Солевой и водный баланс озера Мундел как особенность для путешественника

Автор: Евгений Панасюк Дата публикации: 05/01/2022

Резюме

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ГИПЕРСОЛЕНОСТЬ; ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ; СОЛЕВОЙ БЮДЖЕТ; ОБМЕН ВОДЫ

Авторы: H.B. JAY ASIRI / J.K. RAJAP AKSHA
Скачать PDF версию: Salt and Water Balance in the Mundel Lake as a feature for the traveler [ENG].

Озеро Мундел — это чрезвычайно мелководная лагуна на западном побережье Шри-Ланки. Оно соединено с лагуной Путталам через Голландский канал длиной 15 км.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d2d07c9df

 

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d2d4302c4

Соленость

Измерения солености и ежедневные данные об уровне моря были получены раз в две недели с января 1993 года по март 1994 года и использовались для количественной оценки солевого и водного бюджета наряду с осадками, испарением и стоком пресной воды. Экстремальные колебания солености и уровня моря являются яркой особенностью системы.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d2f0e6406

Соленость озера Мундел и Голландского канала варьировалась от 5 до 46,5 и от 6 до 61 промилле соответственно, а уровень моря колебался от -0,25 до + 1,2 м. Приливные колебания не наблюдались в лагуне из-за ее длинной узкой системы каналов. Солевой бюджет показал, что отложение соли на дне лагуны происходит в периоды понижения уровня воды. Во время повышения уровня воды соль снова растворяется.

Поток воды через Голландский канал между лагуной Путталам и озером Мундел определяется изменениями уровня моря. Эти изменения в основном обусловлены сезонными изменениями в чистом поступлении пресной воды и, в меньшей степени, сезонными изменениями в высоты поверхности моря. Поскольку скорость потока невелика из-за длинного и узкого канала, время пребывания колеблется от двух месяцев до нескольких месяцев в озере Мундел.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d2fe79c1d

Озеро, зачастую обладает высоким запасом пресной воды. Поскольку водообмен слабый, озеро Мундел становится гиперсоленым с сильными колебаниями солености. Это влечет за собой стресс для всех обитающих в лагуне водных организмов, обитающих в лагуне, а также для развития аквакультуры в этом районе в целом.

Вступление

 Территории вокруг лагуны Путталурн и озера Мундел были признаны подходящими для выращивания креветок. Уже создано большое количество креветочных ферм, соединяющих эти два водоема (Corea e/ al., 1995). Креветочные фермы требуют солености от 10 до 35 промилле, и все фермы зависят от Голландского канала и озера как точки сброса воды и соответствующих стоков. Из-за периодически низкого поступления пресной воды и большого испарения в этом районе может наблюдаться очень высокая соленость (Arulananthan et a/., 1995 и Jayasiri et al., 1995). Поэтому креветочные фермы нуждаются в пресной воде, чтобы избежать повышенной солености. Во время маловодья огромные территории страдают от эвапоритовых солевых отложений.

Соленость озера Мундел зависит от течения воды через Голландский канал, а также от местного испарения, осадков и стока. В периоды ограниченного водообмена озеро Мундель может стать сильно гиперсоленым. Это может привести к проникновению соленой воды на сельскохозяйственные угодья, что негативно скажется на флоре и фауне.

Растущее население района испытывает большие трудности с получением питьевой воды высокого качества, в том числе и в результате проникновения соленой воды в колодцы.

Дождливые сезоны, с другой стороны, вызывают наводнения в районе, так как нет надлежащего дренажного выхода. Голландский канал длинный и узкий, и в настоящее время в Удаппуве существует песчаный бар (рис. 1). Целью данного исследования является оценка обмена водой и солью между лагуной Мундел и Индийским океаном. Наблюдаемая соленость и уровень моря в лагуне связаны с чистым балансом пресной воды.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d31193bc6

Ntoore и Slim (1984) изучили годовой гидрологический цикл (долгосрочный) системы лагун Caimanero-Huizache на тихоокеанском побережье Мексики. Они изучали сезонные изменения метеорологических параметров, таких как осадки и испарение, а также сток пресной воды. Когда уровень воды снижался в сухой сезон, поступала соленая вода, часть которой накапливалась на дне лагуны в виде эвапоритовых отложений, как в системе озера Мундел/Голландского канала.

Робинсон и др., 1983 г. изучали механизмы, контролирующие колебания уровня моря на Флите, длинной системе каналов и озер (12,5 км) в Южной Англии, где приливная волна почти полностью исчезает к тому времени, когда она достигает конца системы. В озере Мундел также нет приливов из-за длинной и узкой системы каналов (Джаясири и др., 1958).

Исследование области рядом с озером

Озеро Мундел — это чрезвычайно мелководная прибрежная лагуна на западном побережье Шри-Ланки. Площадь поверхности озера составляет около 30 км2 при местном среднем уровне моря, который находится выше океанического. Средняя глубина составляет около 0,75 м. Длина лагуны почти 12 км, а ширина варьируется от 1 до 3 км.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d31fa481d

Озеро соединено с лагуной Путталум через Голландский канал в северной части (рис. 1) и с лагуной Чилав на юге. Длина Голландского канала от лагуны Путталум до озера Мундел составляет 16 км, а ширина — около 10 м, но во время половодья большие площади могут быть затоплены.

Соленость озера Мундел низкая в сезон дождей, но высокая в сухой сезон (Guruge et al., 1987). Они обнаружили соленость ниже 3  промилле в сезон дождей, но 40-50 промилле в сухой период.

Лагуна отделена от океана постоянным песчаным баром шириной около 100 м в Удаппуве, который препятствует прямому обмену воды с океаном. Однако в периоды сильных дождей песчаный бар активно разрушается, чтобы предотвратить затопление низменных территорий. Река Баттулу Ойя поступает пресной водой с юга, особенно в сезон дождей.

Район расположен в засушливой зоне Шри-Ланки. Здесь наблюдаются два муссонных периода: юго-западный (май-сентябрь) и северо-восточный муссон (октябрь-январь). Осадки носят ярко выраженный сезонный характер, и 70% дождей выпадает во время северо-восточного муссона. По данным измерений в Ванатхавиллу, недалеко от метеостанции Путталам, среднее количество осадков составляет 1200 мм в год. Средние максимальные дневные температуры воздуха высокие и колеблются в пределах 30,4 — 33,6 °C, а средняя минимальная температура ночью колеблется в пределах 19 — 25 °C. В целом, температура ниже во время северо-восточного муссона. Среднее испарение составляет 1800 мм в год, что указывает на преобладание испарения над осадками.

Измерения солености проводились раз в две недели на 14 станциях с февраля 1993 г. по июль 1994 г. (рис. 1). Минерализация определялась лабораторным солемером Autosal. Точность этого прибора составляет 0,001промилле. Некоторые пробы воды перед анализом были разбавлены водой, так как соленость выходит за пределы диапазона этих проб для данного солемера (>42 промилле).

Запасы пресной воды измерялись с июня по октябрь 1993 года в Баттулу-Ойя. На поверхности, в середине и на дне реки Баттулу-Ойя были развернуты два вертлюжных причала, каждый с тремя маятниками (Cederlof et al., 1996), подвешенными на веревке. Этот прибор дает прямую оценку скорости и направления. Ежедневные уровни моря в каке Мундель определялись вручную с помощью мареографа с 20 февраля 1993 г. по 31 марта 1994 г. Точность измерений марлюмом составляет около N см.

Ежедневные осадки и испарение были получены с Ванатавиллу с января 1993 г. по март 1994 г., который находится недалеко от исследуемого района. Эти параметры показаны как среднемесячные значения на рис. 6. Получены получасовые данные об уровне моря из гавани Коломбо за 1993 год.

Соленость показывает сильные колебания на временной шкале месяцев (рис. 4). В бассейне Путталум соленость колебалась от 7 до 63 промилле, в озере Мундел от 5 до

45,5 промилле, в голландском канале (север) от 6 до 60 промилле и в голландском канале (юг) от 0 до 33 промилле. Имеется градиент с юга на север, в основном на протяжении всего 1,3 года, и существует хорошая корреляция между четырьмя различными областями, если принять во внимание колебания с интервалом в 2 недели.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d368808f2

Соленость в бассейне Путталум и Голландском канале (N) имеет максимумы в августе и сентябре 1993 г. соответственно и минимумы в феврале 1994 г. после периода очень сильных дождей. Изменения аналогичны в озере Мундел и Голландском канале, но соленость обычно ниже (10–20 ppt). Общая средняя соленость в озере Мундел составляет 25,0 промилле, а в бассейне Путталум 39 промилле.

Существует два максимальных уровня солености и два минимальных уровня солености в год, которые могут быть связаны с дождями. Только в бассейне Путталум с февраля по март максимальное значение четко не указывалось. Также интересно отметить, что соленость озера с января по февраль 1994 г. снизилась на 15 промилле по сравнению со значениями в 1993 г., что указывает на то, что исследования в течение одного года недостаточно для выявления всех изменений.

Уровень моря

На уровень моря в озере Мундел влияют испарение (около 1 м3с), осадки (0-3 мс), речной сток (0-7 мс), а также внешний океанический уровень моря. С октября по декабрь уровень воды был очень высоким из-за обильных дождей. Самый низкий дневной уровень моря (-0,35 м) наблюдался в июле-августе из-за минимального количества осадков и отсутствия речного стока, в том числе относительно высокого испарения. В декабре произошел быстрый рост, когда район был затоплен. Максимальный уровень моря в этот период составлял 1,10 м. Гипсографическая кривая показывает, что площадь озера Мундел изменяется линейно в зависимости от высоты воды.

Баттулу-Ойя входит в Мундель-каке с его южного конца. В засушливые сезоны, вероятно, нет значительного запаса пресной воды. потому что выше по течению есть плотина для предотвращения проникновения соленой воды в районы выше по течению. В сезон дождей был указан максимальный расход 9 м3с. Измерения проводились с января по октябрь, а в остальные месяцы расход пресной воды оценивался по данным об осадках.

По результатам удалось определить порог или другие препятствия в Голландском канале.

Этот порог предполагает полную отсечку стока канала на глубинах около 10 см ниже среднего уровня моря. Этот «порог» означает, что океанская вода не поступала и не обменивалась ком с 200-го по 295-й день (рис. 5).

 

Баланс соли и воды

В дни 50-95 уровень моря был немного выше уровня лагуны. В лагуне в основном нет изменения объема, а осадки и испарение составили 0,35 м3/с и 0,95 м3/с соответственно. Речной сток был равен нулю. Сохранение объема требует притока 0,6 м3/с. В этот период солёность лагуны увеличилась с 19 до 34 промилле из-за чистого притока соленой воды через Голландский канал. Консервация соли показала приток 0,85 м3 с 1 . Поскольку средняя солёность воды голландского канала составляла 45 промилле, перенос соли в лагуну составил 38 кг. Время пребывания вод лагуны в этом случае составило 82 дня.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d397a0c80

В период со 100-го по 140-й день уровень воды в озере Мундель был выше уровня моря. Однако уровень лагуны за этот период не изменился, так как количество осадков и испарение были почти равными. Речной сток, который составляет около 1 м3.

Это означает, что отток был равен расходу реки. Когда пресная вода сбрасывалась в лагуну, соленость снижается с 33 до 23 промилле. Аналогичные результаты дала и консервация соли (0,65 м3с.). В этот период перенос соли из Мундела в Путталам составил 28 кг/с, а средняя соленость лагуны – 28 промилле.

 

Выводы

Сезонные колебания водного и солевого обмена являются результатом взаимодействия между осадками, стоком пресной воды, испарением и колебаниями уровня моря.

Колебания уровня моря определяют направление потока через Голландский канал. Часто преобладание того или иного из этих процессов определяет качество воды в то или иное время года. Из-за преобладания различных явлений происходят сильные колебания солености и уровня воды в лагуне. Это указывало на то, что периоды притока коротки по сравнению с периодами оттока, но соленость была относительно высокой. Чистый приток пресной воды преобладает в сезон дождей, но между ними прекращается.

Средняя солёность озера Мундел составляла 25 промилле в период с 1993 по 1994 г. с колебаниями от 5 до 46,5 промилле. Средняя солёность лагуны Путталам обычно была выше средней для океана (Arulananthan et al., 1995), но в южной части она была даже выше 40 промилле.

salt and water balance in the mundel lake as a feature for the traveler 158370 6262d374ae5ee

В период наблюдений средняя соленость бассейна Путталам превышала 40 промилле, но колебалась от 7 до 63 промилле, что указывает на очень большие колебания. Мешал (1987) показал, что лагуна Хабита в Красном море является гиперсоленой в течение всего года, а соленость колеблется от 51 до 113 промилле, и связал соленость в лагуне со средним уровнем воды в Красном море и с осадками. цикл испарения.

С 20 июля по 8 сентября 1993 года уровень моря был выше уровня воды в озере Мундел. Поскольку в озеро Мундел не впадало, предполагалось, что где-то внутри канала есть порог или барьер.

Наблюдаемое испарение составило 4,58 мм. в сутки. Просачивание морской воды через песчаную косу в Удаппуве может быть причиной повышения солености лагуны в периоды засухи. Поступление морской воды происходит, вероятно, только через канал.

В октябре из-за проливных дождей уровень воды в озере Мундел повысился, но все еще ниже уровня океанического моря. В течение этого периода поток в канале был направлен в сторону озера Мундел, о чем свидетельствует увеличение солености к 300-му дню.

В ноябре и впоследствии наблюдался очень большой отток, который также привел к затоплению в районе между озером Мундел и лагуной Путталам. В этот период наблюдалась минимальная соленость, местами она стала почти пресноводной. Однако эта ситуация, вероятно, не очень распространена; количество осадков в 1994 г. сильно превысило норму.

Периоды отложения солей при понижении уровня моря свидетельствовали о потерях порядка 10 кг/с. при расчете по уравнению сохранения соли. Таким образом, озеро может стать полностью пресноводным. Однако эта ситуация, вероятно, не очень распространена. Количество осадков в 1994 г. сильно превысило норму.

Периоды отложения солей при снижении уровня моря свидетельствовали о потерях порядка 10 кг/с. при расчете по уравнению сохранения соли.

Повышение солесодержания за счет повторного растворения солей отчетливо наблюдалось во все периоды подъема уровня воды в озере Мундел, что было достаточно отчетливо видно в начале 1994 г., когда пресные воды затопили большие площади.

Это исследование было проведено при финансовой поддержке Шведского агентства по исследовательской корпорации с развивающимися странами (SAREC).

Обсуждение

Комментарии отсутствуют
Будьте первым, оставьте свой комментарий, расскажите что думаете

Возможно вас заинтересуют эти новости

Топ-10 потрясающих вулканов по всему миру
Евгений Панасюк 15/02/2022
Вулканы — самые удивительные, загадочные и волнующие природные образования на Земле. Извергающийся вулкан внушает священный трепет своей мощью и натиском огня. Вторгаясь в человеческую жизнь, вулканы несут смерть, разрушения, пожары и приводят даже задержанию и отмене авиарейсов. Конечно же, человек не может быть равнодушен к извержениям вулканов. Увеличивается количество тех, кто посещает горы вулканов — действующих или нет — и по...
25 лучших достопримечательностей Ирландии
Евгений Панасюк 21/02/2022
Ирландия — небольшая страна с богатой историей и очень красивыми местами. Популярна не только своими красочными пейзажами, но и памятниками архитектуры. Сюда съезжаются туристы со всего мира, чтобы полюбоваться парками потрясающей красоты, развалинами старинных замков, посетить музеи, а также насладиться архитектурой современных построек во время пеших прогулок. Детально изучить историю государства, а также побольше узнать о достопримечательнос...