Контрольная работа по гидрологии

КОНТОРЛЬНАЯ РАБОТА ПОГИДРОЛОГИИ1.Понятие о волнении. Процессвозникновения развития и затухания ветровых волнМорское волнение представляетсобой один из результатов передачи энергии атмосферы поверхностному слою воды.При воздействии движущегося потока воздуха на водную поверхность в водевозникают своеобразные колебательные движения, характеризующиеся тем, чточастицы поверхностного слоя начинают описывать круговые орбиты, располагающиесяв вертикальной плоскости, причем в верхней части такой орбиты частица водыдвижется в направлении действия, вызвавшего это движение ветра, а в нижней - впротивоположную сторону.

При этом в каждый данный момент частицы, находящиеся водной фазе орбитального движения, располагаются рядами, ориентированными понормали к направлению ветра.Будучи в наивысшей фазе орбитального движения, ониобразуют гребни волн, в наинизшей - ложбины волн. Ветровоеволнение, возникающее при непосредственном воздействии воздушных потоков на водную поверхность, представляет собойнеупорядоченное движение, что объясняется неправильными пульсациями воздушныхпотоков, частой сменой их направлений, общей турбулентностью движущегося надводой слоя воздуха.

Вследствие значительной вязкости воды волновые колебанияводного слоя продолжаются некоторое время и после прекращения ветра. При этомпроисходит упорядочивание движения, волы приобретают более или менее одинаковыепараметры и направлении распространения. Такое упорядоченное волнениеназывается зыбью.Характер движения частиц воды в волнах зыби может бытьуподоблен движению точки, находящейся на радиусе катящегося круга.

Траекториятакой точки называется трохоидой, а соответствующий тип волн - трохоидальнымиволнами.Энергия волныв первую очередь определяется ее высотой, т.е. амплитудой колебания илидиаметром орбиты, а на глубине порядка 200 м эта амплитуда ничтожна даже дляочень крупной поверхностной волны.Поэтому геоморфологическое воздействие волнна дно ограничивается очень узкой прибрежной мелководной полосой шельфа.

Величина волнзависит от скорости вызвавшего их ветра и от длины разгона, т.е. пути ветра надводной поверхностью. Максимальные высотыволн отмечены в зонах развития западной атмосферной циркуляции.Средние высотыволн, наблюдающиеся в океане при умеренных ветрах, 1 - 3 м, при значительных -6 - 10 м. Известны случаи экстремально высоких волн высотой до 20 - 30 м.Например, в 1933 году с судна Рамапа в северной части Тихого океананаблюдалась ветровая волна высотой 34 м.Наиболееспокойной зоной в океане является экваториальная, где штормовые волнения крайнередки, а повторяемость штилей достигает 20- 33 . Области действия пассатовхарактеризуются почти постоянным неспокойным состоянием водной поверхности, ноздесь преобладают умеренные волнения.2.Продуктивность озер. Схема зарастания озер и озерные отложения.Развивающиесяв озерах биологические процессы непосредственно обусловлены химическим составомозерной воды, ее прозрачностью, размером озера и связанным с ним термическимрежимом.Большоевлияние на развитие растительности гидрофлоры и животных организмов гидрофауны озера оказывают также общие физико-географические условия района,в котором расположено озеро.Чрезмерномалая минерализация воды, особенно малое количество питательных солей, большиеглубины озера, низкие температуры, наоборот, затрудняют развитие органическойжизни.Средиобитателей вод различают организмы, способные питаться минеральными веществамии синтезировать создавать органическое вещество автоторофные , и организмы,питающиеся только готовым органическим веществом гетеротрофные . К первымотносятся все растительные организмы, осуществляющие фотосинтез, т.е. синтезорганического вещества, используя при этом солнечную энергию.

Ко вторым - все животные и некоторые растительныеорганизмы, в том числе большинство бактерий.

Таким образом, население водоемапо характеру обмена веществ может быть разделено на две основные группы производителей органического вещества и потребителей органического вещества.Зарастанияобычно связывают с обогащением водоемов биогенными веществами см. рис . Припервоначально малом их содержании в водоеме олиготрофия поступление их вводоем постепенно формирует высокую концентрацию в водной массе и донныхотложениях таких веществ, как азот и фосфор, качеств воды ухудшается и водоемстановится эвтрофным, т.е. обогащенным биогенными веществами.Расположениелюбого водоема на той непрерывной шкале - от олиготрофного к эвтрофномуназывается его трофическим состоянием уровнем . Вначале были предложены толькопри категории водоемов - олиготрофные, мезотрофные и эвтрофные.

Хотязарастание водоемов является природным процессом, его развитие оценивается врамках геологических масштабов времени.

Однако за несколько последних вековчеловек существенно увеличил использование биогенных веществ, особенно всельском хозяйстве в качестве удобрений и детергентов.

Многие из этих веществпроникли в водоемы и таким образом ускорили их зарастание.

Итогом этогопроцесса, названного антропогенным зарастанием, является уменьшение временногомасштаба процесса зарастания в целом от тысяч лет до нескольких десятилетий именее.Прямымследствием увеличения поступления биогенных веществ в озеро или водохранилищеявляется интенсификация роста водорослей а затем и животных , чтоконтрастирует с действием токсичных загрязняющих веществ, которые могут убить вводоеме все живое.Интенсификация роста водорослей может привести к различнымэффектам.

Например, высокая биомасса, в конечном счете, приводит к большомуобъему мертвых растений и животных детрит , осаждающемуся на дно. Там этовещество будет окисляться аэробными бактериями, что приведет к падениюконцентрации растворенного кислорода в придонных слоях. В результате здесьможет сформироваться аноксия - условия, при которых могут существовать толькоанаэробные бактерии.Хотя эти бактерии еще способны окислять детрит, онивыделяют значительные объемы восстановленных газов, таких, как метан исероводород.Поступлениябиогенных веществ в водоем всегда превышают их потери из него, что приводит к чистому накоплению этих веществ в водоеме.

В нем начинается образование ила,обычно со скоростью 3 мм год.Основнымрезультатом этого увеличивающегося плодородия водоема является увеличение внем биомассы, что на начальной стадииполезно, поскольку озеро становится более продуктивным.В дальнейшемпродуктивность становится настолько большой, что вызывает ухудшение качестваводы, проявляющееся в нескольких формах.

Изобилие биомассы в конечном итогеприводит к сильному уменьшению концентрации РК, т.к. при бактериальномразложении органического вещества интенсивно расходуется кислород. В такихусловиях анаэробное разложение органического вещества и восстановлениесоединений железа вызывает порчу воды появляется запах сероводорода. Обавышеуказанных процесса очень трудно остановить.Скорость истощения кислородамаксимальна летом, когда первичная продукция достигает своего пика. Озерныеотложения формируются из двух основных источников.

Вынос аллохтонного вещества внешнего по отношению к озерной системе обеспечивает поступление в водоемнеорганических частиц и некоторых органических веществ.Эти компоненты образуютсвежие донные отложения в форме крупных частиц в местах впадения рек в озера.Более мелкие частицы осаждаются в открытых акваториях озер, хотя сезонныеколебания скорости осаждения частиц вызывают циклические изменения этих общихтенденций. Дождливая погода увеличивает перенос наносов и эрозию.

Такформируется толстый горизонт отложений крупнозернистой фракции. В сухой сезон восадках преобладает органическое вещество, образующее тонкий темный слоймелкозернистой фракции.Второй позначению вклад в озерные отложениявносит дождь отмершего органического вещества из водных масс озера.Егораспределение зависит от морфометрических особенностей озера это веществонакапливается в глубинной части озера, тогда как на мелководьях постоянноеперемешивание вод задерживает его в толще воды.Озерныеотложения становятся мелкозернистыми и более богатыми органическим веществомближе к центральной части озера, поскольку волнение на мелководье постоянновзмучивает озерные отложения.

Прибрежные отложения - обычно более крупныефракции, промытый песок.Однако там, где присутствуют водные растения, ониснижают развитие волнового перемешивания, способствуя накоплению мелкозернистыхорганических отложений с высоким содержанием органического вещества вследствиеразложения макрофитов в естественных условиях.