Меню

Назвать гидрографические показатели характеристики реки

Назвать гидрографические показатели характеристики реки

Река́ – водоток, питающийся атмосферными осадками в пределах своего водосбора и имеющие чётко выраженное, сформированное самим потоком русло. К рекам не относят водотоки с искусственным руслом (каналы). Реки, как правило, постоянные водотоки.

Этимология

Слово «река» есть во всех славянских языках. Оно родственно словам «рой», «ринуть(ся)», «реять». Более древние и дальние родственники слова «река»: древне-инд. ráyas – «течение», «ток», лат. rīvus – «ручей», «канава», галльское rēnos – «Рейн», «дорога», древне-англ. ríđ – «ручей», «река».

Место и роль рек на земном шаре

Реки и их системы – характерные элементы поверхности всех материков Земли (кроме Антарктиды). Реки находятся в разных географических зонах суши: среди тундры, тайги, пустынь и тропических лесов. Реки очень разнообразны и отличаются друг от друга размером и характером режима. По оценкам Государственного гидрологического института (ГГИ), единовременно во всех реках земного шара находится около 2 120 км 3 воды, или менее 0,0002% объёма вод в водной оболочке Земли, равного 1 388 млн км 3 воды, или 0,006% запасов пресных вод на Земле, составляющих 38,77 млн км 3 . Несмотря на такой малый объём речных вод, реки играют важнейшую роль в формировании природных условий планеты и в развитии человеческого общества. Большое функциональное значение рек на земном шаре объясняется прежде всего особенностями самой речной воды: она возобновляемая, подвижная и пресная. В результате постоянно происходящего на Земле водообмена между сушей, атмосферой и Мировым океаном и благодаря дождям и таянию сезонного снега вода в реках возобновляется (в среднем для всех незарегулированных рек мира за 16 суток). Стекая с поверхности материков в океаны и связанные с ним моря, реки «замыкают» глобальный круговорот природных вод, объединяя его материковое и океаническое звенья. Водный сток рек в океан, по данным ГГИ, в среднем составляет 39,5 тыс. км 3 /год, или 36% расходной части водного баланса областей внешнего стока суши и 7,9% приходной части водного баланса Мирового океана. Тем самым реки поддерживают в некотором равновесии водный баланс всей планеты и объединяют не только все объекты гидросферы, но и всю географическую оболочку Земли.

Вместе с водой реки переносят с материков в океаны и моря взвешенные и растворённые вещества и теплоту. Текущие речные воды обладают большой кинетической энергией и могут совершать механическую работу. Реки и речной сток – одни из важнейших на Земле геологических и геоморфологических факторов. Совместно с физическим выветриванием реки участвуют в крупномасштабном эрозионном процессе на поверхности планеты: они эродируют горы и возвышенности, создают долины, глубокие ущелья и каньоны. Одновременно с этим реки отлагают в своих низовьях продукты эрозии и формируют толщи отложений, аллювиальные равнины, поймы, дельты, конусы выноса. Велика самоочищающая способность речных вод.

Реки представляют собой очень специфические и ценные экосистемы. Воды рек – места обитания многих водных организмов (растений и животных – моллюсков, ракообразных, рыб и др.), в том числе представляющих экономический интерес.

Люди с глубокой древности используют реки и их природные ресурсы, селятся около рек, чтобы заниматься рыболовством, а на плодородной илистой почве речных пойм и дельт – земледелием.

Именно с рекой связано появление на Земле первых очагов орошаемого земледелия и развития человеческой цивилизации в целом. Историками и археологами изучены следы древних поселений в низовьях рек Хуанхэ и Янцзы, Инда и Ганга, Тигра и Евфрата, Амударьи в Азии, Нила и Нигера – в Африке.

Через реки шло освоение европейцами Северной и Южной Америки, а русскими землепроходцами – Сибири и Дальнего Востока. На реках появились первые поселения, а позже – города, промышленные и портовые центры, столицы ряда государств. Реки – важнейшие транспортные артерии, связывающие разные территории между собой и с морями.

В наши дни реки и связанные с ними водные, земельные, биологические ресурсы широко используются людьми. Реки и их ресурсы используются гидроэнергетикой, водным транспортом, рыбным хозяйством; большие объёмы речной воды потребляют тепловая и атомная энергетика, многие отрасли промышленности, сельское и коммунальное хозяйство. Рациональное использование рек и их природных ресурсов, охрана их от загрязнения и истощения требуют как постоянных наблюдений за состоянием рек и их естественными и антропогенными изменениями, так и серьёзного изучения происходящих в реках природных процессов.

Основные характеристики реки

Каждая река имеет исток и устье. Каждая река имеет речной бассейн (водосбор). Основные морфометрические характеристики реки и её бассейна – это длина реки и площадь бассейна.

Совокупность рек в пределах бассейна состоит из главной реки и притоков разного порядка и образует речную сеть как основу гидрографической сети бассейна. Важнейшие части реки – русло и пойма. В русле, в свою очередь, выделяют микроформы рельефа (донные гряды, чья высота соизмерима с глубиной русла), макроформы (плёсы и перекаты), макроформы (излучины или меандры). Русло реки может быть разделено на рукава и протоки. На пойме нередко находятся бывшие части русла – старицы.

Основные гидрологические характеристики рек – качественные и количественные показатели составляющих речного стока и элементов гидрологического режима.

Типы рек

Реки типизируют по размеру бассейна, условиям протекания, окружающему ландшафту, гидрологическому режиму.

По размеру реки подразделяют на большие, средние и малые. Большие реки имеют бассейн с площадью более 50 тыс. км 2 , обычно расположенный в нескольких географических зонах. Гидрологический режим больших рек в целом не свойствен режиму рек каждой зоны в отдельности и поэтому полизонален. Иногда выделяют очень большие (или крупнейшие) реки, площадь бассейна которых более 1 млн км 2 . Это Волга в Европе, Обь, Енисей, Лена, Амур, Янцзы в Азии, Нил, Конго, Нигер, Замбези в Африке, Маккензи, Святого Лаврентия, Миссисипи в Северной Америке, Ориноко, Амазонка, Парана в Южной Америке, Муррей в Австралии. Самая крупная река мира и по площади бассейна (7 180 тыс. км 2 ), и по длине (7 100 км) и по водоносности (7 280 км 3 /год) – Амазонка.

Самые большие реки в России: по площади бассейна – Обь, Енисей, Лена, Амур, Волга; по длине – Обь с Иртышом, Лена, Волга, Енисей, Амур; по величине водного стока – Енисей, Лена, Обь, Амур, Волга.

Средние реки имеют бассейн с площадью 2 тыс. – 50 тыс. км 2 , который обычно находится в пределах одной географической зоны. Гидрологический режим средних рек характерен для большинства рек данной зоны и поэтому зонален.

Малые реки с площадью 50–2 тыс. км 2 также имеет бассейн, расположенный в пределах какой-либо одной географической зоны. Гидрологический режим таких рек, как правило, зонален, но под влиянием местных условий (например, наличие карста в горных породах) может существенно отличаться от режима, свойственного большинству рек данной зоны, и стать азональным. Нижняя граница площади бассейна (10–50 км 2 ), отделяющая малые реки от ручьёв, весьма условна.

Чем крупнее река и больше площадь её бассейна, тем больше, при прочих равных условиях, её водоносность, т.е. среднемноголетний сток воды. Прямой связи водоносности с площадью бассейна, однако, нет, так как сток определяется не только размером речного бассейна, но и его климатическими условиями и водным балансом, зависящим от соотношения осадков и испарения в пределах бассейна.

По условиям протекания реки подразделяют на равнинные, полугорные и горные. Равнинная река (или равнинная часть всей реки) характеризуется спокойным гидравлическим режимом, имеет малые уклоны и скорости течения и русло, обычно сложенное песчаными и илистыми отложениями. Горная река (или горный участок всей реки) характеризуется бурным гидравлическим состоянием потока, имеет большие уклоны и скорости течения, каменистое дно. Полугорная река (или полугорный участок всей реки) занимает промежуточное положение между горной и равнинной рекой. Русло таких рек может быть сложено крупным песком, гравием, галькой.

По ландшафту окружающей местности выделяют, например, реки тундровые, таёжные, степные. Реки, вытекающие из озёр или протекающие через озёра, называют озёрными. Реки, вытекающие из болот, протекающие через болота или имеющие в пределах своего бассейна значительные массивы болот, называют болотными. Реки, вытекающие из ледников и имеющие в своем стоке большую долю талых ледниковых вод, относят к категории ледниковых.

Кроме того, выделяют типы рек по источникам (видам) питания, водному, термическому, ледовому, гидрохимическому и другим видам режима.

Водный режим рек

Водный режим рек – главный компонент гидрологического режима этих объектов. Водный режим – это пространственно-временные изменения водного стока рек, а также уровней воды, уклонов водной поверхности, скоростей течения. Все эти изменения определяются условиями водного питания реки. Различают четыре вида (источников) питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое, подземное. Соотношение вклада разных видов питания в водный сток реки определяется физико-географическими условиями бассейна реки.

В водном режиме рек выделяют несколько характерных фаз: половодье, паводки, межень. Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон года и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продолжительным подъёмом уровня воды. По происхождению выделяют половодье снеговое (весеннее, в период таяния снежного покрова), дождевое (например, в период морского муссона), ледниковое (в период таяния горных ледников), смешанное (например, в результате и снеготаяния, и дождей). Паводок – фаза водного режима, которая может многократно повторяться в течение года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расхода воды и подъёмом уровней. Паводки формируются в результате интенсивных дождей или снеготаяния в период оттепелей. Межень – фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон и характеризующаяся малой водностью и длительным стоянием низких уровней воды. Причины формирования межени – уменьшение водного стока вследствие наступления засушливого сезона (летняя межень), истощения подземного питания (зимняя межень). На многих крупных реках в условиях муссонного климата выделяют две фазы водного режима (сезона) – влажный и сухой. Реки России по характеру водного режима делят на три группы: с весенним половодьем, с половодьем в тёплую часть года, с паводочным режимом.

Читайте также:  Озон река моих сожалений

В связи с глобальным потеплением климата в областях достаточного и избыточного увлажнения отмечено увеличение осадков и, как следствие, водного стока реки, а в областях сухих или недостаточного увлажнения – уменьшение осадков и водного стока, что обычно усугубляется значительным забором речной воды на орошение земель и водообеспечение населения.

Другие элементы гидрологического режима рек

Изменения стока воды рек сопровождается изменениями стока взвешенных и влекомых наносов. Основной перенос наносов происходит в период половодья и паводков. Все реки мира ежегодно выносят в океаны и моря около 16 млрд т взвешенных наносов как продуктов денудации поверхности континентов. До середины ХХ в. величина стока взвешенных наносов была на 20–25% больше. Причина уменьшения стока наносов – их отложение в водохранилищах. После сооружения водохранилищ существенно уменьшился сток наносов Нила, Миссисипи, Замбези, Эбро, Дуная, Дона, Кубани, Волги, Енисея и др. Кроме того, к уменьшению стока наносов реки приводят изъятие песка из русел рек на строительные нужды и мероприятия по защите земель в речных бассейнах от эрозии.

Термический и ледовый режим реки зависит от местных климатических условий. Изменения температуры речной воды в году и в течение суток всегда отстают от изменений температуры воздуха; температура речной воды, как правило, не может опускаться ниже 0ºС, а её максимальные значения обычно меньше наибольших величин температуры воздуха и отмечаются с некоторым запаздыванием.

Ледовые явления на реке наступают тогда, когда температура речной воды опустится до 0ºС. Все реки мира можно подразделить на три группы: замерзающие, с неустойчивым ледоставом и незамерзающие. У замерзающих рек, текущих в основанном в средних и высоких широтах Северного полушария, период с ледовыми явлениями делится на три фазы: замерзание, включая такие явления, как первичные формы льда, забереги, осенний ледоход, иногда сопровождающийся заторами льда; ледостав; вскрытие, включая такие явления, как закраины, подвижки льда, весенний ледоход (часто с заторами льда), полное очищение ото льда. В связи с потеплением климата на многих реках отмечено повышение температуры воды, а у замерзающих рек (например, Волги, Кубани, Дуная) – смягчение ледового режима с уменьшением продолжительности периода с ледовыми явлениями, увеличением числа зим без ледостава, уменьшением толщины ледяного покрова.

Реки мира вместе со стоком воды выносят ежегодно в океаны и моря более 3 млрд т растворённых минеральных веществ, называемых стоков солей или ионным стоком. Речные воды имеют небольшую минерализацию и относятся к пресным водам. Выделяют реки с малой (до 200 мг/л), средней (200–500 мг/л), повышенной (500–1000 мг/л) и высокой (>1000 мг/л) минерализацией. Большинство рек России относятся к первым двум категориям. В половодье и паводки, когда преобладает снеговое или дождевое питание рек, минерализация речных вод уменьшается, а в межень, когда возрастает вклад в питание рек более минерализованных подземных вод, – увеличивается. Речные воды по химическому составу, как правило, относятся к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе.

Водные ресурсы рек обычно считают возобновляемыми водными ресурсами. Водный сток рек, поступающий в океаны и моря составляет 39,5 км 3 /год. В бессточных областях формируется речной сток в объёме около 1 км 3 /год. Распределены водные ресурсы рек на земном шаре неравномерно. Среди стран наибольшими речными водными ресурсами обладают Бразилия, Россия, Канада, США и Китай. В среднем водные ресурсы рек России составляют 4 258,6 км 3 /год.

По оценкам ГГИ за предшествующие 20 лет водные ресурсы рек страны увеличились на 220 км 3 /год. По прогнозам, в ХХI в. на бóльшей части территории России следует ожидать увеличения возобновляемых водных ресурсов рек.

Источник

Гидрографические характеристики рек

date image2017-12-14
views image1327

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Важной особенностью рек является их естественный гидрологический режим, который определяется как совокупность закономерно повторяющихся изменений состояния реки, которые формируются под влиянием климатических условий.

Принято различать водный и ледовый режим рек.

Водный режим характеризуется изменением во времени расхода воды, уровней и, соответственно, ширины, глубины и скорости течения.

Ледовый режим характеризуется процессами возникновения, развития и разрушения ледяных образований на реке.

Водный режим рек.

Объем воды в реке и, соответственно, расход воды в реке изменяется в течение года в зависимости от питания, что проявляется в колебаниях уровня. На равнинных реках, питающихся в основном талыми водами, наивысшие уровни наблюдаются весной. На реках Дальнего Востока — летом и осенью, в период выхода на этот район тропических циклонов. Уровень рек, вытекающих из озер, отличается плавным ходом в течение всего года.

Годовой цикл водного режима рек подразделяется на характерные фазы: половодье, паводки, межень (летняя и зимняя) (рис. 1.4.2.1).

Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное значительное увеличение количества воды в реке, обычно сопровождается выходом воды из русла и затоплением поймы. Оно вызывается весенним таянием снега на равнинах, ранним таянием снега и льда в горах. Время прохождения весеннего половодья зависит от географического положения водосбора. Так, на юге РФ оно проходит в среднем в марте — апреле, а на Севере — в мае — июле. Продолжительность половодья на малых реках колеблется в широких пределах и определяется интенсивностью снеготаяния; в нижнем течении больших рек она составляет два — три месяца.

Паводки — относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, возникающие в результате быстрого таяния снега при оттепели, обильных дождях, попусках воды из водохранилищ. Обычно дождевые максимумы на средних и больших реках уступают по высоте максимума весенних половодий, но на реках с малыми водосборами, которые могут быть целиком охвачены интенсивными дождями, они значительно превосходят их. В районах с дождевым питанием рек (Дальний Восток), где доля талого стока в годовом цикле незначительна, максимальные расходы дождевых паводков независимо от размера реки превышают максимальные расходы половодий.

Межень — фаза водного режима продолжительностью не менее 10 дней, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью. В умеренных и высоких широтах различают летнюю и зимнюю межень.

Рис. 1.4.2.1. Диаграмма расходов воды

Меженный сток зависит как от климатических условий (осадков и испарения), так и, главным образом, от количества и характера грунтового питания рек.

Термический и ледовый режимы рек.

Реки вместе с водой выносят в океаны, моря и внутренние водоемы большое количество тепла. Тепловой режим реки определяется поглощением тепла прямой солнечной радиации, эффективным излучением водной поверхности, затратами тепла на испарение, его выделением при конденсации, теплообменом с атмосферой и ложем русла. Изменение составляющих теплового баланса реки в течение суток, сезона, года вызывает соответствующие колебания температуры воды в реках.

Суточный ход температуры наиболее четко выражен летом, когда днем вода нагревается под действием солнечного тепла, а ночью остывает в результате преобладания эффективного излучения. Амплитуда суточных колебаний температуры воды зависит от широты места, водности рек, погодных условий. Так, в северных районах она меньше вследствие меньшей длительности ночи (ночного выхолаживания). На реках с малыми расходами она больше, чем на полноводных реках; при ясной погоде амплитуда больше, чем при облачной.

Годовой ход температуры также тесно связан с изменением теплового баланса. После вскрытия реки температура воды растет. В период нагревания воды (в первую половину лета) она несколько ниже температуры воздуха, в период охлаждения, наоборот, выше. Средняя годовая температура воды обычно выше средней годовой температуры воздуха, т. к. зимой в реке вода не охлаждается ниже 0° С, тогда как воздух может иметь отрицательную температуру.

Благодаря интенсивному турбулентному перемешиванию, обусловленному течением реки и сравнительно малым объемом воды в русле, изменения температуры в зависимости от глубины незначительны и не превышают десятых долей градуса, и только летом температуры у дна на 2-3° С ниже, чем у поверхности. В распределении температуры по ширине также существуют определенные закономерности. Температура воды большинства рек в период нагревания в прибрежной части выше, чем на стрежне, в период охлаждения — ниже.

Направление течения реки может обусловливать некоторое несоответствие термического режима и местных метеоусловий. Реки, текущие с севера на юг, в период нагревания могут выносить более холодную воду, а для рек, текущих с юга на север и пересекающих ряд климатических зон, в период остывания может наблюдаться обратная картина — температура воды может быть выше температуры воздуха из-за выноса теплых вод из южных районов.

Термический режим рек на отдельных участках в значительной мере может определяться хозяйственной деятельностью человека. Сброс в реки теплых промышленных вод нарушает их естественный тепловой режим.

В ледовом режиме рек обычно выделяют три фазы: замерзание (образование ледяного покрова), ледостав (наличие на реке сплошного ледяного покрова), ледоход (разрушение ледяного покрова) (рис. 1.4.2.2).

Рис. 1.4.2.2. Диаграмма ледовой обстановки

Зимой при охлаждении воды несколько ниже температуры ее замерзания начинается процесс льдообразования. Первое ледовое явление на рейх — сало — плавающие на поверхности воды скопления смерзшихся ледяных игл в виде пятен или тонкого сплошного слоя.

Читайте также:  Что такое коллектор для реки

При обильных снегопадах, при обрушении в воду масс снега с крутых высоких берегов, при сдувании снега со склонов на охлажденной водной поверхности образуется снежура в виде рыхлой несмерзшейся массы. Образование сала, скопление снежуры на участках с замедленными скоростями течения, наиболее интенсивное охлаждение потока на мелководных прибрежных участках приводят к тому, что почти на всех замерзающих реках вдоль берегов происходит образование заберегов — полос льда, смерзшихся с берегами при незамерзшей основной части водного пространства. Одновременно с появлением заберегов при свободной поверхности воды, охлаждаемой за счет потерь тепла в атмосферу, образуется внутриводный лед — скопление ледяных кристаллов в толще воды в виде губчатой непрозрачной массы. Скопление и рост подобных кристаллов на дне реки и на подводных предметах дают начало образованию донного льда.

Образование внутриводного льда создает большие затруднения при эксплуатации водопроводов, гидроэлектростанций, мостов.

Одна из весьма распространенных форм ледяных образований на реках, связанных с внутриводным льдом, — шуга. Шугой называется всплывший на поверхность внутриводный лед в виде комьев и подледных скоплений, в массе которого часто содержится снежура, сало и мелкобитый лед. На шугоносных реках нередко образуются зажоры — стеснение водного сечения массой внутриводного льда и шугой. Выше зажора уровень воды резко повышается, взламывая ледяной покров, и вызывает затопление прилегающих участков долины. При замерзании воды, вышедшей на поверхность льда, образуются наледи. Для борьбы с зажорными явлениями прибегают к взрывным и ледокольным работам.

Плывущие по реке льдины и ледяные поля, сформировавшиеся в результате смерзания обломившихся заберегов, снежуры и шуги, образуют на некоторых реках осенний ледоход, во время которого в сужениях русла и на крутых поворотах могут наблюдаться заторы-скопления льдин, вызывающие стеснение живого сечения. Подъемы уровня при осенних заторах относительно невелики вследствие малой водности реки в этот период. Образование внутриводного льда прекращается с момента установления на реке ледостава — сплошного ледяного покрова, препятствующего переохлаждению воды. К концу зимы ледяной покров на реках Восточной Сибири достигает толщины 1,5 — 2,0 м и более, на реках северной и центральной части РФ он значительно тоньше — не более 1 м, а в южных районах не превышает 20 — 40 см. Продолжительность ледостава тоже колеблется в широких пределах: Лена в среднем покрыта льдом 270 дней в году, Ока — 139.

В ледяном покрове иногда сохраняются участки открытой воды, называемые полыньями. Возникают они на участках с большими скоростями течения воды (более 0,6 — 0,7 м/с), в местах выходов грунтовых вод, сбросов промышленных стоков или, если реки вытекают из озера, вследствие притока более теплых вод озера.

Вскрытие рек начинается близ берегов под влиянием солнечных лучей, тепла атмосферы и поступающих в реку талых вод. Приток талых вод вызывает подъем уровня, лед всплывает, отрываясь от берегов, и вдоль берегов протягиваются полосы воды без льда — закраины. Одновременно в местах с быстрым течением в ледяном покрове появляются промоины — небольшие открытые участки воды. На отдельных участках реки, чаще всего на перекатах, где лед тоньше, начинаются подвижки льда — перемещение ледяного покрова вниз по течению. При дружной весне одна-две подвижки обычно приводят к весеннему ледоходу. На реках, текущих с севера на юг ледоход проходит более спокойно, чем на реках, текущих с юга на север. В последнем случае вскрытие начинается с верховьев, в то время как среднее и нижнее течение реки сковано льдом. Волна весеннего половодья перемещается вниз по реке; при этом образуются мощные заторы, вызывающие большие подъемы уровня воды. Так, заторы на Енисее за период, меньший суток, могут вызвать подъем уровня на 12 м.

На малых реках вскрытие может проходить без весеннего ледохода; на реках, вытекающих из озер, часто наблюдается два весенних ледохода — сначала идет речной лед, затем озерный.

Источник



Речная система и ее гидрографические характеристики

Речную систему составляют главная река, впадающая в приемный водоем (океан, море, бессточное озеро), и все впадающие в нее притоки различного порядка.

Вода, стекая со склонов после выпадения осадков, сначала образует мелкие бороздки, которые, сливаясь, образуют русла.

Руслом называется выработанное водотоком ложе, по которому постоянно или периодически происходит движение воды.

Совокупность русел постоянных и временных водотоков называется русловой сетью. Часть русловой сети из русел постоянных водотоков называется речной сетью.

Все водотоки (постоянные и временные), а также водоемы в виде озер, болот и водохранилищ составляют гидрографическую сеть территории. Таким образом, речная сеть лишь часть гидрографической сети.

Каждая река имеет исток, т.е. место на земной поверхности, откуда она берет начало. Истоком может быть озеро, ледник, болото, родники и место слияния двух рек.

Устьем реки называется место впадения ее в море, озеро или другую реку.

В реке также различают верхнее, среднее и нижнее течение.

Основные гидрографические характеристики речной системы: длина составляющих ее рек, густота речной сети, извилистость и разветвленность рек.

Отношение длины участка реки Li к длине li, соединяющей концы этого участка, называется коэффициентом извилистости реки на данном участке:

Коэффициент извилистости на отдельных участках рек изменяется от 1 до 2-3, а иногда и больше.

Поскольку на отдельных участках извилистость реки разная, общий коэффициент извилистости реки определяют по формуле:

Между длиной реки L (км) и площадью бассейна F (км 2 ) имеется определенная связь, близкая к квадратичной:

. (24)

Например, для рек бывшего СССР получена такая осредненная эмпирическая зависимость:

Сумма длин всех рек в пределах бассейна или какой- либо территории дает протяженность речной сети ∑Li. Отношение протяженности речной сети к площади бассейна F характеризует густоту речной сети бассейна или территории:

Густота речной сети в пределах равнинных территорий Европейской части России в целом уменьшается с севера на юг: в лесной зоне она составляет 04- 0,6 км/км 2 , в степной 0,2- 0,3, на Прикаспийской низменности уменьшается до 0,05. На Кавказе с увеличением высоты местности густота речной сети возрастает до 0,8-1,0, а иногда и до 2 км/км 2 (А. Н. Важнов, 1976).

Разветвленность. Нередко русло разветвляется на несколько притоков (рукавов). Степень разветвленности выражается отношением суммы длин всех притоков и главного русла к длине соответствующего участка главного русла L:

Водосбор и бассейн реки

Следует различать водосбор и бассейн реки. Водосбор реки — это часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание. Поскольку питание рек может быть поверхностным и подземным. Различают поверхностный и подземный водосборы, которые могут не совпадать. Бассейн реки — это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная орографическим водоразделом.

Обычно водосбор и бассейн реки совпадают. Однако нередки случаи и их несовпадения. Так, если в пределах речного бассейна часть территории оказывается бессточной, то она, оставаясь частью бассейна, в состав водосбора реки не входит. Такие случаи весьма характерны для засушливых районов с плоским рельефом.

Различают физико-географические и морфометрические характеристики бассейнов.

К первым относятся: географическое положение, климатические условия (осадки, температура), геологическое строение и почвенный покров, рельеф водосбора, растительный покров, озерность, заболоченность.

К морфометрическим характеристикам относятся: площадь, форма, высота и уклон водосбора.

Площадь водосбора определяет водность реки и условия формирования стока. Определяют планиметром или палеткой по картам.

Суммируя последовательно от истока к устью площади бассейнов рек 1-го порядка можно построить график нарастания площади бассейна по длине главной реки.

Длина площади бассейна Lб определяется расстоянием по прямой от устья реки до наиболее отдаленной точки бассейна.

Наибольшая ширина бассейна Вб проводится перпендикулярно длине его в наиболее широком месте.

Средняя ширина бассейна Вб.ср. определяется путем деления площади бассейна на его длину , т. е.

Форма водосбора может характеризоваться коэффициентом асимметрии бассейна:

где Fл и Fп — площадь левобережной и правобережной частей водосбора.

Речные бассейны обычно имеют грушевидную форму и характеризуются коэффициентом развития водораздельной линии бассейна Кв, определяемом как отношение длины водораздельной линии S к длине окружности круга s с площадью равной площади речного бассейна

F= πR 2 , тогда (30)

Кв=S/s=0.282 S/ . (31)

Наименьшее возможное значение Кв = 1, а обычно он составляет от 1,2 до2,6.

Среднюю высоту бассейна определяют по карте бассейна в горизонталях:

где fi— площадь между горизонталями; hi— ср. высота площадки между горизонталями; F- площадь бассейна.

Уклон водосбора. Уклон между двумя горизонталями iбудет равен:

b, (33)

где ∆H — сечение горизонталей; b- среднее расстояние между горизонталями.

Средневзвешенный уклон водосбора равен:

где li— длина горизонталей, м.

Долина и русло реки

Долины – вытянутые пониженные формы рельефа с общим наклоном тальвега. По происхождению речные долины могут быть тектоническими, ледниковыми и эрозионными.

По форме поперечного профиля их подразделяют на теснины, каньоны, ущелья, V-образные, трапециевидные, корытообразные и др.

В долинах могут образовываться террасы: аккумулятивные – в результате врезания реки в собственные отложения и эрозионные – в результате воздействия потока на коренные породы.

Руслом реки называется часть долины, по которой осуществляется речной сток. Часть дна долины, по которой проходит сток в период низких вод — коренное или меженное русло, а часть долины, сложенная наносами и периодически затапливаемая в половодье и паводки, — пойма.

Границы русла реки четко определяются берегами и бровками русла. Пойма четких границ не имеет.

В поперечном профиле долины выделяют склоны долины (вместе с уступом долины и надпойменными террасами) и дно долины. В пределах дна (ложа) долины находятся русло реки и пойма.

Читайте также:  Катание по москве реке для детей

Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие).

Основные морфологические элементы русла следующие: излучины (меандры), затопляемые подвижные повышения дна – осередки и более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью острова, глубокие и мелкие участки русла – плесы и перекаты, донные гряды различного размера.

Полоса в русле реки с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером. Иногда помимо фарватера выделяют линию наибольших глубин. Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами.

Основными морфометрическими характеристиками речного русла являются площадь поперечного сечения , ширина русла В между урезами при заданном его наполнении, максимальная глубина русла hmax . Среднюю глубину русла hср. в данном поперечном сечении вычисляют по формуле:

hср= /В. (35)

Для большинства речных русел выполняется приближенное соотношение hср

2/3hmax. В извилистом русле максимальная глубина обычно смещена к вогнутому берегу.

В гидравлических расчетах часто используют еще две характеристики русла реки – длину смоченного периметра p и гидравлический радиус R, равный:

R= /p. (36)

Смоченный периметр – это длина подводного контура поперечного сечения речного русла, т.е. линия контакта воды с ограничивающими ее твердыми поверхностями – с дном и берегами, а зимой также и с ледяным покровом.

Для широких и относительно неглубоких русел и для периода открытого русла (без ледяного покрова) величины гидравлического радиуса R и средней глубины hср практически совпадают, поскольку в этих случаях p

Максимальная ширина русла на реках может достигать десятков километров (р. Амазонка), а максимальная глубина – 100 -110 м (низовья Енисея).

Продольный профиль реки

Продольный профиль характеризует изменение по длине реки отметок дна и водной поверхности. Строится обычно по данным наблюдений за уровнем в меженный период. Данные приводятся к одному мгновенному уровню (особенно тщательно в паводок).

Типы продольных профилей.

1. Профиль равновесия реки или вогнутый профиль характеризуется уменьшением уклона дна от истока к устью. Образуется в результате наступления равновесия между эрозией, транспортом и аккумуляцией наносов при стабильном базисе эрозии. (Хотя полного равновесия никогда не наблюдается).

2. Прямолинейный, наблюдается чаще у малых рек (степное Заволжье).

3. Выпуклый или сбросовый, характеризуется увеличением уклона дна от истока к устью. Встречается редко.

Иногда как отдельный выделяют ступенчатый профиль – с водопадами и порогами (в горах).

Определяющими тип продольного профиля причинами являются:

— топография (удаленность от базиса и разность высот устья и истока);

— литология (какими геологическими породами сложен водосбор);

— гидрологический режим территории (количество осадков, их распределение во времени, дружность паводков и пр.).

Перегибы продольного профиля обычно приурочены к местам впадения притоков (ниже их профиль, как правило, выполаживается), а также к местным базисам эрозии, в качестве которых могут быть главная река для притока, пороги, водопады, проточные озера, водохранилища и др. Уровень приемного водоема (океана, моря, бессточного озера), куда впадает река, называют общим базисом эрозии.

Для характеристики крутизны продольного профиля рек используют понятие уклон реки (отдельно для дна и водной поверхности). Уклон реки вычисляют по формуле:

где ∆Hi — падение, Li— длина реки на участке. Длину измеряют вдоль русла, и поэтому I представляет собой не тангенс, а синус угла наклона дна или водной поверхности к горизонту. Величина I для водной поверхности реки всегда положительна (исключения – лишь устья рек, подверженных действию приливов и нагонов), а для дна (в этом случае вместо I обычно пишут iо) может на некоторых участках принимать и отрицательные значения, например в месте резкого уменьшения глубин на перекате. Уклон реки I – величина относительная, и ее выражают в долях единицы, %, %о. Во многих случаях гидрологи используют также такое понятие, как падение на 1 км длины реки: величину падения уровня ∆H, выраженную в сантиметрах, делят на длину участка русла Li в километрах. Эту величину называют километрическим падением.

Источник

Реки — Количественные характеристики рек.

Страница 4 из 12

Количественные (или морфометрические) характеристики рек.

Длина реки – расстояние от истока до устья реки, выражается в километрах. Здесь следует разли­чать гидрографическую длину реки, т. е. длину от наиболее удален­ного истока, и длину реки данного названия. Подавляющее большинство рек России имеют длину менее 10 км (2,6 млн единиц). Их суммарная длина составляет около 95% от общей длины рек страны.

Глубина реки измеряется непосредственно с помощью лота или водомерной рейки. На крупных реках глубиной до 25 метров используется лот, на небольших речках водомерная рейка длиной около двух метров.

Ширина реки определяется непосредственными измерениями.

Падение реки – разность между высотой истока и устья относительно уровня моря.

Уклон реки — отношение падения реки к ее длине. Выражается в процентах (%) или в промилле (‰). Уклон реки – величина безразмерная. Его значения очень малы, особенно на равнинных реках. Так, уклон Оки в среднем течении составляет всего 0,00009, поэтому часто уклон заменяют километрическим падением – величиной, физически идентичной уклону, но выражающейся в м/км. Километрическое падение Оки равно 0,09 м/км.

Густота — показатель, характеризующий речную систему. Густота исчисляется как отношение общей длины всех рек системы (км) к величине площади водосбора (км²). Средняя величина густоты речных сетей в России равна 0,3 км/км². Около 92% густоты речной сети России создают реки длиной до 100 км. Наибольшей густотой речной сети на нашей планете обладают экваториальные зоны, где расположены крупнейшие реки мира — Амазонка и Конго, наименьшая густота речной сети характерна для пустынных областей нашей планеты.

Площадь водосбора рек — для ее определения на карте устанавливают водораздел и изме­ряют ограниченную им площадь. В России водосборную площадь более 1 млн км 2 имеют семь крупнейших рек страны: Обь (почти 3 млн км 2 ), Енисей (2,6), Лена (2,5), Амур (1,9), Иртыш (1,6), Волга (1,4) и Ангара (чуть более 1 млн км 2 ) – соответственно 2,6, 2,5 и 1,9 млн км 2 . Водосборной площадью более 100 тыс. км 2 обладают свыше 40 рек страны.

Расход воды — главнейшая характеристика стока воды реки, представляет собой объем воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени (Q, м3/с).

Объем стока воды – это объем воды, прошедшей через данное поперечное сечение речного потока за какой-либо интервал времени. Расход воды поэтому можно считать объемом стока воды за 1 с. На территории России формируется около 10% мирового речного стока, составляя в среднем свыше 4 тыс. км 3 /год. По этому показателю Россия занимает второе место в мире после Бразилии.

Скорость течения реки неодинакова в различных частях потока. Наименьшей скоростью обладают придонные и прибрежные участки потока. Наибольшая скорость течения наблюдается в центре потока у поверхности реки.

Извилистость реки определяется коэффициентом извилистости русла реки (К) – отношением длины реки по руслу (l) к длине реки по дну долины (L). K=l/L. Коэффициент извилистости обычно рассчитывается для отдельных участков рек.

Густота речной сети (D) – отношение суммарной протяженности всех рек речной системы к речному бассейну (F): D=ΣL/F км/км2.

Продольный профиль реки характеризуется продольным профилем дна русла (он всегда имеет вид волнистой линии) и водной поверхности (более плавная линия). Продольные профили рек в зависимости от свойств пород, слагающих их русла, и уклонов различны. У большинства равнинных рек, протекающих по рыхлым отложениям, он имеет вид вогнутой кривой, выполаживающейся к устью. У горных рек продольный профиль русла обычно ступенчатый, причем ступени связаны с неодинаковой размываемостью пород, слагающих русло. В местах выходов трудноразмываемых пород наблюдаются изломы профиля в виде порогов или отвесных уступов, к которым приурочены соответственно быстрины или водопады. Пороги бывают и на равнинных реках, например знаменитые Днепровские пороги, образовавшиеся при пересечении Днепром кристаллических выступов Украинского щита. Дли рек, вытекающих из озер, типичны выпуклые или выпукло-вогнутые продольные профили.

Водным сечением реки называется поперечное сечение русла, заполненного водой.

Живое сечение реки – площадь поперечного сечения потока. Та часть площади водного сечения, где течение практически отсутствует, называется мертвым пространством.

Элементами водного сечения реки являются: его площадь (ω); ширина русла (В); максимальная глубина (hмакс), средняя глубина, которая высчитывается по формуле hсред = ω/В; смоченный периметр (Р) – длина подводного контура реки от уреза одного берега до уреза другого берега; гидравлический радиус (R) – отношение площади водного сечения к смоченному периметру: R= ω/P. Гидравлический радиус характеризует форму русла в поперечном разрезе: у равнинных рек он почти равен средней глубине.

Течение реки. По уклонам, скоростям потока и общему гидрологическому режиму в реках можно выделить три участка течения: верхнее, среднее и нижнее.

Участки верхнего течения у многих рек горные, и даже у равнинных рок они чаще всего располагаются на возвышенностях. Здесь большие скорости течения, обычны каменистое дно, пороги, быстрины, иногда водопады, низкая температура воды. Горные реки имеют подобный характер почти на всем протяжении, исключая места пересечения ими межгорных впадин. На участках среднего течения равнинных рек скорости течения меньше, русло сложено песком, гравием, галькой. В нижних течениях реки отличаются малыми скоростями течения, длительными половодьями, мелкими наносами, низкими берегами.

Это была статья «Количественные и морфометрические характеристики реки.» Далее читайте: Классификация рек. Какие бывают виды рек?

Источник

Adblock
detector