Сейшевым течениям свойственны, как отмечено в гл. 1, возвратно-колебательные перемещения воды вдоль оси колебания уровня и синусоидальное изменение скорости во времени в любой точке водоема, а также по направлению от узлового створа до створа пучности. Поля сейшевых течений в водоемах простых очертаний в плане характеризуются, в силу перечисленных черт, преимущественно прямолинейными траекториями движения, ориентированными параллельно оси колебания уровня и плавно уменьшающимися от узловых створов к створам пучностей (рис. 2.11 а). В водоемах со сложной формой котловины плавность изменения траекторий движения вод нарушается под действием течений других видов, а также бокового и донного трения.[ ...]
Важной особенностью действия сейшевых течений, как показали исследования на гидравлических моделях нескольких водоемов, является то, что они приводят к формированию крупномасштабных циркуляций, которые для краткости условно можно назвать сейшевыми циркуляциями. Каждая циркуляция располагается в определенном месте водоема и существует как структурное образование, слабо взаимодействующее с соседними циркуляциями. Несколько крупномасштабных циркуляций, располагающихся в опредленной части водоема, обычно образуют систему циркуляций. Горизонтальные размеры наибольших циркуляций могут приближаться к поперечным размерам водоема. Наименьшие из отчетливо выделяющихся циркуляций составляют примерно 8—10 % размеров наиболее крупных циркуляций. Циркуляционным движением вод, как и сейшевыми течениями, обычно охватывается вся толща воды в водоеме, причем не только на стадии формирования, но и на стадии затухания сейш.[ ...]
Циркуляции обычно мало заметны в периоды, когда скорости возвратно-колебательных сейшевых движений значительны, но весьма отчетливо проявляются в условиях почти полного затухания сейшевых течений.[ ...]
Явление раскачки крупномасштабных вихрей пока подтверждено только материалами лабораторных исследований на пространственных гидравлических моделях водных объектов.[ ...]
В натурных условиях до сего времени не удалось провести целенаправленных исследований по выявлению циркуляций или вихрей, обусловленных сейшами. О наличии таких явлений пока приходится судить на основании материалов авиасъемок течений по отдельным створам, по записям одиночных самописцев течений или по косвенным признакам.[ ...]
Исследования сейшевых явлений оз. Байкал проводились на гидравлической модели, выполненной в масштабах: горизонтальный 1 : 100 000, вертикальный 1 : 5 000 [171].[ ...]
Сейши в оз. Байкал действуют в безледоставный период примерно 90% времени [160, 161]. Одноузловые сейши имеют период, около 5 ч, а наибольшую высоту колебания уровня около 0,2 м. Наибольшие из средних скоростей сейшевых течений в узловых створах составляют 2—4 см/с, а максимальные достигают 7— 10 см/с [171]. Поля поверхностных сейшевых течений обычно характеризуются прямолинейными траекториями, ориентированными вдоль продольной оси озера (рис. 2.11а). В отдельных местах акватории озера, приуроченных к выступам и резким изгибам линии берега, отмечаются искривления движения потока, которые иногда приводят к формированию крупномасштабных циклональ-ных или антициклональных вихрей. В отдельных частях озера группы таких вихрей объединяются в системы. При свободном затухании мощных сейш вихревым движением охватывается большая часть акватории южной части озера, как показано, напри мер, на рис. 2.116 для условий однородной плотности воды по вертикали.[ ...]
Системы крупномасштабных вихрей в условиях однородной плотности жидкости возникают также в центральной и северной частях озера. Поперечные размеры этих крупномасштабных вихрей достигают 30—50 км, а периоды вращения изменяются преимущественно от 1,5 до 10 сут. Наиболее мощные вихревые образования располагаются в центральной части озера. Орбитальные скорости в вихрях, возникающих в этой части озера, могут достигать 5—20 см/с, а общая продолжительность их существования в условиях свободного затухания может составлять 20—30 сут и даже более.[ ...]
При наличии стратификации плотности по вертикали, что достигалось в экспериментах путем заполнения большей части гидравлической модели подсоленной водой с добавлением красящего вещества, а верхнего слоя — чистой пресной водой, отмечалось заметное изменение формы и размеров крупномасштабных вихрей, но без заметных изменений их периодов, орбитальной скорости и продолжительности существования. Многие крупные вихри приобретали вид цилиндрообразных тел вращения со скоростью, незначительно изменяющейся по глубине (рис. 2.11 в).[ ...]
Таким образом, крупномасштабные вихри в оз. Байкал весьма заметно отличались от рассмотренных выше инерционных, синоптических, топографических и других вихрей как по условиям формирования, так и по количественным характеристикам. Обнаружено некоторое сходство экспериментальной структуры сейшевых вихрей с циркуляциями геострофических течений, полученных В. А. Кротовой [99] динамическим методом, и схемой циркуляций,.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Общий вид пространственной гидравлической модели Каховского водохранилища, размещенной на специальной подвижной ферме. |
 |