Капиллярные и гравитационные ветровые волны, их параметры, трохоидальная теория волн зыби.
Ветровое волнение охватывает поверхностный слой. Причина: принцип Гельмгольнца - если две среды с разной плоскостью соприкасаются, то на границе раздела сред происходит сдвиг скорости. Физическая причина волновых колебаний: турбулентная пульсация.
1. Капиллярные волны (рябь) - слабый ветер 2 м/с над идеально гладкой поверхностью. Длина ряби - 13 см. Чем больше скорость ветра, тем меньше длина волны ряби. 1,7 см - критическая длина волны ряби.
2. Гравитационные волны. При длине волны ряби 1,7 см вступают в действие гравитационные силы. Гравитационные волны - разновидность волн на воде, при которых сила, возвращающая деформированную поверхность воды к состоянию равновесия, есть просто сила тяжести, т.е. перепад высот гребня и впадины в гравитационном поле. Гравитационные волны на воде не поперечны и не продольны. При колебании частицы жидкости описывают некоторые кривые, т.е. перемещаются как в направлении движения, так и поперёк него. В линеаризованном приближении эти траектории имеют вид окружностей. Это приводит к тому, что профиль волн не синусоидальный, а имеет характерные заострённые гребни и более пологие провалы. Нелинейные эффекты сказываются, когда амплитуда волны становится сравнимой с её длиной. Одним из характерных эффектов в этом режиме является появление изломов на вершинах волн. Кроме того, появляется возможность опрокидывания волны.
3. Зыбь: ветровые волны превращаются в зыбь, когда прекращается ветер. Имеют наиболее правильную форму. Δ Н – разница между волновой линией и серединой высоты волны, характеризует увеличение потенциальной энергии взволнованной поверхности. Чем сильнее ветер, тем больше высота волны, тем больше Δ Н.
Гесснер и Ранкин создали трохоидальную теорию зыби: частицы воды остаются на месте, а волна тем не менее сдвигается. R – радиус частицы, r – расстояние от центра частицы до того уровня, от которого начинается движение по трохоиде. h=2r, λ=2πR. Крутизна m=2r/2πR=r/πR≤1/3. период τ=λ/c=√2πλ/√g=0.8√λ. скорость c=1.25√λ
Зыбь - Мелкое волнение без ветра на водной поверхности (моря, рек, озер).
- Понятия «водоем», «водная экосистема», ее абиотические и биотические компоненты.
- Озеро и его водосбор, морфогенетическая классификация озерных котловин.
- Водохранилища различного назначения, виды осуществляемого ими регулирования стока.
- Морфологическая классификация водохранилищ.
- Морфометрические характеристики водоема и методы их определения.
- Батиграфические кривые (площади и объема) озер и их геометрических моделей
- Особенности формы ложа долинных водохранилищ, ее геометрическая модель.
- Методы определения объема водоема, объемная шкала и ее применение в лимнологических расчетах
- Удельный водосбор водоема, его роль в структуре водного баланса и водообмене
- Водный баланс бессточных и сточных озер, его составляющие, понятие об уровне равновесия.
- Структура водного баланса водоемов и определяющие ее факторы
- Водно-балансовая классификация водоемов, особенности водного баланса водохранилищ.
- Внешний и внутренний водообмен водоема, их показатели.
- Многолетние и внутригодовые колебания уровня озер.
- Типы колебания уровня воды в водохранилищах, экологическое зонирование аква-территорий.
- Разновидности движения воды в водоемах, причины возникновения и экологическое значение.
- Капиллярные и гравитационные ветровые волны, их параметры, трохоидальная теория волн зыби.
- Ветровые волны, факторы, определяющие их форму и размеры, методы их расчета.
- Особенности волнения и течений в прибрежной зоне, роль псаммона в самоочищении воды.
- Сгонно-нагонные явления на водоемах, экологическая роль апвеллинга и даунвеллинга.
- Сейши, их разновидности и причины возникновения.
- Длинные волны в верхнем и нижнем бьефах мощных гэс, их влияние на. Распространение загрязненных вод
- Виды течений в озерах и водохранилищах, циркуляционные системы ветровых и плотностных течений.
- Плотность природных вод, определяющие ее факторы, устойчивость стратификации, критерий ричардсона.
- Плотностные течения в водохранилищах, причины их возникновения.
- Формы перемешивания воды в водоемах и его гидроэкологическое значение.
- Конвекция, ее разновидности и причины возникновения в водоемах.
- Оптические особенности воды озер, ослабление света в фотическом слое и роль этого слоя в экосистеме.
- Составляющие теплового баланса озер и водохранилищ.
- Определение теплозапаса в водоеме.
- Фазы и особенности ледового режима озер, водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов.
- Структура озерного льда, факторы, определяющие толщину и деформации ледяного покрова.
- Генезис и режим взвесей в водоемах, роль седиментации и биоседиментации в самоочищении воды.
- Донные отложения озер, палеолимнологические методы изучения истории озер.
- Грунты и заиление водохранилищ, переработка их берегов.
- Термические, химические и биологические условия образования грязей (пелоидов) в озерах.
- Минерализация и солевой состав озерных вод в разных географических зонах.
- Гидроэкологические особенности меромиктических озер
- Минеральные озера, их химические типы и особенности термического режима.
- Круговорот органических и биогенных веществ в водоемах и роль в нем гидробионтов.
- Продукция и деструкция органического вещества, их роль в самоочищении водной экосистемы.
- Трофические уровни водной экосистемы, трофогенные и трофолитические слои и области водоема.
- Трофическая классификация озер, особенности химического режима олиготрофных и эвтрофных водоемов.
- Гидрологическая структура водоема, типы водных масс и их взаимодействия, фронтальные зоны.
- Физические, химические и биологические характеристики и методы выделения водных масс.
- Причины и признаки эвтрофирования водоемов, принципы экологической реконструкции водохранилищ
- Гидроэкологические ресурсы водоемов суши - водные (динамические, статические) и биологические.