11. Су толқындары, олардың түрлері. Су толқының негізгі параметрлері, анықтау жолдары

Толқын —ай мен күннің тартылыс күштерінен, желдің әсерінен, атмосфералық қысымның  ауытқуларынан, су асты жер сілкіністері мен жанартау атқылауларынан немесе кеме қозғалыстарынан пайда болатын теңіздер мен мұхиттардағы сулы ортаның тербелмелі қозғалысы.

Қума толқын (Бегущая волна) — желі бойымен жүктемеге қарай энергия тасымалдайтын толқын. Фидердің толқындық кедергісі антеннаның кіріс кедергісімен үйлескен жағдайда радиотаратқыш фидерге беретін энергия қума толқын арқылы антеннаға толығымен беріледі.

Синусоидалық толқын - қандай да бір физикалық шаманың гармоникалық тербелістерінің ортада нақты анықталған жиілікпен таралуы.

Толқынның пайда болуы.

Суға лақтырылған тастың түскен жерінде пайда болады. Тас түскен жердегі су ығысады да, ол жерде ойыс пайда болады. Ойыс төңірегінде ығысқан су дөңгелек сақина пішінді өркеш түзеді. Бұл өркеш сол мезетте-ақ жан-жағына қарай кеңейе отырып, тастың түскен жерінен алыстай бастайды. Біріншіден кейін екінші, содан соң үшінші, т.с.с. өркештер пайда болады. Өркештер бір-бірінен ойыстармен бөлшеді. Бұл процесс толқындық қозғалыс болып табылады. Мұндағы ең маңызды анықтап алатын жай — судың толқынмен бірге ығыспайтыны. Егер сол толқын бетіне суда қалқып жүретін кез келген денені (қалтқы, ойыншық қайық, тал қабығы, т. б.) тастасақ, онда олардың жағалауға жақындамайтынын, тек сол толқынның еркештеріне келгенде көтеріліп, ойыстарына келгенде төмен түсіп, тербеліп қана тұратынын байқауға болады.

12. Су объектілеріндегі су массалары. Су массаларының тұрақтылығы және типтері

Судың араласу қарқындылығы оны тудыратын факторлармен қатар жекелеген су қабаттарының әсер ететін кедергісімен де анықталады.

Су массасының орнықтылығы. Су қабаттары аралығындағы кедергі күштері қабаттардың тығыздықтарының айырмашылығы артқан сайын өседі. Бұл құбылыс су массасының вертикал орнықтылығы деп аталады.

Су қоймасында беттік және терең қабаттарда тұрақты араласу процесінің жүруіне байланысты орнайтын вертикал орнықтылық су массасының физика-химиялық сипаттамаларының біртексіздігін сақтауға және әр түрлі сипаттағы су массаларының тереңдік бойымен орналасуына ықпал етеді.

Су қоймасында әр түрлі температуралы су қабаттарының орналасуы, яғни тығыздығы әр түрлі болып келетін қабаттардың болуы көлдің орнықты тепе-теңдігін мына жағдайда орнатады: егер массасы бойынша жеңіл су қабаттары одан ауыр салмақты қабаттардың үстінде орналасқан болса. Ал су тығыздығы тереңдік бойымен біркелкі болып келсе, онда су қоймасы массасының бейтарап тепе-теңдігі (безразличное равновесие) байқалады. Егер су қоймасының беткі бөліктерінде тығыздығы жоғары, ал төменгі қабаттарында тығыздығы төмен су қабаттары орналасса, онда су қоймасының орнықсыз (неустойчивое равновесие) тепе-теңдігі орнайды.

Су массасының орнықтылығының өзгеруі көлдегі су массасының ауырлық центрінің өзгеруімен қоса жүреді. Тура температуралық стратификациялы көлде, яғни орнықты тепе- теңдік жағдайындағы көлде ауырлық центрі барлық қабаттарының температурасы 4°С болып келген осы көлге қарағанда төмен орналасады. Су массасының орнықтылығы артқан сайын бұл ауырлық центрінің орналасу тереңдігі өседі, ал орнықтылық төмендегенде керісінше кемиді. Көл су массасының тұрақсыз тепе-теңдігі жағдайында су массасының ауырлық центрі гомотермия кезіндегі су массасының ауырлық центрінен жоғары орналасуы да мүмкін.

Су массасының орнықтылығының өлшем бірлігі ретінде В.Шмидт (1915 ж.) су қоймасындағы судың бейтарап жағдайынан оны орнықты жағдайына келтіруге жұмсалатын жел жұмысын қабылдады. Көлдің орнықтылығы Dм келесі өрнекпен анықталады:

H

Dм = ∫(ρ_у - 1)(y-y_o) F_y dy

O

мұнда Н – максимал тереңдік; ρ_Y – у тереңдіктегі судың тығыздығы; у_O бейтарап жағдайдағы судың бетінен ауырлық центріне дейінгі арақашықтық; Fy – у тереңдіктегі изобатаман шектелген аудан.

Көл қазаншұңқырының көлемдік функциясы және су тығыздығының функциясы белгісіз болғандықтан практикада Шмидт интегралы есептелінбейді, ол графиктік түрде шешіледі.

Сонымен қатар су қоймасының орнықтылығы ретінде су тығыздығы градиентінің вертикал бойлық градиенті қолданылуы мүмкін:

D_М= d_P/d_y

мұнда DМ – г/см3 өлшем бірлігімен өлшенеді.

DМ оң таңбалы болса көлдің орнықты тепе-теңдігін (тереңдеген сайын су тығыздығы өседі), ал теріс таңбалы болса орнықсыз тепе-теңдігін көрсетеді, DМ =0 болған жағдайда су массасы біртекті – бейтарап жағдайда болып келеді