Тепловой баланс водоема.
Термический режим озера обусловлен приходом и расходом тепла во времени и распределением его в водной массе.
Вода в озере обладает теплозапасом. В основном, поступление тепла происходит через поверхность. Распределение зависит от характера течения воды в озере. На характер обмена влияние оказывает форма котловины.
Qр+Qат-Qив+-Qта+Qтд+Qпр-Qст+Qк+-Qос+-Qл+-Qб+Qм=∆Q Qр-суммарная солнечная радиация,Qат-излучение атмосферы, Qив-излучение воды, Qта-турбулентный теплообмен с атм,Qтд-теплообмен с дном,Qпр-тепло с притоками,Qст-тепло со стоком,Qк-конденсация паров,Qос-с осадками,Qл-затраты на льдообразование и таяние,Qб-биологические процессы,Qм-переход механической энергии в тепловую.
Суточное нагревание и остужение вод происходит в результате поступление тепловой энергии .
Макс. Нагревание и мин. Остужение наступает, когда приток и расход тепла уравновешены. В резул-те суточного и годового теплообмена возникает температурная волна (распрост-ся до некот-й глубины, , обратно пропорциональна устойчивости слоев.)
Суточное изм-е температуры более заметно летом, при ясной и безветренной погоде.Максимум наступает примерно через 15-17 ч, а минимум через 1-3 часа после выхода солнца).
На мелководье вода хорошо прогревается и мб равной поверхностной темп.
Температура воды имеет типовой ход:
Весеннее нагревание
Летнее нагревание
Осеннее охлаждение
Зимнее охлаждение
У
озер с Н
наблюдается еще один период – зимнее
нагревание.
Химический состав озерной воды, подразделение озер по количеству содержащихся в них питательных веществ.
Химический режим озер: соленость и солевой состав. Растворенные вещества в озерах делятся на : минеральные, органические и растворенные газы.
Минеральные вещества: главные ионы (HCO3, SO4, CL, Ca, Mg, Na+K); биогены (NO3, NO2, NH4, PO4) – участие бактерий и ферментов; элементы рассеяния (концентрация в мг/л – Со, Ni, Cu)
Органические вещества – комплекс белковых, углеводородных и жировых элементов. Могут быть растворами и коллоидами. Могут быть автохтонными и аллохтонными. О содержании органических веществ воды судят по ее окисленности.
Расстворенные газы. Источники: обмен с атмосферой и биохимия, процессы в водной массе. O2, N2, CO2 – образуются H2S, CH4, Y2, O2, CO2. Основные: O2 и CO2. Растворимость газов зависит от:
Свойств самого газа
Температуры воды
Солености
Парциального давления газа над водной поверхностью
Максимальная растворимость: O2, CO2, H2S, так как они активно вступают в химическую реакцию с водой.
Процессы, приводящие к изменениям: фауны (изменение объема воды, изменение газообмена между атмосферой и водой, наличие ледового покрова и т.д.), химии (ионные реакции), орг.химии (обмен ионами воды с ионами илов, коагуляция части коллоидов), биологии (дыхание организмов), биохимии (процессы созидания и распада органического вещества – фотосинтез и минерализация). Интенсивность меняется в течение года с изменением астрономических и метео условий, также изменение носит периодический (половодье, паводки, межень) и цикличесикй (общ.увлажненность и засушливость территории) характер (М).
Влияют на химические особенности строения котловин: чем больше объем озера, тем меньше выражены изменения в (М) и солевом составе воды. Чем больше площадь поверхности озера, тем сильнее развивается ветровая циркуляция – на поверхности химически однородный состав.
Озера делятся на проточные (М низкая) и бессточные (М высокая за счет испарения и постоянного прогревания солей с водосбора). По степени солености воды озера различают: пресные ( сол=1 пром-ле, темп.наиб.плотности-темп.замерзания), солоноватые (сол.1-24,7пром-ле), соленые (24,7-47) и минеральные (соляные) (больше 47)
Солевой состав подчиняется закономерностям: тундра (преобладают ионы: Si+HCO3), лесные (ионы HCO3+Са), степь (SO4, Na, HCO3), горные (CL – нижний ярус, HCO3 – верхний). Соленость и солевой состав имеют сезонные колебания. Влияет антропогеная деятельность.
Водно-солевой
баланс:
где
– объем воды в озере на начальный и
конечный расчетный интервал времени,
-
концентрация воды в озере на начальный
и конечный расчетный интервал времени.
– объем поступающей воды + концентрации,
объем удаленной воды+концентраций.