260 
. 
_ 
Глава 6
частности, изготовлена на лимнологической станции Института
озероведения. Установка представляет собой замкнутый аэро-
гидроканал с двумя чередующимися прямолинейными и сопря-
женными с ними закругленными участками (рис. 6.5.1). Длина
Рис. 6.5.1. Схема аэрогидрока-
нала для моделирования 
сдви-
гового — механизма — перемеши-
вания: а — вид сверху; Ь —
сечение 
по 
А-А. 
1, 
2 
—
ПОДВОДЯЩИЙ И 
ОТВОДЯЩИй Воз-
духопроводы; 
3 
— — сотовые
выпрямители воздушных струй; 4
— оргстекло; 5 — направляющие
пластины 
подводящего 
и
отводящего воздухопроводов
каждого прямолинейного участка 12 метров, внешний радиус за-
кругления равен 1,5 метра. Прямолинейный в сечении канал за-
крывается крышкой. Ширина канала 0,5 метра, глубина 0,9 метра.
Для создания ветрового потока канал оборудован двумя электро-
вентиляторами и системой воздуходувов. Для равномерной тур-
булизации воздушного потока канал оборудован сотовыми на-
правляющими. В лотке создавалась двухслойная или линейная 
_
стратификация. Сначала заливалась соленая вода, затем пресная.
Пресная вода подавалась через специальную насадку, закреплен-
ную'на поплавке.
В лабораторных установках удовлетворительно моделируется
лишь начальная стадия формирования верхнего перемешанного
слоя, наблюдаемого в различных водоемах. В лабораторных усло-
виях толщина верхнего перемещенного слоя ограничена размера-
ми установок. В природных условиях верхний перемешанный слой
является планетарным пограничным слоем с характерным масшта-
ба порядка (12 / }; где / — параметр Кориолиса. Анализ условий
проведения лабораторных опытов показывает, что подобие при-
родных и модельных процессов возможно для озер и водохрани-
лищ по следующим критериям:
число Рейнольдса К = Ци/ м,
число Пекле Ре= [(ДИ// и, Ре = ЦИ/у,
число Ричардсона — К = эАрИ/рГЛ, 
°
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ В ЛИМНОЛОГИИ 
` 
261
где С, — динамическая скорость, р — плотность воды, Ар — пе-
репад плютности между слоями, у — коэффициент кинематической
ВЯЗКОСТИ ВОДЫ, У, — козффшшент диффузии тепла, У, — коэффи-
циент диффузии соли.
В результате анализа большего числа лабораторных данных,
полученных в бассейнах различных типов в опытах по сдвиговому
вовлечению, Крейман К.Д. (1992) получил следующее выражения
для безразмерной толщины слоя турбулентного вовлечения:
АМВ = 0,4 +5,5/К!. 
(6.5.3)
Эта формула, полученная для сдвигового вовлечения, анало-
гична формуле, полученной Реагдог е{ а!. (1980) в лабораторных
экспериментах с проникающей конвекцией: 
^
АА/я = 02 +1,3/ В! 
| 
(6.5.4)
Различие в коэффициентах вышеприведенных формул обу-
словлено действием различных механизмов — в первом случае
сдвиговым механизмом вовлечения, во втором — вовлечения, обу-
‚ словленного проникающей конвекцией.
Лабораторное исследование ветровых воли
Широкое распространение получили лабораторные исследо- 
.
вания ветровых волн. Исследования ветровых волн в лабораторных.
условиях проводятся тю тем же направлениям, что и в природных
условиях: изучение статистических закономерностей волнения,
механизмов генерации, структуры приводного и приповерхностно-
го слоев. Обычно лабораторные исследования проводят в линей-
ных аэрогидроканалах. Аэрогидроканал представляет собой со-
вмещение аэродинамической трубы с гидроканалом. Нижняя стен-
ка аэродинамической трубы заменена водной поверхностью гид-
роканала. Ветровой поток, воздействуя на поверхность воды‚ при-
водит к образованию волн в гидроканале.
Иногда для исследований ветровых волн используются коль-
цевые аэрогидроканалы. Уникальным кольцевым аэрогидрокана-
лом является штормовой бассейн В.В. Шулейкина. Штормовой
бассейн имеет кольцеобразную форму, внешний диаметр равен
40 метров, внутренний 38 метров, высота от дна до крышки —
5,6 метров. Ветровой поток создаётся с помощЬью нескольких
вентиляторов, установленных на крыше. Скорость ветра в бас-
сейне может достигать 19 м/с. Ветер воздействует на волны по