Коэффициент асимметрии бассейна реки

Отношение средней ширины водосбора к длине реки

Ширина водосборной площади реки не остается постоянной, она изменяется по длине реки. Изменение ширины водосбора сказывается на количестве притекающей воды к руслу реки на различных участках, если на водосбор равномерно по его площади поступает вода, например от снеготаяния или дождя. Изменение ширины водосбора по длине реки может быть представлено в форме графика (идограммы). При построении этого графика (рис. 1) совмещают по оси абсцисс длины всех притоков с длиной основ­ного водотока и откладывают последовательно на оси ординат средние ширины частных площадей водосбора.

Исходные данные для построения графика получают следующим образом. На плане водосбора (рис. 1а) выделяют бассейны более или менее крупных прито­ков и участки, где сток непо­средственно поступает в основ­ную реку, и для каждого из них по данным о длине и площади определяют средние ширины.

Затем по оси абсцисс от­кладывают в масштабе гидро­графическую длину реки. Вдоль этой линии, как показано на рис. 1б, вначале откладыва­ют частные ширины так назы­ваемых бесприточных участков основного водотока 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, а затем ширины водосборов притоков А, В, С; частная ширина первого при­тока А отложена вправо на протяжении … км от точки, находящейся на расстоянии … км по оси абсцисс от устья; эта частная ширина в соответ­ствии с длиной притока А расположилась над шириной участков 3-4, 2-3, 1-2. Частная ширина второго притока В отложена от точки, находящейся на расстоянии … км по оси абсцисс; эта ши­рина отложена над суммарной шириной участков 2—3 и над шириной участка 1—2 и т. д. (табл. 2). В результате получаем график, поз­воляющий судить об изменении ширины бассейна по длине реки. Это построение иногда называют графиком единичных ширин.

В результате получаем график, поз­воляющий судить об изменении ширины бассейна по длине реки. Это построение иногда называют графиком единичных ширин.

Рис. 1. Схема построения графика из­менения

ширины водосбора по длине реки

Густота речной сети D, образованной постоянными потоками, распределяется по поверхности суши неравномерно и характеризует степень изрезанности реками данной территории.

Определение густоты речной сети производят несколькими способами.

1. Подсчитывается суммарная длина в километрах всех рек, находящихся на данной площади, и делится на величину этой площади в квадратных километрах, т. е.

Это отношение дает коэффициент густоты речной сети. Рассмотренный способ рекомендуется применять в тех случаях, когда речная сеть равномерна на данной площади, а также для небольших площадей.

2. Исследуемая площадь на карте крупного масштаба делится на квадраты со стороной 2 км и сумма длин всех рек каждого квадрата делится на его площадь — 4 км 2 . Этот метод дает подробную характеристику густоты речной сети для различных частей исследуемой площади. Распределение речной сети на данной территории может быть представлено линиями равной густоты — изоденсами.

Определенные тем или иным способом характеристики густоты речной сети являются в некоторой мере условными, так как зависят от масштаба карт, по которым они определялись.

График нарастания площади бассейна реки характеризует постепенное увеличение (нарастание) площади бассейна реки по длине от истока к устью (рис. 2).

Для построения этого графика на топографической карте проводят водораздельные ли­нии бассейнов притоков главной реки, определяют площади бас­сейна притоков, межприточных участков и расстояния от устья главной реки до мест впадения притоков и составляют таблицу (табл. 3) изменения площадей по длине реки для правого и ле­вого берегов. На основании данных таблицы строят гра­фик, на котором откладывают по горизонтальной оси длину главной реки в мас­штабе, а по вертикальной — площади межприточных уча­стков и площади бассейнов притоков в местах впадения их в главную реку.

Наклонные линии графика показывают постепенное нарастание площадей межприточных участков главной реки. В местах впадения притоков в главную реку проводят в масштабе отрезки вертикальных линий, показывающие увеличение площадей бассейна за счет площади бассейна притока.

Обычно графики нарастания площади речного бассейна строят отдельно для левого и правого берегов реки. Суммарный график строят последовательным суммированием площадей ординат графиков нарастания левой и правой части бассейна.

Рис. 2. График нарастания площади водосбора

Круговой график распределения площади бассейна реки. Дополнительно к графику нарастания площади речного бассейна строят круговой график бассейна — диаграмму, которая характеризует распределение всей площади бассейна между ее притоками и межприточными участками, т. е. дает относительные (в процентах от общей площади бассейна) размеры площадей притоков и межприточных участков правого и левого берегов (табл. 4).

Произведя определение водосборной площади главной реки и ее притоков, полученные данные обобщаются в виде графиков, дающих наглядное представление о распределении площади бассейна в зависимости от увеличения длины реки. Для этой цели удобно предварительно выразить площади отдельных частных бассейнов в процентах от всей площади. Одним из способов графического изображения распределения общей площади водосбора реки между ее притоками и является круговой график водосбора (рис. 2).На этом графике общая площадь водосбора выражается в виде круга, а площади отдельных притоков в соответствующем масштабе в виде секторов.

Рис. 3. Круговой график бассейна реки

Морфометрические характеристики бассейна реки

Исходные данные для построения графика изменения ширины водосбора по длине реки

Данные к построению графика нарастания площади бассейна реки

Данные к построению кругового графика распределения площади бассейна реки

Источник

Задачи гидрологии в деле рационального использования и охраны водных ресурсов.

Важность решения гидрологических задач можно демонстрировать на следующем примере.

В бассейне Азовского моря, основными речными системами являются Дон и Кубань, изъятие воды составляет примерно треть от среднего многолетнего стока. Площадь орошения на Дону достигли 1.2 млн.га, а на Кубани 700 тыс.га, из которых 200 тыс. здесь занимают рисовые севообороты. Регулирование стока Цимлянским водохранилищем в интересах энергетики и водного транспорта привело к практическому прекращению половодий и иссушению пойменных земель на Нижнем Дону, подорвало естественное воспроизводство рыбного стада Азовского моря. Аналогичная ситуация сложилась и в бассейне р. Кубани. Все это требует оценки реакции региональных экосистем на изменения естественного водного режима реки.

На современном этапе развития к числу важнейших задач гидрологии в области водоустройства страны следует отнести следующие.

1. Восстановление и модернизация сети наблюдательных станций, обеспечивающих получение информации о режиме вод, в первую очередь — в створах, где наблюдения велись длительное время.

2. пересмотра современных представлений о параметрах стока в масштабах всей гидрографической сети.

3. Оценка изменения гидрологических условий в результате антропогенных воздействий на режим и качество природных вод.

4. Разработка методики определения допустимых воздействий на режим основных речных бассейнов страны.

5. Обоснование стратегии охраны качества природных вод.

6. Обобщение данных о гидрофизическом режиме водных объектов, который претерпел изменения под влиянием хозяйственной деятельности.

7. Составление обосновывающих материалов по составу первоочередных объектов и мероприятий, имеющих своей целью водообеспечение страны, предупреждение вредного воздействия вод и охраны их от загрязнения и истощения.

Отметим значение гидрологии для обороны и проведения военных действий.

На суше водные объекты являются естественными рубежами. При проведении военных операций необходимо знание глубин и режима рек для строительства мостов, организации переправ; в зимний период, когда большинство наших рек покрывается ледяным покровом знание его толщины и прочности приобретает исключительное значение при форсировании рек. Оборона и проведение военных операций на море требуют хороших знаний глубин, режима течений, волнений, колебаний уровней, прозрачности и плотности морской воды.

Водные ресурсы и водный баланс земного шара и страны. В земном шаре непрерывно происходит обмен влагой между гидро- , атмо -, и литосферой, состоящий: из испарения, переноса водяного пара и его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и образования стока. Это называется влагооборот земного шара.

Различают несколько видов влагооборота в природе (рис. 1)

1. Большой (или мировой) влагооборот водяного пара, испарившийся с поверхности океанов, переносится ветрами на материки, выпадает в виде атмосферных осадков и возвращается в океан со стоком.

2. Малый (или океанический) влагооборот — водяной пар , испарившийся с поверхности океанов, выпадает в виде атмосферных осадков в океан.

3. Внутриконтинентальный влагооборот — вода, испарившаяся с поверхности суши, вновь выпадает на сушу в виде атмосферных осадков.

Под влиянием солнечной радиации с поверхности океанов, морей, рек, озер и других водоемов, с поверхности ледников, снежного покрова и льда, почвы и растительности ежегодно в среднем испаряются огромные массы воды — 577 тыс. км 3 .

Основным источником поступления воды в атмосферу является испарение с поверхности океанов и морей и составляют 505 тыс. км 3 . Остальные 72 тыс. км 3 в атмосферу поступают с суши. Большая часть этой влаги в размере 458 тыс. км 3 , выпадает в виде атмосферных осадков непосредственно на поверхность океанов и морей. Меньшая часть этой влаги — 47 тыс. км 3 , переносится воздушными потоками на континенты и острова и затрачивается на формирование рек, озер, болот, ледников и грунтовых вод и создает условия для существования и развития природной среды и деятельности человека.

Рис. 1.1. Схема круговорота воды в природе. I — осадки, 2 — водопроницаемые породы, 3 — слабопроницаемые породы, 4 — непроницаемые породы, 5 — источник, 6— направление движения воды и водяных паров,

Такой же объем воды (47 тыс. км 3 ) ежегодно возвращается в океан с поверхностными (45 тыс. км 3 ) и грунтовыми (2 тыс. км 3 ) водами.

Соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранное время для рассматриваемого объекта называют водным балансом.

Для составления водного баланса земного шара принимаем следующие обозначения:

Еo, Еc, Еб — соответственно испарение в среднем за год с поверхности Мирового океана, периферийных областей суши и бессточных областей суши; Ез- испарение с поверхности земного шара.

Хо , Хс,. Хб, Хк — соответственно среднюю годовую сумму атмосферных осадков, выпадающих на поверхность океана, периферийных и бессточных областей и на континент; Хз- годовую сумму осадков для всего Земного шара; Ус — средний суммарный годовой сток с суши; U, У E — соответственно суммарное испарение, речной сток и подземные воды континента.

При принятых обозначениях водный баланс земного шара примет следующий вид:

Следует отметить, что суммарные осадки на континент (Х) — включают в себя осадки, выпадающие за счет влаги, принесенной с океана и сопредельных территорий, осадки, образующиеся за счет местного испарения и конденсация влаги.

Очевидно, что для всего земного шара в целом справедливо равенство

Таким образом , количество воды , испаряющейся с поверхности океанов, морей и суши, равно количеству осадков, выпадающих на эти поверхности.

Ресурсы речного стока Российской Федерации составляют:

1) Формирующиеся в пределах РФ — 4021 км 3 /год,

2) Поступающие из сопредельных районов — 220,8 км 3 /год,

3) Суммарные — 4242 км 3 /год.

Отметим, что большая часть речного стока (80%) формируется в малонаселенных северных и северо-восточных районах страны и поступает в основном в бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. Так например, ресурсы речного стокаСибири и Дальнего Востока, с учетом поступающих из сопредельных районов, составляют 3443 км 3 /год.

Речная система, речной бассейн и их характеристики.

Водосбор реки, и вся толща почво-грунтов, с которой вода поступает в реку, называется речнымбассейном. Совокупность рек, сливающихся вместе и выносящих свои воды в виде общего потока, называется речной системой.Бассейн реки состоит из поверхностного и подземного водосборов.Участок земной поверхности, с которого стекают воды в отдельную реку или в речную систему, представляет поверхностный водосбор. Подземный водосбор— толща грунтов, из которой вода поступает в реки, озер и водохранилища. Следовательно, различают поверхностный и подземный (грунтовый. почвенный) сток. Границы подземного водосбора определить трудно. Граница поверхностного водосбора фиксируется достаточно точно водораздельной линией по карте с горизонталями.Водораздельная линияречного бассейна представляет замкнутый контур, определяющий смежные водосборы. На практике за площадь бассейна реки принимаетсяплощадь поверхностного водосбора.

Каждая река и ее бассейн могут быть охарактеризованы количественными показателями — гидрографическими характеристиками.К ним относятся длина реки и ее притоков, строение гидрографической сети, ее густота, площадь водосбора, уклоны реки и водосбора, их высотное положение и др.

Длина реки— это расстояние в километрах от устья до истока. Для ее определения пользуются крупномасштабными картами.

Бассейны рек нередко отличаются асимметрией, что имеет большое значение для формирования водного режима рек. Характеристикой асимметрии бассейна служит коэффициент асимметрии Ка,определяемый по формуле

(7)

где fл ,fп, F — соответственно площадь левобережной, правобережной части бассейна и всего речного бассейна.

Большой интерес представляетсредний уклон бассейна iср, который может быть вычислен по формуле

(8)

где h — разность отметок соседних горизонталей на гипсометрической карте;

— длина горизонталей в пределах бассейна; F — площадь бассейна.

Источник