ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.09.2020
Просмотров: 559
Скачиваний: 5
28. Во́дный режи́м — изменения во времени расхода воды, уровней воды и объёмов воды в водотоках (реках и других),водоёмах (озёрах, водохранилищах и других) и в других водных объектах (болота и другие).
В районах с тёплым климатом на водный режим рек основное влияние оказывают атмосферные осадки и испарение. В районах с холодным и умеренным климатом также очень существенна роль температуры воздуха.
[править]Фазы водного режима
Различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень, ледостав, ледоход.
-
Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.
-
Паводок — сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье. Значительные паводки могут вызвать наводнение.
-
Межень — ежегодно повторяющееся сезонное стояние низких (меженных) уровней воды в реках. Обычно к межени относят маловодные периоды продолжительностью не менее 10 дней, вызванные сухой или морозной погодой, когда водность реки поддерживается, главным образом, грунтовым питанием при сильном уменьшении или прекращении поверхностного стока. В умеренных и высоких широтах различают летнюю (или летне-осеннюю) и зимнюю межень.
-
Ледостав — период, когда наблюдается неподвижный ледяной покров на водотоке или водоёме. Длительность ледостава зависит от продолжительности и температурного режима зимы, характера водоёма, толщины снега.
Неравномерный в течение года режим питания рек связан с неравномерностью выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда и поступления их вод в реки.
Колебания уровня воды вызываются в основном изменением расхода воды, а также действием ветра, ледовых образований, хозяйственной деятельностью человека.
[править]Типы водных режимов
Типичные водные режимы рек различаются по климатическим зонам:
-
Экваториальный пояс — реки многоводны в течение всего года, сток несколько возрастает осенью; поверхностный стокисключительно дождевого происхождения
-
Тропическая саванна — водность пропорциональна продолжительности влажного и сухого периодов; преобладаниедождевого питания, при этом во влажной саванне половодье продолжается 6—9 месяцев, а в сухой —до трёх; довольно существенный летний сток
-
Субтропики средиземноморского типа — средняя и низкая водность, преобладает зимний сток
-
Приокеанические субтропики (Флорида, низовья Янцзы) и прилегающие районы Юго-Восточной Азии — режим определяется муссонами, наибольшая водность летом и наименьшая — зимой
-
Умеренный пояс Северного полушария — повышенная водность весной (на юге преимущественно за счёт дождевого питания; в средней полосе и на севере — половодье снегового происхождения при более или менее устойчивой летней и зимней межени)
-
Умеренный пояс в условиях резко континентального климата (Северный Прикаспий и равнинный Казахстан) — кратковременное весеннее половодье при пересыхании рек в течение большей части года
-
Дальний Восток — режим определяется муссонами, летнее половодье дождевого происхождения.
-
Районы многолетней мерзлоты — пересыхание рек зимой. На некоторых реках Восточной Сибири и Урала во время ледостава образуются наледи. В Субарктике таяние снежного покрова происходит поздно, поэтому весеннее половодье переходит на лето. На полярных покровных ледниках Антарктиды и Гренландии процессы абляции происходят на периферийных нешироких полосах, в пределах которых образуются своеобразные реки в ледяных руслах. Они питаются исключительно ледниковыми водами в течение кратковременного лета.
30. Цячэнні
Цячэннямі называецца гарызантальнае перамяшчэнне водных мас пад уздзеяннем розных метэаралагічных фактараў: ветру, сцёку з вадазбору і з самога вадаёма, неаднарорднасці шчыльнасці вады, змянення атмасфернага ціску і іншых. Цячэнні характарызуюцца хуткасцю і напрамкам, які паказвае куды перамяшчаюцца водныя масы. Асноўымі сіламі, якія вызываюць цячэнні ў азёрах, з’яўляюцца: уздзеянне ветра на водную паверхню (датыкальная напруга) і гравітацыйныя сілы (гарызантальная састаўляючая сілы цяжару). Акрамя таго, на цячэнні ўздзейнічаюць другарадныя сілы, якія ўзнікаюць толькі пры руху вады і могуць значна паўплываць на ўжо ўзнікшы рух вады. Да іх адносяцца: сіла ўнутранага трэння, сіла інэрцыі (інэрцыонныя сілы), адхіляючая сіла кручэння зямлі (сіла Каріоліса) і цэнтрабежная сіла. Сіла ўнутранага трэння з аднаго боку, вызывае перадачу момант руху ад аднаго слоя да другога, с другога – прыводзіць да дысіпацыі (разсейванню) энэргіі і паслабляе цячэнне.
Значны ўплыў на цячэнні у азёрах робяць марфаметрычныя асаблівасці катлавін: абрыс вадаёма ў плане, памеры акваторыі, глыбіня і рэль’еф дна. Аднак, найбольшае значэнне ў буйных азёрах маюць ветравыя і шчыльнасныя цячэнні, а ў малых праточных – сцёкавыя цячэнні.
Ветравыя, ці дрэфавыя цячэнні ўзнікаюць у выніку трэння ветравых патокаў на водную паверхню і ціску яго на схілы ветравых хваляў. Паміж хуткасцю ветра (U, м/с) і хуткасцю вызванага ім паверхневага цячэння (Uo, м/с) існуе залежнасць:
Uo
= A
U
,
дзе
- геаграфічная шырата, А
– ветравы каэфіцыент, які вагаецца ў
межах 1-1,5 %, але ў некаторых вадаёмах
дасягае 3-6 %. Хуткасці дрэйфавых цячэнняў
на буйных вадаёмах звычайна не перавагае
30-60 см/с. Так, на Анежскім возеры пры
ветру 8 м/с яны дасягаюць 30 см/с, пры ветру
15 м/с (моцны вецер) – 50 см/с, на Байкале
пры моцных асенніх вятрах – 40-70 см/с.
Згонна-нагонныя працэсы. З глыбінёй хуткасць цячэнняў у выніку трэння, і асабліва ва ўмовах вертыкальнай стратыфікацыі шчыльнасці вады, памяншаецца. Напрыклад, максімальная хуткасць паверхневых цячэнняў Ладажскага возера дасягалі 30 см/с, на глыбіні 25 м – каля 20 см/с, а на глыбіні ўжо 50 м – усяго 12-13 см/с. Дрэфавыя цячэнні вызываюць згоны і нагоны – перамяшчэнні водных мас, якія ўзнікаюць у выніку захопу паветрам верхняга слою вады у падветранага берага (згоннага) і перамяшчэнню яго да наветранага (нагоннага). У выніку працяглага устойлівага стану такіх умоў узнікае адпаведны ухіл воднай паверхні. Рознасць узроўня вады на згонным і нагонным участках акваторыі (∆h) вызначаецца па формуле:
∆h = 2*106 (U2 D / gH) cos α,
дзе α – вугал паміж па галоўнай восі возера і напрамкам ветру, D – хуткасцьветру на вышыні флюгера (10 м), Н – сярэдняя глыбіня возера па профілю па напрамку перамяшчэння хваляў. Пры згонах і нагонах узнікаюць кампенсацыйныя цячэнні, накіраваныя у супрацілеглым напрамку дрэфавым цячэнням. Яны, як правіла, праходзяць на глыбіні ці ў прыдонных слаях вадаёма.Згонна-нагонныя ваганні ўзроўню найбольш значныя у адмелых берагоў, дзе кампенсацыйныя цячэнні па прычыне трэння аб дно значна паслаблены, чым на значных глыбінях. Так, у паўднёвых адмелых берагоў Ладажскага возера і ў мелкаводных залівах Арала яны дасягаюць 2 метраў.
Шчыльнасныя цячэнні добра выражаны на буйных і глыбокіх азёрах,дзе найбольш ярка выражана вертыкальная неаднароднасць размеркавання тэмпературы і звязанай з ёю шчыльнасць вады. Гэты тып цячэнняў добра выражаны ў перыяды награвання і ахалоджвання вадаёмаў, калі розніца тэмпературы цэнтральных і прыбярэжных участкаў дасягае максімума. У такіх азёрах шчыльнаснай цыркуляцыяй можа быць ахоплены слой вады да 45 м (Ладажскае возера) і нават да 100-150 м (Байкал). Хуткасці такіх цячэнняў у паверхневых слаях дасягаюць 25-35 см/с, а на глыбіні 50 м – 10-12 см/с. Дзякуючы ўздзеянню сілы Каріоліса, шчыльнасныя цячэнні на глыбіні ўтвараюць замкнёныя гарызантальныя цыркуляцыі, накіраваныя ў перыяд награвання вадаёма супраць гадзіннікавай стрэлкі, а ў перыяд ахалоджвання – па гадзіннікавай стрэлцы.
Сцёкавыя цячэнні. Даволі часта ў праточных (сцёкавых) азёрах узнікаюць сцёкавыя цячэнні. У гэтых выпадках ухіл воднай паверхні возера, асабліва невялікіх азёр, ствараецца прытокам і сцёкам. У большасці выпадках у азёрах такія перакосы воднай паверхні невялікія. Адпаведна малыя і хуткасці сцёкавых цячэнняў. Як правіла, ў буйных азёрах яны не перавышаюць 10-20 см/с. Акрамя таго, значны ўплыў на сцёкавыя цячэнні робіць вецер. Таму “у чыстым выглядзе” сцёкавыя цячэнні добра выражаны толькі зімой.
Основными составляющими теплового баланса озера, так же как моря и реки, являются: радиационный баланс, теплообмен с атмосферой и теплообмен с дном водоема. Дополнительные составляющие баланса (тепловой сток рек, тепло, выделяемое при ледообразовании и затрачиваемое при таянии льда, тепло, выделяемое и расходуемое при биологических и биохимических процессах, и т. д.) по удельному весу малы и ими часто можно пренебречь.
Удельный вес основных элементов теплового баланса водоема также неодинаков. Значения каждого из них меняются во времени и различны как для озер, расположенных в различных географических зонах, так и для озер одной зоны, но разных по размерам.
В замерзающих озерах в теплое полугодие тепло поступает через открытую водную поверхность. Основным источником тепла
в этом случае является поглощенная прямая и рассеянная солнечная радиация. Она составляет в теплое полугодие 90—98% приходной части теплового баланса. Тепло, поступающее в водоем при непосредственном теплообмене с атмосферой, невелико и достигает 8—10% лишь в весенние месяцы, когда температура воды ниже температуры воздуха. Конденсация в водоемах редко преобладает над испарением, в связи с этим роль тепла, выделяемого при конденсации, мала. В отдельные месяцы в таких больших озерах, как Байкал, Ладожское, этот поток тепла оценивается долями процента.
32. ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ – совокупность закономерно повторяющихся процессов возникновения, развития и разрушения ледяных образований на водных объектах. Выделяют следующие основные типы Л.р.: 1) ледяные образования и ледовые явления отсутствуют. Этот тип характерен для тропических широт; 2) наблюдаются ледовые явления, но ледостав отсутствует (преимущественно горные районы субтропического пояса); 3) наблюдается неустойчивый ледостав (умеренный климат западных побережий материков); 4) ежегодно в зимний период наблюдается устойчивый ледостав различной длительности (субарктический и умеренный пояс); 5) ледостав в течение всего года (встречается только у озер арктического пояса и близкого к нему климата высокогорий). Для 4-ого типа, занимающего подавляющую часть территории России, выделяют три основных фазы Л.р.: замерзания, ледостава и вскрытия.
Фазам Л.р. соответствуют характерные периоды Л.р. — осенних ледовых явлений, ледостава, весенних ледовых явлений. Замерзание — фаза Л.р., характеризующаяся образованием ледяного покрова на водотоках и водоемах. Период замерзания начинается с появления льда и заканчивается образованием ледостава. Различают процессы ледообразования (появление плавучего льда) и формирования сплошного ледяного покрова. Ледообразование происходит при кристаллизации воды в любой точке водной толщи и на дне, а образование сплошного ледяного покрова происходит как за счет замерзания воды на поверхности, так и за счет смерзания всплывших масс льда, заберегов и льда, приносимого течением или дрейфом. По характеру образования ледяного покрова выделяют два типа: статический и динамический. Статический тип замерзания характерен для мелководных и небольших по площади озер, водохранилищ, прудов, участков небольших рек и каналов с медленным течением. В поверхностном слое формируются кристаллы льда в виде тонких прозрачных игл, скопления которых создают матовые пятна (сало), у берегов на мелководье формируются забереги, постепенно нарастающие от берега к глубоководной части. При спокойных условиях замерзания они имеют ровную поверхность и небольшую начальную толщину. Дальнейшее их распространение и примерзание к ним плавающих ледяных образований приводит к установлению сплошного ледяного покрова. Динамический тип замерзания характеризуется интенсивным перемешиванием, остывание воды происходит по всей глубине перемешиваемого слоя, что способствует переохлаждению всей толщи и заносу на глубину ядер кристаллизации. Образующийся при этом внутриводный лед может превышать количество льда, образующегося на поверхности. На дне образуются скопления донного льда. Смерзание плавающих на поверхности ледяных образований и обломков льдин увеличивает количество ледяного материала и в конце концов приводит к образованию сплошного ледяного покрова. Динамический тип замерзания характерен для участков рек с быстрым течением, для озер и водохранилищ — с интенсивным ветровым перемешиванием. При большой скорости течения — более 1,6—1,8 м/с (горные реки) — сплошной ледяной покров может не образоваться. Река несет большое количество шуги (см.), при остановке шуги образуются временные ледяные перемычки, могут формироваться зажоры. Период замерзания называют также периодом осенних ледовых явлений (см.), во время которого наблюдается наибольшее разнообразие ледяных образований и фаз развития ледового режима.
Ледостав — фаза Л.р., характеризующаяся наличием неподвижного ледяного покрова, период, в течение которого наблюдается неподвижный ледяной покров. В первые дни ледостава, когда лед еще тонок, и тепловой поток от воды в воздух значительно превышает приток тепла из водной толщи к поверхности, нарастание льда происходит сравнительно быстро. В дальнейшем, по мере увеличения толщины льда и нарастания слоя снега на льду, процесс замедляется. При установлении равновесия между расходом тепла через снего-ледяной покров и притоком его к нижней поверхности льда рост толщины льда снизу прекращается. Во вторую половину зимы может наблюдаться значительное нарастание льда за счет смерзания насыщенного водой снега, когда в результате прогибания льда под тяжестью снеговой массы вода выходит на поверхность через трещины. В начале весны лед начинает подтаивать снизу за счет уменьшения потерь тепла в атмосферу. После освобождения ледяного покрова от снега начинается интенсивное стаивание льда сверху. Общий слой стаивания до разрушения сплошного ледяного покрова на озерах и водохранилищах достигает 25—50% первоначальной толщины.
Вскрытие — фаза Л.р., характеризующаяся разрушением ледяного покрова. Начало разрушения ледяного покрова происходит под влиянием термических факторов — подтаивания льда снизу за счет уменьшения потерь тепла в атмосферу. После освобождения ледяного покрова от снега начинается интенсивное стаивание льда сверху. Механические факторы либо дополняют процессы термического разрушения льда, либо являются главной причиной вскрытия водотоков и водоемов. К механическим факторам относится движение воды подо льдом, создающее постоянное усилие, приложенное к нижней кромке льда и направленное вниз по течению, а также весенний подъем уровня, создающий усилие, направленное вверх, отрывающее лед у берегов, создающее прогиб ледяного покрова. Значительную роль во взломе льда весной на больших озерах и водохранилищах играет ветер, часто взламывающий лед, ослабленный таянием, или смещающий ледяные поля. Разрушение льда усиливается при образовании открытых водных пространств — к работе ветра добавляется воздействие волн, разрушение льдин во время дрейфа и т.п. Появление весенних ледяных образований и развитие ледовых явлений на реках, озерах и водохранилищах существенно влияет на быт прибрежного населения и условия работы различных сфер хозяйственной деятельности, прямо или косвенно связанных с водными объектами. Отдельные элементы Л.р. относятся к числу опасных и нежелательных природных явлений (зажоры и заторы).
33. Гідрахімічныя асаблівасці
Мінералізацыя і хімічны склад вады азёр фарміруецца і змяняецца ў выніку ўздзеяння прыродных і антрапагенныхфактараў. Роля антрапагенных фактараў узрастае па меры гаспадарчага выкарыстання тэрыторыі вадазбораў. Для азёрных вод характэрны занальныя адрозненні складу і канцэнтрацыі раствораных рэчываў па тэрыторыі і значныя ваганні па часу. Дзякуючы запаволенаму вадаабмену, на фоне геаграфічнай занальнасці ў хімізму вады азёр значна адлюстроўваецца ўплыў азанальных фактараў (геалагічнай будовы, рэльефа, марфалогіі катлавін), якія прыводзяць да неаднароднсці вод унутры кожнага раёна і ў кожным вадаёме. Геаграфічная занальнасць праяўляецца ў павялічэнні мінералізацыі і змене хімічнага складу пры пераходзе ад лішкавага і дастатковага ўвільгатнення тэрыторыі да засушлівага. Мінералізацыя вады буйных азёр лясной зоны не перавышае некалькіх дзесяткаў мг/л (Анежскае 30, Целецкае каля 70 мг/л). У саляных азёрах арыдных раёнаў яна перавышае 200-300 г/кг (Эльтон – 256 г/кг).