Время удерживания в озере

Время удерживания в озере (также называется время пребывания озера вода, или возраст воды или время промывки ) - это расчетное количество, выражающее среднее время, в течение которого вода (или какое-либо растворенное вещество) проводит в определенном озере. В простейшем случае эта цифра является результатом деления объема озера на поток в озеро или из него. Это примерно выражает количество времени, необходимое для того, чтобы вещество, попавшее в озеро, снова вытекло из него. Время удерживания особенно важно, когда речь идет о загрязнителях.

Содержание

• 1 Общее время удерживания
• 2 Более конкретное время удерживания
• 3 Список времен пребывания воды в озере
• 4 См. Также
• 5 Ссылки
• 6 Дополнительная литература
• 7 Внешние ссылки

Глобальное время удерживания

Глобальное время удерживания для озера (общее среднее время, которое вода проводит в озере) рассчитывается путем деления объема озера либо средней скоростью притока всех притоков, либо средней скоростью оттока (в идеале включая испарение и просачивание ). Этот показатель предполагает, что вода в озере хорошо перемешана (а не стратифицирована ), поэтому любая часть воды в озере очень похожа на любую другую. На самом деле более крупные и глубокие озера обычно плохо перемешаны. Многие большие озера можно разделить на отдельные части с ограниченным потоком между ними. Глубокие озера обычно стратифицированы, при этом более глубокие воды редко смешиваются с поверхностными водами. Их часто лучше моделировать как несколько отдельных подобъемов воды.

Более конкретное время пребывания

Можно рассчитать более конкретные значения времени пребывания для конкретного озера, например, индивидуальное время пребывания для частичных объемов (например, отдельных рукавов) или распределение времени пребывания для различных слоев стратифицированного озера. Эти цифры часто лучше отражают гидродинамику озера. Однако любой такой подход остается упрощением и должен основываться на понимании процессов, происходящих в озере.

Для выяснения того, как работает конкретное озеро, можно использовать два подхода (часто в комбинации): полевые измерения и математическое моделирование. Один из распространенных методов полевых измерений - ввести индикатор в озеро и отслеживать его движение. Это может быть твердый индикатор, такой как поплавок, сконструированный для нейтральной плавучести в конкретном водном слое, или иногда жидкость. Этот подход иногда называют использованием лагранжевой системы отсчета. Другой подход к полевым измерениям, использующий эйлерову систему отсчета, заключается в регистрации различных свойств воды в озере (включая движение массы, температуру воды, электропроводность и уровни растворенных веществ, обычно кислорода) в различных фиксированных точках озера. Из них можно составить представление о доминирующих процессах, происходящих в различных частях озера, а также об их диапазоне и продолжительности.

Полевые измерения сами по себе обычно не являются надежной основой для определения времени пребывания, главным образом потому, что они обязательно представляют небольшое подмножество мест и условий. Поэтому измерения обычно используются в качестве входных данных для численных моделей. Теоретически можно интегрировать систему гидродинамических уравнений с переменными граничными условиями в течение очень длительного периода, достаточного для того, чтобы втекающие частицы воды вышли из озера. Затем можно было бы вычислить время пробега частиц, используя метод Лагранжа. Однако этот подход превосходит детали, доступные в текущих гидродинамических моделях, и возможности текущих компьютерных ресурсов. Вместо этого модели времени пребывания, разработанные для газовой и гидродинамики, химического машиностроения и биогидродинамики, могут быть адаптированы для расчета времени пребывания для небольших объемов озер.

Список времен пребывания воды в озере

Указанное время пребывания берется из информационного окна в соответствующей статье, если не указано иное.

См. Также

• Круговорот воды: время пребывания

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

• Информационный бюллетень EPA о Великих озерах №1
• Великие озера EPA Атлас
• Джоди Ричардсон, Алистер МакКерчар. "Рыба, не имеющая выхода к морю, и время пребывания в озере". Проверено 22 мая 2007 г. - соотношение между временем пребывания в озерах Новой Зеландии и популяциями коаро, корюшка и обычных хулиганов.