Збекистон республикаси олий ва ўрта маҳсус таълим вазирлиги

1. 8. СУВ ҲАВЗАЛАРИНИНГ ҲАРОРАТ РЕЖИМИ.

Ушбу мавзуда сув ҳавзаларининг атроф муҳит билан иссиқлик алмашиниш жараёнлари математик тенгламалар ёрдамида ифодаланган ва талабаларга амалиётда шу масалаларни ечишнинг асосий йўналишлари кўрсатилган шунингдек, сув ҳавзаларида музлаш жараёнининг содир бўлиш қонуниятларини ва музлаш ҳодисаларининг гидротехник иншоотларга таъсирини кўриб чиқамиз ва муз қопламининг қалинлигини, дар'ёлардаги затор ва зажор вақтида тўпланган муз массаларини ҳисоблаш усулларини ёритиб берамиз.
Сув ҳавзасининг юзасидан ўтувчи иссиқлик оқими ва унинг исссиклик. мувозанати қуйидагача ҳисобланиши мумкин:

бу ерда - сув юзасининг радвацион баланс орқали аниқланадигаи иссиқлик миқдори;
- сув юзаси билан ҳаво орасидаги конвектив иссиқлик алмашинуви;
- букланишга сарфланадиган иссиқлик миқдори;
-дарё сувлари ва ташландик сувлар билан олиб келинадиган иссиқлик миқдори;
-сув ҳавзасининг туби ва сув ўртасидаги иссиқлик алмашинув туфайли ажралган иссик миқдори;
- грунт суштари билан олиб келинадиган иссиқлик миқдори;
- ёғин сочин орқали сув ҳавзаларига тушувчи иссиқлик миқдори;
Иссиқлик мувозанатидаги бошқа элементлар кичик бўлганлиги учун тенгламага киритилмаган. Юқоридаги тенгламада - миқдори доимо мусбат ишорали буладп, қолган элементлар эса ҳар хил ишорали бўлиши мумкин.

1. 
   Радиацион баланс . Сув билан ютилган қуёш радиациясидан эффсктив нурланишни айирган ҳолда қуйидаги тенглама ёрдамила аниқланади:
   

Q_R=(1-A)(Q_n.р+q_р.р.)-I_эф.
Тенгламанинг ўнг тарафида йиғинди қуёш радиацияси ва сувнинг эффектив нурланиши киритилган. Йиғинди қуёш радиацияси тўғри радвацня - Q_np ва тарқалган q_pp радвациядан ташқил топган. Унинг интенсивлиги қуёшнинг баландлиги, жойнинг баландлиги, атмосферанинт тиниклиги ва бошқа омилларга ботиқ ҳолда ўзгаради.
2. Конвектив иссиқлик алмашинуви ва буғланиш туфайли иссиқлик узатилиши. Табиатда иссиқлик узатилиши бир вақт ичида ҳар хил шаклларда амалга оширилади. Конвектив иссиқлик алмашинуви табиатда юзанинг ва шу юза устидаги суюқ ёки газсимон муҳитларнинг температура фарқд билан аниқланади. Бу юза ҳам каттиқ ҳам суюқ бўлиши мумкин. Гидрологияда асосан сувдан атроф муҳитга иссиқлик ажратилиши Ҳисобланади ва бу масала қуйидагича ечилиши мумкин:

бу ерда - иссиқлик бериш коэффециенти; t_n -.юза температураси; -атроф муҳит температураси. '
Иссиқлик коэффициенты -экспериментал йул билан аниқланади. Хозир уни беҳолашнинг кўп формулалари бор: В.В.Шулейкин. Б.П.Проскурянов, А.П.Браславский, Б.Д.Зайков, К.И.Россинский ва ҳакозо.

1. 
   Сувдан ҳавога иссиқлик беришда
   

= 2,65[ 1+0.8 w+f ( )]
бўлиб, , (f_n ) - жадвалдан топилади.
Бундан гидрологлар ва гидротехниклар фойдаланадилар.
2) Сувдан музнинг қуйи юзасига:
а₂=348 (1+6 )
-сув окимининг тезлиги.
3) Муз юзасидан ҳавога:
а₃ = 5,8
-шамол тезлига.
4) Қор юзасидан хавога:
а₄ = 23,2


Табиатда турли муҳитлар бор бўлиб, уларпинг агрегат ҳолати Ўзгариош туфайли иссиқлик ютилиши мумкин ёки уиинг ажралиши. Бундай муҳитларга биринчи навбатда сувни, қорни, бугаи, музлаган фунтни киритиш мумкин. Мисол учун сувнинг буғланиши, муз возгонкаси, қорнинг эриш жараёнларида иссиқлик ютилади ва тескари жараёнларда -сувнинг музлаши, конденсация ва сув буғининг сублимацияси- иссиқлик ажралиши билан содир бўлади. Сув бугга айланганда 2500 кЖ/кг микдорда иссиқлик ютилади ва тескари жараёнда - конденсацияда - шу микдорга тенг иссиқлик миқдори ютилади
3. Дарё сувлари ва саноат чиқинди сувлари билан олиб келинадиган иссиқлик миқдори бирлик юзага нисбатан қуйидаги формула билан ифодалинади:

бу ерда Q_n -сув сарфи;
-сув ҳавзасининг юза майдони;
- дарё сув температураси билан сув ҳавзаси температурасининг фарқи
4. Сув объектининг туби билан иссиқлик алмашинуви. Ўзан губи билан сув объектининг турига боғлиқ ҳолда бағоланади.
Ўзан тубидаги иссиқлик алмашинувини хисоблаш учун биз сув қатламининт тубидаги ва шунингдек ўзан тубининг ҳароратини билишимиз керак. Уларни ўлчаш жуда ҳам мураккаб масаладир, шунинг учун ҳам ҳозирги вақтда тайёр жадваллар қўлланилади.
Муз конламининг шаклланиши. Муз қоплами дарё ва сув ҳавзаларида атроф муҳит билан иссиқлик алмашиниш натижасида куз, қиш ойларида шаклланади. Дарёларда муз қопламининг ҳосил бўлиши сув ҳавзаларига нисбатан бироз ўзгача кузатилади. Чунки уларда музлаш жараёнига сувнинг тезлиги катта таъсир кўрсатади.
Ўз, қиш ойларида сув ҳавзаларининг муз ва термик режими кўп OMHJUiapia боғлиқ ҳолда Ўзгаради. Булар: ҳавзанинг геофафик ҳолати, иклим шароити, улчами, оқим тезлиги, сувнинг физик ва кимёвий хоссалари ва Бошқалар.
Ёз ойларида сув ҳавзасида тўпланган иссиқлик куз, киш ойларида атмосфера билан иссиқлик алмашиниши натижасида сарфланади. Ҳарорат 4°С га (сувнинг энг юқори зичлик ҳарорати) етгандан сўнг сувнинг фақат юқори қатлами аралашмасдан совитилади. Юзадаги сувнинг ҳарорати 0° гача васаяди, баъзи холларда манфий қийматларгача (-1°С) тушиши мумкин. Манфий ҳарорат қийматларига эга бўлган сув ўта совитилган сув деб аталади.
Ҳавзадаги сув қанча тинч бўлса, шунча кам чуқурликка ўта совутилган сув ўтиши мумкнн. Агарда сув ҳавзаларида тўлқинлар ва оқимлар таъсирида жадал турбулент аралашиши кузатилса, бу ҳолда сувнинг бугун қатлами бўйича ўта совутилиш кузатилади.
Муз қопламияинг қалинлигини ҳисоблаш. Муз қалинлигини эмпирик ифодалар ёрдамида хисоблаш мумкин:

бу ерда - муз қатламининг қалинлиги, - 2 м баландликдаги ўртача суткалик ҳаво ҳароратининг йигандиси (муз қоплами пайдо бўлиш вақтидан бошлаб, - вақтгача), вa n эмпирик коэффициентлар.
Юқоридаги эмпирик ифодалар кузатишлар мобайнида йигилган маълумотларга асосланиб тузилган ва улар вa n коэффициентлар ёрдамида кузатиш давридаги ўртача табиий шароитларни акс эттиради, лекин табиий омилларнинг ўзаро функционал боғлиқдигини ифодаламайди. Одатда бу турдаги ҳар хил тенгвамалар локал характерга эгадир. Музлаш ҳодисасининг физик мохиятини тушуниш учун унинг иссиқлик энергая алмашиниш жараёнини билишимиз керак бўлади. Шунинг учун муз қалинлигини хисоблаш тенгламалари иссиқлик баланси тенгламаларига асосланиб тузилади. Бу масалани ечишда норвегиялик олим О.Дэвик қуйидаги тенгламани тавсия этди:

бу ерда - кристаллизация нисбий иссиқлиги, - муз калинлига,
-муз қалинлигининг ўсиш жадаллиги,
-муз юзасидан иссиқлик сарфланишининг йигипдиси,
- муз қатламининг пастки юзасига сувдан иссиқлик келиши.
Дарёларда зажор ва затор ҳодисалари. Зажор - бу дарёда муз варчаларининг тулланишидан ҳосил бўлган тўсиқ. Зажор ҳодисалари Кавказ, Ўрта Осиё ва Сибир дарёдарининг тогпи қисмларида шовуш йиғилиши натижасида кузатилади ва халк хужалигига кагга зарар келтиради. Сув тақсимлагич иншоотларда сув ўтадиган йўлларни ёпиб куяди ва натижада ГЭСларда сув босими васанди. Дарё Ўзанларида эса зажор к Ўзатилган қисмнинг юқорисида ' сув сатҳи кўтарилади. Қуйи
қисмида эса сув сатҳи васаяди ва иншоотлар сувсиз колади. Мисол учун Ангара дарёсида Ўзунлиги 20 кмгача етадиган зажор ҳосил бўлади, юқорида сув сатҳи 7-8 м гача кўтарилади, йигалган музнинг массаси эса бир неча 10 минг тоннагача етади.
Зажорли учасгкада сув сарфи ифодаси қуйидагича бўлади.



бу ерда: F_ж-жонли кесма майдони, V-тезлик.
Зажордаги муз массаси қуйидагича ҳисобланади:

бу ерда: - музнинг зичлиги, -створлар орасидаги масофа, n-хисоблаш участкалари сони.
Затор ҳодисалари - бу муз тикини бўлиб, дарё ўзанида тусатдан пайдо бўлади. Россия, Канада, АҚШ худудларининг шимолга окувчи дарёларида кузатилади. Ҳозирги вақтда заторнинг параметрлари кенглиги, Ўзунлиги, музнинг массаси, филтрация миқдори, оқим тезлиги ва бошқа параметрлар яхши ўрганилмаган ва уларни ўлчаш асбоб ускуналари ҳам ишлаб чикилмаган. Затор асосан дарёнинг узани бурилган тор ва ороллар бор жойларида ҳамда гидротехника ишоотлари олдида содир бўлади.
Затордаги муз массаси эса қуйидагича аниқланади:

бу ерда: В_i h_м, l_i -ўртача кенглиқ муз капинлиги ва участка Ўзунлиги, р_м-муз зичлиги, п -хисоблаш участкалар сони.