Как рассчитать бассейн реки

Как рассчитать бассейн реки

Для определения расхода воды в реке нужно еще определить среднюю скорость течения реки. Это можно сделать различными способами:

Для определения стока реки в зависимости от площади бассейна, высоты слоя осадков и т.д. в гидрологии применяются следующие величины:

• сток реки,
• модуль стока
• коэффициент стока.

Стоком реки называют расход воды за продолжительный период времени, например за сутки, декаду, месяц, год.

Модулем стока называют выраженное в литрах количество воды, стекающее в среднем в 1 секунду с площади бассейна реки в 1 км2:

Коэффициентом стока называют отношение стока воды в реке к количеству выпавших осадков (М) на площадь бассейна реки за одно и то же время, выраженное в процентах:

где а — коэффициент стока в процентах, Qr — величина годового стока в кубических метрах, М — годовое количество выпавших осадков в миллиметрах.

Для определения годового стока воды исследуемой реки нужно расход воды умножить на число секунд в году, т. е. на 31,5-106 сек.

Для определения модуля стока нужно знать расход воды и площадь бассейна выше створа, по которому определялся расход воды данной реки.

Площадь бассейна реки можно измерить по карте. Для этого применяют следующие способы:

1. планиметрирование,
2. разбивку на элементарные фигуры и вычисление их площадей;
3. измерение площади посредством палетки;
4. вычисление площадей по геодезическим таблицам.

Мы считаем, что учащимся легче всего будет использовать третий способ и производить измерение площади посредством палетки, т. е. прозрачной бумаги (кальки) с нанесенными на нее квадратиками (если нет кальки, то можно промаслить бумагу).

Имея карту исследуемого района в определенном масштабе, нужно изготовить палетку с квадратиками, соответствующими масштабу карты. Предварительно следует оконтурить бассейн данной реки выше определенного створа, а затем наложить на карту палетку, на которую перенести контур бассейна. Для определения площади требуется сосчитать сначала число полных квадратиков, расположенных внутри контура, а затем сложить данные квадратики, частично покрывающие бассейн данной реки. Сложив квадратики и умножив полученное число на площадь одного квадратика, узнаем площадь бассейна реки выше данного створа.

где Q — расход воды. Для перевода кубических метров в литры умножаем расход на 1000, S — площадь бассейна.

Для определения коэффициента стока реки нужно знать годовой сток реки и объем воды, выпавшей на площади данного бассейна реки. Объем воды, выпавшей на площади данного бассейна, легко определить. Для этого нужно площадь бассейна, выраженную в квадратных километрах, умножить на толщину слоя выпавших осадков (тоже в километрах).

Например, если осадков на данной площади выпало за год 600 мм, то толщина будет равна 0,0006 км и коэффициент стока будет равен

где Qp —годовой сток реки, а М — площадь бассейна; умножаем дробь на 100 для определения коэффициента стока в процентах.

Определение питания реки.

Нужно выяснить виды питания реки: грунтовое, дождевое, от таяния снега, озерное или болотное. Например, р. Клязьма имеет питание грунтовое, снеговое и дождевое, из них грунтовое питание составляет 19%, снеговое — 55% и дождевое — 26%.

Эти данные в процентах школьник сам вычислить не сможет, их придется взять из литературных источников.

Определение режима стока реки

Для характеристики режима стока реки нужно установить:

а) каким изменениям по сезонам подвергается уровень воды (река с постоянным уровнем, сильно мелеющая летом, пересыхающая, теряющая воду в понорах и исчезающая с поверхности);

б) время половодья, если оно бывает;

в) высоту воды во время половодья (если нет самостоятельных наблюдений, то по опросным сведениям);

г) продолжительность замерзания реки, если это бывает (по своим личным наблюдениям или же по сведениям, полученным путем опроса).

Определение качества воды.

Для определения качества воды нужно узнать, мутная она или прозрачная, годная для питья или нет. Прозрачность воды определяется белым диском (диск Секки) диаметром приблизительно 30 см, подведенным на размеченном лине или приделанным к размеченному шесту. Если диск опускается на лине, то внизу, под диском, прикрепляется груз, чтобы диск не сносило течением. Глубина, на которой этот диск становится невидимым, и является показателем прозрачности воды. Можно диск сделать из фанеры и окрасить его в белый цвет, но тогда груз нужно подвесить достаточно тяжелый, чтобы он вертикально опускался в воду, а сам диск сохранял горизон­тальное положение; или фанерный лист можно заменить тарелкой.

Определение температуры воды в реке

Температуру воды в реке определяют родниковым термометром, как на поверхности воды, так и на разных глубинах. Держать термометр в воде нужно в течение 5 минут. Родниковый термометр можно заменить обычным ванновым термометром в деревянной оправе, но, для того чтобы он опускался в воду на разные глубины, следует привязать к нему груз.

Можно определить температуру воды в реке при помощи батометров: батометра-тахиметра и бутылочного батометра. Батометр-тахиметр состоит из гибкого резинового баллона объемом около 900 см3; в него вставлена трубочка диаметром 6 мм. Батометр-тахиметр закрепляют на штанге и опускают на разные глубины для взятия воды. Полученную воду выливают в стакан и определяют ее температуру.

Батометр-тахиметр нетрудно сделать самому школьнику. Для этого нужно купить небольшую резиновую камеру, на нее надеть и привязать резиновую трубочку диаметром 6 мм. Штангу можно заменить деревянным шестом, разделив его на сантиметры. Штангу с батометром-тахиметром нужно опускать вертикально в воду до определенной глубины, так чтобы отверстие батометра-тахиметра было направлено по течению. Опустив на определенную глубину, штангу необходимо повернуть на 180° и держать примерно 100 секунд, для то­го чтобы набрать воды, после чего опять повернуть штангу на 180°. Вынимать ее следует так, чтобы из батометра вода не вылилась. Перелив воду в стакан, определяют термометром температуру воды на данной глубине.

В результате турбулентности движения воды в реке температура придонного и поверхностного слоя почти одна и та же. Например, придонная температура воды 20,5°, а на поверхности 21,5°.

Полезно одновременно измерить термометром-пращом температуру воздуха и сравнить ее с температурой речной воды, записав обязательно время наблюдения. Иногда разность температуры достигает нескольких градусов. Например, в 13 часов температура воздуха 20°, температура воды в реке 18°.

Исследование на определенных участках характера русла реки

При исследовании на определенных участках характера русла реки необходимо:

а) отметить главнейшие плесы и перекаты, определить их глубины;

б) при обнаруживании порогов и водопадов определить высоту падения;

в) зарисовать и по возможности измерить острова, отмели, осередки, побочные протоки;

г) собрать сведения, в каких местах река размывает берега, и на местах, особенно сильно размываемых, определить характер размываемых пород;

д) изучить характер дельты, если исследуется приустьевой участок реки, и нанести ее на глазомерный план; посмотреть, соответствуют ли отдельные рукава изображенным на карте.

Ознакомление с внешним видом русла реки

При изучении внешнего вида русла реки следует дать его описание и сделать зарисовки разных участков русла, лучше всего возвышенных мест.

Общая характеристика реки и ее и с пользование

При общей характеристике реки нужно выяснить:

а) в какой части река является главным образом эродирующей и в какой аккумулирующей;

б) степень меандрирования.

Для определения степени меандрирования нужно узнать коэффициент извилистости, т.е. отношение длины реки на изучаемом участке к кратчайшему расстоянию между определенными пунк­тами исследуемой части реки; например, река А имеет длину 502 км, а кратчайшее расстояние между истоком и устьем всего 233 км, следовательно, коэффициент извилистости

где К — коэффициент извилистости, L — длина реки, l — кратчайшее расстояние между истоком и устьем, а потому

в) не производят ли отжимания реки конусы выноса, образуемые в устьях притоков ре­ки или временных потоков.

Узнать, как используется река для судоходства и сплава леса; если река несудоходная, то выяснить почему, что служит препятствием (мелководная, порожистая, есть ли водопады); есть ли на реке плотины и другие искусственные сооружения; не используется ли река для полива; какие преобразования нужно сделать для лучшего использования реки в народном хозяйстве.

Если были сделаны фотографические снимки или рисунки разных участков русла реки, следует приложить их к описанию.

Источник

Речной бассейн

Речно́й бассе́йн – часть земной поверхности, включающая данную речную систему и ограниченная поверхностным (орографическим) водоразделом.

Следует различать понятие бассейн и водосбор реки.

Обычно водосбор (особенно поверхностный) и бассейн реки совпадают. Однако нередки случаи и их несовпадения. Так, если в пределах речного бассейна часть территории оказывается бессточной (её называют бессточной областью), то она, оставаясь частью бассейна, в состав водосбора реки не входит. Такие случаи характерны для засушливых районов с плоским рельефом. Бессточные области в пределах речных бассейнов могут иногда достигать больших площадей; как например, в бассейнах рек Тобол и Ишим (притоков р. Иртыш, входящей в речную систему Оби). В бассейне Тобола выше г. Кустаная – 16300 км 2 (>50% площади бассейна), в бассейне Ишима выше г. Акмолинска (ныне г. Астана) – 1750 км 2 (около 24% площади бассейна).

Несовпадение границ бассейна, выделяемых по поверхностному водоразделу, и границ водосбора может быть и в тех случаях, когда поверхностный и подземный водоразделы не совпадают, т.е. когда часть подземного стока либо поступает из-за пределов данного бассейна, либо уходит за его пределы.

Основными морфометрическими характеристиками речного бассейна служат: площадь бассейна; длина бассейна, обычно определяемая как прямая, соединяющая устье реки и точку на водоразделе, прилегающую к истоку главной реки; максимальная ширина бассейна, которая определяется по прямой, перпендикулярной к длине бассейна в наиболее широкой его части; средняя ширина бассейна, вычисляемая путем деления площади бассейна на его длину; длина водораздельной линии (поверхностного водораздела).

К числу главнейших физико-географических и геологических характеристик речного бассейна относятся:

1. географическое положение бассейна реки на континенте, которое может быть выражено через удалённость его границ или центра (в км) от океана, широту и долготу центра и крайних точек бассейна;
2. географическая (ландшафтная) зона (зоны) или высотные пояса; важно знать, например, находится ли речной бассейн в тундре, тайге, зоне смешанных лесов, степи, пустыне и т.д.;
3. геологическое строение, тектоника, физические и водные свойства подстилающих грунтов, гидрогеологические условия;
4. рельеф поверхности бассейна (горы, возвышенности, низменности и распределение площади бассейна по высотам;
5. климат (характер циркуляции атмосферы, режим температуры и влажности воздуха, количество и режим атмосферных осадков, испарение);
6. почвенно-растительный покров, который можно охарактеризовать данными о доли площади бассейна (в %), занятой лесами и почвами того или иного типа;
7. характер речной сети;
8. наличие и особенности других водных объектов помимо рек – озёр, болот, ледников.

Важнейшая особенность любого речного бассейна – это степень его преобразования хозяйственной деятельностью. При этом следует различать искусственное преобразование поверхности бассейна (сведение лесов, распашка земель и другие агролесотехнические мероприятия, оросительные и осушительные мелиорации) и искусственное преобразование гидрографической сети бассейна реки и режима самих рек (регулирование стока, сооружение плотин и водохранилищ, каналов, шлюзов, осуществление других гидротехнических мероприятий в руслах рек, изъятие и переброска стока и др.).

Такие характеристики бассейна, как его озёрность, болотистость, лесистость и др., могут быть выражены количественно через соответствующие коэффициенты озёрности, болотистости, лесистости, вычисляемые как отношение (в %) площади, занятой соответственно озёрами, болотами, лесами к полной площадь бассейна.

Источник

Бассейн реки – это , определение в географии

Реки пронизывают земную поверхность подобно кровеносным сосудам. Хозяйственная деятельность человека, жизнь животных и растений зависит от доступности пресной воды. Неслучайно поселения основываются по берегам рек, а в Африке утоляют жажду бок о бок лев и антилопа. И если живые организмы зависят от воды, то жизнь самой реки определяется климатом и рельефом местности.

Под воздействием погодного режима и геологических особенностей формируются целые речные системы, каждая из которых обладает такими географическими характеристиками, как размер бассейна и водосборной площади, границы водораздела. Чтобы разобраться, что такое бассейн реки и как его определить, нужно остановиться чуть подробнее на самом процессе формирования речной системы.

Речная система, бассейн и водосбор – определение понятий

Река не сразу от истока становится полноводной и крупной, она набирает свои воды постепенно, буквально с миру по нитке. Этот процесс основан на таком свойстве жидкости, как текучесть. Рельеф земной поверхности неровный, поэтому вода, выпавшая на землю в виде осадков, или образовавшаяся в результате таяния ледников, под воздействием силы тяжести течет вниз по склонам и, собираясь, образует ручьи и мелкие речушки. Множество таких небольших потоков постепенно соединяются друг с другом и становятся мощной рекой, которая несет свои воды в озеро, море или океан. Таким образом формируется речная система, состоящая из реки со всеми ее притоками от истока до устья. Схематически это понятие можно изобразить в виде дерева, только его начало будет не из мощного ствола и корней, а с самых тоненьких веточек.

Бассейном в географии называют площадь земли, которую занимает и с которой питается речная система или вообще любой водоем: озеро, море, океан. Если продолжить аналогию с деревом, то бассейн – это не только ствол и ветки, но и все пространство между ветвями.

Водосбор, или водосборная площадь, —это часть суши (земной поверхности и толщи почвы), с которой вода стекает в данную реку. Как правило, чем больше этот показатель, тем река полноводнее. Бассейн реки часто отождествляют с водосбором, однако это не совсем верно: в засушливых районах часть территории, входящей в бассейн, может оказаться бессточной. Таким образом, понятие водосбора немного уже: если границы бассейнов проходят по водоразделам, то водосбор включает только полезную площадь, или, возвращаясь к аналогии, ствол, ветви и листву дерева.

Классификация речных бассейнов

Водосбор состоит из двух частей, которые соотносятся с типом питания водотока:

• поверхностной – ручьи и реки, имеющие дождевое, снеговое, ледниковое питание: вода, текущая по поверхности земли.
• глубинной – подземное питание: влага, находящаяся в пустотах между скальными породами и дающая начало родникам.

Границы глубинной части без специальных исследований определить невозможно. Иногда бывает и так, что подземные стоки питают одну реку, а на поверхности водоток относится к другому бассейну. Поэтому для удобства обозначения в картографии за основу берется поверхностная часть.

В зависимости от связи с Мировым океаном бассейны бывают

• сточными – если водоток впадает в море или океан.
• бессточными – если реки впадают в озера, изолированные моря (Мертвое, Аральское, Каспийское), в другие реки, или водоток заканчивается, уходя в песок пустынь.

Самые крупные речные бассейны

Самый большой речной бассейн у южноамериканской Амазонки, питающейся в основном за счет дождей. Он занимает почти 7180 тыс. кв. км. (это сопоставимо с площадью Австралии) и включает бассейны 15 тыс. притоков, пятой части от числа всех рек в мире.

В Африке самая большая площадь у бассейна Конго (3457 тыс. кв. км), в Северной Америке – у Миссисипи (3270 тыс. кв. км).

В Евразии крупнейшие водосборы у рек: Обь (2990 тыс. кв. км.), Енисей (2580 тыс. кв. км.), Лена (2490 тыс. кв. км.), Амур (1860 тыс. кв. км.).

Бассейны крупных рек составляют отдельные экосистемы. Яркий пример тому – бассейн Амазонки. Полноводность реки и уникальные затопляемые леса Амазонии создают условия для обитания более миллиона видов флоры и фауны, среди которых амазонский ламантин и пресноводные дельфины, анаконда, трехпалый ленивец, ягуар.

Что такое водораздел

Водораздел – граница между соседними бассейнами. Этот рубеж определяется рельефом местности:

• В горных странах он совпадает, как правило, с высокими горными цепями. Стоки влаги с разных сторон склонов питают соседние речные системы.
• В равнинных странах водораздел обнаружить сложнее. Часто он проходит по наиболее возвышенным точкам, иногда — по болотам и озерам. Это явление называют делением вод. С одной стороны озера вода стекает в одну реку, а с другой – в другую. Так, например, заболоченные участки на Валдайской возвышенности дают сток в разных направлениях, питая бассейны Волги и Западной Двины.

Со временем русло может изменяться, иногда вместе с этим происходит так называемая борьба за водораздел – процесс, при котором крупные водотоки перетягивают притоки более мелких речных систем.

Крупнейшие водоразделы

Главный и обладающий наибольшей длиной водораздел планеты проходит по четырем континентам: Южной и Северной Америке, Азии и Африке. Он разграничивает бассейны рек со стоком в Тихий и Индийский океан, от бассейнов Атлантического и Северного Ледовитого океанов.

Внутри материков различают водоразделы второго порядка. Крупнейшими водоразделами в Америке являются Кордильеры и Анды, В Европе – Альпы и Скандинавские горы, в Азии – Гималаи, в Австралии – Большой водораздельный хребет, в Африке – Абиссинское нагорье.

По территории России проходит несколько крупных водоразделов, самые большие из них – Валдайская возвышенность, отделяющая бассейны Волги, Западной Двины, Днепра, и Уральские горы, разграничивающие водосбор Волги, Оби, Урала.

Источник