Химический состав озер Курганской области

       ___отложения кварцевых песков верхнего мела - палеогена, содержащие метаморфизированные воды морских отложений. Это воды сравнительно невысокой минерализации хлоридного натриевого (кальциевого) состава, бедные магнием. Поэтому маловероятно их прямое поступление в озера, поскольку они отделены от последних мощной толщей неогеновых и четвертичных отложений, с многочисленными прослоями водоупорных глин. В основном, соли поступают в озера из верхних горизонтов напорных отложений, хотя они, как выше отмечалось, и являются достаточно промытыми. Остаточные их соли, а также соли, образующиеся в почвах за счет подтока близкоповерхностных растворов с помощью капиллярных сил, концентрируются у поверхности почв в сухие периоды и смываются в озера дождевыми водами. Эти воды, из-за разнообразия состава почв имеют и различный ионный состав, но в основном, обогащены гидрокарбонат- и сульфат ионами. Эти различия обусловлены, главным образом, различным минеральным составом озерных грунтов и почв.

       Формирование  щелочных озер в условиях Зауралья происходит  путем метаморфизации вод в условиях повышенного водообмена верхних горизонтов. Такие озера, как например, Горькое-Узково, Горькое-Звериноголовское, Песчаное, Сетовские, приурочены к песчаным отложениям олигоцена - миоцена. В большинстве случаев озера находятся в стадии обратной метаморфизации, то есть смены хлоридных вод сульфатными и гидрокарбонатными. Обратная метаморфизация ведет к снижению минерализации и возрастанию щелочности вод.

       Но  наблюдается и прямая метаморфизация, приводящая к образованию "морских" и хлоридных кальциевых озер с минерализацией свыше 10 г/л в условиях застоя подземных вод в глинистых толщах. Из-за повышенной щелочности метаморфизация проходит без осаждения гипса. Такие процессы наблюдаются в выделенной нами восточной части 4 зоны.

       Распространение озер соленостью свыше 10 г/л часто  своим происхождением обязано суффозионно-просадочным  процессам.

       Что касается азональных комплексов, то суходольные  днища этих долин заболочены и  засолены, характерен гривно-лощинный рельеф. Возраст их для данной территории определяется как плиоцен - четвертичный, то есть они вскрывают отложения среднего и верхнего олигоцена, также представленных континентальными глинами, мелкозернистыми песками.  
 

       Климатические условия. 

       Немаловажной  причиной, влияющей на распределение озер по степени минерализации и ионному составу является и изменение климата.

       Значительная  меридиональная протяженность обуславливает  различие климатических условий  в северных и южных районах  области, что, соответственно, накладывает свой отпечаток и на качественные и количественные характеристики поверхностных вод. На территории области с севера на  юг выделяются умеренно-теплый и умеренно-засушливый районы. Такое распределение соответствует распределению суммы активных температур и количеству выпадающих осадков, что также влияет на минерализацию и химический режим озер в пределах выделенных нами зон.

       Для умеренно-теплого района характерны среднегодовые температуры, не превышающие +1 °С. Сумма положительных температур несколько ниже, чем в центральной и южной частях области. Зато количество осадков превосходит таковое в остальных районах.

       Соответственно, можно сделать вывод, что озера  этой территории будут иметь наименьшую минерализацию и по химическому  составу будут принадлежать к мало минерализованным водам. Это мы можем наблюдать в озерах выделенной нами 1 зоны.

       Находясь  южнее, центральная часть области  лежит в пределах теплого района, где сумма положительных температур возрастает, а количество осадков  несколько сокращается. Здесь будет наблюдаться большая засушливость климата, соответственно увеличивается коэффициент испарения, что ведет к повышенному накоплению солей и, соответственно, к возрастанию степени минерализации до 0,5 - 1 г/л и более.

       Климат  третьего района, охватывающего юг области, характеризуется еще большей засушливостью, возрастанием среднегодовой температуры и еще меньшим количеством осадков. Под такую характеристику попадает выделенная нами 4 зона, в которой мы наблюдаем большое количество соленых озер с водой хлоридного класса. В условиях дефицита влаги происходит засоление почв за счет подъема маломинерализованных вод более глубоких горизонтов к поверхности, где происходит их концентрирование или полное высыхание. Накопившиеся соли дождевыми или талыми водами смываются в озера, а интенсивное испарение при отсутствии стока ведет к повышению минерализации грунтовых вод.

       Таким образом, можно сделать вывод, что  на распределение озер существенную роль оказывают и климатические  особенности, которые непосредственно накладывают отпечаток и обуславливают зональную смену озер в зависимости от их минерализации и химического состава. Зональность в размещении озер соответствует, в целом, зональной смене агроклиматических районов области, то есть,  с увеличением засушливости климата с севера на юг прямо пропорционально связано возрастание степени минерализации поверхностных вод. 
 

       Подземные воды. 

       Так же немаловажное значение имеет и  деятельность подземных вод, которая  также имеет место в изменении  минерализации и химического состава вод.

       В размещении почв и грунтовых вод  прослеживается некая зональность, связанная в некотором роде с  зональным распределением озер по минерализации  и ионному составу. В разных частях области грунтовые воды различаются  по степени и характеру засоления. Так, на левобережной части Тобола они преимущественно пресные (Шатровский, Шадринский, Целинный р-ны). Степень минерализации их не превышает 1 г/л, состав хлоридно-гидрокарбонатный

       На  территории Тобол-Ишимского междуречья присутствует более высокое засоление, подземные воды здесь имеют хлоридно-сульфатный состав. Таким образом, на востоке засоление грунтовых вод соответствует наличию высокоминерализованных озер 4 зоны.

       В более дренированных районах  запада области и 40-километровой полосе на правобережье Тобола поверхностный горизонт грунтовых вод в большинстве случаев незасолен или очень слабо засолен, что совпадает с выделенной 3 зоной.

       Равнинность и бессточность водоразделов в области, и в целом по Зауралью, наряду с неглубоким залегание водоупорных пород и обуславливает  основные особенности гидрохимического режима [Егоров, 1985].

         В лесостепной зоне почвенно-грунтовые  воды имеют незначительную минерализацию  на положительных формах рельефа  и более существенную в понижениях. Для западных районов области засоленность грунтовых вод, в среднем, небольшая, но контрастность в засолении и составе солей в зависимости от элемента рельефа, что мы можем наблюдать и в распространении разных типов химсостава озер, проявляется очень отчетливо. При тяжелом механическом составе почв и почвообразующих пород засоление вод возрастает.

       Тем самым, из вышеперечисленного можно  выделить еще один фактор, влияющий на химизм, минерализацию и распределение  озер по области. Таковым являются почвы. 

       Почвы 

       В соответствии с современной классификацией и номенклатурой, на территории области выделено 9 типов почв. Наиболее широко распространены черноземы, солонцы, серые лесные почвы, в совокупности составляющие более 50 % почвенного покрова области.

       Слабая  дренированность территории области и развитие солончаковых процессов обуславливают пятнистое распределение различных типов засоленных почв на поверхности, и в результате промывания их дождевыми и талыми водами происходит формирование озер разнообразного состава. Засоление почв данной территории в значительной степени связывается с наличием древних морских отложений. Как уже было отмечено, песчано-глинистые отложения палеогена и неогена широко распространены  попеременно с четвертичными суглинками, местами их перекрывающими. Именно в этих отложениях находятся котловины многих из рассматриваемых нами озер (Узково, Донки, Птичье (Шум.), Сетовские озера), входящие в состав 4 зоны.

       Аккумулятивные  поверхности выравнивания обуславливают  формирование интразональных гидроморфных и засоленных почв, содержащих в своем профиле легкорастворимые соли. Почвообразующие породы таких почв представлены глинами, песками, алевритами, приурочены к восточной части области. Перечисленные выше интразональные почвы выстилают древнюю долину реки Тобола и мертвые долины Суери, Кизака и соответственно влияют на химизм озер, которые располагаются в суходольных днищах этих долин ( озера Суерское, Калтык, Бол. Травыкуль).

       Таким образом, интразональные почвы, их состав, свойства накладывают своеобразный отпечаток на степень минерализации и режим озер, относящихся к азональным комплексам в пределах 4 зоны. Немаловажную роль играет механический и химический состав почвообразующих пород.

       Засоление почв в данном регионе в значительной степени связано с наличием, как  указывалось выше, древних морских отложений и морской трансгрессии. Особенно широко распространилось море в эоцене - олигоцене. В настоящее время меловые отложения находятся на глубине свыше 100 м от земной поверхности. Песчано-глинистые отложения палеогена и неогена (олигоцена - миоцен) широко распространены на водораздельных плато вперемешку со среднечетвертичными суглинками, местами их перекрывающими. Именно в этих отложениях находятся котловины многих из рассматриваемых нами соленых озер (Донки, Сетовские озера, Узково, Птичье, Горькое-Виктория и др.).

       Следует отметить, что ни в палеогеновых, ни в неогеновых отложениях многочисленными  буровыми скважинами не обнаружены погребенные "морские рассолы", заключенные  в них воды имеют довольно низкую минерализацию, хлоридно-гидрокарбонатную, с малым содержанием магния.

       В послеледниковую эпоху горизонты  отложений палеогена и неогена  были сильно размыты, переотложены, промыты  мощными потоками талых вод, блуждающими  по равнине.

       На  минерализацию озер и их гидрохимический  режим влияет также содержание солей в почвенном профиле, нахождение которых зависит напрямую от подстилающих пород.

       Распространение на территории области незасоленных и малозасоленных почв приурочено, в основном, к северной и северо-западной части области. Эта территория входит в выделенные нами 1 и 2 зоны.

       Повышение солености вод наблюдается с  продвижением на юг, что увязывается  с возрастанием распространенности солонцов, солончаков, солодей. Солончаки, солонцы и солоди развиваются  в различных микропонижениях и вокруг соленых озер концентрическими кругами, последовательно сменяя друг друга. Так, на севере области в солевом профиле солонцов главную роль играет сода, что увязывается с широким распространением озер гидрокарбонатного типа. В центральной части области она уступает место сульфатам и хлоридам, вследствие чего мы можем наблюдать повышение минерализации озер (3 зона), на юге преобладает нейтральное засоление.

       Также на степень засоления почв и, вследствие этого, и поверхностных вод влияет и механический состав. Легкий (суглинистый, песчаный) состав почв, который характерен для запада области, влечет за собой низкое засоление почвенного покрова и грунтовых вод, тогда как тяжелый механический состав почв востока области указывает на большое засоление почвообразующих пород и самих почв. Это показывает на более высокую концентрацию и распространение озер со степенью минерализации от 10 до 100 и более г/л в восточной части области по сравнению с западной, хотя по этому показателю озера этих двух частей отнесены к 4 зоне.

       Распределение почв тесно связано с геологическим  строением, рельефом, подземными водами.  С особенностями почвенного покрова  связан и своеобразный гидрохимический  режим поверхностных вод. Распространение  разных по генезису почв также подчинено  определенным закономерностям, обуславливающим совокупность влияния природных условий. В пределах одного и того же района распространения определенных типов почв имеет место неоднородность условий почвообразования и почвенного покрова. Разнообразие почвообразующих пород влечет за собой пестроту почвенного покрова, что наносит свой отпечаток и в разнообразие различных типов озер. Геоморфологические особенности территории влияют на характер структуры почвенного покрова.