Практическая работа 1
ЗАДАНИЕ:
Определить морфометрические характеристики озера (схема озера и необходимые для расчетов данные выдаются преподавателем каждому студенту в индивидуальном порядке)
Порядок выполнения работы. Важной характеристикой озера является его географическое положение (широта, долгота) и высота над уровнем моря.
Эти данные уже позволяют составить общее представление об основных чертах режима озера. Географическое положение озера в определенной мере отражает общие климатические особенности района, а высотное положение определяет также местные влияния климатических и других факторов на процессы, происходящие в озере.
При изучении озер и озерных котловин важно установить не только условия их образования, но и определить ряд числовых характеристик, дающих количественные представления об основных элементах озера и озерной котловины. Эти характеристики носят название морфометрических.
Площадь озера ω, м2, вычисляется двояко: либо вместе с площадью островов, либо отдельно площадь водной поверхности. Так как берега озер не отвесны, площадь водной поверхности (зеркала озера) изменяется при изменении уровня озера.
Длина озера - L, м - кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными точками, расположенными на берегах озера, измеряемое по поверхности озера.
Таким образом, эта линия будет прямой лишь в случае сравнительно простых очертаний озера; для извилистого озера эта линия, очевидно, может быть и не прямой, а состоять из отдельных отрезков прямых и кривых линий.
Ширина озера – различают:
- наибольшую ширину - В, м, определяемую как наибольший поперечник (перпендикуляр) к линии длины озера,
- среднюю ширину – Вср, м, представляющую отношение площади ω озера к его длине L
Коэффициент извилистости т - степень развития береговой линии - отношение длины береговой линии s к длине окружности круга, имеющего площадь, равную площади озера,
Коэффициент извилистости береговой линии может также быть выражен отношением длины береговой линии S к периметру ломаной линии S', обводящей контур озера:
m = S/S'
В этом случае получается более правильное представление об изрезанности береговой линии.
Широкое применение при оценке водных запасов озера имеет кривая изменения площади озера с глубиной, представляющая собой график связи площадей горизонтальных сечений озера и соответствующих им глубин, и кривая изменения объема озера в зависимости от его глубины.
На Рис. 1 представлены кривые изменения площади и объема Онежского озера с глубиной. Такие кривые дают возможность определить площадь зеркала озера и объема воды для любого уровня. Эти величины необходимо знать при всех расчетах.
Рис. 1. Кривые площадей и объемов Онежского озера
Объем воды в озере W, м3 может быть определен по карте изобат, пользуясь «методом призм». Изобатные поверхности делят 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. Обозначив площади, ограниченные отдельными изобатами, через ω0, ω1, ω2, ω3… ωn, а сечение их через h, объем воды в озере определим по формуле
W = 
+ 
+ 
+…+ 
+ ∆W =
= 
∆W,
где ∆ W – объем, заключенный между площадью последней самой глубокой изобаты и точкой дна озера с максимальной глубиной, определяемый по формуле:
∆W= 
,
где hмак с – максимальная глубина озера в метрах; hn – глубина, соответствующая наибольшей изобате, ωn – площадь последней (самой глубокой) изобаты.
Максимальная глубина озера – hмакс, м.
Средняя глубина озера - hср, м - отношение объема воды в озере к площади его зеркала.
Средний уклон дна между изобатами определяется по формуле:
 |
где l1, l2 – длины изобат, между которыми определяется уклон; h – сечение изобат, ω – площадь кольца между изобатами.
Средний уклон озера I определяется по формуле:
 |
где n – число изобат.
Знание элементов, характеризующих форму озерной котловины, необходимо не только для того, чтобы понять основные закономерности режима озера, но и для решения ряда хозяйственных задач, связанных непосредственно с эксплуатацией озера. Например, при использовании озера в транспортных целях необходимо знать распределение глубин в пределах всей акватории и, в частности, в зоне береговой отмели. При регулировании стока вытекающих из озера рек необходимо иметь кривые зависимости объема воды и площадей озера от высоты стояния уровня. Для расчета элементов волн важно знать распределение глубин и ширин озера по различным направлениям и т. д.
Масштаб 1: 5 000