6. Сопряжение реки и моря при нагонах. Скоростная структура потока при нагонах

Нагонные подъемы уровня могут достигать в устьях 3-10 метров, сгонные – 1-2. Как и в случае с приливами, дальность распространения нагонов больше, чем сгвонов, из-за устьевого бара. Во время большого нагона скорости сначала направлены к морю, затем на неглубоких участках, где течение слабее, становятся обратными, затем в верхней части потока наблюдается обратное течение, а в нижней – прямое, и, наконец, весь поток занимает обратное течение. Затем все циклично (начиная от дна) повторяется обратно. Однако периоды двухслойных течений очень коротки. Обратное нагонное течение из-за структуры ветрового потока зачастую устанавливается только на мелководье. Для глубоких рукавов зачастую действие приходящей с моря нагонной волны намного сильнее, чем нагонного ветра, в результате чего действует приливная схема - обратные течения могут возникать не только у поверхности, но и у дна. Сила Кориолиса в данных ситуациях не сказывается. Дальность зависит от величины подъема уровня и расхода в реке, а также от ее уклона, lнаг=[ln(ΔHм/0,05)]/k. ΔHx=exp(-kx)*ΔHм. Максимальные величины наблюдаются около морского края дельты. Нагоны очень чувствительны к изменениям расхода, в частности, при зарегулировании стока сглаживают амплитуду нагонов, но увеличивают длину устьевой области реки (если их дальность больше дальности приливов). При сгонах скорости увеличиваются только в поверхностном слое.

7. Распределение и перераспределение стока воды по рукавам дельты

Влияет на: 1)обводнение разл.частей дельты, 2) стоково-уровенный режим, 3) сток наносов, хар-р русловых процессов и морфолог.процессов на устьевом взморье отдельных рукавов, 4)проникновение в рукав соленых (солоноватых) вод, 5)обрубление рукава, 6)возможность хоз.исп-ия. Распр-е стока воды по дельтовым рукавам и их системам опр-ся соотношением гидравлич.сопротивлений рукавов и их систем (Q1/Q2 = √(F2/F1), где F – гидравлическое сопротивление). F = n²*l / (B²*h^10/3_ср), где n – коэф-т шероховатости, l –длина рукава, В – его ширина. Поскольку сопротивления меняются, происх. перераспределение стока. Берем простейшую ситуацию: разветвление на 2 рукава. Водность рукава увеличивается в случае уменьшения его длины и коэф-та шероховатости, увеличения ширины и средней глубины.

Перераспределения расходов воды между рукавами бывают обратимые и необратимые. По скорости протекания: медленные и быстрые (катастрофические). По времени (периоду): 1. многолетние (чаще всего направленные). Вызваны изменением фонового уровня приемного водоема, характером морфол.процессов в дельте, хоз.деят-тью и гидротехн. строительством. Углубление и расчистка, спрямление серьезно влияют на распределение (Дунай-рукв Сулинский, Волга-рукав Бахтемир из-за сооруж.Волго-Каспийского канала, Дон – рукав Песчаный углубление в 28г.) Изъятие стока в реке и дельте привело к сосредот.стока в главных рукавах (Дон, Кубань). 2. Сезонные перераспр. связаны с сезонным изм-м водности реки при неодинаковой морфометрии рукавов. Если рукав более узкий, но менее глубокий, то в межень по нему идет основной расход, а роль широкого и мелкого возрастает при прохождении паводков и половодья. Для судоходства лучше глубокий и узкий. 3. Кратковрем. изменения из-за приливных и сгонно-нагонных явлений, особенно на нижних участках. А также в связи с заторными явлениями. Методы наблюдений за распределением стока воды в рукавах: гидрометрический, гидравлические методы (моделирование), индикационный-по порядкам водотоков – гидрографический. Гидрометрический наиб.точный и наиб.желательный. Производится экспед.способом или по стационарным наблюд. Посты в вершине каждого рукава – оптимум. Должны быть вне зоны приливных и нагонных колебаний уровня. Желательны синхронные измерения расходов и неск.измерений в теч.сезона. Строятся для каждого рукава зависимости Q(H), а также связь расхода на основном рукаве (или где есть гидром.пост) с расходами на других рукавах. Составляется таблица с инфо по рукавам: уровнями, расходами, долей в общем стоке и т.д.

Гидравлический метод или метод общих сопротивлений (докторская Михайлова) Для любых русловых разветвлений, в том числе для дельтовых. Решается система уравнений для створов чуть ниже узла: отношение расходов в рукавах равно корню из обратного соотношения сопротивлений ((Q1/Q2 = √(F2/F1)). Сумма расходов равна расходу до разветвления (Q1+Q2=Q0, где Q0 расход выше узла). Откуда получаем выражение для Q1=Q0/(1+Q2/Q1)= Q0/(1+√(F2/F1)). Гидравлическое сопротивление F = n²*l / (B²*h^10/3_ср). Поиграемся с формулами: Шези V=C√(hI). Q=BhC√(hI). Ф-ла Шези-Маннинга С=h^1/6/n. Подставляем в расход: Q=Bh^5/3I^1/2n^-1. Теперь надо отнести такой Q1 к Q2 и показать, рассказать, как это красиво и полезно. Для дельт со сложной гидрограф.сетью используется Fобщ, т.е. общее сопротивление системы какого-то рукава. Расчет ведется от вершины дельты… Аналогично ((Q1/Q2 = √(F²_общ/F¹_общ). Есть еще какой-то геморный метод итераций Иванова. Применялся вроде для северных рек. Сложная прога с циклами.