Примеры решений

УЧЕНИЕ О ГИДРОСФЕРЕ

Учебно-методическое пособие для практических занятий

и самостоятельной работы студентов

Великий Новгород

УДК 551.49 Печатается по решению

РИС НовГУ

Р е ц е н з е н т

кандидат педагогических наук, доцент Н. Г. Дмитрук

В пособии приведены основные понятия, примеры решений и задания для практических занятий и самостоятельной работы студентов по дисциплине «Учение о гидросфере».

Пособие предназначено для студентов направления подготовки «Экология и природопользование».

УДК 551.49

© Новгородский государственный

университет, 2013

© Ю. В. Новицкий,

составление, 2013

ТЕМА 1 ВОДЯНОЙ ПАР В АТМОСФЕРЕ

Основные понятия

Водяной пар, находящийся в атмосфере, определяет влажность воздуха, для характеристики которой используют абсолютную, относительную влажность и дефицит влажности.

Абсолютная влажностьвоздуха е – количество (в граммах) водяного пара в 1 м³ воздуха, которое может быть выражено также его упругостью.

Упругость пара выражается в паскалях. Паскаль – единица давления и механического напряжения, давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м².

Относительная влажность воздуха r – отношение упругости пара е, содержащегося в воздухе, к упругости насыщенного пара Е при данной температуре, выраженное в процентах:

r . (1.1)

Максимальная упругость водяного пара при различных значениях температуры имеет значения:

Дефицит влажности (недостаток насыщения) d выражает разность между упругостью водяных паров Е, необходимых для полного насыщения воздуха при данных условиях, и фактической упругостью паров е, находящихся в воздухе в данный момент:

d = Е – е. (1.2)

Водяной пар при охлаждении конденсируется, превращается в атмосферные осадки, которые играют основную роль в питании подземных вод. При определении роли атмосферных осадков в питании подземных вод учитывают не только количество осадков, но и время, продолжительность их выпадания, вид и интенсивность. Количество выпавших атмосферных осадков определяют дождемером. Осадки, попавшие в дождемерное ведро в течение суток, переливают в дождемерный стакан, каждое деление которого соответствует 5 см³, или слою воды высотой 0,1 мм (при сечении дождемера 500 см²).

Влажность воздуха определяют психрометрами, гигрометрами и гигрографами. Психрометр состоит из двух термометров с делением через 0,2^о. Шарик одного из термометров обернут батистом, конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. Вода, испаряясь с батиста, поглощает тепло окружающего воздуха, вследствие чего шарик охлаждается и «смоченный» термометр показывает более низкую температуру, чем «сухой». По показаниям температур сухого и смоченного термометров с помощью таблицы (приложение к психрометру) определяют абсолютную и относительную влажность (в %). Гигрограф служит для автоматической записи изменения влажности в течение суток.

Испарение – это величина фактического испарения влаги с земной поверхности в данном районе, зависящая помимо метеорологических факторов от характера и структуры почвы, рельефа местности, степени влажности пород, характера растительного покрова и глубины залегания подземных вод. Наблюдения за испарением с поверхности почвы проводят на специально оборудованных площадках, где устанавливают испарители или лизиметры.

Испаритель ГГИ-500 состоит из двух цилиндров и сосуда для просачивающейся воды. Во внутренний цилиндр с сетчатым дном помещают монолит почвы. Цилиндр с монолитом опускают в наружный цилиндр до сосуда для сбора просачивающейся воды. Для большей точности наблюдений в комплект входят два испарителя и почвенный дождемер. Внутренние цилиндры ежедневно взвешиваются. Испарение находят по разности между количеством осадков и размером инфильтрации.

Примеры решений

Пример 1. Температура сухого термометра психрометра 21,7^оС, смоченного 14,7^оС. Определить абсолютную влажность воздуха.

Решение: Разность показаний термометров равна 21,7 – 14,7 = 7,0^оС. Определяем влажность по психрометрической таблице, в которой в первом столбце по вертикали находим показание влажного термометра 15^о (округленно 14,7 ), а напротив значения разности показаний термометров, равной 7,0^о, находим относительную влажность r, равную 43%.

Из формулы (1.1) определяем абсолютную влажность е:

е = Па.

Пример 2. Показания гигрометра 70% (относительная влажность), температура воздуха 20^оС. Определить абсолютную влажность е, максимальную упругость пара Е и дефицит влажности d.

Решение: Максимальная упругость пара Е при температуре 20^оС составляет 2333,1 Па, абсолютная влажность находим по формуле (1.1):

е = ∙2333,1 = 1633,2 Па.

Дефицит влажности d находим по формуле (1.2):

d = 2333,1 – 1633,2 = 699,9 Па.