Введение 3
1. Физико-географическая характеристика Онежского озера 5
1.1 Особенности Онежского озера 5
1.2 Рельеф и морфометрия озера 7
1.3 Геологическое строение и донные отложения 10
1.4 Климат 13
1.5 Гидрография 14
1.6 Гидрологический режим 16
2. Методы анализа 18
2.1. Квантильный анализ 18
2.2. Регрессионный анализ 20
2.3. Фильтрация Баттерворта 21
2.4 Методы теории периодически кореллированных случайных процессов (ПКСП) 24
3. Особенности многолетней изменчивости уровней воды озера 26
4. Особенности внутригодовых колебаний уровня озера 34
Заключение 41
Список литературы 42
Приложение 44
Объектом исследования в данной работе является Онежское озеро, расположенное на северо-западе Европейской части России, в
административных границах Республики Карелия, Ленинградской и Вологодской областях. Оно является вторым по величине озером в Европе после Ладожского, его объем составляет 295 км3, площадь зеркала - 9720 км 2, а максимальная глубина - 127 м. Площадь водосборного бассейна озера равна 53100 км 2. Более 1000 водотоков впадают в озеро, самыми большими из них являются Водла и Суна протяженностью 149 км и 282 км соответственно.
«Онежское озеро соединяется с Балтийским морем через реку Свирь, которая представляет собой единственную вытекающую реку из озера. Она является частью Волго-Балтийского водного пути имени В.И.Ленина, соединяющего бассейны Каспийского и Балтийского морей. В 1952 г. на реке Свири была построена Верхне-Свирская ГЭС и Онежское озеро превратилось в энергетическое водохранилище». [6]
Онежское озеро относится к водоемам замедленного водообмена. Период водообмена составляет 10 лет - за это время объем воды в озере полностью обновляется.
Результирующие водного баланса, к основным элементам которого относятся осадки, водообмен с подземными водоносными горизонтами, испарение и сток притоков и вытекающих водотоков, определяют такие показатели водного режима как внутригодовая и многолетняя динамика уровня воды водоема. Уровни озер не только фиксируют водные ресурсы территорий, но и являются интегральными показателями увлажненности водосборов и изменений климата на обширных пространствах. Также изменчивость уровня воды в озерах отражает суммарное антропогенное влияние в их бассейнах, что может сказаться на судоходстве, рыболовстве и других промышленных отраслях экономики, а также на изменении качества воды и трофического статуса водных экосистем. [2]
Цель данной работы состоит в изучении и оценки уровенного режима Онежского озера. Актуальность определяется необходимостью обоснования принципов рационального использования озерного фонда и обязательного учета перспектив изменения запаса и качества воды в гидрологических объектах замедленного водообмена при планировании их хозяйственного использования.
Для установления внутригодовых колебаний используются средние месячные значения, анализ многолетней изменчивости производится с помощью средних годовых величин.
Знание уровенного режима озера имеет большое практическое значение и необходимо для обеспечения бесперебойной подачи воды для бытовых, промышленных и сельскохозяйственных нужд, для определения оптимальных условий навигации, расчета допустимой осадки судов и планировании сроков проведения дноуглубительных работ, для оптимизации работы гидроэлектростанций, регулирования выработки электоэнергии в зависимости от уровня воды. [6]
Уровенный режим озера является интегральным индикатором изменений в водосборном бассейне, таких как изменения климата, хозяйственной деятельности и регулирования стока. Мониторинг уровенного режима позволяет своевременно выявить и реагировать на негативные тенденции, что способствует устойчивому управлению водными ресурсами и сохранению экосистемы.
Для уровенного режима Онежского озера характерна разномасштабная изменчивость, которая проявляется в наличии значимого тренда на повышение в период после строительства Верхне-Свирсткой ГЭС, периодов локальной нестационарности (подъема и спада) продолжительностью в несколько десятилетий, а также достаточно хорошо выраженных квази 5-6летних и 2-3- летних колебаний воды в озере. Ритмика годовой цикличности проявляется на фоне долгопериодной изменчивости. Наименьшие значения уровня наблюдаются в апреле, а наибольшие - в июне, июле.
