- •Оглавление
- •1.Понятия «водоем», «водная экосистема», ее абиотические и биотические компоненты.
- •2.Озеро и его водосбор, морфогенетическая классификация озерных котловин.
- •3.Водохранилища различного назначения, виды осуществляемого ими регулирования стока.
- •4.Морфогенетическая классификация:
- •5.Морфометрические характеристики водоема и методы их определения.
- •6.Батиграфические кривые (площади и объема) озер и их геометрических моделей
- •7.Особенности формы ложа долинных водохранилищ, ее геометрическая модель.
- •8.Методы определения объема водоема, объемная шкала и ее применение в лимнологических расчетах
- •9.Удельный водосбор водоема, его роль в структуре водного баланса и водообмене
- •10.Водный баланс бессточных и сточных озер, его составляющие, понятие об уровне равновесия.
- •11.Структура водного баланса водоемов и определяющие ее факторы
- •12.Водно-балансовая классификация водоемов, особенности водного баланса водохранилищ.
- •13.Внешний и внутренний водообмен водоема, их показатели.
- •15. Типы колебания уровня воды в водохранилищах, экологическое зонирование аква-территорий.
- •17.Капиллярные и гравитационные ветровые волны, их параметры, трохоидальная теория волн зыби.
- •18.Ветровые волны, факторы, определяющие их форму и размеры, методы их расчета.
- •19.Особенности волнения и течений в прибрежной зоне, роль псаммона в самоочищении воды.
- •20.Сгонно-нагонные явления на водоемах, экологическая роль апвеллинга и даунвеллинга.
- •21.Сейши, их разновидности и причины возникновения.
- •23.Виды течений в озерах и водохранилищах, циркуляционные системы ветровых и плотностных течений.
- •24.Плотность природных вод, определяющие ее факторы, устойчивость стратификации, критерий ричардсона.
- •25.Плотностные течения в водохранилищах, причины их возникновения.
- •26.Формы перемешивания воды в водоемах и его гидроэкологическое значение.
- •27.Конвекция, ее разновидности и причины возникновения в водоемах.
- •28.Оптические особенности воды озер, ослабление света в фотическом слое и роль этого слоя в экосистеме.
- •29.Составляющие теплового баланса озер и водохранилищ.
- •30.Вертикальные температурные зоны в водоеме, причины возникновения и разрушения слоев скачка.
- •31.Годовой термический цикл в озерах умеренной зоны.
- •32 Горизонтальная термическая неоднородность озер, «термический бар» и Его гидроэкологическое значение.
- •33.Термическая классификация озер. Внутренние волны кельвина и пуанкаре в стратифицированных озерах.
- •34. Определение теплозапаса в водоеме.
- •35. Фазы и особенности ледового режима озер, водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов.
- •36. Структура озерного льда, факторы, определяющие толщину и деформации ледяного покрова.
- •37.Генезис и режим взвесей в водоемах, роль седиментации и биоседиментации в самоочищении воды.
- •38. Донные отложения озер, палеолимнологические методы изучения истории озер.
- •39.Грунты и заиление водохранилищ, переработка их берегов.
- •40. Термические, химические и биологические условия образования грязей(пелоидов) в озерах.
- •41.Минерализация и солевой состав озерных вод в разных географических зонах.
- •42. Гидроэкологические особенности меромиктических озер.
- •43.Минеральные озера, их химические типы и особенности термического режима.
- •44. Круговорот органических и биогенных веществ в водоеме и роль в нем гидробионтов.
- •45.Продукция и деструкция органического вещества, их роль в самоочищении водной экосистемы.
- •46. Трофические уровни водной экосистемы, трофогенные и трофолитические слои области водоема.
- •47.Трофическая классификация озер, особенности химического режима олиготрофных и эвтрофных водоемов.
- •48. Гидрологическая структура водоема, типы водных масс и их взаимодействия, фронтальные зоны.
- •49.Физические, химические и биологические характеристики и методы выделения водных масс.
- •50. Причины и признаки эвтрофирования водоемов, принципы экологической реконструкции водохранилищ.
- •51.Гидроэкологические ресурсы водоемов суши - водные (динамические, статические) и биологические.
28.Оптические особенности воды озер, ослабление света в фотическом слое и роль этого слоя в экосистеме.
И сточник энергии – солнце, оно посылает прямую и рассеянную радиацию. Внутрь водоема проникает видимый свет с длинами волн 350-700 нм, так называемая фотоактивная радиация (примерно 50% сумм.потока), которая, в отличие от УФ, не может поглощаться парами воды. Важный оптический показатель водоема - альбедо, оно понижается с опусканием Солнца и усилением волнения.
,
где Р- к-т прозрачности, m- масса атмосферы, т.е. расстояние которое проходит луч до поверхности.
Лучшего всего вода поглощает красный и другие цвета с большой длиной волны, которые превращаются в тепловую энергию и идут на нагрев. Минимальный коэффициент поглощения – у голубого цвета, поэтому он проникает глубже все, и вода кажется нам голубой. На поглощение цветов с маленькой длиной волны требуется много энергии, что регулирует рН, высвобождая Н из Н-ОН. Цвет воды обусловлен избирательным рассеванием и поглощением световых лучей, в исходящем потоке рассеянной радиации также преобладает голубой – поэтому вода и кажется нам синеватой. Для определения цвета тприменяется платиново-кобальтовая шкала, нулевое деление которой характеризует воду, не имеющую желтого или коричневого оттенка.
Свет очень сильно рассеивается взвесями, планктоном, макромолекулами (гуминами и фульватами). Прозрачность – глубина воды, на которой престает быть видимым белый диск Секки диаметром 30 см. Коэфф.прозрачности Р=(интенсивность на верх.границе слоя)/(интенсивность на ниж.границе слоя). Кривая освещенности принимает вид гиперболы. Фотический слой - поверхностный слой воды водоема, в котором имеется достаточно света для процесса фотосинтеза. Нижняя граница фотического слоя определяется глубиной, которую достигает 1% света, проникающего через поверхность. В фотическом слое живет фитопланктон, который перерабатывает углекислый газ и выпускает кислород, обогащая как верхние слои озера, так и атмосферу. По значению относительной прозрачности воды SD (глубины верхнего слоя, в котором виден диск Секки) можно приближенно оценить толщину фотического слоя, принимаемую обычно равной 2SD, ниже которого расположена афотическая толща воды. Экологическая значимость фотического слоя состоит в том, что в нем осуществляется водой и биотой поглощение солнечной энергии. Причем в верхней его части - трофогенном слое, - где скорость продуцирования водными растениями органического вещества больше скорости его деструкции, формируется биологическая продуктивность всей водной экосистемы, а под трофогенным слоем находится трофолитический слой, где осуществляется, в основном, окисление органических веществ и самоочищение воды.
29.Составляющие теплового баланса озер и водохранилищ.
В общем тепловой баланс можно записать как
Qp+Qиа+Qпр+Qк+Qм-Qив-Qи-Qст±Qта±Qтд±Qос±Qл±Qб=±ΔQ. Разберем отдельно его элементы (все формулы – суточные). Qp – суммарная солнечная радиация, поглощенная водой; самый важный источник тепла. Суммарная радиация (Q+q) не изменчива (соответствует среднемноголетним значениям) и может быть снята с карт; при отсутствии актинометрических наблюдений рассчитывается как (возможная сумм.радиация при безоблачном небе по таблицам)*(1-Kродаоблаков*Nоблачностьвбаллах). Самым сложным при расчете является нахождение альбедо – для водной поверхности оно зависит от угла солнца и его высоты, волнения, цвета и прозрачности поверхностного слоя воды. В итоге Qp=(Q+q)(1-альбедо). Qиа – поглощенное водой встречное излучение атмосферы. Qпр – тепло, приносимое стоком в озеро, Qст – выносимое из него со стоком; они рассчитываются как 8,64*(средн.сут.расход воды)*(температура притока/оттока)/(средняя площадь зеркала). Qк – тепло, поступающее в воду при конденсации водяных паров. Qм – поступление за счет перехода механической энергии в тепловую (при движении воды, мало). Qив – излучение воды. Qи – потери тепла на испарение, наибольшая составляющая расходнй части; рассчитывается как (испарение, см/сут)*(597-0,57*температуранапов-тиводы), Е же рассчитывается как 0,15*(разница упругости водяных паров на уровнях 0 и 200см)*(1+0,72*скоростьветравнавысоте200см). Qта – турбулентный теплообмен с атмосферой, вторая по важности характеристика, равна 5,46*(разница температур на уровнях 200 и 0)*(1+0.72*скоростьветравнавысоте200см). Qтд – теплообмен с дном, он играет роль только в неглубоких (до 20 м) озерах и только в зимнее время; численно = -(кофф.теплопроводности грунта)*(вертикальный градиент температуры грунта). Qос – тепло, поступающее с дождями или уходящее при таянии = (суточн.слой осадков)*(температура на высоте 200 см)/10. Qл – тепло, выделяемое при льдообразовании или затрачиваемое на таяние льда = (плотность льда)*(толщина льда)*(скрытая теплота плавления льда). Qб – тепло, выделяемое или затрачиваемое при биологических и биохимических процессах (сложно учитывать, мало). Наибольшую роль в балансе играют Qиа, Qp, Qив, Qи, Qта, так как они характеризуют теплообмен водной массы с атмосферой (зимой вместо них всех – Qтлс, это теплопоток через лед/снег в атмосферу). Членами уравнения, связанными со стоком и осадками (Qпр, Qст, Qос) можно пренебречь из-за их малой величины в сравнении с другими составляющими. Qл и Qтд – взаимоисключают друг друга в масштабе года. Также в расчетах используется показатель эффективного излучения воды Qэ=(Qив- Qиа).