Речной сток: определение и его характеристики. Результаты поиска по \"среднегодовой сток\"
Сток определенного участка суши измеряется показателями:
- расходом воды - объемом воды, протекающим в единицу времени через живое сечение реки. Он обычно выражается в м3/с Среднесуточные расходы воды позволяют определить максимальные и минимальные расходы, а также объем стока воды за год с площади бассейна. Годовой сток - 3787 км а - 270 км3;
- модулем стока. Им называется количество воды в литрах, стекающее в секунду с 1 км2 площади. Вычисляется он путем деления величины стока на площадь речного бассейна. Самый большой модуль имеют реки тундровой и ;
- коэффициентом стока. Он показывает, какая доля осадков (в процентах) стекает в реки. Наиболее высокий коэффициент имеют реки тундровой и лесной зон (60-80%), в реках же районов он очень низок ( - 4%).
Стоком в реки сносятся рыхлые породы - продукты . Кроме того, (разрушительная) работа рек также делает их поставщиком рыхлых . При этом образуется твердый сток - масса взвешенных, влекомых по дну и растворенных веществ. Количество их зависит от энергии движущейся воды и от сопротивляемости пород размыву. Твердый сток делится на взвешенный и донный, но это понятие условно, так как при изменении скорости течения одна категория может быстро переходить в другую. При большой скорости донный твердый сток может передвигаться слоем мощностью до нескольких десятков сантиметров. Передвижения их происходят очень неравномерно, так как скорость у дна резко изменяется. Поэтому на дне реки могут образовываться песчаные и перекаты, затрудняющие судоходство. От величины зависит мутность реки, что, в свою очередь, характеризует интенсивность эрозионной деятельности в речном бассейне. В крупных системах рек твердый сток измеряется десятками миллионов тонн в год. Например, сток возвышенных наносов Амударьи - 94 млн. тонн в год, реки Волги - 25 млн. тонн в год, - 15 млн. тонн в год, - 6 млн. тонн в год, - 1500 млн. тонн в год, - 450 млн. тонн в год, Нила - 62 млн. тонн в год.
Величина стока зависит от целого ряда факторов:
- прежде всего от . Чем больше осадков и меньше испаряемость, тем больше сток, и наоборот. Величина стока зависит от формы осадков и распределения их во времени. Дожди жаркого летнего периода дадут меньший сток, чем прохладного осеннего, так как очень велико испарение. Зимние осадки в форме снега не дадут поверхностного стока в холодные месяцы, он сосредоточен в короткий период весеннего половодья. При равномерном распределении осадков в году и сток является равномерным, а резкие сезонные изменения количества осадков и величины испаряемости обуславливают неравномерный сток. При затяжных дождях просачивание осадков в грунт больше, чем при ливневых дождях;
- от местности. При подъеме масс по склонам гор они охлаждаются, так как встречаются с более холодными слоями , и водяной пар , поэтому здесь количество осадков увеличивается. Уже с незначительных возвышенностей сток больше, чем с прилегающих к ним . Так, на Валдайской возвышенности модуль стока равен 12, а на соседних низменностях - только 6. Еще больший объем стока в горах, модуль стока здесь от 25 до 75. На водоносность горных рек, кроме увеличения осадков с высотой, влияют еще уменьшение испарения в горах в связи с понижением и крутизна склонов. С возвышенных и горных территорий вода стекает быстро, а с равнинных медленно. По этим причинам равнинные реки имеют более равномерный режим (см. Реки), тогда как горные чутко и бурно реагируют на ;
- от покрова. В зонах избыточного увлажнения почвы большую часть года насыщены водой и отдают ее рекам. В зонах недостаточного увлажнения в сезон таяния снега почвы способны впитать всю талую воду, поэтому сток в этих зонах слабый;
- от растительного покрова. Исследования последних лет, проводимые в связи с насаждением лесных полос в , указывают на положительное влияние их на сток, так как он в лесных зонах значительнее, чем в степных;
- от влияния . Оно различно в зонах избыточного и недостаточного увлажнения. В болота являются регуляторами стока, а в зоне их влияние отрицательное: они всасывают поверхностные и воды и испаряют их в атмосферу, тем самым нарушая как поверхностный, так и подземный сток;
- от крупных проточных озер. Они являются мощным регулятором стока, правда, действие их локально.
Из приведенного выше краткого обзора факторов, влияющих на сток, следует, что величина его исторически изменчива.
Зоной самого обильного стока являются , максимальная величина его модуля здесь 1500 мм в год, а минимальная - около 500 мм в год. Здесь же сток распределен равномерно во времени. Самый большой годовой сток в .
Зоной минимального стока являются субполярные широты Северного полушария, охватывающие . Максимальная величина модуля стока здесь 200 мм в год и менее, причем наибольшее количество его приходится на весну и лето.
В полярных областях сток осуществляется , толщина слоя в переводе на воду приблизительно 80 мм в и 180 мм в .
На каждом материке есть площади, с которых сток осуществляется не в океан, а во внутренние водоемы - озера. Такие территории называются областями внутреннего стока или бессточными. Формирование этих областей связано с выпадением , а также с удаленностью внутриматериковых территорий от океана. Самые крупные площади бессточных областей приходятся на (40% от общей территории материка) и (29% от общей территории).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
С v = = = = 0,226 .
Относительная средняя квадратическая ошибка средней многолетней величины годового стока реки за данный период равна:
5,65 %
Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента изменчивости С v при его определении методом моментов равна:
18,12 %.
Длина ряда считается достаточной для определения Q o и C v , если 5-10%, а 10-15%. Величина среднего годового стока при этом условии называется нормой стока. Если и (или) больше допустимой ошибки - необходимо удлинить ряд наблюдений.
3. Определение нормы стока при недостатке данных методом гидрологической аналогии
Река-аналог выбирается по:
– сходству климатических характеристик;
– синхронности колебаний стока во времени;
– однородности рельефа, почвогрунтов, гидрогеологических условий, близкой степени покрытости водосбора лесами и болотами;
– соотношению площадей водосборов, которые не должны отличаться более чем в 10 раз;
– отсутствию факторов, искажающих сток (строительство плотин, изъятие и сброс воды).
Река-аналог
должна иметь многолетний период
гидрометрических наблюдений для точного
определения нормы стока и не менее 6 лет
параллельных наблюдений с изучаемой
рекой.
Годовые модули стока р.Учеба и реки-аналога Таблица 5.
| год | M, л/c*км2 | Mан, л/c*км2 |
| 1963 | 5,86 | 6,66 |
| 1964 | 4,72 | 4,55 |
| 1965 | 3,88 | 3,23 |
| 1966 | 3,29 | 4,24 |
| 1967 | 5,15 | 6,22 |
| 1968 | 4,82 | 8,19 |
| 1969 | 6,86 | 7,98 |
| 1970 | 4,71 | 3,74 |
| 1971 | 3,17 | 3,03 |
| 1972 | 3,72 | 5,85 |
| 1973 | 6,29 | 8,16 |
| 1974 | 5,24 | 5,67 |
| 1975 | 4,36 | 3,97 |
| 1976 | 3,61 | 5,15 |
| 1977 | 5,70 | 7,49 |
| 1978 | 5,37 | 7,00 |
Рисунок 1.
График связи среднегодовых модулей стока реки Учеба и реки-аналога
По
графику связи М о равно 4,9 л/с.км 2
Q O = М о* F;
Коэффициент изменчивости годового стока:
С v =A C va ,
где С v – коэффициент изменчивости стока в расчетном створе;
C va – в створе реки-аналога;
М оа – среднемноголетняя величина годового стока реки-аналога;
А – тангенс угла наклона графика связи.
В нашем случае:
С v = 0,226; A=1,72; М оа =5,7 л/с*км 2 ;
Окончательно принимаем М о =4,9; л/с*км 2 , Q O =163,66 м 3 /с, С v =0,046.
4. Построение и проверка кривой обеспеченности годового стока
В работе требуется построить кривую обеспеченности годового стока, воспользовавшись кривой трехпараметрического гамма-распределения. Для этого необходимо рассчитать три параметра: Q o – среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока, C v и C s годового стока.
Используя результаты расчетов первой части работы для р. Лаба, имеем Q O = 169,79 м 3 /с, С v = 0,226 .
Для заданной реки принимаем C s =2С v =0,452 с последующей проверкой.
Ординаты кривой определяем в зависимости от коэффициента С v по таблицам, составленным С.Н. Крицким и М.Ф. Менкелем для C s =2С v . Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли С v и провести интерполяцию между соседними столбцами цифр. Занести в таблицу ординаты кривой обеспеченности.
Координаты теоретической кривой обеспеченности.
Таблица 6
| Обеспеченность, Р% | 0,01 | 0,1 | 1 | 5 | 10 | 25 | 50 | 75 | 90 | 95 | 99 | 99,9 |
| Ординаты кривой (Кр) | 2,22 | 1,96 | 1,67 | 1,45 | 1,33 | 1,16 | 0,98 | 0,82 | 0,69 | 0,59 | 0,51 | – |
Построить кривую обеспеченности на клетчатке вероятностей и проверить ее данные фактических наблюдений. (Рис.2)
Таблица 7
Данные для проверки теоретической кривой
| № п/п | Модульные коэффициенты по убыванию К | Фактическая
обеспеченность
Р = |
Годы, соответствующие К |
| 1 | 1,43 | 5,9 | 1969 |
| 2 | 1,31 | 11,8 | 1973 |
| 3 | 1,22 | 17,6 | 1963 |
| 4 | 1,19 | 23,5 | 1977 |
| 5 | 1,12 | 29,4 | 1978 |
| 6 | 1,09 | 35,3 | 1974 |
| 7 | 1,07 | 41,2 | 1967 |
| 8 | 1,00 | 47,1 | 1968 |
| 9 | 0,98 | 52,9 | 1964 |
| 10 | 0,98 | 58,8 | 1970 |
| 11 | 0,91 | 64,7 | 1975 |
| 12 | 0,81 | 70,1 | 1965 |
| 13 | 0,78 | 76,5 | 1972 |
| 14 | 0,75 | 82,4 | 1976 |
| 15 | 0,68 | 88,2 | 1966 |
| 16 | 0,66 | 94,1 | 1971 |
Для этого модульные коэффициенты годовых расходов нужно расположить по убыванию и для каждого из них вычислить его фактическую обеспеченность по формуле Р = , где Р – обеспеченность члена ряда, расположенного в порядке убывания;
m – порядковый номер члена ряда;
n – число членов ряда.
Как видно из последнего графика, нанесенные точки усредняют теоретическую кривую, значит, кривая построена правильно и соотношение C s =2 С v соответствует действительности.
Расчет делится на две части:
а) межсезонное распределение, имеющее наиболее важное значение;
б) внутрисезонное распределение (по месяцам и декадам), устанавливаемое с некоторой схематизацией.
Расчет выполняется по гидрологическим годам, т.е. по годам, начинающимся с многоводного сезона. Сроки сезонов начинаются едиными для всех лет наблюдений с округлением их до целого месяца. Продолжительность многоводного сезона назначается так, чтобы в границах сезона помещалось половодье как в годы с наиболее ранним сроком наступления, так и с наиболее поздним сроком окончания.
В задании продолжительность сезона можно принять следующий: весна-апрель, май, июнь; лето-осень – июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь; зима – декабрь и январь, февраль, март следующего года.
Величина стока за отдельные сезоны и периоды определяется суммой среднемесячных расходов. В последнем году к расходу за декабрь прибавляются расходы за 3 месяца (I, II, III) первого года.
| Расчет внутригодового распределения стока р.Учеба методом компоновки (межсезонное распределение) . Таблица 8 | |||||||||||||
| № | Год | Расход воды за сезон зима(лимитирующий сезон) | Зимний сток | Qм сток за маловодный межен.период | К | К-1 | (К-1)2 | Расходы воды в убывающем порядке (сумарный сток) | p=m/(n+1)*100% | ||||
| XII | I | II | зима | весна | лето-осень | ||||||||
| 1 | 1963-64 | 74,56 | 40,88 | 73,95 | 189,39 | 883,25 | 1,08 | 0,08 | 0,00565 | 264,14 | 2043,52 | 814,36 | 5,9 |
| 2 | 1964-65 | 93,04 | 47,64 | 70,83 | 211,51 | 790,98 | 0,96 | -0,04 | 0,00138 | 255,06 | 1646,21 | 741,34 | 11,8 |
| 3 | 1965-66 | 68,53 | 40,62 | 75,27 | 184,42 | 679,62 | 0,83 | -0,17 | 0,02982 | 246,72 | 1575,96 | 693,86 | 17,6 |
| 4 | 1966-67 | 61,00 | 75,85 | 59,10 | 195,95 | 667,87 | 0,81 | -0,19 | 0,03497 | 240,35 | 1535,03 | 689,64 | 23,5 |
| 5 | 1967-68 | 39,76 | 40,88 | 51,36 | 132,00 | 730,81 | 0,89 | -0,11 | 0,01218 | 229,04 | 1456,13 | 673,52 | 29,4 |
| 6 | 1968-69 | 125,99 | 40,88 | 42,57 | 209,44 | 862,01 | 1,05 | 0,05 | 0,00243 | 228,15 | 1308,68 | 670,73 | 35,3 |
| 7 | 1969-70 | 83,02 | 65,79 | 91,54 | 240,35 | 869,70 | 1,06 | 0,06 | 0,00345 | 213,65 | 1277,64 | 652,57 | 41,2 |
| 8 | 1970-71 | 106,58 | 75,85 | 72,63 | 255,06 | 793,34 | 0,97 | -0,03 | 0,00117 | 211,51 | 1212,54 | 629,35 | 47,1 |
| 9 | 1971-72 | 99,09 | 61,94 | 52,62 | 213,65 | 631,92 | 0,77 | -0,23 | 0,05325 | 211,46 | 1207,80 | 598,81 | 52,9 |
| 10 | 1972-73 | 122,69 | 47,51 | 58,84 | 229,04 | 902,56 | 1,10 | 0,10 | 0,00974 | 209,63 | 1185,05 | 579,47 | 58,8 |
| 11 | 1973-74 | 82,97 | 49,59 | 78,90 | 211,46 | 1025,82 | 1,25 | 0,25 | 0,06187 | 209,44 | 1057,65 | 564,21 | 64,7 |
| 12 | 1974-75 | 102,30 | 68,10 | 76,32 | 246,72 | 917,45 | 1,12 | 0,12 | 0,01365 | 195,95 | 969,18 | 538,28 | 70,1 |
| 13 | 1975-76 | 77,21 | 70,42 | 80,52 | 228,15 | 792,36 | 0,96 | -0,04 | 0,00126 | 189,39 | 785,60 | 537,44 | 76,5 |
| 14 | 1976-77 | 69,20 | 72,73 | 67,70 | 209,63 | 747,07 | 0,91 | -0,09 | 0,00820 | 184,42 | 727,76 | 495,20 | 82,4 |
| 15 | 1977-78 | 48,28 | 49,04 | 56,55 | 153,87 | 843,51 | 1,03 | 0,03 | 0,00072 | 153,87 | 714,91 | 471,92 | 88,2 |
| 16 | 1978-63 | 140,06 | 77,36 | 46,72 | 264,14 | 1005,48 | 1,22 | 0,22 | 0,05017 | 132,00 | 679,69 | 418,27 | 94,1 |
| сумма | 13143,75 | 16,00 | 0,00 | 0,28992 | |||||||||
Описание работы
В период половодья (паводка) часть излишков воды временно задерживается в водохранилище. При этом происходит некоторое повышение уровня воды сверх НПУ, за счет чего образуется форсированный объем и гидрограф половодья (паводка) трансформируется (распластывается) в гидрограф сбросных расходов. Образование форсированного объема, равного аккумулирующейся части стока высоких вод, позволяет снизить максимальные расходы воды, поступающие в нижний бьеф, и тем самым предотвратить наводнения на нижерасположенных участках реки, а также уменьшить размеры водосбросных гидротехнических сооружений.
2. Исходные данные……………………………………………………………………………….…4
3. Определение среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока при наличии данных наблюдений…………………………………………………………………………..…….8
4. Определение коэффициент изменчивости (вариации) Сv годового стока………………………………………………………………………………….10
5. Определение норму стока при недостатке данных методом гидрологической аналогии………………………………………………………………………………12
6. Построить и проверить кривую обеспеченности годового стока…………………………………………………………………….……………14
7. Рассчитать внутригодовое распределение стока методом компоновки для целей орошения с расчетной вероятностью превышения Р=80%....................................................................................................................21
8. Определение расчетного максимального расхода, талых вод Р=1% при отсутствии данных гидрометрических наблюденийпо формуле……………….23
9. Построение батиграфических кривых водохранилища…………………………………………………………………………………24
10. Определение минимального уровня воды УМО……………………………………………………………………….……..26
11. Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока…………………………………………………………………………………28
12. Определение режима работы водохранилища балансовым таблично-цифровым расчетом………………………………………………………………..……………...30
13. Интегральные (календарные) кривые стока и отдачи………………………………………………………………………………….34
14. Расчет водохранилища многолетнего регулирования………………………………………………………………………………...36
15. Библиографический список………………………………………………………………………………
Река́ - природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении - постоянном естественном русле и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна. Реки являются предметом изучения одного из разделов гидрологии суши - речной гидрологии (потамологии).
Режим реки - регулярные (суточные, годовые) изменения состояния реки, обусловленные физико-географическими свойствами ее водосборного бассейна, в первую очередь климатом. Режим реки проявляется в колебаниях уровней и расходов воды, времени установления и схода ледового покрова, температуре воды, количестве переносимых рекой наносов и др.
Питание реки - поступление (приток) воды в реку от источника питания. Питание может быть дождевое, снеговое, ледниковое, подземное (грунтовое), чаще всего смешанное, с преобладанием того или иного источника питания на отдельных отрезках реки и в разное время года.
Расход воды - объем воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени. На основании регулярных измерений расхода воды вычисляется сток за длительный период.
Твердый сток - твердые частицы минерального или органического материала, переносимого текущими водами.
58. Озера: классификация, водный баланс, экология и развитие.
О́зеро - замкнутое углубление суши, в которое стекают и накапливаются поверхностные и подземные воды. Озёра не являются частью Мирового Океана. Озёра регулируют сток рек, задерживая в своих котловинах полые воды и отдавая их в другие периоды. В водах озёр происходят химические и биологические реакции. Одни элементы переходят из воды в донные отложения, другие - наоборот. В ряде озёр, главным образом не имеющих стока, в связи с испарением воды повышается концентрация солей. Результатом являются существенные изменения минерализации и солевого состава озёр. Благодаря значительной тепловой инерции водной массы крупные озёра смягчают климат прилегающих районов, уменьшая годовые и сезонные колебания метеорологических элементов.
1 Озёрные котловины 1.1 тектонические 1.2 ледниковые 1.3 речные (старицы) 1.4 приморские (лагуны и лиманы) 1.5 провальные (карстовые, термокарстовые) 1.6 вулканические (в кратерах потухших вулканов) 1.7 завально-запрудные 1.8 искусственные (водохранилища, пруды)
Водный баланс - соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранный интервал времени для рассматриваемого объекта. Водный баланс может быть рассчитан для водосбора или участка территории, для водного объекта, страны, материка и т.д.
Форма, размеры и рельеф дна озёрных котловин существенно меняются при накоплении донных отложений. Зарастание озёр создает новые формы рельефа, равнинные или даже выпуклые. Озёра и, особенно, водохранилища часто создают подпор грунтовых вод, вызывающий заболачивание близлежащих участков суши. В результате непрерывного накопления органических и минеральных частиц в озёрах образуются мощные толщи донных отложений. Эти отложения видоизменяются при дальнейшем развитии водоемов и превращении их в болота или сушу. При определенных условиях они преобразуются в горные породы органического происхождения.
Норма годового стока называется среднее его значение за многолетний период, включающий несколько полных лет (не менее двух) циклов колебаний водности реки при неизмененных географических условиях и одинаковом уровне хозяйственного деятельности в бассейне реки.
Норма годового стока, или средний многолетний сток, является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водоносность рек и потенциальные водные ресурсы данного бассейна или района. Она служит своего рода гидрологическим «эталоном» или «репером», от которого исходят при определении других характеристик стока, например годовых величин разной обеспеченности, сезонных и месячных величин, и имеет очень важное значение при проектировании водохранилищ для гидроэнергетики, орошения, водоснабжения и других видов водохозяйственного строительства.
Устойчивость нормы годового стока определяется двумя условиями:
1) как средняя многолетняя величина она почти не меняется, если к многолетнему ряду будет прибавлено еще несколько лет наблюдений;
2) она является функцией главным образом климатических факторов (осадков и испарения), притом их средних многолетних значений, которые в свою очередь являются устойчивыми климатическими характеристиками района или бассейна.
Норма годового стока может выражаться в виде: среднего годового расхода воды Q в м 3 /с; среднего годового объема стока W в м 3 ; среднего годового модуля стока М в л/(с км 2); среднего годового слоя Y в мм, отнесенного к площади водосбора.
Выраженная в виде среднего годового модуля стока М или среднего годового слоя Y норма годового стока, как и ее климатические составляющие (средние годовые осадки и испарение), достаточно плавно изменяется по территории и поддается картированию. Это хорошо иллюстрируется картой изолиний (СН 435-72), из которой видно, что общее распределение нормы годового стока имеет характер широтной зональности в равнинных районах и вертикальной зональности в горных районах. Повышенная норма стока отмечается на возвышенностях, пониженная - в районах отрицательных форм рельефа. Несколько нарушается широтная зональность нормы годового стока рек под влиянием Балтийского моря, Ладожского и Онежского озер.
В зависимости от наличия информации о режиме стока реки норма годового стока вычисляется:
а) по данным непосредственных наблюдений за стоком реки за достаточно длительный период, позволяющий определить норму годового стока с заданной точностью;
б) путем приведения среднего стока, полученного за короткий период наблюдений, к многолетнему по длинному ряду реки-аналога;
в) при полном отсутствии наблюдений - на основании характеристик среднего годового стока, полученных в результате обобщения наблюдений на других реках данного района, и по уравнению водного баланса.
В целом же для непосредственных расчетов или общей оценки нормы годового стока, как и других его характеристик, исключительно большое значение имеют продолжительные гидрометрические наблюдения за стоком рек. Они служат основой и для определения будущего режима рек при проектировании водохранилищ, плотин, мостов и других сооружений. Характеристики стока определяются сначала для естественного состояния рек, затем в них вносятся те или иные поправки, которые должны учесть изменения стока под влиянием того или иного вида хозяйственной деятельности в речном бассейне. Для рек со значительной искусственной зарегулированностью стока водохранилищами, изъятием или перебросками воды из других бассейнов восстанавливаются значения стока при естественном режиме.
Согласно «Указаниям по определению расчетных гидрологических характеристик» (СН 435-72), продолжительность периода наблюдений считается достаточной для установления расчетных значений нормы годового стока и среднего годового стока заданных обеспеченностей, если рассматриваемый период репрезентативен и относительная средняя квадратическая ошибка многолетней величины не превышает 5-10%, а коэффициента вариации (изменчивости) – 10-15%.
Если и превышают указанные пределы и период наблюдений нерепрезентативен, средний многолетний сток икоэффициент вариации приводятся к более длинному периоду. При невозможности приведения (например, при отсутствии опорных створов-аналогов), вместо нормы годового стока и расчетного коэффициента вариации, принимаются их значения, вычисленные по данным за имеющийся период, и в расчете указываются их относительные средние квадратические ошибки. Репрезентативность периода наблюдений п лет для расчета среднего многолетнего годового стока оценивается по рекам-аналогам с периодом наблюдений N>n и N >50 лет путем построения и анализа разностных интегральных кривых годового стока. Репрезентативность в целом всех статистических параметров (Q, C v и C s), вычисленных по ряду за п лет, устанавливается путем сопоставления кривых обеспеченности годового стока, построенных по данным створа-аналога за период п и N лет.
2.1 Характеристика речного стока .
При гидрологических расчетах применяются следующие обозначения стока:
1. Расход воды Q - количество воды, прошедшее за 1 сек через поперечное сечение реки. Расход выражается в кубических метрах секунду.
2. Объем стока W - количество воды, прошедшее через сечение реки за определенный промежуток времени, например, за год, м 3 .
3. Слой стока Y - количество воды, прошедшее через поперечное сечение реки за определенный промежуток времени (год, месяц и т. д.) и отнесенное к единице площади водосбора, выражается в миллиметрах в год.
Для определения стока реки в зависимости от площади бассейна, высота слоя осадков и т.д. в гидрологии применяются следующие величины: сток реки, модуль стока и коэффициент стока.
Стоком реки называют расход воды за продолжительный период времени, например, за сутки, декаду, месяц, год.
Модулем стока называют выраженное в литрах (у) количество воды, стекающее в среднем в 1 секунду с площади бассейна реки в 1 км 2:
Коэффициентом стока называют отношение стока воды в реке (Qr)к количеству выпавших осадков (М) на площадь бассейна реки за одно и то же время, выраженное в процентах:
а - коэффициент стока в процентах, Qr - величина годового стока в кубических метрах; М - годовое количество выпавших осадков в миллиметрах.
Для определения модуля стока нужно знать расход воды и площадь бассейна выше створа, по которому определялся расход воды данной реки. Площадь бассейна реки можно измерить по карте. Для этого применяют следующие способы:
- 1) планирование
- 2) разбивку на элементарные фигуры и вычисление их площадей;
- 3) измерение площади посредством палетки;
- 4) вычисление площадей по геодезическим таблицам
Студентам легче всего использовать третий способ и проводить измерение площади посредством палетки, т.е. прозрачной бумаги (кальки) с нанесенными на нее квадратиками. Имея карту исследуемого района карты в определённом масштабе, можно изготовить палетку квадратами, соответствующими масштабу карты. Предварительно следует оконтурить бассейн данной реки выше определенного створа, а затем наложить карту на палетку, на которую перенести контур бассейна. Для определения площади требуется сосчитать сначала число полных квадратиков, расположенных внутри контура, а затем сложить данные квадратики, частично покрывающие бассейн данной реки. Сложив квадратики и умножив полученное число на площадь одного квадратика, узнаем площадь бассейна реки выше данного створа.
Q - расход воды, л. Для перевода кубических метров в литры умножаем расход на 1000, S площадь бассейна, км 2.
Для определения коэффициента стока реки нужно знать годовой сток реки и объем воды, выпавшей на площади данного бассейна реки. Объем воды, выпавшей на площади данного бассейна легко определить. Для этого нужно площадь бассейна, выраженную в квадратных километрах, умножить на толщину слоя выпавших осадков (тоже в километрах). Например, толщина будет равна р если осадков на данной площади выпало за год 600 мм, то 0" 0006 км и коэффициент стока будет равен:
Qr - годовой сток реки, а М- площадь бассейна; умножаем дробь на 100 для определения коэффициента стока в процентах.
Определение режима стока реки. Для характеристики режима стока реки нужно установить:
a) каким изменениям по сезонам подвергается уровень воды (река с постоянным уровнем, сильно мелеющая летом пересыхающая, теряющая воду в понорах и исчезающая с поверхности);
b) время половодья, если оно бывает;
c) высоту воды во время половодья (если нет самостоятельны наблюдений, то по опросным сведениям);
d) продолжительность замерзания реки, если это бывает (по своим личным наблюдениям или же по сведениям, полученным путем опроса).
Определение качества воды. Для определения качества воды нужно узнать, мутная она или прозрачная, годная для питья или нет. Прозрачность воды определяется белым диском (диск Секки) диаметром приблизительно 30 см, подведенным на размеченном лине или приделанным к размеченному шесту. Если диск опускается на лине, то внизу, под диском, прикрепляется груз, чтобы диск не сносило течением. Глубина, на которой этот диск становится невидимым, и является показателем прозрачности воды. Можно диск сделать из фанеры и окрасить его в белый цвет, но тогда груз нужно подвесить достаточно тяжелый, чтобы он вертикально опускался в воду, а сам диск сохранял горизонтальное положение; или фанерный лист можно заменить тарелкой.
Определение температуры воды в реке. Температуру воды в реке определяют родниковым термометром, как на поверхности воды, так и на разных глубинах. Держать термометр в воде нужно в течение 5 минут. Родниковый термометр можно заменить обычным ванновым термометром в деревянной оправе, но, для того чтобы он опускался в воду на разные глубины, следует привязать к нему груз.
Можно определить температуру воды в реке при помощи батометров: батометра-тахиметра и бутылочного батометра. Батометр-тахиметр состоит из гибкого резинового баллона объемом около 900 см 3; в него вставлена трубочка диаметром б мм. Батометр-тахиметр закрепляют на штанге и опускают на разные глубины для взятия воды.
Полученную воду выливают в стакан и определяют ее температуру.
Батометр-тахиметр нетрудно сделать самому студенту. Для этого нужно купить небольшую резиновую камеру, на нее надеть и привязать резиновую трубочку диаметром б мм. Штангу можно заменить деревянным шестом, разделив его на сантиметры. Штангу с батометром-тахиметром нужно опускать вертикально в воду до определенной глубины, так чтобы отверстие батометра-тахиметра было направлено по течению. Опустив на определённую глубину, штангу необходимо повернуть на 180 и держать примерно 100 секунд для того чтобы набрать воды после чего опять повернуть штангу на 180°. сток вода режим река
Вынимать ее следует так, чтобы из батометра вода не вылилась. Перелив воду в стакан, определяют термометром температуру воды на данной глубине.
Полезно одновременно измерить термометром-пращом температуру воздуха и сравнить её с температурой речной воды, записав обязательно время наблюдения. Иногда разность температуры достигает нескольких градусов. Например, в 13 часов температура воздуха 20, температура воды в реке 18°.
Исследование на определенных участках на определенных характера русла реки. При исследовании участках характера русла реки необходимо:
a) отметить главнейшие плесы и перекаты, определить их глубины;
b) при обнаружении порогов и водопадов определить высоту падения;
c) зарисовать и по возможности измерить острова, отмели, осередки, побочные протоки;
d) собрать сведения, в каких местах река размывает и на местах, особенно сильно размываемых, определить характер размываемых пород;
e) изучить характер дельты, если исследуется приустьевой участок реки, и нанести ее на глазомерный план; посмотреть, соответствуют ли отдельные рукава изображенным на карте.
Общая характеристика реки и ее и с пользование. При общей характеристике реки нужно выяснить:
a) в какой части река является главным образом эродирующей и в какой аккумулирующей;
b) степень меандрирования.
Для определения степени меандрирования нужно узнать коэффициент извилистости, т.е. отношение длины реки на изучаемом участке к кратчайшему расстоянию между определенными пунктами исследуемой части реки; например, река А имеет длину 502 км, а кратчайшее расстояние между истоком и устьем всего 233 км, следовательно, коэффициент извилистости:
К - коэффициент извилистости, L - длина реки, 1 - кратчайшее расстояние между истоком и устьем
Изучение меандров имеет большое значение для лесосплава и судоходства;
c) Не отжимания реки конусы выноса, образуемые в устьях притоков реки или производят временные потоки.
Узнать, как используется река для судоходства и сплава леса; если рука несудоходная, то выяснить почему, служит препятствием (мелководная, порожистая, есть ли водопады), есть ли на реке плотины и другие искусственные сооружения; не используется ли река для полива; какие преобразования нужно сделать для использования реки в народном хозяйстве.
Определение питания реки. Нужно выяснить виды питания реки: грунтовое, дождевое, от таяния снега озерное или болотное. Например, р. Клязьма имеет питание, грунтовое, снеговое и дождевое, из них грунтовое питание составляет 19 %, снеговое - 55 % и дождевое - 26 %.
Река изображена на рисунке 2.
м 3
Вывод: В ходе данного практического занятия, в результате расчетов были получены следующие значения, характеризующие сток реки:
Модуль стока?= 177239 л/с*км 2
Коэффициент стока б=34,5 %.
