Straipsnis Nenuotakių ledyninės kilmės Lietuvos ežerų vandens balansas

  • Bibliografinis aprašas: Gintaras Valiuškevičius, „Nenuotakių ledyninės kilmės Lietuvos ežerų vandens balansas“, @eitis (lt), 2018, t. 1 104, ISSN 2424-421X.
  • Ankstesnė laida: Gintaras Valiuškevičius, „Nenuotakių ledyninės kilmės Lietuvos ežerų vandens balansas“, Geografijos metraštis, t. 32, 1999, p. 65–74, ISSN 0132-3156.
  • Padėka: Autorius dėkoja Lietuvos valstybiniam Mokslo ir studijų fondui, finansiškai parėmusiam ekspedicinius nenuotakių ežerų vandens balanso tyrimus.
  • Institucinė prieskyra: Vilniaus universiteto Gamtos mokslų fakultetas.
Santrauka: Nenuotakių ežerų vandens balanso tyrimai svarbūs tiriant hidrologines sąlygas drėgmės pertekliaus zonose. Tokie tyrimai padeda atsakyti į klausimą: kas lemia ežerų autoreguliacijos procesus? Nenuotakaus ežero ilgalaikio vandens balanso lygtis apima penkis pagrindinius elementus: kritulius, pasiekiančius ežero paviršių (P), garavimą iš ežero vandens paviršiaus bei vandens augalų transpiraciją (E), paviršinę (Ipav) bei požeminę (Ipož) prietaką ir požeminį nuotėkį (Opož). Analizuojant trumpalaikį vandens balansą, būtina įvesti šeštąjį elementą (A), apibūdinantį vandens tūrio pokyčius ežere. Detalesnis vandens balanso skaidymas apsunkintų išskirtųjų elementų įvertinimo galimybes. Siekiant išsiaiškinti, kodėl ežeras yra nenuotakus, būtina nustatyti kiekvieno vandens balanso komponento priklausomybę nuo pagrindinių ežero dubens ir baseino rodiklių. Tuo tikslu vandens balanso elementai skirstomi į dvi grupes, apibūdinančias vertikalią (P, E) ir horizontalią (Ipav, Ipož, Opož) vandens apytaką. Meteorologinių stebėjimų duomenys rodo, kad ilgalaikis ežerų nenuotakumas Lietuvoje negali būti nulemtas klimato sąlygų (I > P). Spėtina, kad santykis tarp P ir E drėgmės pertekliaus srityse lemia ežero parametrų kaitą laike, o santykis tarp I ir O – ežerų erdvinį pasiskirstymą.

Trumpalaikio vandens balanso tyrimai nenuotakiuose ledyninės kilmės ežeruose parodė, kad jų vandens balanso elementų santykis gali labai skirtis. Ypač didelę įtaką tam turi ežero dubens kilmė. Galima išskirti šiuos pagrindinius faktorius, lemiančius nenuotakių ir periodiškai nuotakių ežerų vandens balansą: 1) baseino gruntai ir ežero dubens forma, lemiantys santykį tarp gruntinio vandens prietakos ir nuotėkio; 2) ežero gylis (gilesni ežerai aktyviau kontaktuoja su gruntiniu vandeniu), 3) ežero padėtis kalvų ir klonių atžvilgiu (ežerai, esantys centrinėse moreninių aukštumų dalyse yra silpnai maitinami gruntinio vandens, o rininiuose kloniuose išsidėstę ežerai – dažnai tarpusavyje hidrauliškai susiję), 4) vandens apykaitos tarp apyežerio gruntų intensyvumas. Dėl vietinių sąlygų įtakos pastovaus paviršinio nuotėkio neturinčių ežerų vandens balanso struktūrai, šių ežerų vandens balansą būtina tirti skirtingais pagal sausringumą metais ir sezonais.

Pagrindiniai žodžiai: nenuotakus ežeras, vandens balansas, nenuotaki sritis, Lietuvos ežerai.
 

Įvadas

Pagal susiklosčiusią tradiciją nenuotakiu ežeru laikomas vandens prisipildęs žemės paviršiaus įdubimas, neturintis paviršinio nuotėkio Žr. Robert G. Wetzel, Limnology, 1983. . Tad jau pačiame nenuotakaus ežero apibrėžime akcentuojamas savitas tokių telkinių vandens balansas. Tačiau iki šiol detaliau domėtasi tik didžiųjų, aridinėse srityse išsidėsčiusių, nenuotakių ežerų vandens balansu. Nuo jį aprašančių monografijų, straipsnių bei kitokių studijų lūžta lentynos.

Kita vertus, domintis balansu ne vien kaip vandens išteklių tyrimo metodu, turbūt daug įdomiau būtų pažvelgti į nuolatinio paviršinio nuotėkio neturinčius (toliau dėl paprastumo jie vadinami nenuotakiais) ežerus, telkšančius drėgmės pertekliaus zonoje. Tiesa, jie nepalyginamai mažesni ir, žinoma, nėra tokie svarbūs kaip Kaspija, Aralas ar Čado ežeras. Bet ežero ištekliai – ne tik vanduo (o, kaip dažnai mes tai pamirštame!). Ir menkas ežeriūkštis dažnai yra svarbesnis nei didžiausia dirbtinė vandens talpykla. Drėgmės pertekliaus zonos nenuotakūs ežerai – vieni iš tų objektų, kurių tyrimo svarba priklauso ne nuo konkretaus objekto panaudojimo galimybių, bet nuo jiems būdingų procesų pažinimo būtinybės. Ypač tai pasakytina apie šių ežerų vandens balansą. Kodėl, nuolat jau vien kritulių (o kur dar prietaka iš baseino) gaudami daugiau nei gali išgarinti, jie nesuformuoja nuolatinio paviršinio nuotėkio? Kaip vyksta šių telkinių autoreguliacija? Tai klausimai, į kuriuos kol kas neatsakyta ir kuriuos, remiantis Lietuvos pavyzdžiais, mėginta paanalizuoti šiame straipsnyje.

 

1. Vandens balanso lygtis

Visų objektų vandens balanso tyrimus būtina pradėti balanso lygties sudarymu. Nenuotakių ežerų, kaip ir visų konkrečių telkinių, vandens balanso lygtis galima struktūrizuoti pagal du svarbiausius balanso struktūros tipus: 1) elementinį ir 2) teritorinį Žr. А. Р. Коронкевич, «Расчленение водного баланса», 1976. .

Elementinis nenuotakaus ežero vandens balanso lygties struktūrizavimas gali apsiriboti penkiais pagrindiniais elementais: krituliais, iškrintančiais į ežero paviršių (P), garavimu iš ežero vandens paviršiaus bei vandens augalų transpiracija (E), paviršine (Ipav) bei požemine (Ipož) prietaka ir požeminiu nuotėkiu (Opož). Detaliau skaidant vandens balansą, būtų sunku įvertinti išskirtuosius elementus, o neįvertinti balanso elementai (pavyzdžiui, kondensacija) yra labai menki. Nenuotakaus ežero vandens balansą per daugiametį laikotarpį šiuo atveju atspindės lygtis:

\[ P + I_{pav} + I_{pož} = E + O_{pož}.\tag{1} \]

Daugiametį laikotarpį čia atstotų sausringesnių ir drėgnesnių metų seka, per kurią ežero vandens ištekliai iš esmės nepakinta. Norint išvengti tokio neapibrėžtumo, taip pat analizuojant trumpalaikį vandens balansą, patogiau naudoti lygtį iš šešių elementų:

\[ P + I_{pav} + I_{pož} - E - O_{pož} = \pm A;\tag{2} \] čia A – vandens išteklių pokytis ežere per atitinkamą laikotarpį.
 

Struktūrizuojant daugiamečio vandens balanso lygtį teritoriškai, nenuotakius ežerus tenka traktuoti kaip paviršinio nuotėkio neturinčius akvatereninius kompleksus, kartu apimant ir jų baseiną. Tai sąlygota jiems būdingo didelio daugiamečio vandens lygio svyravimo: sausringesniais laikotarpiais kai kurie šių ežerų išdžiūsta, o vandeningesniais – suformuoja laikiną paviršinį nuotėkį. Taigi, kalbant apie daugiametį laikotarpį, tai jau būtų ne ežero, o nenuotakios srities vandens balansas. Kad būtų paprasčiau, šių sričių ribas galima tapatinti su nenuotakių ežerų baseinų ribomis. Svarbiausių tokios srities vandens balanso elementų santykis per daugiametį laikotarpį Lietuvoje apibūdinamas šitaip:

\[ P^{b} + I_{pož} \leq E^{b} + O_{pož};\tag{3} \] čia Pb – krituliai (šiuo atveju iškrintantys į nenuotakios srities paviršių), Ipož – požeminė prietaka iš už srities ribų, Eb – garavimas bei transpiracija nuo dirvos, vandens, sniego ir augalų paviršiaus, Opož – požeminis nuotėkis. Pateiktoje nelygybėje nėra paviršinę prietaką žyminčio simbolio, – jis šiuo atveju sudaro dalį į paviršių iškritusių kritulių. Beje, Ipož šioje nelygybėje irgi įrašytas tik todėl, jog ežero paviršinio ir požeminio baseino ribos dažniausiai nesutampa. Antraip požeminę prietaką sudarytų tik dalis į baseiną iškrintančių kritulių. Žinant, kad drėgmės pertekliaus zonoje per daugiametį laikotarpį Pb > Eb, aišku, jog aptariamų sričių nuotakumą lemia Ipož ir Opož santykis. Vadinasi, Lietuvoje nenuotaki sritis gali ilgesnį laiką egzistuoti tik tuomet, jei Opož > Ipož.
 

Būtina pabrėžti, kad (1) ir (3) lygtys atspindi tik daugiamečio laikotarpio vandens balanso elementų santykį. Analizuoti trumpesnio tarpsnio vandens balansą sudėtinga, nes įvairių jo dedamųjų dydžiai – labai kaitūs. Dėl to neretai susidaro drėgmės trūkumas Žr. Algirdas Bagdonas, R. Karalevičienė, Agrometeorologo žinynas, 1987; Arūnas Bukantis, L. Rimkutė, „Kritulių klimatinių rodiklių svyravimo regioniniai ypatumai Lietuvoje 1925–1995 m.“, 1997. , kuris daugiamečio laikotarpio atveju neįmanomas. Tada dalis nenuotakių ežerų išdžiūsta ir jų vietoje likusių sausų daubų vandens balanso elementų santykį galima išreikšti taip:

\[ P^{b} \lt E^{b} + O_{pož}.\tag{4} \]

Laikinai išdžiūstančio nenuotakaus ežero vandens balanso elementų santykį įvairiais laikotarpiais atspindės (1) arba (4) priklausomybė. Periodiškai nuotakių ežerų vandens balansą (1) lygtis atspindės tik sausais laikotarpiais, o jiems suformavus paviršinį nuotėkį, dešinėje (1) lygties pusėje atsiras naujas narys Opav.

 

2. Balanso elementų santykį lemiantys veiksniai

Pamėginkime apibūdinti kiekvienos iš išskirtųjų vandens balanso komponenčių (P, E, Ipav, Ipož, Opož) priklausomybę nuo svarbiausių ežero dubens ir baseino rodiklių. Prieš pradedant konkrečių veiksnių poveikio analizę, būtina atsakyti į esminį klausimą: ar formuojantis nenuotakiems ežerams Lietuvoje – ir kituose kraštuose, kur panašios gamtinės sąlygos, – prioritetinis vaidmuo tenka klimatiniams (zoniniams) ar geomorfologiniams (nezoniniams) veiksniams? Klausimas nėra paprastas: net ir rajonuose, neabejotinai priklausančiuose drėgmės pertekliaus zonai, šiltuoju metų laikotarpiu vienas svarbiausių klimato veiksnių – garavimas iš vandens paviršiaus gali būti labai didelis. Tačiau realus iš konkrečių telkinių bei jų baseinų išgaravusio vandens kiekis įvertinamas itin sunkiai ir vargiai gali siekti teoriškai apskaičiuotas maksimalias reikšmes. Manyčiau, kad kai kurie autoriai Žr. Jan Drwal, „Próba określenia typów obszarów bezodpływowych powierzchniowo w warunkach środowiska geograficznego Pojezierza Kaszubskiego”, 1977; Jan Drwal, Władysław Lange, „Niektóre limnologiczne odrębności oczek”, 1985. perdėtai sureikšmina garavimo poveikį nenuotakių sričių susidarymui drėgmės pertekliaus zonoje. Tai įrodoma.

Vandens balanso lygties dedamąsias galima suskirstyti į dvi grupes: vertikaliosios (P, E) ir horizontaliosios (Ipav, Ipož, Opož) vandens apykaitos elementus. Pirmoji grupė labiau veikiama zoninių, antroji – nezoninių veiksnių Žr. Марк Исаакович Лвович, «Почвенный фактор в гидрологии», 1978; Kęstutis Kilkus, Lietuvos ežerų hidrologinė charakteristika, 1992. . Norint nustatyti, kurie jų lemia ežerų nenuotakumą, būtina sužinoti, kurioje iš šių vandens balanso elementų grupių išlaidos viršija pajamas.

 

Ryškesnės nezoninės kritulių kiekio anomalijos susidaro tik pakankamai didelėse teritorijose Žr. Михаил Иванович Будыко, «Климатические условия увлажнения на материках», 1955; П. П. Петрова, «Закономерности распространение дождевых осадков по площади», 1959. ir negali likti nenustatytos esant tankiam meteorologinių stebėjimų tinklui. Vadinasi, su klimatu susijusį nenuotakumą (E > P) mūsų kraštuose gali lemti tik garavimo anomalijos. Tačiau garavimas per daugiametį laikotarpį neviršija kritulių kiekio nei vienoje iš vandens balanso stočių, esančių panašaus į Lietuvos klimato kraštuose. Tyrėjai, teigiantys, jog nenuotakių ežerų autoreguliacija drėgmės pertekliaus zonoje pirmiausia turėtų būti susijusi su didesniu garavimu iš vandens paviršiaus Žr. Jan Drwal, „Quasiendoreizm w Europie Środkowej”, 1990; Dieter Schumann, „Die Beziehungen zwischen Niederschlagshöhe und Wasserstandsänderung in oberirdisch zu- und abflußlosen Seen des Norddeutschen Tieflands“, 1972. , nepagrindžia šios prielaidos konkrečių matavimų rezultatais. Todėl tolesnės analizės atspirties tašku pasirinktas senas, bet logiškas A. Muravejskio teiginys, jog kritulių ir garavimo santykio tiesioginis poveikis nuotakumui drėgmės pertekliaus zonoje tegali būti traktuojamas kaip lokalus ir laikinas reiškinys Žr. Сергей Дмитриевич Муравейский, «Процесс стока как географический фактор», 1946. . Žinia, nedera atmesti ir klimato veiksnių poveikio nuotakumui – kai kuriais sezonais konkrečiuose ežeruose jis gali būti itin didelis. Bet jis visada išryškėja veikiant nezoniniams veiksniams, kurie ir lemia I ir O santykį.

 

Žinant tai, didžiausią dėmesį būtina skirti horizontaliosios vandens apykaitos elementų (Ipav, Opav, Opož) analizei. Paviršinės prietakos Ipav dydis labiausiai priklauso nuo ežerą maitinančio baseino ploto, jo litologinės sudėties ir reljefo. Teoriškai vertinant paviršinės prietakos santykį su kitais horizontaliosios vandens apykaitos elementais, parankiau analizuoti ne baseino plotą, bet ežeringumo rodiklį k. Ežerai su mažesniais k turėtų gauti didesnę paviršinę prietaką. Bet ši tendencija galioja tik aptariant panašių fizinių geografinių sąlygų (svarbiausios būtų litologinė sandara ir reljefas) baseinus. Pačią paviršinę prietaką taip pat tenka skaidyti į dvi pagrindines dalis: koncentruotą ir šlaitinę. Tai ypač svarbu mažiems nenuotakiems ežerams, daugumos kurių šlaitinė prietaka yra vyraujanti paviršinės prietakos forma Žr. Степан Фёдорович Федоров, Исследование элементов водного баланса в лесной зоне Европейской территории СССР, 1977; Светлана Александровна Хомич, «Карьерные водоёмы как лимнические системы», 1986. . Tai liudija ir Lietuvos nenuotakių ežerų tyrimai: iš jų intakų teturi vos apie 2 % (dažniausiai didesni ir kurių mažesni k); be to, daugelis intakų periodiškai išdžiūsta. Baseino reljefo ir litologinės sandaros poveikį Ipav bendru atveju galima apibūdinti taip: kuo blogesnės sąlygos susidaryti baseine vandentėkmėms (daug uždarų daubų, maži paviršiaus nuolydžiai ir pan.) ir kuo laidesni vandeniui gruntai jame vyrauja, tuo mažesnė paviršinė prietaka į ežerą.

Į ežerą patenkančiai bendrajai prietakai (Ipav + Ipož) reljefo ir litologijos poveikis nėra toks didelis, nes vanduo, paviršiniu būdu nepasiekęs ežero, susigeria į gruntą ir padidina požeminę prietaką. Beje, didesnioji dalis sausmečiu ežerus pasiekiančios paviršinės prietakos tik formaliai tėra paviršinė, nes susidaro iš gausiai požeminio vandens maitinamų upelių, kurių daugelis ir prasideda ežero dubens šlaituose. Tad labiau pakinta ne į ežerą patenkančio vandens kiekis, bet prietakos pobūdis (paviršinė ↔ požeminė). Tuo tarpu ežeringumo rodiklis atspindi būtent prietakos dydį, todėl, jei ežero paviršinio bei požeminio baseinų ribos yra panašios, k būtų galima vadinti pirminiu, o reljefą ir litologiją – antriniais bendrąją prietaką į ežerą lemiančiais veiksniais.

 

Požeminės prietakos Ipož bei nuotėkio Opož realius dydžius įvertinti dar sunkiau (daug lengviau nustatyti skirtumą tarp jų). Bet jie didžia dalimi priklauso nuo tų pačių veiksnių, iš kurių svarbiausi – gruntų laidumas vandeniui ir ežero padėtis vandensparų atžvilgiu; tad priimtiniausia šiuos vandens balanso elementų reikšmes lemiančius veiksnius analizuoti kartu. Metodiškai tai nelabai gera analizės forma, bet, stokojant informacijos apie požeminės prietakos ir nuotėkio dydžius konkrečiuose objektuose (jie yra tiek diskretiški, jog skaičiavimui neįmanoma panaudoti hidrogeologinių gręžinių ar gruntų laidumo vandeniui duomenų), kitos išeities tiesiog nėra. Pripažįstant, jog lemiamas vaidmuo ežerų nuotakumo pobūdžiui drėgmės pertekliaus zonoje tenka horizontaliosios vandens apykaitos elementams, tenka sutikti a priori: nenuotakiuose ežeruose požeminis nuotėkis per daugiametį laikotarpį viršija požeminę prietaką. Kitaip ežeras tiesiog negalėtų ilgesnį laiką likti nenuotakus. Iš esmės paviršinio nuotėkio neturintys ežerai yra nuotakūs, o neretai ir pratakūs požemyje. Tai liudija ir daugelio paviršinio nuotėkio neturinčių Lietuvos ežerų vandens hidrofizikinių, ypač terminių, rodiklių kaita įvairiame gylyje Žr. Kęstutis Kilkus, Lietuvos ežerų hidrologija: limnologinių procesų priklausomybė nuo morfometrinių parametrų, 1989; Kęstutis Kilkus, Gintaras Valiuškevičius, „Hidrauliškai susiję ežerai: hipotezės ir faktai“, 1995. . Bendru atveju patys Ipož ir Opož dydžiai, jei kitos sąlygos daugmaž vienodos, priklauso nuo ežero geometrinio gylio: gilesni ežerai gauna (ir atitinkamai atiduoda į gilesnius horizontus) daugiau vandens, nes yra hidrauliškai susiję su daugiau vandensparų Žr. Jan Drwal, „Próba określenia typów obszarów bezodpływowych powierzchniowo w warunkach środowiska geograficznego Pojezierza Kaszubskiego”, 1977; Aleksas Garunkštis, „Kalvotų žemių hidrologiniai ypatumai“, 1972. .

 

Aišku, konkrečiais atvejais ežero požeminis pratakumas gali būti ir kitokio pobūdžio. Be to, kai kurie autoriai Žr. Jan Drwal, Władysław Lange, K. Kurowska, „Znaczenie retencji w bilansie wodnym obszarów bezodpływowych na terenach młodoglacjalnych”, 1976; Марк Исаакович Лвович, «Почвенный фактор в гидрологии», 1978. mano, kad požeminio pratakumo pokyčius galima vertinti kaip bendro ežero vandens išteklių pokyčio dalį; tai yra jie sudaro (2) formulėje minėtos komponentės A požeminę dalį. Toks vertinimas teisingas tik kalbant apie ežerus, kurių požeminis nuotėkis patenka į lokalų požeminio vandens baseiną. Kitais atvejais tektų kalbėti ne apie ežero, o apie tam tikros srities (beje, nebūtinai nenuotakios) vandens išteklių pokyčius.

Atskirai derėtų aptarti periodiškai susidarantį paviršinį ežerų nuotėkį, juolab kad jis būdingas didelei daliai aptariamų telkinių. Šis vandens balanso elementas nenuotakiems ežerams būdingas tik periodiškai, tad jo dydį santykiškai galima įvertinti pagal pasikartojimo dažnumą. Esminis nuotėkio periodiškumą ribojantis veiksnys, esant vienodai prietakai į ežerą, yra jo viršvandeninės dubens dalies tūris (esantis žemiau nuotėkio slenksčio). Jį apibūdina batigrafinės kreivės viršutinės dalies forma. Ežerai, kurių viršvandeninės dubens dalies tūris yra didokas, gali likti nenuotakūs net ir itin vandeningais laikotarpiais, tuo tarpu mažesnio tūrio dubenyse telkšantys ežerėliai paviršinį nuotėkį dažnai suformuoja po kelis kartus per metus. Konkretų laikino paviršinio ežero nuotėkio periodiškumą galima prognozuoti tik žinant ežero vandens lygio svyravimo amplitudės bei nuotėkio slenksčio aukščio santykį Žr. Kęstutis Kilkus, Gintaras Valiuškevičius, „Ežerų transformacinio potencialo įvertinimo klausimu“, 1994. .

 

3. Trumpalaikių vandens balanso tyrimų rezultatai

Daugumos Lietuvos nenuotakių ežerų baseinai yra itin maži Žr. Gintaras Valiuškevičius, „Lietuvos nenuotakūs ežerai“, 1993; „Nenuotakios sritys perteklinio drėkinimo zonoje“, 1997. . Todėl jų vandens balanso negalima vertinti pagal generalizuotas įvairių vandens apykaitos elementų (garavimo, paviršinės bei požeminės prietakos) teritorinio pasiskirstymo schemas. Požemines vandens balanso dedamąsias įvertinti sunku ir dėl vietos sąlygų lemiamo požeminės prietakos bei nuotėkio diskretumo Žr. Kęstutis Kilkus, “Territorial Aspects of Water Balance Structure,” 1996. . Ilgalaikių nenuotakių ežerų vandens balanso tyrimų Lietuvoje iki šiol nebuvo. Belieka tenkintis įvairių autorių skirtingu laiku atliktų trumpalaikių vandens balanso tyrimų rezultatais, papildant juos autoriaus atliktų ekspedicinių tyrimų duomenimis.

Trumpalaikiais vandens balanso tyrimais sunkiausia nustatyti garavimo ir požeminių balanso dedamųjų reikšmes. Dažniausiai matuojamas ar empiriškai įvertinamas tik vienas šių elementų, o kitas skaičiuojamas kaip balanso liekana. Dėl šio metodinio trūkumo beveik nieko nežinoma apie konkrečius požeminės prietakos į ežerus bei požeminio nuotėkio iš jų dydžius.

Atsižvelgiant į tai, taip pat į minėtą įvairių veiksnių poveikį balanso elementams, nenuotakių ežerų trumpalaikių vandens balanso tyrimų rezultatus būtina sugrupuoti pagal šiuos požymius: 1) dubenų genezę ir morfometriją; 2) ežerų geografinį išsidėstymą; 3) garavimo įvertinimo metodiką; 4) balanso skaičiavimo tarpsnį. Prisimenant išankstinę prielaidą, jog nezoniniai (pirmiausiai, geomorfologiniai) veiksniai labiau nei zoniniai (klimato) veikia drėgmės pertekliaus zonos ežerų nuotakumo pobūdį, svarbiausia atskirai analizuoti skirtingos genezės ežerų grupes. Kita vertus, upinės, karstinės bei organogeninės kilmės ežerams būdingas ypatingas procesų savitumas, be to, daugumos šių grupių (išskyrus karstinius) vandens balansas iki šiol netyrinėtas. Tad šiame straipsnyje apsiribota gausiausios tarp paviršinio nuotėkio neturinčių ežerų genetinės grupės – ledyninės kilmės ežerų – balanso analize.

 

Šiuos ežerus taip pat reikia klasifikuoti detaliau, nes aišku, jog: 1) ledyninės kilmės ežerų sąvoka pernelyg plati, kad būtų galima apibendrinti jų vandens balanso ypatumus; 2) tiesioginių šių ežerų vandens balanso tyrimų duomenų per maža norint atskleisti būdingą balanso elementų santykį smulkesnio rango genetinėse grupėse. Tai paskatino atsisakyti mėginimų toliau juos genetiškai diferencijuoti ir pasirinkti kitą grupavimo kriterijų (nesumenkinant ir dubenų genezės vaidmens).

Lietuvoje įvairių autorių skirtingu laiku yra tirtas 23 ledyninės kilmės ežerų, neturinčių nuolatinio paviršinio nuotėkio, trumpalaikis vandens balansas Žr. S. Eitmanavičius, „Trakų nacionalinis parkas: hidrogeologija ir ekologija“, 1992; Kęstutis Kilkus, Lietuvos ežerų hidrologija: limnologinių procesų priklausomybė nuo morfometrinių parametrų, 1989; „Ežerų autoreguliacijos teorijos klausimu“, 1990; Gintaras Valiuškevičius, „Nenuotakios sritys perteklinio drėkinimo zonoje“, 1997. . Kai kurių šių ežerų vandens balansas tirtas po kelis kartus. Atsižvelgiant į tirtų ežerų teritorinį pasiskirstymą, vertinant nenuotakių ir periodiškai nuotakių ledyninės kilmės ežerų vandens balansus, naudotasi dviguba diferenciacija. Pirmiausiai išskirtos teritoriškai artimų (ir dažniausiai panašiu laiku tirtų) ežerų grupės: Trakų grupė, Stirnių grupė, Švoginos bei Snaigupės baseinų ežerai. Vėliau kiekvienos grupės ežerų balanso skirtumus mėginta paaiškinti jų morfometrija bei geneze. Nagrinėjant duomenis išryškėjo šios tendencijos.

 

Didžioji dalis nuolatinio paviršinio nuotėkio neturinčių Trakų grupės ežerų gauna menką požeminę prietaką. 1975 m. vasarą ji svyravo nuo 0 (Čiukiškių, Didiškių, Vėžio Akies ežerai) iki 0,8 mm per parą (Šulninkų ežeras), o 1976 m. žiemą beveik visuose šios grupės ežeruose (išskyrus Didiškių ežerą) vyravo filtracija pro dugno gruntą, Akmenos ežere siekusi net 3,4 mm per parą. K. Kilkus tokias menkas požeminės prietakos reikšmes aiškina nepalankiomis požeminio vandens formavimosi sąlygomis Žr. Kęstutis Kilkus, „Trakų ežerų hidrologijos bruožai“1988; Lietuvos ežerų hidrologija: limnologinių procesų priklausomybė nuo morfometrinių parametrų, 1989. : dauguma minimų ežerų išsidėstę galinių morenų grandinių ir šalia esančio smėlingo tarpugūbrio sąlyčio zonoje Žr. Alfonsas Basalykas, Lietuvos TSR fizinė geografija, 1965. . Iš bendro fono ypač dideliu požeminiu nuotėkiu išsiskiria Akmena, savo vandeniu greičiausiai maitinanti ir netoliese prasidedančios Bražuolės versmes Žr. S. Eitmanavičius, „Trakų nacionalinis parkas: hidrogeologija ir ekologija“, 1992; Kęstutis Kilkus, „Trakų ežerų hidrologijos bruožai“, 1988. .

Švoginos baseino ežerai išsidėstę rinų išvagotame pakraštinių moreninių darinių masyve, šalia ledyno liežuvinės dubumos Žr. Alfonsas Basalykas, Lietuvos TSR fizinė geografija, 1965; Česlovas Kudaba, Lietuvos aukštumos, 1983. . Požeminio nuotėkio ir prietakos sąlygomis jie panašūs į Trakų grupės ežerus, tačiau yra santykiškai gilesni, o kai kurie jų užima tos pačios rinos dalis. Todėl beveik visus šiame rajone esančius ežerus galima vertinti kaip pratakius požemyje: požeminiu būdu atitekėjusio vandens šie ežerai neakumuliuoja, ir jis požemiu nuteka toliau. Vyraujanti požeminio srauto kryptis (bent jau rinų segmentuose išsidėsčiusiuose ežeruose), matyt, sutampa su rinų kryptimi, nes faktinis rininių lovių dugnas čia dažnai yra po storoku smėlingų sąnašų sluoksniu Žr. В. Микалаускас, Флювиогляциальные равнины Литвы, 1985. . Geriausias to įrodymas – intensyvi vandens filtracija iš vienoje rinoje išsidėsčiusių, bet smėlingų pertvarų atskirtų Labės, Tauragno, Pastovio ežerų. 1976 m. liepos mėn. filtracija iš Pastovio ežero sudarė net 245 mm per parą (!), tuo tarpu paviršinis nuotėkis Tauragna iš šio ežero per parą siekė vos 1 mm Žr. Кестутис Килкус, «Некоторые черты гидрографии бассейна реки Жеймена», 1986. . Vėlesni tyrimai Žr. Kęstutis Kilkus, „Morfometrinio faktoriaus ir baseino fizinių geografinių sąlygų įtaka ežerų vandens lygio svyravimams“, 1991. rodo, jog nemenką dalį vandens iš Tauragnos baseino požemyje drenuoja Pliaušės upė. Kita vertus, nedera pamiršti, kad skirtumas tarp požeminės prietakos ir nuotėkio kaskadomis išsidėsčiusiuose ežeruose priklauso nuo požeminio vandens lygio, ir momentinę situaciją atspindintys skaičiai negali būti ekstrapoliuojami kitiems sezonams ar metams.

 

Stirnių grupės ežerai, telkšantys Siesarties ledyninės plaštakos dubumoje Žr. Alfonsas Basalykas, Lietuvos TSR fizinė geografija, 1965. , yra ypač sudėtingos genezės. Didesni iš jų (Baltis, Baltelis, Lukštynas) užima liežuvinių duburių dalis. Daugumos mažesnių ežerų dubenys – vienaip ar kitaip paliesti termokarstinių procesų. Minėtiems ežerams bendra tik tai, kad didžiąją jų baseinų dalį sudaro smėlingas gruntas. Todėl sąlygos požeminiam vandeniui formuotis juose (lyginant su Trakų grupės ir Švoginos baseino ežerais) yra geresnės. Savita ir šių ežerų lokalizacija baseinų atžvilgiu – jie yra trijų upių (Lakajos, Virintos ir Aisetos) baseinus ribojančių takoskyrų sandūroje, tad jų priskyrimas konkrečiam baseinui dažnai tėra formalus Žr. Kęstutis Kilkus, Gintaras Valiuškevičius, „Hidrauliškai susiję ežerai: hipotezės ir faktai“, 1995. . Iš vandens balanso tyrimų rezultatų galima spėti, jog Stirnių grupės ežerų vanduo požemyje filtruojasi į Virintos aukštupio ežerus Žr. Antanas Barisas, „Virintos baseino upių šiltojo laikotarpio minimalaus nuotėkio ekspedicinio tyrimo rezultatai“, 1972; Antanas Barisas, Kęstutis Kilkus, „Kai kurie Stirnių grupės ežerų hidrologinio režimo bruožai ryšium su tarpežerio ūkiniu panaudojimu“, 1979; Kęstutis Kilkus, Lietuvos ežerų hidrologija: limnologinių procesų priklausomybė nuo morfometrinių parametrų, 1989) . Ši galimybė labai reali, nes Stirnių liežuvinį duburį nuo Virintos aukštupio ežerų teskiria plona, ant priesmėlingo pamato esanti morenos juosta Žr. Alfonsas Basalykas, Lietuvos TSR fizinė geografija, 1965; Česlovas Kudaba, Lietuvos aukštumos, 1983. , kurią požeminis vanduo lengvai gali aptekėti iš apačios. Matyt, tarp aptariamų ežerų esama ir tiesioginio hidraulinio ryšio, kuris ypač būdingas termokarstines dubes rininiuose kloniuose užimantiems ežeriukams. Tokio atvejo pavyzdys – Kreivojo ir Duobulio ežerų pora Žr. Kęstutis Kilkus, Gintaras Valiuškevičius, „Hidrauliškai susiję ežerai: hipotezės ir faktai“, 1995. .

 

Atskirai reiktų aptarti autoriaus ekspedicijoje tirtus Pietryčių smėlingosios lygumos pakraštyje išsidėsčiusius Snaigupės baseino ežerus (pav.), juolab kad jų tyrimų duomenys kol kas plačiau neskelbti. Visi jie telkšo atskiruose neryškių rininių klonių segmentuose, yra seklūs, sedimentacijos aplygintais dugnais. Baseinų gruntai labai įvairūs: paviršių atskirais ruožais dengia smėlingi distalinių zandrų plotai su kyšančiomis moreninėmis grandinėmis Žr. В. Микалаускас, Флювиогляциальные равнины Литвы, 1985. . Reljefą ypač paįvairina skirtingo gylio termokarstinių dubių grupės. Tyrimai čia buvo atliekami 1994 ir 1996 m., esant skirtingam gruntinio vandens lygiui, tačiau abiem atvejais Opož ir Ipož skirtumas konkrečiuose ežeruose buvo to paties ženklo (lentelė). Tikriausiai tyrimais nustatytos šiems ežerams – bent jau vasarą – būdingos tendencijos.

 
Lentelė. Trumpalaikio vandens balanso elementai (mm per parą) nuolatinio paviršinio nuotėkio neturinčiuose Snaigupės baseino ežeruose / Table. The elements of short-time water balance (P – precipitation, E – evaporation, ΔH – change of water levels, Opož – Ipož – diference between ground water output and input) in the closed lakes of Snaigupė river basin
Ežeras
Lake
Tyrimų laikotarpis
Period of investigations
Vandens balanso elementai, mm per parą
Elements of water balance, mm per day
PEΔHOpož − Ipož
Apydėmė1994 08 07−1005,1−4,0−1,1
1996 08 01−0503,7−3,1−0,6
Raistėlis1994 08 11−1907,2−5,12,1
Šauliukas (su Šaulėnų bala)1994 07 11−1906,8−10,13,4
Šauliukas1996 08 05−0904,3−7,43,1
Zervynas1994 07 20−08 0607,1−6,2−0,3
1996 08 09−1304,4−4,0−0,4
 

Aptariami ežerai sudaro savotišką kaskadą, kurioje vyksta vandens apykaita tarp aukščiau ir žemiau išsidėsčiusių ežerų. Tai liudija ir požeminės prietakos bei nuotėkio skirtumas: viršutiniai kaskados ežerai sausringais laikotarpiais intensyviai filtruoja požeminį vandenį, o apatiniai – gauna nemenką požeminę prietaką. Bet akivaizdu, jog aptariama kaskada itin savita. Priešingai nei daugumoje panašių darinių (kad ir anksčiau aptartame Švoginos baseine), joje ežerų paviršinio nuotakumo tikimybė menkėja rininio klonio nuolydžio kryptimi (pav.). Raistėlio ežero vandens balansui greičiausiai juntamas antropogeninis poveikis: jį papildomai maitina į ežerą išvesta požeminio drenažo sistema. Šiuo atžvilgiu daug įdomesnis Šauliuko ežeras, kuriam kiekvieną pavasarį – o kartais ir dažniau – būdinga paviršinė prietaka iš santykiškai didelio baseino (k = 0,07) ir kuris, nepaisant to, istoriškai niekada nebuvęs nuotakus. Jis – lyg „skylė“, pro kurią paviršinis vanduo patenka į požemį. Pirmiausiai tai susiję su ežero dubenį sudarančiais gruntais: didesniojoje baseino dalyje vyrauja priemoliai, o pats Šauliukas telkšo smėlingame duburyje. Kokiame gylyje slūgsantis požeminio vandens horizontas drenuoja iš Šauliuko besifiltruojantį vandenį ir kaip toli jis driekiasi – pasakyti sunku. Tikrausiai dalis šio vandens požemiu pasiekia Zervyno ežerą (tai liudija ir Zervyno vandens balanso tyrimų rezultatai). Kita pro Šauliuko duburį prasisunkusio vandens dalis galbūt maitina ir iš šaltiniuotos žemapelkės srūvantį Avirės upelį; taigi vėl išryškėja paviršinio ir požeminio baseinų ribų nesutapimas. Itin gilioje dubumoje išsidėstęs Apydėmės ežeras, matyt, yra pratakus požemyje; vienais sezonais jis filtruoja, o kitais – drenuoja požeminį vandenį. Galbūt dalis šio vandens atiteka ir iš Zervyno – tuomet aptariama kaskada būtų ypač įdomi, besibaigianti stačiašlaičiu ir dabartinio klimato sąlygomis niekaip negalinčiu suformuoti paviršinio nuotėkio ežerėliu.

 

Išvados

1. Esminis ežero nuotakumą lemiantis veiksnys yra jų baseiną ir dubenį sudarantys gruntai, nuo kurių priklauso požeminės vandens prietakos bei nuotėkio santykis. Visų kitų veiksnių poveikis ežerų vandens balansui išryškėja šios pagrindinės priklausomybės fone.

2. Intensyviausia požeminio vandens prietaka būdinga giliems ežerams, telkšantiems moreninių aukštumų pakraščiuose.

3. Moreninių aukštumų centrinėse dalyse išsidėstę ežerai požeminio vandens maitinami silpnai, nes dažniausiai vanduo į juos atiteka tik iš lokalios vandensparos laikomo gruntinio vandens horizonto. Žiemą požeminė prietaka į šiuos ežerus dažnai nutrūksta.

4. Atskirus to paties rininio klonio duburius užimantys ežerai dažnai yra hidrauliškai susiję, bet spręsti apie požeminio nuotėkio kryptį pagal paviršiaus nuolydį (ežerų vandens lygio altitudes) galima tik esant raiškioms, vienodo storio sąnašų sluoksnį turinčioms rinoms.

5. Dėl vietos sąlygų poveikio nuolatinio paviršinio nuotėkio neturinčių ežerų vandens balanso struktūrai šių ežerų vandens balansą parankiausia tirti tiesiogiai, trumpalaikiais matavimais; tačiau, atsižvelgiant į metinį ir sezoninį požeminio vandens lygio svyravimą, tokius matavimus būtina kartoti skirtingo sausringumo metais ir sezonais.

 

Literatūra

  • Bagdonas, Algirdas; R. Karalevičienė, Agrometeorologo žinynas, Vilnius: Mokslas, 1987.
  • Barisas, Antanas, „Virintos baseino upių šiltojo laikotarpio minimalaus nuotėkio ekspedicinio tyrimo rezultatai“, Geografija ir geologija, 1972, t. 9, p. 13–30.
  • Barisas, Antanas; Kęstutis Kilkus, „Kai kurie Stirnių grupės ežerų hidrologinio režimo bruožai ryšium su tarpežerio ūkiniu panaudojimu“, Geografinis metraštis, 1979, t. 17, p. 121–127.
  • Basalykas, Alfonsas, Lietuvos TSR fizinė geografija, t. 2: Fiziniai geografiniai rajonai, Vilnius: Valstybinė politikos ir mokslinės literatūros leidykla, 1965.
  • Bukantis, Arūnas; L. Rimkutė, „Kritulių klimatinių rodiklių svyravimo regioniniai ypatumai Lietuvoje 1925–1995 m.“, Geografijos metraštis, 1997, t. XXX, p. 143–153.
  • Drwal, Jan, „Próba określenia typów obszarów bezodpływowych powierzchniowo w warunkach środowiska geograficznego Pojezierza Kaszubskiego”, Zeszyty naukowe wydziału biologii, geografii i oceanologii uniwersytetu Gdańskiego. Geografia, 1977, t. 4, s. 27–51.
  • Drwal, Jan, „Quasiendoreizm w Europie Środkowej”, Przegląd geograficzny, 1990, t. LXII, s. 347–358.
  • Drwal, Jan; Władysław Lange, „Niektóre limnologiczne odrębności oczek”, Zeszyty naukowe wydziału biologii, geografii i oceanologii uniwersytetu Gdańskiego. Geografia, 1985, t. 14, s. 69–83.
  • Drwal, Jan; Władysław Lange, K. Kurowska, „Znaczenie retencji w bilansie wodnym obszarów bezodpływowych na terenach młodoglacjalnych”, Zeszyty naukowe wydziału biologii, geografii i oceanologii uniwersytetu Gdańskiego. Geografia, 1976, 14, s. 57–66.
  • Eitmanavičius, S., „Trakų nacionalinis parkas: hidrogeologija ir ekologija“, Geologijos akiračiai, 1992, nr. 4, p. 46–50.
  • Garunkštis, Aleksas, „Kalvotų žemių hidrologiniai ypatumai“, Mūsų gamta, 1972, nr. 4, p. 17–19.
  • Kilkus, Kęstutis, “Territorial Aspects of Water Balance Structure,” Geografijos metraštis, 1996, t. XXIX, p. 104–110.
  • Kilkus, Kęstutis, „Ežerų autoreguliacijos teorijos klausimu“, Geografija, 1990, nr. 26, p. 33–52.
  • Kilkus, Kęstutis, „Morfometrinio faktoriaus ir baseino fizinių geografinių sąlygų įtaka ežerų vandens lygio svyravimams“, Geografijos metraštis, 1991, t. 27, p. 45–56.
  • Kilkus, Kęstutis, „Trakų ežerų hidrologijos bruožai“ / LTSR MA Geografijos skyrius, Trakų ežerų hidrochemija ir sedimentacijos procesai, Vilnius: Mokslas, 1988.
  • Kilkus, Kęstutis, Lietuvos ežerų hidrologija: limnologinių procesų priklausomybė nuo morfometrinių parametrų, Vilnius: Mokslas, 1989.
  • Kilkus, Kęstutis, Lietuvos ežerų hidrologinė charakteristika, habilituoto daktaro disertacija, Vilnius: Vilniaus universitetas, 1992.
  • Kilkus, Kęstutis; Gintaras Valiuškevičius, „Ežerų transformacinio potencialo įvertinimo klausimu“, Geografija, 1994, nr. 30, p. 17–20.
  • Kilkus, Kęstutis; Gintaras Valiuškevičius, „Hidrauliškai susiję ežerai: hipotezės ir faktai“, Geografija, 1995, nr. 31, p. 35–38.
  • Kudaba, Česlovas, Lietuvos aukštumos, Vilnius: Mokslas, 1983.
  • Schumann, Dieter, „Die Beziehungen zwischen Niederschlagshöhe und Wasserstandsänderung in oberirdisch zu- und abflußlosen Seen des Norddeutschen Tieflands“, Wasserwirtschaft Wassertechnik, 1972, Bnd. 22, S. 58–89.
  • Valiuškevičius, Gintaras, „Lietuvos nenuotakūs ežerai“, Geografija, 1993, nr. 29, p. 21–26.
  • Valiuškevičius, Gintaras, „Nenuotakios sritys perteklinio drėkinimo zonoje“ / Brunonas Gailiušis (sud.), Hidrologija ir aplinka: Baltijos šalių hidrologų konferencijos darbai, Kaunas: Lietuvos energetikos institutas, 1997.
  • Wetzel, Robert G., Limnology, Fort Worth: Saunders College Publishing, 1983.
  • Будыко, Михаил Иванович, «Климатические условия увлажнения на материках», Известия АН СССР: сер. географическая, 1955, т. 2, с. 3–107.
  • Килкус, Кестутис, «Некоторые черты гидрографии бассейна реки Жеймена», География, 1986, т. 22, с. 48–56.
  • Коронкевич, А. Р., «Расчленение водного баланса» / Новые идеи в географии, Москва, 1976.
  • Лвович, Марк Исаакович, «Почвенный фактор в гидрологии» / Проблемы гидрологии, Москва, 1978.
  • Микалаускас, В., Флювиогляциальные равнины Литвы, Вильнюс, 1985.
  • Муравейский, Сергей Дмитриевич, «Процесс стока как географический фактор», Известия академии наук СССР: cер. географическая и геофизическая, 1946, т. 10, № 3, с. 103–115.
  • Петрова, П. П., «Закономерности распространение дождевых осадков по площади», Труды ГГИ, 1959, т. 68, с. 68–80.
  • Федоров, Степан Фёдорович, Исследование элементов водного баланса в лесной зоне Европейской территории СССР, Ленинград, 1977.
  • Хомич, Светлана Александровна, «Карьерные водоёмы как лимнические системы», Вестник Белорусского университета, сер. 2: Химия, биология, география, 1986, т. 1, с. 35–52.