Режим уровня воды в озерах.
Озерная вода находится в непрерывном движении, поверхность озера в непрерывном колебании движений. Основная действующая сила – сила тяжести, приводящая в состояние равновесия. Состоянию соответствует уровенная поверхность озера, а изменение поверхности проявляется в колебаниях уровня озера, при этом различают 2 вида колебаний:
Динамическое колебание – возникает в результате воздействия на водную поверхность атмосферных/космических сил, приводящих к нарушению равновесия водной массы, т. е. вызывает различные виды движений воды: волны, сгоны-нагоны, сейши, приливные колебания уровня. Каждый вид колебаний имеет особенности, проявляющиеся в отклонении уровня от горизонта поверхности.
Статические колебания – возникают в следствие изменения во времени соотношения приходной и расходной частями водного баланса озера. Проявляются при изменении плотности водной массы в связи с изменением ее температуры или солености (изменение объема озера за какой-либо промежуток времени).
В открытой части водоема прослеживаются некоторые виды колебаний: волны, зыбь. Остальные виды определяются наблюдением изменения уровня на берегу.
Измеряется рейкой, измерение высоты спокойной поверхности воды над некоторой неподвижной плоскостью, принимаемой за нулевую (ноль графика). В ежегодниках в условных отметках. Чтобы измерять невзволнованную поверхность применяют успокоитель, проводят измерения в заливах, губах.
Характеристики:
среднее значение уровня за различный интервал времени
наивысший/наинизший уровень и даты их наступления (определяется для годового периода)
частота и продолжительность стояния уровня на различных отметках
Средний уровень озера – уровень при наличии на водоеме нескольких водомерных постов определяется как средний взвешенный с учетом площади зеркала, тяготеющих к водомерным постам.
1. Динамические:
Поверхность озера при волновом явлении. Механизм образования волн: под воздействием ветра (пульсационные движения) в верхнем слое воды возникают колебания движения. Ветровые волны обладают 3хмерным характером (высота, длина, фронт распространения). Записывается волнографом. Волны носят периодичный характер (очень короткий период, изменения в сек.). На крупных водоемах после прекращения действия ветра, волны продолжаются под влиянием водной массы. После действия ветра, волны превращаются в 2мерные. Высота волн ≤2,5 м, но на Байкале, Каспии до 6 м.
Поверхность озера при сгонно-нагонных явлениях: помимо волнения устанавливается поступательное движение воды под действием ветра – дрейфовое течение. Переносит водную массу от одного берега к другому. На наветренном берегу - нагон, на подветренном-сгон. Создается перекос уровней замедляющий поверхностное течение, что приводит к формированию глубинного противотечения, стремящееся вернуть гидростатическое равновесие. Амплитуда зависит от скорости ветра и глубины озера. В мелководных озерах больше, чем в глубоководных, т. к. выше шероховатость (затрудняет противотечение).
2. Статические уровни: рассчитывается на основании уравнения водного баланса
,
где Vпр/ст – объем
притока/стока, H-элемент
зависящий от глубины.
Уровень зависит от условий водообмена, площади озера, объема стока. Важно учитывать и само положение уровня озера.
Каждый отдельный вид уровня наблюдать невозможно, нужен комплексный подход.
Изменение уровня внутри года и на протяжении многих лет. Циклические колебания (20-50 лет), влияние солнечной активности выражено слабо. Амплитуда колебаний крупных озер 100-250 см. Ход уровней внутригодовой: приходные компоненты соответсвуют расходным. Причины изменения типового хода уровней:
1. Естественные климатические изменения
2. Хозяйственная деятельность.