Расчет водного баланса Чудско-Псковского озера

 

Таблица 31

Станция Струги Красные

метеоэлемент	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Uф	2,6	2,2	2,4	2,0	2,7	2,8	3,1
K1 K2 K3	1,62	1,62	1,62	1,62	1,62	1,62	1,62
U2	4,21	3,56	3,89	3,24	4,37	4,54	5,02

 

 

 

Расчет испарения  с поверхности озера за интервалы  времени безледоставного периода.

Таблица 32

Станция Тарту

месяц/период	0,14*n			-	U2	0,72*U2	1+0,72*U2	E
6-30/IV	3,36	9,5	6,64	2,86	9,31	6,70	7,70	74
V	4,34	11,9	9,0	2,90	7,52	5,41	6,41	81
VI	4,2	16,8	11,7	5,11	5,74	4,13	5,13	110
VII	4,34	19,0	14,2	4,82	7,52	5,41	6,41	134
VIII	4,34	17,3	12,6	4,70	5,54	3,99	4,99	102
IX	4,2	12,7	10,2	2,51	9,11	6,56	7,56	80
X	4,34	9,0	7,6	1,35	9,31	6,70	7,70	45
1-28/ XI	3,92	6,5	5,6	0,85	9,7	6,98	7,98	27
ΣE=653

 

Таблица 33

Станция Тийрикоя

месяц/период	0,14*n			-	U2	0,72*U2	1+0,72*U2	E
13-30/IV	2,38	9,5	6,70	2,80	4,62	3,33	4,33	29
V	4,34	10,9	8,45	2,45	3,74	2,69	3,69	39
VI	4,2	12,6	10,28	2,32	3,19	2,30	3,30	32
VII	4,2	15,6	13,20	2,40	4,18	3,01	4,01	40
VIII	4,34	13,9	11,62	2,28	3,30	2,38	3,38	33
IX	4,34	12,6	10,28	2,32	5,17	3,72	4,72	47
X	4,2	10,4	7,86	2,54	5,39	3,88	4,88	52
1-25/ XI	3,5	9,2	6,30	2,90	5,72	4,12	5,12	52
ΣE=326

 

Таблица 34

Станция Псков

месяц/период	0,14*n			-	U2	0,72*U2	1+0,72*U2	E
V	4,34	11,3	8,9	2,4	6,60	4,75	5,75	60
VI	4,2	13,1	10,8	2,3	4,46	3,21	4,21	40
VII	4,34	16,0	13,6	2,4	5,28	3,80	4,80	51
VIII	4,34	14,4	12,1	2,3	4,62	3,33	4,33	44
IX	4,2	12,3	9,9	2,4	6,27	4,51	5,51	55
X	4,34	10,5	8,0	2,5	6,77	4,87	5,87	65
1-26/ XI	3,64	9,5	6,6	2,9	7,92	5,70	6,70	70
ΣE=								384

 

 

Таблица 35

Станция Гдов

месяц/период	0,14*n			-	U2	0,72*U2	1+0,72*U2	E
V	4,34	11,2	8,7	2,5	4,68	3,37	4,37	47
VI	4,2	13,0	10,7	2,3	3,25	2,34	3,34	32
VII	4,34	16,4	13,9	2,5	4,16	3,00	4,00	43
VIII	4,34	14,8	12,5	2,3	3,38	2,43	3,43	35
IX	4,2	12,9	10,6	2,3	5,46	3,93	4,93	47
X	4,34	10,6	8,1	2,5	5,85	4,21	5,21	56
1-25/ XI	4,2	9,3	6,4	2,9	6,37	4,59	5,59	68
ΣE=								328

 

Таблица 36

Станция Струги Красные

месяц/период	0,14*n			-	U2	0,72*U2	1+0,72*U2	E
V	4,34	11,0	8,5	2,5	4,21	3,03	4,03	43
VI	4,2	12,5	10,1	2,4	3,56	2,56	3,56	35
VII	4,34	15,5	13,1	2,4	3,89	2,80	3,80	40
VIII	4,34	13,9	11,6	2,3	3,24	2,33	3,33	33
IX	4,2	12,3	9,9	2,4	4,37	3,15	4,15	41
X	4,34	10,4	7,8	2,6	4,54	3,27	4,27	48
1-25/ XI	3,5	9,3	6,5	2,8	5,02	3,61	4,61	46
ΣE=								286

 

Среднее рассчитанное испарение для озера  Е = 395 мм

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Заиление озера

С течением времени емкость котловин озер и водохранилищ уменьшается вследствие заполнения их взвешенными и влекомыми наносами, постоянно вносимыми в водоем притоками, продуктами разрушения берегов и органическими веществами, являющимися остатками отмерших живых организмов и растительности. В процессе заиления изменяются морфометрические характеристики водоемов.

При расчетах заиления в зависимости от хозяйственных  задач решается комплекс вопросов, среди которых одним из главных  является расчет периода, в течение которого водоем будет полностью или частично заполнен наносами.

По мере накопления отложений интенсивность заиления уменьшается в связи с возрастанием скоростей течения, повышением транспортирующей способности потока, что приводит к увеличению транзитной части наносов.

При расчете  заиления следует учитывать взвешенные наносы. При отсутствии данных наблюдений средний многолетний расход взвешенных наносов рекомендуется находить по формуле:

R_o = ρ·Q_o·10 ^-3,

где R_o , Q_o – среднемноголетние значения взвешенных наносов и расходов воды; ρ - среднемноголетнее значение мутности (г/м³).

R_o = 10*90,0*10 ^-3 = 0,90 кг/сек

Для расчета  заиления необходимо перейти от вычисленных  расходов наносов R к объему наносов W_R, для чего используется соотношение:

W_R = R_o T/γ_отл ,

где W_R – объем наносов в состоянии естественного уплотнения (м³); T – число секунд за расчетный интервал времени; γ_отл – плотность отложений скелета грунта, определяемая отношением массы сухого грунта к его объему в состоянии естественной влажности (γ_отл = 1,2 т/м³).

W_R =0,90·31,5·10 ⁶ /1200 = 23625 м³

При равномерном  отложении наносов по годам, зная годовое количество наносов и  емкость водоема, можно приближенно  оценить среднюю продолжительность  заиления озера по формуле:

T = W_оз/(W_R(1-δ))

где W_оз – объем водоема (м³); W_R – среднемноголетний сток наносов рек, впадающих в водоем (м³); δ – транзитная часть наносов мелких фракций (δ = 0,3).

T = 25·10⁹/(23625·(1-0,3)) = 1511716 лет ≈ 1,5 млн лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Ветровое волнение на озере

Ветровые волны  подразделяют на вынужденные и свободные. Вынужденные – волны, находящиеся под воздействием ветра. Они несимметричны в отношении как горизонтальной, так и вертикальной оси. Свободные волны (зыбь) – волны, продолжающие существовать после прекращения ветра или выхода вынужденных волн в область, где ветра нет. Свободные волны, в отличии от вынужденных, симметричны.

Основными геометрическими  элементами являются: высота волны h – превышение вершины волны над соседней подошвой (наинизшая точка ложбины волны); длина волны λ – горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней; крутизна волны – отношение её высоты к длине (обратная величина – пологость волны).

К основным кинематическим элементам относятся: период волны  τ – интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль; скорость волны (фазовая скорость) с – скорость перемещения гребня волны в направлении её распространения.

Расчет элементов  ветровых волн фильтрационным методом.

Для расчетов необходимо располагать планом озера в изобатах, данными ближайшей береговой метеостанции (максимальные скорости ветра за навигационный период за все время наблюдений), а также знать местоположение расчетной точки.

 

 

 

 

 

Рис. 2 Схема  Чудско-Псковского озера в изобатах

 

Расчет элементов  волн необходимо производить с учетом деления водоема по установленному профилю в зависимости от глубины на следующие зоны:

- глубоководная  - с глубиной Н>0,5λгл, где дно не влияет на основные характеристики волн (λгл - длина волны в глубоководной зоне);

- мелководная  - с глубиной 0,5λгл > Н > 1 м, где дно оказывает влияние на развитие волн и на основные их характеристики;

- прибойная  - с глубиной от Нкр до 1 м,  в пределах которой начинается  и завершается разрушение волн.

Расчетная скорость ветра принимается на высоте 10 м над уровнем воды  и определяется по формуле:

Up = k_z · k_ф · Uмакс

 

где k_z - коэффициент перехода от скорости ветра, измеренной на высоте z, к скорости ветра на высоте 10 м над уровнем воды; k_ф - коэффициент перехода от скорости ветра, измеренной по флюгеру, к анемометрическим показаниям;

Uмакс - скорость ветра максимально наблюденная за безледоставный период на опорной метеостанции.

Up =1,0 · 0,8 · 28 = 22,4 м/с

Расчетная обеспеченность расчитывается по формуле:

 

р = 5 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Продольный профиль по направлению С-Ю 

 

 

   Для расчета элементов волн в глубоководной зоне водоема следует определить среднюю длину волны λгл при известном значении среднего периода τ_гл. Зная среднюю длину волны, возможно определить является ли данная зона глубоководной или же весь водоем можно отнести к мелководному.

По продольному  профилю:

длина разгона L = 96,5 км,