Меню

Средневзвешенный уклон русла реки как вычислить

Р 52.08.874-2018
Определение гидрографических характеристик картографическим способом

Купить Р 52.08.874-2018 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Рекомендации предназначены для определения гидрографических характеристик водотоков, водоемов и их водосборов картографическим способом. Рекомендации устанавливают порядок определения гидрографических характеристик водных объектов суши и их водосборов картографическим способом по топографическим картам РФ и спутниковым снимкам. Рекомендации предназначены для использования в гидрологических исследованиях и инженерно-гидрологических расчетах в учреждениях Росгидромета согласно СП 33-101, а также для пополнения и актуализации данных ГВР и водного кадастра РФ. Рекомендации могут быть полезны для специалистов изыскательских, научно-исследовательских и проектных учреждений при проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий, разработке гидрологического обоснования проектов в дорожном строительстве, гидроэнергетике, освоении полезных ископаемых и ведении мониторинга водных объектов, а также других целей в области освоения и защиты водных ресурсов.

Документ зарегистрирован ФГБУ «НПО «Тайфун» за номером Р 52.08.874-2018

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения и сокращения

4 Общие положения

4.1 Классификация гидрографических характеристик

4.2 Морфометрические характеристики

4.2.1 Морфометрические характеристики водотоков

4.2.2 Морфометрические характеристики водоемов

4.2.3 Морфометрические характеристики водосборов

4.3 Морфологические характеристики

5 Топографическая основа

5.1 Картографические материалы

5.1.1 Характеристика топографических карт

5.1.2 Основные требования к картографическим материалам

5.1.3 Системы координат и высот

5.1.4 Картографические проекции

5.1.5 Разграфка и номенклатура топографических карт

5.1.6 Местная система координат

5.1.7 Содержание топографических карт

5.1.8 Масштаб картографических материалов

5.1.9 Цифровые модели местности

5.2 Космические снимки и аэрофотоматериалы

6 Определение местоположения и границ гидрографических объектов на картах и снимках

6.1 Подготовительные работы

6.2 Границы водосборов

6.3 Границы различных угодий

6.4 Истоки водотоков

6.6 Гидрологические посты

6.7 Дешифрирование водных объектов по космическим снимкам и аэрофотоматериалам

7 Способы определения гидрографических характеристик водотоков и водоемов

7.1 Общие указания

7.2 Определение морфометрических характеристик водотоков

7.3 Определение морфометрических характеристик водоемов

7.4 Определение морфометрических и морфологических характеристик водосборов

7.5 Обновление гидрографических характеристик

8 Традиционные методы определения гидрографических характеристик

9 Методы расчета гидрографических характеристик с использованием ГИС «Панорама»

9.1 Общие указания

9.2 Определение гидрографических характеристик по цифровым картам

9.3 Определение гидрографических характеристик по цифровым моделям местности

9.4 Комплекс гидрологических задач

Приложение А (справочное) Подбор и приобретение карт и снимков

Приложение Б (справочное) Вспомогательные таблицы

Приложение В (рекомендуемое) Примеры определения гидрографических характеристик

Дата введения 01.01.2019
Добавлен в базу 01.02.2020
Завершение срока действия 01.01.2024
Актуализация 01.02.2020

Этот документ находится в:

  • Раздел Экология
    • Раздел 07 МАТЕМАТИКА. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
      • Раздел 07.060 Геология. Метеорология. Гидрология
  • Раздел Строительство
    • Раздел Нормативные документы
      • Раздел Нормативные документы органов надзора
        • Раздел Нормативные документы Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации

Организации:

20.12.2018 Утвержден Росгидромет 554
Разработан ФГБУ ГГИ Росгидромета
Издан ФГБУ ГГИ 2018 г.
Принят ФГБУ НПО Тайфун
Принят УНСГ Росгидромета
  • ГОСТ 32453-2017Глобальная навигационная спутниковая система. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек
  • Постановление 1240Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы
  • СП 47.13330.2016Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
  • СП 47.13330.2012Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
  • ГОСТ Р 52438-2005Географические информационные системы. Термины и определения
  • ГОСТ Р 52293-2004Геоинформационное картографирование. Система электронных карт. Карты электронные топографические. Общие требования
  • СП 33-101-2003Определение основных расчетных гидрологических характеристик
  • ГОСТ Р 51608-2000Карты цифровые топографические. Требования к качеству
  • ГОСТ 28441-99Картография цифровая. Термины и определения
  • ГОСТ 19179-73Гидрология суши. Термины и определения
  • СП 11-103-97Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства
  • Показать все

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОГРАФИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРТОГРАФИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным бюджетным учреждением «Государственный гидрологический институт» (ФГБУ «ГГИ») Росгидромета

2 РАЗРАБОТЧИКИ Е.В. Орлова, канд. техн. наук (ответственный исполнитель); Н.Н. Бобровицкая, д-р геогр. наук (ответственный исполнитель); В.В. Бородулин, канд. геогр. наук; М.В. Гладкова; В.Н. Кузнецов; О.П. Дидик

3 ОДОБРЕНЫ решением методической комиссии ФГБУ «ГГИ», протокол от 22.12.2016, №3

4 СОГЛАСОВАНЫ с Управлением наблюдательной сети и гидрометобеспечения (УНСГ) Росгидромета, с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-производственное объединение «Тайфун» Росгидромета (ФГБУ «НПО Тайфун»)

5 УТВЕРЖДЕНЫ Руководителем Росгидромета_ _2018 г.

ВВЕДЕНЫ ВДЕЙСТВИЕ Приказом Росгидромета от__

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ ФГБУ «НПО «Тайфун» от _

_2018 г. за номером Р 52.08.874 -2018

7 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

8 СРОК ПРОВЕРКИ 2024 год

4 Общие положения

4.1 Классификация гидрографических характеристик

Состав необходимых гидрографических характеристик для гидрологических исследований и расчетов определен в нормативной документации: СП 33-101, СП 47.13330, СП-11-103 и согласно

стандарту организации [2].

Гидрографические характеристики определяются как совокупность морфометрических и морфологических характеристик водных объектов и их водосборов, дающих достаточно полное представление о характере, форме, размерах, протяженности водных объектов и некоторых физико-географических особенностях их водосборов [1].

Морфометрические характеристики представляют собой количественные показатели водных объектов и водосборов, а морфологические — качественно-количественные показатели строения поверхности водосборов.

Морфометрические характеристики в настоящих рекомендациях подразделяются на три группы:

— морфометрические характеристики водотоков дают

представление о размерах, форме, уклонах различных водотоков К ним относятся: длина, гидрографическая длина, средний и

средневзвешенный уклон, извилистость, продольный и поперечные профили;

— морфометрические характеристики водоемов характеризуют вид, форму, высотное положение, размеры ложа водоемов и объемы воды в них. К ним относятся: площадь водоема, уровень воды, НПУ и УМО водохранилища, средняя глубина, максимальная глубина, объем

озера или объем водохранилища, длина, максимальная ширина, батиграфическая и объемная кривые водоема;

— морфометрические характеристики водосборов дают представление о форме, размерах и пространственном положении водосбора. К этим характеристикам относятся: площадь, средняя высота, средний уклон склонов, густота речной и русловой сети, площадь замкнутых впадин, координаты центра тяжести.

Морфологические характеристики водосборов используются для учета влияния физико-географических особенностей строения подстилающей поверхности и почвогрунтов водосбора на водный режим водотоков и водоемов. К ним относятся: относительная и средневзвешенная озерность, количество и суммарная площадь естественных сточных и бессточных водоемов, заболоченность, распаханность, лесистость, оледененность, урбанизированность, закарстованность, характеристика рельефа, характер почво-грунтов водосбора, средняя глубина залегания уровня грунтовых вод, характеристика зарегулированности речной системы искусственными водоемами.

Гидрографические характеристики определяются по топографическим картам крупного масштаба, аэрофотоматериалам и космическим снимкам путем проведения специальных картографических работ.

4.2 Морфометрические характеристики

4.2.1 Морфометрические характеристики водотоков

4.2.1.1 Гидрографическая длина водотока представляет собой наибольшую протяженность основного русла водотока (системы

водотоков), измеряемая от истока притока, составляющего с основным водотоком наибольшую длину.

4.2.1.2 Средневзвешенный уклон водотока представляет собой условный выровненный уклон ломаного профиля, эквивалентный сумме частных средних уклонов профиля водотока.

Средневзвешенный уклон определяют только для незарегулированных водотоков, а также для участков рек, расположенных в нижних бьефах водохранилищ согласно СП 33-101.

4.2.1.3 В ряде случаев определяют:

-средний уклон русла реки, представляющий собой отношение превышения истока над устьем, определяемого по разности высотных отметок, к соответствующей длине водотока;

— длину участков канализированных рек, представляющую собой сумму длин всех каналов и канав;

— продольный профиль водотока — изображенный на графике продольный, вертикальный разрез русла по линии фарватера (наибольших глубин) или по его средней линии с обозначением высотного положения свободной поверхности в межень или половодье, линии дна, иногда высоты берегов, уклонов, километража и других характеристик русла;

— поперечный профиль водотока изображенный на графике поперечный разрез русла по линии, перпендикулярной водотоку, характеризующий форму и уклоны дна и берегов, с обозначением высотного положения водной поверхности в межень или половодье, линии дна. иногда высоты берегов, уклонов и других характеристик русла;

— извилистость водотока, представляющую собой отношение длины водотока к прямой, соединяющей ее исток и устье (или конечные точки участка), характеризующее степень криволинейности русла.

4.2.2 Морфометрические характеристики водоемов

4.2.2.1 Площадь водоема — площадь водной поверхности водоема, ограниченная его береговой линией.

4.2.2.2 Уровень воды — высота поверхности воды в водном объекте над условной горизонтальной плоскостью сравнения.

4.2.2.3 Объем озера — количество воды в озере при определенном уровне.

4.2.2.4 Средняя глубина водоема — среднее вертикальное расстояние от поверхности воды до дна, определяемое отношением объема воды в водоеме к его площади.

4.2.2.5 Максимальная глубина водоема — наибольшее вертикальное расстояние от уровенной поверхности водоема до дна.

4.2.2.6 Длина водоема — протяженность водоема вдоль его осевой линии.

4.2.2.7 Максимальная ширина водоема — наибольшее расстояние между противоположными берегами водоема, измеряемое перпендикулярно осевой линии водоема.

4.2.2.8 НПУ водохранилища — наивысший уровень водной поверхности верхнего бьефа в нормальных условиях эксплуатации водохранилища.

4.2.2.9 Объем водохранилища полный — количество воды в водохранилище при нормальном подпорном уровне.

4.2.2.10 Объем водохранилища мертвый — объем воды, не используемый в нормальных условиях эксплуатации и не применяемый для регулирования стока.

4.2.2.11 УМО водохранилища — уровень воды, отвечающий мертвому объему. При транспортном использовании водохранилища соответствует низшему навигационному уровню воды, при котором возможно судовождение.

4.2.2.12 ФПУ водохранилища — подъемный уровень воды выше нормального, временно допускаемый в верхнем бьефе в чрезвычайных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений.

4.2.2.13 Форсированный объем водохранилища — объем воды между ФПУ и НПУ.

4.2.2.14 Батиграфическая кривая — кривая зависимости площади водоема от глубины или высотных отметок, соответствующих различным уровням наполнения водоема.

4.2.2.15 Объемная кривая — кривая зависимости объема водоема от глубины или высотных отметок, соответствующих различным уровням наполнения водоема.

4.2.3 Морфометрические характеристики водосборов

4.2.3.1 Площадь водосбора площадь части земной поверхности и толщи почвогрунтов, ограниченная водораздельной линией, с которой вода поступает в данный водный объект.

4.2.3.2 Средняя высота водосбора над уровнем моря.

4.2.3.3 Средняя ширина водосбора — отношение площади водосбора к его максимальной длине.

4.2.3.4 Площадь замкнутых впадин — часть поверхности водосбора, представляющая собой суммарную площадь замкнутых бессточных понижений земной поверхности.

4.2.3.5 Центр тяжести речного водосбора — точка на карте с координатами х, у, являющаяся геометрическим центром водосбора.

4.2.3.6 Для малых рек (площадью водосбора менее 200 км 2 ) и временных водотоков согласно СП 33-101 рекомендуется определять дополнительно следующие морфометрические характеристики:

— средний уклон склонов водосбора, который вычисляют по картам или планам в горизонталях по направлению наибольшего уклона склонов как среднее арифметическое из нескольких (5-10) определений;

— густоту речной сети водосбора, которую вычисляют как отношение суммарной длины всех водотоков (реки, каналы, канавы) на водосборе к общей площади водосбора;

— густоту русловой сети, которую вычисляют как отношение суммарной длины речных долин, сухих русел, оврагов, балок и логов к общей площади водосбора;

-тип ручейковой сети на склонах — по материалам аэрофото съемок масштаба 1:10 000 и крупнее, по космическим снимкам высокого разрешения (до 2 м), по видео и фото материалам, полученным с использованием БПЛА, или по данным полевых обследований.

4.3 Морфологические характеристики

4.3.1 Относительная лесистость водосбора определяется в процентах от общей площади водосбора (лес и кустарники на проходимых болотах в лесные угодья не включают).

4.3.2 Относительная заболоченность водосбора вычисляется в процентах от общей площади водосбора с разделением болот на верховые и низинные.

4.3.3 Относительная озерность водосбора определяется в процентах, как отношение суммы площадей всех озер, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора.

Средневзвешенная озерность для непроточных озер определяется в процентах от общей площади водосбора с учетом расположения озер на водосборе.

4.3.4 Закарстованность водосбора определяется в процентах, как отношение закарстованной площади водосбора ко всей его площади.

4.3.5 Относительная распаханность водосбора определяется в процентах, как отношение площади распаханных земель под сельскохозяйственные культуры на водосборе ко всей его площади.

4.3.6 Характеристика типа почвогрунтов, слагающих поверхность водосбора, определяется по почвенным картам с учетом пяти основных групп почвогрунтов по механическому составу: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные и каменистые.

4.3.7 Средняя глубина залегания уровня грунтовых вод (первого водоносного горизонта) определяется по гидрогеологическим картам.

4.3.8 Характеристика зарегулированности речной системы искусственными водоемами (количество, расположение и регулирующие емкости) вычисляется в процентах по соотношению площади зарегулированной к общей площади водосбора.

4.3.9 Характеристика рельефа принимается по определению:

— равнинный относительное колебание высот в пределах водосбора менее 200 м;

— горный — относительное колебание высот на водосборе более 200 м.

4.3.10 В случае значительной застройки или наличия ледников на водосборе дополнительно рекомендуется определять следующие характеристики:

— урбанизированное^ водосбора, которую вычисляют в процентах, как отношение суммы площадей, занятых населенными пунктами, объектами промышленного, сельскохозяйственного и дорожного строительства, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора:

— оледененность водосбора, которую вычисляют в процентах, как отношение суммы площадей всех многолетних ледников, снежников и наледей, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора.

С дальнейшим развитием гидрологии, в частности методов гидрологических расчетов, возможны изменения в составе и количестве гидрографических характеристик.

5 Топографическая основа

5.1 Картографические материалы

5.1.1 Характеристика топографических карт

5.1.1.1 В качестве основных картографических материалов для определения гидрографических характеристик водных объектов и их водосборов рекомендуется использовать топографические карты РФ крупного масштаба (1:10 000-1:100 000), а также топографические планы местности и различные современные тематические карты (гидрогеологические, почвенные и др.) наиболее крупного масштаба [1].

5.1.1.2 Топографические карты являются общегосударственными картами. Они составляются в строгом соответствии с положениями, инструкциями и условными знаками, разработанными Росреестром. Современные крупномасштабные топографические карты характеризуются отсутствием существенных искажений за счет проекции, высокой точностью изображения всех элементов содержания, сплошным покрытием территории и поэтому могут быть использованы в качестве основы для проведения картометрических работ в гидрологических целях.

5.1.1.3 Точность получаемой с карты гидрографической информации зависит в первую очередь от масштаба, в котором составлена карта. Чем крупнее масштаб используемой карты, тем выше точность определяемых по ней гидрографических характеристик.

В требованиях к точности государственных топографических карт и государственных топографических планов [3] допускаются средние погрешности рельефа, приведенные в таблице 5.1.

Таблица 5.1 — Допустимые средние погрешности рельефа

Масштаб топографической карты, плана

Допустимая средняя погрешность ^

Равнинная с уклоном до 2°, открытая

Равнинная с уклоном до 2°, открытая (при высоте сечения 0.5 м)

Всхолмленная с уклоном от 2° до 6 Л , горная в долинах, открытая

Равнинная с уклоном до 2°, залесенная

Равнинная с уклоном до 2°, залесенная (при высоте сечения 0,5 м)

Всхолмленная с уклонами от 2 е до 6 е . горная в долинах, залесенная

Плоско-равнинная с уклоном до 1°, открытая

Плоско-равнинная с уклоном до 1°, залесенная

Равнинная, всхолмленная, горная и предгорная в долинах с уклоном от 1° и более, открытая

Равнинная, всхолмленная, горная и предгорная в долинах с уклоном от 1 е и более,залесенная

1:25 000. 1:50 000, 1:100 000

Плоско-равнинная, равнинная, всхолмленная, горная и предгорная в долинах, открытая

Читайте также:  Как найти скорость течения реки если известно время по течению

Плоско-равнинная, равнинная, всхолмленная, горная и предгорная в долинах, залесенная

h — высота сечения рельефа на карте.

Содержание

1 Область применения. 1

2 Нормативные ссылки. 2

3 Термины, определения и сокращения. 3

4 Общие положения. 5

4.1 Классификация гидрографических характеристик. 5

4.2 Морфометрические характеристики. 6

4.2.1 Морфометрические характеристики водотоков. 6

4.2.2 Морфометрические характеристики водоемов. 8

4.2.3 Морфометрические характеристики водосборов. g

4.3 Морфологические характеристики. 11

5 Топографическая основа. 13

5.1 Картографические материалы. 13

5.1.1 Характеристика топографических карт. 13

5.1.2 Основные требования к картографическим

5.1.3 Системы координат и высот. 17

5.1.4 Картографические проекции. 18

5.1.5 Разграфка и номенклатура топографических карт. 19

5.1.6 Местная система координат. 22

5.1.7 Содержание топографических карт. 23

5.1.8 Масштаб картографических материалов. 27

5.1.9 Цифровые модели местности. 30

5.2 Космические снимки и аэрофотоматериалы. ^1

При определении гидрографических характеристик в первую очередь необходимо установить, какую точность может обеспечить топографическая карта выбранного масштаба.

Известно, что с переходом к картам более мелкого масштаба изменяются как качественные, так и количественные показатели гидрографических характеристик в результате отбора и обобщения изображаемых объектов, а, следовательно, снижается точность их определения. Так, например, за счет обобщения мелких извилин русел рек и контуров угодий сокращается их длина, а за счет отбора уменьшается количество изображаемых на карте объектов: озер, рек, отдельных участков леса, болот и других угодий. Однако использование крупномасштабных карт, обеспечивая высокую точность определяемых гидрографических характеристик, резко увеличивает объем картометрических работ. Следовательно, выбор оптимального масштаба карт, предназначаемых для определения гидрографических характеристик с требуемой точностью, является важным и ответственным подготовительным этапом картометрических работ.

5.1.1.4 При работе с картой необходимо руководствоваться условными знаками, образцами шрифтов и сокращений, действующими в период, соответствующий периоду составления и издания используемых карт, согласно руководству [1].

5.1.2 Основные требования к картографическим материалам

5.1.2.1 Используемые карты должны отображать современное состояние всех элементов содержания и, прежде всего водных объектов, их водосборов и других природных объектов местности, применяющихся для определения гидрографических характеристик.

Степень современности картографических материалов определяется, как правило, по году съемки или рекогносцировки используемой карты или картографических материалов, положенных в

6 Определение местоположения и границ гидрографических

Источник

Свод правил по проектированию и строительству. Определение основных расчетных гидрологических характеристик (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Социальная инфраструктура Проекты правил Гидроэнергетика Гидрогеология Гидростанции Гидрология

7.7 Основными гидрографическими и физико-географическими факторами для построения региональных зависимостей являются следующие:

1) площадь водосбора F, км2;

2) гидрографическая длина водотока L, км;

3) средневзвешенный уклон водотока I, ‰, представляющий собой условный выровненный уклон ломаного профиля, эквивалентный сумме частных средних уклонов профиля водотока, вычисляемый по формуле

где Ii — частный средний уклон отдельных участков продольного профиля водотока, ‰;

li — длина частных участков продольного профиля между точками перегиба, км;

L — гидрографическая длина водотока до пункта наблюдений, км.

Средневзвешенный уклон определяют только для незарегулированных водотоков, а также для участков рек, расположенных в нижних бьефах водохранилищ;

4) средняя высота водосбора , м, над уровнем моря; определяют по гипсографической кривой водосбора или по формуле

где Hв,i — высота поверхности горизонтального сечения (горизонтального), м;

DAi — площадь между двумя соседними горизонталями, км2;

А — общая площадь водосбора, км2;

5) относительная лесистость водосбора fл, % общей площади водосбора (лес и кустарники на проходимых болотах в лесные угодья не включают);

6) относительная заболоченность водосбора fб, % общей площади водосбора; вычисляют с разделением болот на верховые и низинные;

7) относительная озерность водосбора fоз, %, представляющая собой отношение суммы площадей всех озер, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора;

8) средневзвешенная озерность для непроточных озер fоз, % общей площади водосбора; вычисляют с учетом расположения озер на водосборе по формуле

где Si — площади озер;

fi — площади водосборов этих озер;

А — площадь водосбора реки до замыкающего створа;

9) закарстованность водосбора fк, % общей площади водосбора; определяют отношением закарстованной площади водосбора ко всей его площади;

10) относительная распаханность водосбора fр % общей площади водосбора; определяют отношением площади распаханных земель под сельскохозяйственные культуры на водосборе ко всей его площади;

11) характеристика типа почвогрунтов, слагающих поверхность водосбора; определяют по почвенным картам, а также выделяют пять групп почвогрунтов по механическому составу: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные и каменистые;

12) средняя глубина залегания уровня грунтовых вод (первого водоносного горизонта); определяют по гидрогеологическим картам;

13) характеристики зарегулированности речной системы искусственными водоемами (количество, расположение и регулирующие емкости);

14) характеристика рельефа (равнинный — относительное колебание высот в пределах водосбора менее 200 м, горный — относительное колебание высот на водосборе более 200 м).

7.8 Для водотоков малых рек (F 200

Равнинные, пустынные и заболоченные слаборасчлененные районы

Горные и холмистые

Таблица 7.2 — Масштабы карт для определения гидрографических характеристик водоемов

Площадь изображения водоема на карте, см2

Крупнейшие и большие

Категории рек (большие, средние, малые) в зависимости от площади водосбора приняты в соответствии с ГОСТ 19179.

7.9 При определении гидрографических характеристик водотока и водосбора выбор масштаба топографических карт, установление местоположения водораздельных линий, истоков, устьев водотоков и картометрические измерения производят в соответствии с таблицами 7.1 и 7.2.

7.10 Для восстановления многолетних рядов гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений применяют зависимости стока от стокоформирующих факторов, которые строят для продолжительных рядов на реках-аналогах в однородном районе. Основная особенность при построении эмпирических зависимостей — их общая для территории структура, позволяющая интерполировать параметры, коэффициенты и стокоформирующие факторы на неизученный водосбор. Построение и анализ зависимостей осуществляют также в соответствии с требованиями пунктов 4.3, 4.15 и условия (6.1).

Годовой сток

7.11 При отсутствии наблюдений за стоком в расчетном створе параметры распределения (среднее, коэффициент вариации, отношение коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации и коэффициент автокорреляции) определяют по рекам-аналогам.

7.12 В значения среднего многолетнего стока (нормы), определенные по районной карте, следует вводить поправки на влияние местных азональных факторов, которые учитывают неполное дренирование реками подземных вод, наличие карста, выходов подземных вод, особенности геологического строения бассейна, характер почв (грунтов), промерзание и пересыхание рек, различие средних высот водосборов и другие особенности. Поправки определяют путем построения зависимостей среднего многолетнего стока от азональных факторов.

7.13 Среднее многолетнее значение стока (в модулях или слоях стока) для расчетного пункта (центра тяжести водосбора) на равнинной территории или при незначительно меняющемся рельефе определяют линейной интерполяцией между изолиниями стока.

В случае пересечения водосбора несколькими изолиниями средневзвешенное значение стока вычисляют по формуле

qcp = (q1 A1 + q2 A2 + . + qn An) / A, (7.6)

где q1, q2, . qn средние значения стока между соседними изолиниями, пересекающими водосбор;

А1, А2, . , Ап — соответствующие площади между изолиниями;

А — общая площадь водосбора до расчетного створа.

7.14 Среднее многолетнее значение стока неисследованных горных рек следует определять по районным зависимостям стока от средней высоты водосбора, установленной для изученных рек в районе исследования.

В целях уточнения среднего многолетнего значения стока отдельных горных рек по зависимостям = f ( %), составленным для достаточно крупных районов, используют дополнительные факторы (экспозицию склонов и др.).

7.15 Значения коэффициента вариации Cv неисследованных рек следует определять по карте изолиний этого параметра или по районным эмпирическим формулам, в которые вводят поправки на азональные факторы.

Коэффициенты вариации по районным эмпирическим формулам определяют в зависимости от среднего многолетнего значения стока, площади водосбора реки или средней высоты бассейна (для горных районов). Эффективность региональных зависимостей определяют условиями (6.1).

На горных реках, в бассейнах которых имеются ледники, занимающие более 10 % их общей площади, устанавливают районные зависимости коэффициента вариации от степени оледенения водосборов рек.

7.16 Коэффициент асимметрии устанавливают в соответствии с 5.7.

7.17 При отсутствии данных наблюдений за годовым стоком в расчетном створе допускается применять эмпирические зависимости от метеорологических и других факторов.

7.18 Годовой сток при наличии продолжительных рядов метеорологических факторов допускается рассчитывать как сумму слоев стока сезонных составляющих за генетически однородные периоды. Для рек с весенним половодьем можно выделить три основных генетически однородных сезона внутри года по условиям формирования стока: сезон весеннего половодья, сезон летне-осенней межени и дождевых паводков и сезон зимней межени. Методика включает следующие основные этапы:

— для каждого водосбора определяют однородные гидрологические сезоны и за каждый сезон рассчитывают слои стока и предполагаемые стокоформирующие факторы;

— для каждого водосбора и каждого гидрологического сезона строят зависимости слоев стока от стокоформирующих факторов и из них выбирают наиболее значимые с общей для территории структурой;

— даты начала и окончания однородных гидрологических сезонов обобщают по территории и их значения определяют для неизученного водосбора;

— в границах полученных сезонов для неизученного водосбора определяют многолетние ряды стокоформирующих факторов, входящие в уравнения территориально-общей структуры;

— коэффициенты уравнений сезонного стока территориально-общей структуры обобщают по территории и их значения определяют для неизученного водосбора;

— на основе рядов стокоформирующих факторов и коэффициентов уравнений для неизученного водосбора вычисляют многолетние ряды сезонного стока;

— слои годового стока определяют как суммы слоев сезонного стока;

— по ряду вычисленного годового стока определяют параметры и квантили распределения как для случая гидрологических расчетов при наличии данных наблюдений (раздел 5).

Внутригодовое распределение стока

7.19 При отсутствии данных гидрометрических наблюдений в створе проектирования расчетное внутригодовое распределение стока определяют по данным рек-аналогов, по районным схемам и по региональным зависимостям.

В первом случае относительные значения стока заданной вероятности превышения за все месяцы водохозяйственного года и соответствующей градации водности определяют путем расчета по данным достаточно длительных наблюдений на реке-аналоге, а во втором — путем составления районной схемы внутригодового распределения стока по результатам расчетов по группе рек-аналогов.

7.20 Применение метода аналогии для расчета внутригодового распределения стока рекомендуется для равнинных территорий и плоскогорий при сравнительно однообразных физико-географических условиях. Допускается при надлежащем обосновании применение этого метода и для горных районов. За аналог принимают реку, удовлетворяющую условиям, приведенным в 4.11.

7.21 Расчет внутригодового распределения стока производят по региональным зависимостям параметров сезонного стока от определяющих факторов: площади водосбора реки, озерности, заболоченности, лесистости, характера почвогрунтов, а в горных условиях — также от средней высоты водосбора и т. д.

7.22 При приведении месячного, сезонного и годового стоков к многолетнему периоду используют рекомендации раздела 6. Определение расчетного внутригодового распределения стока по каждой из рек-аналогов производят согласно рекомендациям 5

7.23 Основным методом обобщения данных по внутригодовому распределению стока как для равнинных, так и для горных районов является составление районных схем межсезонного и внутрисезонного распределений стока, необходимых для определения расчетного календарного распределения месячного стока в характерном по водности году исследуемой неизученной реки. Межсезонное распределение стока выражают в долях годового стока, а внутрисезонное распределение стока — в долях стока соответствующего сезона. В зависимости от характера решаемой практической задачи и принятого в расчетах метода определения внутригодового распределения стока для района исследования (или района проектирования) могут быть построены различные расчетные схемы. Общими при их установлении являются выявление и учет основных природных факторов (площади водосбора и озерности на равнинах и плоскогорьях, средней высоты водосбора — в пересеченных горных районах).

7.24 Построение средней многолетней кривой продолжительности суточных расходов воды производят методом аналогии. Среднюю многолетнюю кривую продолжительности, построенную для реки-аналога в относительных значениях (в долях ее среднемноголетнего годового расхода воды), переносят на неизученную реку с учетом нормы стока неизученной реки, полученной в соответствии с 7

Максимальный сток воды рек

7.25 Методы определения расчетных характеристик максимального стока весеннего половодья и дождевых паводков подразделяют на следующие:

а) при наличии одной или нескольких рек-аналогов;

б) при отсутствии рек-аналогов. Значения параметров и коэффициентов в расчетных формулах следует уточнять на основе использования гидрометеорологической информации за весь период наблюдений, включая последние годы, в соответствии с 4.3.

7.26 Выбор рек-аналогов следует проводить с соблюдением требований, указанных в 4.11, а также при соблюдении условий:

L / A0,56 ≈ La / Aa0,56; (7.7)

J A0,50 ≈ Ja Aa0,50, (7.8)

где L и La — длина исследуемой реки и реки-аналога соответственно, км;

J и Ja — уклон водной поверхности исследуемой реки и реки-аналога, промилле;

А и Aa — площади водосборов исследуемой реки и реки-аналога соответственно, км2.

7.27 При использовании нескольких независимых (но не более трех) региональных методов и схем расчета максимального стока окончательное расчетное значение рассматриваемой характеристики принимают в соответствии с 4.10.

Весеннее половодье

7.28 При наличии рек-аналогов определение максимальных расходов воды весеннего половодья выполняют по редукционной формуле (7.9).

При наличии данных метеорологических наблюдений, позволяющих рассчитывать водоотдачу из снежного покрова, расходы воды весеннего половодья малых рек допускается определять по упрощенным генетическим формулам, структура которых и методы определения параметров регламентируются Территориальными строительными нормами.

7.29 Методы расчета максимальных расходов воды рек весеннего половодья применяют для рек с площадями водосборов от элементарно малых (менее 1 км2) до 20000 км2 для европейской части России и до 50000 км2 — для азиатской части, за исключением транзитных участков рек, где происходит сильное распластывание волны половодья, вызывающее снижение максимальных расходов воды.

При проектировании сооружений на реках с площадями водосборов, превышающими указанные пределы, максимальные расходы талых вод при отсутствии гидрометрических данных определяют по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий в исследуемом створе.

7.30 Расчетный максимальный расход воды весеннего половодья Qp%, м3/с, заданной вероятности превышения Р% при наличии рек-аналогов определяют по редукционной формуле

Qp% = K0 hp% μ δ δ1 δ2 A / (A + A1)n (7.9)

где K0 — параметр, характеризующий дружность весеннего половодья; рассчитывают как среднее из значений, определенных по данным нескольких рек-аналогов обратным путем из формулы (7.9);

hp% расчетный слой суммарного весеннего стока (без срезки грунтового питания), мм, ежегодной вероятности превышения Р%; определяют в зависимости от коэффициента вариации Cv и отношения Cs / Cv, a также среднего многолетнего слоя стока h0;

μ — коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров кривых распределения слоев стока и максимальных расходов воды;

δ, δ1, δ2 — коэффициенты, учитывающие влияние водохранилищ, прудов и проточных озер (δ), залесенности (δ1) и заболоченности речных водосборов (δ2) на максимальные расходы воды;

А — площадь водосбора исследуемой реки до расчетного створа, км2;

A1 — дополнительная площадь, учитывающая снижение интенсивности редукции модуля максимального стока с уменьшением площади водосбора, км2;

п — показатель степени редукции.

Показатель степени редукции п и параметр A1 в формуле (7.9) определяют на основе зависимости qmax p% = f (A) по данным наблюдений на изученных реках исследуемого района, где qmax p% — модуль максимального стока.

При обосновании в формулу (7.9) допускается введение дополнительных параметров, учитывающих влияние естественных и искусственных факторов на формирование максимального стока воды рек весеннего половодья.

7.31 Средний многолетний слой стока весеннего половодья h0 следует определять по данным рек-аналогов или интерполяцией по картам, построенным для исследуемого района с учетом последних лет наблюдений. В значение среднего многолетнего слоя весеннего стока вносят поправки на учет влияния местных факторов (площадь водосбора, уклоны склонов на водосборе, озерность, залесенность, заболоченность, распаханность):

Читайте также:  Про горные реки красиво

а) для рек степной зоны России и полупустынной зоны Западной Сибири с площадями водосборов менее 3000 км2 в значения h0 следует вводить поправки на учет площади водосбора на основе построения зависимости h0 = f (A) с учетом материалов наблюдений последних лет;

б) для малых равнинных рек с площадями водосборов менее 200 км2 лесостепной, степной, полупустынной зон и засушливых степей поправочные коэффициенты устанавливают по зависимости h0 = f (Jв), где Jв — уклон водосбора;

в) при наличии озер, расположенных на водосборе реки, поправочные коэффициенты к среднему многолетнему слою стока весеннего половодья h0 определяют по связи слоя стока со значениями средней взвешенной озерности речных бассейнов h0 = f (Aоз), при этом параметр Aоз, %, определяют по формуле

Aоз = (100 Si Аi / А2, (7.10)

где Si — площадь зеркала озера, км2;

Аi — площадь водосбора озера, км2;

А — площадь водосбора в расчетном створе реки;

г) для водосборов с залесенностью, отличной от средней зональной (районной), поправочный коэффициент определяют по соотношению Ал / Ал. р, где Ал — залесенность расчетного водосбора, %; Ал. р среднее районное значение залесенности, %. Т

Вычисление среднего районного значения залесенности водосборов выполняют как среднеарифметическое из значений залесенности, %, по ближайшим речным водосборам (водосборы с А > 200 км2 — для лесной и лесостепной зон и А > 2км2 — для зон степей и полупустынь).

7.32 Коэффициент вариации слоя стока весеннего половодья принимают по рекам-аналогам или интерполяцией по картам изолинии этого параметра, построенным для исследуемого района.

Для рек с площадями водосборов А 2 % — 0,8.

Влияние прудов, регулирующих меженный сток, при расчете максимальных расходов воды вероятностью превышения менее 5 % не учитывают, а при Р ≥ 5 % допускается уменьшение расчетного значения до 10 %.

7.35 Коэффициент δ1, учитывающий снижение максимальных расходов воды в залесенных бассейнах, определяют по формуле

δ1 = α / (Ал + 1)n, (7.12)

где п — коэффициент редукции; устанавливают по зависимости qmaх = f (Aл) с учетом преобладающих на водосборе почвогрунтов;

α — коэффициент, учитывающий расположение леса на водосборе (в верхней или нижней части водосбора), а также природную зону (лесная или лесостепная).

7.36 Коэффициент δ2, учитывающий снижение максимальных расходов воды с заболоченных водосборов, определяют по формуле

δ2 = l — β lg (0,1 Аб + l), (7.13)

где β — коэффициент, определяемый в зависимости от типа болот и механического состава почвогрунтов вокруг болот и заболоченных земель (со слоем торфа не менее 30 см):

Аб — относительная площадь болот, заболоченных лесов и лугов в бассейне реки, %.

Внутриболотные озера, рассредоточенные по водосбору и расположенные вне главного русла и основных притоков, следует включать в значение относительной площади болот.

При заболоченности менее 3 % или проточной средневзвешенной озерности более 6 % коэффициент δ2, принимают равным единице.

Для горных рек коэффициенты δ1, и δ2 равны единице.

Дождевые паводки

7.37 Выбор типа расчетной формулы для определения максимального срочного расхода воды дождевого паводка заданной вероятности превышения Qр% следует производить согласно приложению Б, таблица Б.7.

7.38 Расчетная формула типа I (редукционная) для определения Qр% при наличии одной или нескольких рек-аналогов имеет вид:

Qр% = qр%,a φм (δ δ2 / δа δ2а) А, (7.14)

где qр%,a модуль максимального срочного расхода воды реки-аналога расчетной вероятности превышения Р%, м3/с × км2; рассчитывают по формуле

qр%,a = Qр%,a / Aa, (7.15)

где Qр%,a — максимальный расход воды дождевого паводка вероятности превышения Р%, м3/с;

Аa — площадь водосбора реки-аналога, км2;

φм — коэффициент, учитывающий редукцию максимального модуля стока дождевого паводка (q1%) с увеличением площади водосбора , км2) или продолжительности руслового времени добегания (τр, мин); рассчитывают в зависимости от значения коэффициента ηф, представляющего соотношение коэффициентов формы водосбора исследуемой реки и реки-аналога:

ηф ≈ L Aa0,56 / La A0,56, (7.16)

где L и La — гидрографическая длина водотока для исследуемой реки и реки-аналога соответственно, км;

А и Аа — площадь водосбора для исследуемой реки и реки-аналога соответственно, км2.

При ηф 1,5 — по формуле (7.18):

φм = (Aa / A)n; (7.17)

φм = (Фа /Ф) , (7.18)

где Ф и Фа — гидроморфометрическая характеристика русла для исследуемой реки и реки-аналога соответственно; определяют по формуле

Ф = 1000 L / тр / A0,25, (7.19)

где L и A тоже, что и в формуле (7.16);

тр и т — гидравлические параметры, характеризующие состояние и шероховатость русла водотока; определяют согласно приложению Б, таблица Б.8;

Ip — средневзвешенный уклон русла водотока, ‰;

n и n1 — степенные коэффициенты, отражающие редукцию максимального модуля стока дождевого паводка q1% соответственно с увеличением площади водосбора А, км2, и руслового времени добегания τр.

Русловое время добегания τр, ч, для гидрологически изученной реки определяют по формуле

τр = 1000 L/V = 1000 L / (тр ), (7.20)

где L — тоже, что и в формуле (7.16);

V максимальное значение средней скорости добегания воды по главному водотоку, м/с;

тр, т и Ip — то же, что и в формуле (7.19);

δ и δа, δ2 и δ2а — поправочные коэффициенты, учитывающие для исследуемой реки и реки-аналога регулирующее влияние соответственно озер (прудов, водохранилищ), а также болот и заболоченных земель. При использовании формулы (7.18) значения коэффициентов δ2 и δ2а принимают равными единице.

7.39 При установлении степенных коэффициентов редукции n и n1, а также структуры формул по определению поправочных коэффициентов δ, δа, δ2 и δ2а порядок выполнения инженерно-гидрологических расчетов по формуле типа I предусматривает последовательность этапов, изложенных в приложении В.

7.40 Расчетный максимальный срочный расход воды дождевого паводка определяют по формуле (7.14) на основе использования одной или нескольких рек-аналогов с учетом полученных значений степенных коэффициентов п и n1 и формул для учета регулирующего влияния естественных и искусственных факторов.

7.41 При наличии значений степенных коэффициентов n и n1, а также расчетных формул по определению поправочных коэффициентов δ, δа, δ2 и δ2а, полученных на основе региональных обобщений, допускается их использование при выполнении расчетов по формуле (7.14).

7.42 Расчетная формула типа II для определения Qр% при отсутствии рек-аналогов имеет вид:

Qр% = q/ A)n δ δ2 δ3 λр% A, (7.21)

где q200 — модуль максимального срочного расхода воды ежегодной вероятности превышения Р = 1 %, приведенный к условной площади водосбора, равной 200 км2 при δ = δ2 = δ3 = 1,0; определяют для исследуемой реки при наличии региональной карты параметра q200 интерполяцией, а при отсутствии — на основе использования многолетних данных гидрологически изученных рек;

А — площадь водосбора, км2;

δ и δ2 — допускается определять соответственно по формулам (В.3), (В.4) приложения В;

δ3 — поправочный коэффициент, учитывающий изменение параметра q200 с увеличением средней высоты водосбора , м, в полугорных и горных районах;

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.

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.).

Читайте также:  Река волга в россии ширина

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

Продольный профиль и уклон реки

Продольный профиль реки показывает изменение высотных отметок уровня воды в реке или дна реки или лога по их длине.

Продольный профиль строится на основании данных о протяженности отдельных характерных участков реки и высотных отметок границ этих участков.

Границами участков могут быть места резкого увеличения или уменьшения глубин, пороги, перекаты, острова, устья притоков, места появления подпора, изменения ширины русла и др.

Высотные отметки урезов воды, определенные при обследовании, приводятся к так называемому мгновенному уровню. Мгновенным называется уровень в один и тот же момент времени для всех точек определения. Приводка осуществляется по данным водомерных постов.

Продольный профиль может быть построен по топографической карте. На карте по реке измеряются расстояния от устья до всех пересекающих реку горизонталей и других точек с нанесенными высотными отметками. Снимаются отметки всех горизонталей и определяются отметки истока и устья реки. По всем этим данным строится продольный профиль реки (рисунок 2).

По горизонтальной оси откладываются расстояния от истока до границ характерных участков или мест пересечения реки горизонталями и положение других точек с известными отметками, по вертикальной оси — высотные отметки. Полученные точки соединяются прямыми отрезками.

Уклоном называется отношение разности высотных отметок в начале и конце участка, называемой падением, к длине участка. Уклон обычно выражается в относительных единицах. Иногда употребляется выражение уклона в промиллях (‰), что означает падение, выраженное в тысячных долях от длины участка.

Принято различать средний и средневзвешенный уклоны реки и участка.

Средним уклоном реки (участка) называется отношение разности отметок дна или поверхности воды в истоке и устье (в начале и конце участка) ΔН к длине реки (участка)

.

Рисунок 2. Продольный профиль р.Куртун

Падение и длина выражаются в одних размерностях (в метрах или километрах), в этом случае уклон получается в относительных единицах. Для выражения уклона в промилле полученное значение умножают на 1000.

Отчетные материалы:

1. Карта-схема речного бассейна

2. Список рек и таблица определения расчетных характеристик речного бассейна.

3. Граф речной системы и ее порядковый состав.

4. Продольный профиль главной реки.

Рекомендуемая литература:

1. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. – М.: Изд-во АН СССР, 1955.

2. Нежиховский Р.А. Русловая сеть бассейна и процесс формирования стока воды. – Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1971. – 476 с.

3. Чеботарев А.И. Общая гидрология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 544 с.

4. Давыдов Л.К., Конкина Н.Г. Общая гидрология. – Л.: Гидрометеорологическое издание, 1958. – 488 с.

5. Ржаницын Н.А. Руслоформирующие процессы рек. – Л.: Гидромеоиздат, 1985. – 263 с.

6. Хортон Р. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. Гидрографический подход к количественной морфологии. — М.: Государственное издательство иностранной литературы, 1948. -158с.

7. Корытный Л.М. Морфометрические характеристики речного бассейна //География и природные ресурсы № 3, 1984. – С. 105 –112.

8. Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь /Под ред.А.И. Бедрицкого, СПб.; М.: Летний сад, 2008, 2009. – Т.1-3.

9. Ржаницын Н.А. Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети. – Л.: Гидрометеоиздат, 1960. – 238 с.

10. Географические закономерности гидрологических процессов юга Восточной Сибири. – Иркутск: изд-во Института географии СО РАН, 2003. – 209 с.

Практическая работа №2

Построение поперечных профилей и вычисление морфометрических характеристик русла

Цель промерных работ — определить глубины и характер рельефа дна реки, озера, водохранилища. В результате промерных работ могут быть получены поперечные и продольные профили, а также план русла реки или ложа водоема в изобатах (линии равных глубин) или горизон­талях. Для рек по материалам промеров могут быть определены площа­ди водных сечений, а для озер и водохранилищ можно вычислить объем содержащейся в них воды.

При производстве промерных работ требуется с достаточной на­дежностью определить три величины: координаты точки промера, глубину водного объекта в точке промера, уровень воды на водомерном посту в момент промера. Глубины, измеренные в разное время в одной и той же точке, могут иметь разное значение, так как уровень воды изменяется. При измерении глубин на значительном протяжении реки проходит много времени, за которое уровень может меняться. Это приведет к тому, что глубины, измеренные в разное время, будут несо­поставимы. Для устранения этого в конце работ все измеренные глуби­ны приводят к одному расчетному (условному) уровню, соответствую­щему конкретному моменту времени.

Основными инструментами для координирования промерных работ в гидрологии суши являются теодолит и мензула. На больших водных объектах в настоящее время используются навигационные системы. Измерение глубин производится по назначенному створу или по пред­варительно назначенному маршруту движения лодки.

Практическая работа выполняется по материалам, полученным во время работы на средней (большой) реке.

Цель работы. Приобретение навыков обработки промерных книжек, а также построения и анализа профиля водного сечения.

Задание. Построить график профиля водного сечения, используя — данные стандартного журнала промеров, и провести анализ его морфометрических особенностей.

Построение поперечных профилей

Поперечный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге. Формат выбирается исходя из 297×1 (мм), где L определяется с учетом выбранного масштаба. По горизонтальной оси отложить длину. У иного края чертежа провести линии шкал элементов и надписать их. Шкалы элементов следует разместить на вертикальной оси таким образом, чтобы линии графиков нигде не пересекались и равномерно занимали все поле чертежа. Профиль дна строится в координатах глубины и расстояния от ПН (постоянного начала). Все масштабы выбираются кратными 1, 2 или 5 и удобными для построения. «Подвал» является стандартным средством для объединения нескольких параметров на одной горизонтальной координате. Он начинается с наименований параметров, а ось ординат с глубинами проводится вертикально вверх правее наименований. Значения всех параметров выписываются друг под другом на соответствующем расстоянии от ПН. На данном графике такими параметрами являются номера промерных точек, расстояния от ПН, средняя глубина, отметки точек, номера скоростных вертикалей, грунт дна и др. В соответствующую для них строку записываются значения величин на каждой промерной вертикали.

Весь график с «подвалом» располагается таким образом, чтобы слева осталось поле стандартной ширины 3 см для подшивания в папку (рисунок 3).

При оформлении чертежа вверху указывается наименование рабо­ты, название реки, бассейна, к которому она относится, отметка нуля графика и номер профиля. Ниже размещается сам график. Справа от него вычерчивается небольшая вертикальная таблица с найденными основными характеристиками водного сечения. Под ней выписываются условные обозначения величин и их расшифровка. Работа должна быть выполнена черной тушью или черной гелиевой ручкой и подписана.

Провести анализ графика. Результаты анализа записать в свободной части чертежа в виде таблицы, где поместить следующие основные характеристики водного сечения:

а) h (м) — положение на графике горизонта воды над «О» графика;

б) В (м) — ширина реки по уровню воды;

в) ω (м 2 )- площадь водного сечения, которая находится планиметрированием площади, заключенной между положением на графике горизонта воды и графиком дна профиля реки;

г)hcр (м) — средняя глубина, находится по формуле Н = ω/В как отношение общей площади поперечного сечения реки (W) к ширине реки );

д) Нмах (м) — наибольшая глубина на профиле;

с) χ (м) — длина смоченного периметра;

ж) R (м) — гидравлический радиус.

Вычисление морфометрических характеристик

Для каждого профиля могут быть вычислены следующие морфометрические характеристики: площадь водного сечения ω,м 2 , ширина реки В, м; длина смоченного периметра χ, м; наибольшая глубина Нмах, м; средняя глубина hcр, м; гидравлический радиус R, м. Эти характеристики используются при вычислении расходов воды Qв м 3 /с, построениизависимостей Q=f(H), ω =f(H) и пр.

1. Площадь водного сечения определяется планиметрированием или аналитически. Промерные вертикали разбивают водное сечение на ряд трапеций, и только береговые участки его могут иметь форму прямоугольного треугольника, если глубина на урезе воды равна нулю, как показано на рисунке 4.

Аналитически общая площадь водного сечения получается как сумма частных площадей.

При наличии ледяного покрова кроме площади водного сечения вычисляют площади погруженного в воду кристаллического льда, шуги и общую площадь сечения профиля.

2. На гидрометрических створах, где измеряют расходы воды, помимо площади водного сечения определяют площадь живого сечения, которая при наличии течения воды в пределах всего сечения будет равна ему, а при наличии в нем застойной зоны (мертвой) будет меньше площади водного сечения на величину площади мертвого пространства.

3. Смоченный периметр χ, длина линии дна реки на профиле, заключенная между урезами воды. При наличии на реке ледяного покрова в понятие «смоченный периметр» кроме длины линии дна включается длина нижней поверхности ледяного покрова. Если под ледяным покровом есть слой шуги, то длина смоченного периметра рассчитывается с учетом длины нижней поверхности шуги.

4. Гидравлический радиус R— частное от деления площади водного сечения на длину смоченного периметра χ. Вычисление смоченного периметра и гидравлического радиуса обычно бывает необходимо для узких русел со значительной глубиной, так как в этом случае длина смоченного периметра может значительно отличаться от ширины реки.

Рисунок 3. Пример построения поперечного профиля живого сечения р.Максимиха

5. Средняя глубина Нср— частное от деления площади водного сечения на ширину реки: H=W/B. Для равнинных рек при сравнительно небольшой глубине и значительной ширине русла величина гидравли­ческого радиуса близка к величине средней глубины (R≈Hср).

Рисунок 4. Схема вычисления площади водного сечения и длины смоченного периметра

6. Наибольшая глубина Hмакс на профиле устанавливается по данным промерной книжки.

7. Морфометрические характеристики профиля водного сечения изменяются в зависимости от уровня воды. При наличии профиля водного сечения, построенного до отметки наивысшего уровня воды, можно построить кривую зависимости площади водного сечения от уровня. Для этой цели площадь профиля расчленяют для определен­ных интервалов высоты уровня, а затем вычисляют площади поперечных сечений при различных значениях уровня воды. Кривая B=f(H) показана на рисунке 5. При плавном очертании профиля кривая ω=f(H )имеетвид плавной кривой, обращенной выпуклостью к оси Н; в местах резкого изменения сечения, например при выходе воды из русла на пойму, направление кривой резко меняется. При вертикальном профиле берега, например в каналах прямоугольного сечения, приращение площади на единицу уровня постоянно и кривая обращается в прямую.

Рисунок 5. Кривые зависимости площади водного сечения и ширины реки от уровня воды

Зависимость B=f(H) будет постоянной только при условии постоянства во времени очертаний русла. Если русло реки изменчиво и подвергается размыву или намыву, то в соответствии с этим изменяется и характер кривой. С увеличением высоты уровня, изменяется и ширина реки В. Зная значение ширины реки при различной высоте уровня, не трудно построить кривую B=f(H). При устойчивом русле кривые W=f(H)иB = f(H) позволяют определить ширину и площадь водного сечения реки при любой высоте уровня.

Отчетные материалы:

5. Профиль водного сечения.

6. Таблица определения расчетных характеристик профиля.

7. Графики изменения площади сечения и ширины с глубиной.

Данные промерных работ по вариантам (I-IV)

№ промерных точек Расстояние от постоянного начала, м Глубина, м
вариант вариант
I II III IV I II III IV
Урез л.б. 0,00 0,00 0,00 0,00
0,2 0,0 0,0 2,35 0,59 0,29 0,35
1,0 1,0 1,0 3,23 0,87 0,20 0,45
2,0 2,0 2,0 3,42 1,05 0,42 0,56
3,0 3,0 3,0 3,67 0,97 0,79 1,08
4,0 4,0 4,0 4,39 1,06 0,91 0,99
5,0 5,0 5,0 3,90 0,12 0,99 1,25
6,0 6,0 6,0 3,32 1,27 1,19 1,39
7,0 7,0 7,0 3,73 1,25 1,33 1,37
8,0 8,0 8,0 0,25 1,34 1,29 1,65
Урез п.б. 9,0 9,0 9,0 0,00 1,39 1,25 1,62
10,0 10,0 10,0 1,42 1,26 1,60
11,0 11,0 11,0 1,43 1,41 1,62
12,0 12,0 12,0 1,25 1,37 1,63
13,0 13,0 13,0 1,22 1,23 1,75
14,0 14,0 14,0 1,08 1,06 1,65
15,0 15,0 15,0 0,95 0,95 1,53
16,0 16,0 16,0 0,88 0,85 1,42
17,0 17,0 17,0 0,96 0,68 1,32
18,0 18,0 18,0 0,73 0,59 1,29
19,0 19,0 19,0 0,65 0,62 1,31
20,0 20,0 20,0 0,61 0,56 1,25
21,0 21,0 21,0 0,57 0,16 1,07
22,0 22,0 22,0 0,23 0,05 0,90
Урез л.б 22,4 22,5 23,0 0,00 0,00 0,00
24,0

Данные промерных работ по вариантам (V-VIII)

№ промерных точек Расстояние от постоянного начала, м Глубина, м
вариант вариант
V VI VII VIII V VI VII VIII
Урез л.б. 0,00 0,00 0,00 0,00
0,0 0,0 2,8 0,35 0,90 0,35
2,5 1,0 1,0 2,9 0,52 0,98 0,55
3,0 2,0 3,0 3,5 0,72 1,02 0,58
3,5 3,0 5,0 3,3 0,95 1,22 1,21
4,0 4,0 7,0 3,3 1,10 1,36 1,19
4,5 5,0 9,0 3,7 1,30 1,45 1,42
5,0 6,0 11,0 4,2 1,50 1,56 1,40
5,5 7,0 13,0 4,6 1,90 1,80 1,53
6,0 8,0 15,0 3,2 1,90 1,89 1,65
6,5 9,0 17,0 2,8 2,05 2,00 1,69
7,0 10,0 19,0 2,1 2,09 2,30 1,63
7,5 11,0 21,0 1,5 2,05 2,25 1,69
8,0 12,0 23,0 0,7 2,12 2,04 1,70
Урез п.б. 71,5 8,5 13,0 25,0 0,00 2,25 1,78 1,71
9,0 14,0 27,0 2,13 1,45 1,63
9,5 15,0 29,0 1,91 1,03 1,54
10,0 16,0 31,0 1,59 1,00 1,46
10,5 17,0 33,0 1,33 0,95 1,43
11,0 18,0 35,0 1,21 0,90 1,39
11,5 19,0 37,0 1,16 0,85 1,25
12,0 20,0 39,0 0,94 0,72 1,20
12,5 21,0 41,0 0,83 0,56 0,85
13,0 22,0 43,0 0,35 0,34 0,43
Урез л.б 13,8 22,5 44,5 0,00 0,00 0,00

Данные промерных работ по вариантам (IX-XII)

Источник

Adblock
detector