28.07.2015

Fluctuații ale scurgerii râului și criterii de evaluare a acestuia. Scurgerea râului este mișcarea apei în procesul de circulație a acesteia în natură, atunci când curge pe canalul râului. Debitul râului este determinat de cantitatea de apă care curge prin canalul râului pentru o anumită perioadă de timp.
Numeroși factori influențează regimul de curgere: climatic - precipitații, evaporare, umiditate și temperatura aerului; topografice - teren, forma și dimensiunea bazinelor hidrografice și sol-geologic, inclusiv acoperirea cu vegetație.
Pentru orice bazin, cu cât sunt mai multe precipitații și mai puține evaporări, cu atât debitul râului este mai mare.
S-a stabilit că odată cu creșterea zonei de captare crește și durata viiturii de primăvară, în timp ce hidrograful are o formă mai alungită și „calmă”. În solurile ușor permeabile, există mai multă filtrare și mai puțină scurgere.
La efectuarea diferitelor calcule hidrologice legate de proiectarea structurilor hidraulice, sistemelor de reabilitare, sistemelor de alimentare cu apă, măsurilor de control al inundațiilor, drumurilor etc., se determină următoarele caracteristici principale ale debitului râului.
1. Consum de apă este volumul de apă care curge prin secțiunea considerată pe unitatea de timp. Consumul mediu de apă Qcp este calculat ca media aritmetică a costurilor pentru o anumită perioadă de timp T:

2. Volumul debitului V- acesta este volumul de apă care curge printr-o țintă dată pentru perioada de timp considerată T

3. Modul de scurgere M este debitul de apă pe 1 km2 de bazin F (sau care curge dintr-o unitate de bazin):

Spre deosebire de deversarea apei, modulul de scurgere nu este asociat cu o anumită secțiune a râului și caracterizează scurgerea din bazin în ansamblu. Modulul mediu de scurgere multianuală M0 nu depinde de conținutul de apă al anilor individuali, ci este determinat doar de amplasarea geografică a bazinului hidrografic. Acest lucru a făcut posibilă zonarea țării noastre din punct de vedere hidrologic și realizarea unei hărți a izoliniilor modulelor medii de scurgere pe termen lung. Aceste hărți sunt prezentate în literatura de reglementare relevantă. Cunoscând zona de captare a unui râu și determinând valoarea M0 pentru acesta folosind harta izoliniei, putem determina debitul mediu de apă pe termen lung Q0 al acestui râu folosind formula

Pentru tronsoane de râu apropiate, modulele de scurgere pot fi considerate constante, adică

De aici, în funcție de debitul de apă cunoscut într-o secțiune Q1 și de zonele de captare cunoscute din aceste secțiuni F1 și F2, debitul de apă în cealaltă secțiune Q2 poate fi stabilit prin raport

4. Strat de scurgere h- aceasta este înălțimea stratului de apă, care s-ar obține cu o distribuție uniformă pe toată zona bazinului F a volumului de scurgere V pentru o anumită perioadă de timp:

Pentru stratul mediu de scurgere multianual h0 al viiturii de primăvară, au fost întocmite hărți de contur.
5. Coeficientul de scurgere modular K este raportul dintre oricare dintre caracteristicile de scurgere de mai sus și media sa aritmetică:

Acești coeficienți pot fi setabili pentru orice caracteristică hidrologică (debite, niveluri, precipitații, evaporare etc.) și pentru orice perioadă de debit.
6. Coeficientul de scurgere η este raportul dintre stratul de scurgere și stratul de precipitații care a căzut pe bazinul hidrografic x:

Acest coeficient poate fi exprimat și prin raportul dintre volumul scurgerii și volumul precipitațiilor pentru aceeași perioadă de timp.
7. Debitul- cea mai probabilă valoare medie pe termen lung a scurgerii, exprimată prin oricare dintre caracteristicile de scurgere de mai sus pe o perioadă de mai mulți ani. Pentru a stabili norma de scurgere, o serie de observații ar trebui să fie de cel puțin 40 ... 60 de ani.
Debitul anual Q0 este determinat de formula

Deoarece numărul de ani de observare la majoritatea manometrelor de apă este de obicei mai mic de 40, este necesar să se verifice dacă acest număr de ani este suficient pentru a obține valori fiabile ale normei de scurgere Q0. Pentru a face acest lucru, calculați eroarea pătratică medie a debitului în funcție de dependență

Durata perioadei de observare este suficientă dacă valoarea erorii pătrate medii σQ nu depășește 5%.
Modificarea scurgerii anuale este influențată preponderent de factorii climatici: precipitații, evaporare, temperatura aerului etc. Toate sunt interconectate și, la rândul lor, depind de o serie de motive de natură aleatorie. Prin urmare, parametrii hidrologici care caracterizează scurgerea sunt determinați de un set de variabile aleatorii. Atunci când se proiectează măsuri pentru raftingul din lemn, este necesar să se cunoască valorile acestor parametri cu probabilitatea necesară de a le depăși. De exemplu, în calculul hidraulic al barajelor de rafting din lemn, este necesar să se stabilească debitul maxim al viiturii de primăvară, care poate fi depășit de cinci ori într-o sută de ani. Această problemă este rezolvată folosind metodele statisticii matematice și teoria probabilităților. Pentru a caracteriza valorile parametrilor hidrologici - costuri, niveluri etc., se folosesc următoarele concepte: frecvență(recurență) și securitate (durată).
Frecvența arată câte cazuri în perioada de timp considerată a fost valoarea parametrului hidrologic într-un anumit interval. De exemplu, dacă debitul mediu anual de apă într-o anumită secțiune a râului s-a modificat pe parcursul unui număr de ani de observații de la 150 la 350 m3/s, atunci este posibil să se stabilească de câte ori au fost valorile acestei valori în intervalele 150...200, 200...250, 250.. .300 m3/s etc.
Securitate arată în câte cazuri valoarea unui element hidrologic a avut valori egale sau mai mari decât o anumită valoare. Într-un sens larg, securitatea este probabilitatea de a depăși o anumită valoare. Disponibilitatea oricărui element hidrologic este egală cu suma frecvențelor intervalelor din amonte.
Frecvența și disponibilitatea pot fi exprimate în funcție de numărul de apariții, dar în calculele hidrologice ele sunt cel mai adesea determinate ca procent din numărul total de membri ai seriei hidrologice. De exemplu, în seria hidrologică există douăzeci de valori ale deversărilor medii anuale de apă, șase dintre ele au avut o valoare egală sau mai mare de 200 m3/s, ceea ce înseamnă că acest debit este asigurat cu 30%. Grafic, schimbările de frecvență și disponibilitate sunt descrise prin curbele de frecvență (Fig. 8a) și disponibilitate (Fig. 8b).

În calculele hidrologice, curba de probabilitate este mai des utilizată. Din această curbă se poate observa că cu cât valoarea parametrului hidrologic este mai mare, cu atât procentul de disponibilitate este mai mic și invers. Prin urmare, se acceptă în general că anii pentru care disponibilitatea scurgerii, adică debitul mediu anual de apă Qg, este mai mic de 50% sunt ape mari, iar anii cu Qg mai mare de 50% sunt ape scăzute. Un an cu o securitate de scurgere de 50% este considerat un an cu conținut mediu de apă.
Disponibilitatea apei într-un an este uneori caracterizată de frecvența medie a acesteia. Pentru anii cu apă ridicată, frecvența de apariție arată cât de des apar în medie ani de un anumit conținut de apă sau mai mare, pentru anii de apă scăzută - de un anumit conținut de apă sau mai puțin. De exemplu, debitul mediu anual al unui an cu apă mare cu 10% securitate are o frecvență medie de 10 ori în 100 de ani sau de 1 dată în 10 ani; frecvența medie a unui an secetos de securitate de 90% are și o frecvență de 10 ori în 100 de ani, întrucât în ​​10% din cazuri debitul mediu anual va avea valori mai mici.
Anii cu un anumit conținut de apă au un nume corespunzător. În tabel. 1 pentru ei sunt date disponibilitatea și repetabilitatea.

Relația dintre repetabilitate y și disponibilitate p poate fi scrisă după cum urmează:
pentru ani umezi

pentru ani secetoși

Toate structurile hidraulice pentru reglarea canalului sau a debitului râurilor sunt calculate în funcție de conținutul de apă al anului unei anumite surse, ceea ce garantează fiabilitatea și funcționarea fără probleme a structurilor.
Procentul estimat de furnizare a indicatorilor hidrologici este reglementat de „Instrucțiunea de proiectare a întreprinderilor de rafting din lemn”.
Curbele de furnizare și metode de calcul a acestora.În practica calculelor hidrologice se folosesc două metode de construire a curbelor de ofertă: empiric și teoretic.
Calcul rezonabil curba de dotare empirică poate fi efectuată numai dacă numărul de observaţii ale scurgerii râului este mai mare de 30...40 de ani.
La calcularea disponibilității membrilor seriei hidrologice pentru debitele anuale, sezoniere și minime, puteți utiliza formula N.N. Chegodaeva:

Pentru a determina disponibilitatea debitelor maxime de apă se utilizează dependența S.N. Kritsky și M.F. Menkel:

Procedura de construire a unei curbe de dotare empirică:
1) toți membrii seriei hidrologice se înregistrează în ordine descrescătoare în valoare absolută;
2) fiecărui membru al seriei i se atribuie un număr de ordine, începând de la unul;
3) securitatea fiecărui membru al seriei descrescătoare este determinată de formulele (23) sau (24).
Pe baza rezultatelor calculului, se construiește o curbă de securitate, similară cu cea prezentată în Fig. 8b.
Cu toate acestea, curbele empirice de dotare au o serie de dezavantaje. Chiar și cu o perioadă de observare suficient de lungă, nu se poate garanta că acest interval acoperă toate valorile maxime și minime posibile ale debitului râului. Valorile estimate ale securității scurgerii de 1...2% nu sunt de încredere, deoarece rezultate suficient de fundamentate pot fi obținute numai cu numărul de observații pentru 50...80 de ani. În acest sens, cu o perioadă limitată de observare a regimului hidrologic al râului, când numărul de ani este mai mic de treizeci, sau în lipsa totală a acestora, se construiesc curbe teoretice de securitate.
Studiile au arătat că distribuția variabilelor hidrologice aleatoare se supune cel mai bine ecuației curbei Pearson de tip III, a cărei expresie integrală este curba ofertei. Pearson a obținut tabele pentru construirea acestei curbe. Curba de securitate poate fi construită cu suficientă precizie pentru exersare în trei parametri: media aritmetică a termenilor seriei, coeficienții de variație și asimetria.
Media aritmetică a termenilor seriei se calculează prin formula (19).
Dacă numărul de ani de observații este mai mic de zece sau nu s-a făcut nicio observație, atunci debitul mediu anual de apă Qgcp este considerat egal cu Q0 mediu pe termen lung, adică Qgcp = Q0. Valoarea lui Q0 poate fi setată folosind factorul de modul K0 sau modulul sink M0 determinat din hărțile de contur, deoarece Q0 = M0*F.
Coeficientul de variație Cv caracterizează variabilitatea scurgerii sau gradul de fluctuație a acestuia în raport cu valoarea medie dintr-o serie dată; este numeric egal cu raportul dintre eroarea standard și media aritmetică a membrilor seriei. Valoarea coeficientului Cv este afectată semnificativ de condițiile climatice, tipul de alimentare a râului și caracteristicile hidrografice ale bazinului său.
Dacă există date observaționale de cel puțin zece ani, coeficientul de variație anual al scurgerii se calculează prin formula

Valoarea Cv variază foarte mult: de la 0,05 la 1,50; pentru râuri de lemn-rafting Cv = 0,15...0,40.
Cu o scurtă perioadă de observații ale scurgerii râului sau în absența completă a acestora coeficientul de variație se poate stabili prin formula D.L. Sokolovsky:

În calculele hidrologice pentru bazinele cu F > 1000 km2, se utilizează și harta izolinie a coeficientului Cv dacă suprafața totală a lacurilor nu depășește 3% din suprafața de captare.
În documentul normativ SNiP 2.01.14-83 se recomandă o formulă generalizată K.P. pentru determinarea coeficientului de variație al râurilor nestudiate. Înviere:

Coeficientul de asimetrie Cs caracterizează asimetria seriei variabilei aleatoare considerate în raport cu valoarea medie a acesteia. Cu cât partea mai mică a membrilor seriei depășește valoarea normei de scurgere, cu atât valoarea coeficientului de asimetrie este mai mare.
Coeficientul de asimetrie poate fi calculat prin formula

Totuși, această dependență dă rezultate satisfăcătoare doar pentru numărul de ani de observație n > 100.
Coeficientul de asimetrie al râurilor nestudiate se stabilește în funcție de raportul Cs/Cv pentru râurile analoge, iar în absența unor analogi suficient de buni, se iau rapoartele medii Cs/Cv pentru râurile din regiunea dată.
Dacă este imposibil să se stabilească raportul Cs/Cv pentru un grup de râuri analoge, atunci valorile coeficientului Cs pentru râurile nestudiate sunt acceptate din motive de reglementare: pentru bazine hidrografice cu un coeficient de lac mai mare de 40%

pentru zone cu umiditate excesivă și variabilă - arctic, tundră, pădure, silvostepă, stepă

Pentru a construi o curbă teoretică de dotare pentru cei trei parametri de mai sus - Q0, Cv și Cs - folosiți metoda propusă de Foster - Rybkin.
Din relația de mai sus pentru coeficientul modular (17) rezultă că valoarea medie pe termen lung a scurgerii unei anumite recurențe - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - poate fi calculată prin formula

Modulul coeficientului de scurgere al anului cu o probabilitate dată este determinat de dependență

După ce s-au determinat o serie de caracteristici de scurgere pentru o perioadă lungă de disponibilitate diferită, este posibil să se construiască o curbă de ofertă pe baza acestor date. În acest caz, este recomandabil să efectuați toate calculele în formă tabelară (Tabelele 3 și 4).

Metode de calcul a coeficienților modulari. Pentru a rezolva multe probleme de gospodărire a apei, este necesar să se cunoască distribuția scurgerii pe anotimpuri sau luni ale anului. Distribuția intraanuală a scurgerii se exprimă sub formă de coeficienți modulari ai scurgerii lunare, reprezentând raportul dintre debitul mediu lunar Qm.av și Qg.av mediu anual:

Distribuția intra-anuală a scurgerii este diferită pentru ani cu conținut de apă diferit, prin urmare, în calcule practice, coeficienții modulari ai scurgerii lunare sunt determinați pentru trei ani caracteristici: un an cu apă mare de 10% aprovizionare, un conținut mediu de apă de 50% aprovizionare și un an cu apă scăzută de 90% aprovizionare.
Coeficienții modulului de scurgere lunară pot fi stabiliți pe baza cunoștințelor efective ale debitelor medii lunare de apă în prezența datelor observaționale pe o perioadă de cel puțin 30 de ani, pe un râu analog sau pe tabele standard de distribuție lunară a scurgerilor, care sunt întocmite pentru diferite bazine hidrografice.
Consumul mediu lunar de apă este determinat pe baza formulei

(33): Qm.cp = KmQg.sr

Consum maxim de apa. La proiectarea barajelor, podurilor, lagunelor, măsurilor de întărire a malurilor, este necesar să se cunoască debitul maxim de apă. În funcție de tipul de alimentare a râului, debitul maxim al viiturilor de primăvară sau al viiturilor de toamnă poate fi luat ca debit maxim calculat. Securitatea estimată a acestor costuri este determinată de clasa de mărime a capitalului structurilor hidraulice și este reglementată de documentele de reglementare relevante. De exemplu, barajele de rafting din lemn de clasa Ill de capital sunt calculate pentru trecerea unui debit maxim de apă de 2% securitate, iar clasa IV - de 5% securitate, structurile de protecție a malurilor nu trebuie să se prăbușească la debite corespunzătoare debitului maxim de apă. de 10% securitate.
Metoda de determinare a valorii Qmax depinde de gradul de cunoaștere a râului și de diferența dintre debitele maxime ale viiturii de primăvară și ale viiturii.
Dacă există date de observație pentru o perioadă mai mare de 30 ... 40 de ani, atunci se construiește o curbă empirică de securitate Qmax, iar cu o perioadă mai scurtă - o curbă teoretică. Calculele iau: pentru viituri de primăvară Cs = 2Сv, iar pentru viituri de ploaie Cs = (3...4)CV.
Deoarece observațiile regimului râurilor se efectuează la posturile de măsurare a apei, curba de alimentare este de obicei trasată pentru aceste situri, iar deversările maxime de apă în locurile de amplasare a structurilor sunt calculate prin raportul

Pentru râurile de câmpie debitul maxim al apei de viitură de izvor securitatea dată p% se calculează prin formula

Valorile parametrilor n și K0 sunt determinate în funcție de zona naturală și categoria de relief conform tabelului. 5.

Categoria I - râuri situate în zonele montane deluroase și asemănătoare podișului - Rusia Centrală, Strugo-Krasnenskaya, munții Sudoma, platoul Siberiei Centrale etc.;
Categoria a II-a - râuri, în bazinele cărora alternează zonele montane deluroase cu depresiuni între ele;
Categoria a III-a - râuri, dintre care majoritatea bazinelor sunt situate în zonele joase plate - Mologo-Sheksninskaya, Meshcherskaya, pădurile din Belarus, Pridnestrovskaya, Vasyuganskaya etc.
Valoarea coeficientului μ se stabilește în funcție de zona naturală și de procentul de securitate conform tabelului. 6.

Parametrul hp% este calculat din dependență

Coeficientul δ1 este calculat (pentru h0 > 100 mm) prin formula

Coeficientul δ2 este determinat de relația

Calculul debitelor maxime de apă în timpul viiturii de primăvară se realizează sub formă tabelară (Tabelul 7).

Nivelurile apelor mari (HWL) ale alimentării calculate se stabilesc în funcție de curbele deversărilor de apă pentru valorile corespunzătoare ale Qmaxp% și secțiunile calculate.
Cu calcule aproximative, debitul maxim de apă al unei viituri de ploaie poate fi setat în funcție de dependență

În calculele responsabile, determinarea debitului maxim de apă trebuie efectuată în conformitate cu instrucțiunile documentelor de reglementare.

Debitul de apă este volumul de apă care curge prin secțiunea transversală a unui râu pe unitatea de timp. Debitul de apă este de obicei măsurat în metri cubi pe secundă (m3/s). Debitul mediu de apă pe termen lung al celor mai mari râuri ale republicii, de exemplu, Irtysh, este de 960 m/s, iar Syr Darya - 730 m/s.

Debitul de apă din râuri într-un an se numește debit anual. De exemplu, debitul anual al Irtysh este de 28.000 milioane m3. Scurgerea apei determină resursele de apă de suprafață. Scurgerea este distribuită neuniform pe întreg teritoriul Kazahstanului, volumul scurgerii de suprafață este de 59 km3. Cantitatea debitului anual al râului depinde în primul rând de climă. În regiunile plate din Kazahstan, scurgerea anuală depinde în principal de natura distribuției stratului de zăpadă și a rezervelor de apă înainte de topirea zăpezii. Apa de ploaie este folosită aproape în întregime pentru umezirea solului vegetal și pentru a se evapora.

Principalul factor care influențează debitul râurilor de munte este relieful. Pe măsură ce înălțimea absolută crește, crește cantitatea de precipitații anuale. Coeficientul de umiditate în nordul Kazahstanului este de aproximativ unu, iar debitul anual este mare și există mai multă apă în râu. Cantitatea de scurgere pe kilometru pătrat pe teritoriul Kazahstanului este în medie de 20.000 m3. Republica noastră este înaintea doar Turkmenistanul în ceea ce privește debitul râului. Debitul râurilor variază în funcție de anotimpurile anului. Râurile de câmpie în timpul lunilor de iarnă asigură 1% din debitul anual.

Rezervoarele sunt construite pentru a regla debitele râurilor. Resursele de apă sunt utilizate în mod egal atât iarna, cât și vara pentru nevoile economiei naționale. În țara noastră există 168 de rezervoare, cele mai mari dintre ele sunt Bukhtarma și Kapchagai.

Toate materialele solide transportate de râu se numesc scurgere solidă. Turbiditatea apei depinde de volumul acesteia. Se măsoară în grame dintr-o substanță conținută în 1 m³ de apă. Turbiditatea râurilor de câmpie este de 100 g/m3, în timp ce în cursurile mijlocii și inferioare este de 200 g/m3. Râurile din vestul Kazahstanului transportă o cantitate mare de roci libere, turbiditatea ajunge la 500-700 g/m3. Turbiditatea râurilor de munte crește în aval. Turbiditatea în râu este de 650 g/m3, în cursurile inferioare ale Chu - 900 g/m3, în Syr Darya 1200 g/m3.

Nutriție și regim fluvial

Râurile din Kazahstan au o alimentație diferită: zăpadă, ploaie, apă glaciară și subterană. Nu există râuri cu aceeași nutriție. Râurile din partea plată a republicii sunt împărțite în două tipuri în funcție de natura aprovizionării: zăpadă-ploi și predominant zăpadă.

Râurile alimentate cu ploaie de zăpadă includ râuri situate în zonele de silvostepă și stepă. Principalele de acest tip - Ishim și Tobol - își revarsă malurile primăvara, 50% din scurgerea anuală cade în aprilie-iulie. Râurile sunt alimentate mai întâi de apa de topire, apoi de ploaie. Deoarece nivelul scăzut al apei este observat în ianuarie, în acest moment se hrănesc cu apele subterane.

Râurile de al doilea tip au debit exclusiv de izvor (85-95% din debitul anual). Acest tip de hrană include râuri situate în zonele deșertice și semi-deșertice - acestea sunt Nura, Ural, Sagyz, Turgay și Sarysu. Creșterea apei în aceste râuri se observă în prima jumătate a primăverii. Principala sursă de hrană este zăpada. Nivelul apei crește brusc primăvara când zăpada se topește. În țările CSI, un astfel de regim de râuri se numește tipul kazah. De exemplu, 98% din debitul său anual curge de-a lungul râului Nura într-un timp scurt în primăvară. Cel mai scăzut nivel al apei are loc vara. Unele râuri se usucă complet. După ploile de toamnă, nivelul apei din râu crește ușor, iar iarna scade din nou.

În regiunile muntoase înalte din Kazahstan, râurile au un tip de hrană mixt, dar predomină ghețarul de zăpadă. Acestea sunt râurile Syrdarya, Ili, Karatal și Irtysh. Nivelul acestora crește la sfârșitul primăverii. Râurile din Munții Altai își revarsă malurile primăvara. Dar nivelul apei din ele rămâne ridicat până la mijlocul verii, din cauza topirii nesimultane a zăpezii.

Râurile Tien Shan și Zhungarskiy Alatau curg plin în sezonul cald; Primavara si vara. Acest lucru se explică prin faptul că în acești munți topirea zăpezii se întinde până în toamnă. Primăvara, topirea zăpezii începe din centura inferioară, apoi în timpul verii, zăpada de înălțime medie și ghețarii de munte se topesc. În scurgerea râurilor de munte, ponderea apei pluviale este nesemnificativă (5-15%), iar în munții de jos se ridică la 20-30%.

Râurile plate din Kazahstan, din cauza apei scăzute și a curgerii lente, îngheață rapid la începutul iernii și sunt acoperite cu gheață la sfârșitul lunii noiembrie. Grosimea gheții ajunge la 70-90 cm.În iernile geroase, grosimea gheții în nordul republicii ajunge la 190 cm, iar în râurile sudice 110 cm.a doua jumătate a lunii aprilie.

Regimul glaciar al râurilor de munte înalt este diferit. Nu există o acoperire stabilă de gheață în râurile de munte din cauza curenților puternici și a alimentării cu apă subterană. Gheața de coastă se observă doar în unele locuri.Râurile kazahe erodează treptat rocile. Râurile curg, adâncindu-și fundul, distrugându-le malurile, rostogolind pietre mici și mari. În părțile plate ale Kazahstanului, curgerea râului este lent și transportă materiale solide.

Pentru a determina debitul râului în funcție de zona bazinului, înălțimea stratului de sedimente etc. în hidrologie se folosesc următoarele cantități: debitul râului, modulul de curgere și coeficientul de debit.

Scurgerea râului apelați consumul de apă pe o perioadă lungă de timp, de exemplu, pe zi, deceniu, lună, an.

Modul de scurgere ei numesc cantitatea de apă exprimată în litri (y), care curge în medie într-o secundă din zona bazinului hidrografic în 1 km 2:

Coeficientul de scurgere Numiți raportul dintre debitul de apă din râu (Qr) și cantitatea de precipitații (M) pe zona bazinului hidrografic pentru același timp, exprimat ca procent:

a - coeficient de scurgere în procente, Qr - valoarea de scurgere anuală în metri cubi; M este cantitatea anuală de precipitații în milimetri.

Pentru a determina modulul de scurgere, este necesar să se cunoască debitul de apă și zona bazinului în amonte de țintă, în funcție de care a fost determinată debitul de apă al râului dat. Aria unui bazin hidrografic poate fi măsurată de pe o hartă. Pentru aceasta, se folosesc următoarele metode:

• 1) planificare
• 2) defalcarea în cifre elementare și calculul suprafețelor acestora;
• 3) măsurarea zonei cu o paletă;
• 4) calculul suprafețelor folosind tabele geodezice

Cel mai ușor este pentru elevi să folosească a treia metodă și să măsoare zona folosind o paletă, de exemplu. hârtie transparentă (hârtie de calc) cu pătrate imprimate pe ea. Având o hartă a zonei studiate a hărții la o anumită scară, puteți face o paletă cu pătrate corespunzătoare scarii hărții. Mai întâi, ar trebui să conturați bazinul acestui râu deasupra unui anumit aliniament și apoi să aplicați harta pe paletă, pe care să transferați conturul bazinului. Pentru a determina zona, trebuie mai întâi să numărați numărul de pătrate pline situate în interiorul conturului și apoi să adăugați aceste pătrate, acoperind parțial bazinul râului dat. Adunând pătratele și înmulțind numărul rezultat cu aria unui pătrat, aflăm aria bazinului hidrografic deasupra acestui aliniament.

Q - consumul de apă, l. Pentru a converti metri cubi în litri, înmulțim debitul cu 1000, suprafața piscinei S, km 2.

Pentru a determina coeficientul de scurgere a râului, este necesar să se cunoască scurgerea anuală a râului și volumul de apă care a căzut pe aria unui anumit bazin hidrografic. Volumul de apă care a căzut pe zona acestui bazin este ușor de determinat. Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți aria bazinului, exprimată în kilometri pătrați, cu grosimea stratului de precipitații (tot în kilometri). De exemplu, grosimea va fi egală cu p dacă precipitațiile într-o anumită zonă au fost de 600 mm pe an, atunci 0 "0006 km și coeficientul de scurgere va fi egal cu:

Qr este debitul anual al râului, iar M este aria bazinului; înmulțiți fracția cu 100 pentru a determina coeficientul de scurgere ca procent.

Determinarea regimului de curgere a râului. Pentru a caracteriza regimul de curgere al râului, trebuie să stabiliți:

a) ce schimbări sezoniere suferă nivelul apei (un râu cu nivel constant, care vara devine foarte puțin adânc, se usucă, pierde apa în pori și dispare de la suprafață);

b) timpul apei mari, dacă este cazul;

c) înălțimea apei în timpul viiturii (dacă nu există observații independente, atunci conform datelor chestionarului);

d) durata înghețului râului, dacă aceasta are loc (conform propriilor observații sau conform informațiilor obținute printr-un sondaj).

Determinarea calitatii apei. Pentru a determina calitatea apei, trebuie să aflați dacă este tulbure sau transparentă, potabilă sau nu. Transparența apei este determinată de un disc alb (disc Secchi) cu un diametru de aproximativ 30 cm, însumat pe o linie marcată sau atașat la un stâlp marcat. Dacă discul este coborât pe linie, atunci o greutate este atașată dedesubt, sub disc, astfel încât discul să nu fie purtat de curent. Adâncimea la care acest disc devine invizibil este un indiciu al transparenței apei. Puteți face un disc din placaj și îl vopsiți în alb, dar apoi sarcina trebuie să fie atârnată suficient de greu, astfel încât să cadă vertical în apă, iar discul în sine să mențină o poziție orizontală; sau placa de placaj poate fi înlocuită cu o placă.

Determinarea temperaturii apei în râu. Temperatura apei din râu este determinată de un termometru de izvor, atât la suprafața apei, cât și la diferite adâncimi. Țineți termometrul în apă timp de 5 minute. Un termometru cu arc poate fi înlocuit cu un termometru de baie convențional cu cadru din lemn, dar pentru ca acesta să se scufunde în apă la adâncimi diferite, trebuie să fie legată de el o greutate.

Puteți determina temperatura apei din râu cu ajutorul batometrelor: un batometru-tahimetru și un batometru cu sticlă. Batometrul-tahimetru este format dintr-un balon de cauciuc flexibil cu un volum de aproximativ 900 cm 3; se introduce în el un tub cu diametrul de 6 mm. Batometrul-tahimetrul se fixează pe o tijă și se coboară la diferite adâncimi pentru a lua apă.

Apa rezultată se toarnă într-un pahar și se determină temperatura acestuia.

Nu este greu pentru un elev să facă un batometru-tahimetru. Pentru a face acest lucru, trebuie să cumpărați o cameră mică de cauciuc, să puneți pe ea și să legați un tub de cauciuc cu un diametru de 6 mm. Bara poate fi înlocuită cu un stâlp de lemn, împărțindu-l în centimetri. Tija cu batometrul tahimetru trebuie coborât vertical în apă până la o anumită adâncime, astfel încât deschiderea batometrului tahimetru să fie îndreptată în aval. După ce a coborât la o anumită adâncime, bara trebuie rotită cu 180 și menținută timp de aproximativ 100 de secunde pentru a atrage apă, apoi rotiți din nou bara cu 180 °. regimul apelor de scurgere râu

Trebuie îndepărtat astfel încât apa să nu se reverse din sticlă. După ce turnați apă într-un pahar, determinați temperatura apei la o anumită adâncime cu un termometru.

Este util să măsurați simultan temperatura aerului cu un termometru cu sling și să o comparați cu temperatura apei râului, asigurându-vă că înregistrați timpul de observație. Uneori, diferența de temperatură ajunge la câteva grade. De exemplu, la ora 13 temperatura aerului este de 20, temperatura apei în râu este de 18 °.

Studiu în anumite zone asupra anumitor naturi a albiei. La examinarea secțiunilor naturii albiei râului, este necesar:

a) marcați ramurile și fisurile principale, determinați adâncimea acestora;

b) la detectarea repezirilor și cascadelor, determinați înălțimea căderii;

c) trageți și, dacă este posibil, măsurați insulele, bancurile, mijlocii, canalele laterale;

d) colectează informații în ce locuri se erodează râul și în locurile care sunt deosebit de puternic erodate, determină natura rocilor erodate;

e) studiază natura deltei, în cazul în care se cercetează porţiunea de estuar al râului, şi trasează-o pe plan vizual; vezi dacă brațele individuale corespund cu cele afișate pe hartă.

Caracteristicile generale ale râului și utilizarea acestuia. Cu o descriere generală a râului, trebuie să aflați:

a) care parte a râului se erodează în principal și care se acumulează;

b) gradul de şerpuire.

Pentru a determina gradul de șerpuire, trebuie să cunoașteți coeficientul de tortuozitate, adică. raportul dintre lungimea râului în zona de studiu și cea mai scurtă distanță dintre anumite puncte din partea de studiu a râului; de exemplu, râul A are o lungime de 502 km, iar cea mai scurtă distanță dintre sursă și gura de vărsare este de numai 233 km, de unde coeficientul de tortuozitate:

K - coeficientul de sinuozitate, L - lungimea raului, 1 - cea mai scurta distanta intre sursa si gura de gura

Studiu de meandre este de mare importanță pentru rafting și transport cu cherestea;

c) Evantaiuri de râu necomprimate formate la gurile afluenților sau produc debite temporare.

Aflați cum este folosit râul pentru navigație și rafting în lemn; dacă mâna nu este navigabilă, atunci află de ce, servește ca un obstacol (de mică adâncime, repezi, există cascade), există baraje și alte structuri artificiale pe râu; dacă râul este folosit pentru irigare; ce transformări trebuie făcute pentru a folosi râul în economia naţională.

Determinarea hranei râului. Este necesar să se afle tipurile de nutriție ale râului: apă subterană, ploaie, lac sau mlaștină de la topirea zăpezii. De exemplu, r. Klyazma este hrănită, sol, zăpadă și ploaie, din care rezerva de sol este de 19%, zăpadă - 55% și ploaie. - 26 %.

Râul este prezentat în figura 2.

m 3

Concluzie:În cursul acestei lecții practice, în urma calculelor, s-au obținut următoarele valori, care caracterizează debitul râului:

Modul de scurgere? = 177239 l / s * km 2

Coeficientul de scurgere b = 34,5%.

Resursele de apă sunt una dintre cele mai importante resurse ale Pământului. Dar sunt foarte limitate. Într-adevăr, deși ¾ din suprafața planetei este ocupată de apă, cea mai mare parte este Oceanul Mondial sărat. Omul are nevoie de apă proaspătă.

Resursele sale sunt, de asemenea, în mare parte inaccesibile oamenilor, ele fiind concentrate în ghețarii din regiunile polare și montane, în mlaștini, sub pământ. Doar o mică parte din apă este potrivită pentru uz uman. Acestea sunt lacuri și râuri proaspete. Și dacă în prima apa persistă zeci de ani, atunci în a doua este actualizată aproximativ o dată la două săptămâni.

Debitul râului: ce înseamnă acest concept?

Acest termen are două semnificații principale. În primul rând, se referă la întregul volum de apă care curge în mare sau ocean în timpul anului. Aceasta este diferența sa față de celălalt termen „debit fluvial”, atunci când calculul este efectuat pentru o zi, ore sau secunde.

A doua valoare este cantitatea de apă, particule dizolvate și în suspensie transportate de toate râurile care curg într-o anumită regiune: continent, țară, regiune.

Se disting scurgerile râurilor de suprafață și subterane. În primul caz, ne referim la apele care se varsă în râu de-a lungul subteranului A - acestea sunt izvoare și izvoare care țâșnesc sub albie. De asemenea, ele reînnoiesc aprovizionarea cu apă în râu și, uneori (în timpul verii cu apă scăzută sau când suprafața este legată de gheață) sunt singura sa sursă de hrană. Împreună, aceste două specii alcătuiesc scurgerea totală a râului. Când oamenii vorbesc despre resursele de apă, vorbesc serios.

Factorii care afectează debitul râului

Această problemă a fost deja studiată suficient. Doi factori principali pot fi numiți: terenul și condițiile sale climatice. Pe lângă acestea, mai ies în evidență mai multe altele, inclusiv activitatea umană.

Principalul motiv pentru formarea curgerii râului este clima. Raportul dintre temperatura aerului și precipitațiile determină rata de evaporare într-o zonă dată. Formarea râurilor este posibilă numai cu umiditate excesivă. Dacă evaporarea depășește cantitatea de precipitații, nu va exista scurgere la suprafață.

Alimentația râurilor, regimul de apă și gheață depind de climă. asigura reumplerea umezelii. Temperaturile scăzute reduc evaporarea, iar atunci când solul îngheață, debitul de apă din sursele subterane este redus.

Relieful influențează dimensiunea bazinului hidrografic. Depinde de forma suprafeței pământului în ce direcție și cu ce viteză va curge umiditatea. Dacă în relief sunt depresiuni închise, nu se formează râuri, ci lacuri. Panta terenului și permeabilitatea rocilor afectează raportul dintre părțile de precipitații care se varsă în corpurile de apă și se infiltrează în pământ.

Valoarea râurilor pentru oameni

Nilul, Indusul cu Gange, Tigrul și Eufratul, Fluviul Galben și Yangtze, Tibru, Nipru... Aceste râuri au devenit leagănul diferitelor civilizații. Încă din zorii omenirii, ei i-au servit nu numai ca sursă de apă, ci și ca canale de pătrundere în noi ținuturi neexplorate.

Datorită debitului râului, este posibilă agricultura irigată, care hrănește aproape jumătate din populația lumii. Consumul mare de apă înseamnă și un potențial hidroenergetic bogat. Resursele fluviale sunt folosite în producția industrială. Producția de fibre sintetice și producția de celuloză și hârtie sunt deosebit de mari consumatoare de apă.

Transportul fluvial nu este cel mai rapid, dar este ieftin. Este cel mai potrivit pentru transportul de mărfuri în vrac: cherestea, minereuri, produse petroliere etc.

Se ia multă apă pentru nevoile casnice. În cele din urmă, râurile au o mare importanță recreativă. Acestea sunt locuri de odihnă, de restabilire a sănătății, o sursă de inspirație.

Cele mai curgătoare râuri din lume

Cel mai mare volum de debit al râului se află în Amazon. Este aproape 7000 km 3 pe an. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece Amazonul este plin de apă tot timpul anului datorită faptului că afluenții săi din stânga și din dreapta se revarsă în momente diferite. În plus, colectează apă dintr-o zonă aproape de dimensiunea întregului continent al Australiei (mai mult de 7000 km 2)!

Pe locul doi se află râul African Congo cu un debit de 1445 km 3. Situat în centura ecuatorială cu averse zilnice, nu devine niciodată puțin adânc.

Din punct de vedere al resurselor totale ale debitului fluvial: Yangtze este cel mai lung din Asia (1080 km 3), Orinoco (America de Sud, 914 km 3), Mississippi (America de Nord, 599 km 3). Toate trei se deversează puternic în timpul ploilor și reprezintă o amenințare considerabilă pentru populație.

Locul 6 și 8 în această listă sunt marile râuri siberiene - Yenisei și Lena (624, respectiv 536 km 3), iar între ele se află Parana sud-american (551 km 3). Top zece este închis de un alt fluviu sud-american Tocantins (513 km 3) și Zambezi african (504 km 3).

Resursele de apă ale țărilor lumii

Apa este sursa vieții. Prin urmare, este foarte important să aveți rezervele sale. Dar sunt distribuite pe planetă extrem de inegal.

Furnizarea țărilor cu resurse de scurgere a râului este după cum urmează. Primele zece țări cele mai bogate în apă sunt Brazilia (8.233 km3), Rusia (4,5 mii km3), SUA (mai mult de 3 mii km3), Canada, Indonezia, China, Columbia, Peru, India, Congo.

Teritoriile situate într-un climat tropical uscat sunt slab asigurate: Africa de Nord și de Sud, țările din Peninsula Arabică, Australia. Există puține râuri în regiunile interioare ale Eurasiei, prin urmare, printre țările cu venituri mici se numără Mongolia, Kazahstanul și statele din Asia Centrală.

Dacă se ține cont de numărul de persoane care folosesc această apă, indicatorii se modifică oarecum.

Disponibilitatea resurselor de scurgere a râului

Cel mai mare		Cel mai puţin
Țări	Securitate	Țări	Securitate
Guyana Franceză	609 mii	Kuweit	Mai puțin de 7
Islanda	540 mii	Emiratele Arabe Unite	33,5
Guyana	316 mii	Qatar	45,3
Surinam	237 mii	Bahamas	59,2
Congo	230 mii	Oman	91,6
Papua Noua Guinee	122 mii	Arabia Saudită	95,2
Canada	87 mii	Libia	95,3
Rusia	32 mii	Algeria	109,1

Țările dens populate ale Europei cu râuri cu curgere plină nu mai sunt atât de bogate în apă dulce: Germania - 1326, Franța - 3106, Italia - 3052 m 3 pe cap de locuitor, cu o valoare medie pentru întreaga lume - 25 mii m 3.

Fluxul transfrontalier și problemele asociate cu acesta

Multe râuri traversează teritoriul mai multor țări. În acest sens, există dificultăți în utilizarea comună a resurselor de apă. Această problemă este deosebit de acută în zonele în care aproape toată apa este dusă la câmp. Iar vecinul din aval poate să nu primească nimic.

De exemplu, aparținând în cursurile sale superioare Tadjikistanului și Afganistanului, iar în cursurile mijlocii și inferioare Uzbekistanului și Turkmenistanului, în ultimele decenii nu și-a dus apele la Marea Aral. Numai cu relații de bună vecinătate între statele vecine pot fi folosite resursele sale în beneficiul tuturor.

Egiptul primește 100% din apa fluvială din străinătate, iar o reducere a debitului Nilului din cauza aportului de apă în amonte poate avea un impact extrem de negativ asupra stării agriculturii țării.

În plus, alături de apă, diverși poluanți „călătoresc” peste granițele țărilor: gunoi, scurgeri de fabrici, îngrășăminte și pesticide spălate de pe câmpuri. Aceste probleme sunt relevante pentru țările situate în bazinul Dunării.

Râurile Rusiei

Țara noastră este bogată în râuri mari. Există mai ales multe în Siberia și Orientul Îndepărtat: Ob, Yenisei, Lena, Amur, Indigirka, Kolyma etc. Și debitul râului este cel mai mare din partea de est a țării. Din păcate, până acum au fost folosite doar o mică parte dintre ele. O parte merge pentru nevoile casnice, pentru funcționarea întreprinderilor industriale.

Aceste râuri au un potențial energetic uriaș. Prin urmare, cele mai mari centrale hidroelectrice sunt construite pe râurile siberiene. Și sunt indispensabile ca rute de transport și pentru rafting în lemn.

Partea europeană a Rusiei este, de asemenea, bogată în râuri. Cel mai mare dintre ele este Volga, debitul său este de 243 km 3. Dar aici se concentrează 80% din populația și potențialul economic al țării. Prin urmare, lipsa resurselor de apă este sensibilă, mai ales în partea de sud. Debitul Volgăi și al unora dintre afluenții săi este reglat de rezervoare; pe el a fost construită o cascadă de centrale hidroelectrice. Râul cu afluenții săi este partea principală a sistemului unificat de apă adâncă din Rusia.

În condițiile crizei în creștere a apei în întreaga lume, Rusia se află în condiții favorabile. Principalul lucru este să prevenim poluarea râurilor noastre. Într-adevăr, potrivit economiștilor, apa curată poate deveni o marfă mai valoroasă decât petrolul și alte minerale.

Fluxul unei anumite suprafețe de teren este măsurat prin indicatori:

• debitul de apă - volumul de apă care curge pe unitatea de timp prin secțiunea vie a râului. De regulă se exprimă în m3/s.Debitările medii zilnice de apă permit determinarea debitelor maxime și minime, precum și a volumului debitului de apă pe an din zona bazinului. Debit anual - 3787 km a - 270 kmc;
• modul de scurgere. Se numește cantitatea de apă în litri, care curge pe secundă din 1 km2 de suprafață. Se calculează împărțind scurgerea la suprafața bazinului hidrografic. Tundra și râurile au cel mai mare modul;
• coeficientul de scurgere. Acesta arată ce proporție de precipitații (în procente) se varsă în râuri. Râurile din tundra și zonele forestiere au cel mai mare coeficient (60-80%), în timp ce în râurile din regiuni este foarte scăzut (-4%).

Roci libere - produsele sunt transportate prin scurgere în râuri. În plus, munca (distructivă) a râurilor le face și un furnizor de vrac. În acest caz, se formează o scurgere solidă - o masă de substanțe suspendate, trase de-a lungul fundului și dizolvate. Numărul lor depinde de energia apei în mișcare și de rezistența rocilor la eroziune. Scurgerea solidă este împărțită în scurgere suspendată și pe fund, dar acest concept este arbitrar, deoarece atunci când viteza curgerii se modifică, o categorie se poate muta rapid în alta. La viteză mare, scurgerea solidă de jos se poate deplasa într-un strat de până la câteva zeci de centimetri grosime. Mișcările lor sunt foarte inegale, deoarece viteza de jos se schimbă dramatic. Prin urmare, pe fundul râului se pot forma nisip și rupturi, împiedicând navigația. Turbiditatea râului depinde de valoare, care, la rândul ei, caracterizează intensitatea activității de eroziune în bazinul hidrografic. În sistemele fluviale mari, scurgerea solidă este măsurată în zeci de milioane de tone pe an. De exemplu, scurgerea sedimentelor ridicate din Amu Darya este de 94 de milioane de tone pe an, râul Volga este de 25 de milioane de tone pe an, - 15 milioane de tone pe an, - 6 milioane de tone pe an, - 1500 milioane de tone pe an, - 450 de milioane de tone pe an, Nil - 62 de milioane de tone pe an.

Debitul depinde de o serie de factori:

• în primul rând din . Cu cât sunt mai multe precipitații și mai puține evaporări, cu atât mai multă scurgere și invers. Cantitatea de scurgere depinde de forma precipitațiilor și de distribuția lor în timp. Ploile unei perioade fierbinți de vară vor produce mai puține scurgeri decât o perioadă rece de toamnă, deoarece evaporarea este foarte mare. Precipitațiile de iarnă sub formă de zăpadă nu vor furniza scurgeri de suprafață în lunile reci, dar sunt concentrate în perioada scurtă de inundații de primăvară. Cu o distribuție uniformă a precipitațiilor pe tot parcursul anului, scurgerea este uniformă, iar schimbările sezoniere bruște ale cantității de precipitații și ale ratei de evaporare provoacă scurgeri neuniforme. În timpul ploilor prelungite, infiltrarea precipitațiilor în pământ este mai mare decât în ​​timpul ploilor abundente;
• din zonă. Când masele se ridică de-a lungul versanților munților, ele se răcesc, deoarece se întâlnesc cu straturi mai reci și vapori de apă, deci aici crește cantitatea de precipitații. Deja de pe dealuri nesemnificative, debitul este mai mare decât de la cele adiacente. Deci, pe Muntele Valdai, modulul de scurgere este de 12, iar pe zonele joase vecine - doar 6. Un volum și mai mare de scurgere la munte, modulul de scurgere aici este de la 25 la 75. Conținutul de apă al râurilor de munte, în pe lângă creșterea precipitațiilor odată cu înălțimea, este afectată și de o scădere a evaporării la munte din cauza coborârii și abruptului versanților. Din teritoriile înalte și muntoase, apa curge repede, iar din câmpie încet. Din aceste motive, râurile de câmpie au un regim mai uniform (vezi Râuri), în timp ce cele montane reacţionează sensibil şi violent la;
• din acoperire. În zonele cu umiditate excesivă, solurile sunt saturate cu apă pentru cea mai mare parte a anului și o dau râurilor. În zonele cu umiditate insuficientă în timpul sezonului de topire a zăpezii, solurile sunt capabile să absoarbă toată apa de topire, astfel încât scurgerea în aceste zone este slabă;
• din acoperirea vegetală. Studiile din ultimii ani, efectuate în legătură cu plantarea centurii forestiere în, indică efectul lor pozitiv asupra scurgerii, deoarece este mai semnificativ în zonele forestiere decât în ​​stepă;
• din influență. Este diferit în zonele de umiditate excesivă și insuficientă. Mlaștinile sunt regulatoare ale scurgerii, iar în zonă influența lor este negativă: aspiră suprafața și apa și le evaporă în atmosferă, perturbând astfel atât scurgerea de suprafață, cât și cea subterană;
• din lacuri mari curgătoare. Sunt un puternic regulator de debit, cu toate acestea, acțiunea lor este locală.

Din scurta trecere în revistă de mai sus a factorilor care afectează scurgerea, rezultă că amploarea acestuia este variabilă din punct de vedere istoric.

Zona cu cea mai abundentă scurgere este, valoarea maximă a modulului său aici este de 1500 mm pe an, iar cea minimă este de aproximativ 500 mm pe an. Aici, scurgerea este distribuită uniform în timp. Cel mai mare debit anual în .

Zona de scurgere minimă este latitudinile subpolare ale emisferei nordice, acoperind. Valoarea maximă a modulului de scurgere aici este de 200 mm pe an sau mai puțin, cea mai mare cantitate având loc primăvara și vara.

În regiunile polare se efectuează scurgerea, grosimea stratului în termeni de apă este de aproximativ 80 mm in și 180 mm in.

Pe fiecare continent există zone din care curgerea se efectuează nu în ocean, ci în corpurile de apă interioară - lacuri. Astfel de teritorii sunt numite zone cu flux intern sau fără scurgere. Formarea acestor zone este asociată cu precipitații, precum și cu îndepărtarea teritoriilor interioare de ocean. Cele mai mari zone de regiuni fără drenuri se încadrează pe (40% din teritoriul total al continentului) și (29% din teritoriul total).