Unutar Afrike identificirane su 4 hidrološke regije s različitom unutargodišnjom distribucijom riječni tok(slika 6.1). Istovremeno, značajna područja na sjeveru, istoku i jugu zapadna Afrika ostala izvan ovih područja, iako je na karti br. 28 "Intra-godišnja raspodjela otjecanja" u Atlasu MVB unutar njih prikazano više od 30 histograma koji odgovaraju dijelovima rijeka sa specifičnim obilježjima vodni režim. To prvenstveno uključuje Bijeli Nil čiji tok reguliraju jezera Victoria, Kyoga, Albert, kao i močvare regije Sadd, te Zambezi, čiji tok reguliraju akumulacije Kariba i Cabora Bassa. Osim toga, nismo koristili mjerače na često presušnim rijekama polupustinjskih i pustinjskih područja, gdje raspoloživi riječni hidrogrami nisu dovoljno reprezentativni zbog velike varijabilnosti unutar- i međugodišnje raspodjele riječnog otjecanja.
- 1. Zapadnoafrička regija (slivovi Senegala, Nigera, Sharija, Ubangija (desna pritoka Konga), Volte i druge rijeke sjeverne obale Gvinejskog zaljeva), gdje niska niska voda traje prve polovice godine , a u visokovodnoj drugoj polovici godine maksimalno otjecanje obično se javlja u rujnu-listopadu. Donji tok Plavog Nila i Nila ispod ove pritoke, koji je pripisan ovom području, trenutno su dijelovi riječne mreže koji su pretvoreni u nizvodno od kaskade hidroelektrana za navodnjavanje i energiju Sudana i Asuanskog hidroelektrana s jedan od najvećih rezervoara na svijetu, Nasser. Režim protoka ovdje je određen samo potrebama upravljanja vodama. Prema klasifikaciji M. I. Lvovicha, vodni režim rijeka ove regije pripada tipu RAy i karakterizira ga niska prirodna regulacija (prosječna vrijednost
- 2. Južnoafrička regija, uključujući bazene Kasaija (lijevi pritok Konga), Limpopo, Orange i jugoistočne padine Zmajevih planina na kopnu i otok Madagaskar, gdje poplava traje od prosinca do travnja s maksimumom u siječnju
Riža. 6.1.
a- mreža registriranih 73 promatračka mjesta (prikazano točkama) i granice regija; b- prosječni hidrografi unutar okruga {1-4). Mjesečni udjeli otjecanja (% njegove godišnje vrijednosti) prikazani su u stupcima od siječnja
do prosinca ili veljače, rjeđe u ožujku. Zimska mala voda - od lipnja do rujna, što odgovara tipu riječnog režima Rey. Prirodna regulacija u prosjeku za rijeke ovog područja je umjerena (f = 0,33). Modul otjecanja sedimenta je nešto viši nego u regiji 7, iako je jednako promjenjiv od jednog sliva do drugog - od 50 do 500 t/(km 2-godišnje) i više na planinskim stepskim obroncima razvijenim za poljoprivredu i pašnjake, gdje je prekomjerna ispaša nije neuobičajena stoka. U narančastom bazenu, gdje postoje promatranja oticanja sedimenta tijekom nekoliko desetljeća, prosječni dugoročni modul iznosi 890 t/(km 2 god.) na glavnoj rijeci i do 1000 - 2000 t/(km 2 * god.) na njegove male pritoke. Nagli porast potrošnje sedimenta dogodio se u prvim godinama gospodarskog razvoja teritorija od strane kolonista. Razvojem regulacije protoka po ležištima došlo je do smanjenja zamućenja RWM-a.
3. Istočnoafrička regija obuhvaća gornji tok bazena Kongo-Lualaba, slivove jezera Tanganyika, Rukva, Eyasi i rijeke. Rufiji je glavna rijeka Tanzanije. U njemu se maksimalni protok rijeka opaža u jesen (u ožujku-svibnju), a niske vode - od lipnja do prosinca (tip vodnog režima je RAy, kao u regiji 7, ali se nalazi na sjevernoj hemisferi). Regulacija riječnog toka ovdje je u prosjeku ista kao i na tom području 2 (f = 0,33). Varijacije u zamućenosti rijeke su velike i šarolike kao u regiji 2, ali uglavnom od 20 do 200 t/(km 2 - god.), a na nizovima usjeva (kukuruz, pšenica) na visoravni središnje Tanzanije, modul erozije doseže 1500 t / (km 2 - godina) .
U planinama Atlas, zbog velike prostorne varijabilnosti uvjeta za formiranje riječnog toka, rijeke imaju drugačiji tip njegovu unutargodišnju distribuciju, svojstvenu rijekama tri hidrološke regije razmatrane gore (vidi sliku 6.1). Najizdašnije su rijeke sjevernih i sjeverozapadnih padina, a vodenost rijeka koje teku u Saharu je u prosjeku 100 puta manja. Nizvodno se postupno pretvaraju u privremene tokove. Tome ne doprinosi samo isparavanje, već i krš koji je ovdje uobičajen. Na odvojeni odjeljci rijeke teku pod zemljom, pretvarajući se u izvore u podnožju s protokom do 1-1,5 m 3 / s.
4. Srednjoafrička regija zauzima ravnu aluvijalnu površinu bazena drevnog jezera. Busir, koji je postojao do kasnog pleistocena. Ispunjena je nanosima rijeke. Kongo i njegove pritoke. Ovo područje također uključuje slivove rijeka koje se u njega ulijevaju, koje se nalaze između njega i istočne obale Gvinejskog zaljeva. Rijeke regije odlikuju se najujednačenijim tijekom cijele godine s dugim, u prosjeku 8-mjesečnim punovodnim ljetno-jesenskim razdobljem bez jasno definiranog maksimuma protoka i sa smanjenim protokom u srpnju-listopadu (Ray). Zbog prisutnosti jezera i golemih močvara pod krošnjama gustih ekvatorijalnih šuma u središtu sliva Konga, intenzitet erozije padina i kanala ne prelazi 10 t / (km 2 - godina). Stoga na rubnim padinama ovog sliva zamućeni RSM u gornjim karikama riječne mreže u njegovom središnjem dijelu postaju jasniji kao suspendirani sedimenti. Budući da glavnu ulogu u ishrani ovih rijeka imaju kišnica lokalnog podrijetla, mineralizacija RWM je vrlo niska. Dakle, sudeći prema vrijednostima specifične električne vodljivosti vode (3-4 μS / cm) u nekim rijekama regije Shaba (bivša Katanga) na jugoistočnom rubu sliva Konga u planinama Mitumba, mineralizacija vode je upola manje taloženječisto oceanski. To je dokaz intenzivnog unutarregionalnog (u bazenu Konga) ciklusa vlage, koji ne uzrokuje samo pranje i desalinizaciju tla i tala u njihovoj zoni aeracije, već i destilaciju atmosferske i riječne vode uključene u ovaj ciklus.
Zbog vrlo kratkog zimsko-proljetnog razdoblja niskog sadržaja vode u srednjoafričkoj hidrološkoj regiji, koeficijent cp = 0,28 ukazuje na navodno nisku prirodnu regulaciju riječnog toka, koja je niža, primjerice, nego u istočnoafričkoj regiji. U isto vrijeme, maksimalno mjesečno otjecanje u travnju na tom području 4 samo tri puta više od minimuma u rujnu, dok je u regiji 3 razlika u ekstremnim vrijednostima mjesečnog otjecanja u istim mjesecima je 8 puta, tj. unutargodišnja raspodjela otjecanja tamo je mnogo neravnomjernija. Dakle, koeficijent regulacije prirodnog otjecanja (koji se koristi za karakterizaciju otjecanja ruskih rijeka, gdje je mala voda duža od poplave) nije dovoljno informativan da bi se prosuđivala unutargodišnja varijabilnost otjecanja ekvatorijalnih rijeka.
- Ekologija i korištenje afričkih kopnenih voda. - Nairobi: UNEP, 1981.
Karakteristike godišnjeg otjecanja
Otjecanje je kretanje vode po površini, kao i u debljini tla i stijene tijekom svog ciklusa u prirodi. U proračunima, otjecanje se podrazumijeva kao količina vode koja teče iz sliva za bilo koje vremensko razdoblje. Ova količina vode može se izraziti kao brzina protoka Q, volumen W, modul M ili sloj otjecanja h.
Volumen otjecanja W - količina vode koja teče iz sliva za bilo koje vremensko razdoblje (dan, mjesec, godina itd.) - određuje se formulom
W \u003d QT [m 3], (19)
gdje je Q prosječna potrošnja vode za izračunato vremensko razdoblje, m 3 / s, T je broj sekundi u razdoblje naplate vrijeme.
Budući da je prosječna potrošnja vode ranije izračunata kao norma godišnji otjecaj, volumen otjecanja r. Kegeta godišnje W \u003d 2,39 365,25 24 3600 \u003d 31764096 m 3.
Modul otjecanja M - količina vode koja teče iz jedinice slivnog područja u jedinici vremena - određuje se formulom
M=103Q/F [l/(sqm2)], (20)
gdje je F sliv, km 2.
Odvodni modul Kegets M=10 3 2,39/178 = 13,42 l/(sqm 2).
Sloj otjecanja h mm - količina vode koja teče iz sliva za bilo koje vremensko razdoblje, jednaka debljini sloja, ravnomjerno raspoređena po površini ovog sliva, određena je formulom
h=W/(F 10 3)=QT/(F 10 3). (21)
Sloj otjecanja za riječni sliv. Kegets h = 31764096/ (178 10 3) = 178,44 mm.
Bezdimenzionalne karakteristike uključuju faktor modula i faktor otjecanja.
Modularni koeficijent K je omjer otjecanja za bilo koju određenu godinu i stope otjecanja:
K \u003d Q i /Q 0 \u003d W i / W 0 \u003d h i / h 0, (22)
a za r. Kegeti za razmatrano razdoblje K se mijenja od K = 1,58 / 2,39 = 0,66 za godinu od minimalna potrošnja do K = 3,26 / 2,39 = 1,36 za maksimalni protok.
Koeficijent otjecanja - omjer volumena ili sloja otjecanja i količine oborine x koja je pala na slivno područje, a koja je uzrokovala pojavu otjecanja:
Koeficijent otjecanja pokazuje koliki dio padalina odlazi na stvaranje otjecanja.
NA seminarski rad potrebno je odrediti karakteristike godišnjeg otjecanja za razmatrani bazen uzimajući stopu otjecanja iz presjeka
Unutargodišnja raspodjela otjecanja
Unutargodišnja raspodjela riječnog otjecanja uzima važno mjesto u pitanju proučavanja i izračunavanja otjecanja, kako u praktičnom tako i u znanstvenom smislu, istovremeno i najviše izazovan zadatak hidrološka istraživanja /2,4,13/.
Glavni čimbenici koji određuju unutargodišnju distribuciju otjecanja i njegovu ukupnu vrijednost su klimatski. Oni određuju opću prirodu (pozadinu) raspodjele otjecanja u godini određenog zemljopisnog područja; teritorijalne promjene u raspodjeli otjecanja prate klimatske promjene.
Čimbenici koji utječu na raspodjelu otjecanja tijekom godine uključuju jezera, šumski pokrivač, močvarnost, veličinu slivova, prirodu tla i tla te dubinu pojavljivanja. podzemne vode, itd., što u određenoj mjeri treba uzeti u obzir u proračunima kako u odsutnosti tako iu prisutnosti materijala za promatranje.
Ovisno o dostupnosti podataka hidrometrijskog promatranja, koriste se sljedeće metode za izračun unutargodišnje raspodjele otjecanja:
uz prisutnost zapažanja za razdoblje od najmanje 10 godina: a) raspodjela po analogiji s raspodjelom stvarne godine; b) način raspoređivanja godišnjih doba;
u nedostatku ili nedostatku (manje od 10 godina) podataka promatranja: a) po analogiji s raspodjelom otjecanja proučavane analogne rijeke; b) prema regionalnim shemama i regionalnim ovisnostima parametara unutargodišnje raspodjele otjecanja o fizičko-geografskim čimbenicima.
Unutargodišnja raspodjela protoka obično se ne izračunava po kalendarskim godinama, već po vodnoprivrednim godinama, počevši od sezone velikih voda. Granice godišnjih doba su iste za sve godine, zaokružene na najbliži mjesec.
Procijenjena vjerojatnost prekoračenja protoka za godinu dana, ograničavajući razdoblje i sezonu, dodjeljuje se u skladu sa zadaćama vodnogospodarskog korištenja riječnog toka.
U predmetnom radu potrebno je izvršiti proračune uz prisutnost hidrometrijskih opažanja.
Proračuni unutargodišnje raspodjele otjecanja metodom rasporeda
Početni podaci za izračun su prosječna mjesečna potrošnja vode i, ovisno o namjeni korištenja izračuna, zadani postotak opskrbe P i podjela na razdoblja i godišnja doba.
Izračun je podijeljen u dva dijela:
međusezonska distribucija, što je od najveće važnosti;
unutarsezonska distribucija (po mjesecima i desetljećima, utvrđena uz određenu shematizaciju.)
Međusezonska distribucija. Ovisno o vrsti unutargodišnje raspodjele otjecanja, godina se dijeli na dva razdoblja: punovodno i malovodno (malovodno). Ovisno o namjeni korištenja, jednom od njih se dodjeljuje ograničavanje.
Ograničenje (sezona) je najstresnije u pogledu korištenja vode. Za potrebe odvodnje, granično razdoblje je velika voda; za navodnjavanje, energetski plitka voda.
Razdoblje uključuje jedno ili dvije sezone. Na rijekama s proljetnim poplavama za potrebe navodnjavanja razlikuju se: visokovodno razdoblje (tzv. sezona) - proljeće i malovodno (granično) razdoblje koje uključuje godišnja doba; ljeto-jesen i zima, a ograničavajuća sezona za navodnjavanje je ljeto-jesen (zima za korištenje energije).
Proračun se provodi prema hidrološkim godinama, t.j. godinama počevši od sezone velikih voda. Datumi godišnjih doba su isti za sve godine promatranja, zaokruženo na najbliži cijeli mjesec. Trajanje sezone velikih voda određuje se tako da se velika voda postavlja u granice sezone kao u godinama s najviše rani termin uvredljivo, i s najviše kasni rok završeci.
U zadatku se trajanje godišnjih doba može uzeti na sljedeći način: proljeće - travanj, svibanj, lipanj; ljeto-jesen - srpanj, kolovoz, rujan, listopad, studeni; zima - prosinac i siječanj, veljača, ožujak iduće godine.
Količina otjecanja za pojedina godišnja doba i razdoblja određena je zbrojem prosječnih mjesečnih proticaja (tablica 10.). NA prošle godine troškovi za prosinac zbrajaju se troškovima za tri mjeseca (I, II, III) prve godine.
Pri proračunu prema rasporednoj metodi, unutargodišnja raspodjela otjecanja uzima se iz uvjeta jednakosti vjerojatnosti prekoračenja otjecanja za godinu, otjecanja za granično razdoblje, a unutar njega za graničnu sezonu. Stoga je potrebno odrediti troškove osiguranja određene projektom (u zadatku P = 80%) za godinu, granično razdoblje i sezonu. Stoga je potrebno izračunati parametre krivulja opskrbe (O 0 , S v i S s) za granično razdoblje i sezonu (za godišnji otjecaj parametri su izračunati gore). Proračuni se vrše metodom momenata u tablici. 10 prema gore navedenoj shemi za godišnji protok.
Procijenjene troškove možete odrediti pomoću formula:
godišnji otjecaj
Orasgod \u003d Kr "12Q 0, (26)
rok ograničenja
Orasinter = KrQ0inter, (27)
ograničavanje sezone
Oraslo \u003d Kr "Qlo (27)
gdje su Kp", Kp, Kp" ordinate krivulja troparametarske gama raspodjele, preuzete iz tablice, za C v - godišnji otjecaj. C v niski protok i C v za ljeto-jesen.
Bilješka. Budući da se izračuni temelje na prosječnim mjesečnim troškovima, procijenjeni trošak za godinu mora se pomnožiti s 12.
Jedan od glavnih uvjeta metode rasporeda je jednakost
Orasgod = Orasses. Međutim, ova će jednakost biti narušena ako se izračunati otjecaj za neograničene sezone također odredi iz krivulja ponude (zbog razlike u parametrima krivulja). Stoga je procijenjeni otjecaj za neograničeno razdoblje (u zadatku - za proljeće) određen razlikom
Orasves = Orasgod - Orasmezh, (28)
i za neograničenu sezonu (u zadatku-zimi)
Oraszim = Orasmezh. - Qlo (29)
Izračun je prikladnije izvesti u obliku tablice. deset.
Unutarsezonska raspodjela - uzima se u prosjeku za svaku od tri grupe sadržaja vode (skupina s visokim sadržajem vode, uključujući godine s otjecanjem po sezoni R<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).
Za identificiranje godina uključenih u zasebne skupine sadržaja vode potrebno je rasporediti ukupne troškove za godišnja doba silaznim redoslijedom i izračunati njihovu stvarnu opskrbu. Budući da izračunata dostupnost (R=80%) odgovara malovodnoj skupini, daljnji izračun može se napraviti za godine uključene u skupinu s malo vode (tablica 11).
Za ovo u u stupac "Ukupni tok" upisati rashode po godišnjim dobima, što odgovara rezerviranju P> 66%, a u stupac "Godine" - upisati godine koje odgovaraju tim izdacima.
Prosječne mjesečne troškove unutar sezone rasporedite silaznim redoslijedom, naznačujući kalendarske mjesece na koje se odnose (tablica 11.). Dakle, prvi će biti iscjedak za najvlažniji mjesec, posljednji - za mjesec s malo vode.
Za sve godine sumirajte troškove posebno za sezonu i za svaki mjesec. Uzimajući iznos izdataka za sezonu kao 100%, odredite postotak svakog mjeseca A% uključenog u sezonu, a u stupac "Mjesec" upišite naziv mjeseca koji se najčešće ponavlja. Ako nema ponavljanja, napišite bilo koje od naiđenih, ali tako da svaki mjesec uključen u sezonu ima svoj postotak sezone.
Zatim, množenjem procijenjenog protoka za sezonu, određen u smislu međusezonske raspodjele otjecanja (Tablica 10), s postotkom svakog mjeseca A% (Tablica 11), izračunajte procijenjeni protok za svaki mjesec.
Horac v = Horaces A % v / 100% (30)
Dobiveni podaci unose se u tablicu. 12 “Procijenjeni troškovi po mjesecima” i na milimetarskom papiru izgrađen je procijenjeni hidrograf R-80% proučavane rijeke (Sl. 11).
Tablica 12. Procijenjeni troškovi (m3/s) po mjesecima
Odrediti tok rijeke ovisno o površini sliva, visini sloja sedimenta itd. u hidrologiji se koriste sljedeće veličine: protok rijeke, modul protoka i koeficijent protoka.
Otjecanje rijeke nazovite potrošnju vode tijekom dužeg vremenskog razdoblja, na primjer, po danu, dekadi, mjesecu, godini.
Odvodni modul oni nazivaju količinu vode izraženu u litrama (y), koja u prosjeku istječe u 1 sekundi iz područja riječnog sliva u 1 km 2:
Koeficijent otjecanja nazovimo omjer protoka vode u rijeci (Qr) prema količini oborina (M) na površini riječnog sliva za isto vrijeme, izražen u postocima:
a - koeficijent otjecanja u postocima, Qr - godišnja vrijednost otjecanja u kubičnim metrima; M je godišnja količina oborine u milimetrima.
Za određivanje modula otjecanja potrebno je poznavati protok vode i područje sliva uzvodno od cilja, prema kojem je određen protok vode date rijeke. Područje riječnog sliva može se izmjeriti na karti. Za to se koriste sljedeće metode:
- 1) planiranje
- 2) raščlambu na elementarne brojke i izračun njihovih površina;
- 3) mjerenje površine paletom;
- 4) proračun površina pomoću geodetskih tablica
Učenicima je najlakše koristiti treću metodu i izmjeriti površinu pomoću palete, t.j. prozirni papir (paus papir) s otisnutim kvadratima. Imajući kartu proučavanog područja karte u određenom mjerilu, možete napraviti paletu s kvadratima koji odgovaraju mjerilu karte. Najprije biste trebali ocrtati sliv ove rijeke iznad određene trase, a zatim primijeniti kartu na paletu na koju ćete prenijeti konturu sliva. Da biste odredili područje, prvo morate izbrojati broj punih kvadrata koji se nalaze unutar konture, a zatim zbrojiti te kvadrate, djelomično pokrivajući sliv dane rijeke. Zbrajanjem kvadrata i množenjem dobivenog broja s površinom jednog kvadrata, saznajemo površinu riječnog sliva iznad ovog poravnanja.
Q - potrošnja vode, l. Za pretvaranje kubičnih metara u litre, množimo protok s 1000, S površina bazena, km 2.
Za određivanje koeficijenta riječnog otjecanja potrebno je poznavati godišnji otjecaj rijeke i količinu vode koja je pala na područje određenog riječnog sliva. Količina vode koja je pala na područje ovog bazena lako je odrediti. Da biste to učinili, trebate pomnožiti površinu bazena, izraženu u četvornim kilometrima, s debljinom sloja oborina (također u kilometrima). Na primjer, debljina će biti jednaka p ako je padalina na određenom području bila 600 mm godišnje, tada će 0 "0006 km i koeficijent otjecanja biti jednak:
Qr je godišnji protok rijeke, a M je površina sliva; pomnožite ulomak sa 100 kako biste odredili koeficijent otjecanja u postocima.
Određivanje režima toka rijeke. Za karakterizaciju režima toka rijeke potrebno je utvrditi:
a) kakvim sezonskim promjenama prolazi vodostaj (rijeka stalnog vodostaja, koja ljeti postaje vrlo plitka, presušuje, gubi vodu u porama i nestaje s površine);
b) vrijeme velike vode, ako postoji;
c) visina vode tijekom poplave (ako nema neovisnih opažanja, onda prema podacima upitnika);
d) trajanje smrzavanja rijeke, ako do njega dođe (prema vlastitim zapažanjima ili prema podacima dobivenim istraživanjem).
Određivanje kvalitete vode. Da biste odredili kakvoću vode, potrebno je utvrditi je li mutna ili prozirna, pitka ili ne. Prozirnost vode određuje se bijelim diskom (Secchi disk) promjera približno 30 cm, zbrojenim na označenoj liniji ili pričvršćenim na označeni stup. Ako se disk spusti na liniju, tada je ispod, ispod diska pričvršćen uteg, tako da struja ne odnese disk. Dubina na kojoj ovaj disk postaje nevidljiv pokazatelj je prozirnosti vode. Možete napraviti disk od šperploče i obojiti ga bijelom bojom, ali tada teret mora biti obješen dovoljno težak da padne okomito u vodu, a sam disk održava vodoravni položaj; ili se lim od šperploče može zamijeniti pločom.
Određivanje temperature vode u rijeci. Temperaturu vode u rijeci određuje proljetni termometar, kako na površini vode tako i na različitim dubinama. Držite termometar u vodi 5 minuta. Opružni termometar može se zamijeniti konvencionalnim termometrom za kadu s drvenim okvirom, ali da bi potonuo u vodu na različitim dubinama, na njega se mora vezati uteg.
Temperaturu vode u rijeci možete odrediti uz pomoć batometara: batometra-tahimetra i batometra za bocu. Batometar-tahimetar sastoji se od fleksibilnog gumenog balona zapremine oko 900 cm 3; u njega se umetne cijev promjera 6 mm. Batometar-tahimetar je pričvršćen na šipku i spušten na različite dubine kako bi uzeo vodu.
Dobivena voda se ulije u čašu i odredi se njezina temperatura.
Učeniku nije teško izraditi batometar-tahimetar. Da biste to učinili, morate kupiti malu gumenu komoru, staviti na nju i vezati gumenu cijev promjera 6 mm. Šipka se može zamijeniti drvenim stupom, dijeleći ga na centimetre. Štap s tahimetarskim batometrom mora se okomito spustiti u vodu na određenu dubinu, tako da otvor tahimetarskog batometra bude usmjeren nizvodno. Nakon spuštanja na određenu dubinu, šipka se mora zarotirati za 180 i držati oko 100 sekundi kako bi se povukla voda, a zatim ponovo okrenuti šipku za 180 °. otjecanje vodnog režima rijeka
Treba ga ukloniti kako se voda ne bi izlila iz boce. Nakon što ulijete vodu u čašu, termometrom odredite temperaturu vode na zadanoj dubini.
Korisno je istovremeno izmjeriti temperaturu zraka termometrom s remenom i usporediti je s temperaturom riječne vode, pazeći da zabilježite vrijeme promatranja. Ponekad temperaturna razlika doseže nekoliko stupnjeva. Na primjer, u 13 sati temperatura zraka je 20, temperatura vode u rijeci je 18 °.
Proučavanje pojedinih područja o određenoj prirodi korita. Prilikom ispitivanja dijelova prirode korita potrebno je:
a) označiti glavne dosege i pukotine, odrediti njihove dubine;
b) pri otkrivanju brzaka i slapova odrediti visinu pada;
c) nacrtati i po mogućnosti izmjeriti otoke, plićake, sredine, bočne kanale;
d) prikupiti podatke na kojim mjestima rijeka erodira i na mjestima koja su posebno jako erodirana utvrditi prirodu erodiranih stijena;
e) proučiti prirodu delte, ako se istražuje estuarski dio rijeke, i nacrtati je na vizualnom planu; provjerite odgovaraju li pojedinačni krakovi onima prikazanima na karti.
Opće karakteristike rijeke i njezino korištenje. Uz opći opis rijeke, morate saznati:
a) koji dio rijeke uglavnom erodira, a koji se akumulira;
b) stupanj vijugavosti.
Da biste odredili stupanj vijugavosti, morate znati koeficijent zavojitosti, t.j. omjer duljine rijeke na istraživanom području i najkraće udaljenosti između pojedinih točaka na proučavanom dijelu rijeke; na primjer, rijeka A ima duljinu od 502 km, a najkraća udaljenost između izvora i ušća je samo 233 km, pa stoga i koeficijent zavojitosti:
K - koeficijent sinuoznosti, L - dužina rijeke, 1 - najkraća udaljenost između izvora i ušća
Studija meandra je od velike važnosti za splavarenje drvetom i brodarstvo;
c) Nestiskivači riječni ventilatori nastaju na ušćima pritoka ili proizvode privremene tokove.
Saznajte kako se rijeka koristi za plovidbu i rafting; ako ruka nije plovna, onda saznajte zašto, služi kao prepreka (plitko, brzaci, ima li vodopada), ima li brana i drugih umjetnih građevina na rijeci; koristi li se rijeka za navodnjavanje; koje transformacije treba učiniti da bi se rijeka koristila u nacionalnom gospodarstvu.
Određivanje ishrane rijeke. Potrebno je saznati vrste riječne ishrane: podzemne vode, kiše, jezero ili močvare od snijega koji se otapa. Na primjer, r. Klyazma se hrani, tlo, snijeg i kiša, od čega je tlo 19%, snijeg - 55% i kiša. - 26 %.
Rijeka je prikazana na slici 2.
m 3
Zaključak: Tijekom ove praktične lekcije, kao rezultat proračuna, dobivene su sljedeće vrijednosti koje karakteriziraju tok rijeke:
Odvodni modul? = 177239 l / s * km 2
Koeficijent otjecanja b = 34,5%.
Rijeka- prirodna struja vode koja neprestano teče u udubini (kanalu) koju ona formira.
Svaka rijeka ima svoj izvor, gornji, srednji, donji tok i ušće. Izvor- početak rijeke. Rijeke počinju na ušću potoka koji nastaju na mjestima ispusta podzemnih voda ili skupljaju vodu iz atmosferskih oborina koje su pale na površinu. Oni teku iz močvara (na primjer, Volga), jezera i ledenjaka, hraneći se vodom nakupljenom u njima. U većini slučajeva izvor rijeke može se odrediti samo uvjetno.
Od izvora rijeke počinje njen gornji tok.
NA vrh U toku riječnog toka obično je manje pun vode nego u srednjem i donjem toku, nagib površine je, naprotiv, veći, a to se odražava na brzinu toka i na eroziju. aktivnost toka. NA prosjek U toku rijeke rijeka postaje obilnija, ali brzina struje se smanjuje, a tok nosi uglavnom produkte erozije kanala u gornjem toku. NA niži Tijekom sporog kretanja toka prevladava taloženje sedimenata koje on donosi odozgo (akumulacija). Donji tok rijeke završava na ušću.
usta rijeke - mjesto njenog ušća u more, jezero, drugu rijeku. U suhoj klimi, gdje rijeke troše mnogo vode (za isparavanje, navodnjavanje, filtraciju), mogu postupno presušiti, ne dopirući svojim vodama do mora ili druge rijeke. Ušća takvih rijeka nazivaju se "slijepa". Sve rijeke koje teku kroz dati teritorij čine njegovu riječna mreža, uključen zajedno s jezerima, močvarama i ledenjacima u hidrografska mreža.
Riječna mreža sastoji se od riječnih sustava.
Riječni sustav uključuje glavnu rijeku (čije ime nosi) i pritoke. U mnogim riječnim sustavima glavna se rijeka jasno razlikuje samo u donjem toku, vrlo ju je teško odrediti u srednjem, a posebno u gornjem toku. Kao znakove glavne rijeke može se uzeti dužina, sadržaj vode, aksijalni položaj u riječnom sustavu, relativna starost riječne doline (dolina je starija od pritoka). Glavne rijeke većine velikih riječnih sustava ne zadovoljavaju sve ove kriterije odjednom, na primjer: Missouri je duži i punotniji od Mississippija; Kama ne donosi ništa manje vode u Volgu nego što Volga nosi na ušću Kame; Irtiš je duži od Ob i njegov položaj više odgovara položaju glavne rijeke riječnog sustava. Glavna rijeka riječnog sustava povijesno je postala ona koju su ljudi poznavali ranije i bolje od ostalih rijeka ovog sustava.
Pritoke glavne rijeke zovu se pritoke prvog reda, njihove pritoke nazivaju se pritoke drugog reda itd.
Riječni sustav karakterizira duljina rijeka koje ga čine, njihova vijugavost i gustoća riječne mreže. Dužina rijeke- ukupna duljina svih rijeka sustava, mjerena na karti velikih razmjera. Određuje se stupanj vijugavosti rijeke faktor vijugavosti(Sl. 87) - omjer duljine rijeke i duljine ravne linije koja povezuje izvor i ušće. Gustoća riječne mreže- omjer ukupne duljine svih rijeka razmatrane riječne mreže prema površini koju ona zauzima (km/km2). Na karti, čak iu ne baš velikoj mjeri, jasno je da gustoća riječne mreže u različitim prirodnim zonama nije ista.
U planinama je gustoća riječne mreže veća nego u ravnicama, na primjer: na sjevernim padinama Kavkaskog lanca iznosi 1,49 km / km2, a na ravnicama Ciscaucasia - 0,05 km / km2.
Površina s koje voda teče u isti riječni sustav naziva se sliv ovog riječnog sustava ili njegov sliv. Sliv riječnog sustava čine slivovi pritoka prvog reda, koji se pak sastoje od slivova pritoka drugog reda itd. Riječni slivovi su uključeni u slivove mora i oceana. Sve kopnene vode podijeljene su na glavne bazene: 1) Atlantski i Arktički ocean (površina 67 359 tisuća km2), 2) Tihi i Indijski ocean (površina 49 419 tisuća km2), 3) područje unutarnjeg toka (površina 32 035 tisuća km2) . km2).
Riječni bazeni imaju različite veličine i vrlo raznolike oblike. Postoje simetrični bazeni (na primjer, sliv Volge) i asimetrični (na primjer, bazen Jeniseja).
Veličina i oblik sliva uvelike određuju veličinu i režim riječnog toka. Važan je i položaj riječnog sliva, koji se može nalaziti u različitim klimatskim zonama, a unutar iste zone može se protezati u smjeru širine.
Slivovi su ograničeni slivovima. U planinskim zemljama to mogu biti linije koje se općenito poklapaju s vrhovima grebena. Na ravnicama, osobito ravničarskim i močvarnim, slivovi nisu jasno definirani.
Na nekim mjestima, slivove je općenito nemoguće nacrtati, budući da je masa vode jedne rijeke podijeljena na dva dijela, koja ide u različite sustave. Taj se fenomen naziva bifurkacijom rijeke (dijeleći je na dva dijela). Upečatljiv primjer bifurkacije je podjela gornjeg toka Orinoka na dvije rijeke. Jedan od njih, koji je zadržao ime Orinoco, ulijeva se u Atlantski ocean, drugi - Casiquiare - ulijeva se u Rio Negro, pritoku Amazone.
Slivovi ograničavaju slivove rijeka, mora, oceana. Glavni bazeni: Atlantski i Arktički ocean (Atlantik-Arktik), s jedne strane, te Pacifik i Indijski, s druge strane, ograničeni su glavnim (svjetskim) slivovima Zemlje.
Položaj slivova ne ostaje konstantan. Njihova kretanja povezana su sa polaganim usjecanjem gornjih tokova rijeka kao rezultatom razvoja riječnih sustava i s restrukturiranjem riječne mreže, uzrokovane, primjerice, tektonskim pomicanjem zemljine kore.
Korito rijeke. Vodeni tokovi teku po površini zemlje u njima stvorenim uzdužnim udubljenjima – kanalima. Bez kanala ne može biti rijeke. Pojam "rijeka" uključuje i potok i korito. U većini rijeka kanal je usječen u površinu preko koje rijeka teče. Ho ima mnogo rijeka, čiji se kanali uzdižu iznad ravnice koju prelaze. Ove rijeke su uklesale svoje kanale u sedimentima koje su nanijele. Primjer bi bili Žuta rijeka, Mississippi i Po u donjem toku. Takvi se kanali lako pomiču, često probijajući svoje bočno okno, prijeteći poplavama.
Poprečni presjek kanala ispunjenog vodom naziva se vodeni presjek rijeke. Ako je cijeli vodeni dio dio pokretnog toka, on se podudara s takozvanim živim dijelom. Ako u vodenom dijelu postoje stacionarni dijelovi (s brzinom kretanja koju instrumenti ne bilježe), oni se nazivaju mrtvi prostor. U tom će slučaju slobodni dio biti manji od vodenog dijela za iznos jednak površini mrtvog prostora. Poprečni presjek kanala karakterizira površina, hidraulični radijus, širina, prosječna i najveća dubina.
Površina poprečnog presjeka (F) utvrđuje se kao rezultat mjerenja dubine na cijelom poprečnom presjeku u određenim intervalima, koji se uzimaju ovisno o širini rijeke. Prema V.A. Appolov, otvoreno područje je povezano sa širinom (B) i najvećom dubinom (H) jednadžbom: F=2/3BH.
Hidraulički radijus (R) - omjer površine poprečnog presjeka prema navlaženom perimetru (P), tj. prema duljini, linije kontakta strujanja s njegovim koritom:
Hidraulički radijus karakterizira oblik kanala u poprečnom presjeku, jer ovisi o omjeru njegove širine i dubine. U plitkim i širokim rijekama, navlaženi perimetar je gotovo jednak širini; u ovom slučaju, hidraulički radijus je gotovo jednak prosječnoj dubini.
Prosječna dubina (Hcp) poprečnog presjeka rijeke određuje se dijeljenjem njezine površine s širinom (B): Hcp = S/B. Širina i najveća dubina dobivaju se izravnim mjerenjem.
Svi elementi poprečnog presjeka mijenjaju se zajedno s promjenom položaja razine rijeke. Razina rijeke podložna je stalnim fluktuacijama, čija se promatranja sustavno provode na posebnim vodomjernim mjestima.
Uzdužni profil riječnog kanala karakterizira pad i nagib. Pad (Δh) - visinska razlika dvije točke (h1-h2). Omjer pada i duljine presjeka (l) naziva se nagib (i):
Pad se izražava u metrima, nagib je prikazan kao decimalni razlomak - u metrima po kilometru pada, odnosno tisućinke (ppm - ‰).
Ravničarske rijeke imaju blage padine, značajne su padine planinskih rijeka.
Što je veći nagib, to je tok rijeke brži (tablica 23).
Uzdužni profil dna kanala i uzdužni profil vodene površine su različiti: prva je uvijek valovita linija, druga je glatka linija (slika 88).
Brzina toka rijeke. Protok vode karakterizira turbulentno kretanje. Njegova se brzina u svakoj točki kontinuirano mijenja i po veličini i po smjeru. To osigurava stalno miješanje vode i potiče aktivnost ribanja.
Brzina toka rijeke nije ista u različitim dijelovima stambenog dijela. Brojna mjerenja pokazuju da se najveća brzina obično opaža blizu površine. Kako se približavate dnu i zidovima kanala, brzina protoka se postupno smanjuje, au pridonjem sloju vode, debljine svega nekoliko desetaka milimetara, naglo opada, dostižući vrijednost blizu 0 na samom dnu. .
Linije raspodjele jednakih brzina duž živog dijela rijeke su izotahe. Vjetar koji puše sa strujom povećava brzinu na površini; vjetar koji puše protiv struje usporava ga. Usporava brzinu kretanja vode na površini i ledenom pokrivaču rijeke. Mlaz u struji, koji ima najveću brzinu, naziva se njegova dinamička os, mlaz najveće brzine na površini toka naziva se štap. Pod određenim uvjetima, na primjer, kada vjetar prati tok, dinamička os toka je na površini i podudara se sa štapom.
Prosječna brzina u čistom presjeku (Vav) izračunava se po Chezy formuli: V=C √Ri, gdje je R hidraulički polumjer, i je nagib površine vode na mjestu promatranja, C je koeficijent koji ovisi o hrapavost i oblik kanala (potonji se određuje pomoću posebnih tablica).
Priroda toka.Čestice vode u potoku gibaju se pod djelovanjem gravitacije uz padinu. Njihovo kretanje je odgođeno zbog sile trenja. Osim gravitacije i trenja, na karakter kretanja strujanja utječu i centrifugalna sila koja se javlja na zavojima kanala, te sila otklona Zemljine rotacije. Te sile uzrokuju poprečne i kružne struje u struji.
Pod djelovanjem centrifugalne sile na zavoju, strujanje se pritisne na konkavnu banku. U ovom slučaju, što je veća brzina strujanja, veća je inercijska sila koja sprječava da tok promijeni smjer kretanja i odstupi od konkavne obale. Brzina strujanja u blizini dna je manja nego na površini, stoga je odstupanje donjih slojeva prema obali suprotno od konkavnog veće od odstupanja površinskih slojeva. To doprinosi nastanku struje kroz kanal. Budući da je voda pritisnuta na konkavnu obalu, površina potoka dobiva poprečni nagib od konkavne do konveksne obale. Međutim, nema kretanja vode na površini uz padinu s jedne obale na drugu. To otežava centrifugalna sila, koja tjera čestice vode, prevladavajući nagib, da se kreću prema udubljenoj obali. U donjim slojevima, zbog manje brzine struje, djelovanje centrifugalne sile je manje izraženo, te se stoga voda kreće u skladu s nagibom od konkavne do konveksne obale. Čestice vode koje se kreću preko rijeke istovremeno su nizvodno, a njihova putanja podsjeća na spiralu.
Otporna sila Zemljine rotacije uzrokuje pritisak struje na desnu obalu (na sjevernoj hemisferi), zbog čega njena površina (kao i pri zavoju pod utjecajem centrifugalne sile) poprima poprečni nagib. Nagib i različiti stupnjevi sile na čestice vode na površini i na dnu uzrokuju unutarnju protustruju koja je u smjeru kazaljke na satu (na sjevernoj hemisferi) kada se gleda nizvodno. Budući da je to kretanje također u kombinaciji s translacijskim kretanjem čestica, one se kreću duž kanala u spirali.
U ravnom dijelu kanala, gdje nema centrifugalnih sila, priroda poprečnog toka određena je uglavnom djelovanjem sile otklona Zemljine rotacije. Na zavojima u kanalu, sila otklona Zemljine rotacije i centrifugalna sila se zbrajaju ili oduzimaju, ovisno o tome u koji smjer rijeka skreće, a poprečna cirkulacija se pojačava ili slabi.
Poprečna cirkulacija može nastati i pod utjecajem različitih temperatura (nejednake gustoće) vode u različitim dijelovima poprečnog presjeka, pod utjecajem topografije dna i drugih razloga. Stoga je složen i raznolik. Utjecaj poprečne cirkulacije na formiranje kanala, kao što ćemo vidjeti u nastavku, vrlo je velik.
Riječni tok i njegove karakteristike. Količina vode koja prođe kroz živi dio rijeke u 1 sekundi je njezin protok. Brzina protoka (Q) jednaka je umnošku otvorenog prostora (F) i prosječne brzine (Vcp): Q=FVcp m3/sec.
Protoci vode u rijekama su vrlo varijabilni. Stabilniji su na rijekama reguliranim jezerima i akumulacijama. Na rijekama umjerenog pojasa najveći protok vode pada u razdoblju proljetnih poplava, a najmanji - u ljetnim mjesecima. Prema podacima dnevnih izdataka grade se grafikoni promjena potrošnje - hidrografi.
Količina vode koja prolazi kroz živi dio rijeke duže ili manje dugo je tok rijeke. Otjecanje se utvrđuje zbrajanjem potrošnje vode za razdoblje od interesa (dan, mjesec, godišnje doba, godina). Volumen otjecanja izražava se u kubičnim metrima ili kubičnim kilometrima. Proračun otjecanja kroz niz godina omogućuje dobivanje njegove prosječne dugoročne vrijednosti (tablica 24).
Protok vode karakterizira tok rijeke. Protok rijeke ovisi o količini vode koja ulazi u rijeku iz područja njenog sliva. Za karakterizaciju otjecanja, osim protoka, koriste se i modul otjecanja, sloj otjecanja i koeficijent otjecanja.
Odvodni modul(M) - broj litara vode koja teče iz jedinice površine bazena (1 četvorni km) po jedinici vremena (u sekundama). Ako je prosječni protok vode u rijeci za određeno vremensko razdoblje Q m3/s, a površina sliva F sq. km, tada je prosječni modul otjecanja za isto vremensko razdoblje M = 1000 l / s * km2 (faktor 1000 je neophodan, budući da je Q izražen u kubičnim metrima, a M - u l). M od Neve - 10 l / s, Don - 9 l / s, Amazon - 17 l / s.
otjecanje sloja- sloj vode u milimetrima, koji bi pokrivao sliv s ravnomjernom raspodjelom cjelokupnog volumena otjecanja preko njega.
Koeficijent otjecanja(h) - omjer veličine sloja otjecanja i veličine sloja oborine koja je pala na isto područje u istom vremenskom razdoblju, izražena u postocima ili u dijelovima jedinice, na primjer: protok koeficijent Neve - 65%, Don - 16%, Nila - 4%, Amazona - 28%.
Otjecanje ovisi o cijelom kompleksu fizičko-geografskih uvjeta: o klimi, tlu, geološkoj građi zone, aktivnoj razmjeni vode, vegetaciji, jezerima i močvarama, kao i o ljudskim aktivnostima.
Klima odnosi se na glavne čimbenike u stvaranju otjecanja. Određuje količinu vlage ovisno o količini oborina (glavni element ulaznog dijela bilance vode) i o isparavanju (glavni pokazatelj izlaznog dijela bilance). Što je veća količina oborina i što je manje isparavanje, to mora biti veća vlažnost i otjecanje može biti veće. Oborine i isparavanje određuju mogućnost otjecanja. Stvarni protok ovisi o cijelom kompleksu uvjeta.
Klima utječe na otjecanje ne samo izravno (kroz oborine i isparavanje), već i kroz druge komponente geografskog kompleksa - kroz tlo, vegetaciju, topografiju, koji u ovoj ili drugoj mjeri ovise o klimi. Utjecaj klime na otjecanje, kako izravno tako i kroz druge čimbenike, očituje se u zonskim razlikama u veličini i prirodi otjecanja. Odstupanje vrijednosti stvarno promatranog otjecanja od zonskog uzrokovano je lokalnim, unutarzonalnim fizičko-geografskim uvjetima.
Vrlo važno mjesto među čimbenicima koji određuju otjecanje rijeke, njezine površinske i podzemne komponente, zauzima pokrov tla, koji ima ulogu posrednika između klime i otjecanja. Količina površinskog otjecanja, potrošnja vode za isparavanje, transpiracija i prihranjivanje podzemnih voda ovise o svojstvima pokrova tla. Ako tlo slabo upija vodu, površinsko otjecanje je veliko, akumulira se malo vlage u tlu, potrošnja za isparavanje i transpiraciju ne može biti velika, a prihranjivanje podzemnih voda je malo. U istim klimatskim uvjetima, ali s većim kapacitetom infiltracije tla, površinsko otjecanje je, naprotiv, malo, u tlu se nakuplja mnogo vlage, potrošnja za isparavanje i transpiraciju je velika, a podzemne vode se obilno napajaju. U drugom od dva opisana slučaja količina površinskog otjecanja je manja nego u prvom, ali je s druge strane zbog podzemnog prihranjivanja ravnomjernija. Tlo, upijajući oborinsku vodu, može je zadržati i pustiti da prođe dublje izvan zone dostupne za isparavanje. Omjer potrošnje vode za isparavanje iz tla i za ishranu podzemnih voda ovisi o sposobnosti tla da zadrži vodu. Tlo koje dobro zadržava vodu troši više vode na isparavanje i manje propušta vodu duboko u tlo. Kao rezultat zalijevanja tla, koje ima visoku sposobnost zadržavanja vode, povećava se površinsko otjecanje. Svojstva tla kombiniraju se na različite načine, a to se odražava na otjecanje.
Utjecaj geološke strukture na riječni otjecaj određen je uglavnom propusnošću stijena i općenito je sličan učinku pokrova tla. Važna je i pojava vodootpornih slojeva u odnosu na dnevnu površinu. Duboka pojava aquicludes doprinosi očuvanju infiltrirane vode od trošenja na isparavanje. Geološka građa utječe na stupanj regulacije otjecanja, na uvjete za opskrbu podzemnim vodama.
Utjecaj geoloških čimbenika najmanje od svih ostalih ovisi o zonskim uvjetima iu nekim slučajevima preklapa se s utjecajem zonskih čimbenika.
Vegetacija utječe na količinu otjecanja i izravno i kroz zemljišni pokrov. Njegov izravan utjecaj leži u transpiraciji. Otjecanje rijeke ovisi o transpiraciji na isti način kao i o isparavanju iz tla. Što je veća transpiracija, to su obje komponente riječnog otjecanja niže. Krošnje drveća zadržavaju do 50% oborina, koje potom iz njih isparavaju. Zimi šuma štiti tlo od smrzavanja, u proljeće ublažava intenzitet otapanja snijega, što pridonosi prodiranju otopljene vode i obnavljanju rezervi podzemnih voda. Utjecaj vegetacije na otjecanje kroz tlo posljedica je činjenice da je vegetacija jedan od čimbenika stvaranja tla. Svojstva infiltracije i zadržavanja vode uvelike ovise o prirodi vegetacije. Kapacitet infiltracije tla u šumi je izuzetno visok.
Otjecaj u šumi i na polju uglavnom se malo razlikuje, ali se njegova struktura bitno razlikuje. U šumi je manje površinskog otjecanja, a više rezervi tla i podzemnih voda (podzemni otjecaj) koje su vrijednije za gospodarstvo.
U šumi se u omjerima između komponenti otjecanja (površinske i podzemne) nalazi zonski obrazac. U šumama šumske zone površinsko otjecanje je značajno (veća vlažnost), ali manje nego u polju. U šumsko-stepskim i stepskim zonama praktički nema površinskog otjecanja u šumi, a sva voda koju tlo apsorbira troši se na isparavanje i obnavljanje podzemnih voda. Općenito, utjecaj šume na otjecanje vode je vodoregulacijski i vodozaštitni.
Olakšanje različito utječe na otjecanje ovisno o veličini kalupa. Posebno je velik utjecaj planina. Cijeli kompleks fizičko-geografskih uvjeta (visinska zonalnost) mijenja se s visinom. Kao rezultat toga, mijenja se i dionica. Budući da do promjene skupa uvjeta s visinom može doći vrlo brzo, cjelokupna slika formiranja otjecanja u visokim planinama postaje složenija. S visinom se količina oborina povećava do određene granice, općenito se povećava otjecanje. Povećanje otjecanja posebno je uočljivo na vjetrovitim padinama, na primjer, modul otjecanja na zapadnim padinama skandinavskih planina iznosi 200 l/s*km2. U unutrašnjosti, dijelovima planinskih krajeva, otjecanje je manje nego u perifernim. Reljef je od velike važnosti za formiranje otjecanja u vezi s raspodjelom snježnog pokrivača. Značajno utječe na otjecanje i mikroreljef. Male udubine u reljefu, u kojima se skuplja voda, doprinose njenom infiltraciji i isparavanju.
Nagib terena i strmina padina utječu na intenzitet otjecanja, njegova kolebanja, ali ne utječu bitno na veličinu otjecanja.
jezera, isparavajući vodu nakupljenu u njima, smanjuju otjecanje i istodobno djeluju kao njegovi regulatori. U tom pogledu posebno je velika uloga velikih protočnih jezera. Količina vode u rijekama koje teku iz takvih jezera gotovo se ne mijenja tijekom godine. Primjerice, protok Neve je 1000-5000 m3/s, dok je tok Volge kod Jaroslavlja, prije njenog regulacije, oscilirao tijekom godine od 200 do 11.000 m3/s.
ima snažan učinak na zalihe ekonomska aktivnost ljudi, čineći velike promjene u prirodnim kompleksima. Značajan je i utjecaj ljudi na pokrivač tla. Što je više oranih prostora, to više padalina prodire u tlo, vlaži tlo i hrani podzemne vode, manji dio se slijeva niz površinu. Primitivna poljoprivreda uzrokuje destrukturiranje tla, smanjenje njihove sposobnosti upijanja vlage i, posljedično, povećanje površinskog otjecanja i slabljenje podzemne cirkulacije. Uz racionalnu poljoprivredu povećava se kapacitet infiltracije tla sa svim posljedicama koje iz toga proizlaze.
Na otjecanje utječu mjere zadržavanja snijega koje imaju za cilj povećanje vlage koja ulazi u tlo.
Umjetne akumulacije imaju regulacijski utjecaj na otjecanje rijeke. Smanjuje potrošnju otpadne vode za navodnjavanje i opskrbu vodom.
Prognoza vodnog sadržaja i režima rijeka važna je za planiranje korištenja vodnih resursa zemlje. U Rusiji je razvijena posebna metoda predviđanja koja se temelji na eksperimentalnom proučavanju različitih metoda ekonomskog utjecaja na elemente vodne bilance.
Raspodjela otjecanja na teritoriju može se prikazati pomoću posebnih karata, na kojima su ucrtane izolinije vrijednosti otjecanja - moduli ili godišnji otjecaj. Karta pokazuje ispoljavanje geografske širine u raspodjeli otjecanja, što je posebno izraženo na ravnicama. Jasno se očituje i utjecaj reljefa na otjecanje.
Ishrana rijeke.Četiri su glavna izvora riječne prehrane: kiša, snijeg, glacijalni, podzemni. Uloga ovog ili onog izvora hrane, njihova kombinacija i raspodjela u vremenu uglavnom ovise o klimatskim uvjetima. Tako, na primjer, u zemljama s vrućom klimom nema zalihe snijega, rijeke i duboke podzemne vode se ne hrane, a kiša je jedini izvor prehrane. U hladnoj klimi otopljene vode dobivaju glavni značaj u ishrani rijeka, a zimi podzemne vode. U umjerenoj klimi kombiniraju se različiti izvori hrane (slika 89).
Količina vode u rijeci varira ovisno o hranjenju. Te se promjene očituju u kolebanjima razine rijeke (visine vodene površine). Sustavna promatranja razine rijeka omogućuju otkrivanje obrazaca promjena količine vode u rijekama tijekom vremena, njihovog režima.
U režimu rijeka umjereno hladne klime, u čijoj ishrani važnu ulogu imaju otopljene snježne vode, jasno se razlikuju četiri faze, odnosno hidrološka godišnja doba: proljetna poplava, ljetna mala voda, jesenska poplava i zimska mala voda. Poplave, poplave i niske vode karakteristične su za režim rijeka koje su iu drugim klimatskim uvjetima.
Visoka voda je relativno dugo i značajno povećanje količine vode u rijeci, koje se ponavlja svake godine u istoj sezoni, praćeno porastom razine. Uzrokuje ga proljetno otapanje snijega na ravnicama, ljetno otapanje snijega i leda u planinama te obilne kiše.
Vrijeme nastanka i trajanje poplava u različitim uvjetima različito je. Visoka voda uzrokovana otapanjem snijega na ravnicama, u umjerenoj klimi, dolazi u proljeće, u hladnoj klimi - ljeti, u planinama se proteže u proljeće i ljeto. Poplave uzrokovane kišom javljaju se u proljeće i ljeto u monsunskoj klimi, u jesen u ekvatorijalnoj klimi, a zimi u mediteranskoj klimi. Protok nekih rijeka tijekom poplava iznosi i do 90% godišnjeg protoka.
Niska voda - najniža stajaća voda u rijeci s prevlašću podzemne ishrane. Ljetna mala voda nastaje kao posljedica velike infiltracije tla i snažnog isparavanja, zima - kao posljedica nedostatka površinske prehrane.
Poplave su relativno kratkotrajni i neperiodični porasti vodostaja u rijeci, uzrokovani dotokom kišnice i otopljene vode u rijeku, kao i prolaskom vode iz akumulacija. Visina poplave ovisi o intenzitetu kiše ili topljenja snijega. Poplavu se može promatrati kao val uzrokovan brzim protokom vode u kanal.
A.I. Voeikov, koji je rijeke smatrao "klimatskim proizvodom" svojih slivova, stvorio je 1884. klasifikaciju rijeka prema uvjetima hranjenja.
Ideje na kojima se temelji klasifikacija rijeka Voeikov uzete su u obzir u brojnim klasifikacijama. Najpotpuniju i najjasniju klasifikaciju razvio je M. I. Lvovich. Lvovich klasificira rijeke ovisno o izvoru opskrbe i prirodi distribucije toka tijekom godine. Svaki od četiri izvora prehrane (kiša, snijeg, glacijalni, podzemni) u određenim uvjetima može se pokazati gotovo jedinim (gotovo isključivim), koji čini više od 80% ukupne opskrbe, može imati dominantnu ulogu u prehrani rijeke (od 50 do 80%) i može prevladati (>50%) među ostalim izvorima koji u njoj također igraju značajnu ulogu. U potonjem slučaju, hranjenje rijeke naziva se mješovito.
Otjecanje je proljeće, ljeto, jesen i zima. Istodobno, može biti koncentriran gotovo isključivo (> 80%) ili pretežno (od 50 do 80%) u jednom od četiri godišnja doba ili se javlja u svim godišnjim dobima, prevladavajući (> 50%) u jednom od njih.
Prirodne kombinacije različitih kombinacija izvora energije s različitim varijantama raspodjele otjecanja tijekom godine omogućile su Lvovichu da identificira tipove riječnog vodnog režima. Na temelju glavnih obrazaca vodnog režima razlikuju se njegovi glavni zonski tipovi: polarni, subarktički, umjereni, suptropski, tropski i ekvatorijalni.
Rijeke polarnog tipa kratko se napajaju otopljenim vodama polarnog leda i snijega, ali se tijekom većeg dijela godine smrzavaju. Rijeke subarktičkog tipa napajaju se otopljenim snježnim vodama, njihovo podzemno napajanje je vrlo malo. Mnoge, čak i značajne rijeke se smrzavaju. Ove rijeke imaju najviši nivo ljeti (ljetna poplava). Razlog su kasne proljetne i ljetne kiše.
Rijeke umjerenog tipa dijele se na četiri podtipa: 1) s prevladavanjem ishrane zbog proljetnog otapanja snježnog pokrivača; 2) s prevladavanjem kiše s malim otjecanjem u proljeće, kako zbog obilja kiše, tako i pod utjecajem topljenja snijega; 3) s prevladavanjem kiše zimi s manje ili više ujednačenom raspodjelom oborina tijekom cijele godine; 4) s prevladavanjem kiše ljeti zbog kontinuiranih kiša monsunskog porijekla.
Subtropske rijeke se zimi napajaju uglavnom kišnicom.
Tropske rijeke karakterizira nizak protok. Prevladavaju ljetne padaline, a zimi malo oborina.
Rijeke ekvatorijalnog tipa imaju obilne padaline tijekom cijele godine; najveće otjecanje događa se u jesen odgovarajuće hemisfere.
Rijeke planinskih područja karakteriziraju obrasci vertikalne zonalnosti.
Toplinski režim rijeka. Toplinski režim rijeke određen je apsorpcijom topline iz izravnog sunčevog zračenja, efektivnim zračenjem površine vode, troškom topline za isparavanje i njezinim oslobađanjem tijekom kondenzacije, izmjenom topline s atmosferom i koritom kanala. Temperatura vode i njezine promjene ovise o omjeru ulaznih i izlaznih dijelova toplinske bilance.
U skladu s toplinskim režimom rijeka, mogu se podijeliti u tri tipa: 1) rijeke su vrlo tople, bez sezonskih temperaturnih kolebanja; 2) rijeke su tople, s primjetnim sezonskim kolebanjima temperature, zimi se ne smrzavaju; 3) rijeke s velikim sezonskim kolebanjima temperature koje se smrzavaju zimi.
Budući da je toplinski režim rijeka određen prvenstveno klimom, velike rijeke koje teku kroz različite klimatske regije imaju nejednak režim u različitim dijelovima. Rijeke umjerenih geografskih širina imaju najteži toplinski režim. Zimi, kada se voda malo ohladi ispod točke smrzavanja, počinje proces stvaranja leda. U rijeci koja mirno teče, prije svega, postoje obale. Istodobno s njima ili nešto kasnije, na površini vode nastaje tanak sloj sitnih ledenih kristala – svinjske masti. Salo i zaberezhi smrzavaju se u kontinuirani ledeni pokrivač rijeke.
Uz brzo kretanje vode, proces smrzavanja se odgađa njenim miješanjem i voda se može prehlađena za nekoliko stotinki stupnja. U tom slučaju se kristali leda pojavljuju u cijelom vodenom stupcu i stvara se unutarvodni i donji led. Led unutar dna i dna koji je izronio na površinu rijeke naziva se mulj. Nagomilavajući se ispod leda, mulj stvara blokade. Mulj, svinjska mast, susnježica, lomljeni led koji pluta rijekom tvore jesenski nanos leda. Na skretanjima rijeke, u suženju kanala za vrijeme leda, nastaju gužve. Uspostavljanje stabilnog stabilnog ledenog pokrivača na rijeci naziva se zamrzavanje. Male rijeke se smrzavaju, poput otrova, prije velikih. Ledeni pokrivač i snijeg koji leži na njemu štite vodu od daljnjeg hlađenja. Ako se gubitak topline nastavi, led se nakuplja odozdo. Budući da se kao rezultat smrzavanja vode smanjuje slobodni poprečni presjek rijeke, voda pod pritiskom može se izliti na površinu leda i zamrznuti, povećavajući njegovu debljinu. Debljina ledenog pokrivača na ravnim rijekama Rusije je od 0,25 do 1,5 m ili više.
Vrijeme smrzavanja rijeka i trajanje razdoblja tijekom kojeg ledeni pokrivač ostaje na rijeci vrlo su različiti: Lena je u prosjeku prekrivena ledom 270 dana u godini, Mezen - 200, Oka - 139, Dnjepar - 98, Visla kod Varšave - 60, Elba kod Hamburga - 39 dana i onda ne godišnje.
Pod utjecajem obilnih istjecanja podzemnih voda ili zbog dotoka toplije jezerske vode, polynyas mogu ostati na nekim rijekama tijekom cijele zime (na primjer, na Angari).
Otvaranje rijeka počinje u blizini obala pod utjecajem sunčeve topline atmosfere i otopljene vode koja ulazi u rijeku. Dotok otopljene vode uzrokuje porast razine, led pluta, odvaja se od obale, a uz obalu se proteže pojas vode bez leda - rubovi. Led se cijelom svojom masom počinje kretati nizvodno i staje: prvo dolazi do takozvanih pomaka leda, a zatim počinje proljetni zanos leda. Na rijekama koje teku od sjevera prema jugu led se mirnije vuče nego na rijekama koje teku od juga prema sjeveru. U potonjem slučaju pokrivanje počinje od gornjeg toka, dok su srednji i donji tok rijeke okovani ledom. Val proljetne poplave kreće se niz rijeku, dok se stvaraju zastoji, razina vode raste, led koji se još nije počeo topiti se lomi i izbacuje na obalu, stvaraju se snažni nanosi leda koji uništavaju obale.
Na rijekama koje teku iz jezera često se uočavaju dva proljetna nanošenja leda: prvo je riječni led, a zatim jezerski led.
Kemija riječnih voda. Riječna voda je otopina s vrlo niskom koncentracijom soli. Kemijska svojstva vode u rijeci ovise o izvorima ishrane i o hidrološkom režimu. Prema otopljenim mineralnim tvarima (prema ekvivalentnoj prevlasti glavnih aniona), riječne vode se dijele (prema A.O. Alekinu) u tri razreda: hidrokarbonatne (CO3), sulfatne (SO4) i kloridne (Cl). Klase se pak dijele u tri skupine prema prevlasti jednog od kationa (Ca, Mg ili zbroj Na + K). U svakoj skupini razlikuju se tri vrste vode prema omjeru ukupne tvrdoće i lužnatosti. Većina rijeka pripada klasi hidrokarbonata, skupini kalcijevih voda. Hidrokarbonatne vode natrijeve skupine su rijetke, u Rusiji uglavnom u središnjoj Aziji i Sibiru. Među karbonatnim vodama prevladavaju slabo mineralizirane vode (manje od 200 mg / l), rjeđe su vode srednje mineralizacije (200-500 mg / l) - u srednjem pojasu europskog dijela Rusije, na Južnom Kavkazu i djelomično u središnjoj Aziji. Visoko mineralizirane hidrokarbonatne vode (>1000 mg/l) vrlo su rijetka pojava. Rijeke sulfatne klase su relativno rijetke. Kao primjer, mogu se navesti rijeke Azovskog mora, neke rijeke Sjevernog Kavkaza, Kazahstana i Srednje Azije. Rijeke klora su još rjeđe. Oni teku u prostoru između donjeg toka Volge i gornjeg toka Ob. Vode rijeka ove klase su visoko mineralizirane, na primjer, u rijeci. Mineralizacija vode Turgai doseže 19000 mg/l.
Tijekom godine, zbog promjena u protoku rijeka, kemijski sastav vode se mijenja toliko da neke rijeke "prelaze" iz jedne hidrokemijske klase u drugu (npr. rijeka Tejen zimi pripada sulfatnoj klasi, ljeti - u klasu hidrokarbonata).
U zonama prekomjerne vlage, mineralizacija riječnih voda je neznatna (na primjer, Pechora - 40 mg / l), u zonama nedovoljne vlage - visoka (na primjer, Emba - 1641 mg / l, Kalaus - 7904 mg / l) . Prilikom prelaska iz zone viška u zonu nedovoljne vlage, mijenja se sastav soli, povećava se količina klora i natrija.
Dakle, kemijska svojstva riječne vode pokazuju zonski karakter. Prisutnost lako topljivih stijena (vapnenac, soli, gips) može dovesti do značajnih lokalnih značajki u mineralizaciji riječne vode.
Količina otopljenih tvari koja se prenese u 1 sekundi kroz živi dio rijeke je potrošnja otopljenih tvari. Iz iznosa troškova dodaje se otjecanje otopljenih tvari mjereno u tonama (tablica 25).
Ukupna količina otopljenih tvari koje rijeke nose s teritorija Rusije iznosi oko 335 * 106 tona godišnje. Oko 73,7% otopljenih tvari prenosi se u ocean, a oko 26,3% - u vodena tijela unutarnjeg otjecanja.
Čvrsta zaliha.Čvrste mineralne čestice koje nosi riječni tok nazivaju se riječnim sedimentom. Nastaju zbog uklanjanja čestica stijena s površine bazena i erozije kanala. Njihov broj ovisi o energiji kretanja vode i o otpornosti stijena na eroziju.
Riječni sedimenti dijele se na suspendirane i vučne, odnosno dno. Ova podjela je uvjetna, jer kada se brzina protoka promijeni, jedna kategorija sedimenata brzo prelazi u drugu. Što je veća brzina protoka, suspendirane čestice mogu biti veće. Sa smanjenjem brzine, veće čestice tonu na dno, postajući uvučeni (skačući) sedimenti.
Količina suspendiranog sedimenta koju nosi tok kroz živi dio rijeke u jedinici vremena (sekundi) je brzina protoka suspendiranog nanosa (R kg/m3). Količina suspendiranog sedimenta koja se nosi kroz živi dio rijeke tijekom dugog vremenskog razdoblja je protok suspendiranog nanosa.
Poznavajući protok suspendiranih sedimenata i protok vode u rijeci, moguće je odrediti njenu zamućenost – broj grama suspenzije u 1 m3 vode: P=1000 R/Q g/m3. Što je erozija jača i što se više čestica nosi u rijeku, to je veća njena zamućenost. Rijeke sliva Amu-Darya razlikuju se po najvećoj zamućenosti među rijekama Rusije - od 2500 do 4000 g/m3. Niska zamućenost je tipična za sjeverne rijeke - 50 g/m3.
Prosječni godišnji protok suspendiranih nanosa pojedinih rijeka dat je u tablici 26.
Tijekom godine protok suspendiranih sedimenata je raspoređen ovisno o režimu protoka vode i maksimalan je na velikim rijekama Rusije tijekom proljetne poplave. Za rijeke sjevernog dijela Rusije, proljetni otjecanje (suspendirani sedimenti su 70-75% godišnjeg otjecanja, a za rijeke središnjeg dijela Ruske ravnice - 90%).
Povučeni (donji) sedimenti čine samo 1-5% količine suspendiranih sedimenata.
Prema Erieovom zakonu, masa čestica koje voda pomiče duž dna (M) proporcionalna je brzini (F) na šesti stepen: M=AV6 (A je koeficijent). Ako se brzina poveća za 3 puta, masa čestica koje rijeka može nositi povećat će se za 729 puta. Iz ovoga je jasno zašto mirne nizinske rijeke pomiču samo šume, a planinske kamene gromade.
Pri velikim brzinama vučni (donji) sedimenti mogu se kretati u sloju debljine do nekoliko desetaka centimetara. Njihovo kretanje je vrlo neravnomjerno, jer se brzina na dnu dramatično mijenja. Stoga se na dnu rijeke stvaraju pješčani valovi.
Ukupna količina sedimenta (suspendovanog i dna) koji se nosi kroz živi dio rijeke naziva se njezinim čvrstim otjecanjem.
Sedimenti koje rijeka nosi mijenjaju se: obrađuju se (abradiraju, drobe, valjaju), razvrstavaju po težini i veličini) i kao rezultat nastaje aluvij.
Protočna energija. Struja vode koja se kreće u kanalu ima energiju i sposobna je za rad. Ova sposobnost ovisi o masi vode koja se kreće i o njezinoj brzini. Energija rijeke na dionici duljine L km pri padu od Nm i pri protoku Q m3 / s jednaka je 1000 Q * H kgm / s. Budući da je jedan kilovat jednak 103 kgm/sec, snaga rijeke u ovoj dionici je 1000 QH/103 = 9,7 QH kW. Rijeke Zemlje godišnje nose 36.000 kubnih metara u ocean. km vode. Uz prosječnu visinu kopna od 875 m, energija svih rijeka, (A) je 31,40 * 1000v6 kgm.
Energija rijeka troši se na prevladavanje trenja, na eroziju, na prijenos materijala u otopljenom, suspendiranom i uvučenom stanju.
Kao rezultat procesa erozije (erozije), prijenosa (transporta) i taloženja (akumulacije) nanosa nastaje korito rijeke.
Formiranje korita rijeke. Potok se neprestano i izravno usijeca u stijene preko kojih teče. Istovremeno, on nastoji razviti uzdužni profil, u kojem će njegova kinetička sila (mv2 / 2) biti jednaka u cijeloj rijeci, te će se uspostaviti ravnoteža između erozije, transporta i sedimentacije u kanalu. Takav profil kanala naziva se profil ravnoteže. Uz ravnomjerno povećanje količine vode u rijeci nizvodno, ravnotežni profil trebao bi biti konkavna krivulja. Najveći nagib ima u gornjem dijelu, gdje je masa vode najmanja; nizvodno, s povećanjem količine vode, nagib se smanjuje (sl. 90). Na rijekama pustinje, koje se napajaju u planinama i u donjim tokovima, gube mnogo vode na isparavanje i filtraciju, formira se ravnotežni profil, konveksan u donjem dijelu. Zbog činjenice da se količina vode, količina i priroda nanosa, brzina tijekom cijelog toka rijeke mijenjaju (npr. pod utjecajem pritoka), ravnotežni profil rijeka ima nejednaku zakrivljenost u različitim segmentima, može se slomiti, stepenasto ovisno o specifičnim uvjetima.
Rijeka može razviti ravnotežni profil samo u uvjetima produljenog tektonskog mirovanja i nepromijenjenog položaja erozione osnove. Svako kršenje ovih uvjeta dovodi do narušavanja ravnotežnog profila i nastavka rada na njegovom stvaranju. Stoga, u praksi, ravnotežni profil rijeke nije ostvariv.
Nerazvijeni uzdužni profili rijeka imaju mnogo nepravilnosti. Rijeka intenzivno erodira izbočine, ispunjava udubljenja u kanalu sedimentom, pokušavajući ga izravnati. Istodobno, kanal je usječen prema položaju erozijske baze, šireći se uz rijeku (reverzna, regresivna erozija). Zbog nepravilnosti uzdužnog profila rijeke u njoj se često javljaju slapovi i brzaci.
Slap- pad riječnog toka s izražene izbočine ili s nekoliko izbočina (kaskada slapova). Postoje dvije vrste vodopada: Niagara i Yosemite. Širina slapova tipa Niagara premašuje njihovu visinu. Slapove Niagare otok dijeli na dva dijela: širina kanadskog dijela je oko 800 m, visina 40 m; širina američkog dijela je oko 300 m, visina je 51 m. Slapovi tipa Yosemite imaju veliku visinu s relativno malom širinom. Yosemite Falls (Rijeka Merced) - uski mlaz vode koji pada s visine od 727,5 m. Ova vrsta uključuje najviši vodopad na Zemlji - Angel (Angela) - 1054 m (Južna Amerika, rijeka Churun).
Izbočina slapova kontinuirano erodira i povlači se uzvodno. U gornjem dijelu ispire ga tekuća voda, u donjem ga snažno uništava voda koja pada odozgo. Slapovi se posebno brzo povlače u onim slučajevima kada je izbočina sastavljena od lako erodiranih stijena, prekrivenih samo odozgo slojevima otpornih stijena. Upravo ova struktura ima Niagarinu izbočinu, koja se povlači brzinom od 0,08 m godišnje u američkom dijelu i 1,5 m godišnje u kanadskom dijelu.
U nekim područjima postoje "crte pada" povezane s izbočinama koje se protežu na velike udaljenosti. Često su "vodopadne linije" ograničene na linije rasjeda. U podnožju Apalača, kada se kreću s planina u ravnice, sve rijeke tvore slapove i brzake, čija se energija naširoko koristi u industriji. U Rusiji se linija slapova proteže na Baltiku (hrid silurske visoravni).
pragovi- dijelovi uzdužnog kanala rijeke, na kojima se povećava pad rijeke i, sukladno tome, povećava se brzina riječnog toka. Brzaci nastaju iz istih razloga kao i slapovi, ali na nižoj visini izbočina. Mogu se pojaviti na mjestu vodopada.
Razvijajući uzdužni profil, rijeka se usijeca u gornji tok, potiskujući sliv. Njegov se sliv povećava, dodatna količina vode počinje teći u rijeku, što pridonosi rezanju. Zbog toga se gornji tok jedne rijeke može približiti drugoj rijeci i, ako se potonja nalazi više, zahvatiti je, uključiti u svoj sustav (Sl. 91). Uključivanjem nove rijeke u riječni sustav promijenit će se duljina rijeke, njezin tok i utjecati na proces formiranja kanala.
Presretanja rijeka- česta pojava, na primjer, r. Pinega (desna pritoka Sjeverne Dvine) bila je samostalna rijeka i bila je jedno s rijekom. Kuloem, koji se ulijeva u Mezenski zaljev. Jedna od pritoka Sjeverne Dvine presjekla je veći dio Pinege i preusmjerila njezine vode u Sjevernu Dvinu. Rijeka Psel (pritoka Dnjepra) presjekla je još jednu pritoku Dnjepra - Khorol, r. Merty - gornji tok str. Mosel (koji pripada rijeci Meuse), Rhone i Rhine - dijelovi gornjeg Dunava. Planira se presretanje Dunava rijekama Neckar i Rutach itd.
Dok rijeka ne razvije ravnotežni profil, ona intenzivno erodira dno kanala (duboka erozija). Što se manje energije troši na eroziju dna, to više rijeka erodira obale kanala (lateralna erozija). Oba ova procesa, koji određuju formiranje kanala, odvijaju se istovremeno, ali svaki od njih postaje vodeći u različitim fazama.
Rijeka rijetko teče ravno. Razlog početnog odstupanja mogu biti lokalne prepreke zbog geološke strukture i terena. Meandri koje je rijeka formirala ostaju dugo nepromijenjeni samo pod određenim uvjetima, poput teško erodiranih stijena i male količine sedimenta.
U pravilu se meandri, bez obzira na razloge njihovog nastanka, kontinuirano mijenjaju i pomiču nizvodno. Ovaj proces se zove vijugajući, i konvolucije nastale kao rezultat ovog procesa - meandri.
Vodeni tok koji iz bilo kojeg razloga mijenja smjer kretanja (na primjer, zbog izbijanja kamene stijene na svom putu), prilazi zidu kanala pod kutom i, intenzivno ga ispirući, dovodi do postupnog povlačenja. Reflektirajući se u isto vrijeme nizvodno, tok udari u suprotnu obalu, erodira je, ponovno se reflektira itd. Kao rezultat toga, područja koja se ispiru "prolaze" s jedne strane kanala na drugu. Između dva konkavna (erodirana) dijela obale nalazi se konveksni dio - mjesto gdje pridonska poprečna struja koja dolazi sa suprotne obale odlaže produkte erozije koje nosi.
Povećanjem vijugavosti proces vijuganja se, međutim, pojačava do određene granice (sl. 92). Povećanje vijuganja znači povećanje duljine rijeke i smanjenje nagiba, a time i smanjenje brzine struje. Rijeka gubi energiju i više ne može nagrizati obale.
Zakrivljenost meandara može biti tolika da se isthmus probije. Krajevi odvojenog vijuga ispunjeni su rahlim naslagama, te se pretvara u staricu.
Trak unutar kojeg vijuga rijeka naziva se meandarski pojas. Velike rijeke, krivudajući, tvore velike meandre, a njihov meandarski pojas je širi od pojasa malih rijeka.
Budući da joj se potok, nagrizajući obalu, približava pod kutom, meandri se ne samo povećavaju, već se postupno pomiču nizvodno. Tijekom dugog vremenskog razdoblja mogu se toliko pomaknuti da će konkavni dio kanala biti umjesto konveksnog, i obrnuto.
Krećući se u pojasu meandarskog pojasa, rijeka erodira stijene i taloži sediment, što rezultira ravnom depresijom obloženom aluvijem, duž kojega vijuga korito. Tijekom poplava voda prelije kanal i poplavi depresiju. Tako nastaje poplavno područje - dio riječne doline, poplavljen u poplavama.
U visokoj vodi rijeka je manje vijugava, raste njen nagib, dubina se povećava, brzina postaje veća, erodirajuća aktivnost se pojačava, nastaju veliki meandri koji ne odgovaraju meandrima nastalim tijekom niske vode. Mnogo je razloga za otklanjanje vijugavosti rijeke, te stoga meandri često imaju vrlo složen oblik.
Reljef dna kanala vijugave rijeke određen je rasporedom struje. Uzdužna struja, zbog gravitacije, glavni je čimbenik erozije dna, dok poprečna određuje prijenos produkata erozije. Na erodiranoj konkavnoj obali potok ispire udubljenje - povlačenje, a poprečna struja nosi mineralne čestice na konveksnu obalu, stvarajući plitak. Stoga poprečni profil kanala na zavoju rijeke nije simetričan. U ravnom dijelu kanala, koji se nalazi između dva poteza i naziva se rascjep, dubine su relativno male, te nema oštrih fluktuacija dubine u poprečnom profilu kanala.
Crta koja povezuje najdublja mjesta duž kanala - plovnu stazu - prolazi od poteza do poteza kroz srednji dio rascjepa. Ako je rolnu presijecaju plovni putevi koji ne odstupaju od glavnog smjera i ako mu linija ide glatko, naziva se normalnim (dobrim); rola, na kojoj plovni put pravi oštar zavoj, bit će pomaknuta (loše) (slika 93). Loše pukotine otežavaju navigaciju.
Formiranje reljefa kanala (formiranje poteza i rascjepa) događa se uglavnom u proljeće tijekom poplava.
Život u rijekama. Uvjeti života u slatkim vodama značajno se razlikuju od uvjeta života u oceanima i morima. U rijeci su slatka voda, stalno turbulentno miješanje vode i relativno male dubine dostupne sunčevoj svjetlosti od velike važnosti za život.
Protok ima mehanički učinak na organizme, osigurava dotok otopljenih plinova i uklanjanje produkata raspadanja organizama.
Prema životnim uvjetima, rijeka se može podijeliti na tri dijela, koji odgovaraju njezinom gornjem, srednjem i donjem toku.
U gornjim tokovima planinskih rijeka voda se kreće najvećom brzinom. Često postoje slapovi, brzaci. Dno je obično kamenito, naslage mulja gotovo da nema. Temperatura vode je niža zbog apsolutne visine mjesta. Općenito, uvjeti za život organizama su nepovoljniji nego u drugim dijelovima rijeke. Vodena vegetacija je obično odsutna, plankton je siromašan, fauna beskralježnjaka vrlo oskudna, hrana za ribe nije osigurana. Gornji tok rijeka je siromašan ribom i po broju vrsta i po broju jedinki. Ovdje mogu živjeti samo neke ribe, poput pastrve, lipljena, marinke.
U srednjem toku planinskih rijeka, kao iu gornjem i srednjem toku ravnih rijeka, brzina kretanja vode je manja nego u gornjim tokovima planinskih rijeka. Temperatura vode je viša. Na dnu se pojavljuju pijesak i šljunak, u rukavcima mulj. Uvjeti života ovdje su povoljniji, ali daleko od optimalnih. Broj jedinki i vrsta riba veći je nego u gornjem toku, u planinama; obične ribe kao što su ruža, jegulja, mrena, mrena, plotica itd.
Najpovoljniji životni uvjeti u donjim tokovima rijeka: nizak protok, muljevito dno, velika količina hranjivih tvari. Ovdje se uglavnom nalaze takve ribe kao što su čaglja, ljepotica, riječni iverak, jesetra, deverika, karas, šaran. Ribe koje žive u moru u koje se ulijevaju rijeke: iverak, morski psi itd. Prodiru. Ne nalaze sve ribe na jednom mjestu uvjete za sve faze svog razvoja, razmnožavanje i staništa mnogih riba se ne poklapaju, a ribe migriraju (mrijesti se , krmne i zimske migracije).
Kanali. Kanali su umjetne rijeke s posebnim uređenim režimom, stvorene za navodnjavanje, vodoopskrbu i plovidbu. Značajka načina rada kanala su male fluktuacije razine, ali ako je potrebno, voda iz kanala može se potpuno isušiti.
Kretanje vode u kanalu slijedi iste obrasce kao i kretanje vode u rijeci. Kanalska voda u velikoj mjeri (do 60% sve vode koja se njome troši) ide u infiltraciju kroz njegovo dno. Stoga je stvaranje uvjeta protiv infiltracije od velike važnosti. Do sada ovaj problem još nije riješen.
Moguće prosječne brzine protoka i brzine dna ne bi trebale prelaziti određene granice, ovisno o otpornosti tla na eroziju. Za brodove koji se kreću duž kanala, prosječna brzina protoka veća od 1,5 m/s više nije dopuštena.
Dubina kanala trebala bi biti veća od gaza plovila za 0,5 m, širina - ne manja od širine dva plovila +6 m.
Rijeke kao prirodni resurs. Rijeke su jedan od najvažnijih vodnih resursa koji su ljudi dugo vremena koristili u različite svrhe.
Brodarstvo je bilo grana narodnog gospodarstva koja je prije svega zahtijevala proučavanje rijeka. Povezivanje rijeka s kanalima omogućuje stvaranje složenih transportnih sustava. Duljina riječnih ruta u Rusiji trenutno premašuje duljinu željezničkih. Rijeke su se dugo koristile za rafting. Značaj rijeka u vodoopskrbi stanovništva (pijaća i kućanstva), industrije, poljoprivrede je velik. Svi veći gradovi su na rijekama. Stanovništvo i gradsko gospodarstvo troše puno vode (prosječno 60 litara dnevno po osobi). Bilo koji industrijski proizvod ne može bez nepovratne potrošnje određene količine vode. Na primjer, za proizvodnju 1 tone lijevanog željeza potrebno je 2,4 m3 vode, za proizvodnju 1 tone papira - 10,5 m3 vode, za proizvodnju 1 g tkanine od nekih polimernih sintetičkih materijala - više od 3000 m3 vode. U prosjeku 40 litara vode dnevno po 1 grlu stoke. Riblje bogatstvo rijeka oduvijek je bilo od velike važnosti. Njihovo korištenje pridonijelo je nastanku naselja uz obale. Danas se rijeke kao izvor vrijednog i hranjivog proizvoda - ribe ne koriste dovoljno; morsko ribarstvo je puno važnije. U Rusiji se velika pozornost posvećuje organizaciji ribarstva sa stvaranjem umjetnih akumulacija (ribnjaka, akumulacija).
U područjima s velikom količinom topline i nedostatkom atmosferske vlage riječna voda se u velikim količinama koristi za navodnjavanje (UAR, Indija, Rusija - Srednja Azija). Energija rijeka se sve više koristi. Ukupni hidroenergetski resursi na Zemlji procjenjuju se na 3.750 milijuna kW, od čega Azija čini 35,7%, Afrika - 18,7%, Sjeverna Amerika - 18,7%, Južna Amerika - 16,0%, Europa - 6,4%, Australija - 4,5%. Stupanj korištenja ovih resursa u različitim zemljama, na različitim kontinentima vrlo je različit.
Opseg korištenja rijeka trenutno je vrlo velik i nesumnjivo će se povećati u budućnosti. To je zbog progresivnog rasta proizvodnje i kulture, uz stalno rastuću potrebu za industrijskom proizvodnjom u vodi (to se posebno odnosi na kemijsku industriju), uz sve veću potrošnju vode za potrebe poljoprivrede (povećanje produktivnosti je povezano s povećanjem potrošnje vode). Sve to postavlja pitanje ne samo zaštite riječnih resursa, već i potrebe njihove proširene reprodukcije.
Vodni režim rijeka karakterizira kumulativna promjena u vremenu razina i volumena vode u rijeci. Razina vode ( H) - visina vodene površine rijeke u odnosu na stalnu nultu oznaku (običnu ili nulu grafikona vodomjerne stanice). Među kolebanjima vodostaja u rijeci izdvajaju se dugotrajna, zbog sekularnih klimatskih promjena, te periodična: sezonska i dnevna. U godišnjem ciklusu vodnog režima rijeka izdvaja se nekoliko karakterističnih razdoblja, nazvanih fazama vodnog režima. Za različite rijeke one su različite i ovise o klimatskim uvjetima i omjeru izvora hrane: kiša, snijeg, podzemni i glacijalni. Na primjer, rijeke umjereno kontinentalne klime (Volga, Ob, itd.) imaju sljedeće četiri faze: proljetna poplava, ljetna mala voda, jesenski porast vode, zimska mala voda. visoka voda- dugotrajno povećanje vodostaja rijeke koje se ponavlja svake godine u istoj sezoni, uzrokujući porast razine. U umjerenim geografskim širinama javlja se u proljeće zbog intenzivnog topljenja snijega.
niska voda- razdoblje dugotrajnih niskih razina i protoka vode u rijeci s prevlastom podzemnog prihranjivanja („niska voda“). Ljetna mala voda nastala je zbog intenzivnog isparavanja i prodiranja vode u tlo, unatoč najvećoj količini oborina u ovo vrijeme. Zimsko malo vode rezultat je nedostatka površinske prehrane, rijeke postoje samo zbog podzemnih voda.
Poplave- kratkotrajni neperiodični porast vodostaja i povećanje volumena vode u rijeci. Za razliku od poplava, javljaju se u svim godišnjim dobima: u toploj polovici godine uzrokovane su obilnim ili dugotrajnim kišama, zimi - topljenjem snijega tijekom odmrzavanja, na ušćima nekih rijeka - zbog naleta vode. iz mora kamo teku. U umjerenim geografskim širinama, jesenski porast vode u rijekama ponekad se naziva razdobljem poplava; povezuje se sa smanjenjem temperature i smanjenjem isparavanja, a ne s povećanjem oborina - ima ih manje nego ljeti, iako je oblačno, kišovito vrijeme češće u jesen. Jesenske poplave duž rijeke Neve u Sankt Peterburgu uzrokovane su prvenstveno naletom vode iz Finskog zaljeva zapadnim vjetrovima; najveća poplava od 410 cm dogodila se u Sankt Peterburgu 1824. Poplave su obično kratkotrajne, porast vodostaja je manji, a volumen vode manji nego tijekom poplava.
Jedna od najvažnijih hidroloških karakteristika rijeka je riječni otjecaj, koji nastaje zbog dotoka površinskih i podzemnih voda iz sliva. Za kvantificiranje toka rijeka koristi se niz pokazatelja. Glavni je protok vode u rijeci - količina vode koja prođe kroz živi dio rijeke u 1 sekundi. Izračunava se prema formuli P=v*ω, gdje P- potrošnja vode u m 3 / s, v je prosječna brzina rijeke u m/s. ω - otvorena površina u m 2. Na temelju podataka dnevnih troškova izrađuje se kalendarski (kronološki) graf kolebanja potrošnje vode, koji se naziva hidrograf.
Modifikacija protoka je volumen otjecanja (W u m 3 ili km 3) - količina vode koja teče kroz živi dio rijeke tijekom dugog razdoblja (mjesec, sezona, najčešće godina): W \u003d Q * T, gdje je T vremenski period. Volumen otjecanja varira iz godine u godinu, prosječno dugotrajno otjecanje naziva se stopa otjecanja. Na primjer, godišnji protok Amazone je oko 6930 km3, što je oko >5% ukupnog godišnjeg protoka svih rijeka svijeta, Volga je 255 km3. Godišnji volumen otjecanja ne izračunava se za kalendar, već za hidrološku godinu, unutar koje se završava puni godišnji hidrološki ciklus vodnog ciklusa. U regijama s hladnim snježnim zimama 1. studenog ili 1. listopada uzima se kao početak hidrološke godine.
Odvodni modul(M, l/s km 2) - količina vode u litrama koja teče iz 1 km 2 površine sliva (F) u sekundi:
(10 3 je množitelj za pretvaranje m 3 u litre).
Modul riječnog toka omogućuje vam da saznate stupanj zasićenosti vodom područja sliva. On je zoniran. Amazon ima najveći modul otjecanja - 30.641 l / s km 2; u blizini Volge, iznosi 5670 l / s km 2, au blizini Nila - 1010 l / s km 2.
otjecanje sloja (Y) je sloj vode (u mm) ravnomjerno raspoređen po slivnom području ( F) i s nje teče određeno vrijeme (godišnji sloj otjecanja).
Koeficijent otjecanja (Do) je omjer volumena protoka vode u rijeci ( W) na količinu padalina ( x) pada na područje bazena ( F) za isto vrijeme, ili omjer sloja otjecanja ( Y) do sloja oborina ( x) koji je pao na isto područje ( F) za isto vremensko razdoblje (nemjerljiva vrijednost ili izraženo u %):
K=W/(x*F)* 100%, ili K=Y/x*100%.
Prosječni koeficijent otjecanja svih rijeka na Zemlji je 34%. tj. samo jedna trećina padalina koje padnu na kopno slijeva se u rijeke. Koeficijent otjecanja je zonalan i varira od 75-65% u zonama tundre i tajge do 6-4% u polupustinjama i pustinjama. Primjerice, za Nevu je 65%, a za Nil 4%.
Koncept regulacije otjecanja vezan je uz vodni režim rijeka: što je manja godišnja amplituda protoka vode u rijeci i vodostaji u njoj, to je otjecanje reguliranije.
Rijeke su najmobilniji dio hidrosfere. Njihovo otjecanje sastavna je karakteristika vodne bilance kopnenog područja.
Na količinu riječnog toka i njegovu distribuciju tijekom godine utječe kompleks prirodnih čimbenika i ljudske gospodarske aktivnosti. Među prirodnim uvjetima glavna je klima, posebice oborine i isparavanje. Uz obilne oborine, protok rijeka je velik, ali treba uzeti u obzir njihovu vrstu i prirodu padavina. Na primjer, snijeg će pružiti više otjecanja od kiše jer zimi ima manje isparavanja. Obilne oborine povećavaju otjecanje u odnosu na kontinuirane oborine s istom količinom. Isparavanje, osobito intenzivno, smanjuje otjecanje. Osim visoke temperature, tome pridonosi vjetar i manjak vlažnosti zraka. Točna je izjava ruskog klimatologa A. I. Voeikova: "Rijeke su proizvod klime."
Tla utječu na otjecanje kroz infiltraciju i strukturu. Glina povećava površinsko otjecanje, pijesak ga smanjuje, ali povećava podzemno otjecanje, budući da je regulator vlage. Snažna granulirana struktura tla (na primjer, u černozemima) pridonosi prodiranju vode duboko u, a na bezstrukturnim rahlim ilovastim tlima često se stvara kora, što povećava površinsko otjecanje.
Vrlo je važna geološka građa riječnog sliva, a posebno materijalni sastav stijena i priroda njihove pojave, budući da one određuju podzemno napajanje rijeka. Propusne stijene (debeli pijesak, pukotine) služe kao akumulatori vlage. Protok rijeka je u takvim slučajevima veći, jer se manji dio padalina troši na isparavanje. Otjecanje u krškim područjima je osebujno: ondje gotovo da nema rijeka, budući da se oborine upijaju lijevci i pukotine, ali pri njihovom dodiru s glinom ili škriljevcem uočavaju se snažni izvori koji napajaju rijeke. Na primjer, sama kraška krimska yaila je suha, ali u podnožju planina izviru snažni izvori.
Utjecaj reljefa (apsolutna visina i nagibi površine, gustoća i dubina disekcije) je velik i raznolik. Otjecanje planinskih rijeka obično je veće od ravničarskih rijeka, budući da u planinama na zavjetrinim padinama ima obilnijih padavina, manje isparavanja zbog nižih temperatura, zbog velikih nagiba površine, puta i vremena za oborine do rijeke su kraće. Zbog dubokog erozivnog usjeka, podzemna prehrana je obilnija iz nekoliko vodonosnika odjednom.
Utjecaj vegetacije - različite vrste šuma, livada, usjeva i sl. - je nejasan. Općenito, vegetacija regulira otjecanje. Na primjer, šuma, s jedne strane, pospješuje transpiraciju, odgađa oborine krošnjama drveća (posebno u crnogoričnim šumama snijeg zimi), s druge strane, više padalina obično pada nad šumom, pod krošnjama drveća temperatura je niža. a isparavanje je manje, otapanje snijega je duže, oborine bolje prodiru u šumsko tlo. Vrlo je teško identificirati utjecaj različitih vrsta vegetacije u čistom obliku zbog zajedničkog kompenzacijskog djelovanja različitih čimbenika, posebice unutar velikih riječnih slivova.
Utjecaj jezera je nedvosmislen: smanjuju protok rijeka, jer dolazi do većeg isparavanja s površine vode. Međutim, jezera, poput močvara, moćni su prirodni regulatori protoka.
Utjecaj ekonomske aktivnosti na dionicu je vrlo značajan. Štoviše, osoba izravno utječe na otjecanje (njegovu vrijednost i distribuciju u godini, osobito tijekom izgradnje akumulacija), i na uvjete za njegovo formiranje. Prilikom stvaranja akumulacija mijenja se režim rijeke: u razdoblju viška vode akumuliraju se u akumulacijama, u razdoblju nestašice koriste se za različite potrebe, tako da se regulira protok rijeka. Osim toga, protok takvih rijeka je općenito smanjen, jer se povećava isparavanje s površine vode, značajan dio vode se troši na vodoopskrbu, navodnjavanje, zalijevanje, a smanjuje se podzemna prehrana. Ali ovi neizbježni troškovi više su nego nadoknađeni prednostima akumulacija.
Kada se voda prenosi iz jednog riječnog sustava u drugi, protok se mijenja: u jednoj rijeci se smanjuje, u drugoj se povećava. Na primjer, tijekom izgradnje Moskovskog kanala (1937.) on se smanjio u Volgi, a povećao u rijeci Moskvi. Drugi transportni kanali za prijenos vode obično se ne koriste, na primjer, Volga-Baltik, Bijelo more-Baltik, brojni kanali zapadne Europe, Kine itd.
Od velike važnosti za regulaciju riječnog toka su aktivnosti koje se provode u riječnom slivu, jer je njegova početna karika padinski tok u slivu. Glavne aktivnosti koje se provode su sljedeće. Agrošumarstvo - šumski nasadi, navodnjavanje i odvodnjavanje - brane i lokve u gredama i potocima, agronomsko - jesensko oranje, nakupljanje snijega i snijegoretencija, oranje po padini ili konturi na brežuljcima i grebenima, zatravljenim padinama i dr.
Osim unutargodišnje varijabilnosti otjecanja, javljaju se i njezine dugoročne fluktuacije, očito povezane s 11-godišnjim ciklusima sunčeve aktivnosti. Na većini rijeka jasno se uočavaju razdoblja puno vode i malo vode koja traju oko 7 godina: 7 godina vodostaj rijeke prelazi prosječne vrijednosti, poplave i niske vode su visoke, isti broj godina voda sadržaj rijeke je manji od prosječnih godišnjih vrijednosti, proticaji u svim fazama vodnog režima su mali.
Književnost.
- Lyubushkina S.G. Opća geografija: Proc. doplatak za sveučilišne studente upisane u specijal. "Geografija" / S.G. Lyubushkina, K.V. Pashkang, A.V. Černov; Ed. A.V. Černov. - M. : Obrazovanje, 2004. - 288 str.
