Глава 5. СЕЙШЕВЫЕ ТЕЧЕНИЯ
5.1. Основные черты и особенности сейшевых течений
В гл. 1 на основании рассмотрения уравнений движения при стоячих волновых колебаниях уровня в бассейне приведены выражения для составляющих скорости сейшевого течения. При этом отмечено, что скорость сейшевого течения в бассейне и канале прямоугольной формы обычно увеличивается по закону синуса от нулевых значений в пучности до максимальных значений в узловом створе. Там же показаны результаты исследований возбуждения стоячих волновых колебаний и отмечена значительная повторяемость сейшевых явлений в водоемах.
К водоемам сложной формы со сложным подводным рельефом не удается применить многие из существующих детальных теоретических разработок. Наибольшие затруднения возникают при определении местоположения узловых створов и створов пучностей, при установлении распределения по акватории высоты сейшевых колебаний уровня и скорости сейшевого течения.
Не поддаются расчету высота сейшевых колебаний уровня и скорость сейшевого течения, а тем более сведения о повторяемости сейш, что может иметь наибольшую практическую ценность. Названные сведения сравнительно легко можно получить в натурных условиях путем постановки длительных наблюдений с использованием специальных измерительных средств, но для этого требуется довольно много времени.
Из-за технических трудностей и недостатков средств в предвоенные годы исследованиям были подвергнуты сейши всего лишь нескольких водоемов: оз. Байкал [160, 161], Аральского моря и нескольких других озер. В послевоенные годы натурные исследования сейшевых явлений в озерах заметно активизировались. В 1963 г. были опубликованы первые обобщенные сведения о режиме сейш в крупных озерах на территории СССР [8]. Многие новые сведения о сейшах были получены в связи с подготовкой и изданием капитального труда по гидрологии «Водные ресурсы и водный баланс территории СССР», а также многих монографий по водному режиму отдельных районов территории СССР и конкретных водоемов. Однако в опубликованных материалах содержалось очень мало сведений о сейшевых течениях, хотя к этому времени уже было хорошо известно, что эти течения необходимо учитывать при различных видах хозяйственного использования
водоемов, особенно при выборе мест размещения и типов конструкции водозаборных и водосбросных сооружений для целей учета распространения и разбавления загрязняющих веществ или установления возможных изменений бнлогического режима.
Сейшевые течения, наблюдаемые в реальных условиях, обладают рядом характерных черт, благодаря которым их можно сравнительно просто отличить от течений других видов. К этим чертам относятся: синусоидальный ход скорости во времени, периодическая смена направления примерно на 180° и функциональная связь хода скорости с ходом уровня. Благодаря перечисленным чертам сейшевые течения нередко удается не только легко обнаруживать на записях, но и выделять из состава весьма сложных суммарных течений.
Многие качественные и количественные характеристики сейшевых течений удается устанавливать путем постановки исследований на пространственных гидравлических моделях.
Нередко оказывается, что метод гидравлического моделирования сейш более эффективен, чем метод натурных исследований. Однако с помощью гидравлической модели невозможно получить режимные характеристики, поэтому наиболее приемлемым для практического использования является метод сочетания гидравлического моделирования с натурными исследованиями и расчетами, т. е. комплексный метод. При этом удается получить все необходимые элементы сейш и выявить качественные характеристики процессов формирования, взаимодействия и затухания сейш в водоемах простой и сложной формы. Это показано ниже на примерах таких водоемов, как озера Байкал и Балхаш, Каховское и Новосибирское водохранилища.
