4.4.2. Рух вады на прамых і закругленых адрэзках

вады па А.І.Ласіеўскаму

На матэрыялах, атрыманых у лабараторных умовах А.І.Ласіеўскім, былі ўстаноўлена залежнасць формы цыркуляцыйных цячэнняў ад суадносін глыбіні і шырыні воднай плыні. Тыпы 1 і 2 з’яўляюцца двумя сіметрычнымі цыркуляцыямі. У першым выпадку струмені зыходзяцца ў паверхні вады і разыходзяцца ў дна. Гэты выпадак назіраецца ў вадацёкаў з шырокім і неглыбокім рэчышчам, калі ўплыў берагоў на водную плынь нязначна. У другім выпадку донныя струмені накіраваны ад берагоў да сярэдзіны рэчышча. Гэты тып цыркуляцыі характэрны для глыбокіх вадацёкаў са значнай хуткасцю вады.

Трэці тып з анднабаковай цыркуляцыяй назіраецца ў рэчышчах трывуголнай формы (3). Чацьвёрты выпадак – прамежкавы. Ён можа ўзнікаць пры пераходзе ад першага да другога тыпу. У гэтым выпадку напрамкі струменяў плыні могуць назірацца як у першым, так і ў другім выпадку (4).

Тэарэтычныя асновы працэсаўцыркуляцыі вады рачных плыняў разглядаюцца ў спецыяльных курсах гідраўлікі і гідрадынамікі.

Акрамя папярэчных цыркуляцый, у рачной плыні назіраюцца віхравыя рухі з вертыкальнай воссю кручэння. Адны з іх заўсёды рухаюцца і няўстойлівыя, другія – стацыянарныя і адрозніваюцца значнымі памерамі у папярочніку. Часцей за ўсё яны сустракаюцца ўмесцы зліяння струменяў, за крутымі выступамі берагоў, пры абцяканні некаторых падводных перашкод. Умовы іх утварэння не даследаваны. Аднак, К.В. Грышанін выказваў здагадку, што утварэнню віхрападобных цыркуляцый садзейнічае значная глыбіня вадацёка і ўзыходзячае цячэнне вады. Такія віхры у вадацёках вядомы як вадавароты. Яны, як і папярочныя цыркуляцыі, садзейнічаюць пераносу наносаў і фарміраванню рэчышчаў.

4.4.3. Уплыў цэнтрабежных сіл і адхіляючай сілы кручэння Зямлі.

Леляўскім былі дастаткова првільна і якасна характэрызаваны цыркуляцыйныя цячэнні. Аднак найбольш поўна іх прырода можа быць раскрыта у сувязі дзеяннем на часцінкі вады цэнтрабежнай сілы і адхіляючай сілы кручэння зямлі вакол сваёй восі. Кожная часцінка вады на закругленні ракі падвячргаецца ўздзеянню цэнтрабежнай сілы:

Р₁ = mv²/R

дзе m – маса часцінкі вады, v – хуткасць руху часцінкі, R- радыус крывізны траекторыі іх руху. Гэтая сіла накіравана па радыусу ад цэнтра крывізны (рыс. ). Пад яе ўздзеяннем часцінкі вады перамяшчаюцца да ўвагнутага берага і утвараецца нахіл паверхні плыні ў бок выпуклага берага. Папярочны ўхіл, які ўзнікае пад уздзеяннем цэнтрабежнай сілы, будзе роўны:

l = α = Р₁/f = mv²/R : m g = v²/Rg.

Напрыклад, пры хуткасці (v) 2 м/с, радыусу (R) 100м пры шырыне рэчышча 50 м узровень вады ў вагнутага берага падымаецца на 20 см. Як вынік сумы центрабежнай сілы і ціску ў верхняй частцы плыні вектар накіраваны на ўвагнуты бераг, а ў дна – у супрацілеглы бок. Такое размеркаванне сіл выклікае рух вады у верхніх слаях у бок увагнутага берага, а ў ніжніх – ад берага ўглыб. Цячэнне ад берага складваецца з паўздоўжнай састаўляючай і пераутвараецца ў вінтападобнае.

Другая сіла, якая ўздзейнічае на на часцінкі вады, з’яўляецца адхіляючая сіла кручэння Змлі вакол восі, ці сіла Карыоліса. У выніку сутачнага кручэння зямнога шара з вуглавой хуткасцю = 2 /86400 = 0,0000729 рад/с, кожная часцінка вады, якая рухаецца ў мерыдыянальны напрамку з хуткасцю v, адчувае дадатковае паскарэнне, гарызантальная састаўляючая якой будзе роўна Р₂ = 2 vω φ ===, дзе φ - геаграфічная шырата мясцовасці. Такая сіла дзейнічае пастаянна і незалежна ад крывізны рэчышча ў плане вызывае цыркуляцыю і на прамалінейным участку ракі. Размер такіх цыркуляцый залежыць ад велічныі ракі. На крывалінейных участках рэк сіла Карыоліса і цэнтрабежная складваюцца і паслабляюць ці пасіляюць цыркуляцыі водных струменяў.

Адхіляючая сіла кручэння Зямлі вельмі малая ў параўнанні з цэнтрабежнай. Пагэтаму ў межань яна мала ўплывае на рэчышчавыя працэсы. Аднак, яна дзейнічае на працягу тысячагоддзяў у адным напрамку, асабліва ў час паўнаводдзя, яна садзейнічае ў паўночным паўшарыі большаму падмыву правых берагоў рэк і перамяшчэнню іх рэчышчаў управа.