17. Диаграмма агрегатных состояний воды

18. Расход воды. Определение. Формула. Единицы измерения.

1.Определение.

Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с). В промышленности расход воды (жидкости) измеряется расходомерами

В гидрологии используются понятия максимального, среднегодового, минимального и др. расходов воды. Наряду с расходом наносов является одним из руслоформирующих факторов.

2 и 3.Формула.Единицы измерения.

В общем случае методология измерения расхода воды в реках и трубопроводах основана на упрощённой форме уравнение неприрывности, для несжимаемых жидкостей:

— расход воды [м³/c]

площадь поперечного сечения водотока (трубы или части русла реки, заполненного водой) [м²]

средняя скорость потока [м/с]

24 причины вертикальной расслоенности вод Галоклин — слой воды, в котором солёность резко изменяется с глубиной (наблюдается большой вертикальный градиент солёности). Один из видовхемоклина. Ввиду того, что солёность влияет на плотность воды, галоклин может играть роль в её вертикальной стратификации (англ.) (расслоении). Повышение солёности на 1 кг/м³ приводит к увеличению плотности морской воды приблизительно на 0,7 кг/м³.

В средних широтах превышение испарения над осадками приводит к тому, что поверхностные воды становятся более солёными, чем глубинные. Если их солёность становится достаточно большой, они погружаются вниз (хотя этому препятствует их более высокая температура, снижающая плотность). При этом может наблюдаться явление, названное «солевые пальцы». Таким образом, в этих регионах расслоение воды поддерживается градиентом температуры, а влияние солёности может, наоборот, способствовать перемешиванию слоёв.

В более высокоширотных водоёмах (таких как Северный Ледовитый океан, Берингово море и Южный океан) поверхностные воды могут быть, наоборот, холоднее глубинных. В таком случае расслоённость воды стабилизируется только ростом солёности с глубиной, и галоклин изолирует поверхностные воды от глубинных. Это способствует появлению льда, а также ограничению выхода углекислого газа в атмосферу. Галоклин также хорошо выражен вофьордах и эстуариях со слабым перемешиванием воды, где пресная вода с материка растекается по поверхности океана.

19. Прямая и обратная плотностная стратификация

Изменение температуры в текущих водах следует за ее изменением в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой тогда как в озерах и прудах термический режим определяется тем, что вода обладает максимальной плотностью при 4°С. Вода в них четко делится на три: верхний - эпилимнион, температура которого испытывает резкие сезонные колебания; переходный, слой температурного скачка, - металимнион, где отмечается резкий перепад температур; глубоководный (придонный) - гиполимнион доходящий до самого дна, где температура в течение года изменяется незначительно [5]. Такое разделение толщи воды по плотности носит название стратификация вод.

Летом наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные - у дна. Это явление прямой стратификации. Зимой, с понижением температуры, происходит обратная стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру близкую к 0°С. На дне температура около 4°С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается - температурная дихотомия. Наблюдается в большинстве наших озер летом и зимой. В результате нарушается вертикальная циркуляция, образуется плотностная стратификация воды, наступает период временного застоя - стагнация (рис. 3). С дальнейшим повышением температуры верхние слои воды становятся все менее плотными и уже не опускаются - наступает летняя стагнация. Осенью поверхностные воды снова охлаждаются до 4°С и опускаются на дно, вызывая вторичное в году перемешивание масс с выравниванием температуры, т. е. наступлением осенней гомотермии.

Рис. 3. Стратификация и перемешивание воды в озере [4].

В морской среде также существует термическая стратификация определяемая глубиной. В водоемах существует довольно значительное разнообразие температурных условий. Между верхними слоями воды с выраженными в них сезонными колебаниями температуры и нижними, где тепловой режим постоянен, существует зона температурного скачка, или термоклина. Термоклин резче выражен в теплых морях, где сильнее перепад температуры наружных и глубинных вод.

20. Гидрологическая изменчивость. Изменение гидрологических характеристик во времени (временная изменчивость) имеет несколько масштабов. Выделяют изменчивостьвековую (исчисление веками).Многолетнюю (до десятков лет).Внутрегодовую,или Сезонную (колебания в течении года).Кратковременную (колебания от 3до10 дней). Сутки (суточная изменчивость). Минуты и секунды. *Причины вековой и многолетней изменчивости гидрологических характеристик – долгопериодные колебания климата, а также воздействие хоз. деятельности человека. *Осн.причины внутрегодовых (сезонных) изменений- смена сезонов года,колебаний синоптического масштаба-процессы в атмосфере(перемещение циклонов,антициклонов…) *Изменчивости суточного масштаба- вращение Земли вокруг оси и сопутствующие ему смена дня и ночи и приливы. *Природа колебаний самого малого временного масштаба(минуты, секунды) – волны на поверхности воды,макро- и микротурбулентность в водных потоках.