زمن الاحتفاظ في البحيرة

زمن الاحتفاظ في البحيرة ، ويسمى أيضًا (زمن مكوث مياه البحيرة، أو عمر المياه أو وقت دوران مياه البحيرة) وهو متوسط الوقت الذي تستغرقه المياه (أو بعض المواد المذابة فيها ) فيها في بحيرة معينة. وفي أبسط حالاته، هذا الرقم هو نتيجة لتقسيم حجم مياه البحيرة على التدفق إلى داخل أو خارج البحيرة. وهو يعبر تقريبا عن مقدار الوقت الذي استغرقه دخول مادة إلى بحيرة إلى حين خروجها من البحيرة مرة أخرى. ولزمن الاحتفاظ هذا أهمية كبرى حين يتعلق الأمر بالملوثات.
زمن الاحتفاظ الشامل
يتم حساب زمن الاحتفاظ الشامل لبحيرة ما (متوسط الوقت الكلي الذي تستغرقه المياه في البحيرة) عن طريق قسمة حجم البحيرة إما على معدل التدفق المتوسط لجميع الروافد، أو متوسط معدل التدفق الخارجي بما في ذلك حالات التبخر وحالات التدفق الثابت للماء (أو التسرب بمعنى آخر). يفترض هذا القياس أن مياه البحيرة مختلطة ببعضها بشكل جيد وليست طبقية، بحيث يشبه أي جزءٍ من مياه البحيرة الأجزاء الأخرى. وفي الحقيقة فإن مياه البحيرات العميقة والعميقة ليست مختلطة ببعضها بشكل جيد عموما. كما أنه من المكن تقسيم طبقات مياه العديد من البحيرات الكبيرة إلى عدة طبقات متميزة عن بعضها مع تدفق محدود بين هذه الطبقات. تعتبر البحيرات العميقة طبقية بشكل عام، وفي النادر ما تختلط المياه العميقة مع المياه السطحية. وغالبا ما تكون هذه على غرار أفضل لعدة مجلدات فرعية متميزة من المياه. ومن الأفضل الإشارة إليها على أنها عدة أحجام فرعية من المياه.
أوقات احتفاظ مُفصلة
من الممكن حساب أرقام وقت الاحتفاظ الأكثر تحديدًا لبحيرة معينة، وعلى سبيل المثال أوقات الاحتفاظ الفردية للأحجام الفرعية، أو توزع وقت الاحتفاظ لمختلف طبقات البحيرة الطبقية. ويمكن لهذه الأرقام في كثير من الأحيان أن تعبر بشكل أفضل عن الديناميكة المائية للبحيرة. ومع ذلك، فإن أي نهجٍ من هذا القبيل لا يزال مجرد تبسيطٍ لهذا المفهوم ويجب أن يتم الاسترشاد بفهم العمليات التي تجري في البحيرة.
يمكن استخدام نهجين (وفي الغالب يتم دمجهما) لتوضيح كيفية عمل بحيرة معينة وهما القياسات الميدانية والنماذج الرياضية. وتتمثل إحدى التقنيات الشائعة للقياس الميداني في إدخال مُتَتبعٍ إلى البحيرة لرصد حركتها. يمكن لهذا المتتبع أن يكون عبارة عن عوامة صممت لتكون قابلة للطفو المحايد داخل طبقة مياه معينة، أو أن يكون على شكل سائل. ويشار إلى هذا النهج أحيانا على انه استخدام لإطار لاغرانج المرجعي. والنهج الآخر المستخدم هو إطار ليونهارت المرجعي للحصول على الخصائص المختلفة لمياه البحيرة (بما في ذلك حركة الكتل ودرجة حرارة المياه، الموصلية الكهربائية ومستويات المواد الذائبة، وكذلك كميات الأوكسجين) في عدة مواقع ثابتة من البحيرة. ومن هذين النهجين يمكن بناء فهم عن نطاق ومدة العمليات المهيمنة التي تجري في أجزاء مختلفة من البحيرة.
وعادة ما لا تكون القياسات الميدانية وحدها أساسا موثوقا به لتوليد معلومات عن مدة الاحتفاظ، ويرجع ذلك أساسا إلى كونها تمثل بالضرورة مجموعة فرعية صغيرة من المواقع والظروف. ولذلك، تستخدم هذه القياسات عموما كمدخلات للنماذج العددية. ومن الناحية النظرية، سيكون من الممكن دمج نظام من المعادلات الهيدرودينامية مع الظروف الحدية المتغيرة على مدى فترة طويلة جدا ما سيمنح جزيئات المياه المتدفقة وقتا كافيا للخروج من البحيرة. وحينها سنتمكن من حساب زمن رحلة الجسيمات على أسلوب لاغرانج. غير أن هذا النهج يتجاوز التفاصيل الحالية المتاحة عن النماذج الهيدرودينامية وقدرة الموارد الحاسوبية. وعوضاُ من ذلك، يمكن تكييف نماذج مدة الاحتفاظ التي تم تطويرها لديناميات الغاز والسوائل، والهندسة الكيميائية، و الهيدروديناميكية الحيوية لتوليد معلومات مدة الاحتفاظ للأحجام الفرعية من البحيرات.
قائمة أوقات الاحتفاظ لمياه البحيرة
تم أخذ أوقات الاحتفاظ المذكورة من صندوق المعلومات في المقالة المقترنة ما لم يتم تحديد خلاف ذلك.
المراجع
بحيرات
دراسات بيئية
علم البيئة المائي
علم المياه