یكی از ویژگیهای اصلی دریاچهها، تمایل آنها به لایهبندی شدن است لایهبندی شدن براساس اختلاف چگالی میباشد و چگالی در دریاچههای لایهبندی شده از پایین به بالا كاهش مییابد اختلاف چگالی در اثر درجه حرارت، میزان مواد معلق و شوری به وجود میآید
قیمت فایل فقط 23,400 تومان
یكی از ویژگیهای اصلی دریاچهها، تمایل آنها به لایهبندی شدن است. لایهبندی شدن براساس اختلاف چگالی میباشد و چگالی در دریاچههای لایهبندی شده از پایین به بالا كاهش مییابد. اختلاف چگالی در اثر درجه حرارت، میزان مواد معلق و شوری به وجود میآید. در دریاچهها، لایهبندی براساس دما بیشتر از اختلاف در شوری و میزان مواد معلق اهمیت دارد. و در این نوع دریاچهها سرعت كاهش چگالی، با افزایش دما، افزایش مییابد، به طوری كه به عنوان مثال مقدار نیروی مورد نیاز برای مخلوط كردن دو تودة آب لایهبندی شده در 29 و 30 درجة سانتیگراد، 40 برابر مقدار نیروی مورد نیاز برای دو تودة مشابه 5 و 4 درجة سانتیگراد است. بنابراین دریاچههای گرمسیری آسانتر از دریاچههای مناطق معتدله لایهبندی میشوند، اما كاهش دمای جزئی در یك دریاچة گرمسیری باعث ایجاد جریانهای همرفتی به طرف بالا میشود كه اگر طولانی مدت باشد، ممكن است سرانجام بر روی تمام جسم آب اثر گذاشته و منجر به مخلوط شدن دو لایه شود.
دانسیته همچنین بستگی به میزان نمك حل شده دارد. در این دریاچههای از نظر شیمیایی لایهبندی شده، لایة زیرین شورتر بوده و لایهبندی بسیار پایدار است و مخلوط شدگی كم یا اصلاً وجود ندارد. هالوكلاین (Haloclin)، لایهای از آب در این دریاچهها است كه تغییر میزان شوری سریعتر است و لایة سطحی كه شوری كمتری دارد و آزادانه میچرخد، میكسوكلاین (mixocline) و لایة زیرین با چگالی بیشتر و شورتر monimolimnion نام دارد. این لایهبندی با رقیق شدن لایههای سطحی با ورودیهای آب شیرین، بارش افزایش مییابد. (تصویر1)
در دریاچههای یخچالی، غلظت رسوبات معلق عامل مؤثر و اصلی بر روی چگالی میباشد و اختلاف دما در مقایسه بامیزان مواد معلق كم اهمیت میباشد. (Gustavson, 1995)
بیشترین منشأ گرما برای دریاچهها، نور خورشید میباشد، جریان ژئوترمال از منابع عمیق حداقل میباشد.
تصویر 1: ترموكلاین، هالوكلاین و پاینوكلاین (Pinet, 2006)
كاهش دما با عمق در نتیجة اشعة گرمایی در سطح است. نیمرخ عمودی دما از یك دریاچه، پاسخ مستقیمی به نفوذ نور خورشید است (تصویر2). در دریاچههای از نظر گرما لایهبندی شده، یك لایة فوقانی گرم و اكسیژندار دارای چرخش كه اپیلیمنیون (epilimnion) نامیده میشود، بر روی مناطق زیرین سرد و نسبتاً ساكن به نام هایپولیمنیون (hypolimnion) كشیده شده است هایپولیمنیون در برخی مواقع احیایی است و اجازة حفظ شدن مواد ارگانیكی بر روی بستر دریاچهای را میدهد. منطقة حد واسط متالیمنیون (metalimnion) نامیده میشود و سطحی كه دما به سرعت با عمق كاهش مییابد ترموكلاین (Thermocline) نامیده میشود. (E. Tucker & V.wright, 1990)
تصویر 2. پروفیل دمایی دریاچة Tangayika، منطقة اپیلیمنیون با چرخش رو به پایین در حدود 80-50 متر در چرخشهای روزانه، متالیمنیون با چرخش حداقل 200m در چرخشهای فصلی و هالیپولیمنیون با حالت آنوكسیدی و دمای یكنواخت یا دمای متفاوت (Beadle, 1974)
Ahmad، (j.Ahmad, 2005) لایهبندی فصلی را اینگونه توضیح میدهد:
در پاییز دمای هوا در سطح دریاچه سرد است و در نتیجه آبهای سطحی سرد با چگالی بیشتر به طرف پایین فرو میرود. در نهایت دمای كل آب دریاچه به Fْ39 (cْ4، بیشترین چگالی آب در این دماست).در هنگام زمستان سطح آب دریاچه در دمایcْ0 یا Fْ32 یخ میزند كه چگالی آب سطحی كمتر از آب زیر آن است و پوشش یخی در سطح دریاچه مانع جریان باد و مخلوط شدن آب میشود، در نتیجه لایهبندی زمستانه (winter stratification) را داریم.
در هنگام بهار، یخ ذوب میشود و دمای آب بیشتر از صفر میشود. افزایش چگالی آب گرم همراه با عمل باد باعث میشود آب سطحی در آبهای عمیق فرو رود و مخلوط شود. این فرایند تغییر بهاره (spring tamover) نامیده میشود. در طول این دورة زمانی، بیشتر آب دریاچه با همان دما میباشد و آب سطحی و عمقی آزادانه مخلوط میشود. دریاچههای با سطح كوچك، به ویژه اگر از باد حفظ شود، در بهار معمولاً فقط برای چند روز كاملاً مخلوط میشوند. در برابر این، دریاچههای بزرگ اغلب هفتهها دارای چرخش آب هستند.
با ادامة گرم شدن سطح دریاچه در اواخر بهار و اوایل تابستان، اختلاف دمای بین آب سطحی و عمقی افزایش مییابد. در دریاچههای عمیقتر از 10 تا 12 فوت، اختلاف دمایی سرانجام نیروی به اندازة كافی قوی برای مقاومت در برابر نیروی مخلوط كنندگی باد ایجاد خواهد كرد (فقط احتیاج به اختلاف چند درجة فارنهایت برای جلوگیری از مخلوط شدن دارد.) هم اكنون آب سرد 3 لایهای (اپیلیمنیون و هایپولیمنیون) است و لایهبندی تابستانه (summer stratification) نامیده میشود. متالیمنیون در مقابل مخلوط شدگی توسط باد به شدت مقاوم است.
مهمترین اعمالی كه باعث مخلوط شدگی آب دریاچه میشوند، شامل باد، آبهای ورودی و آبهای خروجی میباشند، در حالی كه باد بر روی آبهای سطحی همة دریاچهها اثر میگذارد، توانایی آن برای مخلوط كردن حجم آب ورودی دریاچههای با لایهبندی تابستانه كاملاً كاهش مییابد. این كاهش به علت تغییر سریع در دما و چگالی درون متالیمنیون است كه شبیه به یك سد فیزیكی بین اپیلیمنیون و هاپیولیمنیون عمل میكند. برای قطع كردن سد، انرژی زیادی لازم است.
دریاچههایی كه در آبهای تحتانی خود در زمان سرمای زمستان دارای چرخش كامل هستند، هولومیكتیك (Holomictic) نامیده میشوند، دریاچههای پلی مكتیك (polymictic) دریاچههایی هستند كه هرگز لایهبندی نمیشوند، یا لایهبندی دمائی مقاومی را نشان نمیدهند و اغلب فقط به صورت روزانهاند. دریاچههای الیگومیكتیك بندرت دچار مخلوط شدگی میشوند. آنها به طور تیپیك كوچك هستند، اما دریاچههای گرمسیری خیلی عمیق به طور مشخص الیگومیكتیك، و با اختلاف دمایی اندكی در همة اعماق گرم هستند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست
1ـ مقدمه
2ـ لایهبندی آب
1-2- اثرات لایهبندی آب
3- فرایندهای اصلی عمل كننده در دریاچه
1-3- فرایندهای فیزیكی
2-3- فرایندهای شیمیایی
3-3- فرایندهای بیولوژیكی
4- مدلهای رخسارهای
1-4- دریاچههای از نظر هیدرولوژیكی باز
1-1-4- رسوبگذاری مواد آواری
2-1-4- رسوبگذاری شیمیایی و بیوشیمیایی
2-4- دریاچههای از نظر هیدرولوژیكی بسته
1-2-4- رسوبگذاری مواد آواری
2-2-4- رسوبگذاری شیمیایی و بیوشیمیایی
5- بحث و نتیجهگیری
6- Reference
2ـ لایهبندی آب (water stratification)
قیمت فایل فقط 23,400 تومان
برچسب ها : لایه بندی آب , اثرات لایه بندی آب , رایندهای اصلی عمل کننده در دریاچه , فرایندهای فیزیکی , دریاچه های از نظر هیدرولوژیکی باز , رسوبگذاری مواد