ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.09.2020
Просмотров: 1159
Скачиваний: 6
11. Речной сток, основные характеристики и факторы речного стока.
В гидрологии под речным стоком обычно подразумевается объём стока — объём воды (или минеральных веществ, твёрдый сток), прошедшей через определённый створ в единицу времени, чаще всего год. Объединяет поверхностный сток (образующийся в результате осадков и снеготаяния) и подземный сток, формируемый за счет грунтовых вод. Речной сток за год является объективным показателем для определения полноводности реки.
При выполнении различных гидрологических расчетов, связанных с проектированием гидротехнических сооружений, мелиоративных систем, систем водоснабжения, мероприятий по борьбе с наводнениями, дорог и т. д., определяют следующие основные характеристики речного стока:
1. Расход воды - это объем воды, протекающий через рассматриваемый створ в единицу времени. Средний расход воды Qcp рассчитывают как среднее арифметическое из расходов за данный промежуток времени Т.
2. Объем стока V - это объем воды, который протекает через заданный створ за рассматриваемый промежуток времени T.
3. Модуль стока M - это расход воды, приходящийся на 1 км2 площади водосбора F (или стекающей с единицы площади водосбора).
4. Слой стока h - это высота слоя воды, которая бы получилась при равномерном распределении по всей площади бассейна F объема стока V за определенный промежуток времени.
5. Модульный коэффициент стока К - это отношение любой из выше приведенных характеристик стока к ее среднеарифметическому значению.
6. Коэффициент стока η - это отношение слоя стока к слою выпавших на водосборную площадь осадков х.
7. Норма стока - наиболее вероятная средняя многолетняя величина стока, выраженная любой из вышеприведенных характеристик стока за многолетний период.
На речной сток влияют:
1. Климатические факторы (зональные).
2. Факторы пидстелюючои поверхности (азональные).
3. Факторы человеческой деятельности в бассейне (антропогенные).
К климатическим факторам относятся осадки, испарение, температура, влажность и дефицит влажности воздуха, ветер.
К факторам пидстелюючои поверхности относятся геологические условия, размеры бассейна и рельеф, почвы, растительность, озерность и заболоченность бассейна. Влияние этих факторов на сток в основном проявляется через влияние на климатические факторы и на величину потерь стока.
Хозяйственная деятельность человека в бассейне может проявляться в перераспределение стока во времени и по территории (регулирование стока водохранилищами, перемещения воды из одних бассейнов в другие, крупные водозаборы и сбросы и т.п.) и в изменении соотношения между элементами водного баланса в бассейнах рек ( агролесомелиоративные меры, урбанизация и т.п.).
12. Речные наносы: типизация и особенности их движения.
Речными наносами называются твердые минеральные частицы, переносимые потоком и формирующие русловые и пойменные отложения. Речные наносы образуются из продуктов выветривания, денудации и эрозии горных пород и почв. Водная эрозия, разрушение земной поверхности под действием текучих вод, представляет собой наиболее активный процесс, обогащающий реки наносами. Она подразделяется на склоновую и русловую. Склоновая эрозия - размыв и смыв почв и горных пород снеговыми и дождевыми водами, стекающими по склону. Русловая эрозия - размыв водными потоками, протекающими в руслах, коренных пород дна и берегов русла и склонов долин. В процессе склоновой эрозии текущая вода разрушает связность частиц почв и горных пород и смывает (сносит) их в понижения - ложбины стока, которые и являются основными путями выноса продуктов эрозии с водосбора. Вместе со снеговыми и дождевыми водами материал смыва с водосбора поступает в следующие за ложбинами звенья временно действующей гидрографической сети - лощины, суходолы. В них процессы эрозии усиливаются и также осуществляется размыв, перенос и в конечном итоге вынос продуктов размыва в реки.
Речные наносы в зависимости от характера движения в потоке обычно подразделяют на взвешенные и влекомые. Такое подразделение наносов носит условный характер, так как в зависимости от крупности наносов и скоростей течения потока те или иные твердые частицы могут находиться то во взвешенном состоянии, то перемещаться по дну потока.
Наносы, подразделяют, кроме того, на транзитные и руслоформирующие. Малые частицы переносятся к устью реки по преимуществу транзитом. Более крупные частицы в зависимости от гидравлических свойств потока то переносятся потоком во взвешенном или влекомом состоянии, то задерживаются на отдельных участках реки, с тем чтобы при изменении гидравлических свойств потока вновь перейти в движение. Таким образом, постоянно происходит переформирование русла. Очевидно, что большая часть взвешенных наносов является транзитной, а большая часть влекомых - руслоформирующей.
13. Типы руслового процесса.
Русловые процессы — совокупность явлений и процессов, происходящих под воздействием комплекса различных природных и антропогенных факторов, и выражающихся в изменениях формы и параметров речных русел.
Одним из ярких проявлений русловых процессов является взаимодействие текущей воды и речного русла. Также существуют другие активные руслоформирующие факторы, определяющие русловые процессы (растительность, вечная мерзлота и др.). Действие активных руслоформирующих факторов сдерживают ограничивающие факторы (выходы неразмываемых пород, базис эрозии, коренные борта долины и др.).
Русловые процессы приводят к изменениям формы русла. Содержанием русловых процессов является транспорт наносов.
Тип руслового процесса — это определенная схема деформации русла и поймы реки, возникающая при определенном сочетании особенностей водного режим, стока наносов, ограничивающих деформации условий и отражающая доминирующую форму транспорта наносов.
При всем многообразии русловых процессов можно выделить определенные их типы.
Ленточно-грядовый тип руслового процесса. При этом типе ленточные гряды сохраняют свою целостность во все фазы водного режима и только несколько изменяют свои размеры и скорость сползания. Плановых деформаций русла почти не происходит. Скорость сползания ленточной гряды нередко достигает 200—300 м/год. Этот тип руслового процесса наблюдается на участках рек, где отсутствует пойма и склоны долины, сложенные трудноразмываемыми породами, исключают возможность размыва берегов.
Побочневый тип руслового процесса. При этом процессе происходит сползание в половодье по руслу крупных песчаных, перекошенных в плане гряд. В межень наиболее возвышенные их части обсыхают и образуются неподвижные в это время побочни. Поток, обтекая побочни, становится извилистым. Часть перекошенной гряды остается затопленной и образует гребень переката. Течение потока приобретает характер переливания через гребень перекошенной гряды из одного плёса в другой. Гребень переката размывается, а в плёсовой лощине происходит отложение размытого материала. При этом типе процесса также отсутствуют плановые деформации русла и не образуются поймы. Встречается побочневый тип руслового процесса на участках рек, стесненных склонами долины.
14.Ледовый режим рек.
В этом режиме выделяют три основных периода: замерзание, ледостав и вскрытие рек.
Замерзание реки. При появлении отрицательных температур воздуха начинается процесс охлаждения поверхностных слоев воды, на ее поверхности появляется так называемое сало — тонкая пленка, имеющая вид разлитой масляной жидкости. Одновременно возникают ледовые образования у берегов — забереги. Переохлаждение воды создает благоприятные условия для образования внутри потока кристаллов льда, которые затем объединяются в глыбы губчатой структуры. Эти образования носят название внутриводного льда. Всплывший внутриводный лед, снежура, сало образуют большие скопления льда, называемые шугой. При движении шуги по поверхности водного потока (шугоход) скопления ее, соприкасаясь с холодным воздухом, смерзаются в льдины или ледяные поля, и шугоход переходит в осенний ледоход. Осенний ледоход иногда сопровождается зажорами — скоплением в живом сечении реки масс внутриводного льда с включением мелкобитого кристаллического льда. Зажоры преграждают путь движущейся воде, вызывая подъем уровня и затопление территории.
Ледостав. С увеличением числа и размеров льдин на поверхности воды скорость движения их уменьшается. В местах сужения или крутого поворота реки, у островов или искусственных сооружений скорость плывущих льдин замедляется. Это приводит к быстрому смерзанию ледяных полей и образованию сплошного ледяного покрова, или ледостава. Замерзание реки по ее длине происходит неодновременно. Некоторые участки реки не замерзают в течение всей зимы. Такие незамерзшие участки называются полыньями. Причины их образования — большие скорости течения, например на порогах, выход в русло относительно теплых подземных вод, сброс в реку промышленных вод. Полыньи способствуют образованию внутриводного льда и зажоров. После установления на реке ледяного покрова происходит увеличение его толщины. Толщина льда зависит от температуры воздуха.
Вскрытие реки. С наступлением положительных температур воздуха начинается таяние снега, льда и поступление талых вод в реки. Возле берегов, образуются полосы воды. вдоль берегов — закраины. Увеличение расхода и повышение уровней воды реки приводит в движение ледяные массы, происходит подвижка льда. Весенний ледоход значительно превосходит осенний. Большие массы льда, нагромождаясь в сужениях русла, образуют заторы.
К основным характеристикам ледового режима рек относят: толщину льда, уровни воды во время ледостав и ледоходов, размеры льдин при ледоходах, места образования полыней, заторов, зажоров, наледей.
15.Теории происхождения подземных вод.
Подземной водой называют всякую воду, находящуюся под земной поверхностью независимо от того, циркулирует ли она в рыхлых поверхностных проницаемых породах, или залегает под изолирующим непроницаемым слоем, или, наконец, заполняет трещины и пустоты плотных горных пород. Подземные воды залегают в земной коре в виде виды в порах, трещинах и т.п. а так же в виде химически связанной воды.
1. Инфильтрационная теория зародилась в древние времена.Окончательно она оформилась благодаря трудам французского физика Мариотта в 1717 г. Основные положения Мариотта сводились к следующему: подземные воды происходят из атмосферных осадков, которые по мельчайшим канальцам горных пород проникают в землю, где и скапливаются, что происходит не в равнинах, а в горных местах и особенно легко в том случае, когда в породах много трещин; вода, проникая вглубь и встречая водонепроницаемые пласты, накапливается и, местами вытекая на поверхность, дает начало источникам.
2. Конденсационная теория была выдвинута в 1877 г. немецким инженером Фольгером, считавшим, что подземные воды образуются благодаря сгущению в почве на некоторой глубине от поверхности водяных паров атмосферы. В дальнейшем эта теория встретила большие возражения со стороны ряда исследователей. Например, русский агрофизик А. Ф. Лебедев в результате тщательно поставленных им опытов в период 1907 — 1917 гг. разоблачил теорию Фольгера как чисто умозрительное заключение. Он установил, что конденсация водяных паров атмосферы в почве может происходить вследствие перемещения парообразной влаги от мест с более высокой температурой и более высоким давлением пара в места с более низкой температурой и более низким давлением пара; это явление возможно в течение всего года. А. Ф. Лебедев выделил также различные виды воды в почвах и горных породах.
3. Ювенильная теория выдвинута в 1902 г. венским геологом Э. Зюссом, который привел ряд доказательств о связи некоторых минеральных вод с расплавленной вязкой магмой, в изобилии пропитанной различными газообразными продуктами. Из расплавленной магмы эти продукты начинают выделяться, и попадая в области с более низкими температурами, конденсируются, образуя ювенильные воды, которые в виде источников выходят на земную поверхность. В отличие от них воды атмосферного происхождения Э. Зюсс назвал вадозными ,т. е. участвующими в общем круговороте влаги на земле.
4. Теория погребенных вод рассматривает часть подземных вод как захороненные остатки вод древних бассейнов.