4.3. Изменение распределения по вертикали скорости развивающегося ветрового течения
Отмеченные выше особенности развития ветровых течений хорошо прослеживаются по изменению эпюр скорости. При
развитии разнонаправленного по глубине ветрового течения практически одновременно с возникновением в верхнем слое дрейфового течения у дна обнаруживается компенсационное течение (рис. 4.4 а). Дальнейшее нарастание этого течения происходит лочти синхронно с нарастанием дрейфового течения, причем верхняя граница компенсационного течения постепенно смещается по вертикали в сторону поверхности воды, а нижняя граница дрейфового течения — по направлению ко дну.
Рис. 4.4. Изменение во времени распределения по вертикали скорости развивающегося по глубине ветрового течения. а — разнонаправленное течение, аэрогидравлический лоток ; б - однонаправленное течение, аэрогидравлический лоток время от начала действия ветра: .
Скорость дрейфового течения в верхнем слое нередко достигает скорости установившегося течения в 5—10 раз быстрее, чем средняя скорость на вертикали.
Развитие однонаправленного по глубине ветрового течения на начальной стадии процесса сопровождается резким увеличением в верхнем слое и появлением обратного переноса вод, как отмечено выше, в глубинных слоях (рис. 4.4 6). По мере дальнейшего увеличения скорости прямого переносного течения компенсационный перенос вод постепенно уменьшается, а затем
полностью прекращается. В верхней части потока при этом происходит постепенное уменьшение градиента скорости по глубине, а в придонном слое — его увеличение (рис. 4.4 6).
Рис. 4.5. Изменение во времени средней на вертикали скорости развивающегося однонаправленного по глубине ветрового течения (аэрогидравличе-скнй лоток
Распределение по глубине скорости развивающегося течения обычно выражается недостаточно плавными эпюрами. Плавно изменяется во времени средняя в пределах вертикали скорость развивающегося течения, что видно на рис. 4.5, где представлены результаты двух экспериментов.
Рис. 4.6. Изменение во времени скорости поверхностного течения и скорости ветра (2) над водной поверхностью. а, б - оз. Большое Симагинское соответственно 28 сентября 1967 г. и 2 июля 1968 г.; в — Каховское водохранилище 29 августа 1968 г.
Сведения о развитии ветровых течений, полученные по материалам лабораторных исследований, подтверждаются данными
натурных наблюдений. По данным наблюдений на Кайраккумском и Каховском водохранилищах, а также на оз. Большом Симагинском, установлено, в частности, что различие ветрового течения в верхнем слое следует практически за нарастанием скорости ветра (рис. 4.6). Развитие ветрового течения в глубинных и придонных слоях отстает от развития поверхностного течение и тем больше, чем больше глубина водоема и резче нарастает скорость штормового ветра (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Изменение во времени скорости развивающегося ветрового течения на различных горизонтах прибрежной зоны Кайраккумского водохранилища. а — ветер направлен в сторону ГЭС, 11 августа 1961 г.; б - ветер направлен от ГЭС, 28 августа 1961 г.
Эти сведения получены в прибрежной зоне, на вертикалях с глубиной Детальных сведений о ходе развития течений в глубоководных зонах и особенно на значительном удалении от берега в рамках рассматриваемой работы получить не удалось.