4 5 .7
5 0 .1
4 6 ,8
2 6 .6
3 6 .9
3 3 .6
2 7 .0
3 3 .4
3 1 .5
1 7 ,0
1.0
3 .3
3 .1
4 .8
5 .5
5 .2
4 .8
5 .3
5 .1
1 .5
3 .2
3 .6
3 .4
3 0 .7
3 9 .8
3 5 .6
3 1 .6
35 Д
3 3 .3
3 1 .2
3 3 .8
3 2 .5
2,8
2 0 .4
1 8 .1
1 7 .1
1 8 .6
1 7 .9
o o.O
6 5 .4
6 0 .0
5 8 .0
6 2 .4
6 0 .1
5 9 .8
6 2 .2
6 0 .9
7 5 .9
8 1 .8
7 8 .9
7 8 .5
8 2 .5
7 9 .0
2 .7
5 .5
3 .2
3 .1
3 .9
3 .4
1 5 .4
1 9 .0
1 7 .9
1 7 .5
1 8 .6
1 3 .0
5 9 .2
6 2 .5
6 1 .4
5 9 ,6
6 2 .2
6 1 .0
3 1 .2
32Д
3 1 .8
3 1 .4
3 3 ,9
3 2 .3
4 .9
7 .3
5 .5
4 .9
5 .6
5 .1
1.2
7 8 .3
3 .2
1 8 .6
5 9 .6
3 5 .0
4.9
1 .4
2.6
1.6
1 4 .3
4 .0
22.1
2 0 .1
2.8
3 .4
4 .3
4 .0
3 .0
3 ,7
3 .4
2 .5
3 .1
2.8
22.0
1 9 .6
12 .8
0 .4
4 7
2 9
3.G
5 .7
5 .2
4 .8
0 .9
1 .9
1 .3
6.0
1.2
1.8
5 .3
1.6
1 .2
1.2
2.6
1 .5
1 .4
1.6
1 .4
1 .7
1 .3
1 ,4
1 .9
1 .5
201
а
Рис. 5
1,'ГО (
7
1 " 7 t : s -Л - 2 1 - 2 2 УШ 1 0 7 7 , в - 1 4 - 1 5 ^ 111 1 ' Г
нс-рализации более 2 0 0 м г/ л в районе, прилегающ ем к истоку
р . Шексны.
И зменения ги дрологи ческого реж им а о зер а, вы зван н ы е создани ем
Ш е к с н и н с к о г о водохранилища, отрази ли сь в первую очередь на х а ­
р ак тер е поступления в озеро вод притоков. Речны е воды в н асто я­
щее вр е м я поступаю т в озеро в основном только в короткий период
половодья. Но в силу р егул и р уем о го сброса зи м н яя водн ая м а с с а
не в ы т е с н я е т с я этими весенними водам и , а за д е р ж и в а е т с я в о зер е,
к а к правило, до середины л е т а (Ерш ова, 1 9 6 8 ) . Влияние речных
вод в это вр ем я зам етн о в западной и ю го-западной ч ас т я х о зер а,
г д е сосредоточены основные притоки (К о вж а с Кемой и Шолой, М ег­
р а, К у н о с т ь ). В летне-осенний период воды эти х притоков, кроме
р. К овжи, п ерестаю т п о ступ ать в озеро, р а з г р у ж а я с ь в обводный к а ­
н ал. Воды кан ал а обм ениваю тся с озерной водой, но степ ен ь это го
обм ена трудно устан о ви ть, п оскольку она зави си т в первую очередь
о т сгонно-нагонны х явлений, которые изучены еще не до такой с т е ­
пени, чтобы д а т ь во зм о ж н о сть точного количественного р а с ч е т а . Р е ­
к а К овж а со хр ан яет некоторое влияние на озерны е воды в течение
в с е го л етн е-о сен н его периода в ограниченном районе (р и с. 5 8 , а ) .
Речн ы е воды, поступившие в озеро, при интенсивном волнении в
течени е л е та постепенно перемеш иваю тся с о статкам и зимней вод­
ной м а с с ы , что приводит к выравниванию гидрохимических х а р а к т е ­
ристик к ак по акватории о зер а (ри с. 5 8 , б ), т а к И особенно по вер­
ти кали. Разли чи я с ум м ы ионов в поверхностных и придонных слоях
в это вр ем я не превышают 2 - 3 м г/ л , в начале половодья они бы ва­
ют зам е т н е е - до 1 2 - 1 5 м г/ л . В сл уч а е сильных дож девы х павод­
ко в (л ето 1 9 7 6 г . ) прибрежная зона влияния речных вод, р езко от­
личная от центральной водной м а с с ы , м о ж ет со х р ан яться до осени
(ри с. 5 8 , в ) .
В силу в с е х эти х причин, уч и ты вая т а к ж е , что в настоящ ее вре­
м я воды о зер а в течение г о д а полностью не зам ен яю тся (коэф. уел .
водообмена =0 . 8 ) , годовой интервал колебаний, величины минерали­
зации озерной воды н евели к.
В ода о зер а и м еет ги дрокарбонатно-кальциевы й с о с т а в (т а б л . 7 8 ) .
Гидрокарбонатные ионы со ставл яю т 7 4 —8 4 э к в ,—% от сум м ы анионов,
ионы кальция - 5 0 - 6 8 э к в .-% от сум м ы катионов. В маловодную
весн у 1 9 7 3 г . было отм ечено относительное увеличение ионов м а г ­
ния (до 5 0 э к в .- % ). Содержание сульф атов около 1 5 - 2 0 эк в .-% и
значительно превыш ает содерж ание ионов СЪ . Было проведено сп е­
циальное исследование содерж ан и я ионов Мех*, К + и С1Г в зоне
влияния сточных вод г . Б е л о зер ск а, чтобы определить степ ен ь р ас­
пространения эти х вод в о зе р е . В обводном кан ал е содержание у к а ­
зан н ы х ионов в 5 - 6 р а з превыш ает тако во е в озерной во де, но в
озеро эти воды поступаю т в небольшом ко л и ч естве, их влияние на
с о с т а в озерной воды невелико и о гр ан и ч и вается узкой зоной, непо­
средственно прилегающей к вы ходу из обводного кан ал а в районе
г . Б е л о зер ска.
Р еж и м растворенны х г а з о в и величина pH
Р еж и м растворенного кислорода в о з. Б ело м можно хар актери ­
з о в а т ь к а к вполне удовлетвори тельн ы й . Содержание кислорода в во­
д а х о ткр ы то го о зер а в течение в с е го го д а не ниже 6 0 - 7 0 % насы­
щения, при вер хн ем пределе насыщ ения 1 0 5 - 1 1 0 % , а в отдельных
сл уч а ях 1 1 5 - 1 2 0 % (в вегетационны й период). С началом прогрева
воды и р азви ти ем весен н его ко м п лекса фитопланктона во зн и кает не­
большое пересыщение воды кислородом, сохраняю щ ееся в течение
в с е го л е т а , а иногда и осени. В летн ее вр ем я о т м е ч а е т с я сл аб ая
кислородная стратификация, редко превышающая 0 . 2 - 0 . 5 м г/ л . В
осенний период при интенсивном ветр о вом перемешивании кислород­
ная стратификация и с ч е зае т соверш енно, содерж ание кислорода от
поверхности до дна стан о в и тся близким- к 1 0 0 % насыщ ения
(т а б л . 7 9 ) .
Хорошая аэрация интенсивно перемеш иваем ы х вод о зер а в осеннее
вр ем я обеспечи вает вы соки е концентрации кислорода в них к началу
л е д о с т а в а . Р асхо д кислорода во в р ем я подледного периода в озере
н евелик, т а к к а к донные отлож ения бедны органическим вещ ество м .
Только в прибрежных районах о зе р а, на у ч а с т к а х , примыкающих к
уст^ю р . Ковжи, в зи м н ее в р е м я н аблю дается снижение содержания
кислорода до 2 0 - 3 0 % насыщ ения в придонных сл о ях. Заморных яв­
лений не о тм еч а л о сь. Зоны затоп лени я прибрежных лесны х м асси во в,
г д е можно было бы ож и дать возникновение зам о р н ы х явлений, в
зи м н ее вр е м я промерзаю т до дн а.
Содержание двуокиси угл ер о д а в воде о зер а невелико, в весен не­
осенний период оно ко л еб л етс я от 0 . 5 до 0 . 8 м г/ л , редко превыш ая
1 м г/ л . (В зим нее в р ем я содержание двуокиси угл ер о д а не опреде­
л я л о с ь ).
Величина pH воды о зер а и зм е н яе т с я в довольно узки х пределах:
зимой от 7 . 2 до 7 . 4 , в летне-осенний период она н есколько выше от 7 . 2 до 7 . 9 , В отдельн ы х районах были о тм ечен ы значения 8 . 0 8 . 2 , что с вязан о с интенсивной фотосинтетической деятельн о стью
водорослей ( таб л . 7 9 ) .
Биогенные эл ем ен ты
С о е д и н е н и я
фо с фо р а »
Содержание минерально­
го фосфора м е н я е т с я в течение го д а от аналити ческого нуля до
0 . 0 1 —0 . 0 4 м гР / л и в сильной степени зави си т от р азви ти я фито­
планктона (т а б л . S O ). В периоды м акси м ал ьн о го р азви ти я р асти ­
тельны х водных о рган изм ов концентрация фосфора фосфатов снижа­
е т с я особенно за м е т н о . В зи м н ее вр ем я содерж ание минерального
фосфора несколько выше л етн его (т а б л . 3 0 ) . В ы сокие зн ачен ия ми­
нерального фосфора, до 0 . 0 2 - 0 . 0 4 м гР / л , о тм ечали сь и л ето м , но
эти единичные наблюдения о тн о сятся к зоне интенсивного судоход­
с т в а и с в я за н ы , видимо, с врем енны м загр язн ен и ем воды б ы то вы 204
Т а б л и ц а
79
Содержание растворенного кислорода и величина pH
в воде оз. Белого _________________ ________________
° 2 . мг/л
поверх­
дно
ность
Сезон, год
Зима 1 9 7 3
1977
Весна 1 9 7 6
1977
Лето
1975
Осень 1 9 7 6
1977
поверх­
ность
дно
1 4 .4
10 .1
95
70
7 .4
7 .3
макс.
1 4 .6
1 3 .2
95
90
7 .4
7 .3
ср.
1 4 .5
1 1 .1
95
81
7 .4
7 .4
мин.
1 0 .9
3 .4
78
26
7 .2
7 .2
макс.
1 3 ,2
9 .9
96
72 .
7 .4
7 .3
ср.
1 2 .4
6 .2
89
46
7 .3
7 .2
9 .4
8 .1
96
79
7 .0
7 .0
макс.
1 1 .9
11.2
113
106
7 .7
7 .7
ср.
1 0 .7
9 .8
10 2
95
7 .6
7 .4
мин.
7 .6
5 .9
90
62
7 .2
7 .0
макс.
8 .9
8 .4
108
94
7 .8
7 .4
ср.
8 .6
7 .1
10 1
74
7 .6
7 .3
мин.
9 .4
9 .4
94
94
7 .9
7 .9
1 0 .5
9 .6
106
97
8 .2
7 .9
9 .8
9 .5
10 0
96
8 .0
7 .9
мин.
10 .2
9 .7
105
99
7 .6
7 .7
макс.
1 1 .4
10 .8
124
1 1 1
8 .0
7 .9
ср.
10 .8
1 0 .3
113
105
7 .8
7 .8
мин.
8 .3
6 .8
96
73
7 .5
7 .4
макс.
9 .3
7 .9
106
85
7 .8
7 .5
ср.
8 .8
7 .4
10 0
80
7 .7
7 .5
7 .5
мин.
ср.
1977
pH
мин».
макс.
1976
° 2» %
поверх­
дно
ность
мин.
1 0 .9
10 .6
10 2
10 2
7 .6
макс.
1 1 .5
1 1 .3
112
109
7 .8
7 .8
ср.
11.2
11.0
108
106
7 .7
7 .7
8 .8
8 .5
86
82
7 .5
7 .5
10 .1
10 .1
10 0
10 0
8 .1
8 .1
9 .3
9 .3
•91
91
7 .7
7 .7
мин.
макс.
ср.
205
ми сто кам и с уд о в. Н екоторое повышение содерж ания минерально!
фосфора было отм ечено в конце а в г у с т а 1 9 7 7 г . после 1 2 дней
штормовой погоды.
Содерж ание общего фосфора в ср едн ем на порядок превыш ает
т ако в о е м инерального. В зи м н ее в р ем я, а т а к ж е в периоды дли­
тельной штилевой погоды в безледный период концентрация общего
фосфора по всей акватори и о зер а с о с т а в л я е т 0 . 0 2 6 —0 , 0 3 9 м гР / л .
Однако во вр ем я сильных штормов или с р а зу после их прекращение
содержание общего фосфора р езко увел и ч и вается до 0 . 1 5 - 0 . 1 9 м гР . ,
( 1 9 7 7 г . ) . Это увеличение происходит з а с ч ет органических соеди­
нений фосфора, поступающих в воду в м е с т е со взм уч ен н ы м при вол­
нении, илом. К оличество в зв е с е й , поднимаемы х в воду ш тормами,
огромно и д о с т и га ет 1 млн. т (г л . 4 . 1 ) . Ориентировочный подсчет
п о к а зы в а е т, что при объем е о зер а 5 к м ^ увеличение концентрации
фосфора д о с т и га е т с я при поступлении из илов в воду 4 0 0 —6 0 0 т об­
щего фосфора. Роль взм уч и ван и я органических в зв е с е й в трофичес­
ком кр уго во ро те о зер а пока далеко не яс н а . Можно только зам е т и т ь ,
что т ак о е гром адн ое количество общего фосфора, поступаю щ его, хо­
т я и временно, из донных отложений, в 2 - 3 р а з а превыш ает (к а к
б уд е т показано ниже) поступление общего фосфора со в с е го водо­
сбора в озеро в течение г о д а .
С о е д и н е н и я
а з о т а .
Содержание соединений а зо ­
т а в воде о зер а м е н я е т с я в чрезвычайно широких п р еделах. Из ми­
неральных форм постоянно п р и сутств ует аммонийный а з о т , но сл е­
д у е т з а м е т и т ь , что в период интенсивной вегетац и и фитопланктона
в отдельн ы х районах о зе р а д аж е содерж ание аммонийного а з о т а мо­
ж е т сн и ж аться до ан алити ческого н уля (та б л . 8 0 ) .
Нитратный а з о т устойчиво о б н ар уж и вается в воде о зер а только
в зимний период в концентрациях до 0 . 0 5 5 м г/ л . Нитриты практи­
чески о т с у т с т ву ю т . Н екоторое увеличение содерж ан и я минеральных
форм а з о т а , особенно аммонийного, можно о тм ети ть после штормо­
вой погоды (особенно в а в г у с т е 1 9 7 7 г . ) .
Содержание общего а з о т а в воде о зер а т а к ж е чрезвычайно из­
менчиво, причины эти х колебаний трудно объяснимы. Можно о тм е­
ти ть более вы сокое содерж ание общего а з о т а л ето м 1 9 7 6 г . по
сравнению с 1 9 7 7 г . Л ето 1 9 7 6 г , вы д ел ял о сь обильными дож де­
выми п аво дкам и , поступлением речных вод в озеро почти до конца
а в г у с т а , повышенным содерж ан и ем растворенн ы х органических в е ­
щ еств в во де. В ы сокое содерж ание общего а з о т а о тм еч ало сь и в
1 9 7 7 г . (в конце л е та и осенью ) после длительны х ш тормов. Уро­
вень содерж ания общего а з о т а в о зер е в у казан н ы е периоды близок,
но в 1 9 7 7 г . увеличение концентрации общего а з о т а не сопровожда­
лось увеличением содерж ания растворенного ор ган и ч еско го вещ ества
(н е было отмечено увеличен и я цветности, перманганатной и бихроматной о к и с л яем о с т и ). Видимо, это последнее увеличение концентра­
ции общего а з о т а с вя за н о с поступлением его в воду и з донных от­
ложений (к а к и в сл уч ае с фосфором), но э т о т вопрос тр еб ует сп е­
циального и зучения. Периодически о тм еч ало сь повышенное с о д е р ж а 206
н ЮСОLOО й
О и C'J
ю о со о н ЮО СО
гН. Ч Ci CD 04 сю
СО СО ^ СО 0) Н Н ю О
t ^ o см
I I I I | О О О О н О | | | о" О О | I | О* н н ООО О с\1 r-t
<v
U-
’Г>
хЯ
СОо ю ^
СО г-н С-1 О N о со О СО
^ со СМСОГ- Is- со о
СОО h h О СОЮО О
СОО СОсо г- ю СМСОю
j—
f т—
( t—
I О (О I I I О н о О н О О СМ I I l O r - i O O O O О О О
СО t
И СОИ ^ СМ10
to
СО
о
Z
Z
о о о
о* о’ О
* о’ ОО* О* о о* о* о’
. О
О
О
О
О
О
O' t C Nl Hh ^ l Ol ' l ' OCDc j CO^( OC\ t HCOHt N' ? h ’t
со ^ ^
Z СОсо со ОжО О О О О О н о о о о о с м о о о о т ч с о с м
ООН
Z
о* о* о* о* о о о о о о о о ОООООООООООО I I I ООО
в
ю
о
н Nо
СО СО Ю
I | I I
1
^ г- со
со
l OOOOOO
£
^^ 10
Ю^to !3?
LO^S со
СО
СО со
СОО) н
Я Г'
тЧ ю
| I |О О О I , о ,
I
О°
н
о о* о* о*
•COO)hOOCMHCOCM C\]oJCOiHtOCOOOLO ^ СОсм СМСМ
ООООООООО O c j O O O O O cmO О смн О ^ О о ою
ООООООООО О
в о о о о о о о о О Оо о о о о о
ОО I O O O O O O O O O о о* о о* о* о* о* о о ОООООО ООО
см см
о о
о о
ООСОГ-^ГСО^ОСО^ t C O O ^ O H O H C D ^ i ^ H C O ^ H
ОЮСМТЧСОСОНЮСО
Ю 0 5 Г * * О С М Ю С М С О С М С О О О С М Г ^ С О
ООООООООО О О О О н О О О О О н н О н О
1 I [ ООООООООО о о о о о о о о о о о о о о о
О со о
СОо *Т
Он н
о 2
со
о
гН
«0
2
ГSО
г~
h©
г—
1
СО
Г4CD
тН
«О
X
О
о
аз
го
т—
{
ю
со
о
о
гН
О
iH
о
N
с
£-
<а
г-
Ci
гЬ*
J)
гг-
О
с
207
Центральная ст.
м), мг/л
(горизонт 0.5
о о О нО
Ой
О о о
° .° . •
о о ООООс о о о
о’ о о о о" О о’ о о о
<л со
х
Содержание биогенных элементов в воде оэ. Белого
см
СООСОО^^ОСООООО o g o o o o o o o o
О о о о о о о о
оцорт
os
20 Н
ние обшего азота в зоне повышенного судоходства, но это лишь
единичные наблюдения.
53 целом можно отметить, что соединения азота и фосфора в ми­
н е р а л ь н о й и органической формах постоянно присутствуют в воде
озера в заметных количествах.
С о е д и н е н и я
ж е л е з а
и
к р е м н и я . Содер­
жание соединений минерального кремния, как и общего ж елеза в во­
де озера, изменяется в весьма широких пределах без видимой за­
кономерности (табл. 8 0 ) . В изменениях содержания этих элементов
(по имеющимся данным) не удается даже отчетливо выделить сезон­
ный ход.
В целом биогенные элементы равномерно распределяются по ак­
ватории озера, выделяется только северо-западный участок, непо­
средственно примыкающий к устью р. Ковжи. Содержание биогенных
элементов в воде Ковжи, как правило, в несколько раз выше, чем
в озерной воде. Это связано с обширными участками залитой при­
брежной растительности, интенсивным судоходством и постоянным
углублением русла реки в устьевой части. Но поступление ковжинских вод в озеро неравномерно и в сильной степени зависит от
сгонно—нагонных явлений и регулирования уровня озера, В те пери­
оды, когда наблюдается более обильное поступление ковжинских вод
в озеро, северо-западный район может отличаться более высоким
содержанием биогенных элементов. Отмечалось кратковременное
повышение содержания биогенных элементов в районе г . Белозер­
ска, что, вероятно, связано с поступлением в озеро вод обводного
канала, но устойчиво этот район не выделяется.
О р г а н и ч е с к о е
в е щ е с т в о .
Содержание раст­
воренного органического вещества в воде о з. Белого отличается
большой изменчивостью во времени и по акватории. В зимнее вре­
мя года оаоря имеет относительно невысокие цветность и перманганатную окисляемость. Необходимо отметить, что содержание орга­
нического вещества в озере в зимнее время зависит от водности
предыдущего года. Так, минимальные величины цветности ( 2 8 ° ) и
перманганатной окисляемости ( 8 —9 мгО/л) были отмечены зимой
1 9 7 3 г , после маловодного 1 9 7 2 г . Зимой 1 9 7 7 г . после много­
водного 1 9 7 6 г . эти характеристики гораздо выше: цветность 5 6 7 7 ° , перманганатная окисляемость 1 2 - 1 4 мгО/ [.
Весной в центральной части озера сохраняется водная масса с
зимними характеристиками органического вещества; в прибрежных
районах, особенно в западной и южной частях озера, содержание
органического вешества возрастает в несколько раз (рис. 5 9 а , б ).
Рис. 5 9 . Пространственное изменение цветности воды оз. Белого
(гр ад.).
а - 6 - 7 У 1 1 9 7 6 , б - 1 5 - 1 6 У 1 1 9 7 7 , в - 2 1 УШ 1 9 7 7 ,
г - 1 3 - 1 4 VII 1 9 7 6 .
14 146 2
209
В дальнейш ем при ветр о вом перемешивании гр ади ен ты постепенно
сгл аж и ваю тся, и к концу л ета во да о зер а по содержанию органичес­
кого в ещ ества стан о ви тся достаточно однородной (та б л . 8 1 , рис. 5 9 , г ;
З го о тм еч ал о сь в средние по водности годы ( 1 9 7 5 и 1 9 7 7 ) . В
сл уч ае сильных летних дождей, к а к это было в 1 9 7 6 г „ гради ен ты
концентрации органического вещ ества по акватории не только не ис­
ч езаю т, а м о гу т зам е тн о в о зр а с т а т ь к концу л е т а (ри с. 5 9 , г ) .
Особенно это зам етн о в п р иустьево м у ч а с т к е р . К овжи; ц ветн о сть
воды в р еке в таки е периоды д о с т и га е т 2 5 0 ° , п ер м ан ган атн ая окис­
л яем о с т ь - 4 6 м гР / л , бихром атная - 8 0 мгО /л; в св язи с эти м
зам етн о во зр астаю т хар актери сти ки орган ического вещ ества и в с а ­
м ом о зер е в районе впадения (р и с. 6 0 ) . Интересно о тм ети ть вы со­
кий гр ади ен т при переходе от зоны влияния речных вод к ц ентраль­
ной водной м а с с у . ” с см о тр я ня. ветрпвое перемеш ивание, таки е фрон­
тальн ы е зоны не и счезаю т в эт о м районе
длительное в р е м я . Но
и в многоводные го ды характери сти ки орган ического вещ ества вы ­
равн иваю тся по акватории о зер а , однако это происходит лишь в сен ­
т яб р е -о к т яб р е. Причем средние величины цветности и п ер м а н га н атной оки сляем ости в многоводные го ды при выравнивании выш е, чем
в средние по водности.
Х отя о з. Белое по уровню продуктивности относи тся к мезотроф ным во до ем ам , органическое вещ ество в нем во вс е сезон ы в ос­
новном аллохтонного происхождения. Об это м можно косвенно с у ­
дить по отношению цветности к бихроматной о ки сляем о сти , которое
постоянно больше единицы, и по отношению цветное ги к п ер м ан га—
иатной окислием ости - в с е г д а больше 4 .
5 н о х к
и и е с к ое
п о г р е б
л е н и е
к и с л ор о д а (Б П К ). Величина БПК 5 в воде о зер а и зм е н я е т с я в зн а­
чительных пределах (о т 0 . 4 до 3 . 5 м гО / л ), причем в ^имнее з р ? м я она постоянно зы ш е, чем л ето м , И зимой 1 9 7 3 г . (после м ал о с-.-.лого у, и зими." 1 ^ : 7 Г. {■'■'•
М ноговодного), н есм отр я на р аз­
ное содерж ание органического в е щ е с т в а, величина БПК 5 в целом по
о зер у была около 2 мгО /л, Л етом значения БПК 5 в ср едн ем около
1 .5 мгО /л, иногда м ен ее 1 м гО /л. И зи м н и е.и летние величины
БПКд л еж ат в пределах, .характерных для окрашенных вод С е в е р о З ап ада. Увеличения БПК, связан н о го с загр язн ен и ем антроп оггн н ого происхождения, отмечено не было, з а исключением единичного
наблюдения в районе г . Б ел о зер ска л г ” ом 1 9 7 7 г . , г д е ьаличина
БПКд до сти гл а 3 .5 \тО /л (т а ^ л , 8 1 ) ,
Р а с т в о р е н н ы е
н е ф т е п р о д у к т ы .
С о вр е­
менный м ето д И К -спектрометрии п о зво ляет оп ределять содержание
растворенны х в воде неф тепродуктов, исклю чая посторонние о р га­
нические с " л м е с и 1 . П оэтому наличие растворенны х нефтепродуктов
в воде го д о ем а даж е в м ал ы х концентрациях гег~ р и т о сущ ество ва­
нии антропогенного загр язн ен и я.
О пред-ление нефтепродуктов м етодом ИК—спектром етрии про­
водилось 2 Л \НИИ К .Э . А верьяновой.
210
Р и с. 6 0 . И зменение цветности воды в у с т ь е в о м у ч а с т к е р ек Ковжи
и М егр ы (г р а д ) 1 9 УП 1 9 7 6 »
В о э. Б елом в районах, находящ ихся в стороне от судоходных
пиний, величина содерж ания растворенн ы х нефтепродуктов с о с т ав л я ­
ет 0 . 0 3 м г/ л и ниже. В с я ф арватерная зо н а, район около г . Бело­
зе р с к а , входные уч астки р ек Ковжи и Шексны (уч астки с интенсив­
ным суд о х о д ство м ) отличаю тся вы соким содерж анием нефтепродук­
то в (т а б л . 8 2 ) . М акси м альны е значения - до 0 . 2 1 - 0 . 2 4 м г/ л были отм ечен ы на ф арватере. В ы соки м содерж анием нефтепродуктов
о тли ч ается с т . 1 0 , не леж ащ ая на ф арватере, но в район этой
станции ч асто вы н о сятся воды р, Ковжи (р и с. 6 1 ) ,
С л е д уе т з а м е т и т ь , что сильное взм учи ван ие донных отложений
при ш тормах понижает содерж ание растворенны х нефтепродуктов в
во де, видимо, з а сч ет сорбции на иловых и глинисты х ч асти ц ах ^ .
Т а к , в сен тяб ре 1 9 7 7 г . после длительны х и сильных ш тормов с о ­
держание растворенны х неф тепродуктов почти по всей акватории
о зер а снизилось до 0 . 0 3 м г/ л и м е н е е . Только в районах, приле­
гающих к К овж е и Ш ексне, и в центральной части о зер а их концен-
Содержание неф тепродуктов в воде ум ен ьш ается при одновре—
у ЕЭЛИЧОНИИ их в донных отлож ениях, что м о ж ет приводить
'I сер ьезн ы м ухудш ениям условий жизни зо о б ен тоса.
\ 1 .ЛШ О М
211
Та бл ица
81
Содержание органического вещества в воде оз. Белого
(горизонт 0 .5 м)
Цвет­
ность,
град.
Сезон, год
Зима 1 9 7 3
1977
Весна 1 9 7 6
1976
7 .9
-
1 .4
макс.
28
9 .8
-
2 .5
ср.
28
9 .3
-
2 .0
мин.
56
1 2 .4
-
2 .0
макс.
77
1 4 .1
-
2 .5
ср.
62
1 3 .2
-
2 .2
мин.
24
8 .5
-
-
154
2 7 .0
-
-
60
1 5 .1
-
-
мин.
40
9 .9
2 3 .7
1 .0
макс.
1Q7
1 9 .5
4 0 .5
1 .9
ср.
72
1 3 .7
3 2 .8
1 .4
мин.
48
7 .3
2 3 .5
1 .8
макс.
55
1 4 .1
2 9 .1
2 .0
ср.
50
1 0 .3
2 7 .0
1 .9
мин.
36
5 .2
2 1 .4
-
255
2 7 .6
7 3 .1
-
ср.
85
1 5 .8
3 2 .5
мин.
46
1 0 .4
2 6 .9
0 .4
макс.
1977
макс.
ср.
Осень 1 9 7 6
78
1 3 .6
3 4 .2
3 .5
. 56
1 2 .2
3 0 .6
1 .1
46
1 3 .2
3 0 .1
-
113
2 1 .6
4 7 .8
-
ср.
74
1 6 .4
3 6 .5
мин.
макс.
1977
бпк 5 ,
мгО/л
28
макс.
Лето 1 9 7 5
перманга- бихроматная
натная
мин.
ср.
1977
Окисляемость,
мгО/л
мин.
51
2 7 .9
0 .7
макс.
61
11.6
3 4 .2
1.6
ср.
55
10.6
3 0 .7
1.1
9 .3
Т а б л и ц а
82
Содержание растворенных нефтепродуктов
в воде оз. Белого, мг/л
Станция
Сентябрь
1 9 7 6 г.
Июнь
1 9 7 7 г.
Сентябрь
1 9 7 7 г.
... 1
1*
2*
3*
4*
5*
6*
7
10
1 1
13*
14
'
р. Шексна
(исток)
р. Ковжа
(устье)
Канал
0 .1 3
0 .1 6
0 .0 6
—
0 .0 7
0 ,0 3
0 .2 1
0 .10
0 .12
—
—
—
0 .2 3
0 .0 8
0 .12
—
0 .0 3
0 .0 6
0 .0 4
0 .0 3
0 .1 7
0 .0 3
0 .1 3
0 .0 3
0 .0 3
0 .0 3
0 .0 3
0 .1 4
0 .0 3
0 .0 3
0 .0 3
0 .1 5
0 .2 4
0 .0 9
0 .0 9
-
0 .2 0
-
0 .0 8
0 .0 7
—
* Станции на форваторе.
трация оставалась достаточно высокой (табл. 8 2 ) . Сорбция и по­
следующее осаждение на дно со взвесями подтверждаются и относи­
тельно невысоким содержанием ( 0 . 0 7 мг/л) растворенных нефтепро­
дуктов в обводном канале. Вода канала загрязняется нефтепродук­
тами сильно, но в ней постоянно присутствует огромное количество
взвесей (прозрачность воды 5 - 1 0 с м ), и как следствие содержание
нефтепродуктов в воде канала гораздо меньше ожидаемого.
Хотя до зарегулирования озера наблюдения за растворенными
нефтепродуктами не проводились, можно смело утверждать, что се­
годняшний уровень их содержания гораздо выше, поскольку интен­
сивность судоходства в годы после зарегулирования увеличилась в
несколько раз. Дальнейшее загрязнение воды озера нефтепродукта­
ми может иметь пагубное влияние на продуктивность водоема.
Сравнивая современный гидрохимический режим оз. Белого с со­
стоянием его до зарегулирования, можно отметить следующее
(табл. 8 3 ) .
1 .
Минерализация и ионный состав воды не претерпели заметных
изменений. Можно указать лишь на увеличение содержания ионовCL~
что может быть связано с антропогенным воздействием.
213
Р и с. 6 1 . Содержание растворенны х нефтепродуктов в поверхностном
слое воды о з. Белого (м г / л ).
Числитель - сен тяб рь 1 9 7 6 г . , зн ам е н ат е л ь - июнь 1 9 7 7 г . Штри­
ховка - зо н а постоянного содерж ания нефтепродуктов выше 0 . 0 5 м г/ л .
2 . Кислородный реж им не и зм ен и лся. Более широкие пределы
з а 1 9 7 3 - 1 9 7 7 г г , с в яза н ы с длительны м периодом наблюдений,
включающим зим ние. Низкое содерж ание кислорода ( 3 . 3 м г/ л ) от­
мечено именно в зимний период 1 9 7 6 г . Р ан ее зимних наблюдений
не проводилось. Величины pH сохранились на прежнем уровне.
3 . Содержание органического вещ ес тв а (по цветности и п ер м ан ганатной о ки сляем о сти ) практически не изм енилось.
4 . Содержание минеральных форм биогенных эл ем ен то в измени­
лось незначительно,’ но в н астоящ ее вр ем я регулярн о о т м е ч а ет с я
снижение концентраций минерального а з о т а № особенно фосфора до
ан алити ческого нуля в вегетационный период. Это у к а з ы в а е т на бо­
лее интенсивную ассимиляцию их водными орган изм ам и и косвенно
на повышение продуктивности во до ем а.
5 . Содерж ание общего а з о т а , фосфора и ж е л е з а , наблю даемое в
современный период, которое п о казател ьн ее при оценке з а п а с а био­
генных эл ем ен то в в во до ем е, ср авн и вать , к сожалению, не с ч ем ,
поскольку ран ее таки х определений не проводилось,
6 . О бращ ает на с еб я внимание вы со ко е содержание нефтепродук­
то в в воде о зер а, но, к а к и в сл уч а е с общими формами биогенных
эл ем ен то в, нет сведений о содержании это го загрязн яю щ его ингре­
диента в 5 0 - е го ды .
В целом можно с д е л ат ь вы вод, что по т е м ком понентам , к о т о ры<‘ приняты в гидрохимической п рактике, почти не у л ав л и в ае т с я
214
w
Я
. я
t^ §
ф со со
СО
£ а
"
^ 0
со ь
-i
® к
\
Г
•
ю
1—1 со 'Iй см
см ю
аз* о 00 со (X) г~# ю
0)» OJ CN
J СМ О) СО* 1—1 гН Т_Н СО тН
1 1 1I I 11 11 11 11 1 1 I1
СМ со гН ч
05 ОЗ СОсо см
о" со’ СОсм см
со’ оо гН тН
i-H
СО
со
ю СО03
00* о со о* о
гН
М
С0 С
11 11 т-Н
11
11
о СОсо ч г-в
тЧ о со’ т-Но*
Д
О
Н
Ж
Ф
Я
с!
ф
а
Сн
Я к
я S
Р|
X
я 2
«
О о
ф
V и
О
я с;
S ф
я Ш
X
W со
я
я О
аз к
£ я
аф
я
са
d ш
о о
и а
я
со «я е>>
СО я Сн
ф ф
я а
ф со
2 ГО
СО ф
Я t;
_
Ь
ё
ф
пф
а
С
и
о
с
я
о
п
°1
ю°v
гН
i-Н гн о
1
о о /
о о’
со тН
н
ж
ф
Я
cl
Ф
а
ь
я
5
ю
г—
1о С
О
Т-Н
гЧ СО со
11 11 1 11
о со СО
СО* со со* СМ
со СО
ю
о С
ОСО
о г- СО
о
1—
( со
*-н
Т“Н гН тЧ
I ! I
Г-Н
1
со
о
т-Н
г-
1 1 1 1 1
C\J о
о
о о о ч
юо
о о о
ООО
О
о
СЮ
CD
Овсм t - 03
Г-* о СО» о о
см1 о1 о1 о’
1 о!
1
СМ
i-H
I
CD
ю t—1со tо см о
С41 о*
о* о
11 11 1
см о СО см
о о
Г-* о
о о о
о’ о’
СО
СОгН 03
С0° °. СО
см
О1 о1
1
1 1
т—
i СМОС
гЧ ° <э
2 ° . о*
о
СО
I
ю
е;
U
S
«
о
*
+
ч KN
a g o
и р ь
сЗ л
jT * .
р
л
и £н f-1
о § 8
я
ь IS X
к х■f оЛ
* СЗ ^зх Й ф щ S 2 2 1г_>
2
2
Й
О
О
р_д
л; «2 о о
с
CL z z (Л
I СО,
•j +■
О сз
о О ^ О *toр в
215
интенсивность антропогенного воздействия на озеро. Необходимо и
дальнейших работах применять дополнительные оценочные критерии.
В качестве одного из них в настоящей работе выбрана „фосфорная
нагрузка" на водоем, расчет которой приводится ниже.
Р а с ч е т
ф о с ф о р н о й
н а г р у з к и
на
оз.
Б е л о е .
При оценке степени влияния различных биоген­
ных элементов на величину и скорость эвтрофирования водоемов
большинство исследователей (отечественных и зарубежных) призна­
ет первостепенную роль соединений фосфора. Содержание общего
фосфора в воде водоема, особенно поступление его с водосбора, хо­
рошо коррелирует с уровнем продуктивности (Шилькрот, 1 9 7 5 ; Р а t a l a s , 1 9 7 2 ; D illo n , 1 9 7 5 ) .
Оценка поступления общего фос­
фора с водосбора озера производится расчетом 'фосфорной нагрузки,
которая показывает количество поступающего общего фосфора в год
(в граммах) на 1
поверхности озера. Нами была рассчитана
фосфорная нагрузка для оз. Белого за 1 9 7 5 - 1 9 7 6 г г .
Основным источником поступления общего фосфора с водосбора
оз. Белого являются лесные массивы, болота, луга и т.п. Из ис­
точников, связанных с деятельностью человека, нами учитывались
стоки населенных пунктов, местная промышленность и сельское хо­
зяйство (земледелие и животноводство).
О ц е н к а
и с т о ч н и к о в
п о с т у п л е н и я
о б щ е г о
ф о с ф о р а
в
о з е р о .
При оценке поступ­
лений общего фосфора от населенных пунктов использовались осредненные данные Фолленвейдера (Шилькрот, 1 9 7 5 ) , согласно которым
выход с продуктами обмена человека на душу населения составляет
0 . 5 2 кг ( 1 . 4 г в сутки) Р 0 бш .в r ° 0 i а бытовое обслуживание го­
родского населения вносит дополнительно около 1 . 4 г общего фос­
фора в сутки на одного жителя.
При расчете поступлений фосфора со стоками местной промыш­
ленности использовалась ориентировочная оценка Фолленвейдера, по
которой количество общего фосфора, поступающего с промышленны­
ми стоками, составляет примерно 1 0 % от фосфора бытовых сточных
вод, поскольку в бассейне оз. Белого нет промышленных предприя­
тий со специфически загрязненными стоками.
При расчете поступлений фосфора с удобряемых зем ель вначале
оценивалось содержание элементарного фосфора во всей массе вно­
симых удобрений (минеральных и органических) на пашню в бассей­
не оз. Белого. При этом принималось, что минеральные фосфорные
удобрения содержат 1 8 ,7 % Р 2 0 д , или 8 .2 % элементарного фосфора,
навоз - 0 .2 5 % Р 2 О5 , или 0 .1 1 % элементарного фосфора, торф 0 . 1 и 0 .0 4 % соответственно.
Из фосфора, вносимого с удобрениями на пашню, в водоем выно­
сится только небольшая часть его, которая зависит от характера
водосбора, уровня агротехники и еще целого ряда факторов. При
оценке выноса фосфора удобрений с водосбора в водоем мы исходи­
ли из ряда работ (Денисова и др., 1 9 7 4 ; Пичахчи, Коваль, 1 9 7 4 ;
Тарасов и др., 1 9 7 4 ; Шилькрот, 1 9 7 5 ; P r o c h a z k o v a , 1 9 7 1 ;
216
D illo n
l 9 7 5 ) • Величина выноса фосфора, согласно вышеупомя­
нутым работам, лежит в пределах 1 - 5 % от вносимого с удобрения­
ми После тщательного анализа всех материалов нами была приня­
та'величина выноса фосфора с удобряемых зем ель, равная 1.5 % от
фосфора, вносимого с удобрениями.
При оценке поступлений фосфора от сельскохозяйственных жи­
вотных были использованы данные Фолленвейдера (Шилькрот, 1 9 7 5 )
по содержанию обшего фосфора в экскретах различных домашних
животных (в расчете на 1 0 0 0 кг живого в еса).
Источник
Крупный рогатый скот
Свиньи
Овцы
Лошади
Птица
Сухой вес
экскретов, кг
3780
3980
4030
3960
3870
Содержание Р 0бщ
в экскретах, кг
17
45
20
19
31
Вынос фосфора в водоем оценивался, как и в случае сносимых
в почву удобрений, т.е . 1.5 % от фосфора, поступающего на почву
с экскретами. (Все животноводство считалось нами пастбищным).
При оценке выноса фосфора с неосвоенных территорий мы при­
няли величину, полученную на Валдайском озере Валдайской гидро­
логической лабораторией в 1 9 6 4 —1 9 6 7 г г . (Шилькрот, 1 9 7 5 ) . По
этим данным, вынос с лесного водосбора Северо-Запада СССР со­
ставляет 0 . 0 8 кг Р 0 бщ/га в Г°Д* Эта величина близка к той, ко­
торая применяется при подобных расчетах в США - 0 . 1 кг P 0 gm/ra
в год ( R a s t , L e e , 1 9 7 7 ) .
По данным П.П. Воронкова ( 1 9 5 1 ) , для европейской части СССР
содержание фосфора в атмосферных осадках составляет 0 . 0 0 5 мгР /л.
В районе Валдайского озера (Новгородская обл.) эта величина ко­
леблется от 0 . 0 0 5 до 0 . 0 0 8 мгР /л (Шилькрот, 1 9 7 5 ) . Нами для
расчетов была принята средняя величина содержания фосфора в осад­
ках - 0 . 0 0 7 м гР /л. Рассчитанное по этой величине общее поступ­
ление фосфора в водоем несколько занижено, поскольку неучтенным
остался органический фосфор. Данных по содержанию общего фосфо­
ра в атмосферных осадках обнаружить не удалось. Рассчитанное
общее поступление фосфора с водосбора для 1 9 7 5 - 1 9 7 6 г г . со­
ставило 1 5 6 . 3 т (табл. 8 4 ) . Фосфорная нагрузка (отношение по­
ступлений фосфора к площади озера) равна 0 . 1 2 г/м^ в год. Оцен­
ка поступлений в озеро по прямым наблюдениям дает гораздо боль­
шую величину. С водами основного притока (Ковжи с реками Кемой
и Шолой) в озеро вносится около 2 7 0 т фосфора в год при средне­
годовой концентрации в притоке 0 . 0 9 м гР /л. Эта разница между
расчетом и прямыми определениями связана с огромным количест217
10
избыточная
н агрузка
Эбтрофная
у
зона
/
у
у
/
/
/
/
/
допустимая
нагрузка
У
у
0.1
Ол иг о т р ос р на я з о н а
0.01
_I---- 1_I I [Mil
0.1
1
10
м /год
100
Р и с. 6 2 . Модифицированная д и агр ам м а зави си м о сти фосфорной на­
гр у зк и от средней глубины и водообмена о з. Б елого ( n o : V o l l e n w e id e r , 1 9 7 5 ) .
А - положение о зер а в 5 0 - е г г . , Б - то ж е в 1 9 7 5 г . По оси ор­
динат - фосфорная н а гр у зк а ; по оси абсцисс - ср едн яя глуб и н а, от­
н есен н ая к величине водообмена.
Т а б л и ц а
84
Общее поступление Р 0 бщ на водосбор о з. Белого
Источник
Городское население
С ел ьско е население
М естн ая промыш­
ленность
У добряем ы е зем ли
Ж ивотноводство
Н еосвоенные тер ­
ритории
Атмосферные осадки
С ум м а
'К*
218
Приведено в Pj
К оличество Р 0 бщ т
(вы н ос в во до ем )
1 6 .6
1 9 .6
1 .7
7 .0
4 .2
10 1.6
5 .6 *
1 5 6 .3
% от сум м ы
10 .6
1 2 .5
1.1
4 .5
2 .7
6 5 .0
3 .6
-
бом взв е се й в воде р. Ковжи, русло которой я в л я е т с я судоходным
кан алом и постоянно у г л у б л я е т с я зе м с н ар яд ам и . В звеси увеличи ва­
ют концентрацию обшего фосфора в воде р . Ковжи на 0 . 0 4 - 0 . 0 8 м г/ л .
С трого количественно оценить э т о т важный источник поступления
фосфора трудно, но даж е е го приблизительный уч ет повыш ает фос­
форную н а гр у зк у на о з. Б елое до 0 . 2 0 - 0 . 2 3 г/ м ^ в го д .
Р а с ч е т н а я величина фосфорной н агр узки н ан есена на график с в я ­
зи н агр узки и уровня трофии во до ем а в зави си м о сти о т средней
глубины и величины водообмена (р и с. 6 2 ) , при это м о з . Белое по­
м еш ается на границе м еж ду олиготрофными и мезотрофными водое­
м ам и , в то в р ем я к ак данные о биологической продуктивности ха­
р актер и зую т его к а к устойчиво мезотрофный водоем (О рехова и др.,
1 9 7 8 ; Пырина и др ., 1 9 7 8 ) , Это т а к ж е косвенно с в и д е т е л ь с т в у е т ,
что величина фосфорной н агр узки 0 . 1 2 г / м ^ в го д я в л я е т с я для
о з. Б елого заниженной. Мы с ч и та ем , что э т а н а гр у зк а оценивает
поступление в озеро растворенного фосфора, но фосфор в зв е с е й о с т а ­
е т с я в приходе н еучтенны м . И нтересно о тм ети ть, что на этой диа­
гр а м м е о з. Белое до зар егул и р о ван и я р а с п о л а га ет с я в зоне олиго—
трофных о зе р , х о тя величина фосфорной н агр узки б лизка современной.
Т ако е положение о зер а св яза н о с большей его проточностью, кото­
р а я после зар егули р ован и я сн и зи лась. В с вязи с эти м х о ч ется у к а ­
з а т ь , что ги дротехническое вм еш ател ь ство в естествен н ы й режим
озер ч асто приводит к с а м ы м неожиданным п о след стви ям . В н асто я­
щее вр ем я, к о гд а вновь п р ед п о л ага ется и зм ен ить гидрологический
режим о з. Б ело го, всесторонний у ч е т р азн ы х факторов стан о ви тся
особенно важ ен .
219
Г л а в а
7.
ВЛИЯНИЕ ВОЛГО-БАЛТИЙСКОГО
ВОДНОГО ПУТИ НА ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЗЕРА
1 . Влияние судоходства на прозрачность
и температуру воды
После строительства Череповецкого гидроузла оз. Белое стало
участком Волго—Балтийского водного пути. Повышение среднего
уровня озера на 2 м позволяет пропускать крупные суда типа „ре­
ка-море" водоизмещением 4 - 5 тыс. т при осадке 3 . 5 - 4 м . Благо­
даря реконструкции этого водного пути грузооборот зд е с ь 'в 1 9 6 3 1 9 7 5 г г . увеличился в 4 раза (Тоняев, 1 9 7 7 ) .
Сочетание малой глубины озера ( 5 . 5 м) и значительной осадки
судов приводит к тому, что озерные воды перемешиваются до дна
гребными винтами и за проходящими судами остается кильватерная
струя взмученных вод. Этот очевидный факт не был отмечен и ко­
личественно оценен скорее всего и з-за несовершенной методики
съемок. Дискретные наблюдения за различными характеристиками
на отдельных станциях и последующее построение карт их распреде­
ления по площади озера дают очень упрощенную и не всегда доста­
точно точную картину, что приводит иногда к ошибочным выводам
относительно распределения этих характеристик.
Для оценки распределения по площади озера гидрологических ха­
рактеристик комплексной экспедицией Института озероведения был
применен метод буксирования датчиков при непрерывной регистрации
результатов измерений (рис. 6 3 , а ) . Его преимущество можно оце­
нить сравнением двух карт распределения температуры по поверхно­
сти озера: карты по данным съемки, выполненной на стандартной
сетке станций дискретным методом, и карты по данным буксировок,
также проходящих через эти станции (рис. 6 3 , б, в ). Несмотря на
то что карты получены за один и тот же срок ( 1 3 - 1 4 УШ 1 9 7 6 ) ,
между ними имеется существенное различие. Карты, построенные
по данным буксировок, более точно отражают действительное рас­
пределение характеристик; в полной мере это относится и к рас­
пределению прозрачности воды.
По нашему мнению, именно вследствие применения метода дис­
кретных съемок до сих пор не оценено влияние судоходства на рас­
пределение характеристик вод оз. Белого. Вдоль судоходной трассы
на поверхности сущ ествует зона взмученных охлажденных вод
(рис. 6 3 , в, г ) . Ее существование поддерживается интенсивным
220
m is
2
CD g> *
o i l
& t
8
221
Н,м
fZZ.crr.3
Р и с. 6 4 . Р асп ределен ие тем п ер атур ы (а ) к прозрачности (б ) 1 9 V U
1 9 7 7 по р а зр е зу с е в е р -ю г (поперек судо во го хода ч ер ез с т . 3 с м . ри с. 6 3 ) .
судо х о дство м (до 5 - 6 судо в в ч ас в обе сто р он ы ). Наблюдения при
различных гидросинсптических си туац и ях показы ваю т, что э т а зона
присутст в у е т постоянно при различны х направлениях в е тр а. В сл уч ае
возникновения тем пературной стратификация она о б н ар уж и вается по
значениям тем п ер атур ы и прозрачности, при гом отерм ии - только
по значениям прозрачности.
В зави си м о сти от направления и силы ветр а р азм ер ы и границы
зоны см ещ аю тся. Наблюдения 1 3 - 1 4 УШ 1 .9 7 7 выполнены при с е ­
верных в е т р а х . При это м зона взм уч ен н ы х вод на поверхности была
см о л ен а на 3 - 4 км к ю гу от судоходной тр ассы , при южных ветр ах
она см е щ ае т с я к с е в е р у .
Основные станции сетки наблюдений Ги дром етслуж бы , ИБВВ,
ГосПИОРХа и И нститута озеро ведения, расположены именно по ли­
нии судо во го хода, поэтом у наличие зоны взм учен ны х код по с е т к а м
часто б ы в ает не отраж ено. На вертикальн ы х р а з р е з а х зон а взм уч ен ­
ных суд ам и вод п р ед став л яет собой к ак бы границу р азд ел а м еж ду
северной и южной водными м а с са м и о зер а. Наблюдения, выполнен­
ные на 9 вер ти калях по марш руту, проходящ ему поперек судо во го
хода ч ер ез с т . о (р а с . 6 3 , а ) , П еказс.ьаю т, что при север н ы х в о г гА'г
ри с
6 5 . И зменение средней п ров за в и ­
V, м/с
з р а ч н о с т и воды о з. Белого
с и м о с т и от скорости в е т р а .
р ах (ско р о сть 2 - 3 м / с) на верти ­
кальном тер м и ч еско м и оптическом
р а зр е за х (р и с. 6 4 , а , б) и м ее т с я
фронт охлажденных и взм учен ны х
вод, наклонный к ю гу. При эт о м на
поверхности зона взм учен ны х вод
об н аруж и вается южнее судоходной
т р ассы , а в придонном горизонте
м ' /7° оиску)
она р а с п о л а га е т с я с е в е р н ее . Пло­
щадь распределения взм учен ны х вод д о с т и га е т 2 0 0 kv, (около 16%
от плошади з е р к а л а ) и с тан о в и тс я сравнимой с площадью о зе р а . Т аки м
образом , для о з. Б елого судо хо дство начинает в ы ступ ать в роли важ ­
ного ф актора, влияющего на реж им прозрачности и тем п ер атур ы вод,
а ч ер ез эти характери сти ки и на др уги е эл ем ен ты эко си сте­
мы во до ем а.
О з. Б елое — мелководный водоем , поэтом у его водь: чрезвы чай­
но быстро реагирую т на изменения состояний атмосф еры. Например,
ход тем п ер атур ы воды практически полностью п овторяет ход тем п е­
р атур ы в о зд у х а. Инерция водных м а с с при это м с о с т а в л я е т 2 - 3 с у ­
т о к . Если ран ее основной при-итиой, объясняющей сто ль малую теп ­
ловую инерцию водных м а с с о з. Б елого, сч и тало сь в е т р о ^ е пере­
меш ивание, го в настоящ ее вр е м я уж е сущ ественную роль и м еет
судо хо дство .
П розрачность вод о з. Б елого т а к ж е быстро и зм е н яе тс я в зави ­
симости от 5~ гра. По данным наблюдений з а прозрачностью воды
в различны е го ды (Е рш ова, 1 9 Ь Ь ; Гидрометеорол. р е ж и м ..,, 1 9 7 5 ;
А лаф ерзвская, И ванов, 1 9 7 7 ) построен график, показывающий и з­
менение средних значений прозрачности воды в опоре в зави си м о­
сти от скорости сетр а (ри с. 6 5 ) , На м о м ен т съемки ( 1 3 - 1 4 УП!)
ср едн яя прозрачность на поверхности с о с т а в л я л а 1 . 1 м , что соот­
в е т с т в у е т скорости ветр а 4 м / с . Б е з у ч е т а полосы взм учен ны х вед
прозрачность на поверхности р азн а 1 .4 м , что с о о т в е т с т в у е т ско ­
рости ва-тра 2 . 7 м / с. С ледо вательн о , зд ^ с ь п о явл яется р е д к ая во з­
м ож ность сопоставить аффект антропогенного во зд ей стви я ( взмучи—
Е-аие вод проходптцйми су"’/'ми) с влиянием природного фактора —
ветр о вы м взм уч и ван и ем . В данном сл уч ае уменьш ение прозрачности
вод о зер а з а с ч ет взм уччллния с у пами с о о т в е тс т в у е т к а к бы е с т е с т ­
венному усилению ге т р а на 1 .2 м / с . Э то т пример пока м о ж ет с л у ­
ж и ть только в к ач е с т в е предварительной оценки антропогенного фак­
тора. Д ля е е уточнения необходим ком п лекс специальных наблюде­
нии з а изм енением прозрачности и скорости ветр а в точке о зер а,
уд ал нной от судоходной тр ан сы т а к , чтобы и ск —.очить ее и скаж а­
ющее влияние на хар актер св язи п р о зр ач н о сть-ветер . При это м е л е -
224
L,m
от уреза
ZOO
'ОС
С
'00
L,m
от уреза
200
д у е т у ч е с т ь влияние биогенных и хем оген н ы х в зв е с е й на прозрач­
ность воды .
Т аки м об р азо м , увеличение интенсивности суд о х о д ства на о з . Б е­
лом привело к р езко м у уменьшению прозрачности на значительной
плошади, прилегающей к судоходной т р а с с е . В зм учиван и е донных
отложений и м еет двоякий х ар ак т ер : в е д е т к осветлению озерны х вод
з а сч ет адсорбции гу м усн ы х вещ еств и сп о со б ствует разнесению
донных отложений по о зер у и погребению ими кам ен и сты х гр я д , я в ­
лявш ихся нерестилищ ами.
2 . Б ер ег а о зер а Б елого
После стр о и тел ь ства Ч ереповецкого ги др о узл а в 1 9 6 4 г . ср ед ­
ний уровень о з. Бепого был поднят на вы со ту 2 м . При это м про­
изошло затопление 1 3 0 к м 2 п обереж ья. Б е р е га о зер а с точки зр е ­
ния их переформирования не о бследовали сь от м о м ен та их зато п л е­
ния и до 1 9 7 7 г . ( 1 4 л е г ' . Н есм отря на интенсивное освоение о зе­
р а, сообщений о выполнении подобных работ н ет. В связи с эти м
решение р яда вопросов, возникающих в св язи с проектам и дальней­
шего освоения о зер а (п ереброска север н ы х вод и во зм о ж н ая в с в я ­
зи с эти м аб р ази я б ер его в; ухудш ение условий н ер еста з а сч е т по­
ступления аллохтонного м атер и ал а в о зе р о ). м о ж ет о к а з а т ь с я з а ­
труднительны м при о тсутстви и х о тя бы только с ам ы х основных с в е ­
дений о х ар а к т е р е переформирования б ер его в это го во до ем а.
Б е р е га х ар актер и зую тся к а к однообразные, на в с е м протяжении
не имеющие отличий, в е с ь м а просты е гю очертаниям (К учин, 1 9 0 2 ;
Арнольд, 1 9 2 5 ; М осевич, 1 9 5 5 ) . Наблюдения 1 9 7 6 - 1 9 7 7 г г , по­
к азал и , что при каж ущ ем ся однообразии б ер его в м еж ду ними им е­
ю тся в е с ь м а сущ ественн ы е различия.
Б е р е го в ая линия на в с е м с в о ем протяжении ( 1 2 6 к м ) м о ж ет
бы ть р азд ел ен а на 4 типа (ри с. 6 7 ) .
У ч асто к I — с . Крохино—р. М у н ь га и 1 а — с . К и сн ем а-р , Юрьев­
к а . Общая протяж енность 3 0 к м . При подъеме уровня з д е с ь была
затоп лена полоса прибрежного л еса шириной 2 0 0 - 2 5 0 м . В н асто­
ящ ее вр ем я затопленные д е р е в ь я частично с т о я т , частично повалены,
их ство лы или затап л и ваю тся на м е с т е , или п ер ен о сятся на др уги е
уч астки б е р е га . На внешней кром ке затопленного л е с а д е р е в ь я поч­
ти п овсем естн о повалены льдинами и волнением. На профилях бере­
го во го о тко са (ри с. 6 6 ) у границы затопленного л е с а обнаруж ива­
е т с я небольшой подводный вал , сложенный мелкими п ескам и . Линия
Р и с.
6 6
. Профили б ер его в о з. Б ел о го .
а - уч астки 1 , 1 а , б - уч асто к Л, в - уч астки III, Ша, г - уч асто к
. Объяснения в т е к с т е .
О
' №
EZP Е З ^ е т г З б
Р и с, 6 7 . Типы б ер его в о з. Б ел о го .
1 — карбон верхний, 2 — артинский ярус (п е р м ь ), 3 - кун гурский
яр ус ( пе р мь ) , 4 - уфимский горизонт кун гур ско го яр у с а ( пе р мь ) ,
5 - казан ски й яр ус ( пе рмь ) , 6 - границы разнотипных б ер его вы х
збн.
у р е з а не вы р аж ен а - затопленный л ес постепенно переходит в заб о ­
лоченный (р и с, 6 8 ) . С ледов р а зм ы в а б ер ега н ет.
У ч асто к II - р. М у н ь г а -с . К и сн ем а. П ротяженность 2 5 к м . Б е­
р е г наиболее высокий, зд е с ь вплотную к у р е з у воды подходит пер­
в а я те р р ас а др евн его о зер а. На значительном протяжении бер ег
слож ен частично перемы тыми четвертичными отложениями, которы е,
п о д в е р гаясь р а зм ы в у , и определяю т разнообразие с о с т а в а б ер его ­
вы х наносов на это м у ч а с т к е — от крупных валунов до сугли н ко в
(р и с. 6 9 ) . За прошедшие 1 4 лет на б ер его вом о тко се вы р аб о тал ся
хорошо выраженный береговой обрыв (рис. 6 6 , б) высотой до 1 . 2 —
1 .5 м и н ачалось образование п ляж а. На подводном склоне о тм еч а­
ю тся следы б ер его во го обрыва, сущ ество вавш его до подъем а уров­
н я. В некоторых м е с т а х (с . Д авы д о во -р . Киуй) р азм ы в зам ед л ен ,
а иногда о т м е ч а е т с я аккум ул яц и я наносов. Это происходит в тех
сл уч а ях , ко гд а внешняя граница л еса вплотную п о дступ ает к линии
у р е з а . Д ер евья падают в сл ед ств и е подмывания корней; на линии
у р е за о б р азую тся н агром ож дения др евесн ы х ство ло в, которы е про—
226
Р и с.
6 8
. Заболоченный лес в районе у с т ь я р. У хтом ы .
' не. 6 9 . Р азм ы ван и е первой тер р асы на линии у р е з а ( с . К и с н е м а ).
/г15 1462
2 27
дохраняю т ее от р азм ы в а и создаю т благоприятные услови я для
аккум уляции б ер его вы х наносов.
У ч асто к Ш - р . Ю рьевка-р. Ч ал екса и Ша - с . В ер его н ец -с. Кро­
хино. Общая протяж енность 3 2 к м . Это зоны наибольшего по площа~
ди затопления побереж ья. Первое из них вклю чает у с т ь я р ек Ковжи,
К ем ы и Кьяндицы. К уч а с т к у Ша т я г о т е е т исток р. Ш ексны. На
эти х б ер егах наиболее р азви та водн ая р асти тел ьн о сть (тр о стн и ки ).
С ам ы е большие по площади заросли тростников приурочены к у с т ь ­
ям р ек К ем ы и Кьяндицы. З атем в обе стороны от у с т ь е в рек зона
растительности постепенно вы кл и н и вается. Заросли тростников р ас­
п олагаю тся прерывистой полосой (шириной от 5 0 до 1 5 0 - 2 0 0 м ),
параллельной лиши б е р е га . На профилях берегового о тко са почти
п овсеместно о б н аруж и вается небольшой подводный береговой вал
(ри с. 6 6 , в ) , расположенный на внешней границе зарослей
тростн и ка. Линию у р е за устан о ви ть невозможно: береговой
о тко с переходит в ко ч ко ватое болото, а з а т е м в .-заболо­
ченный кустар н и к.
У ч асто к 1У - р. Ч а л е к с а -с . В ерегон ец . П ротяженность 3 9 км .
Б е р е го в а я линия на в се м протяжении прим ы кает к озерной берме
Б ел о зер ско го обводного к а н ал а. Почти п овсем естн о им ею тся следы
р а зм ы в а б ер е га, отступание береговой линии иногда д о с т и гае т
1 0 0 м . При р азм ы в е б ер ега вскр ы ты торфяники, интенсивно р азр у­
ш аемые волнением. Прибрежная р асти тел ьн о сть о т с у т с т в у е т . На
профилях бер его вого о ткоса о б н аруж и вается значительно сгл аж ен ­
н ая бровка затопленного б е р ега (р и с. 6 G, г ) .
В отдельный тин б ер его в можно вы дели ть у с т ь е в ы е уч астки при­
токов о зер а, которых более 3 0 . У с т ь я притоков, расположенных
на р азм ы в ае м ы х б ер егах , перегорожены барами (ри с, 7 0 ) . У стья
притоков на у ч а с т к а х б ер ега с затопленны м л есом зар астаю т
(р и с. 7 1 ) . На некоторых притоках для целей лесосп лава и м е с т ­
ного суд о х о д ства выполняю тся дноуглубительны е работы , которые
с в о д я т с я к вы ем ке гр ун т а из баров - у с т ь е в ы е прорези.
П обережье о зер а расположено в пределах двух гео логи ч ески х
с и с т е м - карбона и перми: верхний карбон, артинский и кугур ски й
ярусы перми, уфимский горизонт кун гур ско го яр уса и частично к а ­
занский ярус перми (ри с. 6 7 ) . Н есм отря на разнообразие гео л о ги ­
ческих условий, связи м еж ду строением б ер его в и зал е ган и е м или
со став о м пород не о б н аруж и вается. О бъясняется это д в у м я причи­
нами. В о -п ер вы х, коренной б ер ег о зер а сложен древнеозерны м и от­
ложениями, являющимися продуктом переработки четвертичны х от­
ложений приледниковым озером, в о -вто р ы х , в настоящ ее вр ем я р аз­
м ы ву п одвергаю тся именно древнеозерны е отложения, которыми пе­
рекры ты выходы осадочных пород различного с о с т а в а . П оскольку
сво й ства древмеозерных отложений в обшем однообразны на всех
б ер егах о зер а, то п переработка б ер его в на в сех уч ас тк ах р азм ы ­
ва происходит практически одинаково,
М еханический анализ крупности слагаю щ их пород д а ет основания
к некоторы м заклю чениям.
228
Р и с. 7 1 . Зарастаю щ ее у с т ь е р. Юрьевки.
229
филе север н о го абразионного б е р е га .
Объяснения в т е к с т е .
600
300
L,м
900
4- q
Л>
К
j
г 2“
600
300
900
)
р2 "*
3
Г/ 3
К
Р и с. 7 3 , Влияние зарослей тростника на прозрачность воды .
а - изменение прозрачности по м арш руту (зап и сь п розрачном ера),
б - расположение зарослей и м арш рут съ ем ки .
230
отложения, слагаю щ ие коренной б ер ег, п редплохо сортированным рыхлы м м атер и ало м , включающим в
СТбГфракиий от валунов до глинисты х частиц (рис. 7 2 , а ) .
0 6 2 На линии у р е з а происходит волновая сортировка наносов по
’ ям (р ИС, 7 2 , б ); ва.гтуны и гал ь к и расп о лагаю тся на линии
а - к р у п н ы е и средние пески п ер ен о сятся вдоль б е р е га; мелкие
п е с к и п ереносятся вниз по склону.
3
На глубин ах 0 . 8 - 1 . 3 м основной поток перемещ ения песков
и м е е т направление, параллельное линии у р е з а ; эти м глуб и н ам соот­
в е т с т в у е т м акси м альное содерж ание именно мелкопесчаной фракции
(рис. 7 2 , в ) .
4
На глубин ах 3 , 8 - 4 . 2 м в нижней части б ер его во го о ткоса
п р е о б л а д а ю щ и м и являю тся тонкие пески и глинисто-иловы е частицы
(рис. 7 2 , г ) ; двум о дальн о сть последней кривой распределения объ­
я сн яется поступлением песчаны х частиц со стороны б ер ега, а ило­
ваты х со стороны дна о зер а (данны е для кривой на рис, 7 2 , г з а ­
им ствованы из книги: Гидромотоорол. р е ж и м ,.., 1 9 7 5 , с, 2 6 5 ) .
М ножество эхолотных и футш токовых промеров, выполненных в
1 9 7 6 и 1 9 7 7 г г . по различны м направлениям в о зер е с целью об­
наружения подводных кам ен и сты х гр я д , упоминаемых, в ряде работ
(Клепинин, 1 9 1 1 ; Дрягин, 1 9 3 3 ; В аси л ьев, 1 9 5 5 ) , к усп ех у не
привело: ни одной кам енистой гр яды в о зер е не было обнаружено.
По опросным данным м естн ы х рыболовецких бригад гр яд ы к а к бы
„исчезли" примерно ч ер ез 8 - 9 л ет ( 1 9 7 1 - 1 9 7 2 г г . ) после подъ­
е м а уровня. Э то т факт с в и д е т е л ь с т в у е т о значительном количестве
твер до го м атер и ал а, который с т а л п о ступ ать в озеро после 1 9 6 4 г .
и всл едстви е уменьш ивш ейся проточности во до ем а с т а л о с а ж д а ть ся
в его центральных ч а с т я х . Поступление твер до го м атер и ал а проис­
ходит к а к из р. Ковжи и з -з а интенсивного суд о х о д ства и постоян­
но выполняющихся дноочистительных работ по т р ас с е В олго—Балтий­
ско го пути, т а к и с бер его в в р е з у л ь т а т е их р а зм ы в а .
Затопление б ер его в обусловило поступление дополнительного ко­
личества органики в воды о зе р а . На ак кум ул яти вн ы х б ер егах (с з а ­
топленными лесам и и кустар н и кам и ) это продукты гниения др евеси ­
ны. На абразионных б е р е гах , в основном на ю го -зап адн о м , поступ­
ление органических вещ еств обусловлено акти вн ы м р азм ы ван и ем
торфяников.
Б е р е га , подверженные зарастан и ю , т а к ж е о казы ваю т влияние на
воды о зер а . К ак правило, эти б ер ега окаймлены либо полосами
тростников, либо затопленными кустарн иком и л есом . Наблюдения,
выполненные 2 0 У III 1 9 7 6 при ветр е 5 м / с, показали дл я вод от­
кры того о зер а прозрачность 1 0 % по прозрачномеру ( 0 , 4 м по дис­
ку екки ) и в полосе вод з а зар о слям и до 95% (ри с. 7 3 ) . В ре­
зу л ь т а т е защитной и волногасящ ей деятел ьн о сти зарослей м еж ду ни_ е Ре г с м Даже при сильных ветр ах сохраняю тся прозрачные во—
о ж е, только в меньшей степени эффект наблю дается и в
затопленных л есо в. И з -з а м алы х глубин и нструм ентальны е н алюдения в этой зоне выполнить не уд ал о сь.
1
Д ревн еозерн ы е
231
Поело стр о и тел ьства Ч ереповецкого ги др о узл а и подъема уровня
о з. Белого его б ер ега начали трансф ормироваться. При это м на со­
норном и южном побереж ьях происходит р азм ы в , а на восточном j,
зап адн о м аккумуляция наносов. О р азм ы в е северного и южного бе­
регов св и детел ьствую т отступание линии уреза< образование волноприбойных ниш и возникновение зачаточн ы х форм б ер его вого обры­
в а . А ккум уляци я на западном и восточном б ер егах со п ровож дается
возникновением подводных б ер его вы х вало в.
Процесс перестройки б ер его в к настоящему времени еше не з а ­
кончен. Наибольшему р азм ы ву и дал ее б уд ет подвергаться южный
берег, примыкающий к обводному кан ал у. Э том у способствую т сл е­
дующие факторы: 1 ) б ер его в ая линия не защищена р асти тел ьн о сть. ;
2 ) береговой откос и м еет хорошие услови я для подхода волнения
( нет развитой береговой отм ели , гасяшей волнение); 3 ) па всем
протяжении береговой откос п р ед став л яет берм у обводного канате,
и поскольку берм а насыпана уж е предварительно разрыхленным при
ее стр о и тел ьстве грунтом, который л о г-ко поддается размыву, т- ■
даж е частичное укрепление б ер его во го о тко са бутовы м камне:-.'. э:|—
ф.-кта устойчивости б ер ега не д а е т ; 4 ) берм а кан ал а залож ен а ка
торфянике, который при отступании береговой линии о к а за л с я вскры­
тым; разм ы ван и е торфяников в е д е т к образованию волноприбойных
ниш и последующ ему обрушению выш ележащ его гр ун та.
А б р ази о н н о -аккум уляти вн ая деятел ьн о сть на очертаниях бер его ­
вой линии практически не с к а з ы в а е т с я . На абразионных б ер егах про­
изошло отступание линии у р е з а , что привело к несущ ественном у у в е ­
личению ширины о зер а по линии с е в е р —юг (на 1 5 0 - 3 0 0 м ) . А кку­
м уляци я и связан н о е с ней вы равнивание береговой ..линии в явном
виде о тм ечаю тся только в у с т ь я х р ек. На други х у ч а с т к а х а к к у м у ­
лятивны х б ер его в наносы о б р азую тся в виде подводных вал о в и на
очертания береговой линии не влияю т.
3 . Белозерский обводный кан ал
После заверш ения строительства М ариинского кан ал а в 1 8 1 0 г .
наиболее опасным уч астк о м этой водной си стем ы о ставал о сь о з. Бе
лое, и звестн о е своими внезапными ш тормами. Р егуляр н о и зд а в ав ­
шийся в середине прошлого в е к а журнал „Виды внутреннего судо­
х о д ст в а в России" ежегодно сообщал о гибели д есятк о в судо в на
Белом о зер е: например, только в а в г у с т е 1 8 3 2 г . в течение одно­
го дн я во вр ем я шторма было потоплено и разбито 6 2 судн а (К уб—
лицкий, 1 9 6 1 ) ,
Д ля повышения безопасности суд о х о д ства п р едлагали сь различ­
ные м еры : двойная п ер евалка гр у з о в с речных судо в на озерные и
обратно или у с т ан о в к а среди о зер а заякорен н ы х плотов—убежищ для
суд о в. П оскольку все эти меры о к азал и сь экономически н евы го д­
ными, в 1 8 4 6 г , был построен Б елозерский обводный кан ал напор­
ного ти п а. Судоходный уровень в нем поддерживался при помощи
232
со стороны р . Ковжи (напор 2 .6 м ) , д в у х шлюзов со с т о щ ексн ы
( 0бщий напор 3 . 8 м ) и 8 водосп усков, у с т а н о в роНЫ • оэерНОй берм е к ан ал а. Превышение уровня воды в кан але
ЛеНН^ о в н е м о з. Б елого до сти гало 3 м в м еж ен ь (П етраш ень,
Н^ 1 0 ) В связи с модернизацией в с е го М ариинского водного пути
1 8 9 4 г . канал был расширен, угл уб лен , р азм ер ы шлюзовых кам ер
В личены и вместо д вух шлюзов со стороны р . Шексны был о с т а в один (Л еван довски й , 1 9 0 8 ) . С и ст е м а питания кан ал а водами
осталась прежней - з а сч ет вод Л о зс ко -А затск о го о зер а и всех
притоков южной части водосбора. В т а к о м виде кан ал просущ ество­
вал вплоть до 1 9 6 3 г . , ко гд а после ст р о и тел ьства Ч ереповецкого
гидроузла уровень о з. Б елого был поднят , а шлюзы и водоспуски
канала разобраны.
На протяжении в се х лет с в о е го сущ ество ван и я кан ал и гр ал с у ­
щественную роль в водном реж им е о зер а и прилегающей части по­
бережья. С м о м ен та его с тр о и те л ьс тв а приблизительна на 1 /3
уменьшилось поступление вод южных притоков в озеро. С то к этих
притоков стал р асп р ед ел ять ся следующим образом : избы ток весен ­
них вод сб р асы в ал ся ч ер ез водоспуски в озеро, а о став ш аяся ч аст ь
расходовалась на шлюзование суд о в и в равной м ере п о ступ ал а как
в р. Шексну (м и н уя о з. Б е л о е ), т а к и в р, К овжу и ч ер ез нее в
оз. Белое.
Строительство кан ал а и связанн ы й с эти м п ер ехват южных при­
токов привели к затоплению прилегающей ч асти побереж ья, а т а к ­
же к повышению уровня гр ун то вы х вод и к а к сл ед стви е к заб о л а­
чиванию больших посевных и сенокосны х площадей, что вы звал о
резкое недовольство м естн ого н аселения (Колынин, 1 8 2 9 , 1 8 9 3 а ,
18 936 , 1893в , 18 9 4 , 1 8 9 5 , 1 9 0 0 ) .
После реконструкции кан ал а в 1 8 9 6 г . , вы разивш ейся в увели ­
чении его пропускной способности и приспособлении дл я нужд паро
вого суд о х о д ства, положение еще более ухудш илось. Ч а с т ь сто ка,
те р я е м а я о з. Б елы м з а сч ет вод, сб р асы в аем ы х каналом в р, Ш екСНУ> увеличи лась, в то вр ем я к а к сброс п аводковы х вод южных при­
токов в озеро ум еньш ился. Воды кан ал а с т а д а з а г р я з н я т ь с я : по
данным Б .А , Скопинцева ( 1 9 3 9 ) , л етом 1 9 3 2 г . воды кан ал а бы­
ли покрыты пленкой нефти, прозрачность не превыш ала 5 с м , коли­
ч ество бактерий в 3 0 —4 0 р аз превышало т ако в о е в окружающих
во дах. При это м загр язн ен н ы е воды кан ал а, сб р асы ваем ы е в р. Ко:ж у, поступали в о з. Белое» Т аки м о бразом , в период с .1 8 9 6 по
4
г . Б елозерский обводный кан ал служ ил наиболее сущ ествен ­
ным источником загрязн ени й д л я о з. Б ело го.
1 9 6 4 г . положение р езко изм енилось: после разборки шлю­
зо в и водоспусков кан ал с т а л и м еть свободное сообщение с р е к а овжей и Шексной и с озер о м п о средством 8 протоков (бывшиево до сп уски ); кром е то го , кан ал и м еет сообщение с о зер о м в м е с —
С то к333141131^ оэерно® бермы (5 у ч ас т к о в шириной от 1 0 до 2 5 м ) .
вод южных притоков во звр ати л ся к естествен н о м у р е ж и м у ,::
воды вновь (к а к и до 1 8 4 6 г . ) стали полностью постуш лю за
мать в о з. Б ел о е. И зменились т ак ж е проточность и водообменность к а н ал а.
Выполнить наблюдения з а динамикой вод Б ел о зер ско го кан ал а
обычными м ето дам и , таким и к а к измерение течений вертуш кам и
или поплавками, о казал о сь н евозм ож ны м всл ед стви е интенсивного
су д о х о д с т в а . П оэтому перемещ ение вод внутри кан ал а, поступление
в кан ал вод о зер а или выход вод кан ал а в озеро реги стрировались
косвенны м м ето до м - п утем сравнения значений прозрачности, эл ек­
тропроводности, тем п ер атур ы и ко л и ч ества растворенного кислорода,
р еги стр и р уем ы х по всей длине кан ал а при различных гидросинопти­
ч еских си туац и ях. Съемки производились м ето до м буксирования д ат­
чиков при непрерывной регистрации и выполнялись на протяжении
в се го кан ал а за 6 ч т а к , что в с я зап и сь отражала распределении
вод в кан ал е, соответствующее конкретной гидросиноптической си­
туац ии . Т аки х съем ок вдоль тр ас с ы кан ал а было выполнено четы ре:
5 п 2 7 УШ 1 9 7 7 при южных и ю го -зап адн ы х ветр ах (си туац и я
с г о н а ), 9 и 1 1 УШ 1 9 7 7 при север н ы х и север о -зап ад н ы х ветр ах
(си туац и я н аЛ ш а).
Постоянное судо хо дство по кан ал у обусловли вает сильное в з м у ­
чивание вод, поэтом у значения прозрачности часто находились на
пределе ч увстви тел ьн о сти прибора и принимались во внимание толь­
ко в т е х с л у ч а ях , ко гд а п одтверж дались измерениями др уги х хар ак­
теристи к или ди ском С екки . И зменение электропроводности вод в
кан але не превышало 2 - 3 м кси м / см и поэтом у в р асч ет не прини­
м ал о сь. Наилучшим индикатором распределения вод в кан ал е в дан­
ном сл уч ае о к а з а л а с ь те м п е р атур а воды .
5 УШ съ ем к а'вы п о л н ен а при сгонных в етр ах (ско р о сть от 5 до
7 м / с ). При фоновой тем п ер атур е вод кан ал а, равной 2 0 . 4 ° , вбли­
зи у с т ь е в р ек Куности и Мондомы отм ечены понижения т е м п е р а т у ­
ры воды до 1 8 .8 ° (р и с, 7 4 , а ) . З десь ж е о т м е ч а ет с я и р езко е
увеличение прозрачности от 2 0 с м в кан але до 5 0 с м у у с т ь е в
р ек in o д и с к у ). 9 УШ съ ем ка проводилась при нагонных ветр ах
(ско р о сть от 4 до 6 м / с ). Т ем п ер атур а воды в кан ал е и зм ен ялась
волнообразно; от 1 6 ,2 ° , пониж аясь постепенно до 1 5 .4 ° и р езко
в о з р а с т а я вновь (рис. 7 4 , б ). Падение тем п ер атур ы начиналось в
3 - 3 , 5 км от промоин в озерной берм е кан ал а и от выходной про­
рези Б ел о зер ско го порта. После прохождения прорезей т е м п е р ату ­
ра воды р езко увел и ч и вал ась.
От Б ел о зер ска в сторону р. Ковжи изменение тем п ер атур ы про­
исходило в обратном порядке: р езк о е падение вблизи у с т ь е в рек
М аэк сы и Куности и з а т е м постепенное увеличение до фоновых
значений в кан ал е на протяжении 3 - 4 к м . При этой ситуации _про­
зр ач н о сть вод кан ал а нигде не превыш ала 1 5 - 2 0 с м (по д и с к у ),
а вблизи прорезей и у с т ь е в р ек ум ен ьш алась до 5 - 1 0 с м ; з д е с ь
ж е р езко увеличивалось содерж ание растворенного кислорода - до
1 0 0 - 1 0 5 % (в отличие от 8 0 —85 % в к а н а л е ). Т ако е распределение'
х ар актер и сти к у к а з ы в а е т на то , что при нагонах происходит проник­
новение вод о зер а в кан ал ч е р е з у с т ь я рек и прорези озерной бе[>33 4
Р и с. 7 4 . И зменение тем п ер атур ы воды вдоль Б ел о зер ско го обвод­
ного кан ал а (а —д — объяснения в т е к с т е ) .
м ы . Именно поступлением озерны х вод, по-ви ди м ом у, объясняю тся
уменьш ение прозрачности и тем п ер атур ы и увеличение содерж ания
растворенного кислорода у промоин и прорезей бермы к ан ал а.
Поступление озерных вод в кан ал при н агон ах о б усло вли вает
возникновение в нем своеобразн ого х а р ак т е р а течений. Они направ­
лены в противоположные стороны - от центральной части кан ал а в
сторону р , Ш ексны и в сторону р . К овж и. Это п о д твер ж д ается х а ­
р актер о м изм енения х ар актер и сти к вдоль к а н ал а. Например, р езко е
уменьш ение тем п ер атур ы воды у прорези Б ел о зер ско го порта и по­
следую щ ее ее постепенное повышение в направлении на во сто к у к а ­
зы ваю т на перемещ ение вод в этой ч асти кан ал а в сторону р. Шек—
сн ы . Т ако е ж е р езко е падение тем п ер атур ы вблизи у с т ь я р. К уность
и постепенное ее повышение в направлении на зап ад у к азы в аю т на
перемещ ение вод в этой ч а ст и к ан ал а в сторону р. Ковжи.
У казанны й х ар актер расп ределен и я вод в кан ал е при нагон е под­
твер ди л ся съемкой 1 1 УIII при более сильном ветр е — от 9 до
1 1 м / с. Разли чи я в т ем п ер атур е вод вдоль кан ал а (р и с. 7 4 , в ) ,
а т а к ж е и др уги х х ар актер и сти к о к азал и сь еще более р езки м и . На­
личие разнонаправленных течений и их ско р о сть о к азал о с ь во зм о ж ­
ным определить при помощи поплавков; на у ч а с т к е Б ел о зер ск—В ере—
гонец течение было направлено в сторону р. Шексны (ско р о сть 4 —
6
с м / с ), на у ч а с т к е р . К у с т о в к а —р . Ч ал ек с а - в сторону р . К ов­
жи (ско р о сть 3 - 4 с м / с ), 2 3 УШ в услови ях сго н а с ъ е м к а была
выполнена к а к по т р а с с е кан ал а, т а к и с внешней его стороны
вдоль озерной берм ы . В эт о м сл у ч а е на фоне холодных вод ( 1 3 . 8 J )
кан ал а вы деляли сь более теплы е (до 1 5 ° ) воды р ек К уности, К ус­
товки и Ч ал ексы (ри с. 7 4 , г ) . Т ечен и я были направлены от рек
овжц и Шексны к центру к а н ал а. Воды кан ал а имели вы ход в о з е 23 Г,
£, %
Р и с. 7 5 , И зменение прозрачности воды о з. Белого у с . В ерегонец
о т б до 1 8 ч 2 2 УШ 1 9 7 6 .
ро в основном ч ер ез у с т ь я р ек Ч алекоы , К усто вки , Мондомы,
сы и прорезь Б ело зер ско го порта. Выходы эти х вод в озеро были
о тм ечен ы на озерном м арш руте (р и с. 7 4 , д ) в виде потоков болен,теплы х и мутных вод (относительно вод о з е р а ).
Указанны й х ар актер водообменности кан ал а справедливо рассмат­
ривать только на уровне противоположных гидросиноптических ситу­
аций - сго н а и нагон а. При более подробном рассмотрении динами­
к а вод кан ал а, вероятно, более сложна. Это предположение можно
п одтвердить серией наблюдений, выполненных 2 2 УШ в условиях
нагона при ветр е северного направления скоростью до 2 . 5 м/с.
Точно против прореди озерной бермы у с . В ерегонец в 4 0 м от
б е р е га на глубине 3 ,5 м с заякорен н ого суана ч ер ез каж д ы е 1 5 мин
и зм ер ял и сь тем п ер атур а, прозрачность и электропроводность воды
на глуб и н ах О, 1 ,5 и 3 м .
В течение 1 2 ч наблюдений ( 4 8 серий) т ем п ер атур а и электр о ­
проводность и зм ен яли сь незначительно и беспорядочно. Прзрачность
воды , им ея довольно вы сокие фоновые значения (в течение предыду­
щих полутора с у т о к на о зер е был штиль или слабый в етер до 1 ,5 г ■/с ),
периодически, в средн ем ч ер ез каж д ы е 5 3 мин, ум ен ьш алась до
значений, близких к значениям прозрачности воды в кан ал е (р и с, 7 5 ) .
Это у к а з ы в а е т на то , что при нагоне поступление озерных вод в
кан ал периодически с м е н я е т с я вы ходом вод кан ал а в о зер о . В озм ож ­
но, что динамика вод кан ал а зави си т не только от гидросиноптичео—
кой цикличности, но и от анем обарических колебаний типа сейш.
Хорошая проточность и водообменность способствую т очищению
вод к ан ал а. По сравнению с данными 1 9 3 2 г , (Скопинцев, 1 9 3 9 )
в кан ал е значительно увели ч и лась прозрачность (о т 5 до 2 0 с м
но д и с к у ), втрое ум еньш илась электропроводность (о т 3 3 4 до
1 3 1 м к с и м / с м ), увеличилось содерж ание растворенного кислорода
(от 6 6 до 8 0 —8 5 % ), почти полностью о т с у т с т в у е т нефтя­
н ая пленка.
Т аки м образом , Б елозерский обводный кан ал, сохранив сво е зн а­
чение безопасной транспортной магистрали д л я м ал ы х и средних с у ­
дов и буксировки плотов и барж, в настоящ ее вр ем я в сл ед стви е хо­
рошей проточности не я в л я е т с я аккум ул ято р о м и источником загряз­
нений для о з. Б ело го.
23 vi
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
До 1 9 6 3 г . о э. Белое входило в си с т е м у М ариинского водного
пути, гд е выполняло роль всп о м о гател ьн о го водохранилища, пред­
назначенного дл я поддержания судоходных уровней на р. Шексне.
После 1 9 6 3 г . озеро стал о у ч ас т к о м В о лго -Б алти й ско го водного
пути, а Ч ер еп овец кая ГЭС вклю чена в с о с т а в эн ер гети ч ески х стан ­
ций С С С Р . В настоящ ее в р е м я озеро и сп о л ьзуется непосредственно
как в целях эн ергети ки , т а к и в целях с уд о х о д ства, и таки м обра­
зо м его х озяй ствен н о е значение возросло.
В связи с реконструкцией произошли сущ ественн ы е изм енения
некоторых эл ем ен то в водного и хим и ческого реж им а о з. Б елого
(та б л . 8 5 ) . Данные таблицы, характеризую щ ие соврем енное со сто я­
ние о зер а, явл яю тся р е зу л ь т а т о м исследований комплексной эксп е­
диции И нститута о зер о веден и я. Величины эл ем ен то в предыдущ его
периода приняты по литературн ы м источникам . При это м с л е д у е т
уч и ты вать, что исследовани я о зер а в предыдущий период выполня­
лись спорадически и некоторы е эл ем ен ты , в основном гидрохими­
ч ески е, хар актер и зую т не в е с ь период в целом, а лишь отдельн ы е
го д ы . П оэтому к зн ачениям указан н ы х хар актери сти к с л е д у е т отно­
с и ться с осторожностью .
В первую очередь п одверглись и зм ен ени ям морфометрические
(объем воды , ср едн яя глубина и площадь зе р к а л а о зе р а ) и водно­
балансовы е (водообмен и ам п ли туда колебаний уровня, сто к из о зе ­
р а ) п о казател и . И зменения в с е х прочих эл ем ен то в си стем ы можно
р ассм ат р и в а ть к а к вторичные, п оскольку они явл яю тся сл ед стви ем
изменения первы х.
И сследование соотношений м еж д у первичными и вторичными и з ­
менениями п р ед ставл яет практический и научный и нтер ес, з д е с ь з а ­
ложены к а к принципы прогнозирования о ж и даем ы х изменений, т а к и
возм ож н ость регулирования. С л ед уе т уч и ты вать т а к ж е , что и зм ен е­
ния в с е х эл ем ен то в происходили на фоне маловодной фазы вн утр и векового цикла, и это нашло сво е отражение в с т р у к т у р е внутренних
отношений гидрологической си стем ы о з . Б ело го.
! • Увеличение средней глубины о зер а на 2 м привело к ум ен ь­
шению его коэффициента мелководности от 1 . 0 0 до 0 . 7 5 , что в
16 1462
23 7
Т а б л и ц а
85
Характеристика некоторых элементов
гидрологической системы о з. Белого
до и после строительства Череповецкого гидроузла
Характеристики
Объем, км^
Площадь зеркала, км^
Средняя глубина, м
Амплитуда колебаний уровня, м
Уклон водной поверхности
Крутизна берегового откоса, град.
Заливные площади, %
Площади осевшего льда, %
Водообмен
Коэффициент мелководности
Коэффициент высоты волны*
Горизонтальная составляющая
орбитальной скорости на дне*
Прозрачность по диску, м
Цветность, град.
Р м ин.,м г/ л
^N0, ■ мг/л
02. %
При
До 1 9 6 3 г . В 1 9 7 6 - 1 9 7 7 г г.
2 .8
1160
2 .3
1 .9 4
0 .1 5
3
22
12
, 1 .2
1 .0 0
0 .9
1 .3
0 .6
55
0 .0 0 6
0 .0 1 4
92
5 .2
1284
4 .1
1 .4 4
+ 0 .0 5
~8
7
3
0 .9
0 .7 5
1 .1
0 .3
1 .2
49
0 .0 1 3
0 .0 4 0
90
50% —ной режимной повторяемости ветра.
свою очередь вызвало увеличение высоты и длины волны, но в то
же время и уменьшение степени воздействия волны на дно (гл. 3 . 1 ) .
При уменьшении воздействия волн на дно уменьшилась степень
взмучиваемости донных отложений и,следовательно, уменьшилась
степень их аэрации. Увеличение же высоты волн вызвало увеличе­
ние аэрации водной толщи. Эта дифференциация волнового фактора
позволяет предположить, что с увеличением средней глубины озера
содержание кислорода в придонном слое может уменьшиться, а в
водной толще увеличиться. Затруднительно с уверенностью утверж­
дать, что предполагаемые изменения кислородного режима произо­
шли (принимая во внимание хорошее перемешивание белозерских
вод вообще), но тем не менее тенденция к этому обнаруживается.
Например, по данным М.Д. Дегтяренко ( 1 9 5 9 ) , относящимся к
1 9 5 5 г ., содержание кислорода в придонном горизонте было не ни­
же 80% и не превышало 1 1 6 % у поверхности. По данным Б. Л. Гу­
сакова (см . г л . 6 ) , показатели изменялись до 6 0 и 1 2 0 % соответ­
ственно.
238
2
У м е н ь ш е н и е водообменности озера наряду с увеличившимся
* пением биогенов вызвало усиленное евтрофирование воды
П° Белого. Б .Л . Гусаков (гд . 6 ) указывает, что к настоящему
° 3* ни озеро уже перешло из олиготрофного в категорию м е зо ®Р®,
озер в основном за счет поступления биогенов с водосбоТР°9 с проходяших через озеро судов. Последующая смена маловодРа^ фазы цикла на многоводную неизбежно вызовет усиленный смыв
Н° г а н и ч е с к и х удобрений с полей и поступление их в озеро. Плани°Р
0 на 1 1 - ю пятилетку увеличение грузопассажирских перево­
зок по Волго-Балтийскому пути и' увеличение судоходства также
могут стать дополнительным источником поступления органики в
озеро.
3 Повышение отметки среднего уровня привело к затоплению
1 3 0 км2 площади побережья, занятого древесно-кустарниковой рас­
т и т е л ь н о с т ь ю . Наряду с этим в 4 раза сократилась площадь промер­
зания подводного берегового откоса Сгл. 5 . 3 ‘). Затопленные кустар­
ники и лес, являясь источниками поступления органики и способствуя
тем самым интенсификации евтрофирования, служат потенциальными
очагами заморов. Однако наблюдениями Б .Л . Гусакова (гл . 6 ) уста­
новлено, что заморов зимой на затопленных площадях не происхо­
дит по причине блокирования их осевшим льдом и промерзания грун­
та, В летний период активное потребление кислорода в очагах замо­
ров вполне компенсируется хорошим внутренним водообменом, обус­
ловленным почти постоянной волновой деятельностью (гл. 3 . 1 ) ' и
в основном сейшевыми течениями (гл. 3 . 3 ) .
4 . Увеличение среднего уровня вызвало перестройку берегового
откоса применительно к новым условиям. Размыв берегового отко­
са и большой объем дноуглубительных работ на р, Ковже обуслови­
ли поступление дополнительных количеств терригенного материала
в озеро, В условиях активного волнения, течений и сейшевых коле­
баний терригенный материал равномерно разносится по всей площа­
ди дна озера. Уменьшенный внешний водообмен способствует акку­
муляции терригенного материала в котловине. Результирующим дейст­
вием повышения уровня, динамики вод и уменьшенной внешней водо­
обменности явилось погребение донными отложениями всех донных
каменистых гряд, служивших ранее нерестилищами для рыб.
5 , Постоянное судоходство в течение лета привело к возникно­
вению зоны с повышенным содержанием нефтепродуктов, приурочен­
ной к судоходной трассе. К судоходной трассе тяготеет также по­
стоянно существующая летом зона взмученных и несколько охлаж­
денных вод. Влияние судоходства стало уже столь мощным, что ста­
новится сравнимым с природными факторами. Например, уменьшение ,
прозрачности воды озера за счет взмучивания судами можно срав­
нить с усилением средней скорости ветра на 1 . 2 м/с.
23 0
Л И Т Е Р А Т У Р А
А б р а м о в а Т. Г. Болота Вологодской о б л ., их районирование и
сельскохо зяй ственн ое использование. - В к н .: С е в ер о -З а п ад евро­
пейской части С С С Р . Л ., 1965, вып. 4, с . 6 5 -9 3 .
А л ф е р о в с к а я
М.М.,
И в а н о в Ю. М. Гидрохимический
режим и химический с о с т а в грунтов о з. Белого (по м ат е р и ал ам
1973-1974 г г . ) . - Изв. ГосНИОРХ, 1977, т . 116, с . 116-128.
А л е к и н О. А. Химический анализ вод суши. Л ., 1954. 199 с.
А п е к и н О. А. Р уко водство по х им и ческому анализу вод суши. Л .,
1973. 268 с .
А н т и п о в
Н.П . Клим ат. - В кн. : Природа Вологодской обл. В олог­
да, 1957, с. 111 -1 3 5.
А р н о л ь д
И. Н. Материалы по описанию рыболовства на Белом о з е ­
ре. - Изв. Отдела прикладной ихтиол, и н ау ч .-п р о м ы с л , исслед. ,
1925, т. 3, вып. 1, с . 5-2 7.
А р н о л ь д
И. Н. Очерк зи м него рыболовства на Белом о зере. Изв. О тдела прикладной ихтиол, и н а у ч .-п р о м ы с л , и с с л ед ., 1927,
т . 4, вып. 1, с. 8 4 -1 0 3 .
А р с е н ь е в а
Н .М ., Д а в ы д о в
Л. К. и др. Сейши на о зер ах
С С С Р . Л. , 1963. 183 с.
Б а з ы л е н к о
Г. М. Термический режим Зас л ав л ь с к о го , Осиповичского и Чигиринского водохранилищ. - В естн .
БГУ, 1973, сер. 2,
№ 2, с . 5 3 -5 7 .
Б а к а с т о в
С. С. Режим грунто вы х вод в прибрежной зоне Рыбинско­
го водохранилища, - Бюл. Ин-та биол. внутр. вод, 1959, № 4,
с. 4 9 -5 4 .
Б а р а ш к о в а
Е. П. , Г а е в с к и й В. Л. , Д ь я ч е н к о Л. Н.
и др. Радиационный режим территории С С С Р . Л ., 1961. 527 с.
Б е л ы х
Ф. И. Р а сч е т потерь воды на оседание льда и с н е га на бере­
г а х при понижении уровня водохранилищ в зимний период. - Сб.
работ Моск. ГМО, 1960, вып. 1, с . 3 -9 .
Б е р л я н д Т. Г. Р аспределение солнечной радиации на континентах.
Л. , 1961. 226 с.
Б л и з н я к Е . В . Мариинский водный путь и е го нужды. СПб. Издние НКПС, 1922. 16 с.
Б о б р о в с к и й
Р. В. Р асти тельны й покров. - В кн. : Природа В ологоаской обл. Вологда, 1957, с. 2 1 0 -2 9 8.
240
Б о г о с л о в с к и й
Б. Б. Классификация водных объектов по водо­
обмену и водным м а с с а м . - В ес т и . БГУ, 1971, сер. U , № 3
с . 7 5 -7 8 .
Б о р и с о в
А. А. О климатообразующих факторах приррды Вологод­
ской обл. - В ести. ЛГУ, 1958, № 18, с. 115-124.
Б о р о в к о в а
Т .Н ., П е т р о в
Г. Н. Комплексный учет потерь
воды на испарение и транспирацию на Куйбышевском водохранили­
ще. - В к н .: Гидрометеорологический режим Куйбышевского и С а ­
ратовского водохранилищ. (Сборник р аб о т ). Л . , 1973, вып. 10,
с. 3 - 1 5 .
Б р а с л а в с к и й А. Л. , В и к у л и н а
З .А . Нормы испарения
с поверхности водохранилищ. Л ., 1954. 212 с.
Б у д ы к о М. И. Тепловой баланс земной поверхности. Л ., 1956,
255 с.
Б у т о р и н
Н .В ., Л и т в и н о в
А. С. Р а с ч е т коэффициентов т у р ­
булентного обмена в Рыбинском водохранилище. - Тр. Ин-та биол.
внутр. вод АН С С С Р , 1968, вып. 1 6 ( 1 9 ) , с . 2 50-25 8 .
В а с и л ь е в
П. А. Рыболовство на оз. Белом. - В к н .:
Ры бо ло вст­
во на Белом и Кубенском о зер ах. Вологда, 1955, с . 5 4 -11 1 .
В е р б о л о в В. И. О коэффициентах горизонтального м акр отур бул ен тного обмена в прибрежной зоне южного Байкала. - Тр.
Байкал,
лимнол. ин-та АН С С С Р , 1970, т . 1 4 ( 3 4 ) , с . 122-131.
В и н о г р а д о в
Г. И. История Череповецкого края. Б елозерск,
1925. 52 с.
В о р о н к о в
П.П . Некоторые особенности формирования донного со­
с т а в а воды водохранилищ в зоне избыточного увлажнения. - Тр.
ГГИ, 1951, вып. 3 3 ( 8 7 ) , с. 129-145.
Г е з е н ц в е й
А .Н , О горизонтальном макротурбулентном обмене
в Черном море. - Тр. Ин-та океанол. АН С С С Р , 1961, т. 52,
с. 9 3 -1 0 5 .
Г и д р о л о г и я
озер Воже и Лача (в с в яз и с переброской северных
вод в бассейн р. В о л ги ). Л ., 1979. 288 с.
Г и др о м е т е о р о л о г и ч е с к и й
режим озер и водохра­
нилищ С С С Р . Водохранилища Верхней. Волги.
Л . , 1975. 290 с.
Г р а е в с к и й Э . Я . К вопросу о холодоустойчивости пресноводных
животных. - Зоол. ж у р и ., 1940, т. 19, с. 4 0 7 -4 2 0 .
Г р е з е
В. II. Холодостойкость литоральной фауны К ам ского водохра­
нилища и е го биологическая продуктивность. - Зоол. жури. , т. 39,
вып. 12, 1960, с . 1761-1773.
Г у с е в а
К. А. Роль Белого озера в формировании фитопланктона Р ы ­
бинского водохранилища. - Тр. Ин-та биол. водохр. АН СССР,
1959, вып. 2 ( 5 ) , с . 31-44 .
Д а н и л е в с к и й
Н. Я. Описание рыболовства в с е ве р о -зап адн ы х
о зе р ах . Т. IX. Исследования о состоянии рыболовства в России.
СПб., 1875, с. 1-2 8.
Д е г т я р е н к о М. Д. Материалы по гидрохимии Белого о зер а. Тр. Ин-та биол. водохр. АН С С С Р , 1959, вып. 2 ( 5 ) , с, 197-204.
Д е н и с о в а
А. И. , Н а х ш и н а Е. П. , Ж у р а в л е в а Л. А. ,
П а л а м а р ч у к И. К. Факторы, влияющие на формирование
химического режима Днепра,и е го эвтрофикация в условиях з а р е г у ­
лированного с т о к а . - Т е з . докл. на 1 -м Всесоюз. симпоз. по ан­
тропогенному эвтрофиров. водоемов,
Черноголовка,
197 4 ,
с. 8 5 - 9 0 .
Д о м а н и ц к и й А. П. , Д у б р о в и н а
Р .Г . , И с а е в а А. И.
Реки и озера Советского Союза (Справочные данные). Л., 1971.
103 с.
Д о с т а л ь
В. Г. О перспективах промышленного освоения лесных
запасов Вологодской обл. - Тр. науч. конф. по изуч. Вологод. обл.,
1956, с. 2 00 -20 6 .
Д р я г и н П. А. Белозерская ряпушка и вопрос акклиматизации сиго­
вых в Белом озере. - Изв. ВНИОРХ, 1933, т. 16, с. 22-40.
Е р л о в
Н.Г. Оптическая океанография. М., 1970. 224 с.
Е р ш о в а М. Г. Водные массы Череповецкого водохранилища. - В кн.:
Биологические и гидрологические факторы местных перемещений
рыб в водохранилищах. Л. , 1968, с. 3 -2 2 .
Е ф и м о в В .В . Вымерзание и переохлаждение простейших. - Арх.
Рус.
протистол. об-ва, 1922, с. 15 3 -1 6 8 .
Ж д а н ов . Д. П. От каких причин погибал снеток на Белом озере
ле­
том 1907 г. - Вестн. рыбопромыш., 1907а, № 8 - 1 0 , с. 368-375.
Ж д а н о в
Д. П. Заметки по рыболовству на озерах северного края. Вестн.
рыбопромыш., 19076, № 12, с. 546-556.
З а й д е н ь А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Л ., 1968.
95 с.
3 а й к о в Б. Д. Очерки по озероведению. Л ., 1955. 270 с.
З а й ц е в а
Е .А . Уточнение составляющих теплового баланса Рыбин­
ского водохранилища. - Сб. работ Рыбинской ГМО, 1968, вып. 4,
с. 1 1 - 2 1 .
З а й ц е в
Л. В. , М и р о н о в П. В. , Р я н ж и н С. В. , Ф и л а т о в Н.Н. Некоторые особенности мелкомасштабной турбулентнос­
ти и циркуляций Ленгмюра в прибрежной зоне Ладожского озера. В кн.: Круговорот вещества и энергии в водоемах. (Гидрология и
климат). Лиственичное на Байкале, 1977, с. 2 06-208.
И в а н о в
А. П. Оптика рассеивающих сред. Минск, 1969. 592 с.
И в а н о в А. П. Физические основы гидрооптики. Минск,
1975. 503 с.
И в а н о в
В. А. , К о н я е в
К. В. Бор на термоклине. - Изв. АН СССР
Сер. ФАО,
1976, т. 12, № 4, с. 4 1 6 -4 2 5 .
И з о т о в а А.Ф. Турбулентный теплообмен и затраты тепла на испа ^
рение с поверхности Ладожского озера. - В кн.: Тепловой режим
Ладожского озера. Л ., 1968, с. 10 0 -143 .
И к о н н и к о в
Л. Б. Об изменении берегов Горьковского водохрани­
лища в весеннее время. - В кн. : Природные физико-геологические
и инженерно-геологические процессы и явления. М., 1963, с. 1 1 5 - 1 2 4 .
К а ф т ы р е в
Д. Описание водяных сообщений между Санкт-Петербургом и разными Российскими губерниями. СПб.,1829. 45 с.
К и р и л л о в а
Т. В. Радиационный режим озер и водохранилищ. Л .,
1970. 253 с.
К л е п е н и н П. Весенний и осенний лов снетка на оз. Белом. Вестн. рыбопромыш., 19 11 , № 3-4, с. 1 5 1 - 1 5 3 .
К о ж е в н и к о в
М. П. Гидравлика ветровых волн. М ., 1 9 7 2 .2 6 3 с.
К о л к у т и н В, И, , Т а ч а л о' в С. Н. Некоторые характеристики
ледово-термического режима Рыбинского водохранилища в переход­
ныепериоды. - Сб. работ Рыбинской ГМО, 1968, вып. 4, с. 5 1 - 7 1 .
К ол ы н и н Н.С. Подготовление голодовок. - Неделя* 1829,
N°
26,
с. 11.
К о л ы н и н Н.С. В грязи и воде. - Неделя, 1893а, №36, с. 9.
К о л ы н и н Н.С. О Белозерском канале. - Неделя, 18936, № 47, с. 11.
242
К о л ы н и н Н.С. Попя под водой. - Русская жизнь, 1893в, № 292,
с. 3.
К о л ы н и н Н.С. С Мариинского водного пути. - Неделя, 1894,
№ 39, с. 8.
К
о л ы н и н Н.С. На перекосе. - Неделя,
1895, № 1, с. 8.
К
о л ы н и н Н.С. Гибель скота. - Неделя, 1900, № 41, с. 9.
К
о л ы н и н Н.С. На Белом озере. - Вестн. рыбопромыш.,
1916,
№ 5-6, с. 352-354.
К у б л и ц к и й Г. И. Волга-Балтика. М ., 19 6 1. 134 с.
К у з ь м и н
Г. В. Фитопланктон Череповецкого водохранилища в пер­
вый год его наполнения. - Тр. Ин-та биол. внутр. вод АН СССР,
1966, вып. 11 (1 4 ), с. 43-5 2.
К у р д и н В. П. Грунты Белого озера. - Тр. Ин-та биол. водохр.
АН
СССР, 1960, вып. 3 ( 6 ) , с. 3 0 1 -3 0 6 .
К у ч и н И. В. Весеннее рыболовство на озерах Белозерского и Кирил­
ловского уездов в 1902 г. - Вестн. рыбопромыш., 1902а, № 10,
с. 6 1 1 - 6 1 4 .
К у ч и н И. В. Рыболовство на Белом озере, Чарондском и др. озерах
Белозерского и Кирилловского уездов Новгородской обл. - Вестн.
рыбопромыш., 19026, № 6—8, с. 3 25 -37 3 , 385—456, 4 6 1 —513.
К у ч и н
И. В. Зимний тагасный лов бепозерского снетка и его эконо­
мическое значение. - Вестн. рыбопромыш., 1905, № 1, с. 1 -8 0 .
К у ч и н
И. В. Очерк рыбного хозяйства Череповецкой губернии. В кн.: Природа и экономика Череповецкого края. Череповец, 1926,
с. 7 7 - 1 0 2 .
v
“ И. В. Рыбное хозяйство. - Справочник по Череповецкому окУЧР; ; У; Вологда, 1?2а : с - 2Ю~22±
Л е в а н д о в с к и й
Ф.
водохранилище питания
р. Шексны. (Из журнала Министерства пуГ?й сообщения, 1899,
кн. 1 - я ) . СПб., 1899, с. 1-9 .
Л е в а н д о в с к и й
Ф. Зависимость между стояниями bouL' в Бе­
лом озере и атмосферными осадками в его бассейне, а также Опре­
деление размера предстоящих в этом озере прибылей весенней во­
ды. - Рус. судоходство, 1908, № 4, с. 61-82.
Л и т в и н о в
А. С. О ветровых течениях на Белом озере. - Информ.
бюл. Ин-та биол. внутр. вод АН СССР, 1969, №4, с. 35-3 9.
Л и т в и н о в
А. С. Опыт расчета установившихся ветровых течений
на большом мелководном водоеме. - Тр. Ин-та биол. внутр. вод
АН СССР, 1972, вып. 23 (26), с. 18 6 -1 9 2 .
Л и т в и н о в
А. С. , Р о щ у п к о
В .Ф ., Ф о м и ч е в
И. Ф.
Структура поля температуры воды Белого озера в весенний период. В к н .: Биологические ресурсы водоемов Вологодской обл, их охра­
на и рациональное использование. (Тез. к науч.-практич. конф. ).
Вологда, 1978, с. 1 3 -14 .
М а р г о л и н а Г. Л. Микробиологическая характеристика Череповец­
кого водохранилища в первый год его заполнения. - Микробиология,
1965, т. 34, вып. 4, с. 720-726.
М а т е р и а л ы
наблюдений на озерах и водохранилищах 1 9 6 7 -19 7 6 гг.
(Дополнения к Гидрологическому ежегоднику). Горький, 1970-1977,
т. 4, вып. 1/3.
М е л ь н и к о в а Г. Л. Формирование экологической обстановки на
мелководьях водохранилищ в весенний период. - В кн. : Биологий
внутренних вод. Информ. бюл., 1968, № 2, с. l B - i i .
243
М е щ е р я к о в
Ю.А. О морфологической с т р у к т у р е с е в е р о -з а п а д а
Р усской равнины. - Из б . АН С С С Р . С ер. г е о г р . и геофиз. , 1950,
т. 14, вып. 5, с . 4 5 4 -4 7 1 .
М и с ю к В. А. Многолетние характеристики тем ператур но го режима
Л адожского о зер а. - Тр. ГГИ, 1973, вып. 203, с. 128-147.
М и ч у р и н А .Н ., К а з а р ь я н
В . В . Программ а корреляционно­
го и спектрального анализов. - Изв, ТИНРО, 1972, т . 85, ч. II-V,
с . 189-192.
М о к и е в с к и й
К. А. Радиационный баланс Онежского о зе р а. В к н . : Тепловой баланс Онежского о зе р а. Л . , 1973, с. 52-13 4 .
М о к и е в с к и й
К. А. Особенности Элементов радиационного балан­
с а оз. Красного. - В кн. : Эвтрофирование мезотрофного озера
(н а примере многолетних наблюдений на оз. К р ас н о м ). Л ., 1980,
с. 2 2 -35 .
М ор
р ы б ы
на Белом о зер е. - Р ы бак С е в е р а , 1920, № 4 -5 . 13 с.
М о р д у х а й - Б о л т о в с к о й
Ф. Д. , М и т р о п о л ь ­
с к и й В. Н, Бентос Б елого о зер а. - Тр. Ин-та биол» водохр.
АН С С С Р , 1959, вып. 2 ( 5 ) , с. 8 5 - 1 0 2 .
М о с е в и ч Н .А . Белое озеро. - В к н .: Рыболовство на Белом и
Кубенском о зер ах. В ологда, 1955, с . 6 -2 0 .
Н е х а й ч и к
В. П. Многолетние фазовые изменения водного баланса
о зер. - В к н . : К руговорот в ещ еств и энергии в озерных в о д о е м ах .
Новосибирск, 1975, с . 2 6 3 -2 6 5 .
Н и к о л а е в
И. И. О некоторых типах озерных э к оси стем по их
трофической с т р у к т у р е . - Водн. р е су р сы , 1977, № 3, с . 8 4 - 9 5 .
О з е р о
К у б е н с к о е .
Ч. Т. Гидрология, р , , 1377. 306 с .
О р е а С " й Л. Н. , Б е с с о н о в
Н, М. , Ч е р н я е в а
Г. Б,
Гидрохимический режим и первичная продукция Череповецкого водо­
хранилища по наблюдениям в 1974-1976 г г , - В к н . : Биологические
р есурсы водоемов Вологодской обл. , их охрана и рациональное ис­
пользование. Вологда, 197S, с. 5 -8 .
О с н о в н ы е
гидрологические характеристики. Верхне-Волж ский
район. Л ., 1967. 767 с.
П а н о в
В . В . Опыт определения коэффициентов горизонтального об­
мена в Карском море. - Тр. Арк, и Антарк. н а у ч .-и с с л е д . ин-та,
1961, т . 210, с . 6 3 -7 1 .
П а х т у с о в а
Н .А . Геологическое строение. - В к н .: Гидрогеоло­
ги я С С С Р . А р х ан ге л ь ск а я и В о л о го д ск ая обл. М. , 1969, т. 44,
С а 3 7 -6 0 .
П е т р а ш е н ь
И. В. Мариинская с и с т е м а 1810-1910 г г . С П б,,
1910. 213 с.
П е т р о в
Б. М. Прозрачность воды притоков Ладожского о зер а. В к н .: Элементы режима Л адожского о зер а.
М .-Л ., 1964,
с . 14-24.
П
ив о в а р о в а 3. И. Радиационные
характеристики к ли м ата С С С Р .
Л ., 1977. 335 о.
П ич а х ч и И. Д . , К о в а л ь
Ю. Д.
Источники поступления и м ас ш ­
табы выноса биогенных эл емен тов в
водные объекты. - Т е з . докл.
на 1 -м Всесоюз. симпоз. по антропогенному эвтрофиров. водоемов.
Черно, "оловкэ. 107 1, с. 2 5 -3 0 ,
I!
ии я л с к и й Ю. И. Дальнейшие наблюдения над холодоустойчив
некоторых м а с с о в ы х видов литоральных бпспозвоноч-
П р о н и н
А. Г. Изменчивость эл емен тов водного баланса крупных
озер с е в е р о - з а п а д а европейской части С С С Р . - Тр. Всесою з. с и м поз. Режим о зер. Вильнюс, 1970, т 1, с. 3 0 3 -3 1 2.
П р о н и н А. Г. Особенности водного баланса крупных озер с е в е р о - з а ­
пада европейской части С С С Р . - В к н . : С евер о -З ап ад . Л ., 1972,
вып. 8 , с. 2 5 -4 1 .
П ы
р и н а И. Л . , Б а ш к а т о в а
Е. Л. , М и
н е е в а Н. М. ,
С и г а р е в а Л. Е. Некоторые п оказатели продуктивности фито­
планктона Шекснинского водохранилища и примыкающих озер. - В к н . :
Биологические ресурсы водоемов Вологодской обл. , их охрана и ра­
циональное использование. В ологда, 1978, с , 2 0 -2 1 .
Р а с п о п о в
И. М. , С л е п у х и н а
Т .Д ., В о р о н ц о в
Ф .Ф .,
Р ы ч к о в а
М. А. Роль динамики вод в формировании биоценозов
литорали оз. К уб ен ско го. - Т е з . докл. Ill с ъ е з д а ВГО, Р и га , 1976,
т. 2, с . 2 3 5 -2 3 6,
Р о ж к о в
В. А. Методы вероятностного анализа океанологических про­
цессов. Л . , 1979. 279 с.
Р о ж к о в
В . А. и др- Прикладные м етоды теории нестационарных
процессов к анализу с т р у к т ур ы и динамики океанологических про­
ц ессов. Обзор. Обнинск, 1972. 70 с.
Р о щ у п к о
В .Ф . С езонная динамика содержания и поступления о р га­
нического в е щ е с т в а в Шекснинский плес Рыбинского водохранилища. Тр. Ин-та биол. внутр. вод АН С С С Р , 1972, вып. 23 ( 2 6 ) , с . 62-73 ,
Р у к о в о д с т в о
по р а с ч е т у параметров ветр о вы х волн. Л. ,
1969. 138 с.
Р у м я н ц ' е в В. Б. Гидрооптическая х ар ак те р и с ти к а водного тела
Онежского о зер а. - В кн. : Динамика водных м а с с Онежского о з е ­
ра.
Л ., 1972, с. 114-15S,
Р у м я н ц е в
В. Б. , В а с и л ь е в
В . В . О птическая ст р у к т у р а
Белого о зер а. - Т е з . докл. на конф. „Биологические ресурсы водо­
емов Вологодской обл. и их рациональное использование", Вологда,
1978, с . 17-19.
Р я н ж и
н С.
В. Циркуляция Ленгмюра и вертикальные движения, Изв. ВГО, 1077, т . 109, № 6, с. 486 -4 9 1.
С а в и н о в
Ю.А. Геоморфологические районы западной части Воло­
годской обл. - Учен. зап. ЛГУ; № 298, сер. г е о г р . , 1961, вып. 16,
с. 107-123.
С а и и н о в 10. А. Четвертичные отложения Архангельской и В о л о го д ­
ской областей и их водоносность. - В кн. : С ев ер о -З а п ад европей­
ской части С С С Р . Л. , 1965, сып, 4, с. 54-64 .
С а в и н о в
Ю .А ., Ф и п е н к о Р . А. Гидрогеологическое райони­
рование Вологодской обл. - В кн. : Северо-Запад европейской ча­
сти С С С Р . Л ., 1965, вып. 4, с . 9 3 -1 0 4 .
С и в к ов С. И. Методы р асч е т а хар актер истик солнечной радиации.
Л ., 1938. 231 с.
С к о п и н ц е в
Б. А. Гидрохимическая хар ак тер и сти к а каналов и рек
Мариинской с и с т е м ы . - Гидрохим. м а т е р . , 1939, т. 1 1 , с. 120-130.
С к о п и н ц е в
Б. А . , Б а к у л и н а
А. Г. Органическое в е щ ес т ­
во в водах Череповецкого водохранилища, - Тр. Ин-та биол. внутр.
вод АН С С С Р , 1966, вып. 1 1 ( 1 4 ) , с. 5 3 -63 .
С к о п и н ц е в
Б. А. , Б а к у л и и а А. Г. , К у з н о ц о в а Н. О.
Органическое вещ ество в водах Рыбинского н Череповецкого водо­
хранилищ, Белого :: С иверского озер в многоводном 1965/i;6 г . Тр. Ин-та биол. в ну 1 р. вод Н С С С Р , 1 9 7 :, вып. 21'{Г;31, с. 6”i - я 6.
С к о п и н ц е в
Б . А . , Б а к у л и н а А. Г. , М е л ь н и к о ­
в а Н. И. Органическое вещество в воде Онежского оэера и неко­
торых водоемов Волго-Балтийского водного пути летом 1968 г. Тр. Ин-та биол. водохр. АН СССР, 1972, вып. 2 3 ( 2 6 ), с. 54-62.
С м и р н о в а
Н.П, Тепловой баланс Ладожского оэера за навига­
ционный период. - В кн.: Тепловой режим Ладожского озера.
Л .,
1968, с. 2 23-233.
С о к о л и н Я. Б. Некоторые результаты наблюдений над волнением
на Белом озере. - Тр. Океаногр. комис. Ветровые волны. М, ,
1960, т. 9, с. 1 7 8 -1 8 1 .
С о к о л о в
Н.Н. Основные особенности истории четвертичного пери­
ода Северо-Запада СССР. - Матер, по четвертич. периоду СССР,
1952, вып. 3, с. 1 1 8 - 1 2 2 .
С о к о л о в
Н.Н. Рельеф и четвертичные отложения. - В кн.: При­
рода Вологодской обл. Вологда, 1957, с. 58 -9 3 .
С п р а в о ч н и к
по климату СССР. Л ., 1967, вып. 1, ч. 3. 342 с.
С п р а в о ч н и к
по климату СССР. Л ., 1968, Dbin, 1, ч. 4. 348 с.
С т а л ь м а к о в а Г. А. Бентос оз. Белого Вологодской обл. (по
наблюдениям 19 7 3-19 7 4 г г . ) . - Изв. ГосНИОРХ, 1977, г. 116,
с. 128 -138 .
Т а р а с о в М. Н. , Д е м ч е н к о
А . С . , Б р а ж н и к о в а Л .В .
Удобрения, вносимые на сельскохозяйственные угодья, как источ­
ник загрязнения поверхностных вод биогенным” игтествами. - Тез.
докл. на 1 - м Всесоюз. симпоз. по антропогенному эвтроф"?!??- во­
доемов. Черноголовка, 1974, с. 3 9 -4 5 .
Т а ч а л о в
С.Н. Термический режим Рыбинского водохранилища. Сб. работ Рыбинской ГМО, 1959, вып. 1, с. 10 6 -1 3 0 .
Т а ч а л о в
С.Н. 1 еплообмен воды с грунтами дна Рыбинского водо­
хранилища. - Сб. работ Рыбинской ГМО, 1968, вып. 4, с. 3 - 1 0 .
Т е х н и ч е с к и е
указания по расчету испарения с поверхности
водоемов. - Матер. Междувед. совещ. по пробл. изуч. иппарения
с поверхности водоемов. - Матер. Междувед. совещ. по пробл. изуч.
испарения с водной поверхности, Л ., 1969, с. 5 -9 5 .
Т и м о ф е е в В. Т. , П а н о в В .В . Косвенные методы выделения
и анализа водных масс. Л. , 1962. 364 с.
Т и х о м и р о в А. И. Расчет средних месячных температур ■поверх­
ности воды Ладожского озера. - В к н .: Гидрологический режим
и водный баланс Ладожского озера. Л ., 1966, с, 279-323.
Т и х о м и р о в
А. И. Температурный режим и запасы тепла Ладож­
ского озера. - В кн.: Тепловой режим Ладожского озера.
Л .,
1968, с. 14 4 -2 17 .
Т и х о м и р о в
А. И. Температура воды, теплозапасы, тепловой ба­
ланс и термический режим Онежского озера. - В кн.: Тепловой
режим Онежского озера. Л ., 1973, с. 202-323.
Т и х о м И р о в А. И. Флуктуации гидрометеорологических элементов
з а период исследований и тепловой баланс оз. Красного. - В кн.:
Эвтрофирование мезотроф;юго озера (на примере многолетних на­
блюдений на оз. Красном). Л ., 1980, с. 6 -1 2 .
Т о н я е в В. И. География внутренних водных путей СССР. М., 1977.
208 с.
Т ю р и н П. В. Влияние климатических условий на периодические коле­
бания запасов промысловых рыб в озерах Ладожском, ИльмС.^ь,
Псковско-Чудском, Белом. - Тр. ШНИРО, 1967, т. 62, с . 2 68 -310.
246
У и п с о н Б. Сейши. Океанографическая энциклопедия. Л. , 1974,
с. 4 6 1 -4 7 2 .
Ф е л ь з е н б а у м
А. И. Теоретические основы и методы расчета
установившихся морских течений. М ., 1960. 127 с.
Ф о р т у н а т о в
М. А. Цветность и прозрачность воды Рыбинского
водохранилища как показатели его режима. - Тр. Ин-та биол.
водохр,, 1959, вып. 2 ( 5 ) , с. 246-359.
Ф о р ш Л. Ф. Термический режим, тепловой баланс озер и роль иловой
толши в их тепловом бюджете. - В кн.: Озера различных ландшафтов
Северо-Запада СССР. Ч. 1. Л ., 1968, с. 166-208.
Х а т ч и н с о н Д. Лимнология. М. , 1969. 592 с.
Х в а н А. П. Попе ветровых волн на мелководном озере. - Изв. АН
СССР. Сер. геофиз,, 1958, № 11, с. 12 0 2 -12 10 .
Ш и д л о в с к и й А. Нужен ли лов околотком? - За рыбную индуст­
рию Севера 1933, № 8, с. 8 - 1 1 .
Ш и л ь к р о т Г. С. Причины антропогенного эвтрофирования водоемов. В кн. : Общая экология, биоценология, гидробиология. Т. 2. Антро­
погенное эвтрофирование водоемов. М ., 1975, с. 6 1 - 1 0 0 .
Ш н и т н и к о в А. В. Внутривековая изменчивость общей увлажнен­
ности бассейна Ладожского озера. - В кн.: Гидрологический режим
и водный баланс Ладожского озера. Л ,, 1966, с. 5-57.
Ш т о к м а н
В.Б. О турбулентном обмене в средней и южной части
Каспийского моря. - Изв. АН СССР. Сер. геогр. и геофиз., 1940,
№ 4, с. 569-592.
Ш у л е й к и н В .В . Физика моря. М ., 1968. 1083 с,
Ч е р н я е в а
Ф.А. Морфометрическая характеристика Онежского озе­
ра. - В кн.: Тепловой режим Онежского озера. Л ., 1973, с. 7 -24.
Я в о р с к и й Б. М. , Д е т л а ф А. А. Справочник по физике. М.,
1977. 942 с.
A i d a
J. , К о у a m а М. , D a t e
D. , S a k a s h i t a S .
T im e c h a n g e of th e S e i c h e C h a r a c t e r i s t i c s in th e B a y . J . O c e a n o g r , S o c , J a p a n . , 1 9 7 5 , v o l . 3 1 , N 2, p. 6 1 - 7 0 .
B u r g
W.V. S e l e c t i v e t r a n s m i s s i o n of light in t r o p i c a l P a c i f e
W a t e r s . - D e e p - S e a R e s . , 1 9 7 2 , v o l . 5 , N 2 , p. 5 1 - 6 1 .
D i l l o n
P .J .
T h e p h o s p h o ru s budget of C a m ero n Lake,
O n ta rio :
th e i m p o r t a n c e of f l u s h i n g r a t e to th e d e g r e e of
e u t r o p h y of l a k e s . - Limnol. a. O c e a n o g r . , 1 9 7 5 , v o l . 2 0 ,
N 1 , p. 2 8 - 3 9 ,
E r t e 1 H, T e n s o r i e l l e T h e o r i e d e r T u r b u l e n z . - A n n ,
H ydr.
u . M arit. M et., 1 9 3 7 , H. 5 , p. 1 9 3 - 2 0 5 .
H a r r i s
G .P ., S m i t h
R .E . O b s e r v a t i o n s of s m a ll S c a l e
s p a t i a l p a t t e r n s in p h y t o p l a n k t o n p o p u l a t i o n s . - Limnol. a.
O c e a n o g r., 1 9 7 7 , v o l. 2 2 , N 5, p. 8 8 7 - 8 9 9 .
K o w a l s k a
A . T e rm ik a je z i o r p o ln o c n ejP o lsk i.
- G ras,
g e o g r., 1 9 7 2 , v o l. 4 3 , N 4, S . 3 7 1 - 3 8 5 .
L i c k
W. N u m e r i c a l m o d e ls of l a k e c u r r e n t s . U . S . E n v i r o n ­
m e n ta l P r o t e c t i o n A g e n c y . M i n n e s o t a , 1 9 7 6 . 1 4 0 p.
M a r t i n N .A . T e m p e r a t u r e flu c t u a t i o n s w ith in E n g l i s h lo w ­
l a n d . - H y d r o b i o lo g i a , 1 9 7 2 , v o l . 4 0 , N 4 , p. 4 5 5 - 4 7 0 .
P a t a 1 a s K . C r u s t a c e a n p la n k t o n a n d th e e u t r o p h i c a t i o n
of S t . L a u r e n c e G r e a t L a k e s . - J . P i s h . R e s . B o a r d C a n a ­
d a , 1 9 7 2 , v o l . 2 9 , N 1 0 , p. 1 4 5 1 - 1 4 6 2 .
247
P a y n e
N. A b s o l u t e h i m u d i t y a s a f a c t o r in L n s e c t c o l d
h a r d i n e s s w it h a n o t e o n t h e e f f e c t of n u t r i t i o n o n c o l d
h a r d i n e s s . - A n n . E ntom , S o c . a m e r ., 1 9 2 9 , v o l. 2 2 , N 4 ,
p. 6 0 1 - 6 2 0 .
P r o c h a z k o v a
L. A g r i c u l t u r a l l o s s e s to w a t e r , In: A b s t r a c t s of C o m m u n i c a t i o n s , L im n o l. C o n v e n t u s XVUl.
L e n i n g r a d , 1 9 7 1 , p. 9 1 .
R a s t W ., L e e
G .H . S u m m a r y of U S O E C D e u t r o p h i c a t i o n
s t u d ie s . - SIL XX C o n g r e s , A b s t r a c t s . C o D e n h a g e n , J 9 7 7 ,
p, 2 2 8 .
S u t c l i f f e
W .H ., E d w a r d
R . B . , M e n r e 1 D.W .
S e a s u r f a c e C h e m is tr y a n d L a n g m u ir c ir c u la t io n . - D e e p S e a R e s , , 1 9 6 3 , v o l. 1 0 , N 3, p. 2 3 3 - 2 4 5 .
S u t c l i f f e
W .H ., S h e l d o n
R .W ., P г a к a s h A ,
G- о r d о n D .C . R e l a t i o n b e t w e e n w i n d s p e e d L a n g m u i r
c i r c u l a t i o n a n d p a r t i c l e c o n c e n t r a t i o n in t h e s e a . - D e e p S e a R e s ., 1 9 7 1 , N 6, p, 6 3 9 - 6 4 3 .
V о i 1 e n w e i d e r R . A . I n p u t - O u t p u t M o d e l s . W it h S p e ­
c i a l R e f e r e n c e to t h e P h o s p h o r u s L o a d i n g C o n c e p t in
L i m n o l o g y , - S c h w e i z . Z . H y d r o l . , 1 9 7 5 , v o l . 3 7 , f a s c . 1,
p. 5 3 - 8 4 ,
О Г Л А В Л Е Н И Е
Стр.
П р е д и с л о в и е ...............................................................................................................................
3
Г л а в а 1. Природные условия, этапы освоения и история иссле­
5
дования ( М . Ф . В е с е л о в а , Г. В. Д р у ж и н и н ) ........................................
Г л а в а 2. Водный баланс и уровенный р е ж и м ....................................
24
1. Поверхностный приток и сток ( В . А. К и р и л л о в а ) .................... 2 4
2. Осадки и испарение ( А .Ф . И з о т о в а ) ....................................
35
3. Водный баланс ( Т . И. М а л и н и н а ) ........................................................
42
4. Уровенный режим ( Т . А. Т а т а р и н о в а ) .............................................. 5 3
Г л а в а 3. Динамика водных м а с с .......................................................................5 8
1. Волнение ( Ф. Ф. В о р о н ц о в ) ................................................... .....
58
2. Течения и внутренний водообмен ( А . С . Литвинов,! А. Н. Охлопкова|, А.Ю. Т е р ж е в и ^ .................................................................................
qq
3. Сейши ( Т . И. Малинина, Н.Н. Ф и л а т о в ) ...............................................83
Г л а в а 4 . , Гидрофизические свой ства воды . . . . . . . . . .
qq
1. Прозрачность ( В . Б. Р ум ян цев, В . В . В аси льев, Г. В. Дружи­
нин) ......................................................................................................................................... 9 6
2. Электропроводность ( М . Ф . В е с е л о в а ) ...............................................1 0 9
Г л а в а 5. Тепловой режим и б а л а н с ..............................................................1 1 8
1. Радиационный баланс и проникающая радиация ( Э . М . Горело­
118
в а ) ................................................................................................................ .....
2. Потери тепла на испарение и турбулентный обмен с а т м о ­
сферой (А.Ф. И з о т о в а ) ..........................................................................................1 5 0
3. Закономерности формирования т е рм и ческого режима ( А .Н .
Е го р о в )......................................................................................................... .....
170
4. Тепловой баланс и анализ ве л и ч и н ,его составляющих
(А.И. Т и х о м и р о в ) ................................................................................................. 1 8 5
Г л а в а 6. Гидрохимический режим ( Б . Л. Г усаков, С. П. А г а р ­
кова) ........................................................ .................................................. .....
199
Г л а в а 7. Влияние В ол го-Б ал ти й ско го водного пути на гидроло­
гические характеристики о з е р а .........................................................................2 2 0
1. Влияние су до х о дс т в а на прозрачность и т ем п е р а т у р у йоды
(Г.В. Дружинин, В .Б . Р у м я н ц е в ) ................................................... ..... • 2 2 0
2. Б е р е г а озера Белого ( Г . В . Д р у ж и н и н ) .................................................. 2 2 5
3. Белозерский обводный канал ( Г . В . Д р у ж и н и н ) ....................... . 2 3 2
З а к л ю ч е н и е .........................................................................................................................................2 3 7
Л и т е р а т у р а .................................................................................. ..................................................2 4 0
249
АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА КРУПНЫЕ ОЗЕРА
СЕВЕРО-ЗАПАДА СССР
Ч а с т ь
1
ГИДРОЛОГИЯ И ГИДРОХИМИЯ ОЗЕРА БЕЛОГО
Утверждено к печати
Институтом озероведения
Академии наук СССР
Редактор издательства Л.М . Маковская
Художник Д. С. Данилов
Технический редактор Л.М. Семенова
Корректоры О.И. Бобылева и М.А. Стрепетова
ИБ № 9073
Подписано к печати 17.03.81. М - 19991.
Формат 60x90 1/16.
Бумага офсетная №1. Печать офсетная. Печ. л. 15 3/4 = 15.75 усл.печ.л.
Уч.-изд. л. 16.05. Тираж 650. Изд. № 7495. Тип. зак. 1462.
Цена 2 р. 50 к.
Издательство „Наука", Ленинградское отделение
199164, Ленинград, В -16 4 , Менделеевская пин., 1
Ордена Трудового Красного Знамени
Первая типография издательства „Наука"
199034, Ленинград, В -34, 9 линия, 12
250
Книги издательства „Наука" можно предварительно заказать
в магазинах конторы „Академкнига".
Для получения книг почтой просим заказы направлять
по
1 1 7 1 9 2 Москва, В - 1 9 2 , Мичуринский пр., 1 2 ,
магазин „Книга-почтой"Центральной конторы „Академкнига";
1 9 7 1 Ю 'Ленинград7П - 1 1 0 , Петрозаводская ул ., 1 ,
магазин,, КнигЯ-почтой "Северо-Западной конторы „Академкнига
или в ближайший магазин „Академкнига", имеющий отдел „Книга
почтой":
а д р е с у :
4 8 0 0 9 1 А лм а-А та, ул . Фурманова, 9 1 / 9 7 („Книга-почтой");
3 7 0 0 0 5 Баку, ул. Джапаридзе, 1 3 ;
3 2 0 0 0 5 Днепропетровск, пр. Гагарина, 2 4 („Книга-почтой");
3 3 5 0 0 9 Ереван, ул. Туманяна, 3 1 ;
6 6 4 0 3 3 Иркутск, ул. Лермонтова, 2 8 9 ;
2 5 2 0 3 0 Киев, ул . Ленина, 4 2 ;
2 5 2 0 3 0 Киев, ул. Пирогова, 2 ;
2 5 2 1 4 2 Киев, пр. Вернадского, 7 9 ;
2 5 2 0 3 0 Киев, ул. Пирогова,4 („Книга-почтой");
2 7 7 0 0 1 Кишинев, ул. Пирогова, 2 8 („Книга-почтой");
3 4 3 9 0 0 Краматорск Донецкой обл., ул. Марата, 1 ;
6 6 0 0 4 9 Красноярск, пр. Мира, 8 4 ;
4 4 3 0 0 2 Куйбышев, пр. Ленина, 2 („Книга-почтой");
1 9 2 1 0 4 Ленинград, Литейный пр., 5 7 ;
1 9 9 1 6 4 Ленинград, Таможенный пер., 2 ;
1 9 9 0 3 4 Ленинград, 9 линия, 1 6 ;
2 2 0 0 1 2 Минск, Ленинский пр., 7 2 („Книга-почтой");
1 0 3 0 0 9 Москва, ул. Горького, 8 ;
1 1 7 3 1 2 Москва, ул . Вавилова, 5 5 / 7 ;
6 3 0 0 7 6 Новосибирск, Красный пр., 5 1 ;
6 3 0 0 9 0 Новосибирск, А кадем го р о до к, М орской пр., 2 2 ( „ К н и гап очтой ");
1 4 2 2 9 2 Пущино М осковской обл., М Р „ В " ,) 1 ; .
6 2 0 1 5 1 С вер дло вск, у л . М ам ина-С ибиряка, 1 3 7 („К н и га-п о ч то й ");
7 0 0 0 2 9 Т аш кент, у л . Ленина, 7 3 ;
7 0 0 1 0 0 Т аш кент, у л . Шота Р у с т ав е л и , 4 3 ;
7 0 0 1 8 7 Т аш кент, у л . Дружбы народов,
6
(„ К н и га-п о ч то й ");
6 3 4 0 5 0 Т о м ск, наб. реки Ушайки, 1 8 ;
4 5 0 0 5 9 Уфа, у л . Р . Зорге, 1 0 („ К н и га-п о ч то й ");
4 5 0 0 2 5 Уфа, К о м м ун и сти ч еская у л ., 4 9 ;
720001
Ф рунзе, б ул ь в . Д зерж и н ского, 4 2 („К н и га-п о ч то й ");
3 1 0 0 7 8 Х ар ько в, у л . Ч ерны ш евского, 8 7 („К н и га-п о ч то й ").