4.4.2. Движение воды на прямых и закругленных отрезках

воды по А.И.Ласіеўскаму

На материалах, получившихся в лабораторных условиях А.И.Ласіеўскім, были устаноўлена зависимость формы циркуляционных цячэнняў от соотношений глубины и ширины водного течения. Типы 1 и 2 являются двумя симметричными циркуляциями. В первом случае потоки исходятся в поверхности воды и расходятся в дна. Этот случай наблюдается в водотоков из широким и неглубоким руслом, когда влияние берегов на водное течение незначительно. Во втором случае донныя потоки направленный от берегов к середине русла. Этот тип циркуляции характерный для глубоких водотоков с значительной скоростью воды.

Третий тип из анднабаковай циркуляцией наблюдается в руслах трывуголнай формы (3). Чацьвёрты случай - промежуточный. Он может возникать при переходе от первого к второму типу. В этом случае направления потоков течения могут наблюдаться как в первом, да и во втором случае (4).

Теоретические основы працэсаўцыркуляцыі воды речных течений рассматриваются в специальных курсах гидравлики и гидродинамики.

Кроме папярэчных циркуляций, в речного течения наблюдаются вихревые движения из вертикальной осью вращения. Одни из их всегда двигаются и неустойчивые, вторые - стационарные и отличаются значительными размерами в поперечнике. Чаще всего они встречаются умесцы зліяння потоков, за крутыми выступлениями берегов, при абцяканні некоторых подводных преград. Условия их образования не исследованный. Однако, К.В. Грышанін высказывал предположение, что образованию вихреобразных циркуляций содействует значительная глубина водотоко и восходящее цячэнне воды. Такие віхры в водотоках известный як вадавароты. Яны, как и поперечные циркуляции, содействуют переноса наносов и формированию русел.

4.4.3. Влияние центробежных сил и адхіляючай силы вращения Земли.

Леляўскім были достаточно првільна и качественно характэрызаваны циркуляционные цячэнні. Однако наиболее полно их природа может быть раскрыта в связи действием на частички воды центробежной силы и адхіляючай силы вращения земли кругом своей оси. Каждая частичка воды на закругления реки падвячргаецца воздействию центробежной силы:

Р1 = mv2/R

где m - масса частички воды, v - скорость движения частички, R- радиус кривизны траектории их движения. Эта сила направлена по радиуса от центра кривизны (черт. ). Под ее воздействием частички воды перемещаются к вогнутому берегу и образовывается наклон поверхности течения в сторону выпуклого берега. Поперечный уклон, который возникает под воздействием центробежной силы, грядет равный:

l = ? = Р1/f = mv2/R : m g = v2/Rg.

Например, при скорости (v) 2 м/с, радиуса (R) 100м при шырыне русло 50 м уровень воды в вагнутага берега подымается на 20 см. Як возник суммы центрабежнай силы и давления в верхней части течения вектор направленный на вогнутый берег, а в дна - в супрацілеглы сторона. Такое распределение сил вызывает движение воды в верхних слоях в сторону вогнутого берега, а в нижних - от берега вглубь. Цячэнне от берега складывается из паўздоўжнай састаўляючай и пераутвараецца в вінтападобнае.

Вторая сила, которая воздействует на на частички воды, является адхіляючая сила вращения Змлі кругом оси, сила Карыоліса ли. В итога суточного вращения земного шара из угловой скоростью = 2 /86400 = 0,0000729 советов/с, каждая частичка воды, которая двигается в мерыдыянальны направления из скоростью v, ощущает дополнительное ускорение, горизонтальная састаўляючая какой кибитке равно Р2 = 2 v? ? ===, где ? - географическая широта местности. Такая сила действует постоянно и независимо от кривизны русла в плане вызывае циркуляцию и на прямолинейном участке реки. Размер таких циркуляций зависит от велічныі раки. На криволинейных участках рек силка Карыоліса и центробежная складываются и ослабляют или пасіляюць циркуляции водных потоков.

Адхіляючая сила вращения Земли очень малышка по сравнению из центробежной. Поэтому в межень она мало влияет на рэчышчавыя процессы. Однако, она действует в течение тысячелетий в одном направлении, в особенности во время полноводья, она содействует в северном паўшарыі большему подмыву правых берегов рек и перемещению их русел управа.