24.Плотность природных вод, определяющие ее факторы, устойчивость стратификации, критерий ричардсона.
П ри температуре 3,98°С вода имеет максимальную плотность 1,000 г/см3. При увеличении температуры, растет градиент плотности.
За счет пониженной плотности происходит конвективное, восходящее движение нагретых подземных вод. Коэффициент сжимаемости воды, показывающий, на какую долю первоначального объема уменьшится объём воды при увеличении давления на I aт, очень мал. Для чистой воды он равен 5·10-5 I/ат. Однако за счет сил упругости создается напор подземных вод. Температура и давление действуют на плотность воды в противоположном направлении. Пресные подземные воды имеют плотность, близкую к 1 г/см3, то плотность концентрированных рассолов достигает 1,3 - 1,4 г/см3. Повышение температуры приводит к значительному уменьшению вязкости подземных вод и, таким образом, облегчает их движение через мельчайшие поры. Подземные воды исключительно разнообразны по свому химическому составу. Высокогорные источники обычно дают очень пресную воду с низким содержанием растворенных солей, иногда менее 0,1 г. в 1 л., а в одной из скважин в Туркменистане был рассол с минерализацией 547 г/л.
На устойчивость воды во всем озере влияет форма озерной котловины. Наибольшая устойчивость достигается при плотностной стратификации. Если плотность с глубиной растет, то стратификация устойчивая; если плотность не меняется, тогда градиентное равновесие, если плотность уменьшается с глубиной, стратификация неустойчивая, идет конвекция, свободное перемешивание.
, т.о. – ускорение силы Архемеда – мера гидродинамической устойчивости плотностной стратификации.
– уравнение плотностной стратификации (устойчивости), которое ввел Шмит, Е измеряется в с-2. N=√E – частота колебаний плавучести частиц воды в расслоенной плотностной среде (частота Вейсаля-Брента). Чем меньше устойчивость, тем меньше частота и больше период (обратное от частоты, в среднем равен до 10 с).
Критерий Ричардсона: Ri=E/(dv/dz)2. если Ri=0,25 – стратификация, если Ri меньше 0,25 - перемешивание
- Оглавление
- 1.Понятия «водоем», «водная экосистема», ее абиотические и биотические компоненты.
- 2.Озеро и его водосбор, морфогенетическая классификация озерных котловин.
- 3.Водохранилища различного назначения, виды осуществляемого ими регулирования стока.
- 4.Морфогенетическая классификация:
- 5.Морфометрические характеристики водоема и методы их определения.
- 6.Батиграфические кривые (площади и объема) озер и их геометрических моделей
- 7.Особенности формы ложа долинных водохранилищ, ее геометрическая модель.
- 8.Методы определения объема водоема, объемная шкала и ее применение в лимнологических расчетах
- 9.Удельный водосбор водоема, его роль в структуре водного баланса и водообмене
- 10.Водный баланс бессточных и сточных озер, его составляющие, понятие об уровне равновесия.
- 11.Структура водного баланса водоемов и определяющие ее факторы
- 12.Водно-балансовая классификация водоемов, особенности водного баланса водохранилищ.
- 13.Внешний и внутренний водообмен водоема, их показатели.
- 15. Типы колебания уровня воды в водохранилищах, экологическое зонирование аква-территорий.
- 17.Капиллярные и гравитационные ветровые волны, их параметры, трохоидальная теория волн зыби.
- 18.Ветровые волны, факторы, определяющие их форму и размеры, методы их расчета.
- 19.Особенности волнения и течений в прибрежной зоне, роль псаммона в самоочищении воды.
- 20.Сгонно-нагонные явления на водоемах, экологическая роль апвеллинга и даунвеллинга.
- 21.Сейши, их разновидности и причины возникновения.
- 23.Виды течений в озерах и водохранилищах, циркуляционные системы ветровых и плотностных течений.
- 24.Плотность природных вод, определяющие ее факторы, устойчивость стратификации, критерий ричардсона.
- 25.Плотностные течения в водохранилищах, причины их возникновения.
- 26.Формы перемешивания воды в водоемах и его гидроэкологическое значение.
- 27.Конвекция, ее разновидности и причины возникновения в водоемах.
- 28.Оптические особенности воды озер, ослабление света в фотическом слое и роль этого слоя в экосистеме.
- 29.Составляющие теплового баланса озер и водохранилищ.
- 30.Вертикальные температурные зоны в водоеме, причины возникновения и разрушения слоев скачка.
- 31.Годовой термический цикл в озерах умеренной зоны.
- 32 Горизонтальная термическая неоднородность озер, «термический бар» и Его гидроэкологическое значение.
- 33.Термическая классификация озер. Внутренние волны кельвина и пуанкаре в стратифицированных озерах.
- 34. Определение теплозапаса в водоеме.
- 35. Фазы и особенности ледового режима озер, водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов.
- 36. Структура озерного льда, факторы, определяющие толщину и деформации ледяного покрова.
- 37.Генезис и режим взвесей в водоемах, роль седиментации и биоседиментации в самоочищении воды.
- 38. Донные отложения озер, палеолимнологические методы изучения истории озер.
- 39.Грунты и заиление водохранилищ, переработка их берегов.
- 40. Термические, химические и биологические условия образования грязей(пелоидов) в озерах.
- 41.Минерализация и солевой состав озерных вод в разных географических зонах.
- 42. Гидроэкологические особенности меромиктических озер.
- 43.Минеральные озера, их химические типы и особенности термического режима.
- 44. Круговорот органических и биогенных веществ в водоеме и роль в нем гидробионтов.
- 45.Продукция и деструкция органического вещества, их роль в самоочищении водной экосистемы.
- 46. Трофические уровни водной экосистемы, трофогенные и трофолитические слои области водоема.
- 47.Трофическая классификация озер, особенности химического режима олиготрофных и эвтрофных водоемов.
- 48. Гидрологическая структура водоема, типы водных масс и их взаимодействия, фронтальные зоны.
- 49.Физические, химические и биологические характеристики и методы выделения водных масс.
- 50. Причины и признаки эвтрофирования водоемов, принципы экологической реконструкции водохранилищ.
- 51.Гидроэкологические ресурсы водоемов суши - водные (динамические, статические) и биологические.