საშუალო სიღრმის სიჩქარე არის ჰოდოგრაფის ფართობის თანაფარდობა მდინარის მაქსიმალურ სიღრმესთან. ჰოდოგრაფის ფართობი შეიძლება გამოითვალოს ან პალიტრიდან, ან როგორც გამოითვლება მდინარის საცხოვრებელი მონაკვეთის ფართობი (იხ. დავალება 2).
დავალება 2
განსაზღვრეთ მდინარის საცხოვრებელი მონაკვეთის ფართობი მე-8 ცხრილში მოცემული მონაცემების გამოყენებით:
ცხრილი 8
მდინარის სიღრმე კვეთაში
|
I ვარიანტი |
II ვარიანტი |
||
|
მდინარის სიღრმე, მ |
მანძილი გასწორების მუდმივი დასაწყისიდან, მ |
მდინარის სიღრმე, მ |
|
მდინარის საცხოვრებელი მონაკვეთის ფართობი გამოითვლება, როგორც ელემენტარული გეომეტრიული ფიგურების ჯამი (ნახ. 9).
ფიგურები A 1 A 2 B 1 და A 5 B 4 A 6 არის სამკუთხედები, თითოეული მათგანის ფართობი უდრის ფუძისა და სიმაღლის ნამრავლის ნახევარს. დანარჩენი ფიგურები ტრაპეციაა. თითოეული ტრაპეციის ფართობი უდრის ფუძეებისა და სიმაღლის ჯამის ნახევრის ნამრავლს.
ბრინჯი. 9. კვეთა მდ
წერტილებს A 1 , A 2 , A 3 და ა.შ., რომლებზეც ჩატარდა სიღრმის გაზომვები, ეწოდება საზომი წერტილები. საწყის წერტილს, საიდანაც კეთდება გაზომვები A 1, ეწოდება გასწორების მუდმივი დაწყება.
დავალება 3
გამოთვალეთ მდინარეში წყლის დინება, თუ ცნობილია, რომ საცხოვრებელი განყოფილების ფართობია 42,2 მ 2, მდინარეში წყლის მაქსიმალური სიჩქარეა 0,5 მ/წმ, მდინარის საშუალო სიღრმეა. 4,5 მ.
მდინარის საშუალო სიჩქარის გაანგარიშება მაქსიმალური ზედაპირის მიხედვით ხორციელდება ფორმულის მიხედვით:
,
სადაც, V cf - საშუალო სიჩქარე; V max - მაქსიმალური სიჩქარე, K - მაქსიმალური სიჩქარის საშუალოზე გადასვლის კოეფიციენტი. კოეფიციენტი K მოცემულია ცხრილში. ცხრა.
ცხრილი 9
მაქსიმალური სიჩქარიდან საშუალოზე გადასვლის კოეფიციენტის მნიშვნელობები
დავალება 4
განსაზღვრეთ ჩეზის ფორმულით ( 
, სად თანსიჩქარის თანაფარდობა, რარის ჰიდრავლიკური რადიუსი, მე- მდინარის საშუალო დახრილობა), მდინარის საშუალო სიჩქარე, თუ ცნობილია, რომ ამ სეგმენტში არხის ფსკერი შედგება ქვიშიანი მასალისგან, არის კუნძულები და შლაკები. მდინარის საშუალო დახრილობაა 0,000056, ჰიდრავლიკური რადიუსი 1,8 მ.
სიჩქარის კოეფიციენტი C ჩეზის ფორმულაში განისაზღვრება ბაზინის ფორმულით 
.
უხეშობის კოეფიციენტი y განისაზღვრება ცხრილიდან 10.
ამაზონი 15 კმ/სთ სიჩქარით მოძრაობს
მდინარე ამაზონი ითვლება ყველაზე სწრაფ მდინარედ მსოფლიოში, რომელსაც უკვე აქვს რამდენიმე ტიტული "ყველაზე მეტად". მათ შორისაა ისეთი ტიტულები, როგორიცაა ყველაზე სავსე (7 180 000 კმ 2), ყველაზე ღრმა (ზოგ ადგილას მისი სიღრმე 135 მეტრს აღწევს), ყველაზე გრძელი (7 100 კმ) და ყველაზე ფართო (ზოგან ამაზონის დელტას აქვს სიგანე. 200 კმ). ამაზონის ქვედა დინებაში წყლის საშუალო ხარჯი დაახლოებით 200-220 ათასი კუბური მეტრია, რაც შეესაბამება მდინარის დინების სიჩქარეს 4,5-5 მ/წმ ან 15 კმ/სთ! წვიმიან სეზონში ეს მაჩვენებელი 300 ათას მ 3-მდე იზრდება.
თითოეული მდინარის დინება შედგება ზემო, შუა და ქვედა დინებისგან. ამავდროულად, ზედა კურსი ხასიათდება დიდი ფერდობებით, რაც ხელს უწყობს მის უფრო დიდ ეროზიულ აქტივობას. ქვედა კურსი გამოირჩევა წყლის უდიდესი მასით და დაბალი სიჩქარით.
როგორ იზომება ნაკადის სიჩქარე?
მდინარის სიჩქარის გასაზომად გამოყენებული ერთეულები არის მეტრი წამში. ამასთან, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ წყლის დინების სიჩქარე მდინარის სხვადასხვა ნაწილში ერთნაირი არ არის. ის თანდათან იზრდება, წარმოიქმნება არხის ქვემოდან და კედლებიდან და უდიდეს ძალას იძენს ნაკადის შუა ნაწილში. ნაკადის საშუალო სიჩქარე გამოითვლება არხის რამდენიმე მონაკვეთზე ჩატარებული გაზომვების საფუძველზე. უფრო მეტიც, მდინარის თითოეულ მონაკვეთზე ტარდება მინიმუმ ხუთი ლაქა გაზომვა.
წყლის დინების სიჩქარის გასაზომად გამოიყენება სპეციალური საზომი მოწყობილობა - ჰიდრომეტრიული გრუნტი, რომელიც ეშვება გარკვეულ სიღრმეზე წყლის ზედაპირზე მკაცრად პერპენდიკულარულად და ოცი წამის შემდეგ შეგიძლიათ წაიკითხოთ მოწყობილობა. მდინარის საშუალო სიჩქარის და მისი სავარაუდო განივი ფართობის გათვალისწინებით, გამოითვლება მდინარის წყლის ხარჯი.
ამაზონის საპირისპირო ნაკადი
გარდა ამისა, მდინარე ამაზონი არის საპირისპირო დინების მფლობელი, რომელიც წარმოიქმნება ოკეანის მოქცევის დროს. წყალი დიდი სიჩქარით მიედინება - 25 კმ/სთ ან 7 მ/წმ, უკან მოძრაობს მატერიკზე. ტალღები ამავდროულად 4-5 მეტრს აღწევს სიმაღლეში. რაც უფრო შორს გადის ტალღა ხმელეთზე, მით უფრო მცირდება მისი დესტრუქციული ეფექტი. მოქცევა ჩერდება ამაზონის ზემოთ 1400 კილომეტრის მანძილზე. ასეთ ბუნებრივ მოვლენას „პოროროკა“ - ჭექა-ქუხილი უწოდეს.
მდინარეებში წყლის მოძრაობა წარმოიქმნება გრავიტაციის მოქმედების შედეგად და, გარდა ამისა, ეს დამოკიდებულია კორიოლის ძალაზე, გადატანილი ნამსხვრევების რაოდენობაზე და სხვა ფაქტორებზე. დინების სიჩქარე მდინარის დახრილობის პროპორციულია - რაც უფრო დიდია დახრილობა, მით მეტია სიჩქარე, შესაბამისად, მით მეტია მდინარის ეროზიული სიმძლავრე. არხის დახრილობის მცირედი ცვლილება (ტექტონიკური მოძრაობა, დალექვა, ჭრა) დაუყოვნებლივ აისახება წყლის დინების სიჩქარის რეჟიმზე. მთის მდინარეებს აქვთ დიდი სიჩქარე, ბრტყელი მდინარეები მიედინება ნელა, მეანდრირებული და ფართოდ ადიდება. მდინარის სიჩქარე განისაზღვრება ჩეზის ცნობილი ფორმულით:
სადაც: c არის შეზის კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია მდინარის არხში წინააღმდეგობის ძალებზე; R არის ჰიდრავლიკური რადიუსი (წყლის დინების ღია ფართობის თანაფარდობა არხის დასველებულ პერიმეტრთან), რომელიც ბუნებრივ ნაკადებში პრაქტიკულად შეესაბამება მათ საშუალო სიღრმეს; მე მდინარის ფერდობი ვარ. ჰიდრავლიკური რადიუსი ახასიათებს არხის ფორმას. ის ყველაზე დაბალ მნიშვნელობებს აღწევს ძალიან ფართო, მაგრამ არაღრმა არხებში, რომელთა სიგანე 10-ჯერ აღემატება სიღრმეს. ამ შემთხვევაში, წყალი განიცდის ძლიერ შენელებას არხის ფსკერზე და ნაპირებზე ხახუნის გამო და ნელა მიედინება. სწრაფი დინება შეინიშნება ყველაზე დიდი ჰიდრავლიკური რადიუსის მქონე ნაკადებში, რომლებსაც იგივე განივი კვეთითა და დახრილობით აქვთ ყველაზე მცირე დასველებული პერიმეტრი. ამრიგად, ნაკადის ნებისმიერი კონცენტრაცია ვიწრო არხებში იწვევს მისი სიჩქარის ზრდას და მისი ეროზიული სიმძლავრის ზრდას. იოდის მოძრაობა იწვევს უწყვეტ ეროზიას და დაგროვებას და შესაბამისად მდინარის კალაპოტის ტოპოგრაფიის მუდმივ ცვლილებას. ზედაპირული ნაკადის უდიდესი სიჩქარის ხაზს ეწოდება ბირთვი, რომელიც ჩვეულებრივ ემთხვევა უდიდესი სიღრმის ხაზს (გადასავალი გზა). მდინარის ქვედა დინების მოსახვევებიდან გამომდინარე, ღერო მონაცვლეობით გადადის ერთი ნაპირიდან მეორეზე.
ნაკადის კინეტიკური ენერგია და, შესაბამისად, ეროზიული და ტრანსპორტირების უნარი დამოკიდებულია წყლის მასაზე და მის სიჩქარეზე. ეს ენერგია იხარჯება წყლის მოძრაობის წინააღმდეგობის დაძლევაზე, მყარი ნივთიერების შეჩერებული ნაწილაკების გადატანაზე, მდინარის ფსკერზე ნამსხვრევების მოძრაობაზე და ნაკადის დინების აჩქარებაზე. ნამსხვრევების ზომა და მდინარის მიერ გადატანილი მასალის მთლიანი მასა ასევე დიდწილად დამოკიდებულია დინების სიჩქარეზე. აირის კანონის მიხედვით, ნაკადით გამოყვანილი სხეულის წონა პროპორციულია მისი სიჩქარის მეექვსე ხარისხთან, ანუ თუ ნაკადის სიჩქარე გაორმაგდება, მაშინ მის მიერ გადატანილი ნამსხვრევების წონა იქნება 64-ჯერ. ტრანსპორტირებადი ნალექის მთლიანი მოცულობა ასევე ემორჩილება იმავე ნიმუშს. სიჩქარის ზრდით, მაგალითად, 4-ჯერ, ტრანსპორტირებული მასალის მასა იზრდება 4e-ით, ანუ 4096-ით. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ მთის მდინარეები, რომლებიც დაბალ წყლის დროს ფსკერზე მხოლოდ პატარა კენჭებს მოძრაობენ, მაღალი წყლის დროს გადააქვს უზარმაზარი ლოდები და დიდი რაოდენობით ნალექი. თუმცა, იგივე ლოდები და ნალექები მშვიდად დარჩება ძლიერი, მაგრამ ნელა მიედინება ბრტყელი მდინარის ფსკერზე.
ვინაიდან მდინარის ნალექის ფრაგმენტების ზომა დამოკიდებულია დინების მასაზე და სიჩქარეზე, ნალექის შემადგენლობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას უძველესი მდინარეების არხის პროცესების ბუნების შესაფასებლად. თუ დიდი ფრაგმენტები დევს გამონაყარის თავზე, ხოლო წვრილი ნაწილაკები ქვემოთ, მაშინ ეროზია თანდათან ძლიერდება, საპირისპირო თანაფარდობით, ის სუსტდება და გროვდება.
წყალი და არხი ყოველთვის ურთიერთდაკავშირებულია, ამიტომ ყველა არხის ნაკადში არის ორი ძირითადი ურთიერთქმედება: ერთის მხრივ, არხი აკონტროლებს დინებას, ხოლო მეორეს მხრივ, ნაკადი აკონტროლებს არხს. პირველ შემთხვევაში არხის რელიეფი იწვევს მდინარის სიჩქარის რეჟიმის ცვლილებას; მეორეში, თავად არხის ფორმა იცვლება ნაკადის ეროზიული აქტივობის გავლენით. მაგალითად, არხის გაფართოებულ მონაკვეთებში დინება ვრცელდება, კარგავს სიჩქარეს, ან მდინარის შევიწროებისას დინება ზრდის სიჩქარეს, ინტენსიურად ანადგურებს არხს, ცვლის ხეობის რელიეფს. თუ მდინარის კალაპოტი შედგება სტაბილური ფსკერისაგან, მაშინ როგორც ნაკადი, ასევე კალაპოტი უფრო სტაბილური ხდება. ამასთან, ნაკადი, რომელიც იმყოფება არხთან მუდმივ ურთიერთქმედებაში, მუდმივად მიდრეკილია მოძრაობის მეტ-ნაკლებად სტაბილური ფორმებისკენ, რაც, მ.ა. ველიკანოვის (1958) მიხედვით, აიხსნება იმით, რომ ის ცდილობს მინიმალური ენერგიის დახარჯვას, რათა გადალახოს ყველა წინააღმდეგობა. მოძრაობა, არხის ნაკადის დაშლის (ენერგიის დაკარგვასთან ასოცირებული) პრინციპის მიხედვით. მეანდერინგი მდინარის მოძრაობის ასეთი სტაბილური ფორმაა.
1. აირჩიეთ ცივი დენი შემოთავაზებული სიიდან:
ა) გოლფსტრიმი
ბ) კუროშიო
გ) პერუს
დ) გვინეის
2. დაასახელეთ „ზედმეტი“ მთები მდებარეობის მიხედვით:
ა) ჰიმალაი
ბ) ანდები
გ) ტიბეტი
დ) ალპები
3. ევრაზიის რომელ კლიმატურ ზონას უკავია ყველაზე დიდი ტერიტორია?
ა) სუბარქტიკული
ბ) სუბტროპიკული
გ) სუბეკვატორული
დ) ზომიერი
4. ჩამოთვლილი მთებიდან რომელია ყველაზე დაბალი?
ა) ჰიმალაი
ბ) კორდილერა
გ) ურალის
დ) ანდები
5. მატერიკი, რომელიც არ ეკუთვნის არცერთ სახელმწიფოს:
ა) ანტარქტიდა
ბ) აფრიკა
გ) ევრაზია
დ) ავსტრალია
6. ზღვა არ განეკუთვნება არქტიკული ოკეანის აუზს:
ა) ჩუქჩი
ბ) ბარენცი
გ) ბალტიისპირეთი
დ) ლაპტევი
7. ყველაზე მარილიანი ოკეანე:
ა) მშვიდი
ბ) არქტიკა
გ) ატლანტიკური
დ) ინდური
8. მეტეოროლოგიურ სადგურებზე ატმოსფერული წნევა განისაზღვრება:
ა) თერმომეტრი
ბ) ბარომეტრი
გ) ამინდის ზოლი
დ) წვიმის ლიანდაგი
9. რომელი ქარებია სეზონური?
ა) სავაჭრო ქარები
ბ) დასავლეთის ქარები
გ) მუსონები
დ) ნიავი
10. რა ტიპის ჰაერის მასას ახასიათებს დაბალი ტენიანობა და ზაფხულის მაღალი ტემპერატურა?
ა) ტროპიკული
ბ) ზომიერი
გ) არქტიკა
დ) ეკვატორული
11. რომელ ბუნებრივ ტერიტორიაზე ცხოვრობენ ლომები, ჰიპოპოტამები, ჟირაფები, ანტილოპები?
ა) ეკვატორული ტყეები
ბ) უდაბნო
გ) ხისტი ტყეები
დ) სავანები
12. ზღვა მარგინალურია:
ა) შავი
ბ) თეთრი
გ) ბარენცი
დ) ბალტიისპირეთი
13. რა განსაზღვრავს ქარის სიძლიერეს?
ა) დედამიწის ბრუნვის სიჩქარე
ბ) ოკეანეების სიახლოვისგან
გ) ატმოსფერული წნევის სხვაობიდან
დ) წელიწადის დროიდან
14. ზედმეტად ნოტიო მიწა ტენიანობის მოყვარული მცენარეულობით არის ...
ა) წყალსაცავი
ბ) ჭაობი
გ) მდინარე
დ) ტბა
15. სიმაღლე ზღვის დონიდან ჰქვია?
Ნათესავი
ბ) ჰორიზონტალური
გ) ვერტიკალური
დ) აბსოლუტური
ოკეანეებისა და ზღვების ეკოლოგიური პრობლემების გადაჭრა, კონკრეტული მაგალითებით დადასტურება 4. ფიზიკური რუქის გამოყენებით ერთ-ერთი ზღვის აღწერა (სურვილისამებრ) შემდეგი გეგმის მიხედვით; ა) რომელი ოკეანის აუზს ეკუთვნის ზღვა; ბ) შიდა თუ გარე ზღვა; გ) რა მიმართულებით არის გადაჭიმული; დ) რა მანძილზე მდებარეობს ის თქვენი ტერიტორიიდან; იყინება თუ არა წყალი? ზ) რა მდინარეები ჩაედინება მასში. 5. რა მნიშვნელობა აქვს ტბებს ეკონომიკაში 6. როგორ იყენებს ადამიანი მიწისქვეშა წყლებს 7. რატომ არის მიწისქვეშა წყლების დაცვა ჩვენი დროის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა. 8. რა განსხვავებაა დაფარულ მყინვარებსა და მთის მყინვარებს შორის. 9. დაწერეთ გეოგრაფიული ესე თემაზე "ჩემი პროექტი ოკეანის (ზღვების, ტბების, მდინარეების) დაცვისთვის" წინასწარ დიდი მადლობა, რომ დამეხმარეთ ბევრი PC ATP-ის მიცემაში.
სად არის საზღვრები ლითოსფეროს ფირფიტებს შორის ა) ხევების გასწვრივ; ბ) ვაკეებზე და მდინარეებზე; გ) შუა ოკეანის ქედების და ღრმა ზღვის თხრილების გასწვრივ; დ) გასწვრივკონტინენტების სანაპირო ზოლი რა ჰქვია ლითოსფერული ფირფიტების უძველეს სტაბილურ უბნებს ა) დაკეცილი ადგილები; ბ) პლატფორმები; გ) ვაკე; დ) ოკეანის ფსკერი.რა ჰქვია ხანგრძლივ ამინდის რეჟიმს, რომელიც მეორდება მოცემულ ტერიტორიაზე წლიდან წლამდე ა) კლიმატი; ბ) ამინდი; გ) იზოთერმი; დ) სათბურის ეფექტი, რაც უფრო ახლოს არის ეკვატორთან, მით უფრო დიდია მზის სხივების დაცემის კუთხე და მით ნაკლებია დედამიწის ზედაპირი თბება; ბ) რაც უფრო მცირეა მზის სხივების დაცემის კუთხე და მით უფრო მაღალია. ჰაერის ტემპერატურა ტროპოსფეროში, რაც უფრო დიდია მზის სხივების დაცემის კუთხე და დედამიწის ზედაპირი უფრო თბება, რაც ნიშნავს, რომ ჰაერის ტემპერატურა ატმოსფეროს ზედაპირულ ფენაში უფრო მაღალია დ) მზის სხივების დაცემის კუთხე. ნაკლებია და დედამიწის ზედაპირი ნაკლებად თბება რა ქარები ჭარბობს ტროპიკულ განედებში ა) სავაჭრო ქარები; ბ) დასავლური; გ) ჩრდილოეთი; დ) მუსონები სად არის დედამიწაზე დაბალი წნევის უბნები ა) ეკვატორთან და ზომიერ განედებში; ბ) ზომიერ და ტროპიკულ განედებში გ) პოლუსებთან; დ) მხოლოდ კონტინენტებზე. რა განედებზე შეიმჩნევა ჰაერის ზევით მოძრაობა ა) ტროპიკულში; ბ) ეკვატორულში; გ) ანტარქტიდაში; დ) არქტიკაში რომელ კლიმატურ ზონაში დომინირებს 2 ჰაერის მასა წლის განმავლობაში: ზომიერი და ტროპიკული ა) ზომიერში; ბ) ტროპიკებში; გ) სუბტროპიკულში; დ) სუბეკვატორულში.რომელი კლიმატისთვის. სარტყლებს ახასიათებს დასავლეთის ქარების დომინირება, გამოხატული სეზონები?ა) ტროპიკულისთვის; ბ) ეკვატორულისთვის; გ) საშუალო სიმძიმისთვის; დ) არქტიკისთვის.რაზეა დამოკიდებული ოკეანის წყლების მარილიანობა? ა) ნალექების რაოდენობაზე; ბ) აორთქლებისგან; გ) მდინარის წყლების შემოდინებიდან; დ) ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი მიზეზის გამო.ოკეანის ზედაპირული წყლების ტემპერატურა: ა) ყველგან ერთნაირია; ბ) იცვლება და დამოკიდებულია გრძედზე, გ) იცვლება მხოლოდ სიღრმეზე; დ) იცვლება სიღრმისა და გრძედის მიხედვით.რა არის ხმელეთზე ბუნებრივი ზონების მონაცვლეობის მიზეზი ა) ტენიანობის რაოდენობა; ბ) სითბოს რაოდენობას; გ) მცენარეულობა; დ) სითბოსა და ტენიანობის თანაფარდობა. ნაწილი B რა არის სამი ფენა, რომელიც ქმნის კონტინენტურ ქერქს, რა მნიშვნელობა აქვს ატმოსფეროს ცოცხალი ორგანიზმებისთვის? (მინიმუმ 3 ფაქტორი) მიუთითეთ, რის წყალობით არის დაკავშირებული გეოგრაფიული გარსის ყველა კომპონენტი ერთ მთლიანობაში? განსაზღვრეთ რასის ცნება და მიუთითეთ ადამიანთა ძირითადი რასები. ნაწილი C. რა ძალით მოძრაობს ლითოსფეროს ფირფიტები? რატომ მოძრაობს თუ არა ჰაერის მასები წლის განმავლობაში ჩრდილოეთისკენ, შემდეგ სამხრეთისკენ რა არის სიმაღლის ზონალობა? და მისი მთავარი ნიმუში.
დინების საშუალო სიჩქარეები იცვლება მდინარის სიგრძეზე არხის კვეთის ზომის ცვალებადობის გამო. კონკრეტულ განივი განლაგებისას საშუალო სიჩქარე გამოითვლება მდინარის სიღრმეზე და სიგანეზე დინების ცალკეულ წერტილებზე გაზომილი ადგილობრივი სიჩქარის საშუალო სიჩქარით. თავის მხრივ, ადგილობრივი სიჩქარეები დინების სხვადასხვა წერტილში მნიშვნელოვნად განსხვავდება ერთმანეთისგან. ზედაპირზე, ისინი, როგორც წესი, უფრო დიდია, ვიდრე ბოლოში, ხოლო ნაპირებთან, პირიქით, უფრო ნაკლებია, ვიდრე მდინარის შუა ნაწილში.
ამ განაწილებაზე ძლიერ გავლენას ახდენს არხის ჯვრის მონაკვეთის ფორმა და ამ ტერიტორიაზე წყლის მოძრაობის პირობები.
მცენარეული საფარის ან სხვა დამატებითი უხეშობის არსებობა მდინარის ფსკერზე იწვევს წყლის თითქმის ქვედა ნაკადის შემცირებას. ზამთარში თავისუფალ ზედაპირზე ყინულის საფარის წარმოქმნა დამატებით წინააღმდეგობას ქმნის წყლის მოძრაობის მიმართ. შედეგად, ზედაპირული ნაკადის სიჩქარე მცირდება და მაქსიმალური სიჩქარეები გადადის ნაკადის უმეტესობაში. ეს განაპირობებს იმას, რომ მდინარის კვეთაში საშუალო სიჩქარეც მცირდება ზამთარში ზაფხულის პერიოდთან შედარებით, ყველა დანარჩენი თანაბარია.
ცოცხალ მონაკვეთზე ლოკალური ნაკადის სიჩქარის განაწილების გასაანალიზებლად, პრაქტიკაში ისინი იზომება დინების სიღრმის ცალკეულ წერტილებზე მთელ სერიაზე. მაღალსიჩქარიანი ვერტიკალები, დაგეგმილია მდ. ნახ. 4.4 გვიჩვენებს მდინარის კალაპოტის განივი კვეთის პროფილი ვერტიკალებზე გაზომილი დინების სიჩქარეებით. ამ მაგალითში მიმდინარე სიჩქარეები გაზომილია 5 წერტილები ნაკადის სიღრმის გასწვრივ. მდინარის პროფილი ჩანს იზოტაქია -თანაბარი სიჩქარის ხაზები არხის კვეთაზე.
შენობის ზედა ნაწილში ნაჩვენებია დიაგრამასაშუალო დენის სიჩქარის განაწილება ვერტიკალებზე მდინარის სიგანის გასწვრივ და წერტილოვანი ხაზი არის ნაკადის საშუალო სიჩქარის მნიშვნელობა ცოცხალ მონაკვეთზე.
წყლის დინების სიჩქარის გაზომვის მიხედვით დინების სიღრმის გასწვრივ ცალკეულ წერტილებში შესაძლებელია აშენდეს დიაგრამამათი ვერტიკალური განაწილება. ასეთი კონსტრუქციის მაგალითი ნაჩვენებია ნახ. 4.5. ამ გრაფიკის ვერტიკალურ ღერძზე, წყლის თავისუფალი ზედაპირიდან სიჩქარის საზომ წერტილებამდე მანძილი გამოსახულია მასშტაბით, ხოლო ამ სიჩქარის მნიშვნელობები გამოსახულია ჰორიზონტალური ღერძის გასწვრივ. საშუალო ვერტიკალური სიჩქარე ჩვეულებრივ მანძილზეა 0.4სთითვლიან მდინარის ფსკერიდან.
თითოეულ კონკრეტულ შემთხვევაში, ნაკადის სიჩქარის განაწილება არხის ვერტიკალურ და სიგანეზე დამოკიდებულია ტერიტორიაზე წყლის მოძრაობის პირობებზე. ჩვეულებრივ, ზედაპირული ნაკადის მაქსიმალური სიჩქარე და დინების მაქსიმალური საშუალო სიჩქარე ვერტიკალებზე შეინიშნება არხის თავისუფალ მონაკვეთში მაქსიმალური სიღრმეების რეგიონში. თოფებზე საშუალო დენის სიჩქარის დიაგრამა გასწორებულია მდინარის სიგანეზე მისადგომ ღრმულებთან შედარებით. სიჩქარის ყველაზე დიდი არათანაბარი განაწილება მდინარის სიგანეზე შეინიშნება არხის შემობრუნების მონაკვეთებზე. ამ შემთხვევაში ნაკადის მაქსიმალური სიჩქარე კონცენტრირებულია მდინარის ჩაზნექილ, ქვედა დინების ნაპირზე. ნახ. 4.6 გვიჩვენებს საშუალო ვერტიკალური ნაკადის სიჩქარის განაწილების დიაგრამებს მდინარის არასტაბილურ მონაკვეთზე.
ბრინჯი. 4.6. საშუალო დენის სიჩქარეების განაწილება
მდინარის განხეთქილებაზე
მდინარის სიგანის გასწვრივ ნაკადის სიჩქარის განაწილების ანალიზი აჩვენებს, რომ დინების ბირთვში, არხის ღრმა ნაწილში, წყლის რეალური ნაკადის სიჩქარე ყოველთვის აღემატება საშუალოს ცოცხალ მონაკვეთზე.
ამიტომ ტექნიკური და ეკონომიკური გამოთვლების შესრულებისას შემოდის კონცეფცია ოპერაციული ნაკადის სიჩქარე, რომლის მნიშვნელობა შეგიძლიათ იხილოთ შემდეგი ურთიერთობიდან:
, (4.8)
სადაც: ვავ -დინების საშუალო სიჩქარე თავისუფალი მონაკვეთის გასწვრივ მდინარის განხილულ მონაკვეთში, მ/წმ;
DVარის განსხვავება გემის კურსის ღერძზე მიმდინარე სიჩქარესა და მდინარის მოცემულ მონაკვეთში ცოცხალი მონაკვეთის გასწვრივ საშუალო სიჩქარეს შორის, მ/წმ.
ნაკადის საშუალო სიჩქარის მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს ჩეზის ფორმულით ან საველე გაზომვების საფუძველზე. მდინარეში დინების სიჩქარე იზომება სპეციალური ინსტრუმენტებით - ჰიდრომეტრიული გრუნტი(სურ. 4.7) ან ათწილადების დაწყებით. განსაზღვრეთ რაოდენობის მნიშვნელობა DVპირდაპირი გაზომვები მდინარის გრძელ მონაკვეთზე ძალიან რთულია.
ბრინჯი. 4.7. ჰიდრომეტრიული გრუნტი:
1 - პირები; 2 - სხეული; 3 - კუდი;
4 - როდ; 5 - ელექტრო ტერმინალები
პრაქტიკაში, საოპერაციო სიჩქარე მდინარის კონკრეტული მონაკვეთისთვის განისაზღვრება გემის სიჩქარის გაზომვით ნაპირთან მიმართებაში დინების შემდეგ. ვვნდა დინების საწინააღმდეგოდ Vccფორმულის მიხედვით
. (4.9)
მიახლოებითი გამოთვლებისთვის ხშირად იღებენ მას
დენის ოპერაციული სიჩქარის ცოდნა, შეგიძლიათ იპოვოთ გემის სიჩქარე ნაპირთან შედარებით:
ქვევით გადაადგილებისას
, (4.11)
მოძრაობს დინების საწინააღმდეგოდ
, (4.12)
სადაც: Vs -გემის სიჩქარე მშვიდ წყალში (დენის არარსებობის შემთხვევაში), მ/წმ.
გემის სიჩქარის მიღებული მნიშვნელობები პრაქტიკაში გამოიყენება საქონლის მიწოდების დროის დაგეგმვისა და დისპეტჩერიზაციის გრაფიკის შედგენისას.
მეტის ნახვა:
მდინარეებზე მრავალი საინჟინრო ნაგებობის აგებისას აუცილებელია ვიცოდეთ, რა რაოდენობის წყალი მიედინება კონკრეტულ ადგილას წამში, ან, როგორც ამბობენ, წყლის ნაკადი. ეს აუცილებელია ხიდების, კაშხლების სიგრძის დასადგენად, ასევე სარწყავი და წყალმომარაგებისთვის.
წყლის ნაკადი ჩვეულებრივ იზომება კუბურ მეტრებში წამში. წყლის ჩაშვება მაღალ წყალში ძალიან განსხვავდება დაბალ წყალში ჩაშვებისგან, ანუ ზაფხულის დაბალ დონეზე. ცხრილი 7 გვიჩვენებს ზოგიერთი მდინარის ხარჯებს, როგორც მაგალითი.
თუ გონებრივად გადავჭრით მდინარეს დინების გასწვრივ, მივიღებთ მდინარის ე.წ. დინების სიჩქარის განაწილება მდინარის ცოცხალ მონაკვეთზე ძალიან არათანაბარია. დენის სიჩქარეზე გავლენას ახდენს არხის სიღრმე, მისი ფორმა და დაბრკოლებები, რომლებსაც მდინარე ხვდება მის გზაზე, მაგალითად, ხიდის საყრდენი, კუნძული და ა.შ.
ჩვეულებრივ, ნაპირებთან სიჩქარე უფრო დაბალია, ხოლო შუაში, მდინარის ღრმა ნაწილში, სიჩქარე გაცილებით მაღალია, ვიდრე ზედაპირულში. ნაკადის ზედა ნაწილში სიჩქარე უფრო დიდია და რაც უფრო ახლოსაა ფსკერთან მით ნაკლები. მდინარის ბრტყელ მონაკვეთზე, ყველაზე მაღალი სიჩქარე, როგორც წესი, გარკვეულწილად წყლის ზედაპირზეა, მაგრამ ზოგჯერ ყველაზე მაღალი სიჩქარე ასევე შეინიშნება ზედაპირზე.
თუ დენი შეხვდება დაბრკოლებას, მაგალითად, ხიდის საყრდენს, კუნძულს, მაშინ ყველაზე მაღალი სიჩქარე შეიძლება მიუახლოვდეს მდინარის ფსკერს. ოქსბოუს ტბებზე წყალდიდობის დროს, ფსკერთან ახლოს სიჩქარე ნულამდე ეცემა.
სურათი 14 გვიჩვენებს დინების სიჩქარის განაწილებას ვოლგის ცოცხალი მონაკვეთის გასწვრივ სარატოვთან წყალდიდობის დროს. მარცხენა მკლავში ზედაპირზე სიჩქარე არის 1,3 წამში, ხოლო მარჯვენა მკლავში 1,7 წამში. კუნძულზე, რომელიც წყალდიდობის დროს წყლით არის დაფარული, სიჩქარე წამში 0,5-მდე ეცემა. მდინარის ფსკერზე სიჩქარეები 0,4-მდე ეცემა. ზაფხულში, ამ მონაკვეთში ყველაზე მაღალი სიჩქარე მთავარ არხზე იყო არაუმეტეს 0,4 წამში.
მდინარის გასწვრივ, სიჩქარე ასევე შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს საცხოვრებელი განყოფილების ფორმის მიხედვით. მაგალითად, სარატოვის თოთხმეტი კილომეტრის ქვემოთ, უვეკის მახლობლად, სადაც არხს არ აქვს კუნძულები და შემოიფარგლება კაშხლებით, წყალდიდობის დროს ზედაპირული სიჩქარე წამში 3-ს აღწევდა, ხოლო სარატოვში სიჩქარე წამში 1,8-მდე იყო.
მდინარის ღრმა ადგილებში, რომლებსაც გადაჭიმვებს უწოდებენ, თავისუფალი მონაკვეთი უფრო დიდია. არაღრმა ადგილებში ან რიფტებში თავისუფალი მონაკვეთი გაცილებით მცირეა. ვინაიდან მდინარის სიგრძეზე მოკლე მონაკვეთში წყლის ნაკადის სიჩქარე თანაბარია, ხოლო მონაკვეთზე მონაკვეთები უფრო დიდია, ვიდრე ნაპრალზე, დინების სიჩქარე განსხვავებული იქნება: ღრმა ადგილას წყალი წყნარად მიედინება, ხოლო განხეთქილება ბევრად უფრო სწრაფია.
დენის სიჩქარე ასევე დამოკიდებულია ნაკადის დახრილობაზე, ფსკერის უხეშობაზე და სიღრმეზე. რაც უფრო დიდია დახრილობა, მით უფრო გლუვია საწოლი და რაც უფრო სწორია მისი ფორმა, მით უფრო მაღალია დენის სიჩქარე. მდინარეებზე მიახლოებითი სიჩქარე ნაჩვენებია ცხრილში 8.
ცხრილი აჩვენებს "საშუალო სიჩქარეს". ეს სიჩქარე განისაზღვრება წყლის ნაკადის გაყოფით მდინარის საცხოვრებელი მონაკვეთის ფართობზე. ზედაპირის ყველაზე მაღალი სიჩქარე ჩვეულებრივ ერთნახევარჯერ მეტია, ქვედა კი ერთნახევარჯერ ნაკლებია საშუალო სიჩქარეზე.
ჰიდრომეტრიის მეცნიერება დაკავებულია მდინარეებში წყლის სიჩქარისა და დინების გაზომვით.
წყლის ნაკადის სიჩქარის გაზომვა შესაძლებელია ძალიან მარტივი გზით.
ამისათვის თქვენ უნდა გაზომოთ გარკვეული მანძილი ნაპირის გასწვრივ, ყოველ შემთხვევაში, ნაბიჯებით, დააყენოთ ნიშნები და ჩააგდოთ ათწილადი ან უბრალოდ ნაჭერი წყალში ზედა ნიშნის ოდნავ ზემოთ. ათწილადის ერთი ნიშნიდან მეორეზე გადასვლის დრო იზომება მეორადი ხელის საათით. ნიშნებს შორის მანძილის გაყოფით იმ დროზე, როდესაც ათწილადი ცურავს ერთი ნიშნიდან მეორეზე, მივიღებთ ზედაპირული ნაკადის სიჩქარეს ამ ადგილას.
გამოკვლევების დროს, მოცურების გავლა გამოვლინდება სპეციალური გონიომეტრიული ხელსაწყოთი.
სიჩქარის გაზომვა ყველაზე ზუსტად შეიძლება ჰიდრომეტრიული მბრუნავი მაგიდების გამოყენებით (ნახ. 15). ეს გრუნტი ლითონის ღეროზე (4-მდე სიღრმეზე) ან კაბელზე (ნებისმიერ სიღრმეზე) ჩაედინება სპეციალურად აღჭურვილი გემებიდან წყალში სხვადასხვა სიღრმეზე. როგორც კი სპინერი აკეთებს გარკვეული რაოდენობის ბრუნს, მასში არსებული ელექტრული მავთულები იკეტება, დენი მიედინება სპინერში და ზემოდან მიიღება მოკლე ზარი. ინდივიდუალურ ზარებს შორის დროის ინტერვალი შეესაბამება ნაკადის გარკვეულ სიჩქარეს. მბრუნავი მაგიდის ქვევით და დაბლა დაწევით, შეგიძლიათ გაზომოთ სიჩქარე მდინარის მთელ სიღრმეზე მოცემულ ვერტიკალზე.
მდინარეში წყლის დინება გამოითვლება შემდეგნაირად. თითოეულ 10-20 ვერტიკალზე, რომელიც მდებარეობს დინების გასწვრივ, ერთმანეთისგან იმავე მანძილზე, განისაზღვრება დინების საშუალო სიჩქარე, რომელიც შემდეგ მრავლდება ვერტიკალებს შორის მდინარის დინების ფართობზე. ვერტიკალებს შორის ამ გზით მიღებული ინდივიდუალური კერძო ხარჯები ემატება. ჯამი იძლევა მდინარის მთლიან ხარჯს, გამოსახული კუბურ მეტრებში წამში.
დასასრულს ვაძლევთ გარკვეულ ინფორმაციას მდინარეების ფორდის გადაკვეთის შესახებ.
სიჩქარის მიხედვით, ტალღის გაკეთება შესაძლებელია სხვადასხვა სიღრმეზე. როგორც წესი, 1.5 სიჩქარით შეგიძლიათ იაროთ 1 სიღრმეზე, ცხენით - 1.2 სიღრმეზე, მანქანით - 0.5 სიღრმეზე. 2 სიჩქარით შეგიძლიათ იაროთ 0,6 სიღრმეზე, გადაკვეთოთ მდინარე ცხენებით - 1 სიღრმეზე, მანქანით - 0,3 სიღრმეზე.თუ წყალი უძრავია, ფორდისთვის ყველაზე დიდი სიღრმე განისაზღვრება მხოლოდ. ადამიანის სიმაღლისა და მანქანის დიზაინის მიხედვით.
მდინარის სიჩქარის გაზომვის რამდენიმე გზა არსებობს. ამის გაკეთება შეგიძლიათ მათემატიკური ამოცანების ამოხსნისას, როდესაც არის გარკვეული მონაცემები, ან შეგიძლიათ გააკეთოთ პრაქტიკული მოქმედებების გამოყენებით.
მდინარის სიჩქარე
დენის სიჩქარე პირდაპირ დამოკიდებულია არხის დახრილობაზე. არხის დახრილობა არის ორი მონაკვეთის სიმაღლის სხვაობის თანაფარდობა მონაკვეთის სიგრძესთან. რაც უფრო დიდია დახრილობა, მით უფრო სწრაფია მდინარის დინება.
რა არის მდინარის დინების სიჩქარე, ამის გარკვევა შეგიძლიათ ნავით მდინარის გასწვრივ ზევით და შემდეგ ქვევით. ნავის სიჩქარე დინების ქვემოთ არის V1, ნავის სიჩქარე დინების ზემოთ არის V2. მდინარის სიჩქარის გამოსათვლელად გჭირდებათ (V1 - V2): 2.
წყლის დინების სიჩქარის გასაზომად გამოიყენება სპეციალური ჩამორჩენის მოწყობილობა, სპინერი, რომელიც შედგება დანა, სხეული, კუდის მონაკვეთი და როტორი.
არსებობს კიდევ ერთი მარტივი გზა მდინარის სიჩქარის დასადგენად.
გაზომეთ დინების ზემოთ 10 მეტრი, შეგიძლიათ ნაბიჯები. თქვენი სიმაღლე უფრო ზუსტი იქნება. შემდეგ ნაპირზე ქვით ან ტოტით გააკეთეთ ნიშანი, ჩაყარეთ ჩიპი ნიშნის ზემოთ მდინარეში. მას შემდეგ, რაც ჩიპი ნაპირზე ნიშნულთან გასწორდება, თქვენ უნდა დაიწყოთ წამების დათვლა. შემდეგ გაზომილი მანძილი 10 მეტრი გაყავით ამ მანძილის წამების რაოდენობაზე. მაგალითად, ხის ნაჭერმა 10 მეტრი 8,5 წამში გაცურა. მდინარის სიჩქარე წამში 1,18 მეტრი იქნება.
წყლის რეჟიმის ელემენტები და მათზე დაკვირვების მეთოდები
(ლ.კ. დავიდოვის მიხედვით)
რიგი მიზეზების გავლენით, რომლებიც ქვემოთ იქნება განხილული, იცვლება წყლის დინება მდინარეებში, დონის ზედაპირის პოზიცია, მისი ფერდობები და დინების სიჩქარე. დროთა განმავლობაში წყლის ჩაშვების, დონის, ფერდობებისა და ნაკადის კუმულატიურ ცვლილებას წყლის რეჟიმი ეწოდება, ხოლო გამონადენის, დონეების, ფერდობებისა და სიჩქარის მნიშვნელობების ცვლილებას ცალკე წყლის რეჟიმის ელემენტებს უწოდებენ.
წყლის მოხმარება (Q) არის წყლის რაოდენობა, რომელიც მიედინება მდინარის მოცემულ ცოცხალ მონაკვეთში დროის ერთეულში. ნაკადის სიჩქარე გამოიხატება მ3/წმ-ში. წყლის დონე (H) - წყლის ზედაპირის სიმაღლე (სანტიმეტრებში), რომელიც იზომება მუდმივი შედარების სიბრტყიდან.
დონის დაკვირვება და დამუშავების მეთოდები
დონის რყევებზე დაკვირვება ხორციელდება წყლის საზომ პუნქტებზე (ნახ. 73) და მოიცავს წყლის ზედაპირის სიმაღლის გაზომვას გარკვეული მუდმივი სიბრტყის ზემოთ, აღებული როგორც საწყისი ან ნული. ასეთი თვითმფრინავი, როგორც წესი, აღებულია, როგორც თვითმფრინავი, რომელიც გადის ნიშანს წყლის ყველაზე დაბალი დონიდან ოდნავ ქვემოთ. ამ სიბრტყის აბსოლუტურ ან ფარდობით ნიშანს ეწოდება გრაფის ნული, რომლის გადაჭარბებით მოცემულია ყველა დონე.
ბრინჯი. 73. წყობის წყლის გამრიცხველიანება (ა) და წყლის დონის მაჩვენებლები გადასატან რელსზე (ბ).
გაზომვები კეთდება წყლის ლიანდაგის გამოყენებით 1 სმ სიზუსტით.რეიკი ორგვარია - მუდმივი და პორტატული. მუდმივი ფილები მიმაგრებულია ხიდების საყრდენებზე ან ნაპირის მახლობლად არხის ძირში ჩაყრილ გროვაზე. ნაზი ნაპირებით და დონის რყევების დიდი ამპლიტუდებით, დაკვირვებები ხორციელდება პორტატული სარკინიგზო ლიანდაგის გამოყენებით. ამისათვის, ხაზში განლაგებული რამდენიმე გროვა ჩაედინება მდინარის კალაპოტში და ჭალაში.
წყობის თავების ნიშნები ნიველირებას უკავშირდება ნაპირზე დაყენებული წყლის საზომი სადგურის ნიშნულთან, რომლის აბსოლუტური ან ფარდობითი ნიშანი ცნობილია. წყობის თავზე დამონტაჟებული პორტატული რელსი ზომავს წყლის დონეს. თითოეული წყობის თავის ნიშნის ცოდნა, შესაძლებელია ყველა გაზომილი დონის გამოხატვა ნულოვანი ზედაპირის ზემოთ, ან გრაფიკის ნულზე ზევით. წყლის საზომ პუნქტებზე დაკვირვება ჩვეულებრივ ტარდება 2-ჯერ დღეში - 8 და 20 საათზე. იმ პერიოდში, როდესაც დონეები სწრაფად იცვლება, დამატებითი დაკვირვებები ტარდება ყოველ 1, 2, 3 ან 6 საათში დღის განმავლობაში. დონეების უწყვეტი ჩაწერისთვის დღის განმავლობაში გამოიყენება დონის ჩამწერები, რომელთა აღწერა შეგიძლიათ იხილოთ ჰიდრომეტრიის სახელმძღვანელოში (ვ. დ. ბიკოვი და ა. ვ. ვასილიევი). აქვე შეგიძლიათ გაეცნოთ ავტომატური რეჟიმის აღრიცხვის (წყლის დონის და ტემპერატურის) ჰიდროლოგიურ პოსტს. ავტომატური დაკვირვების სისტემაზე გადასვლა აჩქარებს ჰიდროლოგიური ინფორმაციის მიღებას და ზრდის მისი გამოყენების ეფექტურობას.
ყველა გაზომვით, გამოითვლება საშუალო დონეები თითოეული დღისთვის და შედგენილია წლის საშუალო დღიური დონის ცხრილები. ამ ცხრილებში დამატებით მოთავსებულია საშუალო დონეები ყოველი თვისა და წლისთვის და არჩეულია უმაღლესი და ყველაზე დაბალი დონეები ყოველი თვისა და წლისთვის.
საშუალო, მაქსიმალურ და მინიმალურ დონეებს დამახასიათებელი დონეები ეწოდება. დონის დაკვირვების მონაცემები ქვეყნდება სსრკ-ში სპეციალურ გამოცემებში — ჰიდროლოგიურ წელში. რევოლუციამდელ პერიოდში ეს მონაცემები გამოქვეყნდა "ინფორმაცია წყლის დონის შესახებ რუსეთის შიდა წყლებში წყლის საზომი პუნქტების დაკვირვების მიხედვით".
დონეებზე ყოველდღიური დაკვირვების მონაცემების საფუძველზე აგებულია მათი რყევების გრაფიკები, რომლებიც წარმოადგენენ დონის რეჟიმის ვიზუალურ წარმოდგენას მოცემული წლისთვის.
მდინარის დინების გაზომვის მეთოდები
მდინარის ნაკადის სიჩქარე ჩვეულებრივ იზომება ან მოცურავებით ან ჰიდრომეტრებით. ზოგიერთ შემთხვევაში, საშუალო სიჩქარის მნიშვნელობა მთელი ღია მონაკვეთისთვის გამოითვლება Chezy ფორმულის გამოყენებით. უმარტივესი და ყველაზე ხშირად გამოყენებული მცურავი დამზადებულია ხისგან. ნაპირს პატარა მდინარეებზე წყალში ყრიან, დიდ მდინარეებზე - ნავიდან. წამზომი განსაზღვრავს ორ მეზობელ ჭიშკარს შორის ცურვის გავლის t დროს, რომელთა შორის მანძილი l ცნობილია. ზედაპირის დენის სიჩქარე ტოლია ათწილადის სიჩქარის
უფრო ზუსტად, ნაკადის სიჩქარე იზომება ჰიდრომეტრიული მრიცხველის გამოყენებით. ის საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ნაკადის საშუალო სიჩქარე ნაკადის ნებისმიერ წერტილში. გრუნტი სხვადასხვა ტიპისაა. სსრკ-ში ამჟამად რეკომენდირებულია გამოსაყენებლად მოდერნიზებული ჰიდრომეტრიული გრუნტი ჟესტოვსკი და ბურცევი GR-21M, GR-55, GR-11.
სიჩქარის გაზომვისას, ღეროზე ან კაბელზე მობრუნებული მაგიდა წყალში ჩაედინება სხვადასხვა სიღრმეზე ისე, რომ მისი პირები მიმართული იყოს დენის წინააღმდეგ. პირები იწყებენ ბრუნვას და რაც უფრო სწრაფად, მით უფრო დიდია დინების სიჩქარე. გრუნტის ღერძის გარკვეული რაოდენობის ბრუნვის შემდეგ (ჩვეულებრივ 20-ის შემდეგ), სინათლის ან ხმოვანი სიგნალი მოცემულია სპეციალური მოწყობილობის გამოყენებით. რევოლუციების რაოდენობა წამში განისაზღვრება ორ სიგნალს შორის დროის ინტერვალით.
მბრუნავი მაგიდები კალიბრირებულია სპეციალურ ლაბორატორიებში ან ქარხნებში, სადაც ისინი მზადდება, ანუ მყარდება კავშირი მობრუნების ფირფიტის ბრუნვის რაოდენობას წამში (n rev/s) და დინების სიჩქარეს (v m/s) შორის. ამ დამოკიდებულებიდან, n-ის ცოდნით, შეგვიძლია განვსაზღვროთ v. მბრუნავი მაგიდის გაზომვები კეთდება რამდენიმე ვერტიკალზე, თითოეულ მათგანზე რამდენიმე წერტილში.
წყლის ნაკადის განსაზღვრის მეთოდები
წყლის ნაკადის სიჩქარე მოცემულ ცოცხალ მონაკვეთში შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით
სადაც v არის საშუალო სიჩქარე მთელი ღია ფართობისთვის; w არის ამ მონაკვეთის ფართობი. ეს უკანასკნელი განისაზღვრება განივი განლაგების გასწვრივ მდინარის არხის სიღრმის გაზომვის შედეგად.
ზემოაღნიშნული ფორმულის მიხედვით, ნაკადის სიჩქარე გამოითვლება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სიჩქარე განისაზღვრება Chezy ფორმულით. სიჩქარის გაზომვისას მოცურავებით ან მობრუნების მაგიდაზე ცალკეულ ვერტიკალებზე, დინების სიჩქარე განსხვავებულად განისაზღვრება. გაზომვების შედეგად ცნობილი იყოს თითოეული ვერტიკალისთვის საშუალო სიჩქარე. შემდეგ წყლის ნაკადის გაანგარიშების სქემა ასეთია. წყლის ნაკადი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც წყლის სხეულის მოცულობა - ნაკადის მოდელი (ნახ. 76 ა), რომელიც შემოიფარგლება თავისუფალი მონაკვეთის სიბრტყით, წყლის ჰორიზონტალური ზედაპირით და მრუდი ზედაპირით v \u003d f (H, B ), აჩვენებს სიჩქარის ცვლილებას ნაკადის სიღრმესა და სიგანეზე. ეს მოცულობა და, შესაბამისად, ნაკადის სიჩქარე, გამოიხატება ფორმულით
ვინაიდან ცვლილების კანონი v = f (H, V) მათემატიკურად უცნობია, დინების სიჩქარე გამოითვლება დაახლოებით.
ბრინჯი. 76 წყლის მოხმარების გაანგარიშების სქემა. a — ნაკადის მოდელი, b — ნაწილობრივი ნაკადი.
ნაკადის მოდელი შეიძლება დაიყოს ვერტიკალური სიბრტყეებით ღია არეზე პერპენდიკულარული ელემენტარული მოცულობებით (ნახ. 76 ბ). მთლიანი ნაკადის სიჩქარე გამოითვლება, როგორც ნაწილობრივი ნაკადის სიჩქარის ჯამი AQ, რომელთაგან თითოეული გადის თავისუფალი არეალის ნაწილზე, რომელიც ჩაკეტილია ორ მაღალსიჩქარიან ვერტიკალს შორის ან კიდესა და მასთან ყველაზე ახლოს ვერტიკალს შორის.
ამრიგად, ჯამური ნაკადი Q უდრის
სადაც K არის ცვლადი პარამეტრი, რომელიც დამოკიდებულია სანაპიროს ბუნებაზე და იცვლება 0.7-დან 0.9-მდე. მკვდარი სივრცის არსებობისას K = 0.5.
საშუალო სიჩქარე მთელ ღია ფართობზე წყლის ნაკადის ცნობილი სიჩქარით Q გამოითვლება ფორმულით vcr = Q / w.
წყლის ნაკადის გასაზომად გამოიყენება სხვა მეთოდებიც, მაგალითად, იონური წყალდიდობის მეთოდი გამოიყენება მთის მდინარეებზე.
დეტალური ინფორმაცია წყლის ნაკადის განსაზღვრისა და გამოთვლის შესახებ მოცემულია ჰიდრომეტრიის კურსში. წყლის გამონადენებსა და დონეებს შორის არსებობს გარკვეული კავშირი Q - f (H), რომელიც ჰიდროლოგიაში ცნობილია, როგორც წყლის გამონადენის მრუდი. მსგავსი ემპირიული მრუდი ნაჩვენებია ნახ. 77 ა.
იგი ეფუძნება მდინარეში წყლის გაზომილ ნაკადს ყინულისგან თავისუფალ პერიოდში. ზამთრის წყლის გამონადენის შესაბამისი წერტილები დევს ზაფხულის მრუდის მარცხნივ, რადგან გამონადენი, რომელიც იზომება ყინულის საფარის Qwinter-ის დროს (წყლის დონის იმავე სიმაღლეზე) ნაკლებია ვიდრე ზაფხულის QL. ნაკადის სიჩქარის დაქვეითება გამოწვეულია არხის უხეშობის მატებით ყინულის წარმონაქმნების დროს და ღია ზონის შემცირებით. თანაფარდობა Qzim-სა და Ql-ს შორის, გამოხატული კონვერტაციის ფაქტორით
ის არ რჩება მუდმივი და დროთა განმავლობაში იცვლება ყინულის წარმონაქმნების ინტენსივობის, ყინულის სისქის და მისი ქვედა ზედაპირის უხეშობის ცვლილებით. Kzim=f(T) ცვლილებების კურსი გაყინვის დასაწყისიდან გახსნამდე ნაჩვენებია ნახ. 77 ბ.
ნაკადის მრუდი საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ მდინარის წყლის ყოველდღიური ნაკადი წყლის მრიცხველებზე დაფიქსირებული ცნობილი დონეებიდან. ყინულისგან თავისუფალი პერიოდისთვის მრუდი Q = f(H) არ არის რთული გამოსაყენებელი. ყოველდღიური ხარჯები გაყინვის ან სხვა ყინულის წარმონაქმნების დროს შეიძლება განისაზღვროს იგივე მრუდის გამოყენებით Q = f(H) და ქრონოლოგიური გრაფიკის Kwm = f/(T), საიდანაც Kwm მნიშვნელობები აღებულია სასურველ თარიღზე:
QZIM = KZIM Ql
არსებობს ზამთრის ხარჯების განსაზღვრის სხვა გზები, მაგალითად, "ზამთრის" ხარჯების მრუდის მიხედვით, თუ შესაძლებელია მისი აშენება.
წყლის გამონადენის მრუდის ცალსახაობა რიგ შემთხვევებში ირღვევა აგრეთვე უყინულო პერიოდში. ეს ყველაზე ხშირად შეინიშნება არასტაბილურ არხში (ალუვიუმი, ეროზია), ასევე ცვლადი უკმარისობის შემთხვევაში, რომელიც გამოწვეულია მოცემული მდინარის და მისი შენაკადის დონეების დინებაში შეუსაბამობით, ჰიდრავლიკური კონსტრუქციების ფუნქციონირებით, გადაჭარბებით. არხის წყლის მცენარეულობა და სხვა ფენომენები. თითოეულ ამ შემთხვევაში არჩეულია წყლის ყოველდღიური მოხმარების განსაზღვრის ერთი ან სხვა მეთოდი, რომელიც წარმოდგენილია ჰიდრომეტრიის კურსში.
წყლის ყოველდღიური მოხმარების მიხედვით, შეგიძლიათ გამოთვალოთ საშუალო მოხმარება ათწლეულის, თვის, წლის განმავლობაში. საშუალო, უმაღლეს და ყველაზე დაბალ ხარჯებს მოცემული წლის ან რამდენიმე წლის განმავლობაში ეწოდება დამახასიათებელი ხარჯები. დღიური ნაკადის მონაცემებზე დაყრდნობით აგებულია წყლის ნაკადის რყევების კალენდარული (ქრონოლოგიური) გრაფიკი, რომელსაც ჰიდროგრაფი ეწოდება (სურ. 78).
ბრინჯი. 78. ჰიდროგრაფი.
მდინარის დინების მექანიზმი
(ლ.კ. დავიდოვის მიხედვით)
მოძრაობა ლამინარული და ტურბულენტურია
ბუნებაში არსებობს სითხის მოძრაობის ორი რეჟიმი, მათ შორის წყალი: ლამინარული და ტურბულენტური. ლამინირებული მოძრაობა - პარალელური ჭავლი. წყლის მუდმივი დინებით, სიჩქარე ნაკადის თითოეულ წერტილში არ იცვლება დროში არც სიდიდით და არც მიმართულებით. ღია ნაკადებში სიჩქარე ქვემოდან, სადაც ის ნულის ტოლია, თანდათან იზრდება მის მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე ზედაპირზე. მოძრაობა დამოკიდებულია სითხის სიბლანტეზე და მოძრაობის წინააღმდეგობა პროპორციულია პირველი სიმძლავრის სიჩქარისა. ნაკადში შერევას აქვს მოლეკულური დიფუზიის ხასიათი. ლამინარული რეჟიმი დამახასიათებელია წვრილმარცვლოვან ნიადაგებში მომდინარე მიწისქვეშა ნაკადებისთვის.
მდინარის ნაკადებში მოძრაობა ტურბულენტულია. ტურბულენტური რეჟიმის დამახასიათებელი მახასიათებელია სიჩქარის პულსაცია, ანუ დროში მისი ცვლილება სიდიდისა და მიმართულების თითოეულ წერტილში. სიჩქარის ეს რყევები თითოეულ წერტილში ხდება სტაბილური საშუალო მნიშვნელობების გარშემო, რომლითაც ჰიდროლოგები ჩვეულებრივ მუშაობენ. ყველაზე მაღალი სიჩქარე შეინიშნება ნაკადის ზედაპირზე. ფსკერის მიმართულებით ისინი შედარებით ნელა იკლებს და ფსკერის უშუალო სიახლოვეს ჯერ კიდევ საკმაოდ დიდია. ამრიგად, მდინარის ნაკადში სიჩქარე ფსკერზე პრაქტიკულად არ არის ნულის ტოლი. ტურბულენტური დინების თეორიულ კვლევებში აღინიშნება ძალიან თხელი სასაზღვრო ფენის არსებობა ფსკერთან, რომელშიც სიჩქარე მკვეთრად იკლებს ნულამდე.
ტურბულენტური მოძრაობა პრაქტიკულად დამოუკიდებელია სითხის სიბლანტისგან. ტურბულენტურ ნაკადებში მოძრაობის წინააღმდეგობა სიჩქარის კვადრატის პროპორციულია.
ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ლამინარულიდან ტურბულენტურზე გადასვლა და პირიქით ხდება გარკვეული თანაფარდობით ვავ სიჩქარესა და დინების Hav სიღრმეს შორის. ეს კავშირი გამოიხატება უგანზომილებიანი რეინოლდსის რიცხვით
მნიშვნელი (ν) არის კინემატიკური სიბლანტის კოეფიციენტი.
ღია არხებისთვის, რეინოლდსის კრიტიკული რიცხვები, რომლებზეც მოძრაობის რეჟიმი იცვლება, მერყეობს დაახლოებით 300-1200 ფარგლებში. თუ ავიღებთ Re = 360 და კინემატიკური სიბლანტის კოეფიციენტს = 0,011, მაშინ 10 სმ სიღრმეზე კრიტიკული სიჩქარე (სიჩქარე, რომლის დროსაც ლამინარული მოძრაობა ტურბულენტურად გადაიქცევა) არის 0,40 სმ/წმ; 100 სმ სიღრმეზე მცირდება 0,04 სმ/წმ-მდე. კრიტიკული სიჩქარის მცირე მნიშვნელობები ხსნის მდინარის ნაკადებში წყლის მოძრაობის ტურბულენტურ ბუნებას.
თანამედროვე იდეების მიხედვით (ა.ვ. კარაუშევი და სხვები), წყლის ელემენტარული მოცულობები (სტრუქტურული ელემენტები) სხვადასხვა ზომის ტურბულენტურ ნაკადში მოძრაობს სხვადასხვა მიმართულებით და სხვადასხვა ფარდობითი სიჩქარით. ამრიგად, ნაკადის ზოგად მოძრაობასთან ერთად, შეიძლება შეამჩნიოთ წყლის ცალკეული მასების მოძრაობა, რაც იწვევს, თითქოსდა, დამოუკიდებელ არსებობას მცირე ხნით. ეს, ცხადია, აიხსნება პატარა ძაბრების მღელვარე ნაკადის ზედაპირზე გამოჩენა - მორევები, რომლებიც სწრაფად ჩნდებიან და ქრება ისევე სწრაფად, თითქოს იხსნება წყლის მთლიან მასაში. ეს ასევე ხსნის არა მხოლოდ სიჩქარის პულსაციას ნაკადში, არამედ სიმღვრივის, ტემპერატურისა და გახსნილი მარილების კონცენტრაციის პულსაციასაც.
მდინარეებში წყლის მოძრაობის ტურბულენტური ბუნება იწვევს წყლის მასის შერევას. შერევის ინტენსივობა იზრდება დინების სიჩქარის მატებასთან ერთად. შერევის ფენომენს დიდი ჰიდროლოგიური მნიშვნელობა აქვს. ეს ხელს უწყობს ტემპერატურის ნაკადის ცოცხალი მონაკვეთის გასწორებას, შეჩერებული და გახსნილი ნაწილაკების კონცენტრაციას.
ბრინჯი. 65. დინების წყლის ზედაპირის მრუდის მაგალითები. a - ყვირილი უკანა წყალი, b - დაცემის მრუდი (ა.ვ. კარაუშევის მიხედვით).
წყლის მოძრაობა მდინარეებში
მდინარეებში წყალი მოძრაობს გრავიტაციის F' გავლენის ქვეშ. ეს ძალა შეიძლება დაიყოს ორ კომპონენტად: Fx ქვედა პარალელურად და F'y ნორმალური ქვემოდან (იხ. სურ. 68). ძალა F' დაბალანსებულია რეაქციის ძალით ქვემოდან. ძალა F'x, რომელიც დამოკიდებულია ფერდობზე, იწვევს წყლის მოძრაობას ნაკადში. ეს ძალა, რომელიც მუდმივად მოქმედებს, უნდა გამოიწვიოს მოძრაობის აჩქარება. ეს არ ხდება, რადგან ის დაბალანსებულია ნაკადში წარმოქმნილი წინააღმდეგობის ძალით წყლის ნაწილაკებს შორის შიდა ხახუნის და მოძრავი წყლის მასის ფსკერთან და ნაპირებთან ხახუნის შედეგად. ფერდობის ცვლილება, ფსკერის უხეშობა, არხის შევიწროება და გაფართოება იწვევს მამოძრავებელი ძალისა და წინაღობის ძალის თანაფარდობის ცვლილებას, რაც იწვევს დინების სიჩქარის ცვლილებას მდინარის სიგრძეზე და ცოცხალ მონაკვეთში.
ნაკადულებში წყლის მოძრაობის შემდეგი ტიპები გამოირჩევა: 1) ერთგვაროვანი, 2) არათანაბარი, 3) არასტაბილური. ნაკადის სიჩქარის ერთგვაროვანი მოძრაობით, თავისუფალი ჯვარი მონაკვეთი, წყლის ნაკადის სიჩქარე მუდმივია დინების სიგრძის გასწვრივ და არ იცვლება დროში. ასეთი მოძრაობა შეიძლება შეინიშნოს არხებში პრიზმული განყოფილებით.
არათანაბარი მოძრაობისას დახრილობა, სიჩქარე და თავისუფალი მონაკვეთი არ იცვლება მოცემულ მონაკვეთზე დროში, არამედ იცვლება დინების სიგრძის გასწვრივ. ამ ტიპის მოძრაობა შეინიშნება მდინარეებში წყლის სტაბილური ნაკადის დაბალი წყლის პერიოდში, აგრეთვე კაშხლის მიერ წარმოქმნილი უკმარისობის პირობებში.
არასტაბილური მოძრაობა არის მოძრაობა, რომლის დროსაც განსახილველ მონაკვეთში დინების ყველა ჰიდრავლიკური ელემენტი (დახრილობა, სიჩქარე, ღია არეალი) იცვლება როგორც დროში, ასევე სიგრძეში. არამყარი მოძრაობა დამახასიათებელია მდინარეებისთვის წყალდიდობისა და წყალდიდობის გავლისას.
ერთგვაროვანი მოძრაობით, I დინების ზედაპირის დახრილობა უდრის ქვედა ფერდობას i და წყლის ზედაპირი პარალელურია გასწორებული ქვედა ზედაპირის. არათანაბარი მოძრაობა შეიძლება იყოს ნელი და დაჩქარებული. ქვემო დინების შენელებით, თავისუფალი წყლის ზედაპირის მრუდი იღებს უკანა მრუდის ფორმას. ზედაპირის დახრილობა ქვედა ფერდობზე ნაკლები ხდება (I< i), и глубина возрастает в направлении течения. При ускоряющемся течении кривая свободной поверхности потока называется кривой спада; глубина убывает вдоль потока, скорость и уклон возрастают (I >ი) (სურ. 65).
ბრინჯი. 68. ჩეზის განტოლების გამოყვანის სქემა (ა. ვ. კარაუშევის მიხედვით).
წყლის ნაკადის სიჩქარე და მათი განაწილება ცოცხალ მონაკვეთზე
მდინარეებში დინების სიხშირე არ არის ერთნაირი დინების სხვადასხვა წერტილში: ისინი ცვალებადია როგორც სიღრმეში, ასევე საცხოვრებელი განყოფილების სიგანეში. თითოეულ ცალკეულ ვერტიკალზე ყველაზე დაბალი სიჩქარე შეინიშნება ფსკერთან, რაც დაკავშირებულია არხის უხეშობის გავლენას. ქვემოდან ზედაპირისკენ სიჩქარის მატება ჯერ სწრაფად ხდება, შემდეგ კი ნელდება, ხოლო ღია ნაკადებში მაქსიმუმი მიიღწევა ზედაპირთან ახლოს ან ზედაპირიდან 0,2 H დაშორებით. ვერტიკალური სიჩქარის ცვლილებების მრუდებს უწოდებენ ჰოდოგრაფებს ან სიჩქარის დიაგრამებს (სურ. 66). ვერტიკალის გასწვრივ სიჩქარის განაწილებაზე დიდ გავლენას ახდენს არათანაბარი ქვედა ტოპოგრაფია, ყინულის საფარი, ქარი და წყლის მცენარეულობა. თუ ფსკერზე არის დარღვევები (სიმაღლეები, ლოდები), დაბრკოლების წინ დინების სიჩქარე მკვეთრად მცირდება ფსკერისკენ. სიჩქარეები ქვედა ფენაში მცირდება წყლის მცენარეულობის განვითარებასთან ერთად, რაც საგრძნობლად ზრდის არხის ფსკერის უხეშობას. ზამთარში, ყინულის ქვეშ, განსაკუთრებით ლამის არსებობისას, ყინულის უხეშ ქვედა ზედაპირზე დამატებითი ხახუნის გავლენის ქვეშ, სიჩქარე დაბალია. სიჩქარის მაქსიმუმი გადადის სიღრმის შუაში და ზოგჯერ მდებარეობს ფსკერთან უფრო ახლოს. ქარი, რომელიც უბერავს დენის მიმართულებით, ზრდის სიჩქარეს ზედაპირთან ახლოს. ქარის მიმართულებასა და დენს შორის საპირისპირო დამოკიდებულებით, სიჩქარეები ზედაპირთან ახლოს მცირდება და მაქსიმუმის პოზიცია უფრო დიდ სიღრმეზე გადადის მშვიდ ამინდში მის პოზიციასთან შედარებით.
ნაკადის სიგანის გასწვრივ, ვერტიკალებზე ზედაპირის და საშუალო სიჩქარე იცვლება საკმაოდ შეუფერხებლად, ძირითადად იმეორებს სიღრმეების განაწილებას წმინდა მონაკვეთში: სანაპიროს მახლობლად, სიჩქარე უფრო დაბალია, ნაკადის ცენტრში ის ყველაზე მაღალია. . ხაზს, რომელიც აკავშირებს მდინარის ზედაპირზე ყველაზე მაღალი სიჩქარით მდებარე წერტილებს, ეწოდება ღერო. ღეროს პოზიციის ცოდნას დიდი მნიშვნელობა აქვს წყლის ტრანსპორტირებისა და ხე-ტყის ჯომარდობის მიზნებისთვის მდინარეების გამოყენებისას. ცოცხალ მონაკვეთში სიჩქარის განაწილების ვიზუალური წარმოდგენა შეიძლება მიღებულ იქნეს იზოტოტების აგებით - ცოცხალ მონაკვეთში თანაბარი სიჩქარით წერტილების დამაკავშირებელი ხაზები (სურ. 67). მაქსიმალური სიჩქარის ფართობი ჩვეულებრივ მდებარეობს ზედაპირიდან გარკვეულ სიღრმეზე. ხაზს, რომელიც აკავშირებს დინების სიგრძის გასწვრივ ცალკეული ცოცხალი მონაკვეთების წერტილებს, რომელთაც აქვთ უმაღლესი სიჩქარე, ეწოდება დინების დინამიური ღერძი.
ბრინჯი. 66. სიჩქარის დიაგრამები. a - ღია არხი, ბ - დაბრკოლების წინ, გ - ყინულის საფარი, დ - ლამის დაგროვება.
საშუალო სიჩქარე ვერტიკალურზე გამოითვლება სიჩქარის დიაგრამის ფართობის გაყოფით ვერტიკალის სიღრმეზე ან გაზომილი სიჩქარის თანდასწრებით დამახასიათებელ წერტილებში სიღრმეში (VPOV, V0.2, V0.6, V0.8). , VDON) ერთ-ერთი ემპირიული ფორმულის გამოყენებით, მაგალითად
საშუალო სიჩქარე პირდაპირ განყოფილებაში. Chezy ფორმულა
ნაკადის საშუალო სიჩქარის გამოსათვლელად პირდაპირი გაზომვების არარსებობის შემთხვევაში ფართოდ გამოიყენება Chezy ფორმულა. ეს ასე გამოიყურება:
სადაც Hav არის საშუალო სიღრმე.
C კოეფიციენტის მნიშვნელობა არ არის მუდმივი მნიშვნელობა. ეს დამოკიდებულია არხის სიღრმეზე და უხეშობაზე. C-ის დასადგენად რამდენიმე ემპირიული ფორმულა არსებობს. აქ არის ორი მათგანი:
მენინგის ფორმულა
ნ.ნ. პავლოვსკის ფორმულა
სადაც n არის უხეშობის კოეფიციენტი, გვხვდება M.F. Sribny-ის სპეციალური ცხრილების მიხედვით. პავლოვსკის ფორმულაში ცვლადი მაჩვენებელი განისაზღვრება დამოკიდებულებით.
Chezy ფორმულიდან ჩანს, რომ ნაკადის სიჩქარე იზრდება ჰიდრავლიკური რადიუსის ან საშუალო სიღრმეზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ სიღრმის მატებასთან ერთად მცირდება ქვედა უხეშობის გავლენა სიჩქარის მნიშვნელობაზე ვერტიკალის ცალკეულ წერტილებზე და, შესაბამისად, სიჩქარის დიაგრამაზე დაბალი სიჩქარით დაკავებული ფართობი მცირდება. ჰიდრავლიკური რადიუსის ზრდა ასევე იწვევს C კოეფიციენტის ზრდას. Chezy ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ ნაკადის სიჩქარე იზრდება ფერდობის მატებასთან ერთად, მაგრამ ტურბულენტური მოძრაობის ეს ზრდა ნაკლებად გამოხატულია, ვიდრე ლამინარულში.
მთის და დაბლობის მდინარეების დინების სიჩქარე
დაბლობის მდინარეების დინება მთის მდინარეებთან შედარებით გაცილებით მშვიდია. დაბლობის მდინარეების წყლის ზედაპირი შედარებით ბრტყელია. დაბრკოლებები ირგვლივ მშვიდად მიედინება, უკანა წყლის მრუდი, რომელიც დაბრკოლების წინ ჩნდება, შეუფერხებლად ემთხვევა ზედა დინების მონაკვეთის წყლის ზედაპირს.
მთის მდინარეებს ახასიათებთ წყლის ზედაპირის უკიდურესი უხეშობა (ქაფიანი ქედები, რევერსები, ჩაღრმავები). საპირისპირო ხარვეზები წარმოიქმნება დაბრკოლების წინ (არხის ბოლოში ლოდების გროვა) ან ქვედა ფერდობის მკვეთრი შემცირებით. წყლის ტალღას ჰიდრავლიკაში ეწოდება ჰიდრავლიკური (წყლის) ნახტომი. ის შეიძლება ჩაითვალოს ერთ ტალღად, რომელიც გაჩნდა წყლის ზედაპირზე დაბრკოლების წინ. ზედაპირზე ერთი ტალღის გავრცელების სიჩქარე, როგორც ცნობილია, c = , სადაც g არის სიმძიმის აჩქარება, H არის სიღრმე.
თუ ნაკადის საშუალო ნაკადის სიჩქარე vav აღმოჩნდება ტოლი ტალღის გავრცელების სიჩქარის ან აღემატება მას, მაშინ დაბრკოლების მახლობლად წარმოქმნილი ტალღა ვერ გავრცელდება ზემოთ და ჩერდება მისი აგზნების ადგილთან. იქმნება მოძრაობის შეჩერებული ტალღა.
მოდით ვავ = გ. წინა ფორმულის მნიშვნელობის ამ თანასწორობით ჩანაცვლებით, მივიღებთ vav = , ან
ამ განტოლების მარცხენა მხარე ცნობილია როგორც ფრუდის რიცხვი (Fr). ეს რიცხვი შესაძლებელს ხდის შევაფასოთ ტურბულენტური ან მშვიდი დინების რეჟიმის არსებობის პირობები: ფრ< 1 — спокойный режим, при Fr >1 - ქარიშხლიანი რეჟიმი.
ამრიგად, ნაკადის ბუნებას, სიღრმეს, სიჩქარეს და, შესაბამისად, დახრილობას შორის არსებობს შემდეგი მიმართებები: დახრილობისა და სიჩქარის მატებასთან ერთად და სიღრმის შემცირებით მოცემული ნაკადის სიჩქარეზე, დენი უფრო ტურბულენტური ხდება; დახრილობის და სიჩქარის შემცირებით და სიღრმის გაზრდით მოცემული დინების სიჩქარეზე, დინება უფრო მშვიდი ხდება.
მთის მდინარეებს, როგორც წესი, ახასიათებთ სწრაფი დინება, დაბლობ მდინარეებს აქვთ მშვიდი დინების რეჟიმი. ტურბულენტური დინების რეჟიმი ასევე შეიძლება მოხდეს დაბლობ მდინარეების სისწრაფეში. ტურბულენტურ ნაკადზე გადასვლა მკვეთრად ზრდის დინების ტურბულენტობას.
განივი ცირკულაციები
მდინარეებში წყლის მოძრაობის ერთ-ერთი მახასიათებელია დინების არაპარალელური ჭავლი. მკაფიოდ ვლინდება დამრგვალებაზე და შეიმჩნევა მდინარის სწორ მონაკვეთებზე. ნაპირების პარალელურად ნაკადის ზოგად მოძრაობასთან ერთად, ზოგადად, ნაკადში არის შიდა დინებები, რომლებიც მიმართულია დინების მოძრაობის ღერძის მიმართ სხვადასხვა კუთხით და წარმოქმნის წყლის მასების მოძრაობას დინების განივი მიმართულებით. გასული საუკუნის ბოლოს ამაზე რუსმა მკვლევარმა ნ.ს. ლელიავსკიმ გაამახვილა ყურადღება. მან შინაგანი დინების სტრუქტურა ასე ახსნა. ღეროზე, წყლის ზედაპირზე მაღალი სიჩქარის გამო, ჭავლები გვერდიდან იწევს, რის შედეგადაც ნაკადის ცენტრში იქმნება დონის გარკვეული მატება. შედეგად, დინების მიმართულების პერპენდიკულარულ სიბრტყეში, დახურული კონტურების გასწვრივ წარმოიქმნება ორი ცირკულაციის ნაკადი, რომლებიც განსხვავდებიან ბოლოში (ნახ. 69 ა). მთარგმნელობით მოძრაობასთან ერთად, ეს განივი ცირკულაციის დენები იღებენ ხვეული მოძრაობების ფორმას. ზედაპირულ დენს, რომელიც მიმართულია ღეროზე, ლელიავსკიმ უწოდა გაუმართავი, ხოლო ქვედა განსხვავებულს - ვენტილატორის ფორმის.
არხის მოხრილ მონაკვეთებზე წყლის ჭავლები, რომლებიც ხვდებიან ჩაზნექილ ნაპირს, მისგან შორდებიან. ამ არეკლილი ჭავლებით გადატანილი წყლის მასები, რომლებსაც აქვთ უფრო დაბალი სიჩქარე, ზედმეტად ადევს მათზე გაშვებული შემდეგი ჭავლებით გადატანილ წყლის მასებს და ამაღლებს წყლის ზედაპირის დონეს ჩაზნექილ ნაპირთან. ამის შედეგად ხდება წყლის ზედაპირის დახრილობა და ჩაზნექილი ნაპირის მახლობლად მდებარე წყლის ჭავლები ეშვება მის ფერდობზე და ქვედა ფენებში მიმართულია საპირისპირო ამოზნექილი ნაპირისკენ. მდინარეების მრუდე მონაკვეთებში არის ცირკულაციის დინება (სურ. 69 ბ).
ბრინჯი. 69. ცირკულაციის დენები არხის სწორ (ა) და მრუდე (ბ) მონაკვეთზე (ნ. ს. ლელიავსკის მიხედვით). 1 - ზედაპირული და ქვედა ჭავლების გეგმა, 2 - ცირკულაციის დენები ვერტიკალურ სიბრტყეში, 3 - ხვეული დენები.
ნაკადის შიდა ნაკადების თავისებურებები შეისწავლა A.I. Losievskii-მ ლაბორატორიულ პირობებში. მან დაადგინა ცირკულაციის დენების ფორმის დამოკიდებულება დინების სიღრმისა და სიგანის თანაფარდობაზე და გამოყო შიდა დენების ოთხი ტიპი (სურ. 70).
I და II ტიპები წარმოდგენილია ორი სიმეტრიული ცირკულირებით. I ტიპს ახასიათებს ჭავლური კონვერგენცია ზედაპირთან და განსხვავებები ფსკერთან ახლოს. ეს შემთხვევა დამახასიათებელია ფართო და არაღრმა არხის მქონე მდინარეებისთვის, როდესაც ნაპირების გავლენა ნაკადზე უმნიშვნელოა. მეორე შემთხვევაში, ქვედა ჭავლები მიმართულია სანაპიროდან შუაზე. ამ ტიპის ცირკულაცია დამახასიათებელია მაღალი სიჩქარით ღრმა ნაკადებისთვის. სამკუთხა არხებში შეიმჩნევა III ტიპი ცალმხრივი მიმოქცევით. ტიპი IV - შუალედური - შეიძლება მოხდეს I ტიპის II ტიპზე გადასვლისას. ამ შემთხვევაში, ნაკადის შუაგულში მყოფი ჭავლები შეიძლება იყოს კონვერტაციული ან განსხვავებულად, შესაბამისად, სანაპიროსთან ახლოს - განსხვავდებიან ან გადადიან. ცირკულაციის დენების კონცეფცია შემდგომში განვითარდა მ.ა.ველიკანოვის, ვ.მ.მაკავეევის, ა.ვ.კარაუშევის და სხვათა ნაშრომებში.ამ დენების წარმოშობის თეორიული კვლევები წარმოდგენილია ჰიდრავლიკისა და არხის ნაკადების დინამიკის სპეციალურ კურსებში. არხის დამრგვალებებზე განივი დენების გამოჩენა აიხსნება აქ განვითარებული ინერციის ცენტრიდანული ძალით და მასთან დაკავშირებული წყლის ზედაპირის განივი დახრილობით. ინერციის ცენტრიდანული ძალა, რომელიც ხდება დამრგვალებაზე, არ არის იგივე სხვადასხვა სიღრმეზე.
ბრინჯი. 70. შიდა დინების სქემა (ა. ი. ლოსიევსკის მიხედვით). 1 - ზედაპირული ჭავლი, 2 - ქვედა ჭავლი. 
ბრინჯი. 71. მიმოქცევის გამომწვევი ძალების დამატების სქემა. a — ცენტრიდანული ძალის ვერტიკალური ცვლილება P1, b — ზეწოლა, c — ვერტიკალურზე მოქმედი ცენტრიდანული და ზედმეტი წნევის ძალების დიაგრამა, d — განივი ცირკულაცია.
ზედაპირზე უფრო დიდია, ბოლოში ნაკლებია გრძივი სიჩქარის სიღრმის შემცირების გამო (სურ. 71 ა).
მოსახვევის მიმართულებიდან გამომდინარე, კორიოლისის გადახრის ძალა ან აძლიერებს ან ასუსტებს განივი დინებებს დამრგვალებაზე. იგივე ძალა აღძრავს განივი დინებებს სწორ მონაკვეთებში.
დამრგვალებაზე დაბალ დონეზე, ცირკულაციის დენები თითქმის არ არის გამოხატული. დონის მატებასთან ერთად, სიჩქარისა და ცენტრიდანული ძალის მატებასთან ერთად, ცირკულაციის დენები მკაფიო ხდება. განივი დენების სიჩქარე ჩვეულებრივ მცირეა - ათჯერ ნაკლები სიჩქარის გრძივი კომპონენტზე. ცირკულაციის დენების აღწერილი ბუნება შეინიშნება მანამ, სანამ წყალი არ მიაღწევს ჭალას. წყლის ჭალაში შესვლის მომენტიდან მდინარეში იქმნება ორი ნაკადი - ზედა, ხეობის მიმართულებით და ქვედა, ფესვის არხში. ამ ნაკადების ურთიერთქმედება რთული და ნაკლებად შესწავლილია.
თანამედროვე ლიტერატურაში არხის ნაკადების დინამიკის შესახებ (K. V. Grishanin, 1969), როგორც ჩანს, უფრო მკაცრი ახსნაა მოცემული მდინარის დინებაში განივი ცირკულაციის წარმოქმნის შესახებ. ასეთი ცირკულაციების წარმოშობა დაკავშირებულია წყლის ელემენტარულ მოცულობებზე გადაცემის მექანიზმთან კორიოლისის აჩქარების მოქმედების ნაკადში წნევის გრადიენტის საშუალებით, რომელიც გამოწვეულია4 განივი დახრილობით (და მუდმივი ვერტიკალურად) და განსხვავება ვერტიკალის გასწვრივ ნაკადის სიჩქარის განსხვავებებით გამოწვეული წყლის ელემენტარული მოცულობების სახეებზე ათვლის ძაბვები.
კორიოლისის აჩქარების ანალოგიურ როლს ასრულებს არხის შემობრუნებისას ცენტრიდანული აჩქარება.
გარდა განივი ცირკულაციისა, ნაკადში შეინიშნება მორევის მოძრაობები ბრუნვის ვერტიკალური ღერძით (სურ. 72).
ბრინჯი. 72. ვერტიკალური ღერძებით მორევების სქემა (კ. ვ. გრიშანინის მიხედვით).
ზოგიერთი მათგანი მობილური და არასტაბილურია, ზოგი სტაციონარულია და აქვს დიდი განივი ზომები. უფრო ხშირად ისინი წარმოიქმნება ნაკადულების შესართავთან, ციცაბო ნაპირების მიღმა, გარკვეული წყალქვეშა დაბრკოლებების გარშემო და ა.შ. სტაციონარული მორევების ფორმირების პირობები ჯერ არ არის შესწავლილი. გრიშანინი ვარაუდობს, რომ სტაბილური ლოკალიზებული მორევის ფორმირებას ხელს უწყობს დინების მნიშვნელოვანი სიღრმე და წყლის აღმავალი დინების არსებობა. დინებაში ეს გრიგალები, რომლებიც ცნობილია როგორც მორევები, ჰგავს ჰაერის მორევებს - ტორნადოებს.
განივი ცირკულაციები, მორევები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნალექის ტრანსპორტირებაში და მდინარის არხების ფორმირებაში.
