- •Методические указания
- •(Раздел – «Физика вод суши»)
- •Общие указания
- •Указания по разделам Введение
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Молекулярная физика воды в трех ее агрегатных состояниях
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Основные физические свойства воды, водяного пара, льда, снега
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Основные положения теплообмена
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Стационарное температурное поле
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Нестационарное температурное поле
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Гидротермический расчет водоемов и водотоков
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Движение вод суши
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Ледотехнический расчет водоемов и водотоков
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Испарение с поверхности воды, снега, льда и почвы
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Вода в почвогрунтах и снежном покрове
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Акустические, оптические и электромагнитные явления в воде
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольная работа Общие указания
- •Исходные данные
- •Характеристики водохранилища
- •Метеорологические данные (среднедекадные значения): температура воздуха , парциальное давление водяного пара , скорость ветра , общая облачность
- •Характеристики слоя свежевыпавшего снега: толщина , плотность
- •Начальная температура воды
- •Задача 1 Расчет температуры в снеголедяном покрове водоема
- •Исходные данные:
- •Пояснения к задаче
- •Расчет распределения температуры воды по глубине подо льдом слабопроточного водохранилища
- •Исходные данные
- •Пояснения к задаче
- •Расчет температуры воды по длине водотока
- •Исходные данные:
- •Пояснения к задаче
- •Расчет нарастания толщины льда
- •Исходные данные:
- •Пояснения к задаче
- •Общие указания к выполнению курсового проекта
- •Тема 1. Ветровое волнение на водоеме и методика расчета
- •Литература
- •Тема 2. Испарение с водной поверхности водоема по данным наблюдений и расчета
- •Литература
- •Тема 3. Определение шугопродуцирующей площади полыньи
- •Литература
- •Исходные данные
- •Тема 4. Зимний термический и ледовый режимы водоема (водотока)
- •Литература
- •Расчет средней температуры воды водоема за безледоставный период (тема 5)
- •Литература
- •Расчет изменения температуры воды в водоеме по глубине (тема 6)
- •Литература
- •Содержание
Ледотехнический расчет водоемов и водотоков
Значительную часть года водоемы и водотоки нашей страны находятся под ледяным покровом. Помимо этого, в переходные периоды года – от лета к зиме и наоборот – на этих объектах имеют место такие явления как зажоры м заторы, образование внутриводного льда, навалы льда на берега и гидротехнические сооружения и другие. Поэтому, для успешного ведения народного хозяйства в стране, необходимо знать физику этих явлений и уметь их рассчитывать и прогнозировать (для борьбы с ними, а иногда с целью использования в своей деятельности). Например, рассчитывается толщина и прочность льда для транспортировки по нему тяжелых грузов,, или рассчитывается нагрузка на гидротехническое сооружение от воздействия на него льда.
В этом разделе трудно выделить наиболее важные вопросы. Все они имеют практическую ценность и являются самостоятельными.
Литература
Винников С. Д., Викторова Н.В. Физика вод суши. – СПб.: изд. РГГМУ, 2009 – с. 241 – 317.
Мишон В. М. Практическая гидрофизика, 1983, с. 52, 79 – 84, 110 – 163.
Одрова Т. В. Гидрофизика водоемов суши, 1979, с. 205 – 256, 265 – 281.
Вопросы для самопроверки
Как происходит формирование ледяного покрова?
Как рассчитывается рост ледяного покрова?
В чем суть расчета площади полыньи в нижнем бьефе ГЭС?
В чем суть расчета количества шуги, образующейся в нижнем бьефе ГЭС?
Как образуется зажор?
Как происходит разрушение ледяного покрова?
Как образуется затор и навалы льда на берега и гидротехнические сооружения?
Как рассчитывается статическое давление ледяного покрова при его температурном расширении?
Назовите виды динамических нагрузок от льда на гидротехнические сооружения.
Как формируются и разрушаются наледи?
Как определяется временное сопротивление льда на сжатие и изгиб?
Испарение с поверхности воды, снега, льда и почвы
В настоящем разделе изучаются физические предпосылки и теоретические основы различных методов расчета испарения. Отметим, что из рассмотренных методов в оперативных расчетах применяется только метод эмпирических формул, остальные находят применение в специальных исследованиях. Обратите внимание, что в основу всех эмпирических формул положен так называемый закон Дальтона – формула (9.22) учебника [1]. Заметим также, что важность изучения испарения не ограничивается только тем, что устанавливается величина слоя испарившейся влаги. Нам уже известно, что при испарении температура воды понижается. Значение происходящей при этом теплоотдачи в окружающую среду рассчитывается по формуле (3.34), где фигурирует слой испарившейся воды. Используется оно в теплотехнических расчетах водоемов и водотоков, в мелиорации сельхозполей. Включение величины испарения в уравнения водного и теплового балансов указывает на важность изучения этого явления.
Литература
Винников С. Д., Викторова Н.В. Физика вод суши. – СПб.: изд. РГГМУ, 2009 – с. 318 – 351.
Мишон В. М. Практическая гидрофизика, 1983, с. 84 – 94.
Одрова Т. В. Гидрофизика водоемов суши, 1979, с. 154 – 181.
Вопросы для самопроверки
Опишите механизм испарения с поверхности воды.
Назовите основные факторы, определяющие испарение.
В чем суть расчета испарения методом водного баланса?
То же методом теплового баланса.
То же методом турбулентной диффузии.
То же методом эмпирических формул.
Как рассчитывается испарение с поверхности снега и льда?
Что такое суммарное испарение?
Как рассчитывается испарение почвенной влаги?
Опишите измерение испарения с поверхности воды, снежного покрова и почвы с помощью приборов.