湖泊波漾

湖泊整个或局部水域长周期性的摆动。亦称静振或假潮。作用于湖水的持续风力或气压梯度力的迅速变化,湖区地震活动或湖面局部暴雨,引起湖面倾斜,接着,在重力作用下,湖水产生周期性摆动,湖边水位有节奏地升降。在湖底摩擦的阻尼影响和湖水内部紊动作用下,这种摆动的幅度逐渐减小,最后湖面恢复原状。

seiche一词,最早用来称谓日内瓦湖狭端湖水的升降运动。1549年舒尔特海斯首次提及了康斯坦茨湖的波漾现象。18世纪用来描述欧洲某些湖泊的湖水有节奏的摆动现象。中国1948年出版的《水工名词》把seiche译作湖水波漾。

湖泊波漾通常用波节、波峰、波谷、振幅、周期和波腹等来描述。波漾发生时,水体摆动,水面在相反方向上交替倾斜。水体摆动轴的位置称振节,又称波节。波节处只呈现湖面坡度变化,而无水面升降。按波节的数目,波漾分单节波漾、双节波漾和多节波漾(见图)。波节间水面波动范围最大点称波腹,波腹处水面上下波动。波峰和波谷彼此交替出现,没有水平移动。波峰与波谷的水位变化幅度称为振幅,通常为几毫米至几米。日内瓦湖观测到的波漾的振幅达 2米。苏联塞凡湖振幅一般为0.10米以下,有时达0.50米。波漾周期指湖面交替倾斜一次(波峰波谷交替出现一次)经历的时间。发生在湖面的表面波漾的周期为几分钟至45小时左右。在日内瓦湖观测到的单节波漾的周期为73.5分钟,双节波漾的周期约35分钟。贝加尔湖观测到的波漾周期约278分钟。密歇根-休伦湖的波漾周期约2700分钟。中国新安江水库1980年8月观测到的波漾周期约2小时,振幅为2~8厘米。在温跃层或不同密度水层的交界面上产生的内部波漾的振幅和周期比表面波漾的振幅和周期大。贝加尔湖内部波漾振幅达75米,周期约38天。

图

影响波漾因素主要有:

(1)风向,它决定波漾的方向。在狭长的湖泊,如风向沿着长轴劲吹,多出现纵向波漾;如跨越狭窄的湖面,能发生横向波漾。

(2)湖盆的形态,影响波漾的大小和周期的长短。在湖盆较方圆、水深较大的湖泊,波漾周期短;反之,波漾周期长。例如日内瓦湖长度为72公里,平均水深173米,波漾的平均周期为73.5分钟;巴拉顿湖长度为76公里,平均水深为3米,波漾的平均周期为10~12小时。

(3)水位涨落影响湖水深度,从而影响波漾周期。

湖湾和湖泊港埠发生波漾时,波节处的往复流危害船只安全;波漾抬高岸边水位,危及堤防护岸。湖泊内部波漾产生紊动混合,分散并输送热量、溶解气体和营养物质,有利于湖中生物。

参考书目
  1. B.W.Wilson,Seiches,Advance in Hydroscience,Vol.8,Academic Press,New York,1972.