10.2.2.Уровненный режим

Уровенный режим определяется комплексом следующих условий:

а) соотношением между приходной и расходной частью водного баланса водохранилища

б) морфометрическими характеристиками котловины водохранилища;

в) размерами, формой, характером берегов и т. д.

Колебания уровня могут быть: сезонные, годовые, кратковременные.

В общем, динамика колебаний уровней воды в водохранилищах выражается графиком и характеризуется глубокой зимней сработкой и последующим наполнением.

10.2.3.Термический режим и ледовый режим

Нагревание и охлаждение водной массы водохранилищ происходит под воздействием составляющих теплового баланса, основными компонентами являются суммарная солнечная радиация. Составляющие S_ определяют по комплексу аксонометрических наблюдений по территории региона.

S_= (Q+ q)₀(1-r)C,

где Q- прямая солнечная радиация;

q - рассеянная солнечная радиация;

r - коэффициент отражения (альбедо);

С - эмпирический коэффициент.

Нагревание воды в водохранилищах зависит от физико-географических условий, продолжительности периода нагревания, объема водохранилища, от степени проточности, его глубины и от запасов тепла почво-грунтов ложа водохранилища и естественно от суммы положительных температур, а в зимний - от суммы отрицательных температур воздуха и толщины, площади ледового покрова, а также от высоты снежного покрова на льду, а также от теплозапасов водной массы основного притока.

Изучение температурного режима осуществляется:

1. Береговые наблюдения на гидропостах за температурой воды;

2. Гидрологические разрезы по водохранилищу по глубине на рейдовых вертикалях;

3. Термические съемки по акватории водохранилища вдоль и поперек по профилям;

4. Комплексные наблюдения на водоиспарительных плотах и площадках.

Характеристика процесса нагревания и охлаждения воды в водохранилищах происходит не одновременно по всей толще и по акватории водохранилища. Наиболее резкие изменения наблюдаются на поверхности водоема, откуда они под влиянием динамического и конвективного перемешивания, течений и волнения распространяются по всей толще воды.

П рямая температурная стратификация (1) характеризуется убыванием температуры воды от поверхности в глубину.

Обратная термическая стратификация – увеличение температур воды с глубиной (2).

О сенняя гомотермия (2) - явление постоянства температур по глубине наступает после нарушения прямой стратификации.

Весенняя гомотермия (постоянств) – (1); ТС – слой температурного скачка. Слой скачка в течение лета непостоянен и от весны к лету его горизонт углубляется и исчезает лишь к осени.

Слоем скачка вся толща воды разделяется на два слоя:

• в ерхний (эпилимнион) с малыми градиентами температур из-за интенсивного перемешивания;

• нижний (гиполимнион) малым градиентом температур, но с малым перемешиванием.

Графическое обобщение результатов наблюдений за температурой воды выполняется отдельно:

• по каждой гидрологической вертикали съемки вычерчивается график распределения температуры по глубине;

• по каждой термической съемке по всей акватории вычерчивается график распределения по всем створам и по пересечениям.

Средняя температура воды на рейдовых вертикалях определяется методом планиметрирования, как частное от деления площади эпюры на глубину рейдовой вертикали.

Средняя температура Q_ср по водохранилищу определяется планиметрированием площадей между изотермами на картограмме с последующим вычислением по формуле:

Q _ср= ,

где Q₁,Q₂,…Q_n - средняя температура воды между соседними изотермами;

f₁,f₂,…f_n – площади между соседними изотермами;

F – общая площадь водоема

(рис. 6.13).

Для расчета средней температуры воды за год (сезон) вычерчивается график термоизоплет на рейдовых вертикалях с хронологическими графиками температуры воды в поверхностном слое и у дна (рис.6.12).

Расчет теплозапаса водохранилища производится в следующем порядке:

1. по морфометрическим характеристикам водохранилище разделяется на участки;

2. для каждого участка водохранилища строится график распределения средних температур воды на дату термической съемки;

3. затем на расчетную дату (к примеру на первое число месяца) с данного графика снимается средняя температура водной массы каждого участка.

4. теплозапасы рассчитываются по формуле

 = Wct ,

где  – теплозапас (Дж);

W- объем водной массы (м³);

 - плотность в кг/м³( 1000кг/м³);

с - удельная теплоемкость Дж/кгс, для воды она равна 4,19.10³ Дж/кгс;

t – cр. температура водной массы (см. график 3).

Дальнейшие расчеты сводятся в специальные таблицы и результаты расчетов средних температур и средних значений теплозапасов используются для расчетов элементов водного баланса по водохранилищу, а также для прогнозов вскрытия и образования ледового покрова.

Наблюдения за ледовыми явлениями на водохранилищах имеют целью получить многолетние систематические данные о ледовых явлениях.

Эти сведения используются для транспорта, для обслуживания народного хозяйства, для разработки и совершенствования методов расчета и прогноза сроков и продолжительности ледовых фаз, для характеристики ледового режима водохранилища.

В ледовом режиме водохранилища различают три периода: замерзание, ледостав, вскрытие.

Данные фазы изучаются путем:

• визуальных и инструментальных наблюдений;

• маршрутных обследований с картированием ледовой обстановки;

• ледомерных съемок;

• авиаразведки ледовой обстановки.

Результаты наблюдений сводятся в таблицы, вычерчиваются картограммы, строятся графики динамики развития ледового покрова, которые необходимы при анализе гидрологических явлений.