Водный баланс озер уравнение водного баланса озера

Уравнение водного баланса и водный режим озер

Приходной частью уравнения водного балансалю­бого озера являются атмосферные осадки х (мм), поверхностный приток у_пр (м 3 ), подземный при­ток w_np (м 3 ). 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 у_ст (м 3 ), подземный отток (фильтрация) из озера w_от (м 3 ), 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 (м 3 ).

Урав­нение водного баланса озера представим в следующем виде:

(1000 х + у_пр + w_np ) – (у_от + w_ст + 1000 Z ) = , (3.32)

где – площадь поверхности озера (км 2 ), 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 у_от = 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.

Дата добавления: 2016-02-10 ; просмотров: 2635 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Водный баланс озер

Составляющими приходной части уравнения водного баланса любого озера служат атмосферные осадки х, поверхностный приток уповр, конденсация водяного пара на поверхность озера zконд, подземный приток wпр. Поверхност- ный приток может быть как естественным (речной сток упр), так и антропоген- ным (сброс отработанных вод, например возвратных вод орошения, а также промышленных и коммунальных сточных вод, ycбp).

Составляющие расходной части уравнения водного баланса сточного озе-

ра – это поверхностный отток из озера упов.ст, подземный отток (фильтрация) из озера wcт, испарение с поверхности озера zисп. Поверхностный отток складыва- ется из стока вытекающей из озера реки и искусственного водозабора на хозяй- ственные нужды увдзб (на орошение, водоснабжение и т. д.). Изменение запасов воды в озере обозначается через ± Du.

Исходя из общего уравнения водного баланса любого водного объекта и учитывая принятые обозначения, уравнение водного баланса сточного озера принимает вид:

х + у пр + y c6p + z ко нд + w пр = у ст + у вдзб + z ис п + w c т ± D u.

Для бессточного озера уравнение водного баланса будет таким же, но только без члена уст в расходной части.

Как и для других водных объектов, члены данного уравнения относят к

некоторому интервалу времени Dt (месяц, год, в среднем за несколько лет и т. д.) и выражают либо в величинах слоя (м, см, мм), либо в объемных едини- цах (км3, м3).

При представлении членов уравнения в объемных единицах используют заглавные буквы и изменение запасов воды в озере (±DU) понимают как изме- нение объема воды в озере (±DV) за интервал времени Dt.

Если же члены уравнения заданы в величинах слоя, то ±Du – это не что иное, как изменение уровня воды в озере (т. е. ±DН) за тот же интервал времени Dt.

Для озер изменения уровня (а также слоев стока, осадков, испарения)

обычно задают в сантиметрах. Тогда пересчет изменения объема озера DV в изменение его уровня осуществляют по формуле:

DV − в км3; F − в км2

Когда сумма приходных членов уравнения превышает сумму расходных,

то Du >0, и объем вод в озере увеличивается (DV >0), а его уровень повышается

(DН >0); когда же приходная часть уравнения меньше расходной, то Du Zоз, у озер второй группы Yст Xоз), нейтральные (Н), когда Yпр

Xоз, и дождевые (Д), если осадки преобладают над притоком (Yпр

Водный баланс озёр

Во́дный бала́нс озёр – соотношение поступления (прихода) и потерь (расхода) воды для озера в течение определённого интервала времени (неделя, месяц, сезон, год, в среднем за ряд лет).

Составляющими приходной части водного баланса любого озера служат атмосферные осадки, поверхностный приток, конденсация водяного пара на поверхность озера, подземный приток. Поверхностный приток может быть как естественным (речной водный сток), так и антропогенным (сброс отработанных вод, например возвратных вод орошения, а также промышленных и коммунальных сточных вод). Составляющие расходной части водного баланса сточного озера – это поверхностный отток из озера, подземный отток (фильтрация) из озера, испарение с поверхности озера. Поверхностный отток складывается из водного стока вытекающей из озера реки и искусственного водозабора на хозяйственные нужды (на орошение, водоснабжение и т.д.). У бессточного озера среди составляющих расходной части водного баланса будут отсутствовать как естественный отток поверхностных вод (нет вытекающий из озера реки), так и отток подземных вод. Как и для других водных объектов, составляющие водного баланса озера могут быть отнесены к любому интервалу времени и выражены либо в величинах слоя (м, см, мм), либо в объёмных единицах (км 3 , м 3 ).

Сопоставление суммы составляющих приходной части водного баланса озера с суммой составляющих его расходной части позволит определить так называемый результирующий водный баланс и даст величину изменения за рассматриваемый период либо объёма вод в озере (если составляющие выражены в объёмных единицах), либо уровня воды в озере (если составляющие выражены в единицах слоя). Величина результирующего баланса может иметь как положительный знак (объём озера увеличился, а его уровень повысился), так и отрицательный (объём уменьшился, а уровень озера понизился). Пересчёт результирующего водного баланса и его составляющих из единиц объёма в единицы слоя (уровня) или, наоборот, из линейных единиц в единицы объёма ведут с учётом площади озера. Например, если площадь озера задана в км 2 , а изменение объёма озера выражено в км 3 , то для того, чтобы рассчитать изменение уровня воды в озере в см, изменение объёма надо разделить на площадь озера, а результат умножить на 10 5 . Уровни воды на озёрах и их изменения обычно измеряют в см.