Средний уклон речного бассейна

Характеристики бассейна и реки

В практических инженерных гидрологических расчетах используются эмпирические формулы с расчетными параметрами гидрографических и морфометрических, геологических, климатических показателей реки, речного бассейна.

1. Гидрографические характеристики в свою очередь определяется тремя показателями: длиной реки, коэффициентом извилистости реки и густотой речной сети.

Длина реки L — это расстояние от истока до её устья. Длина рек определяется по крупномасштабным картам циркулем или курвиметром в прямом и обратном направлении и вычисляется по формуле:

L = а_к ± (а 1 · ) ,

где а_к — средний отчет по шкале курвиметра, см;

а 1 — раствор циркуля в масштабе карты, мм;

— поправка на одно деление шкалы, которая прилагается в свидетельстве к прибору.

Коэффициент извилистости реки представляет собой отношение фактической длины реки L к длине по прямой, соединяющей исток и устье. Выделено 13 видов образцов извилистости рек.

Густота речной сети – это длина речной сети, приходящаяся на квадратный километр:

(км/км 2 );

Густота речной сети является показателем развития поверхностного стока территории.

2. Морфометрические характеристики реки и речного бассейна состоят из таких показателей как площадь водосбора, длина бассейна, средняя ширина бассейна, средняя высота речного бассейна, уклон реки, коэффициенты озерности, заболоченности, залесенности, живое сечение реки.

Площадь водосбора F (км 2 ) – это часть земной поверхности, включая толщу почво-грунтов, откуда вода поступает к водному объекту. Измерение площадей водосборов выполняют по топографическим картам планиметром или наметкой, предварительно проводится линия водоразделов. Бассейн реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Водораздельная линия проходит по наиболее высоким точкам и отделяет склоны, с которых вода скатывается в соседние реки. Формы речных бассейнов многообразны, но чаще имеют грушевидную форму.

Длина бассейна L (км) – расстояние по прямой от устья (замыкающего створа реки) до наиболее удаленной точки водораздельной линии.

Средняя ширина бассейна B_ср= (км).

Средняя высота речного бассейна H_ср. вычисляется по формулам:

,

где f_n — частные площади водосбора, заключенные между горизонталями;

h_n — средние высоты между горизонталями;

F — общая площадь водосбора.

Среднюю высоту бассейна можно определить по гипсографической кривой, которая характеризует нарастание площади водосбора по высотным зонам.

Уклон реки i — это отношения падения уровней воды на расстояние между переломными точками, или разница между отметками высот истока и устья реки. Уклон реки вычисляется по формуле: i =

Коэффициент озерности: .

Коэффициент заболоченности: .

Коэффициент залесенности: = .

Речная долина — это ложбинообразное углубление в земной коре, состоящее из склонов, бровки, дна, русла, поймы.

Живое сечение русла реки плюс площадь мертвого пространства дает полную площадь водного сечения реки. Живое сечение реки характеризуется его площадью, шириной, средней глубиной, смоченным периметром и гидравлическим радиусом.

Площадь живого сечения реки вычисляется при данном уровне воды, как сумма площадей трапеций и треугольников (у урезов) по формуле:

(м 2 ).

Ширина сечения В определяется расстоянием между урезами воды по поперечному профилю русла.

Средняя глубина потока равна частному от деления площади главного сечения на ширину:

(м).

Смоченный периметр P – длина линии дна между урезами берегов по профилю:

.

Гидравлический радиус – частное от деления площади водного сечения w на смоченный периметр P. Он близок к средней глубине потока.

3. Геологические характеристики водосборного бассейна – т.е. состав горных пород, формы залегания, наличие карстов и т.д., оказывают существенное влияние на режим речного стока.

4. К климатическим характеристикам речного бассейна в первую очередь относится географическое положение бассейна (Заполярье или тропики), гидрографическое положение (горы, степь) вертикальная зональность, экспозиция склонов и положение бассейна к основному фронту движения воздушных масс (см. Приложение 13). От выше перечисленных факторов зависит количественное значение метеорологических элементов:

— температура и влажность воздуха;

— атмосферные осадки, испарения с водной поверхности, испарения с суши, трансформация растительности, характер подстилающей поверхности.

Существует пять способов расчета основных метеорологических элементов — X, E, t 0 C.

1. Измерение среднего слоя осадков на водосборе

среднеарифметический (мм);

2. Способ изогиет – строятся линии равных количеств осадков:

(мм);

где х_1, х₂, x_n – полусуммы количества осадков соседних изогиет;

f₁, f_n – частные площади, заключенные между изогиетами.

3. Испарения с поверхности речного бассейна состоят из испарения с водной поверхности, испарения с суши и транспирации. Расчеты выполняются по нормативным документам.

4. При наличии наблюдений расчет количества испарений с водоемов выполняется по формуле:

где e₀ – среднее значение упругости водяного пара, вычисленное по температуре поверхности водоема;

e₂₀₀ – средняя упругость водяного пара (абсолютная влажность воздуха) на высоте 200 см. над поверхностью водоема;

И₂₀₀ – средняя скорость ветра на высоте 200 см над водоемом;

n – число суток в расчетном интервале времени.

5. Средняя температура воздуха рассчитывается по формуле:

В «Рекомендациях по расчету испарения с поверхности суши, Л.: Гидрометиздат, 1976г.» подробно излагаются методики расчетов, приведены графики расчета испарения от средней температуры воздуха и по различным периодам года.

Количественными характеристиками стока являются:

1. Расход Q м 3 /сек; сток в ед. времени – сток в секунду; сток средний за сутки, декаду, месяц, год, и за несколько лет.

2. Норма стока м 3 /сек — средняя арифметическая величина стока из средних годовых расходов на ряд лет (n).

3. Модуль стока М есть частное от деления расхода воды Q м 3 /сек за какой либо период наблюдений на площадь бассейна F км 2

(л/сек с 1 км 2 )

1000 вводится для перевода м 3 в литры. Модуль стока дает представление о водности данной реки в сравнении с водностью других рек.

4. Объем стока W м 3 или км 3 . Объем среднего многолетнего стока вычисляется по формуле:

а) через расход W₀=Q₀ 31,536 10 6 (м 3 /год);

где 31,536 10 6 = число секунд в году (86400 365)

б) через модуль =M₀F× 31,536 10 3 (м 3 /год)

в) через слой стока W₀ = h₀F×10 3 (м 3 /год)

5. Слой стока — высота слоя воды в мм, которая получится при распределении среднего многолетнего объема стока по площади бассейна:

(мм/год)

через модуль стока:

(мм)

6. Модульный коэффициент K – отвлеченное число, представляющее собой отношение значения стока за какой либо период времени к норме стока:

7. Коэффициент стока h представляет собой отвлеченную величину, выражающую отношение слоя стока h к слою осадков Х за этот же период, т.е.

где h — показывает, какая доля осадков стекает с бассейна.

Дата добавления: 2014-07-23 ; просмотров: 2087 ; Нарушение авторских прав

Источник

Морфология речных бассейнов

К основным морфометрическим характеристикам водосбора от­носят площадь, гипсографическую кривую, среднюю высоту и уклон, коэффициенты лесистости, заболоченности и озерности. Обычно они определяются по крупномасштабным картам.

Площадь водосбора F является одной из основных характери­стик. Для ее определения на карте проводят линию водораздела и измеряют ограниченную ей площадь.

В практике гидрологических расчетов часто необходимо знать изменение площади водосбора по длине реки. С этой целью строят график нарастания площади водосбора (рис. 5.4), где длина реки откладывается по оси абсцисс в виде прямой линии в принятом масштабе, а по оси ординат — площади водосбора главной реки между притоками и площадь водосборов самих при­токов. Для правого берега график нарастания строится вниз от оси абсцисс, для левого берега — вверх. Постепенное нарастание площади водосбора главной реки по мере удаления от истока сме­няется резким увеличением водосбора в местах впадения притоков, что на графике изображается отрезками вертикальных линий, параллельных оси ординат. Суммарный график нарастания пло­щади водосбора строится путем геометрического суммирования ординат графиков нарастания по правому и левому берегу. Суммирование площадей производится в точках, соответствующих местам впадения по обоим берегам последовательно всех притоков, в направлении от истока к устью главной реки.

Рис. 5.4. График нарастания площади водосбора р. Голубой.

Длина водосбора L измеряется по карте как расстояние по прямой от устья реки (замыкающего створа) до самой удаленной точки водосбора. В случае изогнутости бассейна прямая заме­няется ломаной, каждый отрезок которой повторяет главные из­гибы русла (рис.5.5). Понятно, что длина бас­сейна всегда меньше длины реки. Средняя ширина водосбора определяется делением пло­щади водосбора F на его длину L.

Рис.5.5. Определение длины водосбора

Гипсографическая кривая дает наглядное представление о распределении площади водосбора по высотным зонам (рис. 5.7). Другими словами, она показывает, какая площадь водосбора находится выше или ниже интересующей нас отметки. Для ее построения в зависимости от диапазона высот назначаются высотные интервалы и измеряются площади, заключенные в них. По данным этих измерений строится график распределения пло­щадей по высотным зонам, показывающий их размеры в соответ­ствующих высотных интервалах (заштрихованная часть рис. 5.6). Последовательно суммируя площади каждой зоны от наивыс­ших отметок и относя их к нижним границам высотных интерва­лов, получим гипсографическую кривую, которая показывает, какая площадь водосбора расположена выше или ниже любой высотной отметки.

Рис.5.6. График распределения пло­щадей по высотным зонам (1) и гипсографическая кривая (2) бассей­на р.Голубой.

Средняя высота водосбора является одной из важнейших морфометрических характеристик, особенно в горных районах, так как она в неявном виде характеризует основные составляющие вод­ного баланса, а также и другие элементы гидрометеорологиче­ского режима. Среднюю высоту водосбора можно определить по гипсографической кривой (рис. 5.6, пунктир) путем измерения площади, ограниченной самой кривой и осями координат, и деления ее на площадь водосбора. Среднюю высоту можно вычислять и по формуле:

, (5.12)

где f_i — площади между соседними горизонтами (или в пределах высотных интервалов), км 2 ; Н_i — средние высоты этих интервалов, м; F — площадь водосбора, км 2 , n – количество интервалов.

Средний уклон I водосборов оказывает большое влияние на скорость стекания дождевых или талых вод по склонам водосбо­ров и поэтому влияет на максимальные расходы воды, продолжи­тельность паводков или половодий, склоновую эрозию и сток наносов. Средний уклон водосбора I_в вычисляется как средневзвешенное значений уклонов частных площадей между горизонталями:

, (5.13)

где i_i — частные уклоны (средние уклоны между горизонталями).

В гидрологии используются и другие характеристики водосборов.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 154 ; Нарушение авторских прав

Источник

Читайте также: Аппендицит: 1) этиология и патогенез 2) классификация 3) патоморфология различных форм острого аппендицита 4) патоморфология хронического аппендицита 5) осложнения Бронхиальная астма: 1) этиология, патогенез 2) классификация 3) патоморфология острого периода 4) патоморфология при повторяющихся приступах 5) осложнения и причины смерти. Внутренние усилия в поперечных сечениях стержня Воспаление: 1) определение и этиология 2) терминалогия и классификация 3) фазы и их морфология 4) регуляция воспаления 5) исходы. Вторичный туберкулез легких: 1) формы 2) морфология острых форм 3) исходы острых форм 4) строение стенки острой каверны 5) осложнения и причины смерти. Гангрена и инфаркт. 1) определение и причины гангрены 2) морфология видов гангрены 3) определения и причины инфарктов 4) морфология видов инфарктов 5) исходы гангрены и инфарктов Геном, кариотип как видовые характеристики. Морфология хромосом. Гистоморфология нервной ткани. Гистоморфология различных видов мышечной ткани. Гнойное воспаление: 1) определение и причины 2) виды 3) локализация 4) морфология различных видов 5) исход и значение.