Odtok tvorený zrážkami padajúcimi na zemský povrch, ktorých prebytok sa nestihne odpariť a tečie do riek. Režim riečnych tokov určuje režim rieky ako celku - kolísanie vodných hladín, pohyb sedimentov (pevný odtok), tvorba riečnych koryt. Doktrína toku rieky je hlavnou časťou hydrológie suchozemských vôd.
Územie, z ktorého steká voda do rieky, tzv. jeho povodie (povodie); hranica rozdeľujúca povodia riek, tzv. povodia. Do riek vstupuje povrchový odtok cez rokliny, potoky, rieky a podzemný odtok tvorený vodou presakujúcou do hornín, ktoré pokrývajú zemský povrch. Povrchový odtok sa delí na snehový odtok – odtok roztopenej vody a odtok dažďovej vody. V odtoku topiacich sa vôd sa zasa rozlišuje výživa obyčajným snehom - na jar v okresoch so stabilnou zimou bez snehovej pokrývky, výživa horským snehom - vyskytujúca sa na jar a v lete vo vysoko položených častiach povodia a na tom istom mieste - glaciálna výživa . Povrchový odtok sa vyznačuje prudkým kolísaním ročných období. Podzemný odtok je stabilný.
V závislosti od druhov potravy v ročnom cykle odtoku sa striedajú obdobia vysokého a nízkeho odtoku - povodne, výrazné zvýšenie vodnosti rieky, v určitej miere sa z roka na rok opakujúce. čas; nízka voda - obdobie nízkeho prietoku, keď rieky dostávajú prevahu. mleté (podzemné) potraviny; povodne - nepravidelné, zvyčajne krátkodobé, niekedy veľmi prudké zvýšenia odtoku spôsobené Ch. arr. lejaky. Recam b. h. terr. ZSSR sa vyznačuje výraznou jarnou povodňou, ktorej prietok sa blíži k 50 % ročne. Na Ďaleký východ jarné povodňové odtoky klesajú na 30-40% ročne, a pri sejbe. a strednom Kazachstane a na úpätí Porov. Ázia - stúpa na 90-95%. Pozemný (podzemný) odtok, ktorý udržuje stabilne nízke prietoky vody v riekach, je významný (až 30 % ročne) v oblastiach s vlhkým a relatívne miernym podnebím – v západnej Európe. časti ZSSR. V zóne permafrost a v suchých oblastiach Yu.-V. Odtok podzemnej vody je nízky a rieky pravidelne zamŕzajú a vysychajú. Sezónna nepravidelnosť R. s. výrazne ho vyhladzujú tečúce jazerá (napr. prirodzene regulované rieky - Neva, Angara a pod.).
Riečny odtok je jedným z článkov vodnej bilancie krajiny. Rovnica vodnej bilancie povodia za určité časové obdobie je napísaná v tvare: odtok - zrážky - výpar - prírastok zásob vlahy. Atmosférické zrážky zahŕňajú všetky druhy vôd vstupujúcich do povodia: dážď, sneh, kondenzáciu na povrchu pôdy a vodných útvarov, ako aj v póroch pôdy. K odparovaniu dochádza z povrchu pôdy povodia, zo všetkých vodných útvarov - jazier, rybníkov, riek atď., Ako aj transpiráciou (dýchaním) rastlín.
Zásoby vlhkosti v povodí sú obsiahnuté vo forme povrchovej vody (nádrže), snehu, ľadu a podzemnej vody. Prírastok zásob za uvažované obdobie môže byť pozitívny a negatívny. V druhom prípade zásoby spotrebnej vlhkosti zvyšujú odtok. Príkladom intenzívneho využívania zásob vody je vznik jarných povodní v dôsledku topenia snehu nahromadeného cez zimu. Kolísanie zásob vlahy v povodí výrazne prerozdeľuje odtok počas celého ročného cyklu. Pri zvažovaní dlhodobých období možno tieto výkyvy zanedbať a rovnica vodnej bilancie nadobudne jednoduchú podobu: odtok – zrážky – výpar.
zdieľam zrážok, prechádzajúci do riečneho odtoku, tzv. koeficient odtok. Na území ZSSR tento koeficient. sa pohybuje od hodnôt blízkych 1 na Ďalekom severe a vysokých horách až po hodnoty blízke 0 v púšťach a suchých stepiach. Hodnotu priemerného dlhodobého odtoku vstupujúceho do riek z 1 km2 plochy povodia charakterizuje výška odtokovej vrstvy, zvyčajne vyjadrená v mm!rok, a prietok (priemerný viacročný modul odtoku) - tzv. počet litrov vody vstupujúcich za sekundu z 1 km2 povodia. Obsah vody v rôznych častiach územia ZSSR je charakterizovaný modulmi odtoku blízko 100 l/s-km2 vo vysokohorských oblastiach a až 0 v stredoázijských púšťach. V strednej časti Európy. terr. ZSSR, v Moskovskej oblasti je prietok približne 6 l) sec - km2.
Prietok rieky neustále kolíše. V jeho kolísaní počas ročných období sa napríklad z roka na rok pozoruje jasne vyjadrený opakujúci sa cyklus. väčšinu územia ZSSR charakterizujú jarné povodne a relatívne nízky odtok počas zvyšku roka, prerušovaný dažďovými záplavami. V dlhodobom odtoku kolísanie stanovené. frekvencia nebola stanovená.
Graf zobrazujúci kolísanie prietoku vody v rieke za určité časové obdobie (rok, jarná povodeň a pod.), tzv. hydrograf.
Výpočty prietoku rieky vykonávané v súvislosti s projektovaním vodného inžinierstva. stavby vychádzajú z údajov o prietokoch riek, evidovaných hydrometrických. pozorovania. Vzory vysledované vo výkyvoch odtoku za posledné obdobie slúžia ako základ pre predpovedanie odtoku do budúcnosti. Zloženie vypočítaných charakteristík odtoku a poradie analýzy závisia od vodohospodárskeho problému. Kľúčové vlastnosti- priemerný dlhodobý prietok vody, ktorý určuje celkový prietok vody vodného toku, variabilitu ročných objemov odtoku, sezónne rozdelenie odtoku, hodnoty min. a max, prietok vody. Pri absencii alebo nedostatku pozorovaní odtoku príslušnej rieky sa používajú geografické metódy. hydrologická interpolácia. charakteristiky, ako aj empirické závislosti. Výsledky takýchto nepriamych výpočtov nie sú vysoko spoľahlivé a presné.
Režim toku rieky sa časom mení pod vplyvom ľudskej činnosti, ktorá pretvára krajinu povodia. Najvýraznejší je vplyv na odtok priamo vodohospodárskych opatrení realizovaných cez vodné stavby. štruktúry. Zmeny zavedené do režimu odtoku spočívajú v jeho prerozdelení medzi roky a ročné obdobia v dôsledku prevádzky regulačných nádrží, v odbere vody z riek na zásobovanie, polievanie a zavlažovanie, v prevádzaní časti odtoku do iných povodí. , pri strate vody vyparovaním z vodárenských povrchových nádrží. Režim toku rieky ovplyvňuje aj agro- a lesníctvo. činnosti vykonávané v povodiach - orba panenských pozemkov, priečna orba, zadržiavanie snehu, odlesňovanie, zalesňovanie a pod.
Lit .: Kritsky S. N., Menkel M. F., Hydrologické základy riečneho hydraulického inžinierstva. M.-L., 1950; Sokolovský D. L., Riečny odtok, 2. vyd., L., 1959.
Odtok v širšom zmysle je hlavným prvkom kontinentálneho spojenia globálneho obehu hmoty a energie. Odtok zahŕňa povrchové a podzemné časti. Povrchový odtok zase tvorí riečny odtok a ľadový odtok z plošných ľadovcov.
Riečny odtok zahŕňa odtok vody, odtok sedimentov, odtok rozpustených látok a odtok tepla.
Odtok vody (vodný odtok) je jednak proces odtoku vody v riečnych systémoch a jednak charakteristika množstva odtekajúcej vody. Odtok vody je jedným z najdôležitejších fyzikálnych, geografických a geologických faktorov; štúdium odtoku vody - hlavnou úlohou hydrológia krajiny. Nazývať odtok vody „kvapalným odtokom“ sa neodporúča.
odtok sedimentov je proces pohybu sedimentov v riečnych systémoch a charakterizuje množstvo sedimentov pohybujúcich sa v riekach. Sedimentový odtok sa skladá zo suspendovaného sedimentového odtoku (sediment unášaný v hrúbke riečneho toku v pozastavenom stave) a trakčného zaťažovacieho odtoku (sediment unášaný tokom pozdĺž koryta rieky v trakčnom stave). Odtok sedimentov sa neodporúča nazývať „pevný odtok“.
Rozpustený odpad - ide o proces prenosu látok rozpustených vo vode v riečnych systémoch a charakteristiku ich množstva. Látky rozpustené v riečnych vodách sú ióny solí, biogénne a organickej hmoty, plyny a pod. Niekedy sa odtok rozpustených látok nazýva iónový odtok alebo odtok solí (v tomto prípade sa myslí iba odtok rozpustených minerálnych látok).
Chladič (tepelný odtok) je proces odovzdávania tepla spolu s riečnymi vodami a jeho kvantitatívna charakteristika.
Je zrejmé, že hlavnou zložkou riečneho odtoku je vodný odtok, bez ktorého nie sú možné ani iné druhy odtoku. Odtok vody je proces, ktorý určuje všetky ostatné druhy pohybu hmoty a energie v riečnych systémoch, ich hnaciu silu. Odtok sedimentov, rozpustených látok a tepla závisí jednak od odtoku vody (nositeľa ostatných zložiek riečneho odtoku) a jej kvantitatívnych charakteristík, jednak od obsahu sedimentov, rozpustených látok a tepla na jednotku prietoku vody.
O hlavných prírodných a antropogénnych faktoroch, ktoré určujú odtok vody, sa už popísalo veľa, najmä pokiaľ ide o napájanie riek. Sú to predovšetkým klimatické faktory, ako aj faktory podkladového povrchu a ľudskej ekonomickej aktivity. Uvažujme hlavné kvantitatívne charakteristiky odtoku vody používané v hydrológii: prietok vody, objem odtoku, vrstva odtoku, modul odtoku, koeficient odtoku, koeficient modulu.
Hlavnou charakteristikou toku rieky je spotreba vody t.j. objem vody pretekajúci prierezom prietoku za jednotku času ( Q, m3/s). Merania určujú iba priemerný prietok vody v danom hydrometrickom úseku počas doby merania (per veľké rieky ah, môže to byť časový interval meraný v hodinách). Proces merania prietoku vody v riekach je značne namáhavý, a preto je počet meraní počas roka väčšinou obmedzený. Na výpočet priemerných denných hodnôt prietoku vody v praktickej hydrológii sa zvyčajne používajú grafy vzťahu medzi hladinami vody a prietokmi vody. Podľa takýchto harmonogramov (nazývajú sa nákladové krivky alebo harmonogramy Q = Fidži)) prietoky vody je možné určiť z údajov o hladine pre ktorýkoľvek deň bez ohľadu na to, či bol samotný prietok vody v daný deň meraný alebo nie. Na základe takto získaného priemerného denného prietoku vody možno zostaviť hydrograf. K číslu charakteristický prietok vody zahŕňajú náklady na rôzne fázy vodného a ľadového režimu rieky, napríklad maximálny (vrcholový) prietok vody pri povodniach a záplavách, minimálny prietok vody s nízkou vodou, prietok vody na začiatku r. jarný ľadový drift atď.
Prietok riečnej vody podlieha neustálym zmenám. V hydrológii riek existujú dva hlavné prístupy k analýze ich zmien. Na prvom - genetickom - analyzujú príčiny zmeny odtoku, odhaľujú súvislosť kolísania odtoku s určujúcimi, najmä klimatickými faktormi. V druhom - pravdepodobnostnom - odhadnite pravdepodobnosť výskytu určitých vodných tokov na danej rieke: čím viac sa prietok riečnej vody líši v tento moment viac či menej ako niektorí stredná veľkosť(„norma“), tým je to menej pravdepodobné. V hydrológii vyvinutý celý systémšpeciálne metódy štatistického a pravdepodobnostného hodnotenia kolísania prietoku rieky za prítomnosti, nedostatku a absencie pozorovacích údajov. V hydrológii je široko používaný pojem priemerného prietoku vody za určitý časový interval. o(desaťročie, mesiac, ročné obdobie, rok, počet rokov). Takéto náklady na vodu sa vypočítajú podľa vzorcov vo formulári:
kde čchi- priemerná denná spotreba vody; P je počet dní v uvažovanom časovom intervale. Takže napríklad priemerná ročná spotreba vody v bežnom (nepriestupnom) roku sa určí tak, že sa spočíta celá priemerná denná spotreba vody za rok a súčet sa vydelí číslom 365. Podobne priemerná dlhodobá spotreba vody ( často sa to nazýva "prietok" a označené Q 0) sa určuje podľa vzorca:
kde čchi - stredný ročné výdavky voda; N- počet rokov.
Predpokladá sa, že rýchlosť odtoku je stabilná hodnota, t. j. aritmetický priemer vypočítaný za dostatočne dlhé obdobie zostáva konštantný bez ohľadu na pridanie nových členov do radu variácií. Koncepcia stability odtoku nie je úplne správna. Klimatické faktory na veľké priestory nezostávajú nezmenené po dlhé obdobia nielen praveké, ale aj historické. Tieto výkyvy sú cyklického charakteru s trvaním cyklu približne 1800 rokov; mokré cykly sú nahradené suchými a tie sú opäť nahradené mokrými. Okrem cyklických výkyvov odtoku spôsobených cyklickými výkyvmi klimatických faktorov sú zmeny odtoku spôsobené tzv. ekonomická aktivita osoba. Tieto zmeny sú zvyčajne jednostranné. Vzhľadom na cyklické výkyvy odtoku, je zvykom považovať ročný odtok za jeho aritmetický priemer vypočítaný za dlhé obdobie, vrátane najmenej dvoch úplných cyklov kolísania odtoku. Cyklus pozostáva z dvoch fáz obsahu vody – vysokého a nízkeho obsahu vody.
Objem prietoku voda je objem vody, ktorý pretiekol daným prierezom toku rieky v akomkoľvek časovom intervale. Za prietok vody možno teda považovať objem prietoku vody za 1 s.
Objem prietoku vody sa vypočíta podľa vzorca:
kde W - objem odtoku, m 3; Q - priemerná spotreba vody za časový interval Na (Q v m3/s, o v c). Pre veľké rieky W často je výhodnejšie vyjadrovať sa v km 3 (najmä ak hovoríme o ročných hodnotách).
odtoková vrstva - je to množstvo vody pretekajúcej z povodia za ľubovoľný časový interval, rovnajúce sa hrúbke vrstvy, rovnomerne rozložené po povodí a vyjadrené v milimetroch. Je vhodné reprezentovať túto hodnotu ako množstvo vody, ktoré sa číselne rovná hrúbke vrstvy, ktoré sa získa, ak sa objem odtoku za akékoľvek obdobie rovnomerne rozloží po ploche povodia. V závislosti od jednotiek merania sa prietok vypočíta takto:
kde pri - odtoková vrstva, mm; F- plocha povodia, km2.
Odtokový modul voda je množstvo vody tečúcej z jednotkovej oblasti povodia za jednotku času. Modul prietoku vody je zvyčajne označený M, l / (s-km 2) a vypočíta sa podľa vzorca:
kde Q- akýkoľvek prietok vody (okamžitý, napríklad maximálny, aj priemerný za časový interval pri)
Odtokový koeficient - pomer veľkosti (objemu alebo vrstvy) odtoku k množstvu zrážok, ktoré spadli na povodie a ktoré spôsobili vznik tohto odtoku:
kde pri a X v mm, 7i1vm 3 alebo km 3. Koeficient odtoku sa zvyčajne počíta pre priemernú dlhodobú odtokovú vrstvu a zrážkovú vrstvu, prípadne za hydrologický rok. Niekedy sa koeficient odtoku počíta aj pre povodeň; v tomto prípade sa odtoková vrstva pre povodeň delí na vrstvu vody, ktorú tvoria atmosférické zrážky počas povodňového obdobia a zásoby vody v snehovej pokrývke nahromadené počas predchádzajúcej zimy. Koeficient odtoku je bezrozmerná hodnota, ktorá sa pohybuje od 0 do 1.
Modulárny faktor Komu možno získať zo vzťahov:
K, \u003d Q, / Q a \u003d M i / M 0 \u003d W l / W 0 \u003d / y 0, (2.19)
kde resp Q h M h W h y t- odtok za akékoľvek obdobie; Q 0 , M 0 , W0,Wow - odtoku za viacročné obdobie, alebo odtokovej rýchlosti. V suchých rokoch Komu Komu > 1. Prietokové charakteristiky možno vypočítať oddelene pre podzemné a povrchové komponenty, napríklad modul povrchový odtok a podzemný odtokový modul.
V tomto článku sa budeme podrobne zaoberať otázkou, aký je ročný prietok rieky. Tiež zistíme, čo ovplyvňuje tento ukazovateľ, ktorý určuje plnosť rieky. Uvádzame zoznam najvýznamnejších riek planéty s ročným prietokom.
riečny odtok
Najdôležitejšou súčasťou planetárneho kolobehu vody – tejto záruky života na Zemi – sú rieky. Pohyb vody v ich sieťach nastáva pod vplyvom gravitačného gradientu, to znamená v dôsledku výškového rozdielu medzi dvoma bodmi. zemského povrchu. Voda sa pohybuje z vyššej oblasti do nižšej oblasti.
Živené topiacimi sa ľadovcami, zrážkami a podzemnej vody, ktoré vyplávali na povrch, rieky odvádzajú svoje vody až k ústiu – zvyčajne do niektorého z morí.
Líšia sa od seba ako v dĺžke, hustote a rozvetvení riečnej siete, tak v prietoku vody za určité časové obdobie – v množstve, ktoré prejde úsekom alebo trasou rieky za jednotku času. V tomto prípade bude kľúčovým parametrom prietok vody v úseku rieky pri ústí, keďže saturácia alebo plný prietok sa mení smerom nahor od prameňa k ústiu.
Ročný prietok rieky v geografii je ukazovateľ, na určenie ktorého je potrebné vziať do úvahy množstvo vody tečúcej za sekundu z meter štvorcový posudzované územie, ako aj pomer vypúšťaných vôd k objemu zrážok.
ročný odtok
Ročný prietok rieky je teda v prvom rade objem vody, ktorý rieka vyhodí, keď spadne do úst. Dá sa to povedať aj trochu inak. Množstvo vody, ktoré pretečie za uvedené časové obdobie úsekom rieky pri jej sútoku, je ročný prietok rieky.
Definícia tohto parametra pomáha charakterizovať plný tok konkrétnej rieky. Rieky s najvyšším ročným prietokom budú teda najplnšie. Mernou jednotkou posledne menovaného je objem vyjadrený v Metre kubické alebo kubických kilometrov za rok.
pevná zásoba
Pri zohľadnení veľkosti ročného odtoku je potrebné vziať do úvahy, že rieka neprivádza čistú destilovanú vodu. Riečna voda, v rozpustenej aj suspendovanej forme, obsahuje obrovské množstvo pevných látok. Niektoré z nich - vo forme nerozpustných častíc - silne ovplyvňujú index jeho priehľadnosti (zákalu).
Pevný odpad sa delí na dva druhy:
- vážená - suspenzia relatívne ľahkých častíc;
- dno - pomerne ťažké častice, ktoré sa ťahajú pozdĺž dna k miestu sútoku.
Okrem toho pevný odtok tvoria produkty zvetrávania, vymývania, erózie atď. skaly. Ukazovateľ tuhého odtoku môže dosahovať v závislosti od plnosti a zakalenia rieky desiatky a niekedy aj stovky miliónov ton (napríklad Žltá rieka - 1500, Indus - 450 miliónov ton).
Klimatické faktory určujúce parameter ročného odtoku rieky
Klimatické faktory, ktoré určujú ročný prietok rieky, sú predovšetkým ročné množstvo zrážok, povodie riečneho systému a vyparovanie vody z hladiny (zrkadla) rieky. Posledný faktor priamo závisí od počtu slnečných dní, priemernej ročnej teploty, priehľadnosti riečnej vody, ako aj od mnohých ďalších faktorov. Dôležitú úlohu zohráva aj časové obdobie, v ktorom najväčší počet zrážok. Ak je teplejšie, zníži sa tým ročný odtok a naopak. Obrovskú úlohu zohráva aj vlhkosť.
Povaha reliéfu
Rieky tečúce prevažne rovinatým terénom, ceteris paribus, sú menej vodnaté ako prevažne horské rieky. Tie môžu z hľadiska ročného odtoku niekoľkonásobne prevyšovať rovinaté.
Existuje na to veľa dôvodov:
- horské rieky, ktoré majú oveľa väčší spád, tečú rýchlejšie, čo znamená, že riečna voda má menej času na vyparovanie;
- v horách je teplota vždy oveľa nižšia, a preto je odparovanie slabšie;
- v horských oblastiach je viac zrážok a viac riek, čo znamená, že ročný prietok rieky je vyšší.
Toto, trochu predbiehajúce, je umocnené tým, že charakter pôd v horských oblastiach má menšiu nasiakavosť, respektíve do úst prichádza väčší objem vody.
Charakter pôd, pôdny kryt, vegetácia
Odtok rieky je do značnej miery určený povahou povrchu, cez ktorý rieka nesie svoje vody. Ročný prietok rieky je ukazovateľ, ktorý je primárne ovplyvnený povahou pôdy.
Skaly, hlina, kamenistá pôda, piesok sú veľmi odlišné priepustnosť vo vzťahu k vode. Vysoko nasiakavé povrchy (napr. piesok, suchá zemina) drasticky znížia objem ročného prietoku rieky, ktorý nimi preteká, zatiaľ čo takmer vode nepriepustné typy povrchov (vyčnievajúce skaly, husté íly) nebudú mať na parametre toku rieky prakticky žiadny vplyv. , pričom riečne vody prechádzajú cez svoje územie bez akýchkoľvek strát.
extrémne dôležitým faktorom je aj nasýtenie pôdy vodou. Hojne navlhčené pôdy teda nielenže „neodnesú“ roztopenú vodu počas jarného topenia snehu, ale sú schopné „zdieľať“ prebytočnú vodu.
Dôležitý je aj charakter vegetačného krytu skúmaných brehov rieky. Napríklad tie z nich, ktoré pretekajú zalesnenou oblasťou, sú v porovnaní s riekami v stepnej alebo lesostepnej zóne vodnatejšie, ceteris paribus. Je to spôsobené najmä schopnosťou vegetácie znižovať celkové vyparovanie vlhkosti zo zemského povrchu.
Najväčšie rieky na svete
Zvážte rieky s najväčším prietokom. Na tento účel vám dávame do pozornosti tabuľku.
| hemisféra | názov rieky | Ročný odtok rieky, tisíc metrov kubických km |
||
| Južná Amerika | R. Amazon | |||
| Severná | ||||
| Južná Amerika | R. Rio Negro | |||
| Severná | Južná Amerika | R. Orinoco | ||
| Severná | R. Jenisej | |||
| Severná | Sev. Amerika | R. Mississippi | ||
| Južná Amerika | R. Paraná | |||
| Severná | ||||
| Južná Amerika | R. Tokantíny | |||
| R. Zambezi | ||||
| Severná | ||||
| Severná |
Po analýze týchto údajov možno pochopiť, že ročný prietok ruských riek, ako je Lena alebo Jenisej, je pomerne veľký, ale stále sa nedá porovnávať s ročným prietokom takých silných plných riek, ako je Amazonka alebo Jenisej. Kongo, ktoré sa nachádza na južnej pologuli.
28.07.2015
Kolísanie riečneho odtoku a kritériá jeho hodnotenia. Riečny odtok je pohyb vody v procese jej cirkulácie v prírode, keď steká korytom rieky. Prietok rieky je určený množstvom vody pretekajúcej riečnym kanálom za určité časové obdobie.
Režim prúdenia ovplyvňuje množstvo faktorov: klimatické - zrážky, výpar, vlhkosť a teplota vzduchu; topografický - terén, tvar a veľkosť povodí a pôdno-geologický vrátane vegetačného krytu.
V každom povodí platí, že čím viac zrážok a menší výpar, tým väčší prietok rieky.
Zistilo sa, že so zväčšovaním oblasti povodia sa predlžuje aj trvanie jarnej povodne, zatiaľ čo hydrograf má pretiahnutejší a „pokojnejší“ tvar. V ľahko priepustných pôdach je väčšia filtrácia a menší odtok.
Pri vykonávaní rôznych hydrologických výpočtov súvisiacich s projektovaním vodných stavieb, rekultivačných systémov, vodovodov, protipovodňových opatrení, ciest a pod. sa stanovujú tieto hlavné charakteristiky toku rieky.
1. Spotreba vody je objem vody, ktorý pretečie uvažovaným úsekom za jednotku času. Priemerná spotreba vody Qcp sa vypočíta ako aritmetický priemer nákladov za dané časové obdobie T:
2. Prietok V- je to objem vody, ktorý pretečie daným cieľom za uvažované časové obdobie T
3. Odtokový modul M je prietok vody na 1 km2 povodia F (alebo tečúcej z jednotkového povodia):
Na rozdiel od prietoku vody nie je modul odtoku spojený s konkrétnym úsekom rieky a charakterizuje odtok z povodia ako celku. Priemerný viacročný odtokový modul M0 nezávisí od vodnatosti jednotlivých rokov, ale je určený len podľa geografická poloha povodie rieky. To umožnilo zonovať našu krajinu z hydrologického hľadiska a zostaviť mapu izolínií modulov priemerného dlhodobého odtoku. Tieto mapy sú uvedené v príslušnej regulačnej literatúre. Keď poznáme povodie rieky a určíme pre ňu hodnotu M0 pomocou izočiarovej mapy, môžeme určiť priemerný dlhodobý prietok vody Q0 tejto rieky pomocou vzorca
Pre tesne vzdialené riečne úseky možno moduly odtoku považovať za konštantné, t.j.
Odtiaľto podľa známeho prietoku vody v jednom úseku Q1 a slávnych námestí povodia v týchto úsekoch F1 a F2, môže byť odvod vody v inom úseku Q2 stanovený pomerom
4. Drenážna vrstva h- toto je výška vodnej vrstvy, ktorá by sa získala pri rovnomernom rozložení odtokového objemu V na celú plochu povodia V za určité časové obdobie:
Pre priemernú viacročnú odtokovú vrstvu h0 jarnej povodne boli zostavené vrstevnicové mapy.
5. Modulárny odvodňovací koeficient K je pomer ktorejkoľvek z vyššie uvedených charakteristík odtoku k jej aritmetickému priemeru:
Tieto koeficienty je možné nastaviť pre ľubovoľné hydrologické charakteristiky (prietoky, hladiny, zrážky, výpar atď.) a pre ľubovoľné obdobia prietoku.
6. Odtokový koeficient η je pomer odtokovej vrstvy k vrstve zrážok, ktoré spadli na povodie x:
Tento koeficient možno vyjadriť aj ako pomer objemu odtoku k objemu zrážok za rovnaké časové obdobie.
7. Prietok- najpravdepodobnejšia priemerná dlhodobá hodnota odtoku vyjadrená ktoroukoľvek z vyššie uvedených odtokových charakteristík za viacročné obdobie. Na stanovenie normy odtoku by séria pozorovaní mala trvať najmenej 40 ... 60 rokov.
Ročný prietok Q0 je určený vzorcom
Keďže počet rokov pozorovania na väčšine vodomerov je zvyčajne menší ako 40, je potrebné skontrolovať, či tento počet rokov postačuje na získanie spoľahlivých hodnôt normy odtoku Q0. Na tento účel vypočítajte strednú kvadratúru chyby prietoku podľa závislosti
Dĺžka obdobia pozorovania je dostatočná, ak hodnota strednej kvadratúry chyby σQ nepresahuje 5 %.
Zmena ročného odtoku je ovplyvnená predovšetkým klimatickými faktormi: zrážkami, výparom, teplotou vzduchu atď. Všetky sú vzájomne prepojené a závisia od viacerých príčin, ktoré sú náhodného charakteru. Preto sú hydrologické parametre charakterizujúce odtok určené súborom náhodných veličín. Pri navrhovaní opatrení na splavovanie dreva je potrebné poznať hodnoty týchto parametrov s potrebnou pravdepodobnosťou ich prekročenia. Napríklad pri hydraulickom výpočte hrádzí splavovania dreva je potrebné nastaviť maximálny prietok jarnej povodne, ktorý môže byť päťkrát prekročený za sto rokov. Tento problém je riešený pomocou metód matematickej štatistiky a teórie pravdepodobnosti. Na charakterizáciu hodnôt hydrologických parametrov - nákladov, hladín atď. sa používajú tieto pojmy: frekvencia(opakovanie sa) a zabezpečenie (trvanie).
Frekvencia ukazuje, koľko prípadov za uvažované časové obdobie bola hodnota hydrologického parametra v určitom intervale. Ak sa napríklad priemerný ročný prietok vody v danom úseku rieky za niekoľko rokov pozorovania zmenil zo 150 na 350 m3/s, potom je možné zistiť, koľkokrát boli hodnoty tejto hodnoty v r. intervaly 150...200, 200...250, 250.. .300 m3/s atď.
bezpečnosť ukazuje, v koľkých prípadoch mala hodnota hydrologického prvku hodnoty rovné alebo väčšie ako určitá hodnota. V širšom zmysle je bezpečnosť pravdepodobnosť prekročenia danej hodnoty. Dostupnosť ktoréhokoľvek hydrologického prvku sa rovná súčtu frekvencií horných intervalov.
Frekvencia a dostupnosť môžu byť vyjadrené počtom výskytov, ale v hydrologických výpočtoch sú najčastejšie definované ako percento celkový početčlenov hydrologického radu. Napríklad v hydrologickom rade je dvadsať hodnôt priemerných ročných prietokov vody, šesť z nich malo hodnotu 200 m3/s alebo väčšiu, čo znamená, že tento prietok je zabezpečený na 30 %. Graficky sú zmeny frekvencie a dostupnosti znázornené krivkami frekvencie (obr. 8a) a dostupnosti (obr. 8b).
V hydrologických výpočtoch sa častejšie používa krivka pravdepodobnosti. Z tejto krivky je vidieť, že čím väčšia hodnota hydrologického parametra, tým nižšie percento dostupnosti a naopak. Preto sa všeobecne uznáva, že roky, v ktorých dostupnosť odtoku, t. j. priemerný ročný prietok vody Qg, je menší ako 50 % sú vysokovodné a roky s Qg viac ako 50 % sú nízkovodné. Za rok s priemernou vodnosťou sa považuje rok so zabezpečením odtoku 50 %.
Dostupnosť vody za rok je niekedy charakterizovaná jej priemernou frekvenciou. Pre roky vysokej vody frekvencia výskytu ukazuje, ako často sa v priemere vyskytujú roky daného alebo väčšieho obsahu vody, pre roky s nízkou vodou - daného alebo menšieho obsahu vody. Napríklad priemerné ročné vypúšťanie v roku vysokej vody s 10 % bezpečnosťou má priemernú frekvenciu 10-krát za 100 rokov alebo 1-krát za 10 rokov; priemerná frekvencia suchého roku 90% bezpečnosti má tiež frekvenciu 10-krát za 100 rokov, keďže v 10% prípadov bude mať priemerný ročný prietok nižšie hodnoty.
Roky určitého obsahu vody majú zodpovedajúci názov. V tabuľke. 1 je pre ne uvedená dostupnosť a opakovateľnosť.
Vzťah medzi opakovateľnosťou y a dostupnosťou p možno napísať takto:
na vlhké roky
na suché roky
Všetky vodné stavby na reguláciu koryta alebo prietoku riek sú vypočítané podľa vodnosti v roku určitej dodávky, čo zaručuje spoľahlivosť a bezporuchovú prevádzku objektov.
Predpokladané percento zabezpečenia hydrologických ukazovateľov upravuje „Pokyn na projektovanie podnikov splavovania dreva“.
Opravné krivky a metódy ich výpočtu. V praxi hydrologických výpočtov sa používajú dva spôsoby konštrukcie kriviek zásobovania: empirický a teoretický.
Rozumný výpočet empirická krivka dotácie možno vykonať len vtedy, ak počet pozorovaní odtoku rieky je viac ako 30...40 rokov.
Pri výpočte dostupnosti členov hydrologického radu pre ročné, sezónne a minimálne prietoky môžete použiť vzorec N.N. Chegodaeva:
Na určenie bezpečnosti maximálne výdavky voda aplikovať závislosť S.N. Kritsky a M.F. Menkel:
Postup konštrukcie empirickej krivky dotácie:
1) všetci členovia hydrologického radu sa zaznamenávajú v zostupnom poradí v absolútnej hodnote;
2) každému členovi série je pridelené poradové číslo, začínajúce od jednotky;
3) zabezpečenie každého člena klesajúcej série je určené vzorcami (23) alebo (24).
Na základe výsledkov výpočtu sa zostaví bezpečnostná krivka podobná tej, ktorá je znázornená na obr. 8b.
Empirické dotačné krivky však majú množstvo nevýhod. Ani pri dostatočne dlhej dobe pozorovania nie je možné zaručiť, že tento interval pokryje všetky možné maximálne a minimálne hodnoty riečny odtok. Odhadované hodnoty zabezpečenia odtoku 1...2% nie sú spoľahlivé, nakoľko dostatočne podložené výsledky možno získať len počtom pozorovaní za 50...80 rokov. V tejto súvislosti s obmedzenou dobou pozorovania hydrologického režimu rieky, keď je počet rokov menej ako tridsať, alebo pri ich úplnej absencii, stavajú teoretické bezpečnostné krivky.
Štúdie ukázali, že distribúcia náhodných hydrologických premenných sa najlepšie riadi rovnicou Pearsonovej krivky typu III, ktorej integrálnym vyjadrením je krivka ponuky. Pearson získal tabuľky na zostrojenie tejto krivky. Krivka bezpečnosti môže byť zostavená s dostatočnou presnosťou pre prax v troch parametroch: aritmetický priemer členov série, variačné koeficienty a asymetria.
Aritmetický priemer členov série sa vypočíta podľa vzorca (19).
Ak je počet rokov pozorovaní menší ako desať alebo sa neuskutočnili žiadne pozorovania, potom sa priemerný ročný prietok vody Qgcp rovná priemernému dlhodobému Q0, teda Qgcp = Q0. Hodnotu Q0 je možné nastaviť pomocou súčiniteľa modulu K0 alebo modulu poklesu M0 určeného z vrstevnicových máp, pretože Q0 = M0*F.
Variačný koeficient Cv charakterizuje variabilitu odtoku alebo mieru jeho kolísania voči priemernej hodnote v danom rade, číselne sa rovná pomeru smerodajnej chyby k aritmetickému priemeru členov radu. Významne je ovplyvnená hodnota koeficientu Cv klimatické podmienky, typ napájania rieky a hydrografické vlastnosti jej povodia.
Ak existujú pozorovacie údaje za najmenej desať rokov, ročný variačný koeficient odtoku sa vypočíta podľa vzorca
Hodnota Cv sa značne líši: od 0,05 do 1,50; pre rieky splavujúce drevo Cv = 0,15...0,40.
S krátkym obdobím pozorovaní odtoku riek alebo pri ich úplnej absencii variačný koeficient môže byť stanovená vzorcom D.L. Sokolovský:
Pri hydrologických výpočtoch pre povodia s F > 1000 km2 sa izolínová mapa koeficientu Cv používa aj vtedy, ak celková plocha jazier nepresahuje 3 % plochy povodia.
V normatívnom dokumente SNiP 2.01.14-83 sa na určenie variačného koeficientu nepreskúmaných riek odporúča zovšeobecnený vzorec K.P. Vzkriesenie:
Koeficient šikmosti Cs charakterizuje asymetriu uvažovaného radu náhodná premenná o jeho priemernej hodnote. Čím menšia časť členov radu presahuje hodnotu normy odtoku, tým väčšia je hodnota koeficientu asymetrie.
Koeficient asymetrie možno vypočítať podľa vzorca
Táto závislosť však dáva uspokojivé výsledky len pre počet rokov pozorovania n > 100.
Koeficient asymetrie nepreskúmaných riek je stanovený podľa pomeru Cs/Cv pre analógové rieky a ak neexistujú dostatočne dobré analógy, berú sa priemerné pomery Cs/Cv pre rieky daného regiónu.
Ak nie je možné stanoviť pomer Cs/Cv pre skupinu analogických riek, potom sa z regulačných dôvodov akceptujú hodnoty koeficientu Cs pre nepreskúmané rieky: pre povodia s koeficientom jazier nad 40 %
pre zóny nadmernej a premenlivej vlhkosti - arktída, tundra, les, lesostep, step
Na zostavenie teoretickej krivky pre vyššie uvedené tri parametre - Q0, Cv a Cs - použite metódu navrhnutú Fosterom - Rybkinom.
Z uvedeného vzťahu pre modulárny koeficient (17) vyplýva, že priemernú dlhodobú hodnotu odtoku danej recidívy - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - možno vypočítať podľa vzorca
Modulový odtokový koeficient roku danej pravdepodobnosti je určený závislosťou
Po určení množstva ľubovoľných odtokových charakteristík na dlhodobé obdobie rôznej dostupnosti je možné na základe týchto údajov zostaviť krivku ponuky. V tomto prípade je vhodné vykonať všetky výpočty v tabuľkovej forme (tabuľky 3 a 4).
Metódy výpočtu modulárnych koeficientov. Na riešenie mnohých vodohospodárskych problémov je potrebné poznať rozloženie odtoku podľa ročných období alebo mesiacov v roku. Vnútroročná distribúcia odtok sa vyjadruje vo forme modulových koeficientov mesačného odtoku, ktoré predstavujú pomer priemerného mesačného prietoku Qm.av k priemernému ročnému prietoku Qg.av:
Vnútroročná distribúcia odtoku je pre roky rôzneho obsahu vody rozdielna, preto sa v praktických výpočtoch stanovujú modulové koeficienty mesačného odtoku pre tri charakteristické roky: rok veľkej vody s 10% zásobou, priemerný rok s 50 % zásob a rok s nízkou vodou s 90 % zásobou.
Koeficienty mesačného modulu odtoku možno stanoviť na základe skutočných poznatkov o priemerných mesačných prietokoch vody za prítomnosti pozorovacích údajov za najmenej 30 rokov, podľa analógovej rieky, alebo podľa štandardných tabuliek mesačného rozdelenia odtoku, ktoré sú zostavené pre rôzne rieky. povodí.
Priemerná mesačná spotreba vody sa určuje na základe vzorca
(33): Qm.cp = KmQg.sr
Maximálna spotreba vody. Pri projektovaní priehrad, mostov, lagún, opatrení na spevnenie brehov je potrebné poznať maximálny prietok vody. V závislosti od typu riečneho napájania možno za vypočítaný maximálny prietok považovať maximálny prietok jarných povodní alebo jesenných povodní. Odhadovaná bezpečnosť týchto nákladov je určená kapitálovou triedou vodných stavieb a je regulovaná príslušnými normatívne dokumenty. Napríklad hrádze na splavovanie dreva triedy Ill kapitály sa počítajú na prechod maximálneho prietoku vody s 2% bezpečnosťou a triedy IV - s 5% bezpečnosťou, ochranné konštrukcie brehov by sa nemali zrútiť pri prietokoch zodpovedajúcich maximálnemu prietoku vody. 10% bezpečnosti.
Spôsob stanovenia hodnoty Qmax závisí od stupňa poznania rieky a od rozdielu medzi maximálnymi prietokmi jarnej povodne a povodne.
Ak existujú pozorovacie údaje za obdobie viac ako 30 ... 40 rokov, potom sa zostaví empirická bezpečnostná krivka Qmax a s kratším obdobím - teoretická krivka. Výpočty berú: pre jarné povodne Cs = 2Сv a pre dažďové povodne Cs = (3...4)CV.
Keďže riečne režimy sú monitorované na vodomerných staniciach, krivka zásobovania sa zvyčajne vykresľuje pre tieto lokality a maximálne prietoky vody na miestach, kde sa nachádzajú stavby, sa vypočítavajú pomerom
Pre nížinné rieky maximálny prietok jarnej povodňovej vody dané zabezpečenie p% sa vypočíta podľa vzorca
Hodnoty parametrov n a K0 sa určujú v závislosti od prírodnej zóny a kategórie reliéfu podľa tabuľky. 5.
Kategória I - rieky nachádzajúce sa v kopcovitých a plošinovitých vrchovinách - stredná Rus, Strugo-Krasnenskaya, Sudoma, stredosibírska plošina atď .;
II kategória - rieky, v povodiach ktorých sa striedajú pahorkatiny s depresiami medzi nimi;
Kategória III - rieky, ktorých väčšina povodí sa nachádza v rovinatých nížinách - Mologo-Sheksninskaya, Meshcherskaya, bieloruský les, Pridnestrovskaya, Vasyuganskaya atď.
Hodnota koeficientu μ je stanovená v závislosti od prirodzeného pásma a percenta bezpečnosti podľa tabuľky. 6.
Parameter hp% sa vypočíta zo závislosti
Koeficient δ1 sa vypočíta (pre h0 > 100 mm) podľa vzorca
Koeficient δ2 je určený vzťahom
Výpočet maximálnych prietokov vody počas jarnej povodne sa vykonáva v tabuľkovej forme (tabuľka 7).
Hladiny veľkých vôd (HWL) vypočítanej dodávky sú stanovené podľa kriviek prietokov vody pre zodpovedajúce hodnoty Qmaxp% a vypočítané úseky.
Približnými výpočtami je možné podľa závislosti nastaviť maximálny prietok vody dažďovej povodne
Pri zodpovedných výpočtoch by sa určenie maximálneho prietoku vody malo vykonávať v súlade s pokynmi regulačných dokumentov.
Vodné zdroje tvoria národné bohatstvo našej krajiny. Podľa celkového ročného odtoku Rusko zaujíma jedno z popredných miest na svete.
Vykonávať výpočty spotreby vody, rozvodov vodné zdroje medzi rôznymi odvetviami národného hospodárstva a pri riešení ďalších praktických problémov v hydrológii sa využívajú nasledovné kvantitatívne charakteristiky odtoku.
Objem prietoku W, m 3 - ide o množstvo vody pretekajúcej uvažovaným úsekom vodného toku za ľubovoľné časové obdobie T. Najväčší záujem je o objem ročného odtoku, pre ktorý Т=31,56 10 6 s.
Odtoková vrstva y, mm- množstvo vody tečúcej z povodia za akékoľvek časové obdobie, vyjadrené ako vrstva rovnomerne rozložená po ploche povodia.
Spotreba vody Q, m 
/c je objem vody pretekajúcej cez prierez toku ( prehľadný úsek) za jednotku času. Priemerná spotreba vody v čase T je definovaný výrazom
(2.7)
Odtokový modul M, l/s/km 
je podiel prietoku vody delený oblasťou povodia. Modul odtoku ukazuje, koľko vody pretečie z jednotkového povodia za jednotku času
(2.8)
Odtokový koeficient 
je pomer odtokovej vrstvy k zrážkovej vrstve
(2.9)
Z týchto charakteristík je v praxi inžinierskych výpočtov najpoužívanejšia spotreba vody Q a prietokW o je dlhodobý priemerný ročný objem odtoku. Merania odtoku vykonávané na riekach po dlhú dobu ( viac ako 100 rokov), ukazujú, že jeho hodnota podlieha značným výkyvom. Zároveň sa mení prietok vody v rieke ako počas kalendárneho roka – t.j. existuje medziročné rozdelenie odtoku a z roka na rok. Prvý typ kolísania odtoku je spôsobený hlavne napájaním rieky a bude diskutované nižšie.
Režim prúdenia je určený klímou a skupinou fyzikálnych a geografických faktorov. Patria sem reliéf, pôdny a vegetačný kryt, prítomnosť jazier a močiarov v povodí. V poslednom období je odtok čoraz viac ovplyvňovaný ľudskou činnosťou.
Hlavným faktorom pri tvorbe odtoku sú klimatické podmienky. Veľkosť odtoku a jeho zmeny v priebehu roka a počas dlhého obdobia sú determinované najmä množstvom zrážok, výparom, vlhkosťou vzduchu a pod.. V oblastiach s nadmernou vlhkosťou zohrávajú zrážky rozhodujúcu úlohu pri tvorbe ročného odtoku ( rieka Neva má koeficient odtoku 0.70 ). V oblastiach s výrazným výparom je závislosť odtoku od zrážok menej výrazná (rieka Don je koeficient odtoku 0.16 ).
Odtok riek prechádza každý rok rovnakým cyklom zmien. Medzitým sa v dlhodobom rade menia dátumy nástupu fáz výkyvov a hodnoty prietokov vody. S nimi sa mení aj ročný objem odtoku. Tieto výkyvy sú spôsobené značným množstvom faktorov a odtok možno považovať za náhodný proces. Na stanovenie charakteristickej spotreby vody - maximálnej, minimálnej a priemernej ročnej sa používa aparát matematickej štatistiky.
Vplyv ľudskej činnosti - antropogénne vplyv na prírodu vedie k narušeniu prirodzených procesov tvorby odtoku. Nádrže spôsobujú výrazné zmeny v rozdelení vnútroročného prietoku. Tým sa však znižuje aj priemerný ročný odtok v dôsledku výparu z vodnej hladiny. Zmena ročného odtoku je najvýraznejšia po vytvorení nádrží v suchých oblastiach. Ešte väčšia strata odtoku v oblastiach zavlažovaného poľnohospodárstva. Odtok je znížený v dôsledku obecných a priemyselných vodovodov, ako aj v dôsledku agrotechnických a lesníckych rekultivačných opatrení.
V súčasnosti to nie sú obmedzené zdroje vody v krajine ako celku, ale prudké zhoršenie kvality vody, čo vyvoláva osobitné obavy. Sú za to zodpovední takmer všetci užívatelia vody: priemysel, doprava, poľnohospodárstvo a ďalšie odvetvia. Preto problém zabezpečenia čistej vody pre človeka a problém zachovania fauny riek, jazier a morí v súčasnosti nadobudli globálny charakter. Ochrana vodných zdrojov je jednou z najdôležitejších úloh ochrany životného prostredia.
