Гидрологическая характеристика участка реки

ГИДРОГРАФИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ УЧАСТКА РЕКИ

Закрепление основных положений теоретического курса гидрологии осуществляется после выполнения гидрометрических работ в процессе гидрографического обследования и описания участка реки посредством озна­комления студентами с особенностями строения речной долины, поймы, русла реки и ее берегов на участке прак­тики.

Гидрографическое описание участка реки включает глазомерную съемку участка с ориентировочными про­мерами глубин и измерением скоростей течения поверх­ностными поплавками в характерных участках реки и камеральную обработку материалов обследования.

Длина участка для обследования выбирается в зави­симости от размеров и характера реки, ее долины и в среднем составляет 2—3 км (для бригады 6—8 человек). В пределах описываемого участка движение по марш­рутам осуществляется пешком вдоль берега реки. Для измерений при значительной глубине реки необходимо иметь лодку.

Программа гидрографического описания во время глазомерной съемки участка реки

Для гидрографического описания участка реки сту­дентам выдается топографическая карта достаточно крупного масштаба.

Обследование и описание реки ведется по характер­ным точкам (поперечным створам), которые наносятся на планшет. Общее число точек должно быть не менее 10—15. Местоположение точек указывается относитель­но начала маршрута (или деревень, мостов и других ориентиров), и данные обследования заносятся в таб­лицы: «Характеристика русла» (табл. 6) и «Характери­стика долины» (табл. 7). Сведения, указанные в этих таблицах, фиксируют в каждой точке. Точки выбирают так, чтобы в результате проведенного обследования были получены средние и крайние характеристики эле­ментов русла и долины.

При обследовании русла реки следует обратить вни­мание на форму и размеры реки в плане, высоту и строение берегов, грунты берегов и ложа реки, чередо­вание участков плесов и перекатов, распределение глу­бин в русле, русловые образования (острова, мели, косы, береговые отмели и т. д.) ипричины их возникновения, скорость и направление течения реки на отдельных уча­стках, растительность на берегу, островах и в русле реки, а также установить на основе естественных меток высоту подъема уровня воды в период половодья дан­ного года.

Глубину реки измеряют наметкой, причем не только в опорных (характерных), но и в промежуточных точ­ках, в среднем через каждые 50 м. Ширину реки изме­ряют с помощью размеченного троса (или рулетки).

Тип грунта дна определяют по преобладающей фрак­ции размером:

валуны более 100 мм

глина менее 0,05

При неоднородном характере грунта или наличии тонкозернистых отложений преимущественно органи­ческого происхождения (ил) могут применяться такие

Источник

Гидрология рек

2.1 Река и речная система. Характеристики реки и ее бассейна.

Река– это водоток, имеющий течение в продолжении большей части года, получающий питание со своего водосбора и имеющий четко выраженное русло, сформированное самим водотоком. Родник, дающий начало реки, или выход речного потока из озера, болота, ледника – исток реки. Место (створ) впадения реки в другую реку или приемный водоем (море, озеро) – устье реки. На крупных реках выделяют верхнее, среднее и нижнее течение.

Основные морфометрические характеристики (параметры формы) реки в целом – ее длина и площадь водосбора (бассейна).

Водосбор реки – часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание. Бассейн реки — это часть суши, по которой протекает данная река со всеми ее притоками, включая временные водотоки, и ограниченная водоразделом. Бессточные территории внутри бассейна в водосбор не входят. В районах достаточного увлажнения водосбор и бассейн, как правило, совпадают.

Совокупность последовательно сливающихся ручьев, речек и рек, образующих все более крупные водотоки, называют речной системой(речной сетью). В речной системе можно выделить главную реку, впадающую в море или бессточное озеро, и последовательность притоков различного порядка.

Густота речной сети определяется как отношение длины рек l на площади к этой площади (площади бассейна) F: .

По площади бассейна реки подразделяют:

большие – F>50000 км;

средние – F=2000-50000 км;

— рельеф водосбора (уклоны поверхности земли, влияющие на скорость стекания воды);

— растительный покров (виды растительности);

Читайте также:  Ива над рекой сочинение

— промерзание почвогрунтов (географическое распространение мерзлоты, слой сезонного промерзания, толщина вечной мерзлоты);

— степень залесенности, выражаемая коэффициентом залесенности — отношением площади лесов к площади бассейнов ;

— озерность бассейна, выражаемая коэффициентом озерности — , где — площадь зеркала озер;

— заболоченность бассейна, выражаемая коэффициентом заболоченности — .

К морфометрическим характеристикам бассейнов относятся параметры формы речного водосбора (бассейна): площадь, длина, наибольшая и средняя ширина, средняя высота. средний уклон поверхности, коэффициент асимметрии.

Речные долины – это относительно узкие углубления земной поверхности, образованные в результате тектонических деформаций и деятельности ледников, а также последующего формирования под действием непрерывно текущей воды.

Элементы речной долины:

русло – наиболее низкая часть долины, занятая рекой в маловодные периоды года;

пойма – часть долины, заливаемая при самом высоком уровне воды;

надпойменные террасы – относительно плоские участки долины, представляющие собой остатки пойм на предшествующих этапах развития долины;

коренные берега – склоны долины выше самой высокой террасы.

Русло и пойма образуют дно долины, террасы и коренные берега — склоны долины.Высота поймы, террас, коренных берегов – превышение их бровок над уровнем воды в маловодный период года.

Основное различие между руслом реки и поймой в том, что границы русла реки четко определяются берегами и бровками русла. Пойма не имеет таких четких границ на склонах долины, так как высота паводков и половодьев постоянно меняется.

Типы долин по генезису – тектонические, ледниковые, эрозионные; по форме поперечного профиля — каньоны, ущелья, V-образные, корытообразные (троги), трапециевидные, ящикообразные.

Продольный профиль реки – график изменения отметок водной поверхности и дна по длине реки.

Падение реки – разность отметок водной поверхности или дна () на каком либо участке реки. Полное падение — разность отметок водной поверхности или дна между истоком и устьем реки. Уклон реки (I) – отношение падения реки на участке к его длине, выражается в долях единицы или промиллях (‰). Для средних по размеру равнинных рек, как правило, I

Источник

Основные гидрологические характеристики реки

Одним из основных гидравлических элементов потока является расход воды. Для рек расход воды – важнейшая характеристика, определяющая другие ее параметры: уровень воды, скорость течения, уклон водной поверхности и др. На основании систематических определений расходов воды вычисляют величины средних: суточных расходов, максимальные и минимальные расходы, а также объемы стока реки за тот или иной интервал времени.

Расход воды (Q), м 3 /с – количество воды, проходящее через поперечное сечение реки за 1 секунду. Расход воды равен произведению площади водного сечения реки на среднюю для этого сечения скорость течения.

Объем стока (V), м 3 или км 3 – количество воды, проносимое рекой через ее поперечное сечение за больший промежуток времени (сутки, месяц, год).

где Qср – средний расход воды за рассматриваемый промежуток времени, м 3 /с;

t – количество секунд в этом промежутке (для года t = 31,54·10 с).

Для сравнения величины речного стока с атмосферными осадками или испарением, сток характеризуют высотой слоя воды.

Слой стока (у), мм – количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора, определяется по формуле

где M – модуль стока, л/(с · км 2 ).

Модуль стока (М), л/(с · км 2 ) – количество воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени, определяется по формуле

где F – площадь водосбора, км 2 .

Отношение слоя стока к слою выпавших на площадь бассейна осадков, обуславливающих возникновение данной величины стока, называется коэффициентом стока (a). Он показывает, какая часть осадков расходуется на образование стока:

где х – слой выпавших на площадь бассейна осадков, мм.

Коэффициент стока изменяется от 0 до 1.

Указанные характеристики нередко определяют понятие сток воды. Сток – это процесс стекания воды с водосборов вместе с содержащимися в ней веществами и теплом. Речной сток – важный элемент материкового звена глобального круговорота воды и веществ, а также главнейший фактор, определяющий взаимосвязь между объектами суши и гидросферы. Сток воды это одновременно и процесс стекания воды в речных системах и характеристика количества стекающей воды.

Читайте также:  Красота рек краснодарского края

Характеристики стока являются временно связанными и могут быть пересчитаны одна в другую. Соотношения между основными характеристиками стока представлены в таблице 2.

Таблица 2. Соотношения между основными характеристиками стока

Характеристики стока Q, м 3 /с М, л/(с · км 2 ) у, мм V, м 3
Q, м 3 /с 10 -3 МF 10 -3 уFt -1 Vt -1
L, м 10 3 QF -1 10 6 уt -1 10 3 VF -1 t -1
у, мм 10 -3 QF -1 t 10 -6 Мt 10 -3 VF -1
V, м 3 Qt 10 -3 МFt 10 -3 уF

Годовой сток подсчитывается в умеренном климате не за календарный год, а за гидрологический, начинающийся осенью (1 октября или 1 ноября), когда запасы влаги в речных бассейнах, переходящие из одного года в другой, малы. При подсчете за календарный год сток и осадки не могут соответствовать друг другу, так как осадки, выпавшие в конце одного года, стекают весной следующего года.

Источник

8.2 Основные гидрологические характеристики реки

Расход воды Q, м/с – количество воды, проходящее через поперечное сечение реки за 1 секунду. Расход воды равен произведению площади водного сечения реки на среднюю для этого сечения скорость течения.

Объем стока V, мили км— это количество воды, проносимое рекой через ее поперечное сечение за больший промежуток времени (сутки, месяц, год).

,

где Q– средний расход воды за рассматриваемый промежуток времени;

t– количество секунд в этом промежутке (для годаt = 31,54·10с).

Для сравнения величины речного стока с атмосферными осадками или испарением, сток характеризуют высотой слоя воды. Слой стока, мм – это такой слой, который получается, если объем стока распределить равномерно по всей площади речного бассейна:.

Для сравнения условий формирования стока в различных бассейнах часто используют величину расхода воды, отнесенную к площади бассейна, т.е. количество воды, стекающее с каждого квадратного километра – это модуль стока , л/c∙км.

Отношение слоя стока к слою выпавших на площадь бассейна осадков, обуславливающих возникновение данной величины стока, называется коэффициентом стока . Он показывает, какая часть осадков расходуется на образование стока:.

8.3 Питание, водный режим рек, водный баланс речного бассейна

Для рек необходимо различать: процесс питания, режим водного стока и процесс формирования русла и долины.

Источники питания рек – дождевые, снеговые, ледниковые и подземные воды.

Дождевое питаниепреобладает в теплом поясе и в районах умеренного пояса с муссонным климатом. Доля стекающих дождевых осадков увеличивается при выпадении на увлажненную почву.

Снеговое питаниепреобладает в холодном и умеренном поясах. Стеканию снеговых вод способствуют повышенная интенсивность снеготаяния, зимнее промерзание грунта и особенно наличие ледяной корки на почве.

Ледниковое питаниепроисходит в результате таяния ледников. Основные факторы – площадь водосбора, занятая ледниками, и температура воздуха.

Подземное питание– поступление в реку грунтовых и межпластовых вод (сток в реки почвенных вод и верховодки условно относится к поверхностному питанию). Зависит от геологического строения и распространения в бассейне водопроницаемых почв, трещиноватых пород, от лесистости.

Поверхностный сток, весьма неравномерный во времени, обычно существенно преобладает над медленным подземным стоком. Периоды максимального поверхностного стока всегда приурочены к определенному времени года. Быстрое поступление в реку огромных масс воды в периоды максимального поверхностного стока вызывает в ней резкое увеличение расходов и соответствующее повышение уровней воды.

Для большинства равнинных рек РФ сток весеннего половодья составляет более 50 % суммарного годового стока.

Питание рек подземными водами наиболее устойчиво и равномерно в течение круглого года. Подземное питание в той или иной мере имеют почти все реки, например у Волги оно составляет около 30 %. На некоторых малых реках подземное питание достигает 60 %.

В зависимости от условий питания в режиме рек выделяют: половодье, паводки и межень.

Половодье– фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды. Половодье вызывается на равнинных реках — снеготаянием (весеннее половодье), на высокогорных – таянием снега и ледников (летнее половодье), в муссонных и тропических зонах – выпадением летних, затяжных дождей.

Читайте также:  Как режим реки зависит от рельефа

Паводок — фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным, обычно кратковременным, увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. Выдающийся по величине и редкий по повторяемости паводок (половодье), могущий вызвать жертвы и разрушения, называюткатастрофически паводком.

В инженерной практике термин половодьечасто заменяют словомпаводок.

Межень— фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания рек. К летней (летне-осенней) межени относят период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии – до начала зимнего периода, то есть до возникновения на реке ледовых явлений. Летняя межень может быть устойчивой, продолжительной, а также прерывистой, неустойчивой (периодически нарушаемой дождями).

Зимняя меженьсовпадает обычно с периодом ледостава. Расходы воды от начала замерзания рек постепенно снижаются, достигая минимума перед вскрытием; это связано с истощением запасов подземных (грунтовых) вод.

Чередование на реках маловодных и многоводных периодов стока является объективным и объяснимым свойством рек, в конечном счете, оказывающем существенное влияние на работу дорожных водопропускных сооружений и мостовых переходов.

Общие закономерности изменения стокапо территории можно проследить на примере распределения стока на европейской части бывшего СССР. На широтах 60-65наблюдается «климатический гребень стока» со значением 350-400 мм. Отсюда понижение стока к северу до 300-350 мм из-за уменьшения осадков при более медленном уменьшении испарения. На севере Кольского полуострова повышение стока под влиянием относительно теплого Баренцева моря. Понижение стока к югу до 50-100 мм в степной зоне, до 20 мм на побережье Азовского моря и 5 мм в Прикаспийской низменности, связанное с уменьшением осадков и увеличением испаряемости. Некоторое увеличение стока на возвышенностях (Валдайская, Донецкий кряжи и др.) и существенное в горах – В Крыму с 20 до 150 мм, на Кавказе до 2000-3000 мм.

Классификация рекпо водному режиму.

Реки с весенним половодьем, типы:

— Казахстанский – характеризуется очень высокой волной половодья и низким (до полного пересыхания) стоком в остальную часть года. Сток дают почти исключительно зимние осадки, быстрое таяние которых вызывает высокое, но не продолжительно е половодье;

— Восточноевропейский – характеризуется высоким весенним половодьем, летней меженью, прерываемой эпизодически ливнями, низкой зимней меженью и повышенным осенним стоком. Некоторые реки этого типа имеют два максимума: весной и осенью;

— Западносибирский – имеет небольшое, растянутое половодье, повышенный летне-осенний сток и низкую зимнюю межень. Наличие в бассейнах рек этого типа болт, озер, обширных, заливаемых пойм оказывает регулирующее влияние на сток. Длительная зима предопределяет низкий зимний сток;

— Восточносибирский – характеризуется высоким половодьем, систематическими летне-осенними паводками и очень низким зимним стоком. Этот тип рек связан с обильными дождями летом и осенью и ограниченностью подземного питания;

— Алтайский – отличается невысоким, растянутым, гребенчатовидным половодьем, повышенным летне-осенним и низким зимним стоком. Характер половодья рек этого типа обуславливается особенностями таяния снега в горах. На снеговое половодье накладываются дождевые паводки. Устойчивый зимний сток обусловлен запасом подземных вод.

Реки с половодьем в теплую часть года, типы: дальневосточный, тяньшанский.

Реки с паводочным режимом, типы: причерноморский, крымский, северокавказский.

Естественный водный баланс речного бассейна:

;

где x– осадки на поверхность бассейна;

z– суммарное испарение с его поверхности;

— приток подземных вод, получающих питание за пределами данного бассейна;

— отток подземных вод, сформировавшихся в данном бассейне, за его пределы не в составе речного стока;

— изменение запасов воды в бассейне, содержащейся в подземных водоносных горизонтах, в почве, в водоемах и русловой сети, в снежном покрове и ледниках.

В среднем за многолетний период в целом за год , величиныиимеют значение, как правило, лишь для части малых рек, поэтому уравнение водного баланса можно записать в простом виде:

.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24