скорость течения воды. Течения воды


направление течения воды - это... Что такое направление течения воды?

 направление течения воды n

geol. Wasserzug

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

  • направление течения в пограничном слое
  • направление течения раствора

Смотреть что такое "направление течения воды" в других словарях:

  • Течения мирового океана — поступательные движения масс воды в океанах и морях, часть общего круговорота вод Мирового океана. Обусловлены действием силы трения между водой и воздухом, градиентов давления, возникающих в воде, и приливообразующих сил Луны и Солнца. На… …   Морской словарь

  • ТЕЧЕНИЯ МОРСКИЕ СТАЦИОНАРНЫЕ — сохраняющие свои основные черты (положение, направление, скорость) в продолжение длительного времени. К ним относят крупнейшие системы течений Мирового океана (Гольфстрим, Куросио, Перуанское и др.). Развиты в верхних частях водной толщи океана… …   Геологическая энциклопедия

  • течения морские — поступательные движения вод Ми рового океана, вызываемые ветром и разностью их давле ний на одних и тех же горизонтах. Течения представляют со бой главный вид движения вод и оказывают огромное влия ние на распределение температуры, солености и… …   Морской энциклопедический справочник

  • Морские течения* — Поступательное движение вод в океанах и морях называют течением. Течения подразделяют, во 1 х, на постоянные, периодические и случайные, или неправильные; во 2 х, на поверхностные и подводные и, в 3 х, на теплые и холодные. Постоянные течения не… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Морские течения — …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Источники (воды) — ключи, или родники, представляют собой воды, непосредственно выходящие из недр земли на дневную поверхность; от них отличают колодцы, искусственные сооружения, при помощи которых или находят почвенную воду, или перенимают подземное движение… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Тёплые и холодные течения — Морские течения. Морские течения поступательные движения масс воды в морях и океанах, обусловленные: действием силы трения между водой и воздухом; или градиентами давления, возникающими в воде; или приливообразующими силами Луны и Солнца. Морские …   Википедия

  • Морские течения —         океанические течения, поступательные движения масс воды в морях и океанах. На поверхности океана они распространяются широкой полосой, захватывая слой воды той или иной глубины. На больших глубинах и у дна существуют значительно более… …   Большая советская энциклопедия

  • морские течения — (океанические течения), поступательные движения масс воды в морях и океанах, обусловленные различными силами (действием силы трения между водой и воздухом, градиентами давления, возникающими в воде, приливообразующими силами Луны и Солнца). На… …   Энциклопедический словарь

  • МОРСКИЕ ТЕЧЕНИЯ — (океанические течения), поступательные движения масс воды в морях и океанах. На направление морского течения большое влияние оказывает сила вращения Земли, отклоняющая течения в Северном полушарии вправо, в Южном влево. Морские течения… …   Современная энциклопедия

  • Морские течения — (океанические течения), поступательные движения масс воды в морях и океанах. На направление морского течения большое влияние оказывает сила вращения Земли, отклоняющая течения в Северном полушарии вправо, в Южном влево. Морские течения… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

universal_ru_de.academic.ru

Течения

Вода в океанах постоянно движется благодаря приливам, волнам и течениям. Течения — это огромные реки без берегов, текущие в океане. Они могут быть как теплыми, до +30°С, так и холодными, до —2°С, в зависимости от места их образования. Ширина течений может превышать 60 км. Скорость большинства течений около 10 км в сутки, но есть и гораздо более быстрые. Течения несут по свету огромные массы воды, регулируя климат. Они бывают как поверхностные, так и глубинные.

Ускорение Кориолиса. Преобладающие ветры отклоняются в сторону благодаря вращению Земли Поверхностные течения

Поверхностные течения охватывают верхние слои океанов, глубиной до 350 м. Ученые еще не вполне понимают причины, вызывающие эти течения, и механизм их влияния на климат. Но известно, что течения направлены в ту же сторону, что и ветры, наиболее часто дующие в данной области. Вращение Земли заставляет ветры и поверхность океана смещаться в сторону. Это вызвано ускорением Кориолиса. На направление и силу течений могут влиять и другие причины, например форма и размеры материков.

Глубоководные океанские течения

О поверхностных течениях люди узнали тысячи лет назад, но глубоководные течения обнаружили лишь недавно. Эти течения движутся медленнее и нередко навстречу поверхностным течениям. Они несут воду из полярных областей. Когда поверхностное течение достигает полярных областей, часть его воды замерзает, отдавая свою соль той воде, что осталась жидкой.

Глубоководные океанические течения рисунок Более соленая и очень холодная воля опускается вниз и «ползет» по дну океана, возвращаясь к экватору как глубоководное течение. У экватора она начинает нагреваться, очень медленно всплывает и вновь идет к полюсам уже как поверхностное течение. Холодная вода тяжелее теплой Так получается непрерывное движение воды между экватором и полюсами, причем поверхностные и глубоководные течения движутся навстречу друг другу. Вы можете легко убедиться в том, что холодная вода тяжелее теплой. Возьмите прозрачную миску с теплой водой и ледяную воду, слегка подкрашенную чернилами. Осторожно вливайте ледяную воду в миску. Вы заметите, что она опускается на дно, как холодная вода у полюсов.

Кольца

Вращение Земли формирует из многих поверхностных течений огромные круги, или кольца. Северное Атлантическое кольцо состоит из Канарского течения, Гольфстрима и Северного Пассатного течения. Самые сильные течения идут по внешнему обводу кольца. Кольца вращаются по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки — в Южном.

Что несет с собой течение

Посмотрите, что выбрасывает море на пляж. Там могут оказаться вещи, принесенные течениями из дальних стран. Так путешествуют и загрязнения, в том числе нефть. Айсберги, морские животные и даже сухопутные растения могут переноситься течениями на большие расстояния. Мусор, выброшенный волнами на пляж, мог быть принесен течениями из дальних стран. Семена растений, принесенные течениями издалека, могут прорасти снова, попав на сушу. Угри, родившиеся в Саргассовом море, приносятся Гольфстримом к Северной Америке и Европе. Полярные течения приносят айсберги, которым нужно до трех лет, чтобы растаять в теплых водах.

Измерение течений Измерение течений

Для измерения температуры, направления и скорости течений океанографы используют измерители течений. Некоторые измерители плавают свободно, другие стоят на якорях. Солемер - прибор для измерения солености воды Электронные приборы записывают информацию в течение нескольких месяцев. Измерители ставятся на якорь так, чтобы на них не действовали волны на поверхности.

Соль в море

Морская вода содержит около 3% хлорида натрия — обычной поваренной соли, а также много других веществ, включая следы золота, серебра и даже мышьяка. Реки и дожди смывают в моря соль и другие минералы из почвы и горных пород. Некоторые вещества добавляются подводными вулканами. Если морскую воду выпарить, останется осадок соли. Один литр морской воды дает около 35 г солей. Соленость морской воды определяется количеством соли в ней. Соленость измеряется солемером (см. рис слева).

www.polnaja-jenciklopedija.ru

скорость течения воды - это... Что такое скорость течения воды?

 скорость течения воды n

geol. Wassergeschwindigkeit

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

  • скорость течения
  • скорость течения газа

Смотреть что такое "скорость течения воды" в других словарях:

  • Поверхностную скорость течения воды — 7.7.23. Поверхностную скорость течения воды в реках измеряют непосредственно в натуре (в периоды устойчивых низких уровней воды), либо переносят с ведомственных материалов (с лоцманских карт, из материалов гидрографических обследований рек и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • СКОРОСТЬ ТЕЧЕНИЯ — скорость движения воды. С. Т. в океанах измеряется в морских милях в сутки; С. Т. приливно отливных на английских картах дается в узлах, на наших картах в кабельтовых в час; С. Т. в реках, устьях рек и в пределах морских портов измеряется в м/сек …   Морской словарь

  • скорость фильтрации (в гидротехнике) — скорость фильтрации Условная скорость течения воды в поровом пространстве грунта, равная отношению расхода в данном, поперечном потоку, сечении к полной площади этого сечения. [СО 34.21.308 2005] Тематики гидротехника …   Справочник технического переводчика

  • Скорость бытовая — скорость течения воды в нестесненном потоке. Источник: Справочник дорожных терминов …   Строительный словарь

  • скорость — 05.01.18 скорость (обработки) [rate]: Число радиочастотных меток, обрабатываемых за единицу времени, включая модулированный и постоянный сигнал. Примечание Предполагается возможность обработки как движущегося, так и неподвижного множества… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • скорость фильтрации — 3.13.42 скорость фильтрации: Условная скорость течения воды в поровом пространстве грунта, равная отношению расхода в данном, поперечном потоку, сечении к полной площади этого сечения. Источник: СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • СКОРОСТЬ ВОДЫ ПОВЕРХНОСТНАЯ — измеряется в метрах в 1 сек. и выражает собой скорость течения реки на ее поверхности. Сведения о скорости течения необходимы для определения расхода реки, отверстия искусственного сооружения (моста, трубы), размеров и конструкции опор моста,… …   Технический железнодорожный словарь

  • Скорость расчетная — скорость течения в подмостовом русле при расходе воды заданной вероятности превышения. Различают расчетную скорость до и после размыва. Источник: Справочник дорожных терминов …   Строительный словарь

  • течения морские — поступательные движения вод Ми рового океана, вызываемые ветром и разностью их давле ний на одних и тех же горизонтах. Течения представляют со бой главный вид движения вод и оказывают огромное влия ние на распределение температуры, солености и… …   Морской энциклопедический справочник

  • ТЕЧЕНИЯ ОКЕАНИЧЕСКИЕ — (Ocean currents) передвижение частиц воды в океанах, часто на очень большие расстояния. Т. могут быть постоянного и периодического характера. Первые из года в год в среднем идут по тому же самому направлению, сохраняют в тех же местах свою… …   Морской словарь

  • ТЕЧЕНИЯ МОРСКИЕ СТАЦИОНАРНЫЕ — сохраняющие свои основные черты (положение, направление, скорость) в продолжение длительного времени. К ним относят крупнейшие системы течений Мирового океана (Гольфстрим, Куросио, Перуанское и др.). Развиты в верхних частях водной толщи океана… …   Геологическая энциклопедия

universal_ru_de.academic.ru

МЕХАНИЗМ ТЕЧЕНИЯ РЕК

(по Л. К. Давыдову)

Движение ламинарное и турбулентное

В природе существуют два режима движения жидкости, в том числе и воды: ламинарное и турбулентное. Ламинарное движение - параллельноструйное. При постоянном расходе воды скорости в каждой точке потока не изменяются во времени ни по величине, ни по направлению. В открытых потоках скорость от дна, где она равна нулю, плавно возрастает до наибольшей величины на поверхности. Движение зависит от вязкости жидкости, и сопротивление движению пропорционально скорости в первой степени. Перемешивание в потоке носит характер молекулярной диффузии. Ламинарный режим характерен для подземных потоков, протекающих в мелкозернистых грунтах.

В речных потоках движение турбулентное. Характерной особенностью турбулентного режима является пульсация скорости, т. е. изменение ее во времени в каждой точке по величине и направлению. Эти колебания скорости в каждой точке совершаются около устойчивых средних значений, которыми обычно и оперируют гидрологи. Наибольшие скорости наблюдаются на поверхности потока. В направлении ко дну они уменьшаются относительно медленно и в непосредственной близости от дна имеют еще достаточно большие значения. Таким образом, в речном потоке скорость у дна практически не равна нулю. В теоретических исследованиях турбулентного потока отмечается наличие у дна очень тонкого пограничного слоя, в котором скорость резко уменьшается до нуля.

Турбулентное движение практически не зависит от вязкости жидкости. Сопротивление движению в турбулентных потоках пропорционально квадрату скорости.

Экспериментально установлено, что переход от ламинарного режима к турбулентному и обратно происходит при определенных соотношениях между скоростью vср и глубиной Hср потока. Это соотношение выражается безразмерным числом Рейнольдса

знаменатель (ν) - коэффициент кинематической вязкости.

Для открытых каналов критические числа Рейнольдса, при которых меняется режим движения, изменяются примерно в пределах 300-1200. Если принять Re = 360 и коэффициент кинематической вязкости = 0,011, то при глубине 10 см критическая скорость (скорость, при которой ламинарное движение переходит в турбулентное) равна 0,40 см/с; при глубине 100 см она снижается до 0,04 см/с. Малыми значениями критической скорости объясняется турбулентный характер движения воды в речных потоках.

По современным представлениям (А. В. Караушев и др.), внутри турбулентного потока в различных направлениях и с различными относительными скоростями перемещаются элементарные объемы воды (структурные элементы), обладающие различными размерами. Таким образом, наряду с общим движением потока можно заметить движение отдельных масс воды, в течение короткого времени ведущих как бы самостоятельное существование. Этим, очевидно, объясняется появление на поверхности турбулентного потока маленьких воронок - водоворотов, быстро появляющихся и так же быстро исчезающих, как бы растворяющихся в общей массе воды. Этим же объясняется не только пульсация скоростей в потоке, но и пульсации мутности, температуры, концентрации растворенных солей.

Турбулентный характер движения воды в реках обусловливает перемешивание водной массы. Интенсивность перемешивания усиливается с увеличением скорости течения. Явление перемешивания имеет большое гидрологическое значение. Оно способствует выравниванию по живому сечению потока температуры, концентрации взвешенных и растворенных частиц.

Рис. 65. Примеры кривой водной поверхности потока. а - крикая подпора, б - кривая спада (по А. В. Караушеву).

Движение воды в реках

Вода в реках движется под действием силы тяжести F'. Эту силу можно разложить на две составляющие: параллельную дну Fx и нормальную ко дну F'y (см. рис. 68). Сила F' уравновешивается силой реакции со стороны дна. Сила F'х, зависящая от уклона, вызывает движение воды в потоке. Эта сила, действуя постоянно, должна бы вызвать ускорение движения. Этого не происходит, так как она уравновешивается силой сопротивления, возникающей в потоке в результате внутреннего трения между частицами воды и трения движущейся массы воды о дно и берега. Изменение уклона, шероховатости дна, сужения и расширения русла вызывают изменение соотношения движущей силы и силы сопротивления, что приводит к изменению скоростей течения по длине реки и в живом сечении.

Выделяются следующие виды движения воды в потоках: 1) равномерное, 2) неравномерное, 3) неустановившееся. При равномерном движении скорости течения, живое сечение, расход воды постоянны по длине потока и не меняются во времени. Такого рода движение можно наблюдать в каналах с призматическим сечением.

При неравномерном движении уклон, скорости, живое сечение не изменяются в данном сечении во времени, но изменяются по длине потока. Этот вид движения наблюдается в реках в период межени при устойчивых расходах воды в них, а также в условиях подпора, образованного плотиной.

Неустановившееся движение - это такое, при котором все гидравлические элементы потока (уклоны, скорости, площадь живого сечения) на рассматриваемом участке изменяются и во времени и по длине. Неустановившееся движение характерно для рек во время прохождения паводков и половодий.

При равномерном движении уклон поверхности потока I равен уклону дна i и водная поверхность параллельна выровненной поверхности дна. Неравномерное движение может быть замедленным и ускоренным. При замедляющемся течении вниз по реке кривая свободной водной поверхности принимает форму кривой подпора. Поверхностный уклон становится меньше уклона дна (I i) (рис. 65).

Рис. 68. Схема к выводу уравнения Шези (по А. В. Караушеву).

Скорости течения воды и распределение их по живому сечению

Скорости течения в реках неодинаковы в различных точках потока: они изменяются и по глубине и по ширине живого сечения. На каждой отдельно взятой вертикали наименьшие скорости наблюдаются у дна, что связано с влиянием шероховатости русла. От дна к поверхности нарастание скорости сначала происходит быстро, а затем замедляется, и максимум в открытых потоках достигается у поверхности или на расстоянии 0,2H от поверхности. Кривые изменения скоростей по вертикали называются годографами или эпюрами скоростей (рис. 66). На распределение скоростей по вертикали большое влияние оказывают неровности в рельефе дна, ледяной покров, ветер и водная растительность. При наличии на дне неровностей (возвышения, валуны) скорости в потоке перед препятствием резко уменьшаются ко дну. Уменьшаются скорости в придонном слое при развитии водной растительности, значительно повышающей шероховатость дна русла. Зимой подо льдом, особенно при наличии шуги, под влиянием добавочного трения о шероховатую нижнюю поверхность льда скорости малы. Максимум скорости смещается к середине глубины и иногда расположен ближе ко дну. Ветер, дующий в направлении течения, увеличивает скорость у поверхности. При обратном соотношении направления ветра и течения скорости у поверхности уменьшаются, а положение максимума смещается на большую глубину по сравнению с его положением в безветренную погоду.

По ширине потока скорости как поверхностная, так и средняя на вертикалях меняются довольно плавно, в основном повторяя распределение глубин в живом сечении: у берегов скорость меньше, в центре потока она наибольшая. Линия, соединяющая точки на поверхности реки с наибольшими скоростями, называется стрежнем. Знание положения стрежня имеет большое значение при использовании рек для целей водного транспорта и лесосплава. Наглядное представление о распределении скоростей в живом сечении можно получить построением изотах - линий, соединяющих в живом сечении точки с одинаковыми скоростями (рис. 67). Область максимальных скоростей расположена обычно на некоторой глубине от поверхности. Линия, соединяющая по длине потока точки отдельных живых сечений с наибольшими скоростями, называется динамической осью потока.

Рис. 66. Эпюры скоростей. а - открытое русло, б - перед препятствием, в - ледяной покров, г - скопление шуги.

Средняя скорость на вертикали вычисляется делением площади эпюры скоростей на глубину вертикали или при наличии измеренных скоростей в характерных точках по глубине (VПОВ, V0,2, V0,6, V0,8, VДОН) по одной из эмпирических формул, например

Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези

Для вычисления средней скорости потока при отсутствии непосредственных измерений широко применяется формула Шези. Она имеет следующий вид:

где Hср - средняя глубина.

Величина коэффициента С не является величиной постоянной. Она зависит от глубины и шероховатости русла. Для определения С существует несколько эмпирических формул. Приведем две из них:

формула Манинга

формула Н. Н. Павловского где n - коэффициент шероховатости, находится по специальным таблицам М. Ф. Срибного. Переменный показатель в формуле Павловского определяется зависимостью.

Из формулы Шези видно, что скорость потока растет с увеличением гидравлического радиуса или средней глубины. Это происходит потому, что с увеличением глубины ослабевает влияние шероховатости дна на величину скорости в отдельных точках вертикали и тем самым уменьшается площадь на эпюре скоростей, занятая малыми скоростями. Увеличение гидравлического радиуса приводит и к увеличению коэффициента С. Из формулы Шези следует, что скорость потока растет с увеличением уклона, но этот рост при турбулентном движении выражен в меньшей мере, чем при ламинарном.

Скорость течения горных и равнинных рек

Течение равнинных рек значительно более спокойное, чем горных. Водная поверхность равнинных рек сравнительно ровная. Препятствия обтекаются потоком спокойно, кривая подпора, возникающего перед препятствием, плавно сопрягается с водной поверхностью вышерасположенного участка.

Горные реки отличаются крайней неровностью водной поверхности (пенистые гребни, взбросы, провалы). Взбросы возникают перед препятствием (нагромождением валунов на дне русла) или при резком уменьшении уклона дна. Взброс воды в гидравлике носит название гидравлического (водного) прыжка. Его можно рассматривать как одиночную волну, появившуюся на водной поверхности перед препятствием. Скорость распространения одиночной волны на поверхности, как известно, c = , где g - ускорение силы тяжести, H - глубина.

Если средняя скорость течения vср потока оказывается равной скорости распространения волны или превышает ее, то образующаяся у препятствия волна не может распространиться вверх по течению и останавливается вблизи места ее возбуждения. Формируется остановившаяся волна перемещения.

Пусть vср = c. Подставляя в это равенство значение из предыдущей формулы, получим vср = , или

Левая часть этого равенства известна как число Фруда (Fr). Это число позволяет оценить условия существования бурного или спокойного режима течения: при Fr 1 - бурный режим.

Таким образом, между характером течения, глубиной, скоростью, а следовательно, и уклоном существуют следующие соотношения: с увеличением уклона и скорости и уменьшением глубины при данном расходе течение становится более бурным; с уменьшением уклона и скорости и увеличением глубины при данном расходе течение приобретает более спокойный характер.

Горные реки характеризуются, как правило, бурным течением, равнинные реки имеют спокойный режим течения. Бурный режим течения может быть и на порожистых участках равнинных рек. Переход к бурному течению резко усиливает турбулентность потока.

Поперечные циркуляции

Одной из особенностей движения воды в реках является непараллельноструйность течений. Она отчетливо проявляется на закруглениях и наблюдается на прямолинейных участках рек. Наряду с общим параллельным берегам движением потока в целом имеются внутренние течения в потоке, направленные под различными углами к оси движения потока и производящие перемещения водных масс в поперечном к потоку направлении. На это еще в конце прошлого столетия обратил внимание русский исследователь Н. С. Лелявский. Он следующим образом объяснил структуру внутренних течений. На стрежне вследствие больших скоростей на поверхности воды происходит втягивание струй со стороны, в результате в центре потока создается некоторое повышение уровня. Вследствие этого в плоскости, перпендикулярной направлению течения, образуются два циркуляционых течения по замкнутым контурам, расходящиеся у дна (рис. 69 а). В сочетании с поступательным движением эти поперечные циркуляционные течения приобретают форму винтообразных движений. Поверхностное течение, направленное к стрежню, Лелявский назвал сбойным, а донное расходящееся - веерообразным.

На изогнутых участках русла струи воды, встречаясь с вогнутым берегом, отбрасываются от него. Массы воды, переносимые этими отраженными струями, обладающими меньшими скоростями, накладываясь на массы воды, переносимые набегающими на них следующими струями, повышают уровень водной поверхности у вогнутого берега. Вследствие этого возникает перекос водной поверхности, и струи воды, находящиеся у вогнутого берега, опускаются по откосу его и направляются в придонных слоях к противоположному выпуклому берегу. Возникает циркуляционное течение на изогнутых участках рек (рис. 69 б).

Рис. 69. Циркуляционные течения на прямолинейном (а) и на изогнутом (б) участке русла (по Н. С. Лелявскому). 1 - план поверхностных и донных струй, 2 - циркуляционные течения в вертикальной плоскости, 3 - винтообразные течения.

Особенности внутренних течений потока были изучены А. И. Лосиевским в лабораторных условиях. Им была установлена зависимость формы циркуляционных течений от соотношения глубины и ширины потока и выделены четыре типа внутренних течений (рис. 70). Типы I и II представлены двумя симметричными циркуляциями. Для типа I характерно схождение струй у поверхности и расхождение у дна. Этот случай свойствен водотокам с широким и неглубоким руслом, когда влияние берегов на поток незначительно. Во втором случае донные струи направлены от берегов к середине. Этот тип циркуляции характерен для глубоких потоков с большими скоростями. Тип III с односторонней циркуляцией наблюдается в руслах треугольной формы. Тип IV - промежуточный - может возникать при переходе типа I в тип II. В этом случае струи в середине потока могут быть сходящимися или расходящимися, соответственно у берегов - расходящимися или сходящимися. Дальнейшее развитие представления о циркуляционных течениях получили в работах М. А. Великанова, В. М. Маккавеева, А. В. Караушева и др. Теоретические исследования возникновения этих течений излагаются в специальных курсах гидравлики и динамики русловых потоков. Появление поперечных течений на закруглениях русла объясняется развивающейся здесь центробежной силой инерции и связанным с ней поперечным уклоном водной поверхности. Центробежная сила инерции, возникающая на закруглениях, неодинакова на различных глубинах.

Рис. 70. Схема внутренних течений (по А. И. Лосиевскому). 1 - поверхностная струя, 2 - донная струя. Рис. 71. Схема сложения сил, вызывающих циркуляцию. а - изменение по вертикали центробежной силы P1, б - избыточное давление, в - результирующая эпюра действующих на вертикали сил центробежной и избыточного давления, г - поперечная циркуляция. У поверхности она больше, у дна меньше вследствие уменьшения с глубиной продольной скорости (рис. 71 а).

В зависимости от направления излучины отклоняющая сила Кориолиса или усиливает, или ослабляет поперечные течения на закруглении. Эта же сила возбуждает поперечные течения на прямолинейных участках.

При низких уровнях на закруглении циркуляционные течения почти не выражены. С повышением уровней, увеличением скорости и центробежной силы циркуляционные течения становятся отчетливыми. Скорость поперечных течений обычно мала - в десятки раз меньше продольной составляющей скорости. Описанный характер циркуляционных течений наблюдается до выхода воды на пойму. С момента выхода воды на пойму в реке создаются как бы два потока - верхний, долинного направления, и нижний, в коренном русле. Взаимодействие этих потоков сложно и еще мало изучено.

В современной литературе по динамике русловых потоков (К. В. Гришанин, 1969 г.) приводится, по-видимому, более строгое объяснение возникновения поперечных циркуляции в речном потоке. Происхождение таких циркуляции связывается с механизмом передачи на элементарные объемы воды в потоке действия кориолисова ускорения посредством градиента давления, обусловленного4 поперечным уклоном (и постоянного на вертикали), и разности касательных напряжений, вызванных на гранях элементарных объемов воды различиями в скоростях потока по вертикали. Аналогичную кориолисову ускорению роль выполняет на повороте русла центростремительное ускорение.

Помимо поперечных циркуляции, в потоке наблюдаются вихревые движения с вертикальной осью вращения (рис. 72).

Рис. 72. Схема вихрей с вертикальными осями (по К. В. Гришанину).

Одни из них подвижны и неустойчивы, другие стационарны и отличаются большими поперечными размерами. Чаще они возникают в местах слияния потоков, за крутыми выступами берегов, при обтекании некоторых подводных препятствий и т. д. Условия формирования стационарных вихрей пока не исследованы. Гришанин высказывает предположение, что образованию устойчивого локализованного вихря способствует значительная глубина потока и существование восходящего течения воды. Эти вихри в потоке, известные под названием водоворотов, напоминают воздушные вихри - смерчи.

Поперечные циркуляции, вихревые движения играют большую роль в транспортировании наносов и формировании речных русел.

Rambler's Top100

abratsev.ru


Смотрите также