Файл: TEMA_8_GIDROLOGIYa_REKI.doc

Исходные данные для построения графика получают следующим образом. На плане водосбора (рис. 14а) выделяют бассейны более или менее крупных прито­ков и участки, где сток непо­средственно поступает в основ­ную реку, и для каждого из них по данным о длине и площади определяют средние ширины.

Затем по оси абсцисс от­кладывают в масштабе гидро­графическую длину реки. Вдоль этой линии, как показано на рис. 14б, вначале откладыва­ют частные ширины так назы­ваемых бесприточных участков основного водотока 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, а затем ширины водосборов притоков А, В, С; частная ширина первого при­тока А отложена вправо на протяжении 45 км от точки, находящейся на расстоянии 15 км по оси абсцисс от устья; эта частная ширина в соответ­ствии с длиной притока А расположилась над шириной участков 3-4, 2-3, 1-2. Частная ширина второго притока В отложена от точки, находящейся на расстоянии 32 км по оси абсцисс; эта ши­рина отложена над суммарной шириной участков 2—3 и над шириной участка 1—2 и т. д. В результате получаем график, поз­воляющий судить об изменении ширины бассейна по длине реки. Это построение иногда называют графиком единичных ширин.

Рис. 14. Схема построения графика из­менения ширины водосбора по

длине реки (идограмма).

Физико-географические характеристики бассейна (геогра­фическое положение, климат, геологическое строение, почва, рас­тительность и рельеф) оказывают существенное влияние на про­цессы стока. Поэтому при исследовании реки и режима ее стока необходимо детальное их изучение.

В настоящем разделе приводится краткое пояснение применяю­щихся понятий и в отдельных случаях рассматривается влияние их на режим рек.

Более подробное изложение взаимосвязи режима вод суши с физико-географическими факторами дается в дальнейшем при рассмотрении различных элементов режима.

Географическое положение бассейна определяется географиче­скими координатами (широта и долгота), между которыми он на­ходится. Общее, но достаточно ясное представление о географиче­ском положении бассейна дает указание о его расположении по отношению к бассейнам других рек, горных хребтов и т. д.

Климатические (метеорологические) условия являются в боль­шинстве случаев решающими факторами, определяющими водный режим водоема. Из метеорологических факторов главнейшими в смысле влияния их на сток являются количество осадков, ха­рактер их выпадения, температура воздуха и дефицит влажности воздуха.

Геологическое строение и почвы бассейна определяют характер и размер подземного питания рек, потери осадков на просачива­ние, появление заболоченных пространств и пр. При исследовании малых бассейнов желательно геологическое строение и почвы оха­рактеризовать на основании специальных исследований.

Рельеф, влияя на количество, характер выпадения и распреде­ление осадков по территории бассейна, температуру воздуха и ус­ловия протекания воды по земной поверхности, является существенным фактором, опреде­ляющим водность рек и характер их режима. По­этому данные о рельефе имеют весьма важное значение в выяснении об­щих условий стока.

---

Растительный покров бассейна обычно харак­теризуется сведениями об основных видах расти­тельности, распространен­ной в пределах водосбора с указанием размеров за­нимаемых ими площа­дей. Важно знать, где расположены лесные мас­сивы (в верхней, средней или нижней частях водо­сбора, на водоразделах или в долине реки), иметь характеристику сельско­хозяйственного освоения территории водосбора (размеры пахотных угодий) и т. д. Количественной характеристикой степени залесенности речных бассейнов является коэффициент лесистости, пред­ставляющий собой отношение площади лесов, расположенных в бассейне, к общей площади бассейна. Указанный коэффициент может вычисляться как для водосбора в целом, так и для отдель­ных створов, например, по которым имеются данные о стоке реки. Коэффициент лесистости выражается или в процентах, или в до­лях единицы.

Озерность, заболоченность, распределение вечной мерзлоты и наличие ледников должны быть учтены достаточно полно по имею­щимся материалам или на основании специальных исследований.

В частности, важно установить так называемые коэффициенты озерности и заболоченности, представляющие собой соответственно отношение площади, занятой озерами или болотами, к общей пло­щади речного бассейна.

В условиях горных водосборов водность реки существенно из­меняется по высоте. Это изменение водности можно характеризо­вать гидрографической кривой бассейна. Она ана­логична гипсографической кривой, характеризующей нарастание по высоте площади бассейна. Гидрографическая кривая, кривая связи стока с высотой и гипсографическая кривая являются основ­ными характеристиками, наглядно иллюстрирующими распределе­ние среднего стока по площади и высотным зонам бассейна.

Речные долины

Элементы долины и поймы. Долинами называются отно­сительно узкие и вытянутые в длину, большей частью извилистые пониженные формы рельефа, характеризующиеся общим наклоном своего ложа к устью. Долины, встречаясь между собой, никогда не пересекаются, а сливаются вместе в одно общее понижение. Размеры долин, равно как и их очертания, а отчасти и происхож­дение, могут быть весьма различны, но отмеченные особенности свойственны всем долинам.

В долине различают следующие составные части:

1. Самая низкая часть долины — дно, или ложе. Линия, соеди­няющая самые глубокие точки долинного ложа, называется таль­вегом. Тальвег в общем совпадает с направлением линии наиболь­ших поверхностных скоростей течения речного потока. Часть ложа долины, занятая водами реки, называется руслом. В долинах, по которым сток имеет место в редких случаях, наиболее глубоко вре­занную часть их называют сухим руслом.

2. Повышенные участки суши, ограничивающие с боков ложе долины, называются склонами долины.

3. Места сопряжения дна долины со склонами отмечаются ча­сто более или менее заметным изломом в поперечном профиле и называются подошвой склонов.

---

4. Зона сопряжения склонов долины с прилегающей местностью называется бровкой долины.

5. Относительно горизонтальные площадки, располагающиеся уступами по высоте в пределах дна и склонов долины, называются террасами.

Терраса, расположенная в пределах дна долины и заливаемая речными водами во время половодья, носит название поймы. Тер­раса, залегающая непосредственно над дном долины (поймой), счи­тается первой террасой, следующая за ней, располагающаяся выше — второй и т. д.

В поперечном разрезе поймы различаются следующие ее ча­сти:

а) наиболее возвышенная полоса, непосредственно прилегаю­щая к руслу реки, называемая прирусловой поймой;

б) средняя часть поймы, обычно более низкая и ровная, назы­ваемая центральной поймой;

в) наиболее пониженная часть, имеющая иногда вид заболо­ченной ложбины, прилегающая к коренному берегу долины, назы­вается притеррасной поймой. Пойма может отсутствовать, напри­мер, у горных рек, которые не имеют развитой долины и проте­кают в глубоких и узких расщелинах гор.

6. Самая верхняя (по течению) часть долины, где тальвег ис­чезает, а склоны утрачивают свои отчетливые очертания, называ­ется в зависимости от своей формы началом долины, или долин­ным замыканием. В равнинных и холмистых странах долины в вер­ховьях часто незаметно переходят в широкие, расплывчатые, без ясно выраженных склонов ложбины, которые служат путями для стока атмосферных вод и потому называются ложбинами стока.

Долина, служащая вместилищем водотока, называется речной долиной.

Долинное ложе обычно бывает извилистым в плане и изменчи­вым по ширине: расширения чередуются с более или менее рез­кими и внезапными сужениями. Это чаще всего наблюдается в до­линах, пересекающих на своем пути различные горные гряды, раз­деленные понижениями, или же полосы пород различного состава и различной сопротивляемости выветриванию и размыву. Сужения долин могут нередко обусловливаться и другими причинами, на­пример выносами продуктов размыва из боковых долин в главную (конусы выноса), обвалами, осыпями и пр.

Перекаты, перевалы и их элементы. Нормальный и сдви­нутый перекаты. Эволюция перекатов в пределах перекатных уча­стков. Закономерно связано с очертанием русла равнинных рек в плане распределение глубин. Произведя промеры глубин, можно на плане изобразить русло в изобатах (линиях равных глубин). Расположение изобат показывает, что равнинные реки представ­ляют собой чередование плесов (глубоких участков) и перекатов (мелких частей).

Перекатом называется более или менее устойчивое образова­ние в русле, обычно в виде косого поперечного вала из наносов, пересекающего русло. Перекаты имеют следующие основные эле­менты (рис. 15):

Рис. 15. Общая схема переката.

а — план, б — продольный профиль по фарватеру;

---

1 — верхняя коса (пески), 2 — нижняя коса (пески), 3 — верхняя плёсовая лощина, 4 — нижняя плёсовая лощина, 5 — седловина, 6 — корыто, 7 — напорный скат, 8 — подвалье, 9 — гребень (вал), 10 — фарватер, 11 — изобаты, 12 —затонская часть нижней плесовой лощины.

1) верхняя коса, или верхние пески, расположена выше (счи­тая по течению) корыта переката;

2) нижняя коса, или нижние пески, расположена ниже корыта переката.

Иногда верхнюю косу называют верхним побочнем, а нижнюю косу — нижним побочнем.

3) верхняя плёсовая лощина, или ложбина,— глубокая часть русла выше переката;

4) нижняя плёсовая лощина, или ложбина,— глубокая часть русла ниже переката;

5) седловина, или гребень,— наиболее повышенная часть вала из наносов, соединяющего верхнюю и нижнюю косы переката;

6) корыто переката — наиболее глубокая часть седловины, где обычно проходит фарватер;

7) напорный (верхний) скат — верховая часть седловины пе­реката, обращенная к верхней плесовой лощине, обычно более пологая, чем низовая часть (подвалье);

8) подвалье — низовая часть, или тыловой скат, седловины переката, лежащая ниже вала переката и обращенная в сторону нижней плесовой лощины, обычно более крутая, чем напорный скат;

9) гребень (вал),

10) фарватер – линия, соединяющая самые глубокие точки дна реки по ее длине,

11) изобаты,

12) затонская часть нижней плесовой лощины.

Перечисленные выше основные элементы переката в каждом отдельном случае имеют тот или иной вид в плане и в профиле и находятся в том или ином положении относительно друг друга, в зависимости от чего образуются перекаты различных типов. В отдельных случаях в местах перегиба русла образуются плоские возвышения дна, имеющие меньшую глубину, чем прилегающие к ним плёсовые лощины и опускающиеся полого, без резковыраженного подвалья (рис. 16). Такие возвышения дна между плесовыми лощинами носят название перевалов.

Глубокие участки русла реки соответствуют изогнутым в плане частям русла, а перекаты — прямолинейным участкам, располо­женным между закруглениями.

Рис. 16. Схема переката и образование перевалов

В расположении перекатов в основном возможны два случая:

1) если фарватер плавно переходит из одного плеса в другой, а оси изобат плесов находятся на продолжении одной линии, перекат называется нормальным (рис. 17).

Рис. 17. Схема нормального переката.

2) если фарватер представля­ет собой искривленную линию, а оси изобат плесов сдвинуты от­носительно друг друга в попереч­ном направлении, перекат назы­вается сдвинутым (рис. 18).

Рис. 18. Схема сдвинутого переката.

Глу­бины на нормальном перекате обычно бывают больше, чем на сдвинутом, поэтому с точки зре­ния судоходства первый называ­ют хорошим перекатом, а вто­рой — плохим.

С течением времени перекаты и плесы могут передвигаться по течению так же, как передвигаются извилины реки.

---

Перекатные участки, включающие в себя группы последовательно расположенных один за другим перека­тов, в течение длительных периодов времени сохраняют свое об­щее местоположение, в то время как каждый отдельный перекат группы непрерывно смещается вниз по течению. При этом по мере того как песчаные скопления (побочни) самого нижнего из группы переката сносятся в пределы нижерасположенного плеса и перекат как таковой исчезает, песчаные отложения, образую­щиеся по выходе из вышерасположенного плеса, дают начало об­разованию нового переката в верхней части участка.

Характерные речные образования

На реках, русла которых сложены подвижными скоплениями наносов, формируются характерные формы рельефа дна и плановых очертаний (Рис. 19).

Рис. 19. Формы русловых образований.

К характерным плановым очертаниям относятся:

залив — глубоко вдающаяся в берег часть реки;

затон – часть реки, отделившаяся в процессе плановых деформаций русла от проточной ее части и имеющая слепой конец, обращенный вверх по течению;

протока — ответвление реки, нередко отходящее далеко от ос­новного русла и отличающееся от него меньшими размерами. Не­которые протоки могут иметь большие ширины и глубины по сравнению с руслом, но скорости течения при низких уровнях в них всегда значительно меньше;

староречье - участок старого русла реки (рис. в презентации)

остров— участок суши, ограниченный рука­вами или протоками реки (рис. в презентации);

осередок - скопление наносов в русле реки (обычно в средней части) при малой транспортирующей способности потока и большом поступлении наносов (рис. в презентации);

останец обтекания - участок поймы (дна долины) между действующим руслом и покинутым рекой старым руслом (староречьем);

рукав — часть русла реки, отделенная островом;

отмель — мелководное место в русле, при очень низкой воде об­сыхающее; отмель, покрытая водой при более высокой воде, называется мелью;

коса – длинная, низкая, узкая клинообразная намывная полоса, состоящая из речных отложений (рис. в презентации);

закосок – небольшая подводная песчаная коса, примыкающая к большой косе или берегу;

приплесок — узкая полоса (песчаная, галечная) по бе­реговому склону, заливаемая даже при небольших подъ­емах уровня воды;

плес - глубоководный участок русла реки, расположенный между перекатами.

пляж — широкая ровная береговая полоса, примы­кающая к руслу, сложенная речными наносами (чаще песчаными) (рис. в презентации);

побочень – песчаное скопление в виде примыкающей к берегу части перекошенной в плане ленточной гряды;

гряды – подвижные образования, представляющие собой скопления песчаных наносов на дне русла реки (рис. в презентации);

заструги – скопления наносов в русле реки в форме крупных гряд, примыкающих к песчаному берегу. Гребни ориентированы почти параллельно друг другу и направлены под некоторым углом вниз по течению. Разрастаясь, могут образовывать песчаные косы;

---