6.10. Перемешивание водных масс озер

Из разными видами движения воды в водоемах (волнением, цячэннямі, сейшамі) связана перемешивание - двусторонний перенос (конвекция) масс воды из одного слоя во второй. Вместе из объемами воды перемещаются растворенные и завіслыя вещества, химические элемепнты, газы, запасы тепла. Перемешивание водных масс приводить к равномерному распределению физико-химических и биологических характарыстык в охваченных обменам слоях воды. Основную роль в режима водоемов исполняет турбулентное перемешивание - свободная и вынужденная конвекция. Молекулярный обмен в итога малых значимостей молекулярной диффузии, теплопроводности и трения, значительно не оказывает влияния на режим озер. Інтенсіўнасць перемешивания связана как из мощностью дзейнічаючых факторов, да и устойчивостью водной массы, которая характэрызуецца вертикальным градиентам плотности воды. В.Шмідтам (1915) было показана, что устойчивость водной массы пресного озера () равно количества работы, необходимой для переводо системы послойного распределения плотности (и температурь) во вторую систему из одинаковой плотностью (температурой) по всему озеру. Возникновение свободной конвекции возможно в озерах только прыняуўстойлівай температурной стратификации - весной при нагревании воды к 4о С и осенью при охлаждении к 4о С. В эти сезоны свободная конвекция настолько большая, что турбулентное перемешивание можно и не учитывать. При стратификации основную роль исполняет турбулентное перемешивание. Ветровое турбулентное пермешванне происходит як в итога действия волн, да и действия дрэйфавых цячэнняў. За нижнюю границу проникновения хвалявага перемешивания прыймаецца глубина Нх = ? /2. Глубина, на которую проникает дрэйфавае цячэнне (Нц) , глубина трения ли по Экману, в много раз более Нх и дрэйфавае перемешивание исполняет в глубоких водоемах существенную роль. Для глубоких водоемов (Н > ? /2) коэффициент хвалявага перемешивания (Ах) можно определить по формуле С.У.Дабраклонскага:

Ах = Р ? (h2 / ?),

где h - высота волн, ? - период волны, Р = 4,4 *10-3. Для определения коэффициента перемешивания (Ац), вызванного цячэннямі, прыймаецца формула:

Ац = ? / (4 ?К) Uа Н,

где Uа - скорость ветру, м/с, Н - глубина водоема, м, К - ветровой коэффициент, ? - плотность воды, г/м3, ? - постоянная величина, равная 10-3 - 3,25 * 10-6, кг/м3. Коэффициент А учитывается для расчета массы воды. При расчетах на объемы используется коэффициент тэмператураправоднасці К = А/ ?, см2/с.

Перемещение заключенных в воде завіслых частичек, растворенных веществ, тепла при вертикальном перемешивании определяется зависимостью:

S = -A (ds/dz),

где S - количество данного элемента, яки проходить в единицу времени через единицу горизонтальной площади, ограниченной изобатой на глубины z, ds/dz - вертикальный градиент этого элемента.

6.11. Гідрахімічныя особенности

Минерализация и химический состав воды озер формируется и изменяется в итога воздействия природных и антрапагенныхфактараў. Роль антропогенных факторов возрастает по мере хозяйственного использования территории водосборов. Для озерных вод характерный зональные различия состава и концентрации растворенных веществ по территории и значительные покачивания по времени. Благодаря замедленному вадаабмену, на фоне географической занальнасці в химизма воды озер значительно отображается влияние азанальных факторов (геологического строения, рельефо, морфологии котловин), которые приводят к неаднароднсці вод внутри каждого района и в каждом водоеме. Географическая занальнасць проявляется в павялічэнні минерализации и смене химического состава при переходе от лішкавага и достаточного увлажнения территории к засушливому. Минерализация воды крупных озер лесной зоны не превышает нескольких красненьких мг/л (Анежскае 30, Целецкае около 70 мг/л). В соляных озерах арыдных районов она превышает 200-300 г/кг (Эльтон - 256 г/кг).

Салявы баланс озера. Химические особенности воды рассматривались в разделе химических и физических уласцівасцей воды. Потому характэрыстыка основных пяти групп в данном разделе не рассматриваются. Но пониже приводиться характэрыстыка салявога баланса озера:

Sк = Sн + Sпр + Sгр + Sа - Sсц - Sгр - Sв - Sос ,

где Sк и Sн - количество солей в водоеме в концы и начала расчетного периода; поступление солей в озера за расчетный период: Sпр - из поверхностным притоком, Sгр - из грунтовымі водами, Sа - из атмосферными осадками и ветром; расход солей из озера за расчетный период: Sсц и Sгр - из поверхностным и подземным стоком, Sв - из ветровым выносом, Sос - на образование донных откладывал.

Салявы баланс тесно связанный из водным балансом. В салявым баланса пресных озер основную роль исполняет поступление солей из поверхностным стоком и их вынос выцякаючымірэкамі и ручьями. Да, в Ладожском озере Sпр складывает 96 % приходо солей, а Sсц почти все 100 %. В приходной части салявога баланса минеральных озер подземные воды исполняют значительную роль, в расходной главные компоненты - садика солеей в самом водоеме и прибрежных заливах ("сорах"). Да, в озере Балхаш к строительству Капчагайскага водохранилище Sпр давал 71 %, Sгр - 24 % приходной части балансо, а садика карбонатов в озере - 55 % потерь, в сорах - 36 %. Минерализация воды озер увільгатнённай зоны находиться в обратной зависимости от вадаабмену, потому что при малом вадаабмене в озере задерживаются воды полноводья, что снижает среднюю минерализацию воды. С изменением величины минерализации воды происходит изменение их салявога состава - метамарфізацыя. Метамарфізацыя связана из садкой солей по мере концентрации растворов, в последовательности, которая определяется як их растворимостью, да и шеренгам других факторов связанных из физико-химическим равновесием.