Файл: Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник.pdf

Для измерения расходов воды применяются и другие методы, на­ пример на горных реках используется метод ионного паводка.

Подробные сведения по определению и вычислению расходов, воды излагаются в курсе гидрометрии.

Между расходами воды и уровнями существует определенная зависимость Q — f(H), известная в гидрологии как кривая расходов воды. Подобная эмпирическая кривая представлена на рис. 77 а.

Она проведена по измеренным расходам воды в реке в период, сво­ бодный ото льда. Точки, соответствующие зимним расходам воды, ложатся влево от летней кривой, так как расходы, измеренные при ледоставе Q3HM (при одной высоте стояния уровня), меньше летних Q„. Уменьшение расходов есть следствие увеличения шероховато­ сти русла при ледовых образованиях и уменьшения площади жи­ вого сечения. Соотношение между Q3HMи Qn, выражаемое переход­ ным коэффициентом

не остается постоянным и изменяется во времени с изменением ин­ тенсивности ледовых образований, толщины льда и шероховатости его нижней поверхности. Ход изменений Кзж — f {Т) от начала за­ мерзания до вскрытия показан на рис. 77 б.

Кривая расходов позволяет определять ежедневные расходы воды реки по известным уровням, наблюдаемым на водомерных по­ стах. Для периода, свободного ото льда, пользование кривой Q = = f ( H) не вызывает затруднений. Ежедневные расходы при ледо­ ставе или других ледовых образованиях можно определить с помо­ щью той же кривой Q = f ( #) и хронологического графика Кзим = = f(T), с которого снимаются значения /(зим на нужную дату:

Ф зиМ= = ' ^ ' зИм 0 л •

Существуют и другие способы определения зимних расходов, например по «зимней» кривой расходов, если ее удается построить.

Им3/с

Однозначность кривой расходов воды в ряде случаев наруша­ ется и в период, свободный ото льда. Наиболее часто это наблю­ дается при неустойчивом русле (намыв, размыв), а также при воз­ никновении переменного подпора,вызванного несовпадением хода уровней данной реки и ее притока (см. § 172), работой гидротехни­ ческих сооружений (см. § 202), зарастанием русла водной расти­ тельностью и другими явлениями. В каждом из этих случаев выби­ раются те или иные способы определения ежедневных расходов воды, излагаемые в курсе гидрометрии.

По данным ежедневных расходов воды можно вычислить сред­ ние расходы за декаду, месяц, год. Средние, наибольшие и наимень­ шие расходы за данный год или за ряд лет называются х а р а к ­ т е р н ы м и р а с х о д а м и . По данным ежедневных расходов стро­

Г Л А В А 31. ПИТАНИЕ РЕК § 124. Источники питания рек

Основной источник питания всех рек на земном шаре — атмо­ сферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих жидких осадков образует поверхностный сток и служит непосред­ ственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного по­ крова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег,, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь, пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источни­

идет на пополнение запасов подземных вод, которые значительно медленнее попадают в русла рек. Подземные воды являются также источником питания рек; они обеспечивают устойчивость речного стока. Таким образом, существуют четыре источника питании рек — жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и лед­ ники и подземные воды.

Соотношения между количеством воды, поступающим в реки от того или иного источника питания, неодинаковы в различных районах. Меняются они и от сезона к сезону для одной и той же реки. Эти различия зависят главным образом от климатических ус­ ловий: режима осадков и температуры воздуха в течение года.

Впервые роль климата в питании рек и влияние на их режим были оценены известным русским ученым А. И. Воейковым в его работе «Климаты земного шара, России в особенности», опубли­ кованной в 1884 г. В этой работе Воейков высказал положение, ко­ торое до сего времени сохранило свое значение: «Реки суть продукт климата их бассейнов». В настоящее время это положение получило более широкую формулировку: «Реки и их режим представляют со­ бой продукт климата на общем фоне воздействия и других компо­ нентов ландшафта и хозяйственной деятельности». Этим подчерки­ вается ведущая роль климата и указывается, что, помимо климата, определенное значение имеют геологическое строение бассейнов, их почвы, растительность, озерность и заболоченность, а также хозяй­ ственная деятельность человека.

§ 125. Климатическая классификация рек А. И. Воейкова

Рассматривая реки как продукт климата их бассейнов, Воейков считал возможным использовать особенности их режима как инди­ катор климата. Для этой цели им была разработана климатическая классификация рек. Воейков разделил все реки на следующие типы.

к нему наблюдается в северной части Сибири и Северной Америки, где снежный покров держится 8—10 месяцев и большую часть вод реки получают от таяния снега.

Тип В. Ре к и , п о л у ч а ю щ и е в о д у от т а я н и я с н е г а в г ора х . Этот тип тоже не существует в чистом виде. К нему при­ ближаются реки западных частей горных массивов, занимающих середину Азии: Сырдарья, Тарим, Инд в верхних течениях. Пра­ вильный ход температуры воздуха с максимумом летом обусловли­

рактерен для областей с тропическими дождями и муссонами. Та­

л е т а , п р и ч е м з н а ч и т е л ь н а я ч а с т ь в о д ы р е к д о ­ с т а в л я е т с я д о ж д я м и . К этому типу относятся реки стран с суровой и снежной зимой и дождливым летне-осенним периодом: большинство равнинных рек нашей страны (Восточно-Европейская равнина, Западно-Сибирская равнина), реки Скандинавии, Восточ­ ной Германии, северной части США.

Тип Е. В о д а д о с т а в л я е т с я д о ж д я м и ; о н а в ы ш е в х о л о д н ы е ме с я ц ы, но п р а в и л ь н о е п е р и о д и ч е ­

и зимой. Летом реки нередко пересыхают. К этому типу принадле­ жат реки Испании (вне гор), некоторых частей Ирана, Малой Азии,

степная часть Крыма, степи по нижнему течению Куры и Аракса, часть Монголии и др.

В. Г. Глушковым. Простейший способ расчленения гидрографа за­ ключается в том, что на гидрографе прямыми или плавными ли­ ниями соединяются точки минимальных расходов предвесеннего периода и все частные минимумы меженного периода в промежут­ ках между паводками. При таком способе расчленения гидрографа не учитываются особенности режима стока подземных вод в реки, что является существенным недостатком.

В дальнейшем был предложен ряд других способов расчленения гидрографов, учитывающих режим стока подземных вод в реки (А. В. Огиевский, Б. В. Поляков, М. И. Львович и др.). Б. И. Куде­ лин составил типовые схемы выделения подземного питания на гид­ рографе в зависимости от условий залегания водоносных пластов, дренирования их речной долиной и выхода подземных вод на днев­ ную поверхность по отношению к урезу воды (рис. 79). Для случая питания реки из водоносного горизонта, гидравлически связанного

с рекой (подпорный тип режима подземного стока в реки), способ расчленения основан на учете берегового регулирования (см. § 98), период которого равен периоду половодья (паводка) и вре­ мени добегания поступивших ранее в русловую сеть подземных вод

вверхней части бассейна.

М.И. Львович составил схему определения подземной состав­

ляющей речного стока в период половодья (паводков), основанную на предположении, что общий приток подземных вод, как гидрав­ лически связанных, так и не связанных с русловыми, достигает мак­ симума на спаде половодья. Учитывая это, можно приближенно по гидрографу установить границу между поверхностным речным стоком и общим притоком подземных вод по линии 4, указанной на рис. 80.

Точность выделения отдельных источников питания по гидро­ графу повышается, если используются комплексные графики, на ко­ торых график расходов воды совмещается с графиками ежеднев­ ного хода температуры воздуха и суточных величин атмосферных осадков (с выделением твердых осадков). Оценка подземной соста­ вляющей речного стока по материалам многолетних наблюдений на реках СССР позволила составить карту норм подземного стока в реки в масштабе 1:5000 000 (1965 г.). Работа по составлению