Морфометрические характеристики рек и водоемов

Дождевые и талые воды, стекая по углублениям земной поверх­ности в направлении

уклона, образуют водотоки. В зависимости от продолжитель­ности движения воды в них различают постоян­ные и временные водотоки. Постоянным называют водоток, движе­ние воды в котором происходит в те­чение всего года или большей его части. В зависимости от размеров водо­токов различают ручьи и реки.

К малым водотокам относятся ручьи. Реки подразде­ляются на большие, средние и ма­лые в зависимости от размеров водосборов (речных бассейнов) и протяженности основного русла.

Большая река - река, бассейн которой располагается в не­скольких гео­графических зонах и гидрологический режим которой несвойствен гидроло­гическому режиму рек каждой географиче­ской зоны в отдельности. К кате­гории больших относятся равнин­ные реки, имеющие бассейны площадью более 50 000 км² и протяженностью более 500 км.

Средняя река - река, бассейн которой располагается в одной геогра­фической зоне и гидрологический режим которой свойствен гидрологиче­скому режиму рек этой зоны. К категории средних рек относятся равнинные реки, имеющие бассейн площадью от 2000 до 50 000 км² и протяженность примерно от 100 до 500 км.

Малая река - река, бассейн которой располагается в одной географи­ческой зоне и гидрологический режим которой под влия­нием

Рис. 4.2. Водосборный бассейн с речной системой.

местных фак­торов может быть несвойствен гидрологическому режиму рек этой зоны. К категории малых рек относятся реки, имеющие бассейн площадью менее 2000 км². Их длина, как правило, меньше 100 км.

Место, с которого появляется постоянное течение воды в русле, называется истоком, а место, где река впадает в море, озеро или другую реку, называется устьем.

Ручьи и реки образуют речную систему, под которой понимают главную реку и сеть притоков. Площадь, с которой стекает вода в речную систему, называется водосборной площадью или водосборным бассейном. Совокуп­ность водотоков на определенной территории, включающей разные водосборные бассейны, называется речной сетью.

Основными физико-географическими характеристиками водосбора являются его географическое положение, геологическое строение и рельеф местности, рас­тительный покров, почвенный покров и климатические условия. Наибольшее влияние на процесс формирования и режим водного стока оказывают атмо­сферные осадки и испарение с поверхности водосбора.

К морфометрическим характеристикам водосборного бассейна реки относятся:

· площадь водосбора F и длина водосбора L (рис. 4.2.), которую обычно опре­деляют по картам;

· средняя ширина водосбора В_ср – определяют делением площади водо­сбора F на его длину L:

· средняя высота водосбора Н_ср - определяют по гипсографической карте.

К морфометрическим характеристикам рек относятся:

4 Длина реки. Расстояние по реке от истока до устья. Определя­ется как произведение длины водосбора на коэффициент извилистости реки (К_и), т.е.

L_р = L * k_и. (7)

4 Густота речной сети (D) представляет количество длины водотоков, при­ходящееся на единицу площади речного бассейна или какой-либо террито­рии.

4 Уклон поверхности воды в реке (I) равен отношению разности высот по­верхности воды в двух пунктах (h₁ – h₂ ) к расстоянию между ними L.

Часть дна речной долины, занятая водами реки, называется руслом. Обычно реки имеют большие амплитуды колебания уровней и расходов воды в различные периоды года. Часть русла, в пределах которого проходит сток в период низких (межень) вод, носит название коренного или межен­ного русла. Во время весенних половодий или дождевых паводков речные воды затапливают пойму. Эта часть дна речной долины носит название па­водочного русла. В долинах рек, периодически или эпизодически пересы­хающих, возникают сухие русла.

Морфометрические характеристики водоемов (озер и водохранилищ) определяются по плану или карте водоема и относятся к определенному уровню воды. К основным из них относятся:

Длина L — кратчайшее расстояние между двумя наибо­лее удаленными друг от друга точками береговой линии водоема, проведенное на его поверхности по средней линии, равноудаленной от берегов.

Ширина В - в_макс — наиболь­шее расстояние между берегами, перпендикулярное к длине.

Длина береговой линии l - по урезу воды (нулевой изо­бате); для равнинных водохранилищ определяется по правому и левому берегам и суммарная.

Извилистость (изрезанность, развитие) береговой линии К_и — отношение длины береговой линии к длине окружности круга, имеющего площадь, равную площади озера.

Глубина - максимальная Н_макс по данным промеров, средняя Н_ср —частное от деления объема водоема на площадь его зер­кала.

Объем водной массы V - определяется как для всего водоема, так и для отдельных слоев воды по батометрическим картам.

Гидрографическая сеть водосборов, включающая проточные озера, соединенные речными участками, называется озеро – речной системой.

4.3. Основы гидрометрии рек

Гидрометрия – раздел гидрологии, в котором разрабатываются главным образом методики всех наблюдений и измерений, проводимых при изучении гидрологических режимов рек, озер, водохранилищ и болот, а также способы определения параметров режима водных объектов. Для рек основными гидрометрическими параметрами является уровень воды, скорость течения и расход воды.

Все измерения проводятся в пределах живого сечения реки. Живым или водным сечением реки называется площадь, нормально расположенная к направлению течения реки и заполненная текущей водой (рис. 4.3.).

Измерения уровня. Обычно используются реечно-свайные сооружения или, проще говоря, закрепленная на свайном сооружении размеченная рейка. Для каждого гидрологического поста назначается нуль графика, до которого должна быть размече

Рис. 4.3. Определение площади живого сечения реки.

на рейка. Горизонтальная плоскость «нуль графика» располагается на 0,5 м ниже возможного низшего уровня реки. Кроме мерной рейки, могут использоваться разнообразные дистанционные водомерные устройства.

Промеры глубин. Промеры глубин осуществляются гидрометрической штангой, если глубины не превышают 4 метров. На более глубоких участках используются груз на канате или промерные эхолоты, основанные на регистрации времени прохождения звука от поверхности воды до дна и обратно.

Определение скорости течения. В живом сеченииреки скорости воды уменьшаются от поверхности ко дну и от середины реки к берегам за счет трения, так как и дно и берега обладают дополнительным сопротивлением трения. Оно характеризуется т.н. коэффициентом шероховатости, который в зависимости от строения русла может изменяться от 0,025 до 0,2. Кроме того, «мгновенные» скорости, в каждой точке измерения, пульсируют вокруг какого-то среднего значения, за счет турбулентности потока. Явления пульсации учитываются методикой измерений.

В гидрометрическом створе размечаются постоянно используемые скоростные вертикали. Скорость измеряется в определенных интервалах глубин (0,2 – 1,0 м), затем усредняется по каждой вертикали. За среднюю скорость реки в створе принимается средняя по всем вертикалям. Расход воды определяется по формуле

Q = ω * v_ср (м³/с). (8)

где ω – живое или водное сечение; v_ср – средняя скорость в створе. Обычно площадь живого потока определяется по результатам промеров.

Дата добавления: 2015-04-30