stream thermal regime
简介河水热量收支状况及河水温度的变化。河水吸收太阳辐射并与大气和河床等进行热量交换,当河水热量收入大于支出时,水温上升,反之,水温下降。河水温度随时间和河段不同而异,在同一断面上各点的水温也不相同。
热量平衡任一河段内河水在一定时段内热量收支的变化,可用热量平衡方程表示。方程包括的主要项目有:净入射太阳辐射热量;水面与大气的长波辐射净交换热量;水和空气在交界面上对流交换的热量,气温大于水温为正,反之为负;蒸发或凝结交换的热量,蒸发为负,凝结为正;结冰或融冰过程交换的热量,结冰为正,融冰为负;从河段上游输入的热量和输往河段下游的热量;河段中随地面水和地下水流输入的热量;降水的热量;河床与河水交换的热量,土温高于水温为正,反之为负。上述各项热量收支的代数和,表示河段蓄热量的变化。河中生物化学反应的热量、水流在河槽中运动因摩擦而增加的热量和河岸反射的辐射热量甚微,可略而不计。
温度变化河水温度的日变化一般为早晨低,最低水温出现在6~8时,午后高,最高水温出现在15~16时,与气温极值出现时期比较,有滞后现象,一般10时的水温接近于日平均值。河水温度的年变化,夏季高冬季低。北半球最高水温出现在7~8月,最低水温在1月。
温度的垂向分布,一般早晨6时或7时,表面水温低,越向河底越高,形成逆温现象。午后13时或14时,表面水温高,越向河底越低,形成正温现象。19时则又转为水面低于河底,温差一般为0.3~1.7°C,随水深、天气等情况而异。在有温泉热水或工业热废水排入的河段,水温分布不同于上述。
水温横向分布,在天然情况下,自河流解冻至7、8月间,接近岸边的水温高于河中的水温,其差数约1.2°C,冬季则相反。在具有不同水温的支流或泉水汇入的河段,左右岸水温发生差异。在有冷却水排入的岸边水温比对岸水温高,河流一边种水生植物,也能使左右岸水温不一。
水温纵向分布,随河流流经的地区不同而异。发源于高山或以冰雪融水补给的河流的水温一般向下游沿程增高。以湖泊为水源的河流,湖水温度对河水温度的影响,随流出的水量和气候条件而异。贝加尔湖的冷水影响安加拉河达1170公里。平原河流水温的分布,决定于流经地区的纬度,汇入的支流和地下水源的水温。有温泉注入的河段和有工业热废水排放口的河段的水温,都比上下游水温高。水库上下游水温,经水库调节后,发生差别,夏季可使下游水温降低,中高纬地区冬季,可使下游水温提高。