Э.М. Колокольцева

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЙКАЛА

Озеро Байкал имеет огромное и все возрастающее народнохозяйственное значение. Задачи использования озера в практических целях в первую очередь требуют точных и многосторонних морфометрических характеристик. Цель настоящей работы и заключается в определении морфометрических величин, характеризующих Байкал.

Впервые данные о морфометрии Байкала были опубликованы Г. Ю. Верещагиным (1947). Расчет морфометрических величин производился по карте глубин Байкала, составленной в масштабе 1:250000 по материалам гидрографической экспедиции Ф. К. Дриженко (1898- 1903 гг.) и промерных работ Байкальской лимнологической станции в период 1926-1934 гг. (по схеме и формулам, предложенным Г. Ю. Верещагиным). Результаты промерных работ были затем использованы при составлении новых карт глубин Байкала.

В дальнейшем расчет некоторых элементов морфометрии Байкала производился Е. Ф. Беликовым, Б. С. Цейтлиным, А. Н. Афанасьевым, Н. П. Макаровой. Морфометричеокие характеристики Байкала, вычисленные этими авторами, приводятся ниже (Табл. 1).

Отсутствие новейших данных по батиметрии Байкала лишало проведенные вычисления достаточной полноты и точности.

В результате работ по изучению рельефа дна Байкала при помощи ультразвукового эхолота, выполненных Лимнологическим институтом СО АН СССР в 1957-1962 гг., составлена новая батиметрическая карта Байкала. По этой карте автором и проведены определения морфометрических характеристик Байкала. Вычисления производились по схеме и формулам, приведенным Б. Б. Богословским (1960).

Для удобства вычислительных работ границы между Северной, Средней и Южной впадинами Байкала проведены по характерным формам рельефа дна. Например, граница между Северной и Средней впадинами проведена от мыса Хобой (на о. Ольхон) по Академическому хребту до о. Большой Ушканий и далее до мыса Орловый на п-ове Святой Нос. Граница между Средней и Южной впадинами - от р. Бугуль-дейки на западном побережье до протока Усть-Харауз (рукав р. Селенги в дельте) на восточном (рис. 1).

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Размеры озера

Байкал простирается в форме полумесяца с юго-запада на северо-восток между 51°28' и 55°47' с. ш. и .между 103°43' и 109° 58' в. д.

Длина озера 624 км, а с учетом о. Ольхон 636 км. Максимальная ширина озера в центральной его части 81 км, минимальная-против дельты Селенги 27 км, средняя ширина 49,3 км. Длина береговой линии достигает 1800 км. Изрезанность береговой линии как отношение длины береговой линии к периметру ломаной линии, обводящей контур озера, равна 1,12.

Площадь поверхности озера и площади, ограниченные изобатами

Площадь Байкала определялась при помощи планиметра МИИЗ с двумя (счетными механизмами. Впадины Байкала-Северная, Средняя и Южная разделялись на несколько частей, удобных для измерения планиметром.

В измеренную планиметром площадь Байкала, равную 31 397 км2, необходимо было внести поправки за среднюю квадратическую ошибку измерения площади планиметром и поправку за переход с поверхности шара на плоскость проекции Гаусса. Первая поправка вычислена по формуле Н. М. Волкова (Чеботарев, 1955):

page3a.jpg (4682 bytes)

где n-число делений планиметра. При n=42244 поправка равна 58 делениям планиметра, что в единицах площади составляет 43 км2. Вторая поправка по формуле (Маслов, 1964):

page3b.jpg (4682 bytes)

где Pо-площадь, измеренная планиметром по карте, R-радиус Земли, у-расстояние от осевого меридиана до центра озера, равное 200 км. Поправка Pо·у2/R2=31 км2.

Исправленное значение площади водного зеркала Байкала при урезе воды 454 м равно 31 471 км2.

Для определения объема отдельных слоев озера необходимо знать не только площадь поверхности (зеркала) озера, но и площади, ограниченные изобатами. Эти данные приводятся в следующих таблицах (табл. 2, 3).

На Байкале 22 острова общей площадью 716 км2. Островность Байкала как отношение площади островов к общей площади озера составляет 2,2%. Из островов самый крупный Ольхон, площадью 690 км2. Крупные заливы занимают площади: Баргузинский 791 км2, Чивыркуйский 268 км2. Провал 196 км2, пролив Малое Море 905 км2.

Морфологические показатели водной массы и дна

Объем водной массы Байкала определялся аналитическим путем для каждой из его впадин двумя методами. Методом призмы по формуле

page4a.jpg (6565 bytes)

и методом усеченного конуса по формуле

page4b.jpg (7709 bytes)

где S1, S2-.. Sn-площади, ограниченные изобатами, h-сечение изобат, Sn=0.

Объем Байкала определялся при урезе воды 454 м (табл. 4, 5). Максимальная глубина Байкала 1620 м. Средняя глубина для всего озера 731 м, для Северной впадины средняя глубина равна 576 м, для Средней 853 м, для Южной 843 м.

Наибольшая глубина Северной впадины Байкала 889 м. Средней 1620 м, Южной, по последним данным, 1423 м (Лут, 1964).

Уклоны дна

Угол, под которым площадь дна озера ориентирована к поверхности, для трех впадин Байкала, для западного и восточного берегов, определялся по профилям, составленным по промерньш галсам. Для измерения углов на профилях была составлена палетка в том же масштабе 1:9, что и профили (горизонтальный масштаб - в 1 см 926 м, или 0,5 морских мили; вертикальный - в 1 см 100 м).

Для Байкала характерны следующие средние уклоны дна: Северная впадина для западного берега имеет уклон 12°, восточного - 6°; Средняя впадина-соответственно 30° и 5°; Южная впадина-300 и 5°. Шельф восточного берега в районе дельты Селенги имеет уклон 0°15'

Поскольку величина среднего уклона дна не дает представления о крутизне подводного склона, на профилях была измерена крутизна глубоководного склона от бровки шельфа до перегиба днища.

Так, крутизна глубоководного склона на западном берегу Южного Байкала от с. Култук до мыса Толстый равна 35°, а в районе мыса Шарыжалгай на одном из профилей (галсов) зафиксирована крутизна склона в 60°. Крутизна глубоководного (склона Среднего Байкала в районе о. Ольхон и южнее пролива Ольхонские Ворота равна 40°.

Средний уклон дна для всего озера вычислен по формуле

page6a.jpg (4643 bytes)

 

где а - средний угол наклона дна,

page6b.jpg (2228 bytes)

- сумма длин изобат,

h - сечение изобат, fo - площадь поверхности озера.

Для Байкала средний уклон дна равен 4° .