Гидравлический прыжок

Гидравлический прыжок или водный прыжок (калька с англ. hydraulic jump, нем. Wassersprung) или взброс воды^[1] — явление резкого скачкообразного повышения уровня воды в море или речном русле, например, после видимого перехода потока жидкости из так называемого бурного состояния в спокойное^[2]. Особенности русла (пролива), дна водоёма приводят к взаимодействию основного течения со спорным, заворотным течением (вокруг вертикальной оси вращения) либо с «вальцом», водоворотной (вокруг горизонтальной оси вращения) областью, либо к сложению перемещающейся волны со своим отражением от некоего препятствия (например, рост вала цунами по мере выхода на мелководье).

Гидравлический прыжок наблюдается, например, при вытекании потока воды из-под плотины, установленной на реке. В этом случае в самом начале русла, следующего за плотиной, уровень воды понижен, а на некотором расстоянии от плотины он повышается.

Механизм возникновения гидравлического прыжка

Гидравлический прыжок можно рассматривать как остановившуюся волну перемещения. Если находящийся в бурном состоянии поток внезапно преградить, то уровень воды перед преградой резко повысится. При этом создаётся волна, которая распространется вверх по течению (обратная положительная волна); высота и скорость её перемещения будут постепенно уменьшаться вверх по течению.

Классификация гидравлических прыжков

Виды гидравлических прыжков: a) волнистый, b) совершенный, c) поверхностный

В зависимости от условий, при которых возникают гидравлические прыжки, они могут быть разделены на следующие виды:

совершенный, или донный, — наблюдается при отсутствии стеснения русла по вертикали, например в виде уступа дна; при этом заметно выражены поверхностный валец с обратным направлением скорости у свободной поверхности и зона поступательно движущейся жидкости;
несовершенный, или волнистый, — представлен рядом последовательных постепенно затухающих волн; поверхностный валец отсутствует;
подпёртый — так же как и совершенный, имеет развитый поверхностный валец, но подпирается с низовой стороны стенкой или выступом дна;
поверхностный — поступательно перемещающаяся часть потока сосредоточена в поверхностной зоне, а валец с обратным направлением скоростей — в придонной части.