Лядова-тэрмічны рэжым. Фактары, якія вызначаюць тэмпературу вады рэк

Змена цяпла ў рэках залежыць ад награвання і ахалоджвання вады на працягй года. Усе цеплавыя працэсы, якія назіраюцца ў воднай плыні залежыць ад цеплавога балансу, г. зн. Ад суадносін паміж прыходнай і расходнай часткамі воднага балансу. Павышэнне, альбо паніжэнне сярэдняй тэмпературы вады ракі на кожным канкрэтным адрэзку абумоўліваецца цеплаабменам паміж адрэзкам і паветрам, ложам і суседнімі адрэзкамі ракі. Ураўненн цеплавога балансу ракі за некаторы адрэзак часу (t) можна запісаць у наступным выглядзе: S_в + S_ср. + S_іа - S_lв +- S_Ta + S_вк + S_др + S_гв + S_ас + S_л + S_кэ – S_н = +- S_t, дзе S_в – цяпло, якое паступіла разам са сцёкам вады праз верхні створ адрэзка ракі; S_ср. - сумарная сонечная радіація, якая была паглынута вадой; S_іа – сустрэчнае выпраменьванне атмасферы, паглынутае вадой; S_lв –страты цяпла паверхняй вады шляхам доўгахвалевага выпамеьвання; S_Ta –турбулентны абмен цяпла з атмасферай; S_вк – цяпло, якое траціцца на выпарванне і выдзяленае пры кандэнсацы; S_др – цеплаабмен з дном рэчышча; S_гв – цяпло, якое паступае разам з грунтовымі водамі; S_ас – цяпло, якое паступае разам з вадкімі ападкамі, альбо траціцц на таянне цвёрдых ападкаў; S_л – цяпло, якое выдзяляецца пры ўтварэнні лёду, альбо траціцца пры яго таянні на месцы; S_кэ – цяпло, якое выдзяляецца пры разсейванні кінетычнай энергіі; S_н – страты цяпла разам з водным сцёкам праз ніжні створ ракі; S_t – змяненні запасаў цяпла ў воднай масе за прамежак часу (t) на адрэзку ракі. Роля састаўляючых ураўнення воднага балансу неаднолькава. Напрыклад, роля цяпла выдзелянага пры ўтварэнні лёду, грунтовых вод, паступаючага разам з ападкамі, пры цеплаабмене з дном настолькі малыя, што ў агульным балансе могуць і не ўлічвацца.Ход тэмпературы вады ракі звычайна адпавядае ходу тэмпературы паветра. Але змяненні тэмпературы вады адбываюцца больш плаўна і павольна, чым змяненні тэмпературы паветра. У першай палове цёплага перыяду года тэмпература паветра бывае вышэй тэмпературы вады, а ў другой – ніжэй. Найбольшая тэмпература вады наступае пазней, чым максімум тэмпературы паветра.Тэмпература вады вагаецца па жывому сячэнню і даўжыні ракі. У выніку турбулентнага характару воднай плыні ў рэках назіраецца бесперапыннае перамешванне вады, што спрыяе выраўноўванню тэмпературы вады ў жывым сячэнні ракі. Але тэмпература вады ў розных кропках жывога сячэння розная. Па даўжыні ракі тэмпература вады залежыць ад змены геаграфічнай зоны, праз якія працякае рака, віда жыўлення, тэмпературы вады прытокаў, наяўнасці ў басейне азёр і ледавікоў. Змяненні тэмпературы вады па часу. Змяненні састаўляючых цеплавога балансу ракі на працягу сутак, пары года, года вызываюць ваганні тэмпературы вады ў рэках. Сутачны ход тэмпературы вады найбольш выразны ў цёплую частку года. Найбольшая амплітуда сутачных ваганняў назіраецца летам, калі днём вада награваецца ад сонечнага цяпла, а ноччу астывае. Найменьшыя тэмпературы вады назіраюцца раніцой да ўзыхода сонца, а найбольшыя – у 15-17 гадзін. Сутачная амплітуда вавганняў тэмпературы вады залежыць ад геаграфічнай шыроты мясцовасці ракі, стану надвор’я. У некаторых раёнах сутачная амплітуда на вялікіх рэках не перавышае 1^о С, на поўдзень яна ўзрастае да 2-3^о С. Для рэк са значнымі расходамі вады амплітуда ад вялікай цеплавой інерцыі меньшае, чым для малаводных рэк. Пры ясным сонечным надвор’і большая, чым пры воблачнасці. Лядовы рэжым рэк. Лядовы рэжым рэк прадстаўляе сабой сукупнасць працэсаў узнікнення, развіцця і разбурэння лядовых утварэнняў на рацэ, якія заканамерна паўтараюцца штогод. У лядовым рэжыме выдзяляеццца тры фазы: замярзання, ледастаў і крыгалом. Фаза замярзання. Утварэнне лёду на рэках пачынаецца пры ахалоджванні вады да 0^о С і ніжэй. Ахалоджванне вады запавольваецца яе перамешваннем пагэтаму больш значныя масы лёду ўтвараюцца, калі ўся вада ахалоджваецца да 0^о С. Першыя лядовыя ўтварэнні ўзнікаюць на мелкаводных участках у берагоў, у застойных месцах. Тут узнікаюць заберагі – палосы лёду, якія прымерзлі да берага, а асноўная частка воднай прасторы свабодная ад лёду. Першыя заберагі ўзнікаюць у ціхую марозную ноч, днём яны таюць ці разбураюцца ветравым хваляваннем. Разам з узмацненнем маразоў заберагі павялічваюць сваю таўшчыню да ўстанаўлення лёду па ўсёй воднай паверхні. Адрозніваюць нерухомыя пастаянныя заберагі і нанасныя. Апошнія атрымліваюцца на вялікіх рэках, калі ў час асенняга ледаходу лёд і шуга, якія плывуць па рацэ, прыбіваюцца да берага і прымярзаюць да яго ўтварая нанасныя заберагі. Адначасова з заберагамі ўтвараецца сала і снежура. Сала – першасныя паверхневыя ледзяныя ўтварэнні, якія складаюцца з іголкападобных ўтварэнняў і пласцінкавых крышталікаў у выглядзе плямаў, альбо суцэльнага слоя. Снежура ўтвараецца пры шчодрым выпадзенні снегу на адкрытую водную паверхню. Яна плыве ў выглядзе рыхлай масы, часам яна ўзвышаецца над воднай паверхняй.Перад пачаткам ледаставу на многіх рэках ўтвараецца ўнутрыводны лёд, які прадстаўляе сабой вялікую колькасць першасных крышталікаў лёду ў вадзе і на дне рэчышча пры пераахалоджванні ніжэй нуля на некалькі сотых доляў градуса. Утварэнне ўнутрыводнага лёду паскараецца пры пападанні ў пераахалоджанную воду сняжынак, цвёрдых часцінак, якія з’яўляюцца цэнтрамі крышталізацыі. Пры сутыкненні з выступамі дна яны прымярзаюць да іх, працягваюць расці і даюць пачатак утварэнню доннага лёду. Адна з найбольш распаўсюджаных формаў лядовых утварэнняў на рэках, якія звязаны з унутрыводным лёдам, гэта шарош. Шарошам называюць унутрыводны лёд, які ўсплывае на паверхню вады. Ён утрымлівае ў сябе і сала,. Снежніцу, дробны лёд. Шарош можа знаходзіцца у стане руху – ход шарашу - альбо нерухма пад ледзяным покрывам – падлёдная шуга. Нярэдка шарош забівае жывое сячэнне ракі, асабліва на паўночных і горных рэках, узнікаюць зажоры. Зажоры рэзка пямяншаюць жывое сячэнне і спрыяюць рэзкаму пад’ёму ўзроўня вады ракі.Пры змярзанні абламаўшыхся заберагаў, сала, снежуры і шарошу ўтвараюцца ледзяныя палі, якія ўтвараюць асенні ледаход. Ён не назіраецца на ўсіх рэках. Адсутнасць яго характэрна для малых рэк. На буйных рэках ледаход назіраецца штогод, але на асобных участках на крутых згібах, звужэннях рэчышчаў, дзе прапускная здольнасць рэчышча не адпавядае колькасці лёду, накопліваецца вялікая колькасць лёду і ўтвараюцца заторы. Гэты лёд, як і заторы, вызываюць павышэнне ўзроўню вады вышэ па цячэнню.

Фаза ледаставу. Ледастаў – наяўнасць ледзянога покрыва на воднай паверхні ракі. Малыя рэкі замярзаюць раней вялікіх і ледзяное покрыва на іх ўтвараецца без асенняга ледаходу шляхам зрастання заберагаў. Лёд на іх мае адносна гладкую паверхню. На вялікіх рэках фарміраванне ледаставу часта звязана з узнікненнем затораў. Вышэй затораў пры адмоўнай тэмпературы паветра адбываецца змярзанне асобных крыгаў у ледзяныя палі, якія змярзаюцца з заберагамі, утвараючы на гэтым участку ракі ледзяную перамычку (ледастаў). Ледзяныя перамычкі паступова падаўжаюцца пакуль уся рака не пакрыецца суцэльным ледзяным покрывам.Ледастаў ізалюе ваду ад паветра і выконвае ролю рэгулятара ў цеплаабмене паміж вадой і паветрам.Калі праз лёд з паветра пранікае больш цяпла, чым паступае да яго з вады, то таўшчыня ледаставу павялічваецца і, калі, наадварот, - лёд падтайвае, яго таўшчыня памяншаецца. Нарастанне ледаставу адбываецца да таго часу, пакуль не ўсталюецца раўнавага паміж выдзеляным цяплом у паветра і паступаючым з вады. Гэта адбываецца разам са снегам, які абараняе водную масу ад страт цяпла.Таўшчыню нарастаючага лёду можна спрагназаваць і разлічыць па формулам. Найбольш простай з іх з’яўляецца формула Ф.І. Быдіна: H_л = A √∑ t, дзе H_л – прагназіруемая велічыня таўшчыні лёду; A = 2, у выпадку, калі ў разліках бярэцца сума адмоўных сярэдніх сутачных тэмператур паветра ∑ t за ўвесь перыяд ільдоўтварэння і А = 11, калі ў разліках бярэцца сума адмоўных сярэдніх месячных тэмператур паветра. Ускрыццё рэк (крыгалом). Вясной з пераходам тэмператур паветра праз 0^о С пачынаецца таянне снегу на лёдзе і берагах ракі. Спачатку на паверхні лёду з’яўляецца всада, лёд цямнее. Далей разбурэнне лёду адбываецца пад уплывам сонечнай радяцыі, якая награвае ваду і берагі. Прыток талай вады з вадазбору вызывае падняцце ледаставу. Разбурэнне ледастау пачынаецца спачатку ў берагоў і на перакатах. Уздоўж берагоў узнікаюць вузкія палосы вады без лёду – закраіны. На ўчастках ракі з хуткім цячэннем, дзе лёд найбольш тонкі, утвараюцца адкрытыя водныя прасторы, альбо прамоіны. Пры дальнейшім падняцці ўзроўня ракі ледзяныя палі пачынаюць рухацца ўніз па цячэнню, адбываюцца так званыя зрухі лёду. Такіх зрухаў бывае некалькі. Месцамі на ледаставе з’яўляюцца праталіны і прамоіны. У дальнейшым лёд трэскаецца і дзеліцца на асобныя палі і крыгі. Ледзяныя палі і крыгі утвараюць крыгаход – масавы рух крыгаў уніз па цячэнню.

Колебания уровней рек.

Зимой уровень минимальный.

Причины колебания:

-климатические

-создание плотин

-заростание русла(для малых рек)

Явления колебания:

-приливно-отливные явления,

-русловые процессы.

39. Водный баланс озёр. Змяненні аб’ёма вады, які знаходзіцца ў возеры, вызначаецца судносінамі паміж паступаючымі аб’ёмамі ў возера і стратамі з яго, што адлюстроўвае водны баланс. Ураўненне воднага балансу сцёкавага возера мае выгляд:

Х + У_пр +У_гр + К – У_сц - У_ф – Е – У_в +/- V_л +/- = ∆V + Н, дзе Х - атмасферныя ападкі на люстэрка возераа, У_пр – сцёк вады з паверхні вадазбору ў возера, У_гр – падземны сцёк у возера, К – кандэнсацыя вадзяной пары на паверхню возера, У_сц - сцёк з возера, У_ф – падземны сцёк (аб’ём фільтрацыі) з возера, Е – выпарэнне з воднай паверхні, У_в – забор вады з возера на гаспадарчыя патрэбы, V_л - страты вады на утварэнне лёду і прыход аб’ёмаў вады пры таянні снегу, ∆V - змяненні аб’ёма вады возера за разліковы перыяд, які ўплывае на ваганнях узроўня вады, Н – невязка баланса. У шматгадовым разрэзе часу пры адсутнасці усыхання ці ўвільгатнення клімату, прыходная частка баланса і расходная роўныя паміж сабой, а ∆V = 0. У гэтым выпадку ураўненне воднага балансу прыймае выгляд:

Х + У_пр– У_сц - Е = 0.

Абсалютныя значэнні і суадносіны састаўляючых воднага балансу азёр цесна звязаны паміж сабой і ў першую чаргу з геаграфічнай занальнасцю. Водны баланс азёр, якія размешчаны ў зоне лішкавага і дастатковага ўвільгатнення (тундра, лясная і лесастэпавая зоны умеранага клімата, вільготныя субтропікі і трапічны лес), у асноўным вызначаецца рачным прытокам з вадазбора ў прыходнай і сцёкам з вадаёмаў – расходнай частках. Гэтыя кампаненты баланса вагаюцца ў межах 70-90 %. Гэта, як правіла, сцёкавыя азёры. У расходнай частцы азёр сухіх стэпаў, паўпустынь і пустынь перавагае выпарэнне з паверхні вады, і яны ў большасці выпадкаў бязсцёкавыя. У прыходнай частці воднага баланса невялікіх азёр, вадазборы якіх цалкам знаходзяцца ў засушлівых раёнах, павялічваецца адносная роля атмасферных ападкаў на іх паверхню. Гэта адбываецца за кошт высокай велічыні выпарэння і страт на фільтрацыю, а ў той жа час прыток вады з вадазбора невялікі.Акрамя геаграфічнай занальнасці, значную ролю ў водным балансе выконваюць азанальныя фактары, у тым ліку і марфаметрычныя асаблівасці азёр і іх вадазбораў. Іх уплыў на водны баланс праяўляецца праз удзельный вадазбор (∆F). Чым большае яго значэнне, тым большая доля сцёку ў прыходнай і расходнай частках воднага баланса. Так, напрыклад, у водным балансе Пяозера (∆F= 20,5 ) паверхневы прыток складае 91 % прыходнай і 96 % расходнай частак. У той жа час у блізкіх прыродных умовах для Анежскага возера (∆F = 5,3 ) яны складаюць, адпаведна, 72 і 84 %.Суадносіны састаўляючых воднага балансу, якія абумоўлены ўздзеяннем занальных і азанальных фактараў, пакладзены ў аснову воднабалансавай класіфікацыі азёр. Па суадносінам састаўляючых воднага балансу азёры дзеляцца на две групы: сцёкавыя (С) і выпаральныя (В). У першай групе азёр сцёк перавагае выпарэнне з воднай паверхні (У_сц > Е). Азёры другой групы адрозніваюцца адваротнымі суадносінамі (Е >У_сц). Ва ўнутры кожнай групы выдзяляецца па тры тыпы азёр, якія адрозніваюцца прыходнай часткі баланса. Сцёкавыя азёры падзяляюцца на прыточныя (П), дажджавыя (Д) і нейтральныя (Н). У сцёкавых прыточных азёрах прыток з вадазбора перавагае велічыню выпадзення атмасферных ападкаў на водную паверхню (У_пр >Х). У сцёкавых нейтральных азёр назіраецца прыкладная раўнавага паміж прытокам і атмасфернымі ападкамі на паверхню возера (У_пр ≈ Х). Сцёкавыя дажджавыя азёры адрозніваюцца перавагай атмасферных ападкаў над прытокам (Х > У_пр). Выпаральныя азёры падзяляюцца на выпаральна-дажджавыя (В-Д), выпаральны (В) і выпаральна-прыточныя (В-П). У выпаральна-дажджавых азёр велічыня выпарэння з паверхні возера перавагаюць атмасферныя ападкі (Е > Х). Выпаральны азёры характэрызуюцца значнай велічынёй выпарэння, перавагаючай паверхневы прыток (Е > У). У выпаральна-прыточных азёрах велічыня выпарэння і сцёку з вадазбора прыкладна роўныя (Е = У). Размеркаванне азёрных груп і некаторых тыпаз азёр па тэрыторыі мае занальны характар. Гэта дазваляе раяніраваць азеры па воднаму балансу. Сцёкавыя азёры характэрны для ўвільгатнённых, выпаральных – для засушлівых зон. Да сцёкава-прыточных азёр адносіцца большасць азёр увільгатнённых раёнаў, да выпаральна-прыточных – у асноўным да буйных азёр арыдных абласцей, якія жывяцца з гумідных зон ці з горных раёнаў.Да нейтральных і дажджавых адносяцца азёры з невялікім значэннем удзельнага вадазбору.З водным балансам азёр цесна звязаны знешні вадаабмен – змена вады возера новымі водамі. У якасці асноўнай характарыстыкі знешняга вадаабмену сцёкавых вадаёмаў прыняты ўмоўны вадаабмен (К_в), які вызначаецца суадносінамі сцёка з вадаёма за некаторы прамежак часу (V_сц) да сярэдняга аб’ёму вады возера за той жа перыяд (V_в):

К_в = V_сц / V_в. Велічыня К_в паказвае колькі разоў на працягу года ці некаторага адрэзку часу змяняецца агульны аб’ём возера. Адваротныя суадносіны (V_в / V_сц) называецца перыядам вадаабмену і характарэзуе час, за якіадбываецца поўны вадаабмену. Для параўнання вадаабмену розных па структуры воднага баланса азёр, у тым ліку і бязсцёкавых азёр, і ацэнкі агульнай колькасці вады, які ўдзельнічае ў вадаабмене, прняты паказчык К_вб:

К_вб = V_б / V_в, дзе V_в - аб’ём вады, які ўдзельнічае ў вадаабмене за некаторы прамежак часу.Для азёр ён прыймаецца роўным суме прыходных (проток вады плюс ападкі) ці расходных (сцёк плюс выпарэнне) элементаў воднага балансу.

44. Тэмпературныя класіфікацыі азёр. Вядучымі возеразнаўцамі сусвету (Ф.А.Фарэль, 1856, 1901; Іошымура, 1936; Хатчынсон і Лёффлер, 1956; В.Хомскіс, 1969; А.І.Ціхаміраў і інш.) былі прапанаваны тэрмічныя класіфікацыі азёр, якія улічвалі размеркаванне тэмпературы ў воднай масе і асаблівасці звязанай з тэрмікай цыркуляцыі вады.

Першая тэрмічная класіфікацыя азёр была распрацавана Ф.А.Фарэлем, якую можна назваць кліматычнай. Усе азёры сусвету ён падзяліў на тры тэрмічныя тыпы: палярныя, умераных шырот і трапічныя. Палярныя азёры адрозніваюцца на працягу ўсяго года тэмпературай ніжэй 4^о С. У азёрах гэтага тэпу зімой перавагае адваротная тэмператрная стратыфікацыя, а летам – цыркуляцыі. Азёры умераных шырот характарызуюцца летнімі тэмпературамі вышэй 4^о С, а зімой ніжэй 4^о С, прамой стратыфікацыяй летам, адваротнай – зімой, цыркуляцыяй пры гоматэрміі вясной і восенню. Трапічныя азёры маюць тэмпературу вады вышэй 4^о С на працягу ўсяго года. У азёрах перавагае прамая тэрмічная стратыфікацыя і зімовая цыркуляцыя.

Найбольш дыталёвая тэрмічная класіфікацыя азёр сусвету была распрацавана Хатчынчанам і Лёффлерам. У аснову выдзялення тыпаў азё былі пакладзены асаблівасці цыркуляцыі, звязанай з тэрмікай азёр. Па гэтаму прызнаку ўсе азёры былі падзелены на два асноўныя тыпы: галаміктычныя і мераміктычныя. Галаміктычныя адрозніваюцца поўнай цыркуляцыяй адзін ці некалькі разоў у гаду. Мераміктычныя адрозніваюцца вялікай розніцай шчыльнасці вады па вертыкалі, якая звязана з розніцай велічыні мінералізацыі. Пагэтаму цыркуляцыі ахопліваюць толькі верхні слой. Галамектычныя азёры ў сваю чаргу падзяляюцца на два падтыпы: діміктычныя і монаміктычныя. Діміктычныя азёры адрозніваюцца двумя перыядамі цыркуляцым (вясной і восенню) і устойлівай стратыфікацыяй летам і зімой. Гэты тып азёр характэрны для умеранай кліматычнай зоны. Монаміктычныя азёры характэрызуюцца адным перыядам цыркуляцыі вады ў год. У раёнах з трапічным ці умерана-цёплым кліматам распаўсюджаны цёплыя монаміктычныя азёры, якія адпавядаюць трапічным азёрам па Фарэлю, а ў палярных раёнах – халодныя монаміктычныя азёры адпавядаюць палярным азёрам. Мераміктычныя азёры азанальны і сустракаюцца ў розных раёнах сусвету. В.Хомскіс прапанаваў тэрмагыбінную класіфікацыю азёр, якая была распрацавана для азёр Літвы. У якасці класіфікацыйнага прызнака была прынята рознасць тэмпературы прыдоннага слоя вады летам (t_л) і зімой (t_л): ∆t = t_л - t_з, якая залежыць не толькі ад абсалютнага значэння глыбіні возера, але і ад формы яго катлавіны і звязанным з гэтым ветравым перамешваннем. Па гэтаму прызнаку азёры дзеляцца на чатыры групы: тэрмічна вельмі глыбокія (∆t 0), тэрмічна глыбокія (0,5^о < ∆t < 5^о), сярэднеглыбокія (5^о < ∆t < 15^о), мелкаводныя (∆t 20^o).А.І.Ціхаміраў распрацаваў тэрмічную класіфікацыю прэсных азёр умеранай кліматычнай зоны. У аснову класіфікацыі былі пакладзены асаблівасці гадавога цыклу тэрмічнага рэжыму у першую чаргу летняга перыяду. Згодна з класіфікацыяй азёры падзяляюцца на тры класы: эпітэрмічныя, гіпатэрмічныя і метатэрмічныя. Да эпітэрмічных азёр адносяцца неглыбокія (4-6 м) азёры, вада якіх на працягу усяго года бязледнага перыяду знаходзяцца ў стане гомотэрміі ці слаба выражанай прамой стратыфікацыі, а зімой адбываецца падлёднае награванне вады ад дна. Клас гіпатэрмных азёр уключае буйныя глыбокія азёры. Веснавое награванне і асенняе ахалоджванне ў іх працяглае і суправаджаецца тэрмабарам. Летам добра выражаны эпі-, мета- і гіпалімніон. Гіпалімніон займае большую частку аб’ёма возера. Прамежкавае палажэнне займае клас метатэрмічных азёр. Азёры гэтага класа маюць глыбіні 6-10м, у якіх летам узнікаюць усе вертыкальныя тэрмічныя зоны, але металімніон спачатку асенняга ахалоджвання апускаецца ў прыдонныя слаі.

41.Течения, сгонно-нагонные явления, сейши в озёрах и водохранилищах. Цячэннямі называецца гарызантальнае перамяшчэнне водных мас пад уздзеяннем розных метэаралагічных фактараў: ветру, сцёку з вадазбору і з самога вадаёма, неаднарорднасці шчыльнасці вады, змянення атмасфернага ціску і іншых. Цячэнні характарызуюцца хуткасцю і напрамкам, які паказвае куды перамяшчаюцца водныя масы. Асноўымі сіламі, якія вызываюць цячэнні ў азёрах, з’яўляюцца: уздзеянне ветра на водную паверхню (датыкальная напруга) і гравітацыйныя сілы (гарызантальная састаўляючая сілы цяжару). Акрамя таго, на цячэнні ўздзейнічаюць другарадныя сілы, якія ўзнікаюць толькі пры руху вады і могуць значна паўплываць на ўжо ўзнікшы рух вады. Да іх адносяцца: сіла ўнутранага трэння, сіла інэрцыі (інэрцыонныя сілы), адхіляючая сіла кручэння зямлі (сіла Каріоліса) і цэнтрабежная сіла. Сіла ўнутранага трэння з аднаго боку, вызывае перадачу момант руху ад аднаго слоя да другога, с другога – прыводзіць да дысіпацыі (разсейванню) энэргіі і паслабляе цячэнне.

Значны ўплыў на цячэнні у азёрах робяць марфаметрычныя асаблівасці катлавін: абрыс вадаёма ў плане, памеры акваторыі, глыбіня і рэль’еф дна. Аднак, найбольшае значэнне ў буйных азёрах маюць ветравыя і шчыльнасныя цячэнні, а ў малых праточных – сцёкавыя цячэнні.

Ветравыя, ці дрэфавыя цячэнні ўзнікаюць у выніку трэння ветравых патокаў на водную паверхню і ціску яго на схілы ветравых хваляў. Паміж хуткасцю ветра (U, м/с) і хуткасцю вызванага ім паверхневага цячэння (U_o, м/с) існуе залежнасць:

U_o = A U , дзе - геаграфічная шырата, А – ветравы каэфіцыент, які вагаецца ў межах 1-1,5 %, але ў некаторых вадаёмах дасягае 3-6 %. Хуткасці дрэйфавых цячэнняў на буйных вадаёмах звычайна не перавагае 30-60 см/с. Так, на Анежскім возеры пры ветру 8 м/с яны дасягаюць 30 см/с, пры ветру 15 м/с (моцны вецер) – 50 см/с, на Байкале пры моцных асенніх вятрах – 40-70 см/с.

Згонна-нагонныя працэсы. З глыбінёй хуткасць цячэнняў у выніку трэння, і асабліва ва ўмовах вертыкальнай стратыфікацыі шчыльнасці вады, памяншаецца. Напрыклад, максімальная хуткасць паверхневых цячэнняў Ладажскага возера дасягалі 30 см/с, на глыбіні 25 м – каля 20 см/с, а на глыбіні ўжо 50 м – усяго 12-13 см/с. Дрэфавыя цячэнні вызываюць згоны і нагоны – перамяшчэнні водных мас, якія ўзнікаюць у выніку захопу паветрам верхняга слою вады у падветранага берага (згоннага) і перамяшчэнню яго да наветранага (нагоннага). У выніку працяглага устойлівага стану такіх умоў узнікае адпаведны ухіл воднай паверхні. Рознасць узроўня вады на згонным і нагонным участках акваторыі (∆h) вызначаецца па формуле:

∆h = 2*10⁶ (U2 D / gH) cos α, дзе α – вугал паміж па галоўнай восі возера і напрамкам ветру, D – хуткасцьветру на вышыні флюгера (10 м), Н – сярэдняя глыбіня возера па профілю па напрамку перамяшчэння хваляў. Пры згонах і нагонах узнікаюць кампенсацыйныя цячэнні, накіраваныя у супрацілеглым напрамку дрэфавым цячэнням. Яны, як правіла, праходзяць на глыбіні ці ў прыдонных слаях вадаёма.Згонна-нагонныя ваганні ўзроўню найбольш значныя у адмелых берагоў, дзе кампенсацыйныя цячэнні па прычыне трэння аб дно значна паслаблены, чым на значных глыбінях. Так, у паўднёвых адмелых берагоў Ладажскага возера і ў мелкаводных залівах Арала яны дасягаюць 2 метраў.

Шчыльнасныя цячэнні добра выражаны на буйных і глыбокіх азёрах,дзе найбольш ярка выражана вертыкальная неаднароднасць размеркавання тэмпературы і звязанай з ёю шчыльнасць вады. Гэты тып цячэнняў добра выражаны ў перыяды награвання і ахалоджвання вадаёмаў, калі розніца тэмпературы цэнтральных і прыбярэжных участкаў дасягае максімума.

Сцёкавыя цячэнні. Даволі часта ў праточных (сцёкавых) азёрах узнікаюць сцёкавыя цячэнні. У гэтых выпадках ухіл воднай паверхні возера, асабліва невялікіх азёр, ствараецца прытокам і сцёкам.

Ветравыя хвалі і сейшы. Галоўнай прычынай узнікненя хваляў на азёрах з’яўляецца ўздзеянне ветру на іх паверхню. Ветравыя хвалі з’яўляюцца гравітацыйнымі, так як уздзеянне ветра на водную паверхню выводзіць паверхню вады із раўнавагі, а сіла цяжару застаўляе яе вяртацца ў першапачатковы стан. Ваганні часцінак вады пры дастатковай глыбіні возера адбываецца па арбітам. Пры малых глыбінях трэнне іх аб дно ўздзейнічае на на рух вады і арбіты часцінак з глыбінёй прыймаюць форму элліпса з большай воссю, выцягнутай па напрамку руху хваляў. У дна часцінкі вады рухаюцца толькі ў гарызантальным напрамку. Сячэнне некалькіх паслядоўных хваляў вертыкальнай плоскасцю ў галоўным напрамку іх руху прадстаўляе ветравы профіль, на якім добра відаць асноўныя элементы ветравых хваляў. Сярэдняя хвалявая лінія – гарызантальная ліні, якая перасякае хвалявы профіль так, што агульныя плошчы вышэй і ніжэй гэтай лініі роўныя. Грабень хвалі – частка хвалі, якая знаходзіцца вышэй сярэдняй хвалявай лініі, вяршыня хвалі – самая высокая кропка на грэбні. Упадзіна (лагчына) хвалі – частка хвалі, якая знаходзіцца паміж двумя суседнімі грабянямі ніжэй сярэдняй хвалявай лініі, падэшва хвалі – самая нізка кропка на лагчыне хвалі. Фронт хвалі – лінія вяршыняў грабянёў у плане. Галоўны напрамак распаўсюджвання хваляў – напрамак, перпендыкулярны фронту хвалі. Вышыня хвалі (h) – перавышэнне вяршыні хвалі над падэшвай. Даўжыня хвалі (λ) – адлегласць паміж двумя суседнімі вяршынямі ці падэшвамі. Крутасць хвалі (ε) – адносіны вышыні хвалі да яе даўжыні: ε = h/ λ.Перыяд хвалі (τ) – прамежак часу, на працягу якога часцінкі вады завяршаюць поўны абарот па сваім арбітам ці прамежак часу паміж праходжаннем вяршыняў двух суседніх хваляў праз фіксаваную кропку вадаёма. Узрост хвалі (В) – адносіны хуткасці хвалі (С) да хуткасці ветру (U): В = С/ U.Хуткасць хвалі (С) – хуткасць перамяшчэння грэбня хвалі ў галоўным напрамку яе распаўсюджвання. Звычайна хуткасць хвалі вызначаецца як хуткасць перамяшчэння грэбня хвалі на адлегласці, роўнай яе даўжыні: С = λ/t, дзе t – прамежак часу, за які хваля (грэбень хвалі) праходзіць адлегласць, роўную яе даўжыні.Параметры ветравых хваляў залежаць ад хуткасці ветру (U), працягласці яго дзеяння (Т), разгону хвалі (D) – шляху, які праходзіць хваля з моманту ўзнікнення, глыбіні возера (Н) (калі яна не перавышае палову даўжыні хвалі).Пры павялічэнні хуткасці ветру і даўжыні разгону ветравых хваляў, параметры хваляў (h і λ) павялічваюцца. У выніку розніцы цічску ветру на наветраныя і падветраныя схілы хвалі, яна прыймае несіметрычную форму нават на глыбокай вадзе. Яшчэ больш значныя змяненні хваляў адбываюцца пры падыхдзе хваляў да мелкаводдзяў, дзе пачынае уплываць трэнне іх аб дно. Гэтае трэнне пачынае шплываць з глыбіні, меншай паловы даўжыні хвалі (Н < λ / 2). Ніжняя частка хвалі падвяргаецца большаму тармажэнню ў сувязі з трэннем аб дно, чым грэбень хвалі. Пярэдні схіл хвалі становіцца больш стромкім, чым тыльны. Пры дальнейшым памяншэнні глыбіні да крытычнай (Н_кр = 2 h) хваля разбураецца (апракідваецца). Разбурэнне хваляў у берага называецца прыбоем, а на мелкаводдзях у адкрытай акваторыі – буруном. Ад адвеснага ці стромкага берага (з вуглом нахілу больш 45^о), глыбіні у якога больш крытычнай, хвалі адбіваюцца. У выніку налажэння (інтерферэнцыі) падыходзячых да берага і адбітых (вярнуўшыхся) ад берага хваляў утвараюцца стаячыя хвалі. Вышыня стаячых хваляў значна большая, чым падыходзячых да берага. Калі у стромкага берага глыбіня менш крытычнай, разбурэнне хваляў адбываецца з выкідваннем масы вады апракінутага грабяня на значную вышыню. Такі выкід валодае значнай энэргіяй і сілай. На палогіх прыбярэжных водмелях буйныя хвалі разбураюцца далёка ад берага. Водмель, такім чынам, абараняе бераг ад дальнейшага размыву. Пад уздзеяннем прыбярэжных водмеляў адбываецца рэфракцыя хваляў – змяненне напрамку іх руху. З’ява налажэння адной на другую некалькіх хваляў называецца інтерференцыяй. Прыватны выпадак – стаячая хваля – налажэнне прамой і адбітай хвалі з аднолькавым перыядам. Пры сустрэчы сістэмы хваляў розных напрамкаў утвараецца таўкатня, г.зн. складанае хваляванне з хаатычным чаргаваннем бугроў і ўпадзін. Дэнівіліцыя паверхні і сейшы на азёрах. Пад уплывам розных сіл у вадаёмах узнікаюць перакосы воднай паверхні (дэнівіляцыя). Пасля астановкі ўздзеяння сілы, якая вызвала дэнівіляцыю) уся водная маса возера імкнецца вярнуцца у стан раўнавагі, а водная паверхня пачынае вагацца. Гэтыя ваганні назхываюць стаячымі хвалямі. Аднак яны ахопліваюць значныя па плошчы часткі акватрыі. Паступова такія ваганні паверхні затухаюць пад уздзеяннем сіл трэння і называюць звычайна сейшай. Асноўныя прычыны ўзнікнення сейшаў: змена паветранага ціску і вецер, якія вызываюць сгонна-нагонны перакос узроўня паверхні возера. Пры сейшах у вадаёмах заўсёды ўзнікае адна ці некалькі ліній (кропак), у якіх узровень вады застаецца нязменным. Гэта так званыя вузлы (вузлавыя лініі), у залежнасці ад колькасці якіх сейшы бываюць аднавузлавыя, двухвузлавыя, трохвузлавыя і г.д. Па абодва бакі ад вузлавой лініі амплітуда ваганняў узроўняў узрастае і дасягае максімума ў кропках (на лініях) пучнасці. Асноўныя элементы сейшы (стаячай хвалі): перыяд (τ), амплітуда (А) – максімальнае адхіленне ўзроўня воднай паверхні ў той ці другой кропцы вадаёма ад яе палажэння ў стане раўнавагі (спакою). Вышыня (Н) – розніца паміж максімальным і мінімальным ўзроўнямі па профілю воднай паверхні (акваторыі).

Сейшы суправаджаюцца цячэннямі, хуткасць якіх звычайна не перавышаюць некалькіх см/с, але у вузкіх залівах і пралівах могуць быць значнымі – у Якімварскім заліве Ладажскага возера да 0,60-0,80 м/с, у праліве возера В.Мядзьведжае ў Паўночнай Амерыке - 1,8-2,7 м/с. Хуткасць сейшавых цячэнняў (с) можна прыблізна вылічыць па формуле:

С = Н_с √g/H, Дзе Н_с – вышыня сейшы.

Пры рознцы шчыльнасці вады азёр па вертыкалі ўзнікаюць унутраныя сейшы. Перыяд іх дзеяння ўзрастае з павялічэннем розніцы шчыльнасці слаёў вады. На прэсных азёрах яны ўзнікаюць толькі летам, пры прамой тэрмічнай стратыфікацыі і рэзкай розніцы тэмператур вады эпілімніона і гіпалімніона. У мінеарльных азёрах яны звязаны розніцай салёнасці слаёў па вертыкалі. Яны могуць працягвацца і пасля затухання сейш у паверхневых слаях вады і асабліва прыкметны пасля шторма. Пры сейшах часта назіраюцца перыядычныя ваганні тэмпературы на адной і той жа глыбіні – тэмпературныя сейшы. Сейшы ўздзейнічаюць на некаторыя элементы гідралагічнага рэжыму возера – вызываюць ваганні тэмператур, утрымання кісларода, завіслых рэчываў на розных глыбінях, перамяшчэнне значных па аб’ёму водных мас, вадаабмен паміж адкрытымі і прыбярэжнымі зонамі акваторыіі азёр.

46-47. Круговорот органического вещества в озере. Трофическая классификация озёр. Гилробиология водоёмов. Группы водных организмов(гидробионтов).Первичная продукция и биомасса.

Біялагічныя асаблівасці Відавы склад і колькасць водных арганізмаў – гідабіонтаў – цесна звязана зфізіка-хімічнымі асаблівасцямі вод і рэжымам водных аб’ектаў, занальнымі і азанальнымі асблівасцямі іх гідралагічнага рэжыму. Некаторыя гідрабіонты прыспасабляюцца (адапціруюцца) да навакольнага асяроддзя. У прцэсу сваёй жыццядзейнасці яны ўплываюць на якасць вады і элементы рэжыма водных аб’ектаў. У некаторых выпадках гідабіонты істотна змяняюць гідрабіялагічны рэжым азёр.Складаныя ўзаемаадносіны гідрабіонтаў і асяроддзя пражывання вывучае экалогія (oikos - дом, месца жыхарства) – навука аб узаемаадносінах арганізмаў і асяроддзя. Умовы жыцця неаднолькавы як у розных вадёмах, так і на розных участках аднаго і таго ж вадаёма. Аднак у кожным вадаёме існуюць участкі з аднароднымі ўмовамі для жыцця гідрабіонтаў, якія называюцца біатопамі. Кожны біатоп насяляе адпаведная група арганізмаў (раслін і жывёл), найбольш прыстасаваных да яго – біяцэноз. Кожны біяцэноз узаемадзейнічае са сваім біатопам і ў выніку утвараецца больш менш устойлівая сістэма – экасістэма ці біягеаценоз, які ўключае як арганічную частку – участак воднай масы ці дна з іх рэжымам, так і насяляемыя іх арганізмы. Фарміраванне ітрансфармацыя біягеацэнозаў адбываецца пад уздзеяннем нескалькіх груп фактараў: абіатычных – элементаў нежывой прыроды (гідралагічных, геалагічных, кліматычных), біатычных – водных арганізмаў і антрапагенных – дзейнасці чалавека.Гідрабіонты, якія пераносяць уздзеянне фактара, называецца эўрыбіонтнымі, якія жывуць толькі пры малых ваганнях фактара – стэнабіонтнымі (eurus шырокі, stenos - вузкі, bios – жыццё). Звычайна ацэньваюцца адносіны арганізмаў не толькі да комплекса фактараў, але і да кожнага з іх паасобку – тэмпературы (стэнатэрмныя і эўрытэмныя) і г.д. Стэнабіонтныя арганізмы могуць існаваць ці пры высокіх, ці пры нізкіх значэннях фактара. Так, напрыклад, пры высокай тэмпературы – тэрмафільныя (filio – люблю), пры нізкай – крыафільныя (krios – холад) і г.д. Некаторыя гідрабіонты не пераносяць высокіх значэнняў таго ці другога фактара, напрыклад, солягалафобныя (galos – соль, fobus – боязь), нізкай тэмпературы – крыафобныя і г.д. Па месцы жыхарства сярод гідрабіонтаў выдзяляецца некалькі аснлоўных груп. Планктон (plankto – лунаючый) – жыхары воднай тоўшчы, якія не прыстасаваны пераадолець рух вады і перамяшчацца на значную адлегласць па гарызанталі. У сваю чаргу планктон падзяляецца на некалькі груп: фітапланктон (раслінны планктон) прадстаўленрознымі водарасцямі; зоопланктон (жывёльны планктон) – прасцейшымі, ракападобнымі, калаўраткамі; бактэрыпланктон – бактэрыямі. Памеры планктэраў у большасці мікраскапічна малыя, удзельная іх вага блізкая да ўдзельнай вагі вады і пагэтаму яны перамяшчаюцца (мігрыруюць) у вадзе ў завіслым стане. Многія прадстаўнікі зоопланктона могуць перамяшчацца па вертыкалі на значныя глыбіні. Да нектона (nektos – плаваючы) адносяцца водныя жывёлы, якія насяляюць тоўшчу вады, але не прыстасаваны да актыўнага плавання, пераадоліць рух вады і перамяшчацца на значную адлегласць.

Нектон (рыбы) мігрыруюць па вадаёмам у пошуках ежы, а для нерасту некаторыя віды іх выходзяць за межы вадаёмаў – у рэкі. Бентас (bentos – глыбіня) жыхары дна, падзяляюцца на фітабентас і зообентас. Да бентасу адносяцца вышэйшыя водныя расліны, чэрві, малюскі, грыбкі, бактэрыі. Адзін з іх жыве на паверхні дна, другія зарываюцца ў грунт. Некаторыя прадстаўнікі зообентаса могуць падымацца ў водную тоўшчу і нават актыўна плаваць (нектабентас). Асноўным фактарам, які вызначае жыццедзейнасць гідрабіонтаў, з’яўляецца іх жыўленне. Фітапланктон – адзіная група водных арганізмаў, якая ажыццяўляе аўтатрофнае жыўленне – паглынанне з вады малекул раствораных неарганічных злучэнняў, біягенных элементаў і стварэнне з іх на святле арганічных рэчываў свайго цела. Гетэратрофнае жыўленне ўжо гатовым арганічным рэчывам характэрна ўсім другім гідрабіонтам.

Адпаведна характару жыўлення і пераўтварэння імі рэчываў і энергіі, гідрабіонты падзяляюцца на тры групы. Прадуцэнты – (вытворцы) ствараюць у працэсу аўтатрофнага жыўлення (фотасінтэз) арганічныя злучэнні з неарганічных (расліны, бактэрыі). Кансументы (спажыўцы) – жывёлы, якія жывяцца гатовым арганічным рэчывам у выглядзе жывых ці мёртвых. Рэдуцэнты (аднавіцелі) – бактэрыі, якія выкарыстоўваюць арганічнае рэчыва (рэшткі загінуўшых гідрабіонтаў у выглядзе донных адкладаў, раствораных і калоідных арганічных рэчываў) і раскладаюць яго да прасцейшых мінеральных соляў азота, фосфара і іншых элементаў, неабходных прадуцэнтам. У працэсу жыццядзейнасці гідрабіонатаў і узаемадзеяння іх з вадой і доннымі адкладамі ў вадаёмах ажыццяўляецца кругаварот рэчываў. Прадуцэнты дастаюць з вады мінеральныя элементы і ствараюць арганічнае рэчыва, якое потым выкарыстоўваецца кансументамі. Пры адміранні гідрабіонтаў абодвух груп накопліваецца мёртвае арганічнае рэчыва, якое рэдуцэнты аднаўляюць да мінеральных элементаў.

Біямасса – агульная колькасць арганічнага рэчыва, якая заключана ў жывых арганізмах у дадзены моман часу, якая вызначаецца у вагавых адзінках на адзінку плошчы паверхні ці на адзінку аб’ёма вады (г/м², кг/га, г/м³). Вызначаецца як агульная біамаса вадаёма, так і біамаса асобных груп гідрабіонтаў (планктона, бентаса, рыб).