Файл: Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация.pdf

В турбулентном потоке скорость воды в каждой точке по­ стоянно меняет величину и направление. Пусть в потоке движетсятвердая частица А (рис. 70 а). Она будет поддерживаться вовзвешенном состоянии лишь в том случае, если равнодействующаявсех приложенных к ней сил направлена под некоторым углом вверх 1-гдостаточна, чтобы поддержать эту частичку. Таким обра­ зом, должна существовать подъемная сила, которая больше силы

нии. На частицу А действуют силы тяжести Р и скорости v. Под. влиянием этих двух сил частица движется в направлении равно­ действующей. Разложим равнодействующую R (рис. 70 6 ) на го­ ризонтальную Nx и вертикальную Му составляющие. Вертикальная сила Ny и поддерживает частицу А во взвешенном состоянии.

вое давление, частицы движутся по дну. при некоторой на­ чальной скорости частица, лежащая на дне, начинает вибриро­ вать и, срываясь с места, перекатывается на некоторое расстоя­ ние. Скорость, при которой начинается перемещение частиц, назы­ вается р а з м ы в а ю щ е й скоростью. Дальнейшее возрастаниескоростей приводит к массовому влечению наносов в нижнем слоепотока. Поэтому больше всего наносов в реке у дна или в при­ донном слое.

Помимо взвешенных и влекомых наносов, речная вода содер­ жит некоторое количество растворенных в ней веществ.

Мутность воды и расход наносов. Количество взвешенных нано­

151»

количество твердого вещества, переносимого водой через живое

•сечение реки в единицу времени.

Расход наносов измеряется в кг/с, т/с или м3/с. Обозначим расход (воды Q м3/с, тогда расход взвешенных наносов выразится в кг/с

r= p Q

или в т/с

' = 100 0 ^

где р — мутность в кг/м3.

Если расход наносов требуется вычислить в м3/с, то вес нано­

Количество наносов в некоторых реках СССР. Наибольшая мут­

тундры и таежных районов Сибири с облесенными бассейнами.

J52

В большинстве случаев величиной М можно пренебречь, тогда

Количество наносов, поступающих с 1 км2 площади водосбора,, представляет собой модуль твердого стока, который измеряется в т/км2. Если твердый сток составляет S в тоннах, то модуль твер­ дого стока

Твердый сток можно представить как слой грунта, смываемого

Определение твердого стока рек при отсутствии и недостаточ­ ности данных наблюдений. При отсутствии наблюдений средний многолетний твердый сток рек приближенно определяют по кар­ там мутности.

Согласно исследованиям Г. В. Лопатина, коэффициент вариа­ ции твердого стока C'v связан с коэффициентом вариации стока воды Cv:

Зная средний многолетний сток наносов, коэффициент вариа­ ции C'v и приняв C's = 2C'v, можно построить кривую обеспечен­ ности твердого стока.

При наличии короткого ряда наблюдений за твердым стоком и продолжительных наблюдений за стоком воды средний много­ летний твердый сток приближенно принимают пропорциональным отношению среднего многолетнего и среднего стока воды за этотже период наблюдений

153-.

где 5 и q — средний многолетний сток наносов и воды; Si и qi — ■средний сток наносов и воды за короткий период наблюдений.

Из элементов твердого стока больше всего изучен сток взве­ шенных наносов и меньше — сток донных наносов. Для определе­ ния последнего предложено много способов. Так, Б. В. Поляков на основании наблюдений главным образом на Дону и Волге ■сделал вывод, что сток донных наносов составляет 3—5% общего стока взвешенных наносов. И. И. Леви, М. А. Великанов, Г. И. П1а- -мов и многие другие предложили формулы для расчета расхода этих наносов.

Твердый сток с малых водосборов изучен очень слабо. Между тем наблюдения на больших реках не могут быть механически пе­ ренесены на малые водосборы, где условия формирования твер­ дого стока носят индивидуальный характер.

Так, из двух рядом расположенных оврагов один усиленно размывается, а русло другого задерновано и устойчиво. На этих оврагах мутность воды и твердый сток будут совершенно раз-

.личными. В одном случае поверхность бассейна подвержена вод­ ной эрозии, во втором смыва может вообще не быть или величина ■его окажется ничтожной.

Пользуясь данными наблюдений по заилению малых водоемов в Центрально-Черноземных областях СССР, К. П. Воскресенский предложил принять мутность малых водотоков по мутности круп­

На основании исследований, выполненных в Поволжье, автор предложил рассчитывать твердый сток с водосборов, суходолов

.как сумму склоновой и русловой эрозии

!^ = ^с + Н-р. (ЮО)

где буквенные индексы соответственно означают склоновый и русловый слой эрозии в микронах (мк).

Склоновая эрозия зависит от почвенного покрова, прямо про­ порциональна уклону склона и величине стока воды. Поэтому, обо­ значив через цо эрозионный коэффициент или смыв в микронах при уклоне, равном 1 %о, и при величине стока воды, равной 1 мм,

где у — норма стока в миллиметрах; / — уклон в промилле (%о)- Значения цо в зависимости от характера почвы и состояния

почвенного покрова приведены в табл. 45.

454