Озера России: рыбалка, охота и отдых; карты и описания водоемов

Течения

Течения

Течения в озерах и водохранилищах делятся на ветровые (дрейфовые) и гравитационные (градиентные). Основные виды течений и их признаки приведены на рисунках.

Как пишут К. В. Показеев и Н. Н. Филатов, "все разнообразие волновых движений, наблюдаемых в озерах, можно разделить на капиллярные (с периодом менее 0,1 с), инерционно-гравитационные (с периодом 1-30 с), инерционные, гидроскопические, длинные гравитационные (баротропные и бароклинные), топографические волны России, захваченные береговые, волны Кельвина и стоячие волны сейши".

Течения могут быть поверхностными, глубинными и придонными, временными, периодическими и непериодическими.

Таблица. Основные виды течений и их признаки (Филатова, 1972)

Виды течений

Произнаки течений

Порядок максимально возможных скоростей, см/с
устойчивость локализация основное направление форма перемещения, 

физико-химические свойства (ФХС)

Ветровые

(дрейфовые, ветровые градиентные, вторичные ветровые)

Временные непериодические По всему водоему глубина проникновения в несколько раз может превышать длину средних волн В открытом водоеме в поверхност­ном слое совпадает с направлением ветра, с глубиной от­клоняется от него, иногда принимая направление, противоположное вы­звавшему ветру

Прямолинейная (при непродолжительном рав­номерном по ширине водоема ветре) циркуляционная (при неравномерном по ширине водо­ема продолжи­тельном ветре, при сложной морфометрии)

ФХС соответствуют основ­ному соста­ву вод водо­ема

50

 Дрейфовые

 То же В чистом виде - вдали от берегов, в поверх­ностном слое - мощностью до нескольких метров Совпадает с направ­лением ветра. При действии вдоль береговых ветров - вдоль берега. В больших водоемах при действии ветров, перпендикулярных берегу, под действием силы Кориолиса могут переме­щаться вдоль берега  То же 

50 

Ветровые градиентные

(компенсационные)

Временные непериодические  В глубинном или при­донном слое в зависимости от скорости ветра и морфометрии, при ветре 3-5 м/с на мелководных участ­ках хорошо прослежи­вается на расстоянии 2-3 км и более от бе­рега* Движутся в направлении, противопо­ложном направле­нию ветра, или под некоторым углом к нему 

Прямолинейная.

ФХС соответст­вует основ­ному соста­ву вод водо­ема

10-20 

Вторичные ветровые

(компенсационные)

То же  В поверхностном слое  В направлении, обратном предшест­вующему ветру    То же

 40-50

Волновые

(сопутствуют
дрейфовым
течениям)

Временные течения, моменты фиксации которых характеризу­ются периодич­ностью или квазипериодичностью, синхрон­ной с периодом волн  В области распространения волн; в чистом виде наблюдаются в волнах зыби В направлении распространения волн   

10-15 

(рассчитанные по формулам теории Стокса; непосредственно в чистом виде в природе не измерялись)

Стоковые

(сточные)

 
Постоянные и квазипостоянные в озерах и водохранилищах 

В озерах на участках, примыкающих к исто­кам и устьям рек, - преимущественно в приповерхностном слое. В водохранили­щах суточного, недельного регулирова­ния, в остальных - в зоне выклинивания подпора или во всем водохранилище в пе­риод наполнения. В остальное время на некоторых участках русел затопленных рек - на некоторой глубине или в придон­ном слое, реже по всей глубине

Продолжают двигаться в направлении течения, кото­рые они продолжа­ют после прекраще­ния действия силы, вызвавшей это течение, или отклоня­ются от первона­чального направле­ния вправо

Прямолинейная, криволинейная; по обеим сторо­нам потока могут возникать водоворотные зоны разного знака.

ФХС. Определяют­ся водами впадающих рек, которые могут быть более теплы­ми, холодными, мутными, минерализованными, чем воды водо­ема, и наобо­рот. Может соответство­вать составу вод

>100

вблизи ГЭС в зоне выклинивания подпора, в период наполнения водохранилища, в по­ловодье.

На остальных участках и в остальное время не превышают

 10-20

Временные периодические и квазипериодические в водохра­нилищах В водохранилищах в районах, примыкаю­щих к ГЭС, на некоторых участках русел затопленных рек. В большей части водо­хранилищ в период половодья  В направлении истока из водохрани­лища и обратном направлении (при развитии длинных волн)  Преимуществен­но прямолиней­ная 

До 20

(обратные стоковые течения) 

Плотностные

Временные непериодические  В районах водоема, граничащих с водны­ми массивами различной плотности, на разных глубинах  Менее плотные (теп­лые) воды в поверх­ностном слое дви­жутся в сторону бо­лее плотных (холодных), в глубинных слоях — наоборот (компенсационные течения). В период нагревания - от периферии водоема к центру, в период охлаждения - наоборот 

Прямолинейная, циркуляцион­ная; в больших водоемах под действием силы Кориолиса может образоваться круговое дви­жение.

ФХС: воды раз­личной плотности

> 50

(рас­считанные по динамическому ме­тоду; непосредственно в чистом ви­де в природе не измеря­лись)

Баро-
градиентные

Временные непериодические  В разных частях боль­ших водоемов на разных глубинах  Направленные из области более низкого атмосферного давления в области более высокого. При прохождении циклона от центра к периферии 

Прямолинейная и циркуляцион­ная, возникаю­щая в результате действия силы Кориолиса.

ФХС соответствует основному составу вод

Не измеря­лись и не рассчитывались 

Сейшевые

Временные непе­риодические. Пе­риод может изме­няться от не­скольких минут до нескольких де­сятков часов; в озерах могут су­ществовать не­прерывно более месяца, в водо­хранилищах - в дни остановки ГЭС. Период синхронен с пе­риодом сейш, с попусками ГЭС  В узлах достигают максимальных значе­ний, по мере прибли­жения к пучностям уменьшаются и равня­ются нулю в пучно­стях; отчетливо про­слеживаются в узко­стях и проливах  Перемещаются перпендикулярно сечению, проходящему через узловую линию попеременно в двух прямопротивоположных направ­лениях 

Близкая к прямолинейной.

ФХС: соответст­вуют преобладающему составу вод водоема

130

(Аральское море) 

50-70

(в проливах)

15-20

(преобладают в проливах) 

Внутриволновые

(развивающиеся в стратифицированных водоемах в результате действия внутренних волн)

Временные периодические, период может изменяться от нескольких минут до нескольких суток. Период синхронен с периодом внутренних волн  Максимальных значений достигают вблизи узловой линии в слоях, расположенных выше и ниже металимниона  Выше и ниже слоя температурного скачка слои перемещаются в противоположных направлениях

Близкая к прямолинейной.

ФХС: Физико-химические свойства вод, переносимых выше и ниже слоя температурного скачка, различны 

Не измерялись и не рассчитывались, Известны случаи смещения слоев в горизонтальном направлении более чем  на 60 км 

Инерционные

Временные непериодические, периодические или квазипериодические течения, характеризуемые инерционным периодом, равным 13-18ч В особенности четко прослеживаются вда­ли от берегов глубо­ководных водоемов  Вращение по часо­вой стрелке, в на­правлении притока или истока из озера, водохранилища или отклоняются от этого направления под влиянием морфологических особенно­стей дна и берегов

Форма переме­щения (прямо­линейная, спиралеобразная, синусоидная) зависит от скоро­сти течения, на которую воздей­ствует сила Кориолиса и сила трения.

ФХС: соответст­вуют преобладающему составу вод водоема

30 

Основные течения прибрежной зоны    

Ветровые

(вдольбереговые)

Временные непериодические В прибрежной зоне между бровкой береговой отмели или подводным уступом коренного берега и глубинами, приблизительно равными половине длины волны 

Вдоль берега при изрезанной береговой полосе продол­жают линию берега в отрыве от нее (отрывные течения), иногда направляясь в стороны открыто­го водоема

Прямолинейная, криволинейная, в зависимости от контур береговой линии.

ФХС: могут отличаться повышенной мутностью

100 

Волно-прибойные 

или энергетические (вдольбереговые)

Временные; во время сильного волнения могут характеризоваться повторениями в величине скорости, синхронной с периодом волн В прибрежной зоне, ограниченной со сто­роны берега урезом или границей наката волн, а со стороны во­доема - внешней ли­нией значительного забурунивания; глуби­на зоны равиа приблизительно 1-2 высотам волн 

Вдольбереговые, отрывные (в случае неровного берега)

То же.

ФХС: повышенное содержание наносов

>100-150

 Разрывные

Временные, характеризующиеся повторениями и квазипериодичностью в величи­не скорости

В прибрежной зоне в бухтах, небольших заливах, в попереч­ных ложбинах, при отсутствии ложбин приобретают неус­тойчивый характер, возникая в разных местах

От берега в открытую часть водоема, преимущественно нормально от бере­га

Прямолиней­ные, циркуляци­онные (главным образом при от­сутствии ложбин)

ФЧХ: то же

20-30 

* В водоемах с устойчивым и резко выраженным слоем температурного скачка ветровые градиентные течения могут возникнуть в металимнионе. Благодаря этому ниже этого слоя последовательно локализуются слои с противоположным по отношению к друг другу перемещением масс воды.

Рис. Разнообразие динамических процессов и явлений в озерах (Филатов, 1991)

Разнообразие динамических процессов и явлений в озерах (Филатов, 1991)

Рис. Процессы, формирующие термическую структуру глубокого озера (Филатов, 1983)

Процессы, формирующие термическую структуру глубокого озера (Филатов, 1983)

1 - приходящая солнечная радиация, 2 - напряжение ветра, 3 - обрушение поверхностных волн, 4 - сдвиг скорости, 5 - обрушение внутренних волн, 6 — теплообмен дно - озеро, 7 — перемежающаяся турбулентность (пятно турбулентности), 8 - циркуляции Ленгмюра, 9 - инерционные течения, 10 - речной приток

 

Скорость ветрового течения можно определить по простейшей формуле:

υпов = (kшW)/√sin φ4

где υпов - скорость движения ветрового течения, см/с; W - скорость ветра, м/с; φ - широта местности; kш - постоянный коэффициент.

Поскольку скорость течения выражена в см/с, скорость ветра - в м/с, то скорость течения представлена в процентах от скорости ветра, но обычно у значения ветрового коэффициента знак % чаще всего опускают. На основании более 1100 измерений скорости течения и ветра в озерах и водохранилищах, ветровой коэффициент (kш) изменялся от 0,2 до 12, но в основном он был чуть меньше 2%.

Для грубой оценки скорости течения в зависимости от скорости ветра можно использовать формулу:

υпов = (kшW)/100


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru