Уравнение водного баланса и водный режим озер
Приходной частью уравнения водного балансалюбого озера являются атмосферные осадки х (мм), поверхностный приток упр (м3), подземный приток wnp (м3). Поверхностный приток может быть естественным (речной сток), так и антропогенным (сброс отработанных вод, например возвратных вод орошения, а также промышленных и коммунальных стоков ).
Составляющие расходной части уравнения водного баланса сточного озера– это поверхностный сток из озера уст (м3), подземный отток (фильтрация) из озера wот (м3), испарение с поверхности озера Z (мм). Поверхностный отток складывается из стока вытекающей из озера реки и искусственного водозабора на хозяйственные нужды (на орошение, водоснабжение и т.д.). Изменение объема воды в озере за расчетный период равно , где и запасы воды в конце и в начале периода (м3).
Уравнение водного баланса озера представим в следующем виде:
(1000 х + упр + wnp ) – (уот + wст + 1000 Z ) = , (3.32)
где – площадь поверхности озера (км2), средняя за расчетный период. Напомним, что осадки и испарение в уравнении водного баланса выражены в мм слоя воды.
Для бессточного озера в уравнении водного баланса следует положить уот = 0.
Изменение объема воды за расчетный период можно выразить через изменение уровня воды в озере (Н1 и Н2 – уровни воды в конце и в начале периода) по формуле
.
Подставив это выражения в уравнение (3.32) и решая его относительно Н2, получим
. (3.33)
Таким образом, зная ход во времени элементов водного баланса озера, можно рассчитать уровень воды в конце расчетного периода.
Кроме того, зная ход уровней воды, можно рассчитать одну из неизвестных составляющих водного баланса, выразив ее из (3.33), если все остальные составляющие известны.
Режим колебаний уровня воды в озерах определяется временными колебаниями элементов водного баланса. Из уравнения (3.33) следует, что при прочих равных условиях амплитуда колебаний уровня уменьшается при увеличении площади водной поверхности озера.
Вековые и многолетние колебания уровня наиболее заметны у бессточных озер, находящихся в засушливых районах (Каспийское и Аральское моря, оз. Балхаш и др.). Объясняется это тем, что в засушливые периоды в озеро поступает мало стока и осадков, а потери на испарение наибольшие, тогда как во влажные периоды, наоборот, поступление стока и осадков на поверхность озера увеличивается, а потери на испарение уменьшаются.
Сезонные колебания уровня озер.Эти колебания уровня также в основном связаны с изменениями составляющих водного баланса озер. Повышение уровня озер происходит в периоды повышенного притока вод в озера, определяемые типом внутригодового режима речного стока. Так, в озерах умеренного пояса подъем уровня отмечается в период снегового половодья на реках. Озера, питающиеся водами рек, текущих с ледников (Иссык-Куль, Телецкое), имеют максимум уровня во вторую половину лета (рис. 3.23).
Кратковременные колебания уровня озер обусловлены сгонно-нагонными явлениями: воздействие ветра вызывает повышение уровня воды у наветренного берега (нагон), и понижение уровня воды у подветренного (сгон).
Также они могут быть обусловлены колебаниями атмосферного давления в разных частях озера, или резкими скачками величины и направления ветра, вызывающими сейши – стоячие волны с периодом колебаний от нескольких минут до десятков часов.
Рис. 3.23. Типичные графики сезонных колебаний уровня озер Телецкого (1), Плещеева (2), Ладожского (3) (I–XII – месяцы). |
Дата добавления: 2016-02-10; просмотров: 3288;