12.Водно-балансовая классификация водоемов, особенности водного баланса водохранилищ.

В водном балансе вдхр поверхностный сток заменяется сбросом вод через плотину и попусками через гидросиловую установку. Уравнение: X+Yо+Yгр+Yб+Yc+Yф штрих +Vл штрих - (Yст+P+Z+Yфс+Yфл+Vл) = Ав+Ар+Ап+Н, где X – осадки, Yо – приток по основным рекам,Yгр – подземный приток, Yб – боковая приточность, Yc – приток через гидротехнические сооружения, прилежащие к вдхр., Yф штрих – фильтрация в вдхр через расположенные выше гидротехнические сооружения, Vл штрих - запас воды во льду и снеге, осевшем на берега при зимней сработке уровня и всплывшем весной, Yст – сбросы через сооружение гидроузла, P – забор воды на водоснабжение, орошение и тд, Yфс – фильтрация в створе гидроузла, Yфл – фильтрация через борта и ложе, Vл – запас воды и во льду и снеге осевшем при зимней сработке на берега, Ав – аккумуляция в чаше, Ар – аккумуляция в руслах и поймах впадающих рек ниже гидростворов, Ап – аккумуляция в грунтах ложа и бортов, Н – невязка баланса. Н=сумма прихода и расхода, деленная на изменение запаса воды в водоеме (объем конечный минус объем начальный), Относительная невязка- делим Н на большее из значений прихода или расхода и умножаем на 100%.

Составляющие для ледовых явлений взаимно компенсируются в годовом балансе, но в месячном и сезонном играют важную роль. Некоторые составляющие водного баланса (Yc,Yф штрих,P) для ряда вдхр отсутствуют в связи с особенностями расположения и эксплуатации.

Классификация Богословского:

Различают 2 группы: стоковые – С - (сток больше испарения) и испаряющие – И ( испарение больше стока) водоемы. Стоковые делятся на 2 типа: стоково-приточные СП и стоково–дождевые СД, которые в свою очередь делятся на подтипы СП1 (Байкал), СП2 (Альберт), СП3 (Онежское) , СП4 (Мичиган, Гурон), СД1, СД2, СД3, СД4. Испаряющие имеют также 2 типа: испарительно-приточные и испарительно-дождевые. Подтипы: ИП1 (Арал, Чад), ИП2, ИП3 (Саван, Титикака), ИП4 (Веттерн), ИД1 (Виктория), ИД2, ИД3 (Ньяса), ИД4 (Эдуард).

Приточные типы – в приходной части приток с бассейна больше, чем атм осадки.

Дождевые типы – атм осадки доминируют над притоком с бассейна. Также выделяют еще нейтральный тип, когда приток с бассейна равен атм осадкам.

Подтипы выделяются по процентному соотношению составляющих водного баланса в его приходной и расходной частях.

13.Внешний и внутренний водообмен водоема, их показатели.

Водообмен – процесс смены водных масс с одними свойствами на другие в водном объекте. Различают В. внешний и внутренний. Внешним В. -с атмосферой, с грунтами ложа(верт сост) и с др участками гидрограф сети(гор сост). Интенсивность внешнего В. Характеризуется ∑Пр или ∑Рас. в км3/год или м3/c, или в виде слоя h мм за год. Также внутр В. характеризуется:1) коэф водообмена Кв = Пр / W (кратность замены воды в объекте) 2)время пребывания воды в водоеме R=1/Кв (минимальное время пребывания воды в водном объекте или периодом условного возобновления запасов воды). Коэффициент Kв однозначен при установившемся режиме внутр В., когда приток=стоку, поэтому лучше уравнение В.Н.Штефана (1975) Кв = (V + Y)/2W(W ср объем воды),3)коэф проточности Кп=Кв*L/365(м/сут)(L-длина водоема). Главными географическими факторами интенсивности В. водоемов, в соответствии с формулой Кв =Пр/W=(y/H)*уд водосбор, служат азональные: удельный водосбор водоема(морфометр), средняя глубина(рельеф) и средний годовой слой стока с водосбора(зональн). Интенсивность В. зависит от водности фаз стока: максимальна в половодье и минимальна в межень. Таким образом, В. — важнейшая интегральная абиотическая характеристика состояния водной экосистемы. Подтверждением этого служит зависимость трофического состояния озер от величины их В. и притока соединений фосфора с водосбора, и широко используемая лимнологами для оценки опасности антропогенного эвтрофирования водоемов суши.

Уровень- ровная горизонтальная поверхность воды в водоёме при отсутствии внешних воздействий. Рассчитывается по отношению к уровню моря в абсолютных отметках.

Средневзвешенный уровень Н=H1F1=H2F2+…/ΣF (точность +-1 см)

Колебания уровня- отражает запасы воды в водоеме.

Происходят при 1)изменениях объема водной массы водоемов (связано с изменениями элементов водного баланса); 2)нарушении горизонтального положения их поверхности (такие колебания называются денивеляциями, происходят при движениях воды – волнах, сгонах-нагонах, сейшах). Полностью горизонтальной поверхность может быть только при штиле. Колебания могут быть периодическими (внутригодовые размахи колебаний в дм), циклическими(квазипериодические, среднегодовые, размах на порядок больше м), вековыми (2 периода: 80-90 лет, 1800-1900 лет). Удельный вес отдельных составляющих баланса и их годовые и многолетние ходы имеют четкую географическую зональность. Типы режима уровней: А) преобладание снегового питания (достаточное-избыточное увлажнение) – подъем в период стока талых вод, максимальные уровни весной-летом, затем медленный спад до осени, прерываемый паводками. Б) в засушливых областях, где сильное испарение – резкий весенний подъем уровня с последующим резким спадом (даже до пересыхания), или при грунтовой подпитке – небольшое весенний подъем и постепенное летнее понижение. В) у озер, бассейны которых лежат в горных территориях, наблюдаются летние максимумы уровня, зачастую не один. Г) у озер во влажном климате с дождевым питанием – «расческа» в теплую часть года. Уровень одного и того же озера может варьироваться от года к году в зависимости от особенностей метеоусловий, и можно выявить несколько типов-сценариев годового хода уровней.

Сглаживание колебаний, озёра делятся: 1)наиболее проточные (Байкал, Ханка) 2 периода колебаний (5-6 лет и 26-29 лет), 2) проточные меньшего размера (Селигер, Балатон) 3 периода (22, 26-29, 30-36 лет)

Размах внутригодового колебания уровня зависит: удельного водосбора(чем больше удельный водосбор – тем сильнее колебания), степени зарегулированности притока, климатической особенности, формы озёрной котловины. (один объем повысит уровень больше в коническом озере).