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

нию с их изменением на участках с глубоким и узким руслом. Нали­ чие большой поймы вызывает уменьшение амплитуды уровней вследствие аккумуляции масс воды в ней. Так, например, ампли­ туда уровней р. Оки у Калуги, где пойма отсутствует, достигает почти 19 м, а у Рязани, где пойма широкая, амплитуда уровней снижается до 8 м.

На р. Лене в нижнем течении, примерно от впадения р. Алдан,- вследствие сужения долины и возникающего подпора (во время по­ ловодья и паводка) годовая амплитуда уровней растет вниз по те­ чению, достигая у с. Булун 24 м. Увеличению амплитуды способст­ вует также снижение меженных уровней в результате более широ­ кого меженного русла на данном участке.

Явление подпора наблюдается при впадении крупного притока. Если волна паводка или половодья на притоке проходит раньше, чем на главной реке, подпор создается на главной реке выше устья притока, что влечет за собой повышение уровней на ней. Если же волна половодья или паводка проходит на главной реке раньше, чем

зовании заломов во время лесосплава, при наличии плотин на реке.

При зарастании русла при одном и том же расходе уровни выше, чем в период, когда растительность в русле отсутствует. Размыв ру­ сла вызывает снижение уровней, а отложение наносов — повышение уровней при равных расходах.

В зимний период образование ледяного покрова нарушает обыч­ ное соответствие между расходами и уровнями, и уровни при ледо­ ставе всегда выше, чем при тех же расходах в безледный период. Колебания уровней в предледоставный период характеризуются большим разнообразием. При общей тенденции к снижению уровней наблюдаются сравнительно резкие повышения или понижения их. Отчетливые кратковременные резкие понижения непосредственно перед ледоставом наблюдаются на реках, у которых замерзание на­ чинается с верховьев или происходит одновременно на большом про­ тяжении. Такого рода колебания объясняются расходованием рус­ ловых вод на ледообразование, уменьшением интенсивности пита­ ния в связи с прекращением поверхностного стока и возникновением подпоров при образовании льда. Значительные подъемы уровней на­ блюдаются в осенне-зимний период при возникновении зажоров и заторов (см. § 152). При весенних заторах в период вскрытия уровни поднимаются в отдельных местах на несколько метров, что иногда приводит к наводнениям.

Сложный и своеобразный характер носит уровенный режим рек

вих устьевых участках. Здесь колебания уровней, помимо измене­ ния водности, связаны со сгонами и нагонами, а в реках, впадающих

вприливные моря, — с приливами и отливами. Сгоны и нагоны на­ блюдаются в устьях многих рек, где они возникают под действием ветров, дующих с большой силой в одном направлении (устья рек Невы, Волги, Дона).

§ 133. Соответственные уровни

Если сравнить два графика колебаний уровней реки в двух пунк­ тах, расположенных на бесприточном участке или с незначительной боковой приточностью, то нетрудно обнаружить большое сходство между этими графиками (рис. 89 а). Уровни воды в двух пунктах, относящиеся к одной и той же фазе водного режима реки, назы­ ваются с о о т в е т с т в е н н ы м и . Они отчетливо прослеживаются по отдельным максимумам и минимумам на графиках колебаний уров­ ней верхнего и нижнего пунктов наблюдений, при этом максимумы

иминимумы в нижнем пункте наблюдаются позже по сравнению

сверхним. Время запаздывания в наступлении соответственных

уровней в нижнем пункте по сравнению с верхним, определяемое по характерным точкам на графике уровней, равно времени добегания водной массы потока от одного пункта до другого. Между соответ­ ственными уровнями всегда существует отчетливо выраженная за­ висимость, которую нетрудно изобразить графически (рис. 89 6). Эта кривая используется для краткосрочных прогнозов уровней на нижнем пункте по данным наблюдений на верхнем. Заблаговремен­ ность прогноза равна времени добегания. Иногда строится серия таких кривых, охватывающая большие участки рек. Часть кривых учитывает влияние на соответственные уровни боковой приточности.

ГЛАВ А 33. РЕЧНОЙ СТОК

§134. Основные характеристики стока

Для количественной оценки стока рек применяются следующие его характеристики.

О б ъ е м с т о к а W м3 или км3 — количество воды, протекающее в русле реки через данный замыкающий створ за промежуток вре­ мени Т суток,

где F — водосборная площадь в км2.

Сл о й с т о к а Y — слой воды в миллиметрах, равномерно рас­ пределенной по площади F и стекающей с водосбора за некоторый

Y =31,54М . (133)

К о э ф ф и ц и е н т с т о к а ц — отношение величины слоя стока с данной площади за некоторый промежуток времени к величине слоя атмосферных осадков, выпадающих на эту площадь за тот же

F промежуток времени, т. е. ті= — , О ^ т ]^ 1.

X

Коэффициент стока — величина безразмерная.

§ 135. Формирование стока рек

Сток образуется в результате выпадения дождей или таяния снега и льда в горах. В обоих случаях часть воды, поступившей на поверхность земли, затрачивается прежде всего на заполнение отри­ цательных форм микрорельефа (углублений) и на впитывание в почву. Только после заполнения отдельных углублений и притом после того момента, как интенсивность дождя или таяния снега и льда станет превосходить интенсивность инфильтрации, возникает сток.

Вода стекает по поверхности земли обычно не сплошным слоем, а в виде отдельных тонких струй или ручейков, которые сливаются вместе, доходят до русел сначала временных водотоков, а потом об­ разуют постоянные потоки, несущие свои воды в сформировав­ шемся русле. Сток, происходящий по поверхности земли, называется

нятием поверхностные воды. К поверхностным водам относятся воды рек, озер, водохранилищ.

Во многих местах, как, например, в лесной зоне, поверхностный сток, как правило, невелик, а иногда и отсутствует вовсе. Большая часть дождевых и снеговых вод стекает иными путями. Просачи­ ваясь через почву, эти воды пополняют запасы почвенных и грун­ товых вод и попадают в речную сеть подземными путями в виде поч­ венно-грунтового стока из зоны аэрации и собственно грунтового из более глубоких водоносных горизонтов. В связи с этим выде­ ляется почвенный (подповерхностный) сток и подземный (грунто­ вой) сток. Речной сток является суммарным поверхностным и под­ земным стоком.

Суммарный речной сток путем расчленения гидрографа делят на две составляющие: на поверхностный (паводочный) и подземный сток. Последний является наиболее устойчивым.

В различных ландшафтных зонах и внутри зон соотношения ме­ жду поверхностным и подземным стоком неодинаковы, что создает специфические особенности режима речного стока и его распреде­ ления по территории.

Сток представляет собой сложный природный процесс, обуслов­ ленный влиянием комплекса физико-географических факторов и хо­ зяйственной деятельности.

Основными факторами стока, определяющими его развитие, яв­ ляются климатические. На общем фоне воздействия климата на формирование стока и его величину проявляется влияние других, неклиматических факторов. Влияние их тем заметнее, чем меньше размеры бассейна и чем короче период, за который рассматрива­ ется это влияние.

Климат воздействует на сток не только непосредственно, но и через другие природные факторы: почву, растительность, рельеф.

любого речного бассейна можно составить уравнение водного баланса. Для отдельного конкретнего года это уравнение имеет вид

Если в данном году сумма атмосферных осадков больше суммы величин стока и испарения, то происходит накопление влаги в бас­