Расчет водного баланса Чудско-Псковского озера

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

ГОУ ВПО

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра гидрологии суши

 

 

Курсовой проект по общей гидрологии

Расчет водного  баланса Чудско-Псковского озера

за 1979 год

 

 

                                                                                     Выполнил: ст. гр. Г-405

Колосова Е. А.

                                                               Проверил:

Винокуров И.О.

 

 

 

Санкт-Петербург

2011г.

Оглавление

 

 

 

 

Введение

В данном курсовом проекте будет произведен расчет водного баланса для Чудско-Псковского озера за 1979 год.

Метод водного баланса  отражает общий закон сохранения материи и основан на следующем  очевидном равенстве: для любого объема пространства, ограниченного некоторой произвольной поверхностью, количество воды, вошедшее внутрь этого объема, за вычетом количества воды, вышедшего из него, должно равняться изменению количества воды внутри данного объема.

Это равенство справедливо для любого промежутка времени и для любого произвольного взятого пространства, ограниченного замкнутой поверхностью.

Водный баланс озер непосредственно  определяется процессами притока и  расхода воды. Приход воды в озеро  осуществляется путем поверхностного и подземного притока и выпадения атмосферных осадков на его поверхность. Расходование поступающей в озеро воды происходит путем испарения с поверхности озера, поверхностного и подземного стока из него. Совместное рассмотрение величин прихода-расхода воды за некоторый период времени сводится к составлению водного баланса водоема за этот период. Очевидно, что разность между приходом воды в озеро и расходом воды из него должна равняться увеличению или уменьшению запаса воды в озере.

 

 

1. Физико-географическое  описание

1.1 Географическое положение 

Псковская область  расположена на северо-западе европейской  части России. На севере она граничит с Ленинградской областью, на востоке  – с Новгородской и Калининской  областями, на юге – со Смоленской областью и Белоруссией, на западе – с Латвией и Эстонией. На северо-западе естественной границей является Чудско-Псковское озеро.

Чудско-Псковское  озеро является одним из крупнейших озёр Европы: по площади зеркала  оно занимает пятое место в  Европе.

В русской литературе это озеро называется по-разному. На географических картах весь водоем обычно носит название Чудское озеро  от слова “чудь”, которым назывались эсты (эстонцы) в русских летописях. Иногда южная часть озера называется Псковским озером. В гидрологической литературе обычно применяется название Чудско-Псковское озеро.

Чудско-Псковское  озеро относится к бассейну Финского залива Балтийского моря. Озеро соединено  с заливом короткой (77 км) р. Нарвой, имеющей перепад высот между  истоком и устьем, равный 30 м.

Бассейн вытянут  в меридиональном направлении почти  на 370 км от 56°10' на юге, до 59°30' на севере при средней широте около 160 км. Площадь  водосбора в истоке р. Нарвы, включая  площадь озера, равна 47800 км². С востока бассейн Чудcко-Псковского озера граничит с бассейнами рек Плюсы, Шелони, Ловати; с юга – с бассейном р. Западной Двины; с запада – с бассейнами рек Койва (Гауя) и Пярну; с северо-запада и севера – с бассейнами небольших рек Ягава, Валгейыги, Лообу, Кунда, Пуртсе, впадающих в Финский залив. Водораздел с бассейнами соседних рек выражен слабо, местами проходит по болотным массивам. Более четко водораздел прослеживается в южной и юго-западной частях водосбора, где местность имеет волнистый характер с отметками в 200-300 м над ур. м. и более при средней высоте водосбора 80-100 м.

Озеро, так же как и бассейн, вытянуто в меридиональном направлении и расположено между 57°51' и 59°01' с. ш. и 26°57' и 28°10' в. д. Оно  состоит из трех частей, различающихся  между собой не только морфометрическими, но и режимными характеристиками.

Наиболее обширная северная часть водоёма носит  название Чудское озеро, или Пейпси (Суур-ярв), южная часть – Псковское  озеро, или Пихква-ярв; оба озера  соединены между собой относительно узким проливом, который называется Теплым озером, или Лямми-ярв (Соэ-ярв) (ширина 2-4 км, длина 25 км, площадь 170 км², глубина 6-8 м, максимальная до 12 м). Ясно выраженной границей между этими озерами не существует и условно за границу между Чудским и Теплым озерами принята линия, соединяющая м. Ухтина – о. Пийрисар – м. Подборовье; линия, проходящая от южной оконечности м. Мтеж к восточной оконечности безымянного мыса недалеко от зал. Вярска, принята за границу между Теплым и Псковским озерами. Общая площадь зеркала Чудско-Псковского озера составляет 3550 км².

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Водосбор Чудско-Псковского озера

1.2 Рельеф и геологическое  строение 

Несмотря на преобладание равнинного характера  территории с абсолютными отметками 30-100 м, рельеф области отличается значительным разнообразием. На всей территории ярко выражены следы ледниковых процессов, создавших моренный ландшафт, и широко распространены отложения ледниковых пород. На северо-западе территории расположена Псковско-Чудская впадина (30-50 м), представленная преимущественно известняками, мергелями, доломитами и песчаниками. Здесь широко распространены вводно-ледниковые и озерные пески. На востоке области, вдоль р. Ловати и её притоков, располагается обширная низменность с абсолютными отметками 80-100м. Остальная часть области более возвышенная. Сильно холмистые участки проходятся на юге области, здесь находится Невельские возвышнности, севернее – Вязовские и за ними Бежаницкие горы (юго-восток р. Великой) с наибольшими высотами по области (328 м). К северу среди низин, вытянутых в широтном направлении, расположены Судомская (293 м) и Псковская, или Лужская (едва превышающая 200м) (верховье рек Желчи и Кебь), возвышенность. Юго-восточная окраина территории окаймлена так называемыми Ревеницкими горами – частью Валдайской возвышенности, лежащей вне пределов Псковской области.

В структурно-геологическом  и тектоническом отношении бассейн  озера, являясь частью Русской платформы, расположен в переходной зоне между  Балтийским щитом, Московской и Прибалтийской  синеклизами. Кристаллический фундамент представлен гранитами и гнейсами, местами прорванными пегматитами и амфиболитами. На севере бассейна глубина залегания кристаллического фундамента не превышает 150 м, в средней части бассейна (района г. Изборска) колеблется в пределах 250-350 м и на юге опускается до 1600 м от поверхности земли.

Отложения ордовикской  системы распространены на севере бассейна и представлены в основании песками  и алевритами с прослоями пестро-цветных  глин общей мощностью до 20 м. Выше они перекрыты толщей (до 165 м) известняков, мергелей и доломитов. Отложения силурийской системы обнажаются на западе бассейна и состоят в основном, как и отложения ордовика, из карбонатных пород.

Породы девонской  системы занимают главенствующее место  в бассейне озера. Северная граница выхода девона прослеживается по линии вдоль р. Навести – нижнее течение р. Педья – г. Муствеэ. В северной части бассейна они залегают на ордовикских и силурийских, а в южной – на кембрийских отложениях. Девонские отложения представлены средним и верхним отделами; отложения среднего отдела увеличивают свою мощность с севера на юг от 50-60 до 470 м; верхнедевонские отложения имеют мощность до 350 м.

Палеозойской  чехол имеет общий наклон к  югу и юго-востоку, что совпадает  с наклоном кристаллического фундамента. Отложения выходят на поверхность в виде полос широтного простирания, причем полосы более древних пород обнажаются на севере бассейна, а более молодых – на юге.

Поверхность палеозоя сплошным чехлом покрывают четвертичные отложения, мощность которых тесно связана с геоморфологией бассейна и в общем увеличивается с севера на юг. Максимальная мощность четвертичных отложений (80-100 м) отмечена на месте развития аккумулятивных возвышенностей, а также в древних погребенных долинах. На северо-западе бассейна в районе возвышенности Пандивере, в районе г. Пскова и в междуречье рек Ловать и Шелонь на востоке бассейна мощность четвертичных отложений незначительна и не превышает 5-10 м. Четвертичный покров слагают ледниковые, флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения "валдайского" возраста.

Впадина (котловина) Чудско-Псковского озера выработана в среднедевонских песчано-глинистых  и ордовикских карбонатных породах, ограничена краевыми образованиями  ледникового языка северо-эстонской (невской) стадии последнего оледенения и древнейшими береговыми образованиями Чудско-Псковского приледникового озера. Предпосылки образования впадины озера связаны с тектоникой.

Благодаря хорошо разработанной подземной гидрографической сети, в свою очередь приуроченной к тектоническим нарушениям в дочетвертичных породах, карстовые воды перераспределяются в пустотах водовмещающих пород и у подножья возвышенности выходят на дневную поверхность в виде обильных родников.

В гидрогеологическом отношении бассейн Чудско-Псковского озера относится к восточному крылу Прибалтийского артезианского бассейна. Бассейн озера в гидрогеологическом аспекте представляет собой приозерную депрессию, границы которой совпадают с границами водосбора озера. Приозерная депрессия Чудско-Псковского озера является очагом дренажа подземных вод.

1.3 Почвы

Для северной части  области характерно сочетание подзолистых  почв легкого механического состава (от песчаных до песчанистых легких суглинков) и заболоченных (болотных) почв, развивающихся большей частью по типу верховых (сфагновых) болот, за исключением побережья Псковского озера (низинные и переходные болота). Болота питаются атмосферными осадками.

В плоско-пониженных участках рельефа, которые здесь  занимаю обширные площади, особенно в Псковском, Плюсском, Струго-Красненском районах, грунтовые воды держатся близко от поверхности, причем являются слабоминерализованными или мягкими, железистыми.

Для южной части  области характерна значительно  большая связанность почв (более  тяжелый механический состав) и меньшая их оподзоленность, чем в северной части. На целинных лесных или на луговых почвах сильнее выражен дерновый процесс, тогда как на песчаных и легких супесчаных почвах в северных районах он выражен весьма слабо и становится заметнее лишь на легкосуглинистых почвах Гдовского взгорья и на суглинках конечных морен и ленточных глинах Струго-Красненского района.

1.4 Питание

 

По характеру  водного режима реки области относится  к восточно-европейскому типу с преимущественно  снеговым питанием. Для них характерно наличие весеннего половодья, низкой летне-осенней межени, прерываемой двумя-тремя дождевыми паводками, и устойчивой зимней межени.

Наивысший годовой  уровень на озерах, вызванный весенним снеготаянием, наблюдается около 10-23 мая. Осенью бывает подъем уровня воды вследствие дождей в конце ноября – начале декабря. Помимо подъема уровня воды за счет весеннего снеготаяния и осенних дождей существенное влияние на режим уровней оказывают сгоны и нагоны воды от ветра.

1.5 Климат

 

Климатические условия Псковской  области определяются главным образом переносом теплых воздушных масс с Атлантического океана и Балтийского моря и холодных – из районов Арктики. Вторжения арктических воздушных масс вызывают резкие изменения погоды, весной и в начале лета они сопровождаются поздними заморозками, зимой – понижениями температуры, доходящими в отдельные дни до -40°С и ниже.

Вторжение атлантических  воздушных масс связано с интенсивной  циклонической деятельностью в  северной части Атлантики, обусловливающей  неустойчивую, пасмурную погоду, прохладную летом и относительно теплую, с частыми оттепелями зимой. В отдельные дни максимальная температура воздуха при оттепелях достигает 4-7°С, что вызывает интенсивное таяние снега. В течение зимы отмечается до 32 дней с оттепелями, наиболее часто они наблюдаются в декабре, в среднем до 14 дней.

Из-за частых оттепелей мощного  снежного покрова не образуется. На открытых полевых участках наибольшая высота его отмечается в конце  февраля и составляет 25-35 см, в  лесу и на возвышенных участках до 35-45 см, что обеспечивает запасы воды в снеге до 60-90 мм. В течение зимы снег лежит 120-135 дней, появляется он в первой декаде ноября и окончательно сходит во второй декаде апреля. Устойчивый снежный покров держится со второй декады декабря до конца марта, в среднем 100-115 дней.

Самым холодным месяцем года является январь, когда средняя температура  воздуха составляет -7,5, -8°С. Примерно такая же температура (на 0,2-0,4°С теплее) удерживается и в феврале. Однако в отдельные годы значения температуры  существенно отличаются от средних многолетних.

Абсолютный минимум температуры  воздуха составляет -39, -45°С, но такие  значения отмечаются очень редко, примерно 1 раз в 80-100 лет, чаще же (1 раз в 4 года) минимальная температура бывает -30, -35°С. Самый теплый месяц – июль, с температурой воздуха 17 – 17,5°С, только в заболоченных и лесных районах средняя температура этого месяца равна 16,5°С. В отдельные ясные дни температура воздуха достигает 30 - 36°С, но такие дни бывают редко.

Теплый период (с положительной средней суточной температурой воздуха) длится с начала апреля до третьей пятидневки ноября, в среднем 220-230 дней.

Вегетационный период (от весеннего  до осеннего перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С) длится 170-180 дней. Сумма положительных температур за этот период равна 2200-2400°С.

Летние месяцы характеризуются  длинным днем и значительной продолжительностью солнечного сияния. Наибольший день наблюдается  в июне и составляет 18 час. (на 15 число), к 15 август продолжительность его уже уменьшается до 15,5 час.

Значительная облачность, преобладающая почти в течение  всего года, особенно в холодный период, в сильной степени уменьшает  продолжительность солнечного сияния, которая составляет летом всего 50-60% возможной, а зимой лишь 10-15%.

В летний период преобладают  облака верхнего и среднего ярусов. Пасмурные дни с плотной облачностью  и без просветов летом бывают редко, в среднем 3-5 дней в месяц. В дневные часы преобладает переменная облачность с сильным развитием  кучевых облаков. В осенне-зимний период облачность резко увеличивается. Число пасмурных дней к октябрю возрастает до 10-14, в декабре оно равно 16-20.