7.Водный и тепловой баланс в водных объектах.

Для оценки круговоротов воды используется метод водного баланса,который является частным случаем закона сохранения вещества в природе. Он основан на очевидном свойстве: разность между приходом и расходом воды на какую-либо территорию, равна изменению количества воды на этой территории. Уравнение водного баланса – это количественное выражение этого свойства.В зависимости от задачи расчетов в гидрологии рассматриваются водные балансы различных водных объектов, водосборов, территорий, районов и т.п. за различные промежутки времени. Для Океана уравнение водного баланса имеет вид:

Хо + У - Ео = ± ∆ Wо,где Хо – осадки на поверхность океана,У – сток в океан,Ео – испарение с поверхности океана,∆ Wо - изменение запаса воды в океане.

Для континента, а также для отдельных участков суши, в т.ч. речных водосборов:

Хс - Ес - У = ± ∆ Wс, где Хс – осадки на поверхность континента, У – сток с континента, Ес – испарение с поверхности суши, ∆ Wc – изменение запаса воды на континенте (в почвогрунтах и подземных водах, а также аккумуляция в бессточных понижениях).

Уравнение теплового баланса позволяет решать задачи, относящиеся к области расчета нагревания и охлаждения воды в реках и озерах, таяния снега, испарения воды, таяния льда, других гидрологических процессов идущих под влиянием теплообмена между водными объектами окружающей средой. При составлении уравнения теплового баланса необходимо учитывать все потоки тепла, поглощаемые рассматриваемым водным объектом или расходуемые им через плоскости раздела, ограничивающие его от окружающего пространства.

Элементами теплообмена между водными объектами и окружающей средой являются:

Sср – поглощаемая водой (снежным или ледяным покровом) суммарная коротковолновая солнечная радиация;Sиа – поглощаемая водой длинноволновое излучение атмосферы; Sив – потери тепла водой путем длинноволнового излучения; Smа – турбулентный обмен тепла с атмосферой; Sик – тепло, затрачиваемое на испарение или выделяемое при конденсации ;Smg– теплообмен с дном; Sпр – тепло, приносимое притоками и источниками; Scm– тепло, выносимое поверхностными и подземными стоками;Sос – тепло, поступающее от дождевых осадков или затрачиваемое на таяние снега, выпадающего в водоем; S”ик – тепло, теряемое вместе с испарившейся водой или приходящее с конденсирующимся паром воды; Sл – тепло, выделяемое при образовании льда; Sлп – тепло, затрачиваемое на таяние льда; Sкэ – тепло, выделяемое при рассеянии кинетической энергии; S– результирующий тепловой поток, характеризующий изменение теплового содержания в объеме воды за единицу времени. При нагревании воды Sположительна, при охлаждении – отрицательна.

Общий вид уравнения теплового баланса:

Sср +Sиа -Sив -+Smа +-Sик +-Smg+Sпр –Sсm+Sос +-S”ик +-Sл –Sлп +Sкэ =S.