Основы гидрофизики. Беховых Л.А - 102 стр.

4.4. Расчет температуры воды открытого водотока

              Термический режим водотоков
     Развитие тепловых процессов в водотоках обусловлено со-
четанием климатических особенностей района расположения
водотока, водности реки или канала, гидравлических свойств и
морфологических характеристик русла.
     Большинство водотоков (в первую очередь рек) турбулент-
но. Если турбулентность достаточно велика, обусловленное ею
перемешивание достаточно для разрушения любой начальной
стратификации, связанной с изменением плотности воды при ее
охлаждении до температуры от 4 до 0°С. Теплопроводность во-
ды полностью определяется турбулентностью. Поскольку на
водотоках температурная стратификация практически отсутст-
вует, потери тепла с поверхности одинаково охлаждают поток
по всей глубине, и температура воды в соответствии с погодны-
ми условиями постепенно понижается до точки замерзания
(кристаллизации). Градиент температуры вдоль потока пренеб-
режимо мал.
     Водная масса рек и каналов сравнительно быстро реагирует
на изменение метеорологических условий, но вследствие тепло-
вой инерции ее температурный режим более сглажен, чем воз-
духа. Весной температура воды в реке обычно ниже на 2-3 °С
температуры воздуха, осенью (в октябре) − на 5-0°С выше.
     Годовой термический цикл водотоков вследствие интен-
сивного турбулентного перемешивания и отсутствия конвекции
не отличается особой сложностью. В практике принято делить
годовой термический цикл водотока на два периода — при от-
сутствии льда (летний) и при его наличии (зимний).
     Зимний термический режим водотоков достаточно разнооб-
разен, что связано с образованием в водной толще внутриводно-
го льда, шуги и движением кромки ледяного покрова.
     Пока поверхность потока свободна от льда, температура
воды в мелких реках и неглубоких каналах быстрее реагирует на
меняющиеся метеорологические условия, чем в глубоких. При
охлаждении воды до 4°С перемешивание происходит на всю
глубину, поскольку холодная поверхностная вода более плот-

                            102