Гидрограф стока. Расчленение гидрографа стока

Практическая работа №3

Цель работы: определить тип питания исследуемой реки.

Гидрографом стока называется график хронологического хода уровней воды (рис 3). По вертикальной оси откладывается время (месяцы и дни), по горизонтальной – расходы воды. На таком графике наносят ежедневные значения расходов воды и соединяют их линиями.

Площадь, ограниченная линией гидрографа и осями координат – объем воды проходящей для определенного пункта за год. В практике гидрологических расчетов строят гидрографы за годы: многоводный, средний, маловодный.

При наличии данных многолетних наблюдений строят типовой гидрограф стока, который отражает характер колебаний расходов воды в данном пункте.

Рис. 3. Колебание расходов воды р.Северной – с. Тишки за 1952 г.

Расчленение гидрографа стока позволяет определить количество воды, получаемое рекой от разных источников питания. Для рек с выраженным весенним половодьем существует несколько способов расчленения гидрографа:

1. Б.П. Поляков предложил считать, что подземное питание по мере подъема весеннего половодья постепенно снижается, прекращаясь при прохождении наибольшего расхода воды, и возрастает на спаде половодья, когда происходит отдача воды поймой реки (рис 4).

1- снеговой сток; 2 – подземный сток; 3 – дождевой сток

Рис. 4. Гидрограф р. Слюдянка – г. Кручи за 1958 год.

2. Б.И. Куделин разработал типовые схемы расчленения гидрографа стока в зависимости от гидрогеологических условий и режима подземного стока. Динамика подземного стока из водоносных горизонтов зависит от степени гидравлической связи этих горизонтов с рекой (рис 5).

Режим стока грунтовых вод, гидравлически не связанных с рекой, близок к режиму поверхностного стока с некоторым смещением фаз хода уровня вправо (запаздывание).

Режим стока водоносных горизонтов гидравлически связанных с рекой имеет противоположную направленность фаз по сравнению с поверхностными водами. Максимуму поверхностного стока соответствует минимум подземного стока.

Режим стока подземных вод, имеющих периодическую связь с рекой, носит более сложный рактер: при низких горизонтах реки наблюдается схема (а); при высоких – схема (б).

Смешанное грунтовое и артезианское питание представлено сочетанием режимов (а), (б) и (в=а+б).

Рис. 5. Типовые схемы расчленения гидрографа реки по Б.И.Куделину

ПОЯСНЕНИЯ: 1 – водоносные породы; 2- водоупорные породы; 3 – поверхностный сток; 4- подземный сток из водоносных горизонтов, гидравлически несвязанных с рекой; 5 – подземный сток из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой; 6 – сток из напорных горизонтов; 7 – уровень подземных вод; 8 – время берегового регулирования поверхностного стока; -А и +А – отрицательная и положительная фазы подземного стока в реки в период половодья

По этой схеме на гидрографе может быть выделено подземное питание. Для определения поверхностного питания, поступающего в реку от снега или дождей, необходимо рассмотреть и дать анализ комплексных графиков элементов гидрологического режима (температура и осадки).

3. О.В. Поповым при оценке сложного взаимодействия между рекой и подземными водами в различных условиях гидравлической взаимосвязи рассматривается характерное соотношение подземных расходов в начале половодья, в период и в конце половодья Qн, Qп, Qк (рис 4).

При нисходящем режиме подземного стока в реки и при отсутствии гидравлической связи с водоносного пласта и при гидравлической связи при слабом влиянии подпора на режим подземных вод прибрежной зона наблюдается закономерность, приведенная на рис 5. Соотношение расходов при этом:

А) Qн< Qп, Qп >Qк:

Б) Qн< Qп, Qп< Qк.

1- поверхностный сток, 2 – подземный сток

Рис. 6. Гидрограф р. Неман – г. Столбцы, 1968 год.

При подпорном режиме подземного стока в реки в условиях гидравлической связи водоносного пласта подъем уровня речных вод во время половодья приводит к образованию уклонов, вследствии подпора обратных и наблюдаются закономерности В) и Г).

Тип нисходящего режима: а) и б); Тип подпорного режима: в) и г)

Рис. 7. Основные типы режима подземного стока в реки по О.В. Попову.

Задание:

1. Построить гидрограф стока реки за выбранный год.

2. Нанести на этот график ход осадков и температуры воздуха по ближайшей к бассейну реки метеостанции за соответствующий год.

3. Выделить подземную составляющую речного стока, пользуясь методом О. В. Попова.

4. Выделить дождевую и снеговую составляющие поверхностного стока.

5. Определить общий объем стока и долю разных составляющих в годовом стоке реки.

Контрольные вопросы:

1. Что такое гидрограф стока? Что он характеризует?

2. Какие существуют схемы расчета подземной составляющей гидрографа стока?

3. Типы связи грунтовых вод с речными?

4. Что такое комплексный график?

5. Как зависит соотношение источников питания реки от водности года?

Дата добавления: 2014-12-07