- •П.С. Лопух
- •Уводзіны
- •1.1. Вада як адзін з кампанентаў геаграфічнага асяроддзя
- •1.2. Дзяржаўны водны кадастр
- •1.3. Гідралогія, прадмет, яе задачы і сувязь з другімі навукамі
- •1.4. Метады вывучэння водных рэсурсаў
- •Глава 2. Фізічныя і хімічныя ўласцівасці прыродных вод
- •2.1. Фізічныя ўласцівасці вады
- •2.2. Хімічныя ўласцівасці
- •2.3. Распаўсюджванне святла і гуку ў вадзе
- •Глава 3 Рух вады ў прыродзе
- •3.1. Сцёк вады ў прыродзе як сусветны працэс
- •3.2. Унутрымацерыковы кругаварот вады
- •3.3. Вадаабмен вадаёмаў
- •Тыпізацыя вадаёмаў па вадаабмену (паволе б.Б.Багаслоўскага)
- •3.4. Механізм руху вады
- •4. Гідралогія рэк
- •4.1. Басэйн ракі і гідраграфічная сетка
- •4.1.1. Гідраграфічная сетка. Вадазбор. Тыпы рэк.
- •4.1.2. Фізіка-геаграфічныя характарыстыкі вадазбору
- •4.1.3. Гідраграфічныя характарыстыкі рачнога басейна
- •4.1.4. Марфаметрычныя характарыстыкі ракі
- •4.1.5. Гідраграфічныя характарыстыкі даліны ракі
- •4.1.6. Марфаметрычныя паказчыкі рэчышча
- •4.1.7. Паўздоўжны профіль рэк
- •4. 2. Хуткасць цячэння і расходы вады рэк, метады іх вызначэння
- •4. 2.1. Хуткасць цячэння і турбулентнае перамешванне вады
- •4.2.2. Размеркаванне хуткасцяў па вертыкалі і жывому сячэнню
- •4.2.3. Вымярэнне хуткасці вады з дапамогай гідраметрычнай вяртушкі. Характарыстыкі сцёку
- •4.2.3. 1. Рачны сцёк. Характарыстыкі сцёку
- •4.3.1. Характэрыстыкі сцёку
- •4.3.2. Водны баланс рачнога вадазбору
- •4.3.3. Расчляненне гідрографаў па тыпам жыўлення
- •4.3.4. Уплыў геаграфічных фактараў на сцёк
- •4.3.5. Размеркаванне сцёку па тэрыторыі
- •4.3.6. Унутрыгадавое размеркаванне сцёку
- •4.3.7. Рух вады ў рэках
- •4.4.1. Рух вады на прамых і закругленых адрэзках
- •4.4.2. Рух вады на прамых і закругленых адрэзках
- •4.4.3. Уплыў цэнтрабежных сіл і адхіляючай сілы кручэння Зямлі.
- •4.5. Работа і наносы рэк. Рэчышчавыя працэсы
- •4.5.2. Наносы рэк і іх характарыстыкі
- •4.5.3. Донныя наносы
- •4.5.4. Рэчышчавыя працэсы
- •4.6. Лядова-тэрмічны рэжым
- •4.6.1. Фактары, якія вызначаюць тэмпературу вады рэк
- •4.6.2. Змяненні тэмпературы вады па часу
- •4.6.3. Лядовы рэжым рэк
- •4.7. Асноўныя рысы гідрахімічнага і гідрабіялагічнага рэжыму рэк
- •4.7.1. Гідрахімічны сцёк
- •4.7.2. Гідрабіялагічны сцёк
- •5. Гідрологія падземных вод
- •5.1. Паходжанне падземных вод
- •5.2. Віды вады ў порах грунтоў і механізм яе руху
- •5.3. Умовы залягання падземных вод
- •5.4. Падземныя напорныя воды
- •5.5. Жыўленне і рэжым грунтовых вод
- •5.6. Узаемадзеянне грунтовых і паверхневых вод
- •5.7. Мінеральныя воды
- •5.8. Раяніраванне грунтовых вод
- •6. Гідралогія азёр
- •6.1. Агульная характарыстыка і гідралагічная роль азёр у прыродзе
- •6.2. Паходжанне азёрных катлавін
- •6.3. Марфалогія і эвалюцыя азёрных катлавін
- •6.4. Марфаметрычныя паказчыкі
- •6.5. Водны баланс
- •6.6. Ваганні ўзроўня вады
- •6.7. Лядовы і тэрмічны рэжым
- •6.8. Цячэнні
- •6.9. Ветравыя хвалі і сейшы
- •6.10. Перамешванне водных мас азёр
- •6.11. Гідрахімічныя асаблівасці
- •6.12. Біялагічныя асаблівасці
- •6.13. Азёрная седыментацыя і донныя адклады
6.10. Перамешванне водных мас азёр
З рознымі відамі руху вады у вадаёмах (хваляваннем, цячэннямі, сейшамі) звязана перамешванне – двухбаковы перанос (канвекцыя) мас вады з аднаго слоя ў другі. Разам з аб’ёмамі вады перамяшчаюцца раствораныя і завіслыя рэчывы, хімічныя элемепнты, газы, запасы цяпла. Перамешванне водных мас прыводзіць да раўнамернага размеркавання фізіка-хімічных і біялагічных характарыстык у ахопленых абменам слаях вады. Асноўную ролю ў рэжыму вадаёмаў выконвае турбулентнае перамешванне - свабодная і вымушаная канвекцыя. Малекулярны абмен у выніку малых значэнняў малекулярнай дыфузіі, цеплаправоднасці і трэння, значна не ўплывае на рэжым азёр. Інтенсіўнасць перамешвання звязана як з магутнасцю дзейнічаючых фактараў, так і ўстойлівасцю воднай масы, якая характэрызуецца вертыкальным градыентам шчыльнасці вады. В.Шмідтам (1915) было паказана, што устойлівасць воднай масы прэснага возера () роўна колькасці работы, неабходнай для перавода сістэмы паслойнага размеркавання шчыльнасці (і тэмператур) у другую сістэму з аднолькавай шчыльнасцю (тэмпературай) па ўсяму возеру. Узнікненне свабоднай канвекцыі магчыма ў азёрах толькі прыняуўстойлівай тэмпературнай стратыфікацыі – вясной пры награванні вады да 4о С і восенню пры ахалоджванні да 4о С. У гэтыя сезоны свабодная канвекцыя настолькі вялікая, што турбулентнае перамешванне можна і не ўлічваць. Пры стратыфікацыі асноўную ролю выконвае турбулентнае перамешванне. Ветравое турбулентнае пермешванне адбываецца як ў выніку дзеяння хваляў, так і дзеяння дрэйфавых цячэнняў. За ніжнюю мяжу пранікнення хвалявага перамешвання прыймаецца глыбіня Нх = λ /2. Глыбіня, на якую пранікае дрэйфавае цячэнне (Нц) , ці глыбіня трэння па Экману, у многа разоў больш Нх і дрэйфавае перамешванне выконвае ў глыбокіх вадаёмах істотную ролю. Для глыбокіх вадаёмаў (Н > λ /2) каэфіцыент хвалявага перамешвання (Ах) можна вызначыць па формуле С.У.Дабраклонскага:
Ах = Р ρ (h2 / τ),
дзе h – вышыня хваляў, τ – перыяд хвалі, Р = 4,4 *10-3. Для вызначэння каэфіцыента перамешвання (Ац), вызванага цячэннямі, прыймаецца формула:
Ац = γ / (4 ρК) Uа Н,
дзе Uа – хуткасць ветру, м/с, Н – глыбіня вадаёма, м, К – ветравы каэфіцыент, ρ – шчыльнасць вады, г/м3, γ – пастаянная велічыня, роўная 10-3 – 3,25 * 10-6, кг/м3. Каэфіцыент А улічваецца для разліку масы вады. Пры разліках на аб’ёмы выкарыстоўваецца каэфіцыент тэмператураправоднасці К = А/ ρ, см2/с.
Перамяшчэнне заключаных у вадзе завіслых часцінак, раствораных рэчываў, цяпла пры вертыкальным перамешванні вызначаецца залежнасцю:
S = -A (ds/dz),
дзе S – колькасць дадзенага элемента, які праходзіць у адзінку часу праз адзінку гарызантальнай плошчы, абмежаванай ізабатай на глыбіні z, ds/dz – вертыкальны градыент гэтага элемента.
6.11. Гідрахімічныя асаблівасці
Мінералізацыя і хімічны склад вады азёр фарміруецца і змяняецца ў выніку ўздзеяння прыродных і антрапагенныхфактараў. Роля антрапагенных фактараў узрастае па меры гаспадарчага выкарыстання тэрыторыі вадазбораў. Для азёрных вод характэрны занальныя адрозненні складу і канцэнтрацыі раствораных рэчываў па тэрыторыі і значныя ваганні па часу. Дзякуючы запаволенаму вадаабмену, на фоне геаграфічнай занальнасці ў хімізму вады азёр значна адлюстроўваецца ўплыў азанальных фактараў (геалагічнай будовы, рэльефа, марфалогіі катлавін), якія прыводзяць да неаднароднсці вод унутры кожнага раёна і ў кожным вадаёме. Геаграфічная занальнасць праяўляецца ў павялічэнні мінералізацыі і змене хімічнага складу пры пераходзе ад лішкавага і дастатковага ўвільгатнення тэрыторыі да засушлівага. Мінералізацыя вады буйных азёр лясной зоны не перавышае некалькіх дзесяткаў мг/л (Анежскае 30, Целецкае каля 70 мг/л). У саляных азёрах арыдных раёнаў яна перавышае 200-300 г/кг (Эльтон – 256 г/кг).
Салявы баланс возера. Хімічныя асаблівасці вады разглядаліся ў раздзеле хімічных і фізічных уласцівасцей вады. Таму характэрыстыка асноўных пяці груп у дадзеным раздзеле не разглядаюцца. Але ніжэй прыводзіцца характэрыстыка салявога балансу возера:
Sк = Sн + Sпр + Sгр + Sа - Sсц - Sгр - Sв - Sос ,
дзе Sк і Sн - колькасць соляў у вадаёме ў канцы і пачатку разліковага перыяду; паступленне соляў у возера за разліковы перыяд: Sпр – з паверхневым прытокам, Sгр – з грунтовымі водамі, Sа – з атмасфернымі ападкамі і ветрам; расход соляў з возера за разліковы перыяд: Sсц і Sгр – з паверхневым і падземным сцёкам, Sв - з ветравым вынасам, Sос – на ўтварэнне донных адкладаў.
Салявы баланс цесна звязаны з водным балансам. У салявым балансу прэсных азёр асноўную ролю выконвае паступленне соляў з паверхневым сцёкам і іх вынас выцякаючымірэкамі і ручаямі. Так, у Ладажскім возеры Sпр складае 96 % прыхода соляў, а Sсц амаль усе 100 %. У прыходнай частцы салявога балансу мінеральных азёр падземныя воды выконваюць значную ролю, у расходнай галоўныя кампаненты – садка салей у самім вадаёме і прыбярэжных залівах (“сорах”). Так, у возеры Балхаш да будаўніцтва Капчагайскага вадасховішча Sпр даваў 71 %, Sгр - 24 % прыходнай часткі баланса, а садка карбанатаў у возеры – 55 % страт, у сорах – 36 %. Мінералізацыя вады азёр увільгатнённай зоны знаходзіцца ў адваротнай залежнасці ад вадаабмену, таму што пры малым вадаабмене ў возеры затрымліваюцца воды паўнаводдзя, што зніжае сярэднюю мінералізацыю вады. Са змяненнем велічыні мінералізацыі вады адбываецца змяненне іх салявога складу – метамарфізацыя. Метамарфізацыя звязана з садкай соляў па меры канцэнтрацыі раствораў, у паслядоўнасці, якая вызначаецца як іх растваральнасцю, так і шэрагам іншых фактараў звязаных з фізіка-хімічнай раўнавагай.