Зимен режим на реката by capt. Dian Atanasov - Ourboox.com
Mar 2020
Member Since
4
Published Books

Зимен режим на реката

by capt. Dian Atanasov

Под зимен режим на реката се разбира характера на измененията на температурата на водата през зимата и появата и измененията на ледовите явления.

За да се обяснят по-правилно процесите, които обуславят появата и продължителността на ледовите явления, е необходимо да се разгледа температурния режим.

Температурният режим на реките се формира в резултат на топлообмена между водната маса и обкръжаващата я среда, атмосферата, от една страна, и коритото на реката – от друга.

1

Съществена роля играе топлообменът с атмосферата. При открита водна повърхност съставни на топлинния баланс са:

  • непосредствен обмен на топлина с атмосферата;
  • загуба на топлина при изпарение;
  • отделяне на топлина при кондензация;
  • поглъщане на пряка и разсеяна слънчева радиация от водата в реката.
2

 

Ледообразуване

в тиха вода

3

Процесите на непрекъсната смяна на нагряване и изстиване в стоящите води /водите на езерата, блатата, изкуствените зимни пристанища и др./ протичат сравнително по-бавно, отколкото при наличието на течение.

Температурните колебания в стоящите води не възникват едновременно по цялата дълбочина. Най-рязко изменение на температурата се наблюдава на повърхността на водоема, от където под влияние на динамичното и конвективното разместване се разпространява по цялата дълбочина.

Конвективното разместване или вертикалната циркулация на водните маси, свързано с разликата в плътността на различните дълбочини, има съществено значение при преноса на топлина във вертикално направление.

4

1)  В басейните със стояща вода нагряване на дълбочинните слоеве вследствие на конвекция може да се осъществи в случай, че началната температура на водата в басейна е по-ниска от +4 градуса по Целзий /температурата на водата, при която тя има най-голяма плътност/.

Повърхностните слоеве, нагрявайки се до +4 deg.C, като по-плътни, се спускат в дълбочина, а на тяхно място се издигат по студените маси вода /тези, които са с температура по-ниска от +4 deg.C/.

При достигане на температура +4 deg.C по цялата дълбочина на водоема и по-нататъшно нагряване на водата, топлината ще се концентрира в повърхностните слоеве и конвекцията в дълбочинните слоеве, които имат температура, равна на +4 deg.C, ще прекрати.

5

Водата в дълбочинните слоеве може да достигне през лятото температура, по-висока от +4 deg.C, под влияние на динамично разместване.

6

2)  Аналогичен е процесът на охлаждане на водата.

Охлаждането на водата е възможно при температура в басейна, по висока от +4 deg.C.

През есента охладените повърхностни слоеве вода придобиват по-голяма плътност и се спускат към дъното, а на тяхно място се издигат към повърхността слоеве с по-висока температура и по-малка плътност.

Този процес продължава дотогава, докато температурата на водата по цялата дълбочина се изравни и достигне +4 deg.C.

След това вертикалната циркулация се прекратява и поради ниските температури на въздуха се понижава само температурата на повърхностните слоеве вода.

7

С достигане на температура на водата  0 deg.C започват процеси на ледообразуване само в повърхностните слоеве, като в дълбоките части на водоема температурата на водата остава равна на +4 deg.C.

През зимата дълбочинната температура може да се понижи само в резултат на динамично разместване на водата.

8

По тази причина басейните със стоящи води замръзват по-рано от реките, където се наблюдава течение.

Дебелината на ледената покривка в басейните със стояща вода ще нараства в случаите, когато разходът на топлина е по-голям от прихода на топлина на границата вода-долна повърхност на леда.

9

 

Ледообразуване

в течащи води

10

Процесите на ледообразуване по реките протичат по различен начин в сравнение с ледоонразуването в тиха вода поради турболентния харкатер на течението.

Постоянното раместване на водните пластове в реките забавя нейното охлаждане, а следователно и ледообразуването.

Масово образуване на леда започва само тогава, когато цялата водна маса от повърхността до дъното се охлади до температура 0 deg. C и няколко стотни от градуса по-ниско.

Охлаждането на водата в реките започва още в края на есента, но по-интензивно понижение на температура ѝ започва в началото на зимата, когато температурата на въздуха се понижи под 0 deg. C. За начало на зимния период условно се приема устойчивото задържане на отрицателни температури на въздуха, съпроводено с появата на ледови явления по реката.

11

Бързото охлаждане на водата и появата на ледови явления по реката зависи преди всичко от температурата на въздуха. Колкото по-ниски са температурите на въздуха, толкова по-бързо цялата водна маса ще се охлади до 0 deg. C и ще започне ледообразуване.

Особено бързо протича охлаждането на водата по време на т.н. ледени дни, когато температурите на въздуха през цялото денонощие са отрицателни.

За по-бързото охлаждане на водата спомагат и обилните снеговалежи, вятърът и вълнението, а също така водността на реката. При еднакви метеорологични условия процесите на ледообразуване започват много по-бързо, ако в момента на реката се наблюдават ниски води /ниски водни стоежи/.

12

В ледовия режим на реките обикновено се различават три фази: ледоход, замръзване и размразяване.

 

Не на всички реки и не всяка година се наблюдават и трите фази на ледовия режим.

 

Тяхното наличие или отсъствие се обуславя от климатичните и динамичните условия и от характера на отделните зими.

13

 

 

 

 

Ледоход

14

Ледоход се нарича движението на ледени блокове по водната повърхност.

Появата на ледоход обикновено се предшества от т.н. първични форми на ледообразуване.

В прибрежните участъци, плитковини и тиховодия се появява крайбрежен лед – ивици неподвижен лед, прикрепен към брега.

С по-нататъшното понижаване температурата на въздуха крайбрежният лед нараства по широчина и дебелина и по-малките реки може да замръзнат чрез съединяването на крайбрежния лед от двата бряга.

По този начин замръзват понякога и второстепенните ръкави на големите корабоплавателни реки.

Така образуваната ледена покривка е гладка.

 

15
крайбрежен лед

Едновременно с образуването на крайбрежен лед, а понякога и по-късно по реките се появява сало.

Това е много тънак слой от малки ледени кристали, които плават по реката във вид на отделни петна с оловносив цвят.

При интензивни снеговалежи над незамръзналата водна повърхност се образува снежна каша.

17

На много реки преди замръзването по дъното се образува дънен лед.

Такъв лед се образува обикновено на участъци с каменисто дъно и голяма скорост на течението.

Освен дънен лед при преохлаждането на водата по цялата дълбочина под 0 deg. C може да се образува вътрешноводен лед.

Вътрешноводният лед понякога създава големи затруднения на корабите, когато се натрупва на кингстоните и прекратява притока на вода за охлаждане на двигателите.

18

Една от най-разпространените форми на ледови образования по реките, свързана с вътрешноводния лед, е т.н. шуга.

Това е изплавал на повърхността вътрешноводен лед, сало, снежна каша и дребни парчета лед.

Обикновено шуга се появява в периода преди ледохода и замръзването на реката.

По време на замръзването тя се образува само на участъци, свободни от ледена покривка, където има условия за образуване на вътрешноводен лед.

 

19

При по-нататъшното понижаване на температурата на въздуха, изплавалият на повърхността вътрешноводен лед, сало, снежна каша и парчета крайбрежен лед замръзват и образуват ледени блокове, които плават по реката като ледоход.

При интензивно ледообразуване на реката ледоходът се сгъстява, докато покрие цялата водна повърхност.

Ледените блокове увеличават размерите и дебелината си.

20
Зимен режим на реката by capt. Dian Atanasov - Ourboox.com
ледоход край Мартен

 

Замръзване

23

Докато ледообразуването на реките и ледоходът се намират под ясно изразеното влияние на температурния режим на въздуха, замръзването на реката, т.е. образуването на неподвижна ледена покривка, в повечето случаи е резултат не толкова на климатичните фактори, отколкото на водността на реката, морфологичните особености на речното корито и скоростта на течението.

 

Като правило, малките реки замръзват по-рано от големите и ледената покривка при тях се образува чрез срастването на крайбрежния лед.

 

24

На големите реки формирането на ледена покривка е свързано с образуване на запори, които предизвикват подпор на нивото на реката, придружен с намаляване скоростта на течението.

Обикновено запорите се образуват в по-тесни участъци, остри завои или разделяне коритото на реката на отделни ръкави от острови, което не позволява на идващия от горе ледоход да премине през участъка.

Ледените блокове се натрушават и се натрупват един върху друг, а образувалата се ледена покривка е неравна, безпорядъчно натрупване на леда.

25
Зимен режим на реката by capt. Dian Atanasov - Ourboox.com

Ледената покривка започва да се разпространява нагоре срещу течението, докато замръзне цялата река.

Подобно спиране на леда /запори/ може да стане на няколко места по реката.

27

По време на тази втора фаза от зимния режим – замръзването на реката – се наблюдават следните явления, които в една или друга степен изменят общия облик на ледената покривка в отделните участъци.

Наред с участъците, покрити от лед, на реката се запазват участъци със свободна от лед водна повърхност.

Такива участъци могат да се появат в резултат от големите скорости на течението и могат да се запазят в продължение на цялата зима. Те са огнища за образуване на шуга, която по-надолу попада под ледената покривка, стеснява живото сечение на коритото и повишава рязко нивото.

Друга причина за появяване на отделни незамръзнали участъци може да бъде влиянието на обилен приток от по-топли подземни води.

28
29

Размразяване

30

Последната фаза на зимния режим – размразяването и очистването на реката от лед – е в пряка зависимост от прехода на температурата на въздуха над 0 deg. C.

Наред с това при разрушаването на ледената покривка вземат участие и чисто механични фактори.

31

Най-напред започва топене на снежната покривка, както на сушата, така и върху леда.

Покрай бреговете се образуват ивици вода, ледът постепенно губи здравината си и започва да изтънява.

Врезултат от повишаването на речното ниво ледът изплава и се откъсва от бреговете.

На реки, при които пълноводието идва по-късно, ледът може да се стопи на място, както на езерата.

На повечето реки разрушаването на ледената покривка е предизвикано от приливна вълна, която идва отгоре, когато ледът е със значителна дебелина.

В тези случаи разрушаването е придружено с мощен ледоход, който в стеснените участъци отново образува запори.

32

Нивото над запорите интензивно се покачва и често превишава максималните водни стоежи при пролетното пълноводие.

Като правило по подобен начин става размразяването на река Дунав – отгоре надолу, но най-ярко са изразени тези явления на големите реки в Сибир, течащи от юг на север.

На сибирските реки пролетното пълноводие и ледоходът представляват страховито явление.  Плаващите ледове, които покриват цялата водна повърхност, се изхвърлят на брега като се натрупват на височина до 15 м.

По време на ледоход понякога бреговете се рушат значително.

33
Зимен режим на реката by capt. Dian Atanasov - Ourboox.com

Бурното развитие в последните години на речния транспорт изисква осигуряването на целогодишни превози на стоки.

Наличието на ледови явления обикновено прекратява навигацията по реките и езерата.

Ето защо е необходимо изучаването на ледовия режим и търсенето на възможност за удължаване навигационния период на големите водни магистрали.

Необходимо е също така, с оглед безопасността и сигурността на корабоплаването да се разработват методики за дългосрочно прогнозиране на ледовите явления.

 

35

 

 

 

 

 

КРАЙ

36

This free e-book was brought to you by

Ourboox.com

Create your own free book



Ourboox is the world's simplest free platform for creating, sharing and promoting digital picture e-books.

Join us now and make your books come true.

COMMENTS 0

Leave a Reply