V rámci Afriky boli identifikované 4 hydrologické oblasti s rôznou medziročnou distribúciou tok rieky(obr. 6.1). Zároveň významné územia v severnej, východnej a južnej Západná Afrika zostali mimo týchto oblastí, hoci na mape č. 28 „Vnútroročné rozdelenie odtoku“ v Atlase MVB je v rámci nich zobrazených viac ako 30 histogramov zodpovedajúcich úsekom na riekach so špecifickými znakmi. vodný režim. Ide predovšetkým o Biely Níl, ktorého tok regulujú jazerá Victoria, Kyoga, Albert, ako aj močiare oblasti Sadd, a Zambezi, ktorého tok regulujú vodné nádrže Kariba a Cabora Bassa. Navyše sme nepoužili meradlá na často vysychajúcich riekach polopúštnych a púštnych oblastí, kde dostupné riečne hydrografy nie sú dostatočne reprezentatívne z dôvodu silnej variability vnútro- a medziročného rozloženia riečneho odtoku.
- 1. Západoafrický región (povodia Senegal, Niger, Shari, Ubangi (pravostranný prítok Konga), Volta a ďalšie rieky severného pobrežia Guinejského zálivu), kde nízka hladina trvá prvý polrok a v druhej polovici roka s veľkou vodou sa maximálny odtok zvyčajne vyskytuje v septembri až októbri. Dolné toky Modrého Nílu a Nílu pod týmto prítokom, priradené k tejto oblasti, sú v súčasnosti úseky riečnej siete, premenené na dolný tok kaskády zavlažovacích a energetických hydroelektrických komplexov Sudánu a Asuánsky hydroelektrický komplex s jedným z najväčšie nádrže na svete, Násir. Prietokový režim je tu určený len vodohospodárskymi potrebami. Podľa klasifikácie M.I. Ľvoviča patrí vodný režim riek tohto regiónu do typu RAy a vyznačuje sa nízkou prirodzenou reguláciou (priemerná hodnota
- 2. Juhoafrický región vrátane povodí Kasai (ľavý prítok Konga), Limpopo, Orange a juhovýchodných svahov Dračích hôr na pevnine a ostrova Madagaskar, kde záplava trvá od decembra do apríla s max. v januári
Ryža. 6.1.
a- sieť registrovaných 73 pozorovacích bodov (znázornených bodkami) a hraníc regiónov; b- spriemerované hydrografy v rámci okresov {1-4). Mesačné podiely odtoku (% jeho ročnej hodnoty) sú od januára zobrazené v stĺpcoch
do decembra alebo februára, menej často v marci. Zimná nízka voda - od júna do septembra, čo zodpovedá typu riečneho režimu Rey. Prirodzená regulácia v priemere pre rieky tohto regiónu je mierna (f = 0,33). Modul odtoku sedimentov je o niečo vyšší ako v regióne 7, aj keď je rovnako variabilný medzi jednotlivými povodiami - od 50 do 500 t / (km 2-ročné) a viac na horských stepných svahoch vyvinutých pre poľnohospodárstvo a pasienky, kde dochádza k nadmernému spásaniu nie je nezvyčajné hospodárske zvieratá. V povodí Orange, kde sú pozorovania odtoku sedimentov počas niekoľkých desaťročí, je priemerný dlhodobý modul 890 t/(km 2 roky) na hlavnom toku a do 1000 - 2000 t/(km 2 * rok) na r. jeho malých prítokov. Prudký nárast spotreby sedimentov nastal v prvých rokoch hospodárskeho rozvoja územia kolonistami. S rozvojom regulácie prietoku nádržami došlo k zníženiu zákalu RWM.
3. Východoafrický región pokrýva horný tok povodia Kongo-Lualaba, povodia jazier Tanganika, Rukva, Eyasi a rieky. Rufiji je hlavná rieka Tanzánie. V ňom sa maximálny prietok riek pozoruje na jeseň (v marci až máji) a nízka voda - od júna do decembra (typ vodného režimu je RAy, ako v regióne 7, ale nachádza sa na severnej pologuli). Regulácia toku rieky je tu v priemere rovnaká ako v oblasti 2 (f = 0,33). Kolísanie riečneho zákalu je také veľké a rôznorodé ako v regióne 2, ale najmä od 20 do 200 t/(km 2 - rok), a na poliach riadkových plodín (kukurica, pšenica) na náhornej plošine strednej Tanzánie, modul erózie dosahuje 1500 t / (km 2 - rok) .
V pohorí Atlas v dôsledku veľkej priestorovej variability podmienok pre vznik toku riek majú rieky iný typ jeho vnútroročná distribúcia, vlastná riekam troch uvedených hydrologických oblastí (pozri obr. 6.1). Najvýdatnejšie sú rieky severných a severozápadných svahov a obsah vody v riekach tečúcich do Sahary je v priemere 100-krát menší. Po prúde sa postupne menia na dočasné toky. Tomu napomáha nielen výpar, ale aj tu bežný kras. Na oddelené sekcie rieky tečú pod zemou a v podhorí sa menia na pramene s prietokom do 1-1,5 m 3 / s.
4. Stredoafrický región zaberá plochý aluviálny povrch povodia starovekého jazera. Busir, ktorý existoval až do neskorého pleistocénu. Je vyplnená nánosmi rieky. Kongo a jeho prítoky. Táto oblasť zahŕňa aj povodia riek, ktoré sa do nej vlievajú, ktoré sa nachádzajú medzi ňou a východným pobrežím Guinejského zálivu. Rieky regiónu sa vyznačujú najrovnomernejším prietokom počas celého roka s dlhým, v priemere 8-mesačným vysokovodným letno-jesenným obdobím bez jasne definovaného maxima prietoku a so zníženým prietokom v mesiacoch júl – október (Ráj). V dôsledku prítomnosti jazier a rozsiahlych močiarov pod baldachýnom hustých rovníkových lesov v strede povodia Konga intenzita svahovej a kanálovej erózie nepresahuje 10 t / (km 2 - rok). Preto sa na okrajových svahoch tohto povodia zakalené RSM v horných článkoch riečnej siete v jej centrálnej časti stávajú zreteľnejšími ako sedimenty plavených látok. Keďže hlavnú úlohu vo výžive týchto riek hrá dažďovej vody miestneho pôvodu, mineralizácia RWM je veľmi nízka. Takže, súdiac podľa hodnôt špecifickej elektrickej vodivosti vody (3-4 μS / cm) v niektorých riekach regiónu Shaba (bývalá Katanga) na juhovýchodnom okraji povodia Konga v pohorí Mitumba, mineralizácia voda je polovičná zrážokčisto oceánske. To je dôkazom intenzívneho vnútroregionálneho (v Konžskej panve) cyklu vlahy, ktorý spôsobuje nielen premývanie a odsoľovanie pôd a pôd v ich zóne prevzdušňovania, ale aj destiláciu atmosférickej a riečnej vody, ktorá je súčasťou tohto cyklu.
Vzhľadom na veľmi krátke zimno-jarné obdobie nízkej vodnosti v stredoafrickom hydrologickom regióne koeficient cp = 0,28 naznačuje údajne nízku prirodzenú reguláciu toku rieky, ktorá je nižšia napríklad ako v regióne východnej Afriky. Zároveň maximálny mesačný odtok v apríli v oblasti 4 len trojnásobok minima v septembri, kým v kraji 3 rozdiel extrémnych mesačných hodnôt odtoku v rovnakých mesiacoch je 8-násobný, t.j. vnútroročné rozdelenie odtoku je tam oveľa nerovnomernejšie. Koeficient regulácie prirodzeného odtoku (používaný na charakterizáciu odtoku ruských riek, kde je nízka voda dlhšia ako povodeň) teda nie je dostatočne informatívny na posúdenie vnútroročnej variability odtoku rovníkových riek.
- Ekológia a využitie afrických vnútrozemských vôd. - Nairobi: UNEP, 1981.
Charakteristika ročného odtoku
Odtok je pohyb vody po povrchu, ako aj v hrúbke pôdy a skaly počas jeho kolobehu v prírode. Vo výpočtoch sa odtok chápe ako množstvo vody, ktoré steká z povodia za ľubovoľné časové obdobie. Toto množstvo vody možno vyjadriť ako prietok Q, objem W, modul M alebo odtokovú vrstvu h.
Odtokový objem W - množstvo vody pretekajúcej z povodia za ľubovoľné časové obdobie (deň, mesiac, rok atď.) - je určené vzorcom
W \u003d QT [m 3], (19)
kde Q je priemerná spotreba vody za vypočítané časové obdobie, m 3 / s, T je počet sekúnd v zúčtovacie obdobiečas.
Keďže priemerná spotreba vody bola vypočítaná skôr ako norma ročný odtok, odtokový objem r. Kegety za rok W \u003d 2,39 365,25 24 3600 \u003d 31764096 m 3.
Odtokový modul M - množstvo vody pretekajúcej z jednotkového povodia za jednotku času - je určené vzorcom
М=103Q/F [l/(sqm2)], (20)
kde F je povodie, km 2.
Odtokový modul Kegety М=10 3 2,39/178 = 13,42 l/(m2).
Odtoková vrstva h mm - množstvo vody tečúcej z povodia za akékoľvek časové obdobie, rovnajúce sa hrúbke vrstvy, rovnomerne rozložené po ploche tohto povodia, je určené vzorcom
h=W/(F103)=QT/(F103). (21)
Odtoková vrstva pre povodie. Kegety h = 31764096/ (178 10 3) = 178,44 mm.
Medzi bezrozmerné charakteristiky patrí súčiniteľ modulu a súčiniteľ odtoku.
Modulárny koeficient K je pomer odtoku za ktorýkoľvek konkrétny rok k odtoku:
K \u003d Q i /Q 0 \u003d W i / W 0 \u003d h i / h 0, (22)
a na r. Kegety za posudzované obdobie K sa mení z K = 1,58 / 2,39 = 0,66 za r. minimálna spotreba až do K = 3,26 / 2,39 = 1,36 pre maximálny prietok.
Koeficient odtoku - pomer objemu alebo vrstvy odtoku k množstvu zrážok x, ktoré spadli na povodie a ktoré spôsobili vznik odtoku:
Koeficient odtoku ukazuje, koľko zrážok ide na tvorbu odtoku.
AT ročníková práca je potrebné určiť charakteristiku ročného odtoku pre uvažované povodie, pričom sa zoberie odtok z úseku
Rozdelenie medziročného odtoku
Vnútroročná distribúcia riečneho odtoku trvá dôležité miesto v problematike skúmania a výpočtu odtoku z praktického aj vedeckého hľadiska je zároveň najvyššou náročná úloha hydrologický prieskum /2,4,13/.
Hlavné faktory, ktoré určujú medziročné rozdelenie odtoku a jeho celkovú hodnotu, sú klimatické. Určujú všeobecný charakter (pozadie) rozloženia odtoku v roku konkrétnej geografickej oblasti; územné zmeny v distribúcii odtoku sledujú klimatické zmeny.
Medzi faktory ovplyvňujúce rozloženie odtoku počas roka patria jazerá, lesná pokrývka, močiare, veľkosť povodí, charakter pôdy a pôdy a hĺbka výskytu. podzemná voda, atď., ktoré by sa do určitej miery mali brať do úvahy pri výpočtoch pri absencii aj prítomnosti pozorovacích materiálov.
V závislosti od dostupnosti údajov z hydrometrických pozorovaní sa na výpočet vnútroročného rozdelenia odtoku používajú tieto metódy:
za prítomnosti pozorovaní za obdobie aspoň 10 rokov: a) rozdelenie analogicky s rozdelením skutočného roka; b) spôsob usporiadania ročných období;
pri absencii alebo nedostatočnosti (menej ako 10 rokov) pozorovacích údajov: a) analogicky s rozložením odtoku študovanej analogickej rieky; b) podľa regionálnych schém a regionálnych závislostí parametrov medziročného rozdelenia odtoku od fyzikálnych a geografických faktorov.
Vnútroročné rozdelenie prietokov sa zvyčajne počíta nie podľa kalendárnych rokov, ale podľa vodohospodárskych rokov, počnúc sezónou veľkých vôd. Hranice ročných období sú pre všetky roky priradené rovnaké, zaokrúhlené na najbližší mesiac.
Odhadovaná pravdepodobnosť prekročenia prietoku na rok s obmedzením na obdobie a ročné obdobie sa určuje v súlade s úlohami vodohospodárskeho využívania toku.
V práci na kurze je potrebné vykonať výpočty za prítomnosti hydrometrických pozorovaní.
Výpočty medziročného rozdelenia odtoku metódou rozloženia
Východiskovým údajom pre výpočet je priemerná mesačná spotreba vody a v závislosti od účelu použitia výpočtu dané percento dodávky P a rozdelenie na obdobia a ročné obdobia.
Výpočet je rozdelený na dve časti:
medzisezónna distribúcia, ktorá má najväčší význam;
intrasezónna distribúcia (podľa mesiacov a desaťročí, stanovená s určitou schematizáciou.)
Medzisezónna distribúcia. V závislosti od typu vnútroročného rozdelenia odtoku sa rok delí na dve obdobia: veľká voda a nízka voda (nízka voda). V závislosti od účelu použitia je jednému z nich priradené obmedzenie.
Obmedzujúce obdobie (sezóna) je z hľadiska využívania vody najviac zaťažujúce. Na účely odvodnenia je limitným obdobím vysoká voda; na zavlažovanie, energeticky plytká voda.
Obdobie zahŕňa jednu alebo dve sezóny. Na riekach s jarnými povodňami na účely zavlažovania sa rozlišujú: obdobie vysokej vody (známa ako sezóna) - jarné obdobie a obdobie nízkej vody (obmedzujúce), ktoré zahŕňa ročné obdobia; leto-jeseň a zima a hraničným obdobím pre závlahy je leto-jeseň (zima na energetické využitie).
Výpočet sa vykonáva podľa hydrologických rokov, t.j. roky začínajúce sezónou vysokej vody. Dátumy ročných období sú priradené rovnaké pre všetky roky pozorovania, zaokrúhlené nahor na najbližší celý mesiac. Trvanie obdobia vysokej vody je priradené tak, aby sa voda nachádzala v hraniciach sezóny ako v rokoch s najväčším skorý termín urážlivé a s najviac neskorý termín koncovky.
V úlohe možno trvanie ročných období brať takto: jar - apríl, máj, jún; leto-jeseň - júl, august, september, október, november; zima - december a január, február, marec budúceho roka.
Množstvo odtoku za jednotlivé ročné obdobia a obdobia je určené súčtom priemerných mesačných prietokov (tab. 10). AT minulý rok náklady za december sa pripočítajú k nákladom za tri mesiace (I, II, III) prvého roka.
Pri výpočte podľa dispozičného spôsobu sa vnútroročné rozdelenie odtoku berie z podmienky rovnosti pravdepodobnosti prekročenia odtoku za rok, odtoku za obmedzujúce obdobie av rámci neho za hraničnú sezónu. Preto je potrebné určiť náklady na zabezpečenie špecifikované projektom (v úlohe P = 80 %) na rok, hraničné obdobie a sezónu. Preto je potrebné vypočítať parametre kriviek ponuky (О 0 , С v a С s) pre obmedzujúce obdobie a sezónu (pre ročný odtok sú parametre vypočítané vyššie). Výpočty sa robia metódou momentov v tabuľke. 10 podľa vyššie uvedenej schémy pre ročný prietok.
Odhadované náklady môžete určiť pomocou vzorcov:
ročný odtok
Orasgod \u003d Kr "12Q 0, (26)
obmedzujúce obdobie
Orasinter = KрQ0inter, (27)
obmedzujúca sezóna
Oraslo \u003d Kr "Qlo (27)
kde Kp", Kp, Kp" sú ordináty kriviek trojparametrového gama rozdelenia prevzaté z tabuľky pre C v - ročný odtok. C v nízky prietok a C v pre leto-jeseň.
Poznámka. Keďže výpočty sú založené na priemerných mesačných výdavkoch, odhadované výdavky za rok sa musia vynásobiť 12.
Jednou z hlavných podmienok metódy rozloženia je rovnosť
Orasgod = Orasses. Táto rovnosť však bude porušená, ak sa z kriviek ponuky určí aj vypočítaný odtok pre nelimitujúce sezóny (vzhľadom na rozdielnosť parametrov kriviek). Preto je odhadovaný odtok na neobmedzujúce obdobie (v úlohe - na jar) určený rozdielom
Orasves = Orasgod - Orasmezh, (28)
a na neobmedzenú sezónu (v úlohe-zima)
Oraszim = Orasmezh. - Qlo (29)
Výpočet je pohodlnejšie vykonať vo forme tabuľky. desať.
Vnútrosezónna distribúcia – je spriemerovaná pre každú z troch skupín obsahu vody (skupina s vysokým obsahom vody vrátane rokov s odtokom za sezónu P<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).
Pre výber rokov zaradených do samostatných skupín obsahu vody je potrebné zoradiť celkové náklady za sezóny v zostupnom poradí a vypočítať ich skutočnú dodávku. Keďže vypočítaná dostupnosť (Р=80 %) zodpovedá skupine s nízkou vodou, je možné vykonať ďalší výpočet pre roky zahrnuté do skupiny s nízkou vodou (tabuľka 11).
Pre toto v v stĺpci „Tok celkom“ vypíšte výdavky podľa sezón, zodpovedajúce rezerve P> 66 % a v stĺpci „Roky“ vypíšte roky zodpovedajúce týmto výdavkom.
Zoraďte priemerné mesačné výdavky v rámci sezóny v zostupnom poradí s uvedením kalendárnych mesiacov, ktorých sa týkajú (tabuľka 11). Prvým teda bude vypúšťanie za najmokrejší mesiac, posledným za mesiac s nízkou vodou.
Za všetky roky zhrňte náklady zvlášť za sezónu a za každý mesiac. Berte výšku výdavkov za sezónu ako 100%, určte percento z každého mesiaca A% zahrnutého v sezóne a do stĺpca "Mesiac" napíšte názov mesiaca, ktorý sa najčastejšie opakuje. Ak nie sú žiadne opakovania, napíšte ktorékoľvek z tých, s ktorými ste sa stretli, ale tak, aby každý mesiac zahrnutý do sezóny mal svoje vlastné percento sezóny.
Potom vynásobením odhadovaného prietoku za sezónu, určeného z hľadiska medzisezónneho rozdelenia odtoku (tabuľka 10), percentom A% každého mesiaca (tabuľka 11), vypočítajte odhadovaný prietok pre každý mesiac.
Horac v = Horaces A % v / 100 % (30)
Získané údaje sa zapíšu do tabuľky. 12 „Odhadované náklady podľa mesiacov“ a na milimetrovom papieri je vybudovaný odhadovaný hydrograf R-80 % skúmanej rieky (obr. 11).
Tabuľka 12. Odhadované náklady (m3/s) podľa mesiacov
Na určenie prietoku rieky v závislosti od oblasti povodia, výšky vrstvy sedimentu atď. v hydrológii sa používajú tieto veličiny: prietok rieky, modul prietoku a koeficient prietoku.
Riečny odtok volajte spotrebu vody počas dlhého časového obdobia, napríklad za deň, desaťročie, mesiac, rok.
Odtokový modul nazývajú množstvo vody vyjadrené v litroch (y), ktoré tečie v priemere za 1 sekundu z plochy povodia na 1 km 2:
Odtokový koeficient nazývame pomer prietoku vody v rieke (Qr) k množstvu zrážok (M) na ploche povodia za rovnaký čas, vyjadrený v percentách:
a - koeficient odtoku v percentách, Qr - ročná hodnota odtoku v metroch kubických; M je ročný úhrn zrážok v milimetroch.
Na určenie modulu odtoku je potrebné poznať prietok vody a oblasť povodia nad cieľom, podľa ktorej bol stanovený prietok vody danej rieky. Plochu povodia je možné merať z mapy. Na tento účel sa používajú nasledujúce metódy:
- 1) plánovanie
- 2) rozdelenie na základné údaje a výpočet ich plôch;
- 3) meranie plochy pomocou palety;
- 4) výpočet plôch pomocou geodetických tabuliek
Pre žiakov je najjednoduchšie použiť tretí spôsob a zmerať plochu pomocou palety, t.j. priehľadný papier (pauzovací papier) s vytlačenými štvorčekmi. Po mape študovanej oblasti mapy v určitej mierke si môžete vytvoriť paletu so štvorcami zodpovedajúcimi mierke mapy. Najprv by ste mali načrtnúť povodie tejto rieky nad určitým zarovnaním a potom použiť mapu na paletu, na ktorú prenesiete obrys povodia. Ak chcete určiť oblasť, musíte najskôr spočítať počet celých štvorcov nachádzajúcich sa vo vnútri obrysu a potom tieto štvorce sčítať, čiastočne pokrývajúce povodie danej rieky. Sčítaním štvorcov a vynásobením výsledného čísla plochou jedného štvorca zistíme plochu povodia nad týmto zarovnaním.
Q - spotreba vody, l. Na prepočet kubických metrov na litre vynásobíme prietok 1000, S plocha bazéna, km 2.
Na určenie koeficientu odtoku rieky je potrebné poznať ročný odtok rieky a objem vody, ktorý spadol na plochu daného povodia. Objem vody, ktorý dopadol na plochu tohto bazéna, sa dá ľahko určiť. Aby ste to dosiahli, musíte vynásobiť plochu povodia, vyjadrenú v kilometroch štvorcových, hrúbkou vrstvy zrážok (aj v kilometroch). Napríklad hrúbka sa bude rovnať p, ak zrážky v danej oblasti boli 600 mm za rok, potom 0 "0006 km a koeficient odtoku sa bude rovnať:
Qr je ročný prietok rieky a M je plocha povodia; vynásobte zlomok 100, aby ste určili koeficient odtoku v percentách.
Stanovenie režimu toku rieky. Na charakterizáciu prietokového režimu rieky je potrebné stanoviť:
a) akými sezónnymi zmenami prechádza hladina vody (rieka so stálou hladinou, ktorá sa v lete stáva veľmi plytkou, vysychá, stráca vodu v póroch a mizne z hladiny);
b) čas vysokej vody, ak existuje;
c) výška vody počas povodne (ak neexistujú nezávislé pozorovania, potom podľa údajov z dotazníka);
d) trvanie zamrznutia rieky, ak k nemu dôjde (podľa vlastného pozorovania alebo podľa informácií získaných prieskumom).
Stanovenie kvality vody. Na určenie kvality vody je potrebné zistiť, či je zakalená alebo priehľadná, pitná alebo nie. Priehľadnosť vody určuje biely kotúč (Secchiho kotúč) s priemerom približne 30 cm, sčítaný na vyznačenej čiare alebo pripevnený na označenej tyči. Ak je disk spustený na linke, potom je pod diskom pripevnené závažie, aby disk nebol unášaný prúdom. Hĺbka, v ktorej sa tento disk stáva neviditeľným, je znakom priehľadnosti vody. Môžete si vyrobiť disk z preglejky a natrieť ho bielou farbou, ale potom musí byť náklad zavesený dostatočne ťažký, aby spadol vertikálne do vody a samotný disk si udržal vodorovnú polohu; alebo preglejkový list možno nahradiť doskou.
Stanovenie teploty vody v rieke. Teplotu vody v rieke zisťuje jarný teplomer, a to ako na povrchu vody, tak aj v rôznych hĺbkach. Udržujte teplomer vo vode po dobu 5 minút. Pružinový teplomer možno nahradiť klasickým kúpeľňovým teplomerom s dreveným rámom, ale aby sa ponoril do vody v rôznych hĺbkach, treba naň priviazať závažie.
Teplotu vody v rieke môžete určiť pomocou kúpeľomerov: batomer-tachymeter a fľaškový kúpeľ. Kúpeľomer-tachymeter pozostáva z pružného gumeného balóna s objemom cca 900 cm 3; je do nej vložená rúrka s priemerom 6 mm. Batometer-tachymeter je upevnený na tyči a spúšťaný do rôznych hĺbok, aby nabral vodu.
Výsledná voda sa naleje do pohára a určí sa jej teplota.
Pre študenta nie je ťažké vyrobiť batometer-tachymeter. Aby ste to urobili, musíte si kúpiť malú gumenú komoru, nasadiť ju a priviazať gumovú hadičku s priemerom 6 mm. Tyč je možné nahradiť drevenou tyčou, ktorá ju rozdelí na centimetre. Tyč s tachymetrickým tachymetrom je potrebné spustiť zvisle do vody do určitej hĺbky tak, aby otvor tachymetra smeroval po prúde. Po spustení do určitej hĺbky je potrebné tyč otočiť o 180 a držať ju asi 100 sekúnd, aby sa nasala voda, a potom tyč znova otočiť o 180 °. odtokový vodný režim rieka
Mala by sa odstrániť, aby voda z fľaše nevytiekla. Po naliatí vody do pohára zistite teplomerom teplotu vody v danej hĺbke.
Je užitočné súčasne merať teplotu vzduchu závesným teplomerom a porovnávať ju s teplotou riečnej vody, pričom nezabudnite zaznamenávať čas pozorovania. Niekedy teplotný rozdiel dosahuje niekoľko stupňov. Napríklad o 13:00 je teplota vzduchu 20, teplota vody v rieke je 18 °.
Štúdia v určitých oblastiach o určitom charaktere koryta rieky. Pri skúmaní úsekov charakteru koryta je potrebné:
a) označiť hlavné úseky a trhliny, určiť ich hĺbky;
b) pri zisťovaní perejí a vodopádov určiť výšku pádu;
c) nakresliť a podľa možnosti zmerať ostrovy, plytčiny, stredy, bočné kanály;
d) zhromažďovať informácie, na ktorých miestach rieka eroduje a na miestach, ktoré sú obzvlášť silne erodované, určiť povahu erodovaných hornín;
e) študovať charakter delty, ak sa skúma úsek ústia rieky, a zakresliť ho do vizuálneho plánu; skontrolujte, či jednotlivé ramená zodpovedajú tým, ktoré sú zobrazené na mape.
Všeobecná charakteristika rieky a jej využitie. So všeobecným popisom rieky musíte zistiť:
a) ktorá časť rieky prevažne eroduje a ktorá sa hromadí;
b) stupeň meandrovania.
Na určenie stupňa meandrovania je potrebné poznať koeficient kľukatosti, t.j. pomer dĺžky rieky v skúmanej oblasti k najkratšej vzdialenosti medzi určitými bodmi v skúmanej časti rieky; napríklad rieka A má dĺžku 502 km a najkratšia vzdialenosť medzi prameňom a ústím je len 233 km, teda koeficient kľukatosti:
K - koeficient sinuozity, L - dĺžka rieky, 1 - najkratšia vzdialenosť medzi prameňom a ústím
Meandrová štúdia má veľký význam pre splavovanie dreva a lodnú dopravu;
c) Nestláčajúce sa riečne vejáre vznikajúce pri ústiach prítokov alebo vytvárajú dočasné toky.
Zistite, ako sa rieka využíva na plavbu a splavovanie dreva; ak ruka nie je splavná, zistite prečo, slúži ako prekážka (plytčina, pereje, sú tam vodopády), sú na rieke priehrady a iné umelé stavby; či sa rieka používa na zavlažovanie; aké transformácie treba urobiť, aby sa rieka mohla využívať v národnom hospodárstve.
Stanovenie výživy rieky. Je potrebné zistiť typy riečnej výživy: podzemná voda, dážď, jazero alebo močiare z topiaceho sa snehu. Napríklad r. Klyazma je napájaná, zem, sneh a dážď, z ktorých zásoba pôdy je 19%, sneh - 55% a dážď. - 26 %.
Rieka je znázornená na obrázku 2.
m 3
záver: V priebehu tejto praktickej lekcie sa ako výsledok výpočtov získali nasledujúce hodnoty charakterizujúce tok rieky:
Odtokový modul? = 177239 l / s * km 2
Odtokový koeficient b = 34,5 %.
Rieka- prirodzený vodný tok, ktorý neustále tečie vo výklenku (kanáli), ktorý tvorí.
Každá rieka má svoj prameň, horný, stredný, dolný tok a ústie. Zdroj- začiatok rieky. Rieky začínajú sútokom potokov, ktoré vznikajú v miestach výtokov podzemných vôd alebo zbieraním vody z atmosférických zrážok, ktoré spadli na povrch. Vytekajú z močiarov (napríklad Volga), jazier a ľadovcov a živia sa vodou nahromadenou v nich. Vo väčšine prípadov možno zdroj rieky určiť len podmienečne.
Od prameňa rieky začína jej horný tok.
AT top V toku rieky je zvyčajne menej zaplavená ako na strednom a dolnom toku, sklon hladiny je naopak väčší, čo sa prejavuje v rýchlosti toku a erózii. činnosť toku. AT priemer V priebehu toku sa rieka stáva výdatnejšou, ale rýchlosť prúdu klesá a tok odnáša najmä produkty erózie koryta v hornom toku. AT nižšie Pri pomalom pohybe toku prevažuje ukladanie ním prinesených sedimentov zhora (akumulácia). Dolný tok rieky končí pri ústí.
ústa rieky - miesto jej sútoku s morom, jazerom, inou riekou. V suchom podnebí, kde rieky spotrebujú veľa vody (na vyparovanie, zavlažovanie, filtráciu), môžu postupne vysychať bez toho, aby ich vody privádzali do mora alebo do inej rieky. Ústie takýchto riek sa nazývajú "slepé". Všetky rieky pretekajúce daným územím tvoria jeho riečnu sieť, zahrnuté spolu s jazerami, močiarmi a ľadovcami v hydrografická sieť.
Riečnu sieť tvoria riečne systémy.
Riečny systém zahŕňa hlavnú rieku (ktorej meno nesie) a prítoky. V mnohých riečnych systémoch je hlavná rieka zreteľne rozlíšená len na dolnom toku, na strednom a najmä na hornom toku je veľmi ťažké ju určiť. Ako znaky hlavnej rieky možno brať dĺžku, vodnosť, osovú polohu v riečnom systéme, relatívny vek údolia rieky (údolie je staršie ako prítoky). Hlavné rieky väčšiny veľkých riečnych systémov nespĺňajú všetky tieto kritériá naraz, napríklad: Missouri je dlhšia a plnšia ako Mississippi; Kama privádza do Volhy o nič menej vody, ako Volga nesie pri ústí Kamy; Irtysh je dlhší ako Ob a jeho poloha viac zodpovedá polohe hlavnej rieky riečneho systému. Hlavná rieka riečneho systému sa historicky stala tou, ktorú ľudia poznali skôr a lepšie ako ostatné rieky tohto systému.
Prítoky hlavnej rieky sa nazývajú prítoky prvého rádu, ich prítoky sa nazývajú prítoky druhého rádu atď.
Riečny systém je charakterizovaný dĺžkou jednotlivých riek, ich vlnitosťou a hustotou riečnej siete. Dĺžka rieky- celková dĺžka všetkých riek sústavy meraná na mape veľkej mierky. Určuje sa stupeň kľukatosti rieky tortuozity faktor(obr. 87) - pomer dĺžky rieky k dĺžke priamky spájajúcej prameň a ústie. Hustota riečnej siete- pomer celkovej dĺžky všetkých riek uvažovanej riečnej siete k ploche, ktorú zaberá (km/km2). Na mape je aj v nie príliš veľkej mierke zrejmé, že hustota riečnej siete v rôznych prírodných zónach nie je rovnaká.
V horách je hustota riečnej siete väčšia ako na rovinách, napríklad: na severných svahoch pohoria Kaukaz je to 1,49 km / km2 a na rovinách Ciscaucasia - 0,05 km / km2.
Plocha, z ktorej voda prúdi do toho istého riečneho systému, sa nazýva povodie tohto riečneho systému alebo jeho povodie. Povodie riečneho systému tvoria povodia prítokov prvého rádu, ktoré sa skladajú z povodí prítokov druhého rádu atď. Povodia sú zahrnuté do povodí morí a oceánov. Všetky pevninské vody sú rozdelené medzi hlavné povodia: 1) Atlantický a Severný ľadový oceán (rozloha 67 359 tis. km2), 2) Tichý a Indický oceán (rozloha 49 419 tis. km2), 3) oblasť vnútorného toku (rozloha 32 035 tis. km2) km2).
Povodia majú rôznu veľkosť a veľmi rôznorodé tvary. Existujú symetrické povodia (napríklad povodie Volhy) a asymetrické (napríklad povodie Jenisej).
Veľkosť a tvar povodia do značnej miery určuje veľkosť a režim toku rieky. Dôležitá je aj poloha povodia, ktoré sa môže nachádzať v rôznych klimatických pásmach a v rámci toho istého pásma sa môže tiahnuť v zemepisnom smere.
Povodia sú ohraničené povodiami. V horských krajinách to môžu byť línie, ktoré sa vo všeobecnosti zhodujú s hrebeňmi hrebeňov. Na rovinách, najmä rovinatých a močaristých, nie sú povodia jasne vymedzené.
Na niektorých miestach je vo všeobecnosti nemožné nakresliť povodia, pretože množstvo vody jednej rieky je rozdelené na dve časti smerujúce do rôznych systémov. Tento jav sa nazýva bifurkácia rieky (rozdelenie na dve časti). Pozoruhodným príkladom bifurkácie je rozdelenie horného toku Orinoka na dve rieky. Jedna z nich, ktorá si zachovala názov Orinoco, sa vlieva do Atlantického oceánu, druhá – Casiquiare – sa vlieva do Rio Negro, prítoku Amazonky.
Povodia obmedzujú povodia riek, morí, oceánov. Hlavné povodia: Atlantický oceán a Severný ľadový oceán (Atlanticko-Arktída) na jednej strane a Tichý a Indický na strane druhej sú ohraničené hlavným (svetovým) povodím Zeme.
Poloha povodí nezostáva konštantná. Ich pohyby sú spojené s pomalým zárezom horných tokov riek v dôsledku vývoja riečnych systémov a s reštrukturalizáciou riečnej siete, spôsobenou napríklad tektonickými pohybmi zemskej kôry.
Koryto rieky. Vodné toky tečú po zemskom povrchu v nimi vytvorených pozdĺžnych vybraniach - korytách. Bez kanála nemôže existovať rieka. Pojem "rieka" zahŕňa potok aj koryto. Vo väčšine riek je kanál zarezaný do povrchu, cez ktorý rieka preteká. Existuje mnoho riek, ktorých kanály stúpajú nad rovinou, cez ktorú prechádzajú. Tieto rieky si vyryli svoje kanály do sedimentov, ktoré uložili. Príkladom môže byť Žltá rieka, Mississippi a Pád na dolnom toku. Takéto kanály sa ľahko pohybujú, často prerazia svoj bočný hriadeľ, čo ohrozuje záplavy.
Prierez kanála naplneného vodou sa nazýva vodný úsek rieky. Ak je celý vodný úsek úsekom pohybujúceho sa toku, zhoduje sa s takzvaným živým úsekom. Ak sú vo vodnej časti stacionárne úseky (s rýchlosťou pohybu, ktorú prístroje nezachytia), nazývajú sa mŕtvym priestorom. V tomto prípade bude voľná časť menšia ako vodná časť o množstvo rovnajúce sa ploche mŕtveho priestoru. Prierez kanála je charakterizovaný plochou, hydraulickým polomerom, šírkou, priemernou a maximálnou hĺbkou.
Plocha prierezu (F) sa určuje ako výsledok meraní hĺbky na celom priereze v určitých intervaloch, v závislosti od šírky rieky. Podľa V.A. Appolov, otvorená plocha súvisí so šírkou (B) a najväčšou hĺbkou (H) pomocou rovnice: F=2/3BH.
Hydraulický polomer (R) - pomer plochy prierezu k zvlhčenému obvodu (P), t. j. k dĺžke línie kontaktu toku s jeho dnom:
Hydraulický polomer charakterizuje tvar kanála v priereze, pretože závisí od pomeru jeho šírky a hĺbky. V plytkých a širokých riekach sa zmáčaný obvod takmer rovná šírke, v tomto prípade sa hydraulický polomer takmer rovná priemernej hĺbke.
Priemerná hĺbka (Hcp) prierezu rieky je určená vydelením jej plochy jej šírkou (B): Hcp = S/B. Šírka a maximálna hĺbka sa získajú priamym meraním.
Všetky prvky prierezu sa menia spolu so zmenou polohy hladiny rieky. Hladina rieky podlieha neustálym výkyvom, ktorých pozorovania sa systematicky vykonávajú na špeciálnych vodomerných stanovištiach.
Pozdĺžny profil koryta je charakterizovaný poklesom a sklonom. Pád (Δh) - výškový rozdiel dvoch bodov (h1-h2). Pomer pádu k dĺžke úseku (l) sa nazýva sklon (i):
Pád je vyjadrený v metroch, sklon je znázornený ako desatinný zlomok - v metroch na kilometer pádu alebo tisícinách (ppm - ‰).
Rieky rovín majú mierne sklony, výrazné sú svahy horských riek.
Čím väčší je sklon, tým rýchlejší je tok rieky (tabuľka 23).
Pozdĺžny profil dna koryta a pozdĺžny profil vodnej hladiny sú rôzne: prvý je vždy vlnovka, druhý je hladká čiara (obr. 88).
Rýchlosť toku rieky. Prúdenie vody sa vyznačuje turbulentným pohybom. Jeho rýchlosť v každom bode sa plynule mení tak vo veľkosti, ako aj v smere. To zaisťuje neustále miešanie vody a podporuje pranie.
Rýchlosť toku rieky nie je v rôznych častiach obytnej časti rovnaká. Početné merania ukazujú, že najvyššia rýchlosť sa zvyčajne pozoruje blízko povrchu. Ako sa blížime ku dnu a stenám koryta, rýchlosť prúdenia postupne klesá a v najspodnejšej vrstve vody, hrubej len niekoľko desiatok milimetrov, prudko klesá, až na samom dne dosahuje hodnotu blízku 0. .
Línie distribúcie rovnakých rýchlostí pozdĺž živej časti rieky sú izotachy. Vietor fúkajúci prúdom zvyšuje rýchlosť na povrchu; vietor fúkajúci proti prúdu ho spomaľuje. Spomaľuje rýchlosť pohybu vody na hladine a ľadovej pokrývke rieky. Prúd v prúde, ktorý má najväčšiu rýchlosť, sa nazýva jeho dynamická os, prúd s najvyššou rýchlosťou na hladine prúdenia sa nazýva tyč. Za určitých podmienok, napríklad keď vietor sleduje prúdenie, dynamická os prúdenia je na hladine a zhoduje sa s tyčou.
Priemerná rýchlosť v otvorenom úseku (Vav) sa vypočíta podľa Chezyho vzorca: V=C √Ri, kde R je hydraulický polomer, i je sklon vodnej hladiny v mieste pozorovania, C je koeficient závislý od drsnosť a tvar kanála (druhý sa určuje pomocou špeciálnych tabuliek).
Povaha toku.Častice vody v prúde sa pohybujú pôsobením gravitácie pozdĺž svahu. Ich pohyb je oneskorený silou trenia. Charakter pohybu prúdenia ovplyvňuje okrem gravitácie a trenia aj odstredivá sila, ktorá vzniká pri otáčkach kanála, a vychyľovacia sila rotácie Zeme. Tieto sily spôsobujú v prúde priečne a kruhové prúdy.
Pôsobením odstredivej sily pri otáčaní je prúd pritlačený na konkávny breh. V tomto prípade platí, že čím väčšia je rýchlosť prúdenia, tým väčšia je zotrvačná sila, ktorá bráni prúdeniu zmeniť smer pohybu a odkloniť sa od konkávneho brehu. Rýchlosť prúdenia v blízkosti dna je menšia ako na povrchu, takže odchýlka vrstiev dna smerom k pobrežiu oproti konkávnemu je väčšia ako pri povrchových vrstvách. To prispieva k výskytu prúdu cez kanál. Keďže voda je pritlačená na konkávny breh, povrch toku má priečny sklon od konkávneho ku konvexnému brehu. Nedochádza však k pohybu vody na povrchu pozdĺž svahu od jedného pobrežia k druhému. Tomu bráni odstredivá sila, ktorá núti častice vody, prekonávajúce svah, pohybovať sa smerom ku konkávnemu pobrežiu. V spodných vrstvách je vplyvom nižšej rýchlosti prúdu menej výrazný účinok odstredivej sily, a preto sa voda pohybuje v súlade so sklonom od konkávneho ku konvexnému brehu. Častice vody pohybujúce sa cez rieku sú súčasne po prúde a ich dráha pripomína špirálu.
Vychyľovacia sila rotácie Zeme spôsobuje natlačenie toku na pravý breh (na severnej pologuli), preto jeho povrch (rovnako ako pri obrate pod vplyvom odstredivej sily) nadobúda priečny sklon. Sklon a rôzne stupne sily na častice vody na povrchu a na dne spôsobujú vnútorný protiprúd, ktorý je pri pohľade po prúde v smere hodinových ručičiek (na severnej pologuli). Pretože tento pohyb je tiež kombinovaný s translačným pohybom častíc, pohybujú sa pozdĺž kanála v špirále.
V priamom úseku kanála, kde nepôsobia odstredivé sily, je charakter priečneho prúdenia určený najmä pôsobením vychyľovacej sily rotácie Zeme. V ohyboch koryta sa vychyľovacia sila rotácie Zeme a odstredivá sila buď sčítajú alebo odčítajú v závislosti od toho, akým smerom sa rieka otáča, a priečna cirkulácia sa zosilňuje alebo oslabuje.
Priečna cirkulácia môže nastať aj vplyvom rôznych teplôt (nerovnaká hustota) vody v rôznych častiach prierezu, vplyvom topografie dna a z iných dôvodov. Preto je komplexný a rôznorodý. Vplyv priečnej cirkulácie na tvorbu kanála, ako uvidíme nižšie, je veľmi veľký.
Riečny tok a jeho charakteristiky. Množstvo vody, ktoré prejde živou časťou rieky za 1 sekundu, je jej prietok. Prietok (Q) sa rovná súčinu otvorenej plochy (F) a priemernej rýchlosti (Vcp): Q=FVcp m3/s.
Prietoky vody v riekach sú veľmi premenlivé. Sú stabilnejšie na riekach regulovaných jazerami a nádržami. Na riekach mierneho pásma pripadá najväčší prietok vody na obdobie jarných povodní, najmenej - v letných mesiacoch. Podľa údajov denných výdavkov sa zostavujú grafy zmien spotreby - hydrografy.
Množstvo vody pretekajúcej živou časťou rieky za viac či menej dlhý čas je prietok rieky. Odtok sa určí sčítaním spotreby vody za záujmové obdobie (deň, mesiac, sezóna, rok). Objem odtoku sa vyjadruje buď v kubických metroch alebo kubických kilometroch. Výpočet odtoku na niekoľko rokov umožňuje získať jeho priemernú dlhodobú hodnotu (tabuľka 24).
Tok vody charakterizuje tok rieky. Prietok rieky závisí od množstva vody vstupujúcej do rieky z oblasti jej povodia. Na charakterizáciu odtoku sa okrem prietoku používa modul odtoku, vrstva odtoku a koeficient odtoku.
Odtokový modul(M) - počet litrov vody tečúcich z jednotky plochy povodia (1 km štvorcový) za jednotku času (v sekundách). Ak je priemerný prietok vody v rieke za určité časové obdobie Q m3 / s a plocha povodia je F sq. km, potom je priemerný odtokový modul za rovnaké časové obdobie M = 1 000 l / s * km2 (je potrebný faktor 1 000, pretože Q je vyjadrené v metroch kubických a M - v l). M z Nevy - 10 l / s, Don - 9 l / s, Amazon - 17 l / s.
odtoková vrstva- vrstva vody v milimetroch, ktorá by pokrývala povodie s rovnomerným rozložením celého objemu odtoku nad ním.
Odtokový koeficient h) - pomer veľkosti odtokovej vrstvy k veľkosti vrstvy zrážok, ktoré spadli na rovnakú plochu v rovnakom časovom období, vyjadrený v percentách alebo v zlomkoch jednotky, napr. koeficient Nevy - 65%, Don - 16%, Níl - 4% , Amazonky - 28%.
Odtok závisí od celého komplexu fyzikálnych a geografických podmienok: od podnebia, pôd, geologickej stavby zóny, aktívnej výmeny vody, vegetácie, jazier a močiarov, ako aj od ľudských aktivít.
Klíma sa týka hlavných faktorov tvorby odtoku. Určuje množstvo vlhkosti v závislosti od množstva zrážok (hlavný prvok vstupnej časti vodnej bilancie) a od výparu (hlavný ukazovateľ výstupnej časti bilancie). Čím väčšie množstvo zrážok a nižší výpar, tým vyššia musí byť vlhkosť a tým väčší môže byť odtok. Potenciál odtoku určujú zrážky a vyparovanie. Skutočný prietok závisí od celého komplexu podmienok.
Klíma ovplyvňuje odtok nielen priamo (prostredníctvom zrážok a výparu), ale aj prostredníctvom iných zložiek geografického komplexu - prostredníctvom pôd, vegetácie, topografie, ktoré do istej miery závisia od klímy. Vplyv klímy na odtok priamo aj prostredníctvom iných faktorov sa prejavuje zonálnymi rozdielmi vo veľkosti a charaktere odtoku. Odchýlka hodnôt skutočne pozorovaného odtoku od zonálneho je spôsobená miestnymi, intrazonálnymi fyzikálnymi a geografickými podmienkami.
Veľmi dôležité miesto medzi faktormi, ktoré podmieňujú riečny odtok, jeho povrchovú a podzemnú zložku, zaujíma pôdny kryt, ktorý zohráva úlohu prostredníka medzi klímou a odtokom. Množstvo povrchového odtoku, spotreba vody na vyparovanie, transpiráciu a dopĺňanie podzemnej vody závisí od vlastností pôdneho krytu. Ak pôda slabo absorbuje vodu, povrchový odtok je veľký, v pôde sa hromadí málo vlhkosti, spotreba na výpar a transpiráciu nemôže byť veľká a dochádza k malému doplňovaniu podzemnej vody. Pri rovnakých klimatických podmienkach, ale s väčšou infiltračnou schopnosťou pôdy je povrchový odtok naopak malý, v pôde sa hromadí veľa vlahy, veľká je spotreba na výpar a transpiráciu a výdatne sa živia podzemné vody. V druhom z dvoch opísaných prípadov je množstvo povrchového odtoku menšie ako v prvom, ale na druhej strane je vďaka podzemnému napájaniu rovnomernejšie. Pôda, ktorá absorbuje zrážkovú vodu, ju môže zadržať a nechať ju prejsť hlbšie za zónu dostupnú na odparovanie. Pomer spotreby vody na výpar z pôdy a na výživu podzemnej vody závisí od schopnosti pôdy zadržiavať vodu. Pôda, ktorá dobre zadržiava vodu, spotrebuje viac vody na odparovanie a prepúšťa menej vody hlboko do pôdy. V dôsledku premokrenia pôdy, ktorá má vysokú vodozádržnú schopnosť, sa zvyšuje povrchový odtok. Vlastnosti pôdy sa kombinujú rôznymi spôsobmi a to sa prejavuje odtokom vody.
Vplyv geologickéštruktúr na riečnom odtoku je determinovaný najmä priepustnosťou hornín a je vo všeobecnosti podobný vplyvu pôdneho krytu. Dôležitý je aj výskyt vodeodolných vrstiev vo vzťahu k dennému povrchu. Hlboký výskyt aquicludes prispieva k ochrane infiltrovanej vody pred jej vyparovaním. Geologická stavba ovplyvňuje stupeň regulácie odtoku, podmienky pre zásobovanie podzemnou vodou.
Vplyv geologických faktorov najmenej zo všetkých ostatných závisí od zonálnych podmienok av niektorých prípadoch sa prekrýva s vplyvom zonálnych faktorov.
Vegetácia ovplyvňuje množstvo odtoku priamo aj cez pôdny kryt. Jeho priamy vplyv spočíva v transpirácii. Riečny odtok závisí od transpirácie rovnako ako od výparu z pôdy. Čím väčšia je transpirácia, tým sú obe zložky riečneho odtoku nižšie. Koruny stromov zadržia až 50 % zrážok, ktoré sa z nich následne vyparujú. V zime les chráni pôdu pred premrznutím, na jar zmierňuje intenzitu topenia snehu, čo prispieva k presakovaniu roztopenej vody a dopĺňaniu zásob podzemnej vody. Vplyv vegetácie na odtok cez pôdu je spôsobený tým, že vegetácia je jedným z faktorov tvorby pôdy. Vlastnosti vsakovania a zadržiavania vody do značnej miery závisia od charakteru vegetácie. Infiltračná schopnosť pôdy v lese je mimoriadne vysoká.
Odtok v lese a na poli sa vo všeobecnosti líši len málo, ale jeho štruktúra je výrazne odlišná. V lese je menší povrchový odtok a viac zásob pôdy a podzemných vôd (podzemný odtok), ktoré sú pre hospodárstvo cennejšie.
V lese sa v pomeroch medzi zložkami odtoku (povrchové a podzemné) nachádza zonálny vzor. V lesoch pásma lesa je výrazný povrchový odtok (vyššia vlhkosť), aj keď menší ako na poli. V lesostepných a stepných zónach v lese prakticky nedochádza k žiadnemu povrchovému odtoku a všetka voda absorbovaná pôdou sa minie na vyparovanie a dopĺňanie podzemných vôd. Vo všeobecnosti je vplyv lesa na odtok vodoregulačný a vodoochranný.
Úľava ovplyvňuje odtok rôzne v závislosti od veľkosti foriem. Veľký je najmä vplyv hôr. S výškou sa mení celý komplex fyzikálnych a geografických podmienok (výšková zonálnosť). V dôsledku toho sa menia aj zásoby. Keďže zmena súboru podmienok s výškou môže nastať veľmi rýchlo, celkový obraz tvorby odtoku vo vysokých horách sa komplikuje. S výškou narastá množstvo zrážok do určitej hranice, odtok všeobecne stúpa. Nárast odtoku je badateľný najmä na náveterných svahoch, napr. modul odtoku na západných svahoch škandinávskych hôr je 200 l/s*km2. Vo vnútrozemí, častiach horských oblastí je odtok menší ako v okrajových. Veľký význam pre tvorbu odtoku má reliéf v súvislosti s rozložením snehovej pokrývky. Výrazne ovplyvňuje odtok a mikroreliéf. Malé priehlbiny v reliéfe, v ktorých sa zhromažďuje voda, prispievajú k jej infiltrácii a odparovaniu.
Sklon terénu a strmosť svahov ovplyvňujú intenzitu odtoku, jeho kolísanie, ale neovplyvňujú výrazne veľkosť odtoku.
jazier, odparovaním vody v nich nahromadenej, znižujú odtok a zároveň pôsobia ako jeho regulátory. Úloha veľkých tečúcich jazier je v tomto smere obzvlášť veľká. Množstvo vody v riekach vytekajúcich z takýchto jazier sa počas roka takmer nemení. Napríklad prietok Nevy je 1000-5000 m3/s, kým prietok Volgy pri Jaroslavli pred jej reguláciou kolísal v priebehu roka od 200 do 11 000 m3/s.
má silný vplyv na zásoby ekonomická aktivitaľudí, ktorí robia veľké zmeny v prírodných komplexoch. Významný je aj vplyv ľudí na pôdny kryt. Čím viac rozoraných priestorov, tým viac zrážok presakuje do pôdy, zvlhčuje pôdu a napája podzemnú vodu, tým menšia časť steká po povrchu. Primitívne poľnohospodárstvo spôsobuje deštrukciu pôd, zníženie ich schopnosti absorbovať vlhkosť a následne zvýšenie povrchového odtoku a oslabenie podzemného obehu. Pri racionálnom poľnohospodárstve sa zvyšuje infiltračná schopnosť pôd so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami.
Odtok je ovplyvnený opatreniami na zadržiavanie snehu zameranými na zvýšenie vlhkosti vstupujúcej do pôdy.
Umelé nádrže majú regulačný vplyv na odtok rieky. Znižuje spotrebu odtokovej vody na zavlažovanie a zásobovanie vodou.
Predpoveď vodnosti a režimu riek je dôležitá pre plánovanie využívania vodných zdrojov krajiny. V Rusku bola vyvinutá špeciálna predpovedná metóda založená na experimentálnej štúdii rôznych metód ekonomického vplyvu na prvky vodnej bilancie.
Rozloženie odtoku v území je možné zobraziť pomocou špeciálnych máp, na ktorých sú zakreslené izočiarne hodnôt odtoku - moduly alebo ročný odtok. Mapa ukazuje prejav šírkovej zonálnosti v rozložení odtoku, ktorý je výrazný najmä na rovinách. Jasne sa prejavuje aj vplyv reliéfu na odtok.
Výživa rieky. Existujú štyri hlavné zdroje výživy riek: dážď, sneh, ľadovec, podzemie. Úloha toho či onoho zdroja potravy, ich kombinácia a rozloženie v čase závisí najmä od klimatických podmienok. Takže napríklad v krajinách s horúcou klímou nie je sneh, rieky a hlboké podzemné vody sa nenapájajú a dážď je jediným zdrojom výživy. V chladnom podnebí získavajú roztápajúce sa vody hlavný význam pre výživu riek a podzemné vody v zime. V miernom podnebí sa kombinujú rôzne zdroje potravy (obr. 89).
Množstvo vody v rieke sa mení v závislosti od kŕmenia. Tieto zmeny sa prejavujú kolísaním hladiny rieky (výšky vodnej hladiny). Systematické pozorovania hladiny riek umožňujú zistiť zákonitosti zmien množstva vody v riekach v čase, ich režim.
V režime riek mierne chladnej klímy, pri výžive ktorých zohrávajú významnú úlohu vody z topenia snehu, sa zreteľne rozlišujú štyri fázy, čiže hydrologické ročné obdobia: jarná povodeň, letná nízka voda, jesenná povodeň a zimná nízka voda. Povodne, záplavy a nízka voda sú charakteristické pre režim riek, ktoré sú aj v iných klimatických podmienkach.
Vysoká voda je pomerne dlhý a výrazný nárast množstva vody v rieke, ktorý sa každoročne opakuje v tej istej sezóne sprevádzaný stúpaním hladiny. Spôsobuje to jarné topenie snehu na rovinách, letné topenie snehu a ľadu v horách a silné dažde.
Čas nástupu a trvanie povodní v rôznych podmienkach sú rôzne. Vysoká voda spôsobená topením snehu na rovinách, v miernom podnebí, prichádza na jar, v chladnom podnebí - v lete, v horách sa tiahne do jari a leta. Povodne spôsobené dažďom sa vyskytujú na jar av lete v monzúnových klimatických podmienkach, na jeseň v rovníkových klimatických podmienkach a v zime v stredomorských klimatických podmienkach. Prietok niektorých riek počas povodne predstavuje až 90 % ročného prietoku.
Nízka voda - najnižšie stojaca voda v rieke s prevahou podzemnej výživy. Letná nízka voda vzniká v dôsledku vysokej infiltračnej schopnosti pôd a silného výparu, zima - v dôsledku nedostatku povrchovej výživy.
Povodne sú relatívne krátkodobé a neperiodické vzostupy hladiny v rieke, spôsobené prítokom dažďovej a roztopenej vody do rieky, ako aj prechodom vody z nádrží. Výška záplavy závisí od intenzity dažďa alebo topenia snehu. Povodeň možno považovať za vlnu spôsobenú rýchlym prúdením vody do kanála.
A.I. Voeikov, ktorý považoval rieky za „klimatický produkt“ svojich povodí, vytvoril v roku 1884 klasifikáciu riek podľa podmienok napájania.
Myšlienky, ktoré sú základom klasifikácie riek Voeikov, boli zohľadnené v niekoľkých klasifikáciách. Najkompletnejšiu a najprehľadnejšiu klasifikáciu vypracoval M. I. Ľvovič. Ľvovič klasifikuje rieky v závislosti od zdroja zásobovania a od charakteru rozloženia toku počas roka. Každý zo štyroch zdrojov výživy (dážď, sneh, ľadovec, podzemie) sa za určitých podmienok môže ukázať ako takmer jediný (takmer exkluzívny), ktorý predstavuje viac ako 80 % z celkovej ponuky, môže mať prevládajúcu úlohu pri kŕmení. rieka (od 50 do 80 %) a môže prevládať (>50 %) medzi inými zdrojmi, ktoré v nej tiež zohrávajú významnú úlohu. V druhom prípade sa kŕmenie rieky nazýva zmiešané.
Odtok je jar, leto, jeseň a zima. Zároveň sa môže koncentrovať takmer výlučne (> 80 %) alebo prevažne (od 50 do 80 %) v jednom zo štyroch ročných období alebo sa môže vyskytnúť vo všetkých ročných obdobiach, pričom v jednom z nich prevláda (> 50 %).
Prirodzené kombinácie rôznych kombinácií zdrojov energie s rôznymi variantmi distribúcie odtoku v priebehu roka umožnili Ľvovichovi identifikovať typy vodného režimu rieky. Na základe hlavných vzorcov vodného režimu sa rozlišujú jeho hlavné zonálne typy: polárne, subarktické, mierne, subtropické, tropické a rovníkové.
Rieky polárneho typu sú na krátku dobu napájané topiacimi sa vodami polárneho ľadu a snehu, ktoré však väčšinu roka zamŕzajú. Rieky subarktického typu sú napájané roztopenými snehovými vodami, ich podzemné zásobovanie je veľmi malé. Mnohé, dokonca aj významné rieky zamŕzajú. Tieto rieky majú najvyššiu hladinu v lete (letná povodeň). Dôvodom sú neskoré jarné a letné dažde.
Rieky mierneho typu sa delia na štyri podtypy: 1) s prevahou výživy v dôsledku jarného topenia snehovej pokrývky; 2) s prevahou dažďovej zásoby s malým odtokom na jar, tak v dôsledku výdatnosti dažďov, ako aj vplyvom topenia snehu; 3) s prevahou dažďovej zásoby v zime s viac-menej rovnomerným rozložením zrážok počas roka; 4) s prevahou prísunu dažďov v lete v dôsledku nepretržitých dažďov monzúnového pôvodu.
Subtropické rieky sú v zime napájané hlavne dažďovou vodou.
Tropické rieky sa vyznačujú nízkym prietokom. Prevládajú letné zrážky, v zime málo zrážok.
Rieky rovníkového typu majú počas roka bohaté zrážky; najväčší odtok nastáva na jeseň príslušnej pologule.
Rieky horských oblastí sa vyznačujú vzormi vertikálnej zonálnosti.
Tepelný režim riek. Tepelný režim rieky je daný absorpciou tepla z priameho slnečného žiarenia, efektívnym vyžarovaním vodnej hladiny, nákladmi na teplo na vyparovanie a jeho uvoľňovanie pri kondenzácii, výmene tepla s atmosférou a dnom koryta. Teplota vody a jej zmeny závisia od pomeru vstupnej a výstupnej časti tepelnej bilancie.
V súlade s tepelným režimom riek ich možno rozdeliť do troch typov: 1) rieky sú veľmi teplé, bez sezónnych teplotných výkyvov; 2) rieky sú teplé, s výrazným sezónnym kolísaním teploty, v zime nezamrznú; 3) rieky s veľkými sezónnymi teplotnými výkyvmi, ktoré v zime zamŕzajú.
Keďže tepelný režim riek je určovaný predovšetkým podnebím, veľké rieky pretekajúce rôznymi klimatickými oblasťami majú v rôznych častiach nerovnaký režim. Rieky miernych zemepisných šírok majú najťažší tepelný režim. V zime, keď sa voda ochladí mierne pod bod mrazu, začína proces tvorby ľadu. V pokojne tečúcej rieke sú predovšetkým brehy. Súčasne s nimi alebo o niečo neskôr sa na hladine vody vytvára tenká vrstva malých ľadových kryštálikov – bravčovej masti. Salo a zaberezhi zamŕzajú do súvislej ľadovej pokrývky rieky.
Pri rýchlom pohybe vody sa proces zmrazovania oneskoruje jej miešaním a voda môže byť podchladená o niekoľko stotín stupňa. V tomto prípade sa ľadové kryštály objavia v celom vodnom stĺpci a vytvorí sa ľad vo vode a na dne. Ľad na dne a na dne, ktorý sa vynoril na hladine rieky, sa nazýva kal. Kal, ktorý sa hromadí pod ľadom, vytvára blokády. Kal, bravčová masť, dážď so snehom, ľadová drvina plávajúca na rieke tvoria jesennú ľadovú driftu. Na zákrutách rieky, v zúžení kanála počas ľadového driftu, sa vyskytujú dopravné zápchy. Vytvorenie stabilnej stabilnej ľadovej pokrývky na rieke sa nazýva zmrazenie. Malé rieky zamŕzajú ako jed pred veľkými. Ľadová pokrývka a na nej ležiaci sneh chráni vodu pred ďalším ochladzovaním. Ak tepelné straty pokračujú, ľad sa tvorí zospodu. Keďže v dôsledku zamrznutia vody sa zmenšuje voľný prierez rieky, voda pod tlakom sa môže vyliať na povrch ľadu a zamrznúť, čím sa zväčší jeho hrúbka. Hrúbka ľadovej pokrývky na plochých riekach Ruska je od 0,25 do 1,5 m alebo viac.
Čas zamrznutia riek a trvanie obdobia, počas ktorého zostáva ľadová pokrývka na rieke, sú veľmi odlišné: Lena je v priemere pokrytá ľadom 270 dní v roku, Mezen - 200, Oka - 139, Dneper - 98, Visla pri Varšave - 60, Labe pri Hamburgu - 39 dní a potom nie ročne.
Vplyvom výdatných odtokov podzemnej vody alebo v dôsledku prítoku teplejšej jazernej vody môžu polynyy na niektorých riekach zostať počas celej zimy (napríklad na Angare).
Otvorenie riek sa začína v blízkosti brehov pod vplyvom slnečného tepla atmosféry a roztavenej vody vstupujúcej do rieky. Prílev roztopenej vody spôsobuje zvýšenie hladiny, ľad sa vznáša, odtrháva sa od pobrežia a pozdĺž pobrežia sa tiahne pás vody bez ľadu - lemy. Ľad sa začne pohybovať po prúde celou svojou hmotou a zastaví sa: najskôr nastanú takzvané ľadové posuny a potom sa začne jarný ľadový drift. Na riekach tečúcich zo severu na juh sa ľad unáša pokojnejšie ako na riekach tečúcich z juhu na sever. V druhom prípade sa pokrývka začína od horného toku, zatiaľ čo stredný a dolný tok rieky je viazaný ľadom. Vlna jarnej povodne sa pohybuje po rieke, pričom sa tvoria zápchy, hladina vody stúpa, ľad, ktorý sa ešte nezačína topiť, sa láme a hádže na breh, vytvárajú sa silné ľadové záveje, ktoré ničia brehy.
Na riekach tečúcich z jazier sú často pozorované dva jarné ľadové drifty: najprv je riečny ľad, potom jazerný ľad.
Chémia riečnych vôd. Riečna voda je roztok s veľmi nízkou koncentráciou soli. Chemické vlastnosti vody v rieke závisia od zdrojov výživy a od hydrologického režimu. Podľa rozpustených minerálnych látok (podľa ekvivalentnej prevahy hlavných aniónov) sa riečne vody delia (podľa A.O. Alekina) do troch tried: hydrouhličitan (CO3), síran (SO4) a chlorid (Cl). Triedy sa zasa delia do troch skupín podľa prevahy jedného z katiónov (Ca, Mg alebo súčet Na + K). V každej skupine sa rozlišujú tri druhy vody podľa pomeru medzi celkovou tvrdosťou a zásaditosťou. Väčšina riek patrí do triedy hydrouhličitanov, do skupiny vápenatých vôd. Hydrokarbonátové vody sodnej skupiny sú zriedkavé, v Rusku hlavne v Strednej Ázii a na Sibíri. Medzi uhličitanovými vodami prevládajú slabo mineralizované vody (menej ako 200 mg / l), vody strednej mineralizácie (200-500 mg / l) sú menej časté - v strednom pásme európskej časti Ruska, na južnom Kaukaze a čiastočne v Strednej Ázii. Vysoko mineralizované hydrouhličitanové vody (>1000 mg/l) sú veľmi vzácnym javom. Rieky sulfátovej triedy sú pomerne zriedkavé. Ako príklad možno uviesť rieky Azovského mora, niektoré rieky severného Kaukazu, Kazachstanu a Strednej Ázie. Chlórové rieky sú ešte zriedkavejšie. Pretekajú v priestore medzi dolným tokom Volhy a horným tokom Ob. Vody riek tejto triedy sú vysoko mineralizované, napríklad v rieke. Mineralizácia vody Turgai dosahuje 19000 mg/l.
V priebehu roka sa vplyvom zmien prietokov riek mení chemické zloženie vody natoľko, že niektoré rieky „prechádzajú“ z jednej hydrochemickej triedy do druhej (napr. rieka Tejen v zime patrí do triedy síranov, v lete napr. - do triedy hydrokarbonátov).
V zónach nadmernej vlhkosti je mineralizácia riečnych vôd nevýznamná (napríklad Pechora - 40 mg / l), v zónach s nedostatočnou vlhkosťou - vysoká (napríklad Emba - 1641 mg / l, Kalaus - 7904 mg / l) . Pri prechode zo zóny prebytku do zóny nedostatočnej vlhkosti sa mení zloženie solí, zvyšuje sa množstvo chlóru a sodíka.
Chemické vlastnosti riečnej vody teda vykazujú zonálny charakter. Prítomnosť ľahko rozpustných hornín (vápenec, soli, sadra) môže viesť k významným lokálnym znakom mineralizácie riečnych vôd.
Množstvo rozpustených látok prenesených za 1 sekundu živým úsekom rieky je spotreba rozpustených látok. K výške nákladov sa pripočítava odtok rozpustených látok meraný v tonách (tabuľka 25).
Celkové množstvo rozpustených látok prenášaných riekami z územia Ruska je asi 335 * 106 ton ročne. Asi 73,7% rozpustených látok sa dostane do oceánu a asi 26,3% - do vodných útvarov vnútorného odtoku.
Pevná zásoba. Pevné minerálne častice prenášané riečnym tokom sa nazývajú riečne usadeniny. Vznikajú v dôsledku odstraňovania horninových častíc z povrchu povodia a erózie kanála. Ich počet závisí od energie pohybujúcej sa vody a od odolnosti hornín voči erózii.
Riečne sedimenty sa delia na závesné a ťažné, prípadne dnové. Toto rozdelenie je podmienené, pretože pri zmene rýchlosti prúdenia jedna kategória sedimentov rýchlo prechádza do druhej. Čím vyšší je prietok, tým väčšie môžu byť suspendované častice. S poklesom rýchlosti väčšie častice klesajú ku dnu a stávajú sa unášanými (skákajúcimi) sedimentmi.
Množstvo suspendovaného sedimentu uneseného prietokom cez živú časť rieky za jednotku času (sekundu) je prietok suspendovaného sedimentu (R kg/m3). Množstvo suspendovaného sedimentu unášaného cez živú časť rieky počas dlhého časového obdobia je prietok suspendovaného sedimentu.
Pri znalosti prietoku suspendovaných sedimentov a prietoku vody v rieke je možné určiť jej zákal - počet gramov suspenzií v 1 m3 vody: P=1000 R/Q g/m3. Čím silnejšia je erózia a čím viac častíc je unášaných do rieky, tým je jej zákal väčší. Rieky povodia Amu-Darya sa líšia najvyšším zákalom medzi riekami Ruska - od 2500 do 4000 g / m3. Pre severné rieky je typický nízky zákal – 50 g/m3.
Priemerný ročný prietok suspendovaných sedimentov niektorých riek je uvedený v tabuľke 26.
Počas roka je tok suspendovaných sedimentov rozdelený v závislosti od režimu prúdenia vody a je maximálny na veľkých riekach Ruska počas jarnej povodne. Pre rieky severnej časti Ruska jarný odtok (suspendované sedimenty predstavujú 70-75% ročného odtoku a pre rieky strednej časti Ruskej nížiny - 90%.
Vlečné (spodné) sedimenty tvoria len 1-5% množstva suspendovaných sedimentov.
Podľa Erieho zákona je hmotnosť častíc pohybujúcich sa vodou po dne (M) úmerná rýchlosti (F) k šiestej mocnine: M=AV6 (A je koeficient). Ak sa rýchlosť zvýši 3-krát, hmotnosť častíc, ktoré je rieka schopná uniesť, sa zvýši 729-krát. Z toho je jasné, prečo pokojné nížinné rieky hýbu len lesmi, kým horské balvany.
Pri vysokých rýchlostiach sa môžu ťažné (spodné) sedimenty pohybovať vo vrstve hrubej až niekoľko desiatok centimetrov. Ich pohyb je veľmi nerovnomerný, pretože rýchlosť na dne sa dramaticky mení. Preto sa na dne rieky tvoria pieskové vlny.
Celkové množstvo sedimentu (suspendovaného a spodného) prenášaného cez živú časť rieky sa nazýva pevný odtok.
Usadeniny unášané riekou prechádzajú zmenami: opracúvajú sa (obrúsujú, drvia, valcujú), triedia podľa hmotnosti a veľkosti a v dôsledku toho vznikajú naplaveniny.
Tok energie. Prúd vody pohybujúci sa v kanáli má energiu a je schopný pracovať. Táto schopnosť závisí od hmotnosti pohybujúcej sa vody a od jej rýchlosti. Energia rieky v úseku s dĺžkou L km pri spáde Nm a pri prietoku Q m3 / s sa rovná 1000 Q * H kgm / s. Keďže jeden kilowatt sa rovná 103 kgm/s, výkon rieky v tomto úseku je 1000 QH/103 = 9,7 QH kW. Rieky Zeme ročne prenesú do oceánu 36 000 metrov kubických. km vody. Pri priemernej výške pevniny 875 m je energia všetkých riek (A) 31,40 * 1000v6 kgm.
Energia riek sa vynakladá na prekonávanie trenia, na eróziu, na prenos materiálu v rozpustených, suspendovaných a unášaných stavoch.
V dôsledku procesov erózie (erózie), presunu (transportu) a usadzovania (akumulácie) sedimentov vzniká koryto.
Tvorba koryta rieky. Potok sa neustále a priamo zarezáva do skál, cez ktoré preteká. Zároveň sa snaží vypracovať pozdĺžny profil, v ktorom bude jeho kinetická sila (mv2 / 2) rovnaká v celej rieke a nastolí sa rovnováha medzi eróziou, transportom a sedimentáciou v koryte. Takýto profil kanála sa nazýva rovnovážny profil. Pri rovnomernom náraste množstva vody v rieke po prúde by mal byť rovnovážny profil konkávnou krivkou. Najväčší sklon má v hornej časti, kde je najmenšia masa vody; po prúde s nárastom množstva vody sklon klesá (obr. 90). Pri riekach púšte, napájaných v horách a na dolných tokoch, ktoré strácajú veľa vody odparovaním a filtráciou, sa vytvára rovnovážny profil, v spodnej časti konvexný. Vzhľadom na to, že sa mení množstvo vody, množstvo a povaha sedimentov, rýchlosť v celom toku rieky (napríklad vplyvom prítokov), má bilančný profil riek v rôznych úsekoch nerovnaké zakrivenie, môže byť prerušené, postupne, v závislosti od konkrétnych podmienok.
Rieka môže vytvoriť rovnovážny profil len v podmienkach dlhšieho tektonického pokoja a nezmenenej polohy eróznej bázy. Akékoľvek porušenie týchto podmienok vedie k porušeniu rovnovážneho profilu a k obnoveniu prác na jeho tvorbe. Preto v praxi rovnovážny profil rieky nie je dosiahnuteľný.
Nevyvinuté pozdĺžne profily riek majú veľa nerovností. Rieka intenzívne eroduje rímsy, vypĺňa depresie v kanáli sedimentom a snaží sa ho vyrovnať. Zároveň sa koryto zarezáva podľa polohy eróznej bázy, ktorá sa šíri po rieke (spätná, regresná erózia). Kvôli nerovnostiam pozdĺžneho profilu rieky sa v nej často objavujú vodopády a pereje.
Vodopád- spád toku rieky z výraznej rímsy alebo z viacerých výbežkov (kaskáda vodopádov). Existujú dva typy vodopádov: Niagarské a Yosemitské. Šírka vodopádov typu Niagara presahuje ich výšku. Niagarské vodopády sú ostrovom rozdelené na dve časti: šírka kanadskej časti je cca 800 m, výška 40 m; šírka americkej časti je cca 300 m, výška 51 m Vodopády Yosemitského typu majú veľkú výšku pri relatívne malej šírke. Yosemitské vodopády (Merced River) - úzky prúd vody padajúci z výšky 727,5 m. Tento typ zahŕňa najvyšší vodopád na Zemi - Angel (Angela) - 1054 m (Južná Amerika, rieka Churun ).
Rímsa vodopádov neustále eroduje a ustupuje proti prúdu rieky. V hornej časti ho odplavuje stekajúca voda, v spodnej časti ho rázne ničí voda padajúca zhora. Vodopády obzvlášť rýchlo ustupujú v prípadoch, keď je rímsa zložená z ľahko erodovaných hornín, pokrytých iba zhora vrstvami odolných hornín. Práve táto štruktúra má Niagarskú rímsu, ktorá ustupuje rýchlosťou 0,08 m za rok v americkej časti a 1,5 m za rok v kanadskej časti.
V niektorých oblastiach sú "pádové línie" spojené s rímsami, ktoré sa tiahnu na veľké vzdialenosti. "Vodopádové línie" sú často obmedzené na zlomové línie. Na úpätí Apalačských pohorí, pri prechode z hôr na roviny, všetky rieky tvoria vodopády a pereje, ktorých energia je široko využívaná v priemysle. V Rusku vedie línia vodopádov v Baltskom mori (útes Silúrskej náhornej plošiny).
prahové hodnoty- úseky pozdĺžneho kanála rieky, na ktorých sa zväčšuje pád rieky, a preto sa zvyšuje rýchlosť toku rieky. Pereje sa vytvárajú z rovnakých dôvodov ako vodopády, ale v nižšej výške rímsy. Môžu sa vyskytnúť na mieste vodopádu.
Rieka sa vytvára pozdĺžnym profilom a zarezáva sa do horného toku a odtláča povodie. Jeho povodie sa zvyšuje, do rieky začína prúdiť ďalšie množstvo vody, čo prispieva k rezaniu. V dôsledku toho sa horný tok jednej rieky môže priblížiť k inej rieke a ak sa táto nachádza vyššie, zachytiť ju a zaradiť do svojho systému (obr. 91). Začlenenie novej rieky do riečneho systému zmení dĺžku rieky, jej tok a ovplyvní proces tvorby koryta.
Riečne záchytky- častý jav, napríklad r. Pinega (pravý prítok Severnej Dviny) bola samostatná rieka a bola s ňou jedno. Kuloem, ktorý sa vlieva do Mezenského zálivu. Jeden z prítokov Severnej Dviny zachytil väčšinu Pinegy a odklonil svoje vody do Severnej Dviny. Rieka Psel (prítok Dnepra) zachytila ďalší prítok Dnepra - Khorol, r. Merty - horný chod p. Mosela (patriaca k rieke Meuse), Rhona a Rýn - časti horného toku Dunaja. Plánuje sa prerušenie Dunaja riekami Neckar a Rutach atď.
Kým rieka nevytvorí rovnovážny profil, intenzívne eroduje dno koryta (hĺbková erózia). Čím menej energie sa vynakladá na eróziu dna, tým viac rieka eroduje brehy kanála (laterálna erózia). Oba tieto procesy, ktoré určujú tvorbu kanála, prebiehajú súčasne, ale každý z nich vedie v rôznych fázach.
Rieka zriedka tečie rovno. Dôvodom počiatočnej odchýlky môžu byť lokálne prekážky v dôsledku geologickej stavby a terénu. Meandre tvorené riekou zostávajú dlho nezmenené len za určitých podmienok, ako sú ťažko erózne horniny a malé množstvo sedimentov.
Meandry sa bez ohľadu na dôvody ich vzniku spravidla neustále menia a posúvajú smerom nadol. Tento proces sa nazýva meandrujúci a konvolúcie vytvorené ako výsledok tohto procesu - meandruje.
Vodný tok, ktorý z akéhokoľvek dôvodu mení smer pohybu (napr. odkryvom skalného podložia na svojej ceste), sa šikmo približuje k stene koryta a intenzívnym vymývaním vedie k postupnému ústupu. Pri súčasnom odraze po prúde prúdenie naráža na opačný breh, eroduje ho, opäť sa odráža atď. V dôsledku toho odplavované plochy „prechádzajú“ z jednej strany kanála na druhú. Medzi dvoma konkávnymi (erodovanými) časťami pobrežia je konvexná časť - miesto, kde spodný priečny prúd prichádzajúci z opačného pobrežia ukladá produkty erózie, ktoré unáša.
S narastajúcou tortuozitou sa však proces meandrovania zintenzívňuje do určitej hranice (obr. 92). Zvýšenie meandrovania znamená zvýšenie dĺžky rieky a zníženie sklonu, a tým aj zníženie rýchlosti prúdu. Rieka stráca energiu a už nemôže erodovať brehy.
Zakrivenie meandrov môže byť také veľké, že úžina prerazí. Konce oddeleného gyrusu sú naplnené voľnými usadeninami a mení sa na starenku.
Pás, v ktorom sa rieka kľukatí, sa nazýva meandrový pás. Veľké rieky, meandrujúce, tvoria veľké meandre a ich meandrový pás je širší ako u malých riek.
Keďže sa potok, ktorý nahlodáva pobrežie, k nemu približuje pod uhlom, meandre sa nielen zväčšujú, ale postupne sa posúvajú po prúde. Počas dlhého časového obdobia sa môžu pohybovať natoľko, že konkávna časť kanála bude na mieste konvexnej a naopak.
Rieka, ktorá sa pohybuje v páse meandrového pásma, eroduje horniny a ukladá sediment, čím vzniká plochá depresia lemovaná naplaveninami, pozdĺž ktorej sa koryto meandruje. Počas povodní voda preteká koryto a zaplavuje depresiu. Takto vzniká niva - časť údolia rieky, zaplavená do záplav.
Pri veľkej vode sa rieka menej kľukatí, zväčšuje sa jej spád, zväčšujú sa hĺbky, zväčšuje sa rýchlosť, zintenzívňuje sa erózna činnosť, vznikajú veľké meandre, ktoré nezodpovedajú meandrom vznikajúcim pri nízkej vode. Dôvodov na odstránenie kľukatosti rieky je veľa, a preto majú meandre často veľmi zložitý tvar.
Reliéf dna koryta meandrujúcej rieky je určený rozložením prúdu. Pozdĺžny prúd v dôsledku gravitácie je hlavným činiteľom erózie dna, zatiaľ čo priečny prúd určuje prenos produktov erózie. Pri erodovanom vydutom brehu potok vymýva priehlbinu – úsek a priečny prúd unáša minerálne čiastočky na vypuklé pobrežie a vytvára plytčinu. Preto priečny profil koryta v ohybe rieky nie je symetrický. V priamom úseku kanála, ktorý sa nachádza medzi dvoma úsekmi a nazýva sa trhlina, sú hĺbky relatívne malé a v priečnom profile kanála nie sú žiadne prudké výkyvy hĺbky.
Línia spájajúca najhlbšie miesta pozdĺž kanála - plavebná dráha - prechádza od úseku k úseku cez strednú časť riftu. Ak hod pretínajú plavebné dráhy, ktoré sa neodchyľujú od hlavného smeru, a ak jeho línia ide hladko, nazýva sa normálny (dobrý); rola, na ktorej plavebná dráha robí ostrý oblúk, sa posunie (zle) (obr. 93). Zlé trhliny sťažujú navigáciu.
K formovaniu reliéfu koryta (tvorba úsekov a trhlín) dochádza najmä na jar pri povodniach.
Život v riekach.Životné podmienky v sladkých vodách sa výrazne líšia od životných podmienok v oceánoch a moriach. V rieke má pre život veľký význam sladká voda, neustále búrlivé miešanie vody a relatívne malé hĺbky prístupné slnečnému žiareniu.
Prúdenie pôsobí na organizmy mechanicky, zabezpečuje prítok rozpustených plynov a odstraňovanie produktov rozkladu organizmov.
Podľa podmienok života možno rieku rozdeliť na tri úseky, ktoré zodpovedajú jej hornému, strednému a dolnému toku.
V horných tokoch horských riek sa voda pohybuje najvyššou rýchlosťou. Často sú tam vodopády, pereje. Dno býva skalnaté, nánosy bahna takmer chýbajú. Teplota vody je nižšia kvôli absolútnej výške miesta. Vo všeobecnosti sú podmienky pre život organizmov menej priaznivé ako v iných častiach rieky. Vodná vegetácia zvyčajne chýba, planktón je chudobný, fauna bezstavovcov je veľmi vzácna, potrava pre ryby nie je zabezpečená. Horný tok riek je chudobný na ryby ako na počet druhov, tak aj na počet jedincov. Žijú tu len niektoré ryby ako pstruh, lipeň, marinka.
Na stredných tokoch horských riek, ako aj na horných a stredných tokoch plochých riek je rýchlosť pohybu vody nižšia ako na horných tokoch horských riek. Teplota vody je vyššia. Na dne sa objavuje piesok a kamienky, v stojatých vodách bahno. Životné podmienky sú tu priaznivejšie, no zďaleka nie optimálne. Počet jedincov a druhov rýb je väčší ako na hornom toku, v horách; obyčajné ryby, ako sú krovky, úhor, burbot, mrena, plotica atď.
Najpriaznivejšie životné podmienky na dolných tokoch riek: nízky prietok, bahnité dno, veľké množstvo živín. Vyskytujú sa tu najmä ryby ako pleskáč, lipne, platýza riečna, jeseter, pleskáč, karas, kapor. Ryby žijúce v mori, do ktorého sa vlievajú rieky: platesa morská, žraloky atď.. Prenikajú. Nie všetky ryby nachádzajú podmienky pre všetky štádiá svojho vývoja na jednom mieste, hniezdenie a biotopy mnohých rýb sa nezhodujú a ryby migrujú (neres kŕmne a zimné migrácie).
Kanály. Kanály sú umelé rieky so zvláštnym regulovaným režimom, vytvorené na zavlažovanie, zásobovanie vodou a plavbu. Funkciou kanálového režimu sú malé kolísanie hladiny, ale v prípade potreby je možné vodu z kanála úplne vypustiť.
Pohyb vody v kanáli prebieha podľa rovnakých vzorcov ako pohyb vody v rieke. Voda kanála vo veľkej miere (až 60% všetkej vody, ktorú spotrebúva) ide do infiltrácie cez jeho dno. Preto má veľký význam vytvorenie protivsakovacích podmienok. Doteraz sa tento problém nepodarilo vyriešiť.
Možné priemerné rýchlosti prúdenia a rýchlosti dna by nemali prekročiť určité limity v závislosti od odolnosti pôdy voči erózii. Pre pohyb lodí pozdĺž kanála už nie je prípustná priemerná rýchlosť prúdenia väčšia ako 1,5 m/s.
Hĺbka kanálov by mala byť väčšia ako ponor plavidiel o 0,5 m, šírka - nie menšia ako šírka dvoch plavidiel + 6 m.
Rieky ako prírodný zdroj. Rieky sú jedným z najdôležitejších vodných zdrojov, ktoré ľudia už dlho využívajú na rôzne účely.
Lodná doprava bola odvetvím národného hospodárstva, ktoré si vyžadovalo predovšetkým štúdium riek. Prepojenie riek s kanálmi umožňuje vytvárať komplexné dopravné systémy. Dĺžka riečnych trás v Rusku v súčasnosti presahuje dĺžku železníc. Rieky sa odpradávna využívali na splavovanie dreva. Význam riek v zásobovaní obyvateľstva vodou (pitná a domácnosť), priemyslu a poľnohospodárstva je veľký. Všetky veľké mestá ležia na riekach. Obyvateľstvo a mestská ekonomika spotrebujú veľa vody (priemerne 60 litrov za deň na osobu). Žiadny priemyselný výrobok sa nezaobíde bez nenávratnej spotreby určitého množstva vody. Napríklad na výrobu 1 tony liatiny je potrebných 2,4 m3 vody, na výrobu 1 tony papiera - 10,5 m3 vody, na výrobu 1 g tkaniny z niektorých polymérnych syntetických materiálov - viac ako 3000 m3 vody. V priemere 40 litrov vody denne na 1 kus dobytka. Rybie bohatstvo riek malo vždy veľký význam. Ich používanie prispelo k vzniku osád pozdĺž brehov. V súčasnosti sa rieky ako zdroj hodnotného a výživného produktu – rýb dostatočne nevyužívajú; morský rybolov je oveľa dôležitejší. V Rusku sa veľká pozornosť venuje organizácii rybolovu s vytváraním umelých nádrží (rybníky, nádrže).
V oblastiach s veľkým množstvom tepla a nedostatkom atmosférickej vlahy sa riečna voda vo veľkom využíva na zavlažovanie (UAR, India, Rusko – Stredná Ázia). Energia riek sa využíva čoraz viac. Celkové vodné zdroje na Zemi sa odhadujú na 3 750 miliónov kW, z toho Ázia predstavuje 35,7 %, Afrika – 18,7 %, Severná Amerika – 18,7 %, Južná Amerika – 16,0 %, Európa – 6,4 %, Austrália – 4,5 %. Miera využívania týchto zdrojov v rôznych krajinách, na rôznych kontinentoch je veľmi rozdielna.
Rozsah využívania riek je v súčasnosti veľmi veľký a v budúcnosti sa nepochybne zvýši. Je to spôsobené progresívnym rastom výroby a kultúry, s neustále sa zvyšujúcou potrebou priemyselnej výroby vo vode (to platí najmä pre chemický priemysel), so zvyšujúcou sa spotrebou vody pre potreby poľnohospodárstva (zvýšenie produktivity je spojené so zvýšením spotreby vody). To všetko vyvoláva otázku nielen ochrany riečnych zdrojov, ale aj potreby ich rozšíreného rozmnožovania.
Vodný režim riek je charakterizovaný kumulatívnou časovou zmenou hladín a objemov vody v rieke. Úroveň hladiny ( H) - výška vodnej hladiny rieky vzhľadom na konštantnú nulovú značku (bežná alebo nula grafu vodomernej stanice). Medzi kolísaniami hladín vody v rieke sú identifikované dlhodobé v dôsledku sekulárnych klimatických zmien a periodické: sezónne a denné. V ročnom cykle vodného režimu riek sa rozlišuje niekoľko charakteristických období, nazývaných fázy vodného režimu. Pre rôzne rieky sú rôzne a závisia od klimatických podmienok a pomeru zdrojov potravy: dážď, sneh, podzemné a ľadovcové. Napríklad rieky mierneho kontinentálneho podnebia (Volga, Ob atď.) majú tieto štyri fázy: jarná povodeň, letná nízka voda, jesenný vzostup vody, zimná nízka voda. vysoká voda- dlhodobé zvýšenie vodnosti rieky, ktoré sa každoročne opakuje v tom istom ročnom období, čo spôsobuje zvýšenie hladiny. V miernych zemepisných šírkach sa vyskytuje na jar v dôsledku intenzívneho topenia snehu.
nízka voda- obdobie dlhodobo nízkych hladín a prietoku vody v rieke s prevahou podzemného napájania („nízka voda“). Letná nízka voda je spôsobená intenzívnym vyparovaním a presakovaním vody do zeme, napriek najväčšiemu množstvu zrážok v tomto období. Zimná nízka voda je výsledkom nedostatku povrchovej výživy, rieky existujú len vďaka podzemnej vode.
Povodne- krátkodobé neperiodické vzostupy vodných hladín a zvýšenie objemu vody v rieke. Na rozdiel od povodní sa vyskytujú vo všetkých ročných obdobiach: v teplej polovici roka sú spôsobené silnými alebo dlhotrvajúcimi dažďami, v zime - topiacim sa snehom počas topenia, pri ústiach niektorých riek - v dôsledku prívalu vody z morí, kde tečú. V miernych zemepisných šírkach sa jesenné stúpanie vody v riekach niekedy nazýva povodňové obdobie; súvisí to s poklesom teploty a znížením výparu, a nie s nárastom zrážok - je ich menej ako v lete, aj keď na jeseň je častejšie zamračené daždivé počasie. Jesenné záplavy pozdĺž rieky Neva v Petrohrade sú spôsobené predovšetkým prívalom vody z Fínskeho zálivu západnými vetrami; najvyššia povodeň 410 cm sa vyskytla v Petrohrade v roku 1824. Povodne sú zvyčajne krátkodobé, vzostup hladiny je nižší a objem vody je menší ako pri povodniach.
Jednou z najdôležitejších hydrologických charakteristík riek je riečny odtok, ktorý sa tvorí v dôsledku prítoku povrchových a podzemných vôd z povodia. Na kvantifikáciu prietoku riek sa používa množstvo ukazovateľov. Hlavným je prietok vody v rieke - množstvo vody, ktoré prejde živou časťou rieky za 1 sekundu. Vypočítava sa podľa vzorca Q=v*ω, kde Q- spotreba vody v m 3 / s, v je priemerná rýchlosť rieky v m/s. ω - otvorená plocha v m 2. Na základe údajov denných výdavkov sa zostavuje kalendárny (chronologický) graf kolísania spotreby vody, nazývaný hydrograf.
Modifikácia prietoku je objem odtoku (W v m 3 alebo km 3) - množstvo vody pretekajúcej živou časťou rieky počas dlhého obdobia (mesiac, sezóna, najčastejšie rok): W \u003d Q * T, kde T je časový úsek. Objem odtoku sa z roka na rok mení, priemerný dlhodobý odtok sa nazýva odtok. Napríklad ročný prietok Amazonky je asi 6930 km3, čo je asi >5% celkového ročného prietoku všetkých riek sveta, Volga je 255 km3. Ročný objem odtoku sa počíta nie za kalendárny, ale za hydrologický rok, v ktorom sa ukončí celý ročný hydrologický cyklus vodného cyklu. V regiónoch so studenými zasneženými zimami sa 1. november alebo 1. október považuje za začiatok hydrologického roka.
Odtokový modul(M, l / s km 2) - množstvo vody v litroch tečúcej z 1 km 2 plochy povodia (F) za sekundu:
(10 3 je multiplikátor na prepočet m 3 na litre).
Modul prietoku rieky umožňuje zistiť stupeň nasýtenia územia povodia vodou. Je zónovaný. Amazon má najväčší odtokový modul - 30 641 l / s km 2; v blízkosti Volhy je to 5 670 l / s km 2 a v blízkosti Nílu - 1 010 l / s km 2.
odtoková vrstva (Y) je vodná vrstva (v mm) rovnomerne rozložená po povodí ( F) a určitý čas z nej steká (ročná odtoková vrstva).
Odtokový koeficient (Komu) je pomer objemu prietoku vody v rieke ( W) na množstvo zrážok ( X) dopadajúce na plochu povodia ( F) za rovnaký čas, alebo pomer odtokovej vrstvy ( Y) do zrážkovej vrstvy ( X), ktoré dopadli na rovnakú oblasť ( F) za rovnaké časové obdobie (nemerateľná hodnota alebo vyjadrená v %):
K=W/(x*F)* 100%, alebo K=Y/x*100%.
Priemerný odtokový koeficient všetkých riek Zeme je 34%. t.j. iba jedna tretina zrážok, ktoré spadnú na pevninu, steká do riek. Koeficient odtoku je zónový a pohybuje sa od 75 – 65 % v zónach tundry a tajgy po 6 – 4 % v polopúšťach a púšťach. Napríklad pre Nevu je to 65 % a pre Níl sú to 4 %.
Pojem regulácia odtoku súvisí s vodným režimom riek: čím menšia je ročná amplitúda prietokov vody v rieke a vodné stavy v nej, tým viac je odtok regulovaný.
Rieky sú najpohyblivejšou časťou hydrosféry. Ich odtok je integrálnou charakteristikou vodnej bilancie územia.
Množstvo toku rieky a jej rozloženie počas roka je ovplyvnené komplexom prírodných faktorov a ekonomickou činnosťou človeka. Z prírodných podmienok je hlavnou z nich klíma, najmä zrážky a výpar. Pri výdatných zrážkach je tok riek veľký, treba však brať do úvahy ich typ a charakter spadu. Napríklad sneh poskytne viac odtoku ako dážď, pretože v zime dochádza k menšiemu vyparovaniu. Výdatné zrážky zvyšujú odtok v porovnaní so súvislými zrážkami s rovnakým množstvom. Odparovanie, obzvlášť intenzívne, znižuje odtok. Okrem vysokej teploty k nej prispieva vietor a nedostatok vzdušnej vlhkosti. Výrok ruského klimatológa A. I. Voeikova je pravdivý: „Rieky sú produktom klímy.“
Pôdy ovplyvňujú odtok infiltráciou a štruktúrou. Hlina zvyšuje povrchový odtok, piesok ho znižuje, ale zvyšuje podzemný odtok, pretože je regulátorom vlhkosti. Silná zrnitá štruktúra pôd (napríklad v černozemiach) prispieva k prenikaniu vody hlboko do a na bezštruktúrnych sypkých hlinitých pôdach sa často vytvára kôra, ktorá zvyšuje povrchový odtok.
Veľmi dôležitá je geologická stavba povodia, najmä materiálové zloženie hornín a charakter ich výskytu, keďže určujú podzemné zásobovanie riek. Priepustné horniny (hrubé piesky, puklinové horniny) slúžia ako akumulátory vlhkosti. Prietok riek je v takýchto prípadoch väčší, pretože menší podiel zrážok sa minie na výpar. Odtok v krasových oblastiach je zvláštny: takmer tam nie sú žiadne rieky, pretože zrážky sú absorbované lievikmi a trhlinami, ale pri ich kontakte s ílmi alebo bridlicou sa pozorujú silné pramene, ktoré napájajú rieky. Napríklad samotná krasová krymská yaila je suchá, no na úpätí hôr vyvierajú silné pramene.
Vplyv reliéfu (absolútna výška a sklony povrchu, hustota a hĺbka disekcie) je veľký a rôznorodý. Odtok horských riek je zvyčajne väčší ako odtok plochých riek, pretože v horách na náveterných svahoch sú výdatnejšie zrážky, menší výpar v dôsledku nižších teplôt, vzhľadom na veľké sklony povrchu, cestu a čas zrážky do rieky sú kratšie. Vďaka hlbokému erozívnemu rezu je podzemná výživa výdatnejšia z viacerých zvodnených vrstiev naraz.
Vplyv vegetácie – rôzne druhy lesov, lúk, plodín atď. – je nejednoznačný. Vo všeobecnosti vegetácia reguluje odtok. Napríklad les na jednej strane zvyšuje transpiráciu, odďaľuje zrážky korunami stromov (najmä v ihličnatých lesoch v zime sneží), na druhej strane nad lesom zvyčajne padá viac zrážok, pod korunami stromov je teplota nižšia. a výpar je nižší, topenie snehu je dlhšie, zrážky lepšie presakujú do lesnej pôdy. Je veľmi ťažké identifikovať vplyv rôznych druhov vegetácie v jej čistej forme kvôli spoločnému kompenzačnému pôsobeniu rôznych faktorov, najmä v rámci veľkých povodí.
Vplyv jazier je jednoznačný: znižujú prietok riek, keďže dochádza k väčšiemu vyparovaniu z vodnej hladiny. Avšak jazerá, podobne ako močiare, sú silné prirodzené regulátory toku.
Vplyv ekonomickej aktivity na zásoby je veľmi významný. Okrem toho človek priamo ovplyvňuje odtok (jeho hodnotu a rozloženie v roku, najmä pri výstavbe nádrží), ako aj podmienky jeho tvorby. Pri vytváraní nádrží sa mení režim rieky: v období prebytku vody sa hromadia v nádržiach, v období nedostatku slúžia na rôzne potreby, aby sa reguloval tok riek. Okrem toho sa prietok takýchto riek celkovo znižuje, pretože sa zvyšuje výpar z vodnej hladiny, značná časť vody sa vynakladá na zásobovanie vodou, zavlažovanie, polievanie, klesá podzemná výživa. Tieto nevyhnutné náklady sú však viac než kompenzované výhodami nádrží.
Keď sa voda prenáša z jedného riečneho systému do druhého, prietok sa mení: v jednej rieke klesá, v inej sa zvyšuje. Napríklad pri výstavbe moskovského kanála (1937) sa vo Volge znížil a v Moskve sa zvýšil. Iné dopravné kanály na prenos vody sa zvyčajne nepoužívajú, napríklad Volga-Balt, Biele more-Baltské more, početné kanály západnej Európy, Čína atď.
Veľký význam pre reguláciu toku rieky majú činnosti vykonávané v povodí, pretože jeho východiskovým článkom je svahový tok v povodí. Hlavné vykonávané činnosti sú nasledovné. Agrolesníctvo - lesné plantáže, závlahy a odvodňovanie - hrádze a rybníky v trámoch a potokoch, agrotechnicko - jesenná orba, akumulácia snehu a zadržiavanie snehu, orba naprieč svahom alebo vrstevnicou na kopcoch a hrebeňoch, zatrávnenie svahov a pod.
Okrem vnútroročnej variability odtoku existujú aj dlhodobé výkyvy, zrejme spojené s 11-ročnými cyklami slnečnej aktivity. Na väčšine riek sú jasne vysledovateľné obdobia vysokej a nízkej vody trvajúce približne 7 rokov: 7 rokov vodnatosť rieky prekračuje priemerné hodnoty, povodne a nízka voda sú vysoké, rovnaký počet rokov voda obsah rieky je nižší ako priemerné ročné hodnoty, prietoky vody vo všetkých fázach vodného režimu sú malé.
Literatúra.
- Lyubushkina S.G. Všeobecná geografia: Proc. príspevok pre študentov vysokých škôl zaradených v špeciálnom. "Geografia" / S.G. Lyubushkina, K.V. Pashkang, A.V. Černov; Ed. A.V. Černov. - M. : Vzdelávanie, 2004. - 288 s.
