Морфометричні характеристики озер

Абсолютні і відносні величини, що їх характеризують озера називаються морфометричними характеристиками озера. До них належать:

• довжина

• ширина

• глибина

• площа озера

• порізаність берегової лінії

• об’єм водної маси

• форма озерної улоговини

Морфометричні характеристики визначаються за батиметричними або гіпсометричними картами. Сучасні методи використовують акустичні та локаційні методи визначення параметрів озерних улоговин.

Площа озера (S_оз ) (поверхня дзеркала водної поверхні озера) характеризує площу водної поверхні і визначається палеткою або з використанням міліметрівки. Інший спосіб визначення площі складної форми – вагометричний, як співвідношення ваги усієї площі до ваги одиниці площі. Визначення площі піддається автоматизації після виконання аерофотозйомки водойми.

Довжина озера (L) – найкоротша відстань між двома найвіддаленішими точками берегової лінії, заміряної по поверхні озера.

Ширина озера може бути найбільшою (B_max), вона визначається як найбільший поперечник до лінії довжини озера і середньою (B_cер), яка дорівнює відношенню площі озера до його довжини:

B_cер= S_оз / L

Довжина берегової лінії ( l ) – довжина урізу води, вимірюється курвіметром.

Ступінь порізаності берегової лінії ( k ) - відношення довжини берегової лінії ( l ) до довжини кола ( l₁ ) з площею, яка дорівнює площі озера (S_оз ).

k = І /І₁

Площа озера зводиться до формули: S_оз = πR², звідси R= (S_оз /π)^1/2, тоді

k = І /2πR= І /2π(S_оз /π)^1/2

Значення ( k ) завжди більше за одиницю.

Визначення морфометричних характеристик озера

Використовуючи дану схему:

В

Берегова лінія

С

B max

10 м

М

L

20 м

27 м

M

10 м

D

D

Визначити: Довжину озера (L) Найбільшу ширину озера ( Bmax) Площу озера (Sоз ) Середню ширину озера (Bcер= S / L) Об’єм озера (Vоз) Довжину берегової лінії озера (l) Вважати що масштаб - 1:10 000

А

1. Використовуючи схему (карту) та лінійку визначити довжину озера, враховуйте масштаб:

А=АВ (км)

2. Використовуючи схему озера чи карту за допомогою лінійки визначити найбільшу ширину озера, враховуючи масштаб:

B_max = СД (км)

3. Обчислити площу озера, для цього:

   1. визначити загальну кількість повних квадратів всередині берегової лінії озера, визначити їх площу, вважаючи, що сторона квадрату, враховуючи масштаб x км, тоді загальна площа знайдених квадратів буде:

S₁ = n • x² (км²)

2. визначити загальну кількість неповних квадратів всередині берегової лінії озера, визначити їх площу, вважаючи, що сторона квадрату 0,1 км, тоді загальна площа знайдених квадратів приблизно дорівнює:

S₂ = m • x² /2 (км²)

Чим більша кількість неповних квадратів, тим менше відхилення від реальної площі озера, потрібно враховувати всі без винятку неповні квадрати.

Враховуючи кількість повних та неповних квадратів площа озера становитиме:

S_оз = S₁ + S₂ (км²)

4. Обчислюємо середню ширину озера за формулою:

B_cер = S_оз / А

Нанести дві ізолінії, які являють собою ізобати для 10 і 20 м глибини озера відповідно і точку максимальної глибини в межах від 20 до 30 м.

Використовуючи перший метод, визначити площі всередині нанесених ізоліній (S₁ та S₂).

5. Знаходимо площу озера, для цього:

1. Проводимо обчислення об’єму води між поверхнею озера і першою ізолінією за наступною формулою:

V₁ = (S₁ + S₂) h₁/2 (м³)

2. Об’єм води між першою і другою ізолінією визначаємо за наступною формулою:

V₂ = (S₂ + S₃) h₂/2 (м³)

3. Об’єм води між другою ізолінією і точкою максимальної глибини за формулою:

V_{3 =} S₃ • h₃/3 (м³)

Зверніть увагу, на значення h_1, h₂ та h₃

4. Знаходимо загальний об’єм озера за наступним виразом:

V_оз = V₁ + V₂ + V₃ (м³)

Оскільки дно озера має довільну і складну форму, то точність визначення його об’єму збільшується з кількістю розрізів озера у вигляді ізоліній і визначення суми об’ємів між ними.

6. Обчислити довжину берегової лінії озера, для цього:

   1. Калібруємо курвіметр, повіряючи його на прямій лінії заданої довжини в 10 см

   2. За допомогою курвіметра вимірюємо довжину берегової лінії на схемі, не менше 3-х разів: a₁, а₂, а_{3 ….} a_n (см)

   3. Знаходимо середнє арифметичне значення:

a = ∑ a_n /n (см)

4. Враховуючи масштаб (М) 1: 10 000, знаходимо довжину берегової лінії озера переводимо отримані результати у розмірність в кілометрах:

I = a ∙ М /10 000 (см)

7. Визначаємо ступінь порізаності берегової лінії

   1. для цього, використовуючи значення площі озера (S_оз ), та зведену до круга площу озера:

S_оз = πR²

2. визначаємо умовний радіус R = /π, а потім довжину умовної берегової лінії I₁= 2 πR

Після чого знаходимо ступінь порізаності озера:

k = І /І₁

Зверніть увагу, що значення ступеню порізаності озера ( k ) завжди більше за одиницю.