15.Тепловои баланс рек и водоемов. Распр-е темпер-ры воды по вертиками

Водные массы рек, озер и водохранилищ получают тепло из окружающей среды и отдают его обратно. В результате этого теплообмена температура воды испытывает суточные и годовые колебания. Вертикальный перенос значительных количеств тепла в реках и водоемах оказывается возможным в результате действия двух факторов: термической конвекции и турбулентного перемешивания.

Термической конвекцией называется перемещение масс жидкости, которое происходит под действием силы тяжести, когда жидкость нагрета так, что ее плотность сверху вниз убывает.

Турбулентное перемешивание является в реках и проточных водоемах постоянно действующим средством переноса тепла.

Распределение температур по вертикали

Вследствие интенсивного турбулентного перемешивания распредёление температур по вертикали в реках отличается относительной равномерностью. В теплое время года температура воды у свободной поверхности обычно превышает придонную температуру не больше чем на 1-3°С. Термическая конвекция в период предзимнего охлаждения воды приводит к тому, что перед замерзанием температура на вертикали становится практически постоянной. В глубоких водоемах распределение температур иное. Здесь в нижних слоях температура воды в течение всего года составляет около 4°С. Граница зоны постоянной температуры проходит в слабо проточных и непроточных водоемах, на расстоянии 20-30 м от свободной поверхности. В проточных водоемах она может располагаться значительно ниже.

После штормов, поверхностный слой воды в озерах и водохранилищах принимает почти постоянную температуру, а ниже температура резко уменьшается. Это явление носит название температурного скачка. Температурный скачок хорошо виден и на графиках распределения среднегодовых температур воды в больших озерах. Он отделяет поверхностную зону волнового перемешивания воды-так называемый эпилимнион от глубинного слоя постоянной температуры - гиполимниона.

Движение наносов. Физико-механические свойства наносов

Частицы грунта, перемещаемые водой в реках, озерах, водохранилищах и морях, наз-ся наносами. Речные потоки либо захватывают эти частицы со своего дна и берегов, либо получают их в результате смыва почв с поверхности бассейна. Наносы 1го рода наз-ся русловыми, второго рода - внерусловыми. В конечном итоге и те и др. явл-ся продуктами разруш. изверженных и осадочных горных пород.

По способу перемещения наносы делятся на влекомые и взвешенные. Влекомые наносы двигаются в придонном слое потока, совершая короткие подвижки или скачки. Высота их подъема над дном не превышает нескольких диаметров. Взвешенные наносы двигаются в толще потока и могут достигать его свободной поверхности. Внерусловые наносы, состоящие из мелких глинистых и илистых частиц, перемещаются в реках во взвешенном состоянии. Более крупные русловые наносы двигаются в межень во влекомом, а во время паводка частью во влекомом, а частью во взвешенном состояниях.

В движении взвешенных твердых частиц важную роль играет их гидравлич-я крупность. Так наз-ся скорость равномерного падения твердых частиц в покоящейся жидкости.

Гидравлическая крупность частиц наносов зависит от следующих факторов: ускорения свободного падения, плотности воды, плотности частиц, коэффициента вязкости воды, линейного размера частиц и их формы.

Вязкостью жидкости определяются действующие в ней силы внутреннего трения. Чем больше коэффициент вязкости, тем большее сопротивление движению испытывает падающее в жидкости твердое тело. Вязкость воды связана обратной зависимостью с температурой.