Температурный режим и ледовые явления на озерах. - раздел Химия, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОЛОГИИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ, ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ПРИРОДНЫХ ВОД Уравнение Теплового Баланса Озера:
ΘС...
где Θс - солнечная радиация (прямая и рассеянная), Θледи Θконд - выделение тепла при ледообразовании и конденсации соответственно, Θпр - поступление тепла с притекающими поверхностными и подземными водами, Θатми Θгр - приход или расход тепла в результате теплообмена с атмосферой и донными грунтами, I - эффективное излучение с поверхности воды, Θисп и Θпл - расход тепла соответственно на испарение и плавление (таяние) льда, Θст - расход тепла с речными и подземными водами, уходящими из озера, ∆Θ - изменение тепла в озере. А0 = ср·ρ·Vоз·∆T , где ср - удельная теплоемкость воды, ρ - плотность воды, Vоз - объем озера, ·∆Tоз - изменение средней температуры озера.
Составляющие теплового баланса выражаются в джоулях или калориях.
Для большинства озер основные составляющие теплового баланса — Θс, Θисп и Θатм. Они вызывают изменение температуры на поверхности озера. Передача тепла по вертикали происходит в результате перемешивания вод.
В температурном режиме озера в умеренном климате выделяются 4 периода.
Период весеннего нагреваниянаступает, когда температура подо льдом под влиянием солнечной радиации начинает повышаться. В начале периода наблюдается обратная температурная стратификация,которая характеризуется увеличением температуры с глубиной. У поверхности ее значения близки к 0°С, в придонном слое 2-3°, а в наиболее глубоких озерах 4°, т.е. наблюдается устойчивое состояние, когда плотность увеличивается от верхних слоев к нижним. После освобождения озера от льда температура воды в поверхностном слое начинает расти. Когда она становится выше, чем в нижележащих слоях, происходит конвективное перемешивание. В результате по всей глубине температура становится одинаковой и равной ее придонным значениям в начале периода. Наступает состояние весенней гомотермии,которое продолжается до значения T=4°С.
С указанного момента начинается период летнего нагревания.При нагревании поверхностных слоев выше 4°С конвективное перемешивание происходит только во время их ночного охлаждения. Динамическое перемешивание у неглубоких озер в начале периода, когда разница температур, а следовательно и плотности воды в поверхностном и придонном слоях невелика, охватывает всю толщу воду. При увеличении разницы плотностей вследствие более быстрого нарастания температуры воды у поверхности влияние динамического перемешивания ограничивается только верхним слоем. Наблюдается прямая термическая стратификация,т.е. уменьшение температуры воды по глубине. При этом формируется три характерных слоя: 1) эпилимнион с наиболее высокой температурой, мало изменяющейся по глубине; 2) металимнион(или слой температурного скачка) с резким уменьшением температуры с глубиной; 3) гиполимнион— слой с относительно низкой температурой, слабо изменяющейся по глубине. В наиболее глубоких озерах температура в гиполимнионе близка к 4°С.
С момента, когда приход тепла к поверхности озера становится меньше его расхода, начинается период осеннего охлаждения.Температура поверхностного слоя становится меньше, чем в нижележащих слоях, а плотность больше. Возникает конвек-тивное перемешивание воды. Температура постепенно становится одинаковой по всей глубине и близкой по значению температуре в гиполипнионе летом. Возникает состояние осенней гомотермии,которое продолжается до установления Т= 4°С.
После этого наступает период зимнего охлаждения.При уменьшении температуры в поверхностном слое ниже 4°С конвективное перемешивание прекращается, но под влиянием динамического перемешивания температура нижних слоев обычно опускается несколько ниже 4°С. Ветровое перемешивание прекращается с началом ледостава.
В других климатических поясах наблюдается иной температурный режим озер. В соответствии с температурным режимом выделяют три типа озер: 1) полярные(холодные) - температура не поднимается выше 4°С, прямой температурной стратификации не возникает; 2) тропические(теплые) - температура не опускается ниже 4°С, обратной температурной стратификации не возникает; 3) умеренного климата- наблюдаются периоды как с прямой, так и с обратной стратификацией.
Большинство ледовых явлений, свойственные рекам, наблюдаются и на озерах, но ледостав на них из-за волнения и большего запаса тепла наступает позже, вскрытие также позже из-за отсутствия динамического воздействия потока на лед. Движение льдин во время ледохода происходит в основном под влиянием ветра.
IV ГИДРОЛОГИЯ РЕК... Река это водоток имеющий течение в продолжении большей части года... Система проток рукавов между островами свойственная типу многорукавно го русла...
Общие понятия
Вода имеет огромное распространение на земном шаре - на его поверхности, в почве толще горных пород, в атмосфере. Вода - необходимое условие жизни человека, а также подавляющего большинства
Строение молекулы воды и химические свойства природных вод
Молекула водыпредставляет собой равнобедренный треугольник с двумя атомами водорода в основании и атомом кислорода в вершине. Атом кислорода в молекуле воды присоединяет к себе дв
Физические свойства воды
Вода находится в природе в жидком, твердом и парообразном состоянии. Переходы воды из одного агрегатного состояния в другое - фазовые переходы:
- переход из жидкого состо
II. КУРУГОВОРОТ ВОДЫ И СОДЕРЖАЩИХСЯ В НЕЙ ВЕЩЕСТВ
Общий объём воды на зеином шаре 1,39·109 км3.
На долю поверхностных вод суши без ледников приходится только 0,01% от общего объёма вод. Пресные воды составляют 2
III. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
К подземным водамкак объекту изучения гидрологией относятся воды, содержащиеся в земной коре и активно участвующие в круговороте воды на земном шаре, т.е. взаимодействующие с атмо
Характеристики реки и ее бассейна. Речная долина.
Основные морфометрические характеристики реки в целом — ее длина и площадь водосбора (бассейна).
Водосбор реки- часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда дан
Питание, водный режим рек, водный баланс речного бассейна
Источники питания рек - дождевые, снеговые, ледниковые и подземные воды.
Дождевое питаниепреобладает в теплом поясе и в районах умеренного пояса с муссонным климатом. Доля
Движение воды в реках.
Средняя для поперечного сечения скорость течения определяется по формуле Шези
где I
Речные наносы и русловые процессы.
Характеристики речных наносов:
- мутность воды(s г/м3) -количество взвешенных веществ (т) в единице объема воды (V), s
Температура воды и ледовые явления.
Температураподо льдом 0,1-0,3° выше нуля, весной во время ледохода она не превышает 1°. В периоды без ледовых явлений температура воды зависит в основном от температуры возд
Химический состав и гидрохимический режим рек.
По величине минерализации(М) в меженный период выделяют реки с малой (< 200 мг/л), средней (200-500мг/л), повышенной (500-1000мг/л) и высокой (>1000мг/л) минерализацие
Колебания уровня воды в озерах.
Различают вековые, многолетние, сезонные и кратковременные изменения уровня озер.
Вековые и многолетние колебания уровняимеют вид циклов с периодами (фазами) его повышени
Ветровое волнение в озерах, течения, перемешивание вод
Ветровое волнение- колебательное движение воды под действием ветра поступательного движения массы воды, в отличие от такового при сгонно-нагонных явлениях, не происходит. Волнени
Гидрохимический режим озер.
Озерам свойственны все типы природных вод по солености - от пресных до рассолов. В озерах зоны избыточного и достаточного увлажнения преобладают ионы НСО3- и Сa
Гидробиологические характеристики озер.
Растительные организмысоздают органическое вещество, животные организмыпитаются готовым органическим веществом.
По способности перемещения и зонам распро
Наносы и донные отложения в озерах.
Наносы поступают в озеро с речным стоком, в результате разрушения берегов, отмирания живых организмов, эолового приноса. В проточных озерах часть наносов уходит с речным стоком, остальная часть оса
Назначение водохранилищ
Водохранилище- искусственный водоем, созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока. Небольшие водохранилища площадью < 1км2 назыв
Типы водохранилищ.
1) по морфологии ложа: долинные,ложем которых служит часть речной долины (русло, пойма, участки надпойменных террас); котловинные,занимающие части озерных котлови
Особенности водного баланса и режима водохранилищ.
Уравнение водного баланса водохранилища имеет такой же вид, как для озера. Сток воды из водохранилища, или сброс воды,в отличие от озера, управляемый. Он осуществляется через турби
Влияние водохранилищ на реки и окружающую природу
Влияние водохранилищ на речной сток:1) уменьшение расходов воды в многоводные фазы и увеличение их в маловодные; 2) уменьшение годового водного стока, особенно существенное в засу
VII. ГИДРОЛОГИЯ БОЛОТ
Болото- избыточно увлажненный с застойным режимом участок земли, на котором происходит накопление органического вещества в виде неразложившихся остатков растительности. В более уз
VIII ГИДРОЛОГИЯ ЛЕДНИКОВ
Ледники- движущиеся скопления фирна и льда на поверхности суши, образовавшиеся в результате преобразования твердых атмосферных осадков. Способность ледника перемещаться (течь) под
IX. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
Запасы вод- объем природных вод, содержащихся во всех водных объектах.
Водные ресурсы— ежегодно возобновляемые запасы вод в процессе их круговорота на зе
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов