Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ЗАДАНИЕ
Морфометрические характеристики озер
Цель работы:
Закрепление обучающимися теоретических знаний и приобретение ими навыков камеральной обработки замеров температуры воды в водоемах.
Дано:
План озера Татьянено с указанием изобат.
Требуется:
- Вычислить следующие морфометрические характеристики озера: а) площадь; б) наибольшую и среднюю ширину; в) длину и развитие береговой линии; г) объем водной массы.
- Построить батиграфическую кривую.
- Построить профиль дна озера в плоскости А-Б.
Предварительное пояснение:
Основными морфологическими элементами озера являются:
котловина, т.е. естественное понижение в земной поверхности, в пределах которого расположено озеро;
ложе, или
чаша, часть котловины, непосредственно занятая водой. Место контакта поверхности воды с котловиной принято называть
береговой областью.
Как всякий водный объект любое озеро можно охарактеризовать набором
морфометрических характеристик (количественных выражений размеров чаши озера), к которым относятся: площадь озера (площадь зеркала), объем воды, длина озера, максимальная и средняя ширина озера, длина и развитие береговой линии, максимальная и средняя глубина.
Знание морфометрических характеристик необходимо не только для понимания основных законно мерностей режима озера, но и для решения ряда практических задач. Например, если озеро судоходно, то необходимо знать распределение глубин в пределах всей акватории и, особенно, в зоне береговой отмели. Кривые объема и площадей озера необходимы при расчете регулирования стока вытекающих из озера рек. Данные о глубинах, длине и ширине озера необходимы при расчете волнения и т. д.
Длина озера (L, км) – кратчайшее расстояние между двумя наиболее отдаленными друг от друга точками береговой линии озера, измеренное по его поверхности.
Максимальная ширина озера (км) – наибольшее расстояние между противоположными берегами в направлении, перпендикулярном длине.
Зеркало озера – водная поверхность озера.
Площадь озера (S, км2) – площадь зеркала озера.
Объем озера (V , км3) – объем водной массы в озере.
Средняя ширина озера (км) – определяется как отношение площади озера к его длине.
Длина береговой линии (L, км) – длина уреза воды.
Урез – линия соприкосновения водной поверхности озера с сушей.
Развитие береговой линии (К) – отношение длины береговой линии озера к длине окружности круга, имеющего площадь, равную площади озера. Характеризует степень неправильности очертания берегов.
Весь объем озера принято делить на литораль и профундаль.
Литораль – верхние слои воды озера до глубины проникновения света или ветрового перемешивания. У берегов обычно наблюдается полупогруженная и погруженная растительность.
Профундаль – глубинная часть озера, для которой характерно отсутствие волновых движений, ветрового перемешивания и донной растительности.
Установить связь между некоторыми морфометрическими характеристиками можно по изобатам и батиграфическим кривым.
Изобата — изолиния на карте или плане, соединяющая точки одинаковых глубин водоема (озера).
Батиграфическая кривая – графики, характеризующий изменение площади поверхности (зеркала) водоема или его объема с изменением глубины водоема. Первый обычно называется
кривая площадей, второй
— кривая объемов. Такие кривые дают возможность определить площадь зеркала озера и объема воды для любого уровня. Эти величины необходимо знать при всех расчетах.
Объем озера вычисляют, используя карту изобат.
Изобатные поверхности условно делят весь объем озера на ряд слоев, каждый из которых можно рассматривать приближенно как призму, основаниями которой будут площади, ограниченные смежными изобатами, а высота равна сечению между ними. Рассчитав объем каждого выделенного слоя можно определить и объем всего озера.
Объем отдельного (
Vi) слоя равен:
где
i — порядковый номер изобаты;
fi — площадь, ограниченная
i-той изобатой;
fi+1 — площадь, ограниченная (
i+1)-ой изобатой ;
h — сечение изобат.
Выполнение задания:
- Сделать выкопировку плана озера.
- Начертить профиль озера по линии А-Б. Показать на профиле литораль и профундаль.
- Определить площадь озера и площади, ограниченные всеми изобатами.
- Найти длину, максимальную ширину и глубину озера, длину береговой линии.
- Рассчитать среднюю ширину и глубину озера, развитие береговой линии, объем озера.
- Построить кривую площади и кривую объема.
Вопросы для самопроверки:
- Что представляет собой озерная чаша.
- Перечислите морфометрические характеристики озера.
- Как определяется длина озера.
- Что такое развитие береговой линии.
- Как можно использовать изобаты.
- Как определить объем озера.
- Как определить запас воды в озере ниже заданной глубины.
