19. Колебания уровней. Статистическая обработка данных уровенных наблюдений.
Главной причиной колебания уровней является колебания стока. Наблюдения ведутся над уровнями ежедневно в специальных пунктах. Уровни выражаются в превышениях над особой плоскостью сравнения которая называется нулем графика. Основным статистическими характеристиками колебания уровней служат при этом для каждого поста таблицы и график частоты и обеспеченность уровней за имеющийся период наблюдений. Часто прибегают к построению графиков частоты и обеспеченности за отдельные фазы годового цикла колебаний.
20. Тепловой баланс рек и водоемов. Распределение температур по вертикали.
Водные массы рек, озер и водохранилищ получают тепло из окружающей среды и отдают его обратно. В результате этого теплообмена температура воды совершает суточные и годовые колебания различают два типа теплового баланса: В летний период и В зимний период
Рассмотрим каждый тепловой баланс:
В летний период. Приходными статьями будет: Поглощение энергии прямой и рассеянной солнечной радиации; Поглощение энергии; Переход в тепло механической энергии турбулентной энергии жидкости; Выделение тепла при конденсации влаги на свободной поверхности
Расходными статьями будут: Передача тепла грунту дна; Потеря тепла при испарении влаги со свободной поверхности; Тепловое излучение водных масс
2. В зимний период. Приходные статьи: Переход механической энергии при турбулентном движении в тепловую; Теплоотдача дна
Расходные статьи: Передача тепловой энергии ледовому покрову
Если толщина льда зимой не изменяется это означает что переданная тепловая энергия ледовому покрову проходит через него и рассеивается в атмосфере. Значительный перенос тепловой энергии по вертикали в реках и водоемах возможен в результате действия двух факторов: Турбулентное перемешивание и Термическая конвенция
Термической конвекций называется перемещение масс жидкости под действием силы тяжести, кода жидкость нагрета таким образом что ее плотность сверху вниз убывает. Подобное распределение называется неустойчивой стратификацией (расслоенность)
Самая плотная вода при t=4; Температура воды у дна t=4
В водных потоках картина конвенции осложнена неоднозначностью связи между плотностью и температурой из-за того, что максимальные плотности имеет вода при t=4 => от дна к поверхности температура может монотонно изменять в любую сторону. В реках и водоемах наиболее ильная термическая конвекция наблюдается во время осеннего понижения температур воздуха
Турбулентное перемешивание является в реках и проточных водоёмах постояннодействующим средством переноса тепла. В слабопроточных и непроточных водоёмах турбулентность менее регулярна чем в реках. В этих водоёмах она возбуждается ветровыми явлениями и течением.
Турбулентность, вызванная волнами, распределяется на глубине 5-10м. Ветровые явление способствует развитию турбулентности в глубинах несколько десятков, но со слабой интенсивностью.
Распределение температур по вертикали.
В реках из-за интенсивного турбулентного перемешивания будет след распределение температур по вертикали
В глубинах водоемов распределение иное. В них в нижних слоях температура воды в течении всего года составляет около 4 градусов. Зона постоянных температур в слабопроточных и непроточных водоемах проходит на глубине 20-30 м.