5.5. Сейшевые течения в оз. Балхаш

В оз. Балхаш (площадь водной поверхности около 18,0 тыс. км2, средняя глубина 6,2 м [8, 189]) сейши действуют, как отмечалось выше, в среднем около 60 % времени, а в отдельные месяцы безледоставного периода суммарное время их действия достигает 80% [181]. Высота колебаний уровня и скорость сейшевых течений при этом существенно превышают соответствующие характеристики сейш оз. Байкал. По этой причине и в связи с мелководностью озера сейшевые течения играют важную роль в процессах переноса и перемешивания вод, в формировании специфических черт гидрохимического и гидробиологического режима.

Детальные исследования сейшевых течений оз. Балхаш были выполнены сотрудниками ГГИ в 1981-1983 гг. К этим годам относятся обширные лабораторные исследования, проводившиеся на пространственной гидравлической модели озера, имевшей масштабы: плановый 1:50 000, вертикальный 1:50 (рис. 5.3). Большой объем исследований выполнен в натурных условиях с использованием авиаметодов, длительной регистрации течений приборами БПВ-2, регулярных измерений глубинными поплавками на рейдовых вертикалях и эпизодических съемок с судов по створам Западного Балхаша и прол. Узунарал. Рассмотрим некоторые из полученных таким путем результатов.

По данным авиасъемок, проводившихся преимущественно при слабом ветре, сейшевые течения в пределах всей акватории Западного Балхаша действовали в одном направлении, то к прол. Узунарал, то от него. Такой вид переноса вод соответствует действию двухузловой сейши. Результаты одной из съемок представлены на рис. 5.1.

Наиболее детальные сведения о распределении сейшевых течений по акватории озера при действии сейш с различным числом узлов получены на гидравлической модели. Исследованию подвергнуты сейши, охватывающие все озеро, и сейши, действующие только в пределах Западного или Восточного Балхаша. Последнее достигалось путем расчленения озера на две части по створу прол. Узунарал. Примеры таких полей течений показаны в работе [189].

Рис. 5.3. Общий вид пространственной гидравлической модели оз. Балхаш в русловой лаборатории ГГИ (вид сверху).

Материалы экспериментов показали плавное, синусоидального вида уменьшение скорости сейшевых течений от узловых створов по направлению к ближайшим пучностям, а также незначительные изменения возвратно-поступательных движений по ширине озера. Наряду с этим, в отдельных местах траектории приобретали зигзагообразные очертания или плавные искривления, свидетельствующие о поперечном смещении частиц жидкости и завихренности движения. Чаще всего такие искажения траекторий отмечались у мысов, резких искривлений направления берега озера или подводного склона. Вблизи таких мест чаще всего формируются крупномасштабные циркуляции, рассмотренные в гл. 2. Достаточно детальные сведения о распределении осредненной скорости сейшевых течений вдоль оси озера получены путем расчетов по формуле (5.3) с использованием наблюденных данных о периодах сейш и экспериментальных данных о распределении высоты сейшевых колебаний уровня. Эти сведения для трех основных видов сейш всего озера (двух-, трех- и четырехузловых) представлены в относительном выражении — по отношению

к осредненному значению в пределах одного из узловых створов озера, за время, равное половине периода сейши, но наибольшее по сравнению с другими узловыми створами при рассматриваемом виде сейш, и условии, что высота сейшевых колебаний уровня в одном из створов пучности равна (рис. 5.4).

Рис. 5.4. (см. скан) Распределение по длине оз. Балхаш относительной высоты сейшевых колебаний уровня (1) и скорости сейшевых течений (2) при действии сейш. Сейши: а — двухузловые, б - трехузловые, в — четырехузловые; г - морфометрические характеристики: В — ширина озера, F - площадь водного сечеиия по створам; L - расстояние от западной оконечности озера.

По кривым на рис. 5.4 легко определить морфометрические характеристики створа (площадь сечения F и ширину В) на любом заданном расстоянии от его южной оконечности, относительные осредненные скорости сейшевого течения макс и относительную высоту сейшевого колебания уровня

Абсолютные значения осредненной скорости сейшевых течений, например при двухузловой сейше, имеющей высоту колебания уровня равную 1,0 м в створе пучности на расстоянии 300 км от южной оконечности озера, равны на основании рис. 5.4 следующему: в узловом створе на расстоянии от южной оконечности, где в прол. Узунарал на расстоянии от южной оконечности озера, где

Данными рис. 5.4 можно воспользоваться для определения объемов переноса вод сейшевыми течениями за расчетные периоды любой длительности, что будет показано ниже.