Nutriția și regimul râurilor

Un fapt binecunoscut este că nu există nici măcar două râuri care au aceeași compoziție chimică, aceeași faună, ar avea aceeași culoare și alte caracteristici. Același lucru se poate spune despre regimul râului, care suferă modificări pe tot parcursul vieții râului. Conform definiției date în literatura geografică, regimul râului este cursul obișnuit pentru fiecare fluviu al schimbărilor de nivel, viteză și temperatură, precum și de mișcare, compoziție și relief de coastă, care este responsabil de forma fluviului.







Fluxul de apă în râuri se numește mâncarea lor. Există patru surse principale de furnizare a râurilor: ploaie, zăpadă, glaciară și subterană. Hrănirea râurilor, ca și regimul lor, depinde în principal de condițiile climatice. Apa de ploaie este caracteristică râurilor din regiunile tropicale și musonice, precum și multe râuri din Europa de Vest, caracterizate printr-un climat blând; râuri de zăpadă, unde în perioada rece se acumulează o mulțime de zăpadă (majoritatea râurilor din URSS); glaciare - râuri din zonele montane înalte; subteran - la râurile care curg în văile largi. Cu toate acestea, râurile cu alimente mixte sunt mult mai frecvente.

Regimul râurilor este o schimbare regulată a stării râului în timp (schimbarea nivelului, debitului, scurgerii, vitezei, temperaturii etc.). În regimul anual de apă al râurilor, se identifică perioade cu niveluri tipic recurente, numite apă scăzută, apă înaltă și apă înaltă. Mezhen - cel mai mic nivel de apă din râu. În apele joase scurgerea și scurgerea râurilor sunt nesemnificative, principala sursă de hrană sunt apele subterane. În latitudinile temperate și înalte, se disting apa de vară și de iarnă. Luna de vara incepe ca urmare a unei absorbtii mari a sedimentelor de catre sol si evaporare puternica, iarna - ca urmare a lipsei de nutritie de suprafata.

Nutriția și regimul râurilor

Fig.1. Inundații în gura Sovtsa (Dzerzhinsk, Rusia)

Apa înaltă - înălțime ridicată și îndelungată a nivelului apei din râu, de obicei însoțită de inundarea luncii; se observă anual în același sezon. În apele mari râurile au cel mai mare conținut de apă, pentru această perioadă există o parte semnificativă a scurgerilor anuale (adesea până la 60-80%). Inundațiile sunt cauzate de topirea nisipului în câmpie, topirea zăpezii și gheții în vară în munți și în țările polare, ploi abundente. Timpul ofensivei și durata inundațiilor în condiții geografice diferite sunt diferite.

Inundațiile - o creștere rapidă, dar pe termen scurt a nivelului apei din râu și o creștere semnificativă a conținutului de apă; spre deosebire de inundații, este neregulat. Se formează, de obicei, din ploi, uneori ca rezultat al dezghețării rapide a zăpezii, precum și omisiuni din rezervoare. Pe râu, potopul este răspândit de val. Tremurând treptat, valul se estompează. Cea mai mare creștere a apei duce la inundații - inundații ale zonei situate în valea râului deasupra luncii inundabile în fiecare an. Inundațiile se formează în anii de apă înalți, ca urmare a intrării abundente de apă în timpul topirii de zăpadă sau a ploilor torențiale, precum și datorită blocării canalului de gheață în timpul derivației de gheață. Pe estuarele unor râuri plane, inundațiile sunt cauzate de supratensiuni de apă de la mare și de fluxul de apă, de exemplu, pe Neva, pentru care se poate preveni construirea structurilor de protecție dinspre mare.

Inundațiile sunt frecvente pe râurile din Orientul Îndepărtat, unde sunt cauzate de ploile abundente de muson, care apar pe malurile Mississippi, Ohio, Dunăre și alte râuri. Ei provoacă mari daune. Înălțimea de creștere a apei în ape mari și inundații este foarte diferită. Astfel, creșterea primăvară a apei pe majoritatea râurilor majore din partea europeană a URSS ajunge la 4 m; pe râurile mari siberiene, în legătură cu gheața, creșterea apei poate ajunge până la 15-20 m. O persoană influențează în mod activ scurgerea râurilor. Realizează baraje, rezervoare, canale, schimbări de scurgere de suprafață prin împădurire, retenție de iaz și zăpadă. Apele de apă acumulate în sezonul de vară susțin un nivel mai ridicat al râurilor. Râurile țărilor reci și temperate sunt acoperite cu gheață în perioada rece a anului. Grosimea capacului de gheață poate ajunge la 2 m sau mai mult.

Cu toate acestea, unele părți ale râurilor nu îngheață în timpul iernii. Aceste zone sunt numite polynyas. Cel mai adesea sunt observate polinii în locuri cu curent rapid, când râul părăsește lacul adânc, în locul unui număr mare de surse. Înghețarea și deschiderea râurilor sunt însoțite de un drift de gheață, în timpul căruia sunt observate congesții și alunecări. Congestia - congestia gheții plutitoare, cauzată de orice obstacole. Zazhory - acumulări de gheață intra-ghețară. Acestea și altele determină o scădere a secțiunii transversale a râului (uneori cu 30%), o creștere a nivelului apei și o pauză - o mișcare rapidă împreună cu gheața. Congestia este caracteristică în special râurilor care curg dinspre sud spre nord (Dvina de Nord, Mackenzie, Lena etc.), a cărei deschidere începe din partea superioară.

Regimul termic al râurilor, ecuația echilibrului termic al secției râului

Ecuația de echilibru termic este Sc + Scp + Sia-Siv + -Sm + -Syk,

unde Sσn - sosirea totală a căldurii pe zăpadă în cal / (cm2 -min); Scp - radiații totale; Sia, Siv - radiația atmosferei și a apei; Sta este schimbul de căldură turbulent cu atmosfera; Sik - schimbul de căldură cu atmosfera în timpul evaporării și condensării.

Procese și factori care afectează temperatura apei în râuri. Încălzirea și răcirea apei în râuri și lacuri are loc sub influența schimbului de căldură, care are loc între masa apei și mediul ei, a cărei expresie este echilibrul termic al secțiunii râului. Procesul schimbului de căldură al masei de apă cu mediul are loc de-a lungul interfeței dintre apă și atmosferă și soluri. Transferul căldurii de la interfață la grosimea apei se produce ca rezultat al amestecării turbulente.

Un rol important în distribuirea căldurii în profunzime, în plus față de agitare, în special în lacuri și râuri zone stagnante joacă o penetrare directă a energiei solare în apă. În acest fel, în funcție de turbiditatea și culoarea apei la o adâncime de 1 m de la 1 până la penetreaza 30%, și o adâncime de 5 m -din 0 până la 5% din incidente radiant apei de energie și de suprafață. procesul de transfer de căldură variază în mod considerabil de-a lungul zilei I, pe perioada anului cu schimbarea condițiilor meteorologice și altitudinea soarelui.

În funcție de schimbarea fluxului de căldură și de curgerea temperaturii apei este periodică. În timpul zilei, în primăvară și vară, temperatura crește, pe timp de noapte, în toamnă și în timpul iernii, o scădere. Modificări deosebit de importante în procesul de transfer de căldură sunt cauzate de apariția gheții și a zăpezii. Odată cu apariția sa, schimbul de căldură cu atmosfera scade brusc: schimbul de căldură turbulent și schimbul de umiditate cu atmosfera și pătrunderea energiei radiante în apă încetează. În acest moment, schimbul direct de căldură între masa de apă și atmosferă se realizează numai prin conducerea căldurii prin gheață și zăpadă.







Distribuția temperaturii peste partea vie a râului, lungimea și timpul

Distribuția temperaturii de-a lungul secțiunii vii a râului. Natura turbulenta a debitului in rauri, care cauzeaza amestecarea continua a maselor de apa, creeaza conditii pentru nivelarea temperaturii de-a lungul partii vii a raului. În timpul verii, apa de pe suprafață este oarecum mai caldă decât cea de jos, iar noaptea temperaturile din partea de jos sunt ceva mai mari.

Când se stabilește acoperirea cu gheață, se observă temperaturi mai scăzute (0 ° C) la suprafața apei. Odată cu formarea capacului de gheață și a aspectului zăpezii cu grosimea de 10-20 cm, accesul la energia radiantă se oprește practic, iar apa contraprodusă este exclusă. În lipsa regimului de apă de căldură radiantă va fi determinată în întregime de fluxul de căldură din partea de jos și malurile râurilor, care „dă naștere fluxului termic direcționat din straturile de jos ale apei la suprafața diferențelor în temperaturile apei de puncte individuale de secțiune care trăiesc în mod obișnuit mici :. Acestea sunt în în termen de zecimi și sutimi de grad, rareori ajunge la 2-3 ° C. în ceea ce privește un complex în prezența canalului conturează pâraie și a zonelor cu distribuție de joasă viteze de curgere în temperatura secțiunii de viață și adâncimea pot fi folosite Leah dificilă. Dar aceste cazuri sunt excepții de la tabloul general al distribuției de temperatură a secțiunii de viață.

Modificarea temperaturii apei în timp. Schimbarea intensității fluxului de căldură care intră în apă și consumul de căldură primit în timpul zilei și anului determină fluctuațiile corespunzătoare ale temperaturii apei.

Cursul zilnic al temperaturii apei este cel mai clar exprimat în partea caldă a anului. Principalul factor care determină amplitudinea fluctuațiilor diurne în temperatura apei este conținutul de apă al fluviului: cu cât conținutul de apă al fluviului este mai mare, cu atât este mai mică amplitudinea zilnică. În plus față de conținutul de apă, amplitudinea fluctuațiilor de temperatură a apei depinde, de asemenea, de latitudinea sitului. Amplitudinea mai mică pe râurile nordice este o consecință a faptului că în aceste zone în perioada primăvară-vară noaptea este scurtă și, în consecință, nu există condiții pentru o răcire de noapte mare. Amplitudinile diurne ale fluctuațiilor de temperatură ale apei depind într-o mare măsură de condițiile meteorologice: în vreme clară, ele sunt mai lungi, mai puțin tulbure. Cursul anual al temperaturii apei se caracterizează prin următoarele caracteristici. În timpul lunilor de iarnă, temperatura apei diferă foarte puțin de 0 ° C și se presupune că practic este 0 ° C.

Schimbarea temperaturii de-a lungul râului. Temperatura apei din râuri, în special a celor cu o lungime suficient de lungă, variază de-a lungul fluxului, în funcție de schimbarea în principal a condițiilor climatice și natura alimentării cu apă. râuri de apă schimbare temperatură depresionară care curge în direcția nord-sud (de la sud la nord sau de la nord la sud), depinde de mulți factori: timpul anului, de alimentare, de aprovizionare, prezența în bazinul lacurilor, precum schimbarea zonelor de peisaj, prin care râul curge. Deoarece distanța de la sursa de apă din râu se încălzește. După ce a atins cea mai mare valoare pentru un anumit râu, temperatura apei nu se modifică semnificativ în anumite zone din aval. Lungimea secțiunii cu temperaturi relativ înalte depinde, în special, de lungimea râului în sine: cu cât râul este mai mic, cu atât mai scurtă este această secțiune.

În timpul perioadei de răcire, temperatura apei este egalizată de-a lungul lungimii râului, la anumite momente în timp și în zonele inferioare ale acesteia, temperaturile pot fi mai mari decât cele din partea superioară. Acest lucru se explică prin conținutul mai mare de apă al râului în zonele inferioare și, în consecință, datorită inerției termice mai mari. Temperatura apei din râurile care curg de la nord la sud răsare de obicei în gură, dar această creștere este diferită și depinde de o serie de motive de mai sus.

Regimul de iarnă al râurilor. Fazele regimului de iarnă - înghețarea, înghețarea, deschiderea râurilor

Regimul de gheață al râurilor. Când răcirea apei la 00C și continuând apoi se întoarce de căldură de la suprafața apei în râuri provin de gheață obrazovaniya- River intră în modul de fază de iarnă. Pentru începutul perioadei de iarnă, se acceptă convențional stabilirea temperaturilor negative ale aerului, însoțite de apariția formelor de gheață pe râu. Sfârșitul perioadei de iarnă este considerat momentul de curățare a râului de gheață. Pentru identificarea multe râuri sfârșitul iernii, deoarece gheața lor de purificare poate fi de multe ori imposibil, din moment maxim chiar și adesea însoțite de drift maree de primăvară de gheață sau o porțiune substanțială trece peste gheață de inundații. Prin urmare corectă în ceea ce privește alocarea de flux faze de iarnă pentru sfârșitul modului de iarnă pentru a lua de la începutul primei apa de izvor intensivă a sosit.

Nutriția și regimul râurilor

Figura 3. Ledostav pe râul Tom (Siberia de Vest, Rusia)

Perioada de viață a râului, legată de fenomenele de gheață, poate fi împărțită în trei părți caracteristice: înghețarea râului, incluzând timpul de deviere a gheții de toamnă, înghețarea și deschiderea râului. În timpul iernii, râurile fostei URSS trăiesc numai prin alimentarea apelor subterane. Numai în sud și în timpul dezghețurilor relativ scurte din regiunile nordice poate apărea o scurgere de suprafață mai mult sau mai puțin semnificativă. În marea majoritate a cazurilor, costurile râurilor în perioada de iarnă scad drastic (pe unele râuri, până când fluxul este complet oprit) din cauza înghețării solurilor și a uscării rezervelor de apă subterană.

Îngheață. Odată cu creșterea numărului de sloiuri și dimensiunea banchizele lor scade viteza si plaseaza gâtuirea canal, în porțiuni mici, la insule și structuri artificiale apar întârzieri rezultând temperaturi ale aerului negative sloiuri adfreezing rapide și formarea gheții solide, sau congela-up. Procedeul descris de congelare râuri este cel mai frecvent, dar pe râurile mici și chiar în unele zone ale râurilor mari, cu un flux foarte constant de congelare poate fi stabilită într-o perioadă scurtă de timp, cu temperaturi scăzute, fără a derivei de toamnă gheață.

Deschiderea râurilor. Odată cu apariția unei perioade de temperaturi pozitive, începe topirea gheții și curgerea apei în râuri datorită scurgerilor de suprafață. Datorită topirii zăpezii, apă apare pe partea superioară a gheții, prima dată în larg, apoi zăpada de pe întreaga acoperire cu gheață devine îmbibată cu apă care se acumulează treptat. Topirea gheții apare cel mai intens de-a lungul țărmurilor, atât datorită sosirii apei topite din bazin, cât și ca urmare a faptului că solul se încălzește mai repede. Datorită creșterii nivelului apei, gheața se umflă puțin. De-a lungul coastei se formează o depresiune, de-a lungul căreia curge apa, iar acoperirea cu gheață se estompează. Benzile fără gheață care rezultă fără apă sunt denumite apartamente.

Evaporarea și rolul acesteia în echilibrul de umiditate. Evaporarea și evaporarea totală

Caracterizarea procesului de evaporare de pe suprafața apei. Procesul de evaporare constă în faptul că apa din stare lichidă sau solidă este transformată într-un gaz (vapori). Moleculele de apă, fiind în mișcare continuă, depășesc forța de atracție moleculară reciprocă și zboară în aer peste suprafața apei. Cu cât este mai mare temperatura apei, cu atât este mai mare viteza moleculelor și, prin urmare, cu atât mai mare este numărul de molecule de apă care se desprind de suprafața sa și se trec în atmosferă, se evaporă. Prin urmare, intensitatea evaporării depinde, în primul rând, de temperatura suprafeței de evaporare. În plus, unele molecule care au ieșit de pe suprafața apei și sunt în aer, în timpul mișcării pot intra din nou în apă.

Dacă numărul de molecule care trec de la aer la lichid este mai mare decât numărul de molecule emise de lichid în aer, are loc un proces care inversează evaporarea. Acest proces se numește condensare. Evaporarea depinde de diferența dintre elasticitatea vaporilor de apă saturați spațiul la temperatura suprafeței de evaporare și elasticitatea vaporilor de apă situați efectiv în aer. Rata de evaporare crește în cazul în care există curenți ascendenți și descrescători în stratul de aer adiacent la suprafața de evaporare, numiți curenți de convecție. Ele apar atunci când temperatura aerului imediat adiacent suprafeței de evaporare este mai mare decât temperatura straturilor care se suprapun.

Deasupra spațiilor mari de apă, unde evaporarea are loc simultan dintr-o suprafață mare, mișcarea orizontală a aerului nu poate asigura nici un flux orizontal semnificativ de masă de aer mai uscată. Cu toate acestea, cu creșterea vitezei orizontale a vântului, componentele verticale cresc și ele, determinând o mișcare verticală a masei de aer care trece peste suprafața rezervorului. Această mișcare verticală a aerului este principala cauză a procesului de evaporare pe suprafețele mari de apă (oceane, mări, lacuri mari). Evaporarea de pe suprafața solului și evaporarea prin acoperirea plantelor este mult mai dificilă. Evaporarea de pe suprafața solului este determinată nu numai de diferența de elasticitate a vaporilor de apă și de coeficientul de schimb, ci și de cantitatea de umiditate din sol și de caracteristicile structurii solului. Evaporare totală de la suprafața solului și acoperirea plantei (transpirație). Din zonele acoperite cu vegetație, evaporarea totală este formată din trei componente: evaporarea directă din sol, evaporarea prin vegetație în procesul activității sale vitale (transpirație), evaporarea sedimentelor deținute de masa vegetală. Pentru a determina evaporarea, pot fi utilizate următoarele metode: a) evaporatoare, b) echilibrul apei, c) difuzia turbulentă, d) echilibrul termic.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: