ГИДРОЛОГИЯ БАЙКАЛА

Байкал считается самым крупным хранилищем жидкой слабоминерализованной пресной прозрачной воды на планете. Площадь водного зеркала этого уникального водоема 31,5 тыс. кв. км, объем байкальской воды 23 тыс. куб. км, наибольшая глубина озера 1637 м. Это горное озеро имеет множество притоков и только одна река - Ангара вытекает из него.

 

Вода в Байкале очень холодная и за счет большой массы обладает значительной тепловой инерцией. Температура ее зависит не только от теплообмена с прилегающим к ней атмосферным воздухом, но и от ветрового и волнового перемешивания, от течений и других причин.

 

Среднегодовая температура воды на поверхности озера примерно +4 градуса С, в мелководных районах выше, чем в открытом озере, только летом. В самых глубоких местах у дна вода на один градус холоднее (3,2 градуса С). На контакте теплых вод притоков Байкала и холодных водных масс открытой части озера, образуется гидравлический барьер, в этом случае не происходит смешивания разнородных водных масс.

 

Два раза в год: весной и осенью, наблюдается гомотермия - это когда во всей толще воды устанавливается однородная температура (+4 градуса С).
Самый высокий сезонный уровень воды в Байкале бывает в августе - сентябре, а самый низкий - в марте - апреле (разница до 1 метра).

 

Происходят долговременные и кратковременные изменения уровня воды. Первые - плавные, приточно-сточные, при которых он снижается или повышается равномерно во всем озере, по климатическим или геологическим причинам. Вторые - резкие, связаны с колебаниями атмосферного давления, ветром, с изменением плотности и температуры воды. При изменении уровня воды у одного берега, он изменяется и у противоположного берега. Уровень, стремясь прийти в исходное, равновесное положение, рождает колебания, охватывающие всю водную акваторию - сейши.

 

Степень волнения для разных участков озера определяется направлением берегов, их положением по отношению к ветру, а высота волны зависит от длительности действия воздушных масс и длины разгона. На Байкале особенной устойчивостью отличаются осенние волнения, с максимальной высотой от 4 до 6,5 м. Характерно образование сложного возмущения водной поверхности - толчеи, возникающего при столкновении двух противоположных по направлению волнений.

 

 

В водообмене различных частей озера значительную роль играют течения, несмотря на то, что они слабые. Выделяют стационарные большие кольцевые течения в южной, северной и средней частях, направленные против движения часовой стрелки. Также наблюдаются временные, местные циркуляционные токи воды, направленные по часовой стрелке.

 

 

Химический состав воды

Из-за постоянной циркуляции и перемешивания ветровыми течениями химический состав воды в Байкале сравнительно однороден. Так как озеро заполняется поверхностными водами, неуспевающими насытиться солями, байкальская вода слабой минерализации и соответствует стандартам на самую высококачественную питьевую воду. Это мягкая вода гидрокарбонатного класса. В среднем на долю гидрокарбонатов кальция и магния приходится 84%, хлоридов и сульфатов - 7% и щелочных металлов - 9% эквивалент ионов.

 

Поступающие в озеро воды претерпевают при метоморфизации глубокие изменения в своем химическом составе, в результате чего вода Байкала принадлежит к гидрокарбонатно-кальцево-сульфатной (НСО-3 - Са2+ - SО42+) гидрохимической фации. Имеет слабощелочную реакцию из-за наличия в ней натрия, кальция, магния, калия и низкого содержания свободной углекислоты. РН в пределах 7,0-8,5 ед., с глубиной снижается. Также в зимнее время происходит сдвиг в сторону нейтральной реакции (рН 7), а летом щелочной (рН 8,5). В поверхностных слоях донных отложений озера до глубины 5-20 см идут окислительные процессы (гидроксилы железа), глубже идут восстановительные процессы (сульфаты железа, пирит).

 

В байкальской воде содержится около 40 химических элементов (в очень малых количествах), больше других - кальция, углерода, кислорода, магния, натрия, калия, кремния, серы, хлора, азота, железа, фосфора, но ощущается дефицит йода. Она обладает агрессивностью и высокой растворяющей способностью, которая с глубиной возрастает. Поэтому все твердые останки животных: млекопитающих, рыб, моллюсков, быстро разлагаются, не оставляя следов.



Прозрачность

С помощью диска Секки или электронных прозрачномеров, можно определить прозрачность воды на любой глубине. Байкальская вода содержит мало растворенных и взвешенных веществ, поэтому она прозрачнее всех озерных водоемов мира и близка к прозрачности вод океанов. Самая большая прозрачность в районе наибольших глубин в южной и средней котловинах Байкала. Самый малый коэффициент ослабления светового потока на глубиинах от 250 и до 1200 м. Белый диск Секки в байкальской воде виден до глубины 40 м. Цвет воды зависит от присутствия взвешенных в ней частиц, от глубины, от характера облаков, высоты стояния солнца. Так вблизи берегов или в придельтовых участках крупных рек она голубовато-серая либо зеленоватая, а в открытом Байкале - синего цвета.

ЛЕД

В среднем замерзание Байкала начинается в конце декабря, а кончается в середине января. При ранних морозах толщина льда бывает большей, поэтому вскрытие происходит позднее (в мае). Озеро покрывается льдом целиком, кроме небольшого участка в истоке Ангары.

 

В бесснежные зимы при замерзании свободной поверхности воды образуется прозрачный лед толщиной до 1 метра. Чем больше снега, тем тоньше ледяной покров, нагромождение обломков льда (торосы) бывают от 1 до 12 м высотой. При колебаниях температуры воздуха лед расширяется или сжимается, образуя становые щели (трещины от 0,5 до 4 м шириной) или воздвигая торосы.

 

Весной возникает надвиг - нагромождение движущейся массы льда огромной силы, лед может выжиматься на берег на расстояние до 20 - 30 м. Зимой, после замерзания всей акватории водоема, при значительном понижении температуры, происходит растрескивание льда, сопровождаемое шумом и грохотом. Кроме того, на Байкале часто происходят зимние взломы ледяного покрова, под влиянием жестоких штормов даже монолитный лед, не имеющий сквозных трещин, разламывается.

 

Осенью в переохлажденной воде возникают кристаллы льда (внутриводный лед), которые постепенно всплывая образуют шугу. При замерзании озера во время шторма образуются сокуи, или ледяные наплески на промерзших скалах и камнях. Росту сокуев способствует выбрасываемый волнами лед-шорох. Это внутриводный крупинчатый лед, имеющий игловидную, чечевицеобразную, гороховидную формы размером от 1 до 20 мм в поперечнике. Сало - плоские тонкие кристаллы льда на спокойной поверхности воды, являются первым признаком ее охлаждения ниже 0 градусов С. При замерзании озера и разрушении его ледяной кромки волнами формируется окатанная форма блинчатого льда мутного цвета - колобовник.

 

 

Притоки Байкала

Водосборная площадь озера 590 тыс. кв. км, примерно 544 водотока ежегодно приносят около 60 куб. км воды. С западного берега в Байкал впадает 40% притоков, а с восточного 60%.


Самый большой приток Байкала - это река Селенга. Она поставляет в озеро почти половину всего объема речных вод. Ее водосборная площадь бассейна около 465 тыс. кв. км, длина от истока 1024 км.


Верхняя Ангара является вторым после Селенги притоком Байкала по объему стока, ее бассейн площадью 21400 кв. км охватывает склоны хребтов Сыкыр, Муйских и Баргузинского.
Третий по величине приток - Баргузин. Принимает питание со склонов хребтов, окружающих обширную Баргузинскую долину. Площадь водосбора 21100 кв. км.
 

Все байкальские притоки по гидрохимическому режиму делятся на пять типов:


1. Сибирский тип характерен резким снижением минерализации воды при весеннем паводке и в течение всего теплого времени года, к нему относятся такие реки как Сарма, Шагнанда, Утулик.


2. Казахстанский тип - это минимальная минерализация воды весной, затем повышается и во время летне-осенних паводков понижается и снова повышается в осенне-зимний период - реки Селенга, Турка.


3. Восточно-европейский тип - высокая и стабильная минерализация, кроме весенне-паводкого периода (реки Крестовка, Харгино).


4. Байкальский тип - резкое снижении минерализации весной с последующим постепенным возрастанием в течении летне-осеннего периода (реки Голоустная, Снежная, Большая Половинная, Тыя, Томпуда, Баргузин).


5. Конденсационный тип - значительное плавное снижение минерализации с начала весны до сентября, а затем ее постепенное повышение до весны.
Ряд гидрохимических компонентов поступает в Байкал в больших количествах, чем расходуется при выносе из озера Ангарой. Малые притоки могут поменять свой гидрохимический тип в зависимости от водного режима.