Файл: Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 112
Скачиваний: 0
двух |
речных систем посредством каналов (Волго-Донской |
ка |
|
нал). |
|
|
|
Реки питаются не только поверхностным стоком, но и грун |
|||
товыми водами, |
создающими подземный сток. Бассейн п о д з е м |
||
ног о |
питания |
может не совпадать с п о в е р х н о с т н ы м . |
На |
рис. 41 поверхностный водораздел проходит через точку а. Водо раздел подземного питания проходит через точку в. Подземный водосбор реки 1, видимо, значительно больше поверхностного во досбора этой же реки. Однако выявить подземный водосбор очень трудно.
Геометрические характеристики бассейна. К геометрическим ха рактеристикам бассейна относятся: площадь, густота речной сети,
протяженность, средняя |
ширина, |
а |
|
|||
/клон и конфигурация бассейна. |
|
|||||
|
|
|||||
Морфометрические характери |
|
|
||||
стики — это размеры долин, русел |
|
|
||||
рек, чаш озер, болот и их водосбо |
|
|
||||
ров. |
|
|
|
|
|
|
В гидрологии применяется по |
Рис. 41. Несовпадение вершин |
по |
||||
нятие |
«гидроморфометрические |
|||||
верхностного (а) и подземного |
(б) |
|||||
характеристики», |
представляю |
водоразделов. |
|
|||
щие |
собой комплекс |
значений |
1, 2 — реки. |
|
||
морфометрических |
элементов и |
|
|
шероховатости, влияющих на скорость и продолжительность добегания воды по склонам бассейна и руслу (см. п. 37).
Для определения площади водосбора на карте с горизон талями проводят водораздельную линию. Оконтуренную пло щадь фигуры определяют с помощью планиметра или палетки. Если в состав бассейна входят целые трапеции, то их площади определяют по геодезическим таблицам.
Среднюю ширину бассейна вычисляют по формуле |
|
||
|
6ср = |
- Х - , |
(32) |
где F — водосборная |
площадь |
в км2; L — длина бассейна в ки |
|
лометрах. |
обычно принимают по спрямленной |
длине |
|
Длину бассейна |
|||
главной реки. • |
|
|
|
Средний уклон бассейна определяют с помощью крупномасш
табной карты по формуле |
|
|
|
|
/6 = - ^ |
- 2 Л |
(33) |
где ДЯ — сечение рельефа; Б/ — сумма длин горизонталей; |
F — |
||
площадь водосбора в км2. |
зависит |
от почвенно-геологических и |
|
Густота речной сети |
|||
климатических условий, |
уклонов |
поверхности и т. д. Она |
пред- |
63
ставляет собой длину русел, приходящуюся на |
1 км2 |
поверхно |
|||
сти бассейна. Таким образом, |
|
|
|
||
|
|
Т = ~ 7 ~ . |
|
|
<34> |
где у — густота сети в |
км/км2; L — длина всех |
русел, |
включая |
||
овражно-балочную сеть, |
в |
километрах; |
F — площадь |
водосбора |
|
в км2. |
|
Северном |
Кавказе |
0,97, |
на Севе |
Значение у достигает на |
ро-Западе Европейской территории СССР 0,1—0,2, на Северо-Во стоке Европейской территории СССР 0,03—0,04 км/км2.
Среднюю длину склонов бассейна I (в километрах) можно определить по формуле
Физико-географические характеристики бассейна. Географиче ское положение определяется географическими координатами (широтой и долготой), между которыми располагается бассейн.
Основным фактором формирования гидрологического режима района является климат. По выражению А. И. Воейкова: «Ре ки — продукт климата». К климатическим показателям гидроло гического режима рек относятся: осадки, температура, влажность
воздуха и т. д.
Гидрологический режим рек во многом зависит от почвен ного покрова бассейна. Механический состав и агрегатное строе ние почвы оказывают влияние на динамику п интенсивность про
сачивания воды, а следовательно, |
на величину стока |
и эрозион |
ные процессы. |
зависит характер |
и размер |
От гидрогеологических условий |
подземного питания рек, химический состав воды в маловодные периоды года.
Характер растительного покрова в бассейне и его густота воз действуют на структурный состав почвы и ее скважность, а так же на шероховатость поверхности. В связи с этим создаются различные условия стока и эрозии. Поэтому изысканиями долж ны быть установлены площади лесов, их положение на плане, на личие залежных земель, севообороты на пахотных площадях и т. д.
Озера и болота аккумулируют часть стока, поэтому необхо димо выявлять озерность и заболоченность водосборов. Озерность и заболоченность выражаются соответствующим коэффи циентом, представляющим отношение площадей озер и болот к
общей |
площади |
бассейна |
(в долях |
|
или процентах). Так, |
леси |
||
стость |
ол = |
-^ -, или ол = — |
• 100%; |
|
(356) |
болотистость о6 == |
, |
|
или |
^ |
-100%; |
(35в) озерность о03 |
= |
-^§-, |
или -^§--100%. |
(35г) |
64
|
|
18. |
Классификация и виды питания рек |
|
|||
Источниками питания рек являются: 1) поверхностные |
воды, |
||||||
стекающие |
по |
земной |
поверхности |
во время |
дождей, |
таяния |
|
снега иля |
ледников в |
горах, и 2) |
подземные |
воды. Реки |
уме |
||
ренных широт |
СССР |
в основном |
получают снеговое |
питание, |
|||
иногда на |
100% |
(реки Южного Заволжья). К югу роль снегового |
питания снижается и повышается роль дождевого стока, а в вы сокогорных районах — ледникового. Сток талых вод р. Кубани у г. Краснодара составляет 12%, дождевой 24%. ледниковый 32% и
подземный 32 %.
Впервые классификацию рек земного шара по условиям их питания дал А. И. Воейков. Впоследствии М. И. Львович ввел количественную характеристику основных видов питания (табл. 11). Он же составил карту распространения типов рек по .источникам их питания.
19. Уровенный режим рек
Высота стояния уровня воды в реке зависит от характера и интенсивности питания. Уровень воды повышается во время сне готаяния или после обильных ливней и понижается, когда река
переходит на грунтовое пи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тание. Высота стояния уров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ня зависит ие' только от ко |
! |
: |
; |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
личества воды, |
поступающей |
|
__ ___ |
|
|
|
|
||||||||||
в реку. Уровень можно ис |
' |
' |
. |
|
I1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
кусственно |
регулировать |
с |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
помощью |
плотин |
и |
других |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
5 |
||||
сооружений на реках. |
Изме |
___ : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
нение уровня |
может |
быть |
|
|
|
i |
|
‘4 |
|
|
|||||||
; |
П |
П |
|
|
|
|
|||||||||||
вызвано и деформацией рус |
|
|
|
|
|||||||||||||
/ |
// /// |
|
/Г |
V VI |
V II |
V III IX |
X |
Х> ,W |
|||||||||
ла. Так, при размыве русла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
уровень воды в реке пони |
Рис. |
42. |
График |
колебания |
|
уровней |
|||||||||||
жается, |
а |
при |
отложении |
|
р. Днестра у г. Тирасполя. |
|
|||||||||||
наносов |
повышается. |
|
|
|
/ — наннизший |
зимний |
уровень; |
2 — наивысший |
|||||||||
|
|
|
годовой, он же |
весенний* уровень; |
3 — наивысшие |
||||||||||||
Режим |
изменения |
уров |
уровни |
летних |
и |
осенних паводков; |
4 — нанннз- |
||||||||||
ший летний |
|
уровень; |
5 — наивысший |
уровень |
|||||||||||||
ней рек легко проследить по |
|
|
|
осеннего |
ледохода. |
|
|
|
|||||||||
г р а ф и к у |
|
к о л е б а н и я |
(рис. 42). Высота уровней на |
||||||||||||||
е ж е д н е в н ы х |
у р о в н е й |
||||||||||||||||
графике |
|
наносится |
|
над |
|
условным |
горизонтам, |
называемым |
|||||||||
н у л е м г р а ф и к а . |
Нуль |
графика |
выбирают так, |
чтобы |
уровни |
воды всегда были выше него, т. е. чтобы отсчеты от него были по ложительными. По графику может быть установлена высота уров ня воды за любой день года, наивьтсшее и наинизшее значение, а следовательно, и амплитуда колебания.
Например, максимальный уровень р. Волги у с. Тетюши в 1928 г. составил 18,00 м, а минимальный 1,85 м. Амшлитуда вы-
3 Заказ № 586 |
65 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 11 |
|
|
Основные типы рек по источникам питания |
|||
|
|
|
по М. И. Львовичу |
||
Характеристика |
|
Количественный |
Районы преимущественного |
||
|
показатель преиму |
||||
типа питания |
|
щественного вида |
распространении |
||
|
|
|
питания |
|
|
Почти |
полностью |
сне |
Снеговое |
>80% |
Северный Казахстан, Заволжье |
говое |
|
|
|
|
|
Преимущественно |
сне |
Снеговое |
>50% |
Европейская часть СССР, Запад |
|
говое |
|
|
|
|
ная Сибирь, северо-восток |
|
|
|
|
|
азиатской части СССР |
Почти |
полностью дож |
Дождевое > 80 % |
Черноморское побережье Кавка |
||
девое |
|
|
|
|
за (южная часть) |
Преимущественно дож |
Дождевое >50% |
Дальний Восток, некоторые райо |
|||
девое |
|
|
|
|
ны Закавказья, бассейны рек |
|
|
|
|
|
Лены н Индигирки |
Преимущественно лед никовое
Смешанное с преобла данием снегового
Смешанное с преобла данием дождевого
Смешанное с преобла данием ледникового
Смешанное с преобла данием подземного
Ледниковое > 50 % Высокогорные районы |
Кавказа и |
||
|
Средней Азии |
|
|
Снеговое > 50% |
Прибалтика, |
предгорные районы |
|
|
Северного Кавказа, Алтая, бас |
||
|
сейн р. Лены |
|
|
Дождевое >50% |
Закавказье, Черноморское побе |
||
|
режье Кавказа (северная часть) |
||
Ледниковое> 25% |
Горные районы Алтая |
|
|
Подземное > 25% |
Предгорные |
районы |
Средней |
|
Азии, большая часть рек Арме |
||
|
нии |
|
|
сражается величиной 18,00— 1,85 = 16,15 м. Зная абсолютную или условную отметку нуля графика, можно вычислить и соответст
вующие отметки уровней воды.
Повторяемость и продолжительность стояния уровней. Режим уровней характеризуется повторяемостью (частотой) и продолжи тельностью (обеспеченностью) стояния. Повторяемость уровней представляет собой количество дней стояния того или иного уров ня за какой-либо определенный период времени (за год, половодье и т. д.). Продолжительность, или обеспеченность, представляет собой количество дней (или соответственно процентное выраже ние), в течение которых уровень воды был не ниже заданного. Обе
66
характеристики уровней изображаются графически в виде кривых. Для построения кривой частоты всю амплитуду колебания уров ней делят на равные интервалы (например, 10, 20 или 50 см). Раз мер интервала устанавливают в зависимости от амплитуды и за данной подробности разработки. Чем больше амплитуда, тем боль
ше принимают |
интервал. |
|
|
||
Для каждого интервала под |
|
|
|||
считывают число дней стоя |
|
|
|||
ния уровней за исследуемый |
|
|
|||
период. Это и есть повторяе |
|
|
|||
мость, которая |
исчисляется |
|
|
||
в днях или процентах от об |
|
|
|||
щего числа дней. |
|
|
|
|
|
Продолжительность стоя |
|
|
|||
ния уровня получается путем |
|
|
|||
последовательного |
суммиро |
|
|
||
вания повторяемостей интер |
|
|
|||
валов, начиная с наивысше |
|
|
|||
го. Расчет повторяемости и |
|
|
|||
продолжительности |
выпол |
|
|
||
нен в табл. |
12, на основании |
Рис. 43. Кривые |
повторяемости (/) и про |
||
его вычерчены кривые повто |
должительности |
(2) стояния уровней воды. |
|||
ряемости и |
продолжитель |
|
43). Точки по оси ор |
||
ности уровней р. Урала у г. Оренбурга (рис. |
динат откладывают в середине интервала для кривой повторяе мости и в .конце интервала для кривой продолжительности.
Судя по этим данным, уровень 750 см над нулем графика имеет продолжительность 6 дней, или 1,65%. Иначе говоря, в течение
этого времени |
уровень |
воды в реке |
стоял не ниже 750 см |
над |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12 |
Расчет повторяемости и продолжительности уровней |
|
|
|||
|
р. Урала у г. Оренбурга |
|
|
||
|
Повторяемость уровней |
Продолжительность уровней |
|
||
Интервал, см |
дни |
% |
дин |
% |
|
|
|
||||
899—850 |
2 |
0,55 |
2 |
0,55 |
|
849-800 |
2 |
0,55 |
4 |
1,10 |
|
799—750 |
2 |
0,55 |
6 |
1,65 |
|
749—700 |
2 |
0,55 |
8 |
2,20 |
|
199— 150 |
38 |
10,42 |
ПО |
30,15 |
|
149—100 |
170 |
46,55 |
280 |
76,70 |
|
9 9 -5 0 |
85 |
23,30 |
365 |
100,00 |
|
Итого |
365 |
100,00 |
|
|
|
3* |
67 |