CC BY
112
УДК 551.435.117 ББК Д 823.02, 022
М.И. Нестерева
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАЗНОТИПНЫХ ОЗЕРНЫХ КОТЛОВИН НА ТЕРРИТОРИИ ЯКУТИИ
Озерные котловины Якутии разного происхождения анализируюся с целью установления закономерностей их строения и оценки морфометрических характеристик неизученных объектов, а также установления корреляционной связи между площадью и объемом озер различных происхождений.
Ключевые слова:
корреляционный анализ, морфометрия озер, озерные котловины, термокарст, туку-лан, траппы.
Якутия относится к числу территорий с большим количеством разнотипных озер, распространенных повсеместно. Однако распределение озер неравномерно. Эти водные объекты играют важную роль в хозяйственной деятельности человека и используются в качестве питьевых ресурсов, для рыболовства, для водной растительности и т.д. Кроме того озера образуют специфические приозерные ландшафты, которые используются в качестве сенокосных угодий, пастбищ.
Озерные котловины могут возникать при любых рельефообразующих процессах, в связи с чем генетическая классификация их основывается на геоморфологических признаках. Котловина может представлять собой или простую впадину, или сложную, включающую несколько впадин и возвышений дна [2].
На рассматриваемой территории насчитывается около 700 тыс. озер. Большая часть сосредоточена в Центральной Якутии и в приморской низменности. Подавляющее их большинство (98%) характеризуется небольшой площадью (до 1 км2) и малой глубиной, лишь некоторые озера отличаются значительными размерами площади и глубины [9]. В южной и восточной более возвышенной части территории количество озер заметно уменьшается. Наиболее исследованными считаются озера Центральной Якутии. Здесь мезорельеф выражен многочисленными озерными котловинами преимущественно термокарстового происхождения.
Для исследования неизученных озер необходимо применять различные косвенные способы, например, метод аналогии. Эта проблема актуальна не только для Якутии, но и для всей России. Количество озер с известными морфометрическими характеристиками на территории Якутии - около 400 (0,07%). Они должны быть привлечены как аналоги для неизученных объектов. Ос-
новной задачей исследования является установление зависимости между морфометрическими характеристиками изученных котловин и определение возможности переноса результатов на неизученные объекты. В основе предлагаемого способа определения закономерностей пространственного распределения озерных котловин положен очевидный факт: котловины одного и того же происхождения и одинакового возраста должны иметь примерно схожие относительные размеры. Целью данной работы является установление связи между морфометрическими характеристиками озер. Такие сведения приведены в известных обобщающих работах А.М. Догановского [4; 5], Б.Б. Богословского [2], С.В. Рянжина [13], М.Я. Прытковой [11], И.И. Чукленковой [19], П.В. Иванова [7], С.П. Китаева [8].
Для количественного описания особенностей строения озерных котловин используются их морфометрические характеристики (показатели). Например, существуют определенные зависимости между глубиной (или уровнем) озера, площадью его зеркала и объемом воды. Для этих целей нужны измеренные характеристики, а их количество недостаточно. Площадь зеркал озер наиболее целесообразно определять, пользуясь программами Panorama, SAS GIS. Результат будет наиболее точным, если данные программ привязаны к спутниковым картам. Такие расчеты были выполнены для озер Амгинского района.
В настоящее время, согласно лимноге-нетической классификации, разработанной в Лаборатории озероведения СВФУ И.И. Жирковым [1; 6], выделено 14 типов (котловин), 29 подтипов, 64 вида и целый ряд подвидов и разновидностей озер Якутии. Из них наиболее распространенными и изученными являются котловины термокарстового, водно-эрозионного, эрозионно-термокарстового и тектонического происхождения.
Среда обитания
Terra Humana
Термокарстовые озера являются самыми распространенными на рассматриваемой территории (около 80%). Это водоемы, котловины которых образовались в результате протаивания подземных льдов вечной мерзлоты. По этапам (стадиям) их развития от начала до полного высыхания и превращения в луговины, термокарстовые озера называют по-разному: дёдя, тыымпы, юнкюр, уолба и т.д.; распространены они почти повсеместно. Роль этих озер заключается не только в формировании контуров будущей аласной котловины, но и в частичном изменении состава покровных суглинков вследствие их термокарстового переотложения [3; 6; 17]. Н.И. Мухин выделяет шесть стадий возникновения и развития термокарстовых озер на территории Яно-Индигирской низменности, которые немного отличаются от озер, расположенных в Центральной части Якутии [10]. Здесь основную роль играет климатический фактор: при суровых климатических и геокриологических условиях основной причиной, приводящей к возникновению термокарста, является воздействие воды, скапливающейся и застаивающейся в небольших понижениях рельефа. Следовательно, климат влияет на возникновение термокарста главным образом через степень увлажненности территории [9].
Коэффициент корреляции между площадью и объемом озера имеют достаточно тесную связь (рис.1), это говорит о том, что котловины термокарстовых озер очень схожие. Установленные связи между площадями озер и их объемами оказываются достаточно тесными, что свидетельствуют рассчитанные результаты корреляции (табл.1).
ющиеся сужения и расширения, то воды рек, разливаясь в широких местах долин, могут образовывать озеровидные проточные плесы, которые также называют речными озерами. Водно-эрозионные озера встречаются и на равнинных территориях, и в горных областях.
Из рис. 2 видно, что озера водно-эрозионного происхождения по сравнению с термокарстовыми озерами имеют наиболее тесную взаимосвязь. Высота расположения озер рассмотренных колеблется от 9 м до 792 м над уровнем моря.
V = 0.0042А14Ж* г = 0,9107
ИЯТ т 1 1— 0.001 0.01 0.1 10
♦
s'
0.000001 і
Рис. 2. Площади и объемы водно-эрозионных озер.
Эрозионно-термокарстовые озера
(рис. 3), являются наиболее древними в Центральной Якутии, о чем свидетельствует максимальная мощность донных отложений (до 4,5-5,5 м). Делятся на две группы: террасовые и аласно-долинные. Первые расположены на поверхностях террас рек, сложенных верхнечетвертичными ледниковыми отложениями и ледниковыми и межледниковыми отложениями среднечетвертичного возраста. Максимальные глубины колеблются от 1,8 до 6,5 м. Котловины аласно-долин-ных озер находятся на озерно-аллювиальных и древних денудационных равнинах. Площадь зеркала до 5км2, максимальная глубина от 2-9 м, средняя - 0,7-3,7 м.
По результатам корреляционного анализа, озера эрозионно-термокарстового происхождения, из всех рассмотренных озер имеют наиболее тесную связь.
Рис. 1. Площади и объемы термокарстовых озер.
Водно-эрозионные (речные) озера - это отчленившиеся от рек протоки. В настоящее время существуют на возвышенных островах, в поймах и на террасах больших рек в виде стоячих озерных водоемов. Если долины речек имеют повторя-
Рис. 3. Площади и объемы эрозионно-термокарстовых озер.
Тектонические озера, которые образовались в результате опускания участков земной коры по разломам, расположены в горной части рассматриваемой территории. Отличаются исключительно чистой водой, наибольшей глубиной и проточностью. Для анализа были использованы морфометрические данные озер, которые расположены на Становом хребте, УДока-но-Чарском нагорье, Верхоянском хребте и т.д. (рис. 4).
V = п П7ПчД■ 1
Рис. 4. Площади и объемы тектонических озер.
В отличие от озер, рассмотренных выше, теснота связи между исследуемыми характеристиками озер тектонического происхождения не самая высокая. Прослеживается влияние высотного расположения озер, геолого-геоморфологических особенностей горных районов. Однако очевидно, что все эти озера должны быть более глубокими, чем озера рассмотренные выше. Поэтому установление зависимости от объема к площади, оказалось менее тесной, чем для озер других типов.
Кроме рассмотренных выше озер, наиболее часто встречаются тукулановые, трапповые, карстовые, лагунные. Они отличаются от перечисленных озер тем, что они распространены не повсеместно, а на определенной местности или на отдельных ландшафтах.
Тукулановые озера (эоловые озера). Считается, что данные озера образовались в эпоху древнего оледенения. Резкие похолодания и потепления в начале и в конце этих эпох способствовали возникновению сильнейших ветров, которые навеивали песчаные массивы, гряды, дюны и бугры. При значительной мощности песков образуются незначительные по размерам дефляционные и навеянные котловины; озера, формирующиеся позднее в этих котловинах будут мелководными и небольшими по размерам. В основном эти озера расположены в межгрядовых понижениях, в котловинах выдувания и в котловинах навевания тукуланов. Встречаются в бассейне нижнего течения Вилюя,
в низовьях рек Тюнг и Линде и частично в бассейне Средней Лены. Основное питание атмосферное и грунтовое (конденсационная влага в песках). Котловины туку-лановых и водно-эрозионных озер имеют достаточно схожий размер, и связь между ними достаточно тесная (г = 0,9). Котловины водно-эрозионных озер и тукулано-вых практически одинаковы, их различие обусловлено физико-химическими и гео-лого-геоморфологическими характеристиками [14; 16; 17].
В западной части рассматриваемой территории своеобразную группу водоемов представляет собой озера, генетически связанные с бронирующими трапповыми покровами западной части региона. Котловины трапповых озер находятся на поверхности крупных, вскрытых денудацией пластовых интрузий траппов Верхнего Вилюя. Поверхность траппов близка к горизонтальной и водопроницаема, поэтому здесь очень много озер, максимальные глубины в среднем 2,5 м, площади зеркала небольшие. Расположены на высоте от 300 м над уровнем моря.
В отличие от озер тукуланового и трап-пового происхождения, карстовые озера распространены наиболее широко. Основная часть сосредоточена на западной и на юго-западной части Якутии. Озера соляного карста на соленосных породах или на вершинах соляных куполов находятся в пределах бассейна реки Кемпяндяй и притока р. Тонгуо. Эти озера в большинстве имеют глубины 20-40 м (максимально 64 м). В морфогенетическом отношении озера соляного карста довольно разнообразны. В пределах Приленского плато широко распространен карбонатный карст. Карстую-щимися породами здесь являются синий-ские и нижнепалеозойские известняки. Озера, связанные с карбонатным карстом, в основном, коррозионные (поверхностного выщелачивания), имеют очень малые размеры и глубины (максимальные глубины колеблются от 2-2,5 м).
Лагунные озера соответственно широко распространены по берегам морей Северного Ледовитого океана. Самыми известными из них являются Моготоево (А = 323 км2), Морское (А = 205 км2), Чуко-чье (А = 120 км2). Имеют достаточно большую площадь, проточные, мелководные.
Таким образом, проведенное исследование озерных котловин на территории Якутии доказывает достаточно тесную взаимосвязь между озерами термокарстового, водно-эрозионного, эрозионно-термокарстового и тектонического происхождения.
Среда обитания
Terra Humana
Полученные уравнения зависимости объема V и площади А позволяют нам косвенным путем определить объемы воды в озерах разных типов (табл. 1).
Приведенные формулы (табл. 1) позволяют определить примерный объем воды для неизученных или разнотипных озер.
На основе предложенного метода можно приблизительно выявить запас воды в Якутии. В связи с недостаточностью морфометрических данных озер, на других типах котловин такой анализ проведен не был.
Морфометрические данные озер, использованные для построения зависимостей, были взяты из отчетов Лаборатории озероведения СВФУ им. М.К. Аммосова.
Список литературы:
[1] Аржакова С.К., Жирков И.И., Кусатов К.И., Андросов И.М. Реки и озера Якутии: крат. справочник. - Якутск, 2007. - 132 с.
[2] Богословский Б.Б. Основы гидрологии суши : реки, озера, водохранилища. - Минск: Изд-во БГУ, 1974. - 214 с.
[3] Десяткин Р.В. Влияние термокарстовых озер на состав и свойства почв аласов // Озера криолитозо-ны Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974.
[4] Догановский А.М., Малинин В.Н. Гидросфера земли. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. - 630 с.
[5] Догановский А.М. Пространственные закономерности строения озерных котловин // География и смежные науки. LIX Герценовские чтения. - СПб., 2006.
[6] Жирков И.И. Морфометрическая классификация как основа рационального использования охраны и воспроизводства природных ресурсов криолитозоны // Вопросы рационального использования и охраны природных ресурсов разнотипных озер криолитозоны (на примере Центральной Якутии). Межвузовский сборник. - Якутск: Изд-во Якутского госуниверситета, 1983. - С. 4-45.
[7] Иванов П.В. Классификация озер мира по величине и по их средней глубине // Бюллетень ЛГУ. -1948, № 20. - С. 29-36
[8] Китаев С.П. К возможности определения средней глубины и показателя условного водообмена озер картографо-статистическим методом // VII сессия Ученого совета по проблеме «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов европейского Севера». Тезисы докладов. - Петразаводск, 1969. - С. 33-36.
[9] Мостахов С.Е. Озерность бассейна р. Лены // Озера криолитозоны Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. - С. 3-6.
[10] Мухин Н.И. Особенности возникновения и развития термокарстовых озер на территории Яно-Ин-дигирской низменности // Озера криолитозоны Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. - С. 18-25.
[11] Прыткова М.Я. Закономерности размещения и водообмена малых озер и малых водохранилищ // География и природные ресурсы. - 1987, № 3. - С. 96-100.
[12] Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 17. Лено-Индигирский район. - Л., 1972.
[13] Рянжин С.В. Новые оценки глобальной площади и объема воды естественных озер Мира // Доклады АН. Сер. География. Том 400. - 2005, № 6.
[14] Саввинов Д.Д., Кусатов К.И., Мярикянов Н.Р. Влагообеспеченность засушливых районов Якутии // Охрана природы Якутии. Материалы V республиканского совещания по охране природы Якутии. - Иркутск, 1971.
[15] Сало Ю.А., Потахин М.С., Толстиков А.В. Расчет средней глубины озер при отсутствии батиметрических данных на примере водоемов Карелии // География: Проблемы науки и образования. LXПI Герценовские чтения. - СПб., 2010. - С. 410-413.
[16] Скрябин С.З., Павлов П.Д., Скрябина Е.А. Тукуланы - своеобразный ландшафт Центральной Якутии // Охрана природы Якутии. Материалы V республиканского совещания по охране природы Якутии. - Иркутск, 1971.
[17] Сивцева А.И., Мостахов С.Е., Дмитриева З.М. География Якутской АССР. - Якутск, 1984. - 165 с.
[18] Чистяков Г.Е. Водные ресурсы рек Якутии. - М.,1964. - 255 с.
[19] Чукленкова И.И., Морфологические исследования древне-ледниковой морфоскульптуры. - М., Наука, 1982.
Таблица 1
Определения объемов воды в озерах
Котловина озера Полученная формула Коэффициент корреляции r
Термокар- стовое V = 0,0021A1,1065 0,9235
Водно-эро- зионное V = 0,0042A1,4269 0,9107
Эрозионно- термокар- стовое V = 0,0030A0,8613 0,9273
Тектониче- ские V = 0,0795A0,6298 0,7936
