Пруд замерзает полностью или нет

Пруд замерзает полностью или нет

4. Как замерзает пруд

Глубокая осень. Дни становятся всё короче и короче. Солнце выглянет на минуту из-за тяжёлых туч, скользнёт по земле своим косым лучом и снова скроется. Холодный ветер свободно гуляет по опустевшим полям и обнажённому лесу, выискивая где-нибудь ещё уцелевший цветок или прижавшийся к ветке лист, чтобы сорвать его, высоко поднять и потом бросить в ров, канаву или борозду. По утрам лужи уже покрываются хрустящими льдинками. Только глубокий пруд все ещё не хочет замёрзнуть, и ветер по-прежнему рябит его серую гладь. Но вот уже замелькали пушистые снежинки. Они подолгу крутятся в воздухе, как бы не решаясь упасть на холодную неприветливую землю. Идёт зима.

Тонкая корка льда, образовавшегося сначала у берегов пруда, ползёт на середину к более глубоким местам, и вскоре вся поверхность покрывается чистым прозрачным стеклом льда. Ударили морозы, и лёд стал толстым, чуть не в метр. Однако до дна ещё далеко. Подо льдом даже в сильные морозы сохраняется вода. Почему же глубокий пруд не промерзает до дна? Обитатели водоёмов должны быть благодарны за это одной из особенностей воды. В чём же заключается эта особенность?

Известно, что кузнец сначала нагревает железную шину, а затем надевает её на деревянный обод колеса. Охладившись, шина сделается короче и плотно обожмёт обод. Рельсы никогда не укладываются плотно друг к другу, иначе, нагревшись на солнце, они обязательно изогнутся. Если налить полную бутылку масла и поставить её в тёплую воду, то масло станет переливаться через край.

Из этих примеров ясно, что при нагревании тела расширяются; при охлаждении они сжимаются. Это справедливо почти для всех тел, но для воды этого нельзя утверждать безоговорочно. В отличие от других тел вода при нагревании ведёт себя по-особому. Если при нагревании тело расширяется, значит, оно становится менее плотным, — ведь вещества в этом теле остаётся столько же, а объём его увеличивается. При нагревании жидкостей в прозрачных сосудах можно наблюдать, как более тёплые и потому менее плотные слои поднимаются со дна вверх, а холодные опускаются вниз. На этом основано, между прочим, устройство водяного отопления с естественной циркуляцией воды. Остывая в радиаторах, вода становится плотнее, опускается вниз и поступает в котёл, вытесняя вверх уже нагретую там и потому менее плотную воду.

Подобное движение происходит и в пруду. Отдавая своё тепло холодному воздуху, вода охлаждается с поверхности пруда и, как более плотная, стремится опуститься на дно, вытесняя собой нижние тёплые, менее плотные слои. Однако такое движение будет совершаться только до тех пор, пока вся вода не остынет до плюс 4 градусов. Собравшаяся на дне при температуре 4 градуса вода уже не будет подниматься вверх, хотя бы поверхностные её слои и имели температуру более низкую. Почему?

Вода при 4 градусах имеет самую большую плотность. При всех других температурах — выше или ниже 4 градусов — вода оказывается менее плотной, чем при этой температуре.

В этом и заключается одно из отступлений воды от закономерностей, общих для других жидкостей, одна из её аномалий (аномалия — это отклонение от нормы). Плотность всех других жидкостей, как правило, начиная от температуры плавления, при нагревании уменьшается.

Что же произойдёт дальше при остывании пруда? Верхние слои воды становятся всё менее и менее плотными. Поэтому они остаются на поверхности и при нуле градусов превращаются в лёд. По мере дальнейшего остывания корка льда растёт, а под ним по-прежнему находится жидкая вода с температурой, лежащей между нулём и 4 градусами.

Здесь, вероятно, у многих возникает вопрос: почему же нижняя кромка льда не тает, если она находится в соприкосновении с водой? Потому, что тот слой воды, который непосредственно соприкасается с нижней кромкой льда, имеет температуру нуль градусов. При этой температуре одновременно существуют и лёд и вода. Для того чтобы лёд превратился в воду, необходимо, как увидим дальше, значительное количество тепла. А этого тепла нет. Лёгкий слой воды с температурой в нуль градусов отделяет ото льда более глубокие слои тёплой воды.

Но представьте теперь себе, что вода ведёт себя так, как большинство других жидкостей. Достаточно было бы незначительного мороза, как все реки, озёра, а может быть и северные моря, в течение зимы промёрзли бы до дна. Многие из живых существ подводного царства были бы обречены на гибель.

Правда, если зима очень продолжительна и сурова, то многие не слишком глубокие водоёмы могут промёрзнуть до дна. Но в наших широтах это наблюдается крайне редко. Промерзанию воды до дна препятствует и сам лёд: он плохо проводит тепло и защищает собой нижние слои воды от охлаждения.

Источник

Почему даже в лютый мороз водоемы не промерзают полностью

Все дело в вертикальном перемешивании воды.

Практически каждый из нас задавался вопросам, почему даже в условиях суровых зим водоемы никогда не промерзают полностью. Оказывается, воду зимой в реках и озерах «согревает», как ни странно, лед, сообщил телеканал «360». Он не пропускает холод и держит температуру в проруби в районе +4 градусов.

Именно такие температурные показатели воды важны для обитателей озер, рек и прудов. Рыбы «зимуют» на дне, где теплее. Кроме того, при +4 вода приобретает свою наибольшую плотность. Чем она холоднее, тем легче.

Осенью и в предзимье, когда температура воды выше +4 градусов, более холодная вода опускается вниз, а теплая поднимается наверх. Идет так называемое вертикальное перемешивание. Как только температура воздуха и воды начинает понижаться, перемешивание замедляется. Верхний слой становится холоднее, и на поверхности начинает появляться защитная ледяная корка, которая не пускает холодный воздух вниз.

По той же причине не замерзают океаны и моря. Дело еще и в соли, а также в их огромной площади и течениях. Исключение составляет Северный Ледовитый океан. Он оправдывает свое название и замерзает почти полностью. В некоторых местах толщина его льда доходит до пятидесяти метров. Ходят по нему только ледоколы.

Чтобы море полностью замерзло, нужны экстремальные условия — морозы около -30 градусов, которые бы стояли несколько месяцев. Последний раз такую картину наблюдали одесситы в 2012 году. Впервые за 30 лет черноморский курорт превратился в черноморский ледник.

Толщина льда водоемов в московском регионе сейчас составляет около 30 сантиметров. Как сообщает региональное МЧС, сплошной ледовый покров сохраняется на большинстве из них. Но все же осторожность не повредит, ведь лед — субстанция коварная.

Между тем, по мнению многих ученых, человечеству стоит ждать не глобального потепления, а ледникового периода. Метеорологи говорят о потеплении в связи с вмешательство человека в окружающую среду. Однако климатологи связывают изменения температуры с активностью Солнца. Читать далее>>

Источник

Как замерзает пруд

Глубокая осень. Дни становятся всё короче и короче. Солнце выглянет на минуту из-за тяжёлых туч, скользнёт по земле своим косым лучом и снова скроется. Холодный ветер свободно гуляет по опустевшим ПОЛЯМ и обнажённому лесу, выискивая где-нибудь ещё уцелевший цветок или прижавшийся к ветке лист, чтобы сорвать его, высоко поднять и потом бросить в ров, канаву или борозду. По утрам лужи уже покрываются хрустящими льдинками. Только глубокий пруд все ещё не хочет замёрзнуть, и ветер попрежнему рябит его серую гладь. Но вот уже замелькали пушистые снежинки. Они подолгу крутятся в воздухе, как бы не решаясь упасть на холодную неприветливую землю. Идёт зима.

Тонкая корка льда, образовавшегося сначала у берегов пруда, ползёт на середину к более глубоким местам, и вскоре вся поверхность покрывается чистым прозрачным стеклом льда. Ударили морозы, и лёд стал толстым, чуть не в метр. Однако до дна ещё далеко. Подо льдом даже в сильные морозы сохраняется вода. Почему же глубокий пруд не промерзает до дна? Обитатели водоёмов должны быть благодарны за это одной из особенностей воды. В чём же заключается эта особенность?

Известно, что кузнец сначала нагревает железную шину, а затем надевает её на деревянный обод колеса. Охладившись, шина сделается короче и плотно обожмёт обод. Рельсы никогда не укладываются плотно друг к другу, иначе, нагревшись на солнце, они обязательно изогнутся. Если налить полную бутылку масла и поставить её в тёплую воду, то масло станет переливаться через край.

Из этих примеров ясно, что при нагревании тела расширяются; при охлаждении они сжимаются. Это справедливо почти для всех тел, но для воды этого нельзя утверждать безоговорочно. В отличие от других тел вода при нагревании ведёт себя по-особому. Если при нагревании тело расширяется, значит, оно становится менее плотным, — ведь вещества в этом теле остаётся столько же, а объём его увеличивается. При нагревании жидкостей в прозрачных сосудах можно наблюдать, как более тёплые и потому менее плотные слои поднимаются со дна вверх, а холодные опускаются вниз. На этом основано, между прочим, устройство водяного отопления с естественной циркуляцией воды. Остывая в радиаторах, вода становится плотнее, опускается вниз и поступает в котёл, вытесняя вверх уже нагретую там и потому менее плотную воду.

Подобное движение происходит и в пруду. Отдавая своё тепло холодному воздуху, вода охлаждается с поверхности пруда и, как более плотная, стремится опуститься на дно, вытесняя собой нижние тёплые, менее плотные слои. Однако такое движение будет совершаться только до тех пор, пока вся вода не остынет до плюс 4 градусов. Собравшаяся на дне при температуре 4 градуса вода уже не будет подниматься вверх, хотя бы поверхностные её слои и имели температуру более низкую. Почему?

Вода при 4 градусах имеет самую большую плотность. При всех других температурах — выше или ниже 4 градусов — вода оказывается менее плотной, чем при этой температуре.

В этом и заключается одно из отступлений воды от закономерностей, общих для других жидкостей, одна из её аномалий (аномалия — это отклонение от нормы). Плотность всех других жидкостей, как правило, начиная от температуры плавления, при нагревании уменьшается.

Что же произойдёт дальше при остывании пруда? Верхние слои воды становятся всё менее и менее плотными. Поэтому они остаются на поверхности и при нуле градусов превращаются в лёд. По мере дальнейшего остывания корка льда растёт, а под ним попрежнему находится жидкая вода с температурой, лежащей между нулём и 4 градусами.

Здесь, вероятно, у многих возникает вопрос: почему же нижняя кромка льда не тает, если она находится в соприкосновении с водой? Потому, что тот слой воды, который непосредственно соприкасается с нижней кромкой льда, имеет температуру нуль градусов. При этой температуре одновременно существуют и лёд и вода. Для того чтобы лёд превратился в воду, необходимо, как увидим дальше, значительное количество тепла. А этого тепла нет. Лёгкий слой воды с температурой в нуль градусов отделяет от льда более глубокие слои тёплой воды.

Но представьте теперь себе, что вода ведёт себя так, как большинство других жидкостей. Достаточно было бы незначительного мороза, как все реки, озёра, а может быть и северные моря, в течение зимы промёрзли бы до дна. Многие из живых существ подводного царства были бы обречены на гибель.

Правда, если зима очень продолжительна и сурова, то многие не слишком глубокие водоёмы могут промёрзнуть до дна. Но в наших широтах это наблюдается крайне редко. Промерзанию воды до дна препятствует и сам лёд: он плохо проводит тепло и защищает собой нижние слои воды от охлаждения.

Источник

Подготовка к зиме садового пруда/озерца/ручейка

Один из последних этапов предзимних подготовительных работ на участке – уход за естественным садовым водоёмом (озерцом, прудом или системой ручейков).

Ручейки, как правило, отсекаются от озера и освобождаются от воды – они мелкие и если их не осушить, промерзнут до дна, это может повредить их ложе.

Пруд зимует сухим и накрытым (если он небольшой акриловый), со льдом – если он промерзающий любого типа (бетонный или пленочный), или с водой и животными – если его глубина более 1,5 метра, а зеркало больше 15 кв.м. При этом материал, формирующий дно и стенки его чаши, несуществен.

1. Подготовка водоёма, демонтаж оборудования.

В осеннее время защитите пруд от падающих листьев, утонув они испортят воду в водоеме

В самом начале листопада важно защитить пруд от падающей листвы. Она, безусловно, красиво смотрится на поверхности, но, затонув, весной испортит состав воды: прогревшись на весеннем солнце, листва начнет гнить, забирая кислород и выделяя болотный газ. Вода в маленьком водоёме, и так за зиму лишенная кислорода, станет почти непригодна для жизни рыб. Эстетически-оправданный, но ненадежный способ – ежедневно вылавливать упавшие в пруд листья сачком. Если такого желания нет, или пруд надолго остаётся без присмотра (например, дачный водоём), то над ним натягивают тонкую сетку. По окончании листопада сетку снимают и просушивают, а листья оправляют в компостную яму.

Если зима мягкая и водоёмы в какой-то местности практически не замерзают, достаточно бывает накрыть поверхность сеткой и оставить работающий аэратор или насос для принудительного круговорота воды. Акриловые и ПВХ емкости небольших прудиков до заморозков осушают, чистят, отсоединяют оборудование и либо накрывают и оставляют чашу зимовать на месте, любо демонтируют и заносят в техническое помещение.

2. Очистка водоёма

В начале сезонного похолодания начинают ежедневно измерять температуру воды. Серьёзная подготовка к зиме начинается, когда температура воды опустится до +10 ºС. В это время рыбу подкармливают всё в меньшем объеме – она всё равно почти перестает питаться при низких температурах, а избыток не съеденного корма лишь приведет к загниванию воды. Тем более что при этой температуре, если не запланирован зимний подогрев воды в пруду, уже нужно демонтировать большинство оборудования – аэратор, насос, фильтр. Некоторые насосы и фильтры могут зимовать в непромерзающем пруду, если расположены на глубине в 50-60 см и ниже, и даже могут зимой включаться на несколько минут, аэрируя и перемешивая воду, поэтому при устройстве пруда этот момент нужно учитывать.

Мелкий промерзающий пруд (меньше метра глубиной) спускают, вручную очищают от грязи, листьев, ила, а рыбу и растения переносят в домашние аквариумы. Трубы продувают и герметизируют заглушками, затем водоём минимум на две трети наполняют новой водой. Это упростит зимовку и весеннее размораживание. Такой пруд готовят к зимовке со льдом точно так же, как бассейн – то есть регулируют уровень воды в соответствии с уровнем грунта и помещают в воду компенсаторы расширения – немного притопленные пластиковые канистры, по 1 канистре на каждый квадратный метр водяного зеркала. Можно использовать резиновые мячики или несколько толстых листов пенопласта.

Как правило, подготовительные работы проводятся в ноябре-начале декабря, когда среднесуточная температура воздуха колеблется в пределах от нуля до +5 ºС градусов. В это время вода начинает приходить к своей постоянной «зимней» температуре, а рыбы и водные животные – в привычном для них, естественном режиме, устраиваться на зимовку. При температуре воды в +5 ºС водоём в последний раз очищают от ила (его оставляют лишь в зимовальной яме), остатков погибших растений, мусора. Во время зимовки рыбе необходим кислород. Поэтому зимой в пруду должны быть растения, и придется контролировать процесс замерзания водоёма. Когда нижний слой воды остынет до +4 ºС, рыбы окончательно перестанут питаться и уйдут на самое дно, закопавшись в ил. Для них начнется зимовка, даже если пруд не замерз. После этого тревожить их нежелательно.

Грабли с частыми зубцами – идеально подходят для ручного очищения дна водоема от мусора перед зимовкой

Дно очищают водным пылесосом или вручную, частыми граблями с закругленными уплощёнными зубьями выбирают со дна листья и мусор, затем по возможности удаляют ил. Главное не переусердствовать – водные растения осенью сбрасывают на дно зимующие почки. Их надо по возможности оставить в пруду, а несколько, для страховки, поместить туда же, где будут зимовать теплолюбивые кувшинки. Весной эти «резервные» почки помогут восстановить популяцию, даже если все остальные почки погибнут. Можно на несколько часов, нужных для очистки, понизить уровень воды в водоёме, потом желательно вернуть её обратно – причем вернуть ту же самую воду.

3. Подготовка к зимовке рыб и растений.

Теплолюбивые породы рыб (например, японские карпы, меченосцы, золотые рыбки) в обязательном порядке вылавливаются и устраиваются на зимовку до того, как вода дойдет до нижнего предела их выносливости, иначе при переносе в теплый аквариум они будут болеть из-за нарушенной подготовки к зимовке и сбоя в биологической программе.

Чтобы рыбы местных пород в средней полосе нормально перезимовали в озерце, его глубина должна быть не менее полутора метров. Достаточно даже одной такой глубокой зимовальной ямы площадью примерно метр на метр (или даже меньше, смотря по количеству рыб) в центре пруда. Если глубина маленького (площадью меньше 15 кв. метров) пруда меньше метра, а сам он построен с отлогими стенками и плоским дном, то за зиму он скорее всего промерзнет до дна и у рыбы не останется шансов выжить. В таком случае гуманнее будет осенью её поймать и съесть или устроить на теплую зимовку в доме.

Теплолюбивые рыбы зимуют только в аквариумах, все остальные могут выдержать зиму, если в пруду есть углубление вплоть до 1.5 метров, а растения в замерзающих прудах не зимуют

Рыбок из теплого аквариума, естественно, можно будет выпускать в пруд, только когда он полностью прогреется.

Местные водные растения способны перезимовать в непромерзающем пруду (корзины с ними передвигают в самое глубокое место, где от верха корзины до поверхности воды должно быть не меньше метра), а более теплолюбивые кувшинки, лотосы и прочие экзоты должны зимовать либо в доме в воде при плюсовой температуре, либо в воде в прохладном помещении.

Как правило, они изначально высаживаются в сетчатые горшки, летом живут в пруду, а на зиму горшки вытаскиваются, помещаются каждый в ведро с прудовой водой и ставятся в погреб. Часть листьев срезают. Можно держать растения и просто во влажной земле, но есть риск, что они пересохнут. В сильном освещении большинство растений в это время не нуждается, естественное для них зимнее освещение – сумрак.

4. Формирование ледяного покрова и обеспечение комфортной зимовки для рыб

Не оставляйте зимовать рыбу без кислорода

Камыши и рогоз обрезаются на высоту в 15-20 см выше зеркала воды. Чтобы обеспечить рыбе приток кислорода, важно в воде разместить вертикально пучки соломин или камышин – вокруг них вода замерзает медленнее, углекислый газ уходит из воды, а кислород по полым стеблям попадает в воду, даже когда лед станет толстым. Время от времени можно пробуривать лунку и тоже вставлять в неё пучок соломы.

На первое время нужно оставить на поверхности воды несколько кусков пенопласта и пучков соломы – они замедлят замерзание воды, а потом делать во льду продухи. Лед нельзя колоть, можно только сверлить, причем не над зимовальной ямой: от ударной волны и резкого повышения давления у зимующих, впавших в спячку рыб может лопнуть плавательный пузырь. Кроме того, подо льдом вода сохраняет постоянную температуру +4 ºС, если лед нарушен на большой площади, в этом месте вода начинает быстро остывать и лед слишком утолщается. Еще лучше создавать продухи, просто проливая их кипятком – и ударной воды нет, и какое-никакое, но движение воды, и небольшой подогрев.

Можно применять переносной аэратор на аккумуляторах (или на протянутой из дома электропереноске), опуская его ненадолго в пробуренное отверстие. Созданы так же приборы-антиобледенители, которые помещают в пруд. Например, антиобледенитель немецкой компании «OASE» – это соединенный с поплавком насос, который подает к поверхности слегка подогретую воду, одновременно перемешивая её, так что полынья может не замерзать при -15 и даже при -20 ºС. Примерно такой же эффект дает помещенная в пруд лампа подсветки – она немного нагревает воду, сохраняя полынью.

5. Уход за зимующим водоёмом

Ходить по льду нежелательно, а снег с него счищать необходимо, поэтому лучше всего в технических целях, если нет мостика, перекинуть поперек пруда широкую доску.

В сильные холода можно пробурить лёд и откачать немного воды, а затем закрыть отверстие, создавая воздушную подушку – она предотвратит намерзание толстого льда и даст рыбе кислород. При необходимости недостаток воды можно будет потом восполнить, главное доливать воду с примерно такой же температурой, чтобы не вызвать у рыб термический шок.

Большой пруд зимой очень декоративен и может использоваться как каток (особенно если он промерзает до дна или наоборот очень глубокий и рыба зимует в яме в его центральной глубокой части). На поверхности льда можно создать своеобразный 3D шедевр, вморозив в лёд листья, картинки, мелкие предметы или монетки и даже прозрачные шланги со светодиодной гирляндой (декор раскладывается на льду, а потом сверху заливается из шланга водой, так что получается прозрачная и объёмная композиция).

Консервация бассейна на зиму – как не допустить ущерба бассейну в период зимовки и какие бассейны нужно готовить к зиме, а какие не обязательно.

Зимний уход за садовым водоёмом сам по себе невелик и не сложен, а весенняя расконсервация требует минимума усилий. Если с осени позаботиться о садовом водоёме и всё сделать правильно, и он и его обитатели зимуют легко, без потерь, и круглый год радуют владельцев.

Источник