28.07.2015

Kolísanie riečneho odtoku a kritériá jeho hodnotenia. Riečny odtok je pohyb vody v procese jej cirkulácie v prírode, keď steká korytom rieky. Prietok rieky je určený množstvom vody pretekajúcej riečnym kanálom za určité časové obdobie.
Režim prúdenia ovplyvňuje množstvo faktorov: klimatické - zrážky, výpar, vlhkosť a teplota vzduchu; topografický - terén, tvar a veľkosť povodí a pôdno-geologický vrátane vegetačného krytu.
V každom povodí platí, že čím viac zrážok a menší výpar, tým väčší prietok rieky.
Zistilo sa, že s nárastom povodia sa zvyšuje aj trvanie jarnej povodne, zatiaľ čo hydrograf má pretiahnutejší a „pokojnejší“ tvar. V ľahko priepustných pôdach dochádza k väčšej filtrácii a menšiemu odtoku.
Pri vykonávaní rôznych hydrologických výpočtov súvisiacich s projektovaním vodných stavieb, rekultivačných systémov, vodovodov, protipovodňových opatrení, ciest a pod. sa určujú tieto hlavné charakteristiky toku rieky.
1. Spotreba vody je objem vody, ktorý pretečie uvažovaným úsekom za jednotku času. Priemerná spotreba vody Qcp sa vypočíta ako aritmetický priemer nákladov za dané časové obdobie T:

2. Prietok V- je to objem vody, ktorý pretečie daným cieľom za uvažované časové obdobie T

3. Odtokový modul M je prietok vody na 1 km2 povodia F (alebo tečúcej z jednotkového povodia):

Na rozdiel od prietoku vody nie je modul odtoku spojený s konkrétnym úsekom rieky a charakterizuje odtok z povodia ako celku. Priemerný viacročný odtokový modul M0 nezávisí od vodnatosti jednotlivých rokov, ale je určený len geografickou polohou povodia. To umožnilo zonovať našu krajinu z hydrologického hľadiska a zostaviť mapu izolínií modulov priemerného dlhodobého odtoku. Tieto mapy sú uvedené v príslušnej regulačnej literatúre. Keď poznáme povodie rieky a určíme pre ňu hodnotu M0 pomocou izočiarovej mapy, môžeme určiť priemerný dlhodobý prietok vody Q0 tejto rieky pomocou vzorca

Pre tesne vzdialené riečne úseky možno moduly odtoku považovať za konštantné, t.j.

Odtiaľ, podľa známeho prietoku vody v jednej sekcii Q1 a známych povodí v týchto sekciách F1 a F2, môže byť prietok vody v druhej sekcii Q2 stanovený pomerom

4. Drenážna vrstva h- je to výška vodnej vrstvy, ktorá by sa získala pri rovnomernom rozložení odtokového objemu V na celú plochu povodia V za určité časové obdobie:

Pre priemernú viacročnú odtokovú vrstvu h0 jarnej povodne boli zostavené vrstevnicové mapy.
5. Modulárny odvodňovací koeficient K je pomer ktorejkoľvek z vyššie uvedených charakteristík odtoku k jej aritmetickému priemeru:

Tieto koeficienty je možné nastaviť pre ľubovoľné hydrologické charakteristiky (prietoky, hladiny, zrážky, výpar atď.) a pre ľubovoľné obdobia prietoku.
6. Odtokový koeficient η je pomer odtokovej vrstvy k vrstve zrážok, ktoré spadli na povodie x:

Tento koeficient možno vyjadriť aj pomerom objemu odtoku k objemu zrážok za rovnaké časové obdobie.
7. Prietok- najpravdepodobnejšia priemerná dlhodobá hodnota odtoku vyjadrená ktoroukoľvek z vyššie uvedených odtokových charakteristík za viacročné obdobie. Na stanovenie normy odtoku by séria pozorovaní mala trvať najmenej 40 ... 60 rokov.
Ročný prietok Q0 je určený vzorcom

Keďže počet rokov pozorovania na väčšine vodomerov je zvyčajne menší ako 40, je potrebné skontrolovať, či tento počet rokov postačuje na získanie spoľahlivých hodnôt normy odtoku Q0. Na tento účel vypočítajte strednú kvadratúru chyby prietoku podľa závislosti

Dĺžka obdobia pozorovania je dostatočná, ak hodnota efektívnej chyby σQ nepresahuje 5 %.
Zmena ročného odtoku je ovplyvnená predovšetkým klimatickými faktormi: zrážkami, výparom, teplotou vzduchu atď. Všetky sú vzájomne prepojené a závisia od množstva príčin, ktoré sú náhodného charakteru. Preto sú hydrologické parametre charakterizujúce odtok určené súborom náhodných veličín. Pri navrhovaní opatrení na splavovanie dreva je potrebné poznať hodnoty týchto parametrov s potrebnou pravdepodobnosťou ich prekročenia. Napríklad pri hydraulickom výpočte hrádzí splavovania dreva je potrebné nastaviť maximálny prietok jarnej povodne, ktorý môže byť päťkrát prekročený za sto rokov. Tento problém je riešený pomocou metód matematickej štatistiky a teórie pravdepodobnosti. Na charakterizáciu hodnôt hydrologických parametrov - nákladov, hladín atď. sa používajú tieto pojmy: frekvencia(opakovanie sa) a zabezpečenie (trvanie).
Frekvencia ukazuje, koľko prípadov za uvažované časové obdobie bola hodnota hydrologického parametra v určitom intervale. Napríklad, ak sa priemerný ročný prietok vody v danom úseku rieky zmenil za niekoľko rokov pozorovania zo 150 na 350 m3/s, potom je možné zistiť, koľkokrát boli hodnoty tejto hodnoty v r. intervaly 150...200, 200...250, 250.. .300 m3/s atď.
bezpečnosť ukazuje, v koľkých prípadoch mala hodnota hydrologického prvku hodnoty rovné alebo väčšie ako určitá hodnota. V širšom zmysle je bezpečnosť pravdepodobnosť prekročenia danej hodnoty. Dostupnosť ktoréhokoľvek hydrologického prvku sa rovná súčtu frekvencií horných intervalov.
Frekvencia a dostupnosť sa dá vyjadriť počtom výskytov, ale v hydrologických výpočtoch sa najčastejšie určujú ako percento z celkového počtu členov hydrologického radu. Napríklad v hydrologickom rade je dvadsať hodnôt priemerných ročných prietokov vody, šesť z nich malo hodnotu 200 m3/s alebo väčšiu, čo znamená, že tento prietok je zabezpečený na 30 %. Graficky sú zmeny frekvencie a dostupnosti znázornené krivkami frekvencie (obr. 8a) a dostupnosti (obr. 8b).

V hydrologických výpočtoch sa častejšie používa krivka pravdepodobnosti. Z tejto krivky je vidieť, že čím väčšia hodnota hydrologického parametra, tým nižšie percento dostupnosti a naopak. Preto sa všeobecne uznáva, že roky, v ktorých dostupnosť odtoku, t. j. priemerné ročné vypúšťanie vody Qg, je menej ako 50 % sú vysokovodné a roky s Qg viac ako 50 % sú nízkovodné. Za rok s priemernou vodnosťou sa považuje rok so zabezpečením odtoku 50 %.
Dostupnosť vody za rok je niekedy charakterizovaná jej priemernou frekvenciou. Pre roky s vysokou vodou frekvencia výskytu ukazuje, ako často sa v priemere vyskytujú roky daného alebo väčšieho obsahu vody, pre roky s nízkou vodou - daného alebo menšieho obsahu vody. Napríklad priemerné ročné vypúšťanie v roku vysokej vody s 10 % bezpečnosťou má priemernú frekvenciu 10-krát za 100 rokov alebo 1-krát za 10 rokov; priemerná frekvencia suchého roku 90 % bezpečnosti má tiež frekvenciu 10-krát za 100 rokov, keďže v 10 % prípadov bude mať priemerný ročný prietok nižšie hodnoty.
Roky určitého obsahu vody majú zodpovedajúci názov. V tabuľke. 1 je pre ne uvedená dostupnosť a opakovateľnosť.

Vzťah medzi opakovateľnosťou y ​​a dostupnosťou p možno napísať takto:
na vlhké roky

na suché roky

Všetky vodné stavby na reguláciu koryta alebo prietoku riek sú vypočítané podľa vodnosti v roku určitej dodávky, čo zaručuje spoľahlivosť a bezporuchovú prevádzku stavieb.
Predpokladané percento zabezpečenia hydrologických ukazovateľov upravuje „Pokyn na projektovanie podnikov splavovania dreva“.
Opravné krivky a metódy ich výpočtu. V praxi hydrologických výpočtov sa používajú dva spôsoby konštrukcie kriviek zásobovania: empirický a teoretický.
Rozumný výpočet empirická krivka dotácie možno vykonať len vtedy, ak počet pozorovaní odtoku rieky je viac ako 30...40 rokov.
Pri výpočte dostupnosti členov hydrologického radu pre ročné, sezónne a minimálne prietoky môžete použiť vzorec N.N. Chegodaeva:

Na určenie dostupnosti maximálnych prietokov vody sa používa závislosť S.N. Kritsky a M.F. Menkel:

Postup konštrukcie empirickej krivky dotácie:
1) všetci členovia hydrologického radu sa zaznamenávajú v zostupnom poradí v absolútnej hodnote;
2) každému členovi série je pridelené poradové číslo, začínajúce od jednotky;
3) zabezpečenie každého člena klesajúcej série je určené vzorcami (23) alebo (24).
Na základe výsledkov výpočtu sa zostaví bezpečnostná krivka podobná tej, ktorá je znázornená na obr. 8b.
Empirické dotačné krivky však majú množstvo nevýhod. Ani pri dostatočne dlhom období pozorovania nie je možné zaručiť, že tento interval pokryje všetky možné maximálne a minimálne hodnoty prietoku rieky. Odhadované hodnoty zabezpečenia odtoku 1...2% nie sú spoľahlivé, nakoľko dostatočne podložené výsledky možno získať len pri počte pozorovaní za 50...80 rokov. V tejto súvislosti s obmedzenou dobou pozorovania hydrologického režimu rieky, keď je počet rokov menej ako tridsať, alebo pri ich úplnej absencii, stavajú teoretické bezpečnostné krivky.
Štúdie ukázali, že distribúcia náhodných hydrologických premenných sa najlepšie riadi rovnicou Pearsonovej krivky typu III, ktorej integrálnym vyjadrením je krivka ponuky. Pearson získal tabuľky na zostavenie tejto krivky. Krivka bezpečnosti môže byť zostavená s dostatočnou presnosťou na prax v troch parametroch: aritmetický priemer členov série, variačné koeficienty a asymetria.
Aritmetický priemer členov série sa vypočíta podľa vzorca (19).
Ak je počet rokov pozorovaní menší ako desať alebo sa neuskutočnili žiadne pozorovania, potom sa priemerný ročný prietok vody Qgcp rovná priemernému dlhodobému Q0, teda Qgcp = Q0. Hodnotu Q0 je možné nastaviť pomocou súčiniteľa modulu K0 alebo modulu poklesu M0 určeného z vrstevnicových máp, pretože Q0 = M0*F.
Variačný koeficient Cv charakterizuje variabilitu odtoku alebo mieru jeho kolísania voči priemernej hodnote v danom rade, číselne sa rovná pomeru smerodajnej chyby k aritmetickému priemeru členov radu. Hodnotu koeficientu Cv výrazne ovplyvňujú klimatické podmienky, typ napájania rieky a hydrografické vlastnosti jej povodia.
Ak existujú pozorovacie údaje aspoň za desať rokov, ročný variačný koeficient odtoku sa vypočíta podľa vzorca

Hodnota Cv sa veľmi líši: od 0,05 do 1,50; pre rieky splavujúce drevo Cv = 0,15...0,40.
S krátkym obdobím pozorovaní odtoku riek alebo pri ich úplnej absencii variačný koeficient môže byť stanovená vzorcom D.L. Sokolovský:

Pri hydrologických výpočtoch pre povodia s F > 1000 km2 sa izolínová mapa koeficientu Cv používa aj vtedy, ak celková plocha jazier nepresahuje 3 % plochy povodia.
V normatívnom dokumente SNiP 2.01.14-83 sa na určenie variačného koeficientu nepreskúmaných riek odporúča zovšeobecnený vzorec K.P. Vzkriesenie:

Koeficient šikmosti Cs charakterizuje asymetriu radu uvažovanej náhodnej veličiny vzhľadom na jej priemernú hodnotu. Čím menšia časť členov radu presahuje hodnotu normy odtoku, tým väčšia je hodnota koeficientu asymetrie.
Koeficient asymetrie možno vypočítať podľa vzorca

Táto závislosť však dáva uspokojivé výsledky len pre počet rokov pozorovania n > 100.
Koeficient asymetrie nepreskúmaných riek je stanovený podľa pomeru Cs/Cv pre analógové rieky a pri absencii dostatočne dobrých analógov sa berú priemerné pomery Cs/Cv pre rieky daného regiónu.
Ak nie je možné stanoviť pomer Cs/Cv pre skupinu analogických riek, potom sa z regulačných dôvodov akceptujú hodnoty koeficientu Cs pre nepreskúmané rieky: pre povodia s jazerným koeficientom vyšším ako 40 %

pre zóny nadmernej a premenlivej vlhkosti - arktída, tundra, les, lesostep, step

Na zostavenie teoretickej krivky pre vyššie uvedené tri parametre - Q0, Cv a Cs - použite metódu navrhnutú Fosterom - Rybkinom.
Z uvedeného vzťahu pre modulárny koeficient (17) vyplýva, že priemernú dlhodobú hodnotu odtoku danej pravdepodobnosti - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - možno vypočítať podľa vzorca

Modulový odtokový koeficient roku danej pravdepodobnosti je určený závislosťou

Po určení množstva ľubovoľných odtokových charakteristík na dlhodobé obdobie rôznej dostupnosti je možné na základe týchto údajov zostaviť krivku ponuky. V tomto prípade je vhodné vykonať všetky výpočty v tabuľkovej forme (tabuľky 3 a 4).

Metódy výpočtu modulárnych koeficientov. Na riešenie mnohých vodohospodárskych problémov je potrebné poznať rozloženie odtoku podľa ročných období alebo mesiacov v roku. Vnútroročné rozdelenie odtoku je vyjadrené vo forme modulových koeficientov mesačného odtoku, ktoré predstavujú pomer priemerného mesačného prietoku Qm.av k priemernému ročnému Qg.av:

Vnútroročná distribúcia odtoku je pre roky rôzneho obsahu vody rozdielna, preto sa v praktických výpočtoch stanovujú modulové koeficienty mesačného odtoku pre tri charakteristické roky: rok vysokej vody s 10% zásobou, priemerný rok s 50 % zásob a rok s nízkou vodou s 90 % zásobou.
Koeficienty mesačného modulu odtoku možno stanoviť na základe aktuálnych poznatkov o priemerných mesačných prietokoch vody za prítomnosti pozorovacích údajov za minimálne 30 rokov, na analogickej rieke alebo na štandardných tabuľkách mesačného rozdelenia odtoku, ktoré sú zostavené pre rôzne povodia.
Priemerná mesačná spotreba vody sa určuje na základe vzorca

(33): Qm.cp = KmQg.sr

Maximálna spotreba vody. Pri projektovaní priehrad, mostov, lagún, opatrení na spevnenie brehov je potrebné poznať maximálny prietok vody. V závislosti od typu riečneho napájania možno za vypočítaný maximálny prietok považovať maximálny prietok jarných povodní alebo jesenných povodní. Odhadovaná bezpečnosť týchto nákladov je určená triedou kapitálovej veľkosti vodných stavieb a je regulovaná príslušnými regulačnými dokumentmi. Napríklad hrádze na splavovanie dreva triedy Ill kapitálu sa počítajú na prechod maximálneho prietoku vody s 2% bezpečnosťou a triedy IV - s 5% bezpečnosťou, ochranné konštrukcie brehov by sa nemali zrútiť pri prietokoch zodpovedajúcich maximálnemu prietoku vody. 10% bezpečnosti.
Spôsob stanovenia hodnoty Qmax závisí od stupňa poznania rieky a od rozdielu medzi maximálnymi prietokmi jarnej povodne a povodne.
Ak existujú pozorovacie údaje za obdobie viac ako 30 ... 40 rokov, potom sa zostaví empirická bezpečnostná krivka Qmax a s kratším obdobím - teoretická krivka. Výpočty berú: pre jarné povodne Cs = 2Сv a pre dažďové povodne Cs = (3...4)CV.
Keďže riečne režimy sú monitorované na vodomerných staniciach, krivka zásobovania sa zvyčajne vykresľuje pre tieto lokality a maximálne prietoky vody na miestach, kde sa nachádzajú stavby, sa vypočítavajú pomerom

Pre nížinné rieky maximálny prietok jarnej povodňovej vody dané zabezpečenie p% sa vypočíta podľa vzorca

Hodnoty parametrov n a K0 sa určujú v závislosti od prírodnej zóny a kategórie reliéfu podľa tabuľky. 5.

Kategória I - rieky nachádzajúce sa v kopcovitých a plošinovitých vrchovinách - stredná Rus, Strugo-Krasnenskaya, Sudoma, stredosibírska plošina atď .;
II kategória - rieky, v povodiach ktorých sa striedajú pahorkatiny s depresiami medzi nimi;
Kategória III - rieky, ktorých väčšina povodí sa nachádza v rovinatých nížinách - Mologo-Sheksninskaya, Meshcherskaya, bieloruské lesy, Pridnestrovskaya, Vasyuganskaya atď.
Hodnota koeficientu μ je stanovená v závislosti od prirodzeného pásma a percenta bezpečnosti podľa tabuľky. 6.

Parameter hp% sa vypočíta zo závislosti

Koeficient δ1 sa vypočíta (pre h0 > 100 mm) podľa vzorca

Koeficient δ2 je určený vzťahom

Výpočet maximálnych prietokov vody počas jarnej povodne sa vykonáva v tabuľkovej forme (tabuľka 7).

Hladiny veľkých vôd (HWL) vypočítanej dodávky sú stanovené podľa kriviek prietokov vody pre zodpovedajúce hodnoty Qmaxp% a vypočítané úseky.
Približnými výpočtami je možné podľa závislosti nastaviť maximálny prietok vody pri dažďovej záplave

Pri zodpovedných výpočtoch by sa určenie maximálneho prietoku vody malo vykonávať v súlade s pokynmi regulačných dokumentov.

Vypúšťanie vody je objem vody, ktorý pretečie cez prierez rieky za jednotku času. Prietok vody sa zvyčajne meria v metroch kubických za sekundu (m3/s). Priemerný dlhodobý prietok vody v najväčších riekach republiky, napríklad Irtysh, je 960 m/s, a Syrdarja - 730 m/s.

Prietok vody v riekach za rok sa nazýva ročný prietok. Napríklad ročný prietok Irtyša je 28 000 miliónov m3. Odtok vody určuje zdroje povrchovej vody. Odtok je na území Kazachstanu nerovnomerne rozložený, objem povrchového odtoku je 59 km3. Množstvo ročného prietoku rieky závisí predovšetkým od klímy. V rovinatých oblastiach Kazachstanu závisí ročný odtok najmä od charakteru rozloženia snehovej pokrývky a zásob vody pred roztopením snehu. Dažďová voda sa takmer úplne využíva na zvlhčenie ornice a odparovanie.

Hlavným faktorom ovplyvňujúcim tok horských riek je reliéf. S rastúcou absolútnou výškou sa zvyšuje množstvo ročných zrážok. Koeficient vlhkosti na severe Kazachstanu je asi jedna a ročný prietok je vysoký a v rieke je viac vody. Množstvo odtoku na kilometer štvorcový na území Kazachstanu je v priemere 20 000 m3. Naša republika je v prietoku rieky pred iba Turkménskom. Prietok riek sa mení v závislosti od ročného obdobia. Rovinové rieky počas zimných mesiacov poskytujú 1 % ročného prietoku.

Nádrže sú vybudované na reguláciu tokov riek. Vodné zdroje sú rovnomerne využívané v zime aj v lete pre potreby národného hospodárstva. V našej krajine je 168 nádrží, najväčšie z nich sú Bukhtarma a Kapchagai.

Všetok pevný materiál prenášaný riekou sa nazýva pevný odtok. Zákal vody závisí od jej objemu. Meria sa v gramoch látky obsiahnutej v 1 m³ vody. Zákal nížinných riek je 100 g/m3, pričom na strednom a dolnom toku je 200 g/m3. Rieky západného Kazachstanu nesú veľké množstvo voľných hornín, zákal dosahuje 500-700 g/m3. Po prúde sa zvyšuje zákal horských riek. Zákal v rieke je 650 g/m3, v dolnom toku Chu - 900 g/m3, v Syrdarji 1200 g/m3.

Výživa a riečny režim

Kazašské rieky majú rôznu výživu: sneh, dážď, ľadovcovú a podzemnú vodu. Neexistujú rieky s rovnakou výživou. Rieky rovinatej časti republiky sa podľa charakteru zásobovania delia na dva typy: snehovo-dažďové a prevažne snehové.

Rieky napájané snehom a dažďom zahŕňajú rieky nachádzajúce sa v lesostepných a stepných zónach. Hlavné z nich - Ishim a Tobol - pretečú svoje brehy na jar, 50% ročného odtoku pripadá na apríl až júl. Rieky sú najprv napájané roztopenou vodou, potom dažďom. Keďže nízka hladina vody je pozorovaná v januári, v tomto čase sa živia podzemnou vodou.

Rieky druhého typu majú výlučne jarný prietok (85 – 95 % ročného prietoku). Tento druh jedla zahŕňa rieky nachádzajúce sa v púštnych a polopúštnych zónach - sú to Nura, Ural, Sagyz, Turgay a Sarysu. Vzostup vody v týchto riekach sa pozoruje v prvej polovici jari. Hlavným zdrojom potravy je sneh. Hladina vody prudko stúpa na jar, keď sa topí sneh. V krajinách SNŠ sa takýto režim riek nazýva kazašský typ. Napríklad 98 % jeho ročného prietoku tečie pozdĺž rieky Nura v krátkom čase na jar. Najnižšia hladina vody sa vyskytuje v lete. Niektoré rieky úplne vyschnú. Po jesenných dažďoch hladina v rieke mierne stúpa, v zime zase klesá.

Vo vysokohorských oblastiach Kazachstanu majú rieky zmiešaný typ potravy, prevláda však snehový ľadovec. Sú to rieky Syrdarya, Ili, Karatal a Irtysh. Hladina v nich stúpa koncom jari. Rieky pohoria Altaj sa na jar vylievajú z brehov. Hladina vody v nich však zostáva vysoká až do polovice leta v dôsledku nesúbežného topenia snehu.

Rieky Tien Shan a Zhungarskiy Alatau sú v teplom období plné; Na jar a v lete. Vysvetľuje to skutočnosť, že v týchto horách sa topenie snehu tiahne až do jesene. Na jar sa začína topenie snehu od spodného pásma, potom sa počas leta topí sneh strednej výšky a ľadovce na horských svahoch. V odtoku horských riek je podiel dažďovej vody nepatrný (5-15%) a v nízkych pohoriach stúpa na 20-30%.

Ploché rieky Kazachstanu kvôli nízkej vode a pomalému toku rýchlo zamŕzajú s nástupom zimy a koncom novembra sú pokryté ľadom. Hrúbka ľadu dosahuje 70-90 cm, v mrazivých zimách dosahuje hrúbka ľadu na severe republiky 190 cm a na južných riekach 110 cm v druhej polovici apríla.

Ľadovcový režim vysokohorských riek je odlišný. V horských riekach nie je stabilná ľadová pokrývka kvôli silným prúdom a zásobám podzemnej vody. Pobrežný ľad je pozorovaný len na niektorých miestach Kazašské rieky postupne erodujú horniny. Rieky tečú, prehlbujú svoje dno, ničia brehy, valia malé aj veľké kamene. V rovinatých častiach Kazachstanu je tok rieky pomalý a nesie pevné materiály.

Na určenie prietoku rieky v závislosti od oblasti povodia, výšky vrstvy sedimentu atď. v hydrológii sa používajú tieto veličiny: prietok rieky, modul prietoku a koeficient prietoku.

Riečny odtok volajte spotrebu vody počas dlhého časového obdobia, napríklad za deň, desaťročie, mesiac, rok.

Odtokový modul nazývajú množstvo vody vyjadrené v litroch (y), ktoré tečie v priemere za 1 sekundu z plochy povodia na 1 km 2:

Odtokový koeficient nazývame pomer prietoku vody v rieke (Qr) k množstvu zrážok (M) na ploche povodia za rovnaký čas, vyjadrený v percentách:

a - koeficient odtoku v percentách, Qr - ročná hodnota odtoku v metroch kubických; M je ročný úhrn zrážok v milimetroch.

Na určenie modulu odtoku je potrebné poznať prietok vody a oblasť povodia nad cieľom, podľa ktorej bol stanovený prietok vody danej rieky. Plochu povodia je možné merať z mapy. Na tento účel sa používajú nasledujúce metódy:

• 1) plánovanie
• 2) rozdelenie na základné údaje a výpočet ich plôch;
• 3) meranie plochy pomocou palety;
• 4) výpočet plôch pomocou geodetických tabuliek

Pre žiakov je najjednoduchšie použiť tretí spôsob a zmerať plochu pomocou palety, t.j. priehľadný papier (pauzovací papier) s vytlačenými štvorčekmi. Po mape študovanej oblasti mapy v určitej mierke môžete vytvoriť paletu so štvorcami zodpovedajúcimi mierke mapy. Najprv by ste mali načrtnúť povodie tejto rieky nad určitým zarovnaním a potom použiť mapu na paletu, na ktorú prenesiete obrys povodia. Ak chcete určiť oblasť, musíte najskôr spočítať počet celých štvorcov nachádzajúcich sa vo vnútri obrysu a potom tieto štvorce sčítať, čiastočne pokrývajúce povodie danej rieky. Sčítaním štvorcov a vynásobením výsledného čísla plochou jedného štvorca zistíme plochu povodia nad týmto zarovnaním.

Q - spotreba vody, l. Na prepočet kubických metrov na litre vynásobíme prietok 1000, S plocha bazéna, km 2.

Na určenie koeficientu odtoku rieky je potrebné poznať ročný odtok rieky a objem vody, ktorý spadol na plochu daného povodia. Objem vody, ktorý dopadol na plochu tohto bazéna, sa dá ľahko určiť. Aby ste to dosiahli, musíte vynásobiť plochu povodia, vyjadrenú v kilometroch štvorcových, hrúbkou vrstvy zrážok (aj v kilometroch). Napríklad hrúbka sa bude rovnať p, ak zrážky v danej oblasti boli 600 mm za rok, potom 0 "0006 km a koeficient odtoku sa bude rovnať:

Qr je ročný prietok rieky a M je plocha povodia; vynásobte zlomok 100, aby ste určili koeficient odtoku v percentách.

Stanovenie režimu toku rieky. Na charakterizáciu prietokového režimu rieky je potrebné stanoviť:

a) akými sezónnymi zmenami prechádza hladina vody (rieka so stálou hladinou, ktorá sa v lete stáva veľmi plytkou, vysychá, stráca vodu v póroch a mizne z hladiny);

b) čas vysokej vody, ak existuje;

c) výška vody počas povodne (ak neexistujú nezávislé pozorovania, potom podľa údajov z dotazníka);

d) trvanie zamrznutia rieky, ak k nemu dôjde (podľa vlastného pozorovania alebo podľa informácií získaných prieskumom).

Stanovenie kvality vody. Ak chcete zistiť kvalitu vody, musíte zistiť, či je zakalená alebo priehľadná, pitná alebo nie. Priehľadnosť vody určuje biely kotúč (Secchiho kotúč) s priemerom približne 30 cm, sčítaný na vyznačenej čiare alebo pripevnený na označenej tyči. Ak je disk spustený na linke, potom je pod diskom pripevnené závažie, aby disk nebol unášaný prúdom. Hĺbka, v ktorej sa tento disk stáva neviditeľným, je znakom priehľadnosti vody. Môžete si vyrobiť disk z preglejky a natrieť ho bielou farbou, ale potom musí byť náklad zavesený dostatočne ťažký, aby spadol vertikálne do vody a samotný disk si udržal vodorovnú polohu; alebo preglejkový list možno nahradiť doskou.

Stanovenie teploty vody v rieke. Teplotu vody v rieke zisťuje jarný teplomer, a to ako na hladine vody, tak aj v rôznych hĺbkach. Udržujte teplomer vo vode po dobu 5 minút. Pružinový teplomer možno nahradiť bežným kúpeľňovým teplomerom s dreveným rámom, ale aby sa ponoril do vody v rôznych hĺbkach, treba naň priviazať závažie.

Teplotu vody v rieke môžete určiť pomocou batometrov: batomer-tachymeter a fľaškový batomer. Kúpeľomer-tachymeter pozostáva z pružného gumeného balónika s objemom cca 900 cm 3; je do nej vložená rúrka s priemerom 6 mm. Batometer-tachymeter je upevnený na tyči a spúšťaný do rôznych hĺbok, aby nabral vodu.

Výsledná voda sa naleje do pohára a určí sa jej teplota.

Pre študenta nie je ťažké vyrobiť batometer-tachymeter. Aby ste to urobili, musíte si kúpiť malú gumovú komoru, nasadiť ju a priviazať gumovú hadičku s priemerom 6 mm. Tyč je možné nahradiť drevenou tyčou, ktorá ju rozdelí na centimetre. Tyč s tachymetrickým tachymetrom musí byť spustená kolmo do vody do určitej hĺbky tak, aby otvor tachymetra smeroval po prúde. Po spustení do určitej hĺbky sa musí tyč otočiť o 180 a držať asi 100 sekúnd, aby sa nasala voda, a potom znova otočiť tyč o 180 °. odtokový vodný režim rieka

Mala by sa odstrániť, aby voda z fľaše nevytiekla. Po naliatí vody do pohára zistite teplomerom teplotu vody v danej hĺbke.

Je užitočné súčasne merať teplotu vzduchu závesným teplomerom a porovnávať ju s teplotou riečnej vody, pričom nezabudnite zaznamenať čas pozorovania. Niekedy teplotný rozdiel dosahuje niekoľko stupňov. Napríklad o 13:00 je teplota vzduchu 20, teplota vody v rieke je 18 °.

Štúdia v určitých oblastiach o určitom charaktere koryta rieky. Pri skúmaní úsekov charakteru koryta je potrebné:

a) označiť hlavné úseky a trhliny, určiť ich hĺbky;

b) pri zisťovaní perejí a vodopádov určiť výšku pádu;

c) nakresliť a podľa možnosti zmerať ostrovy, plytčiny, stredy, bočné kanály;

d) zhromažďovať informácie, na ktorých miestach rieka eroduje a na miestach, ktoré sú obzvlášť silne erodované, určiť povahu erodovaných hornín;

e) študovať charakter delty, ak sa skúma úsek ústia rieky, a zakresliť ho do vizuálneho plánu; skontrolujte, či jednotlivé ramená zodpovedajú tým, ktoré sú zobrazené na mape.

Všeobecná charakteristika rieky a jej využitie. So všeobecným popisom rieky musíte zistiť:

a) ktorá časť rieky prevažne eroduje a ktorá sa hromadí;

b) stupeň meandrovania.

Na určenie stupňa meandrovania potrebujete poznať koeficient kľukatosti, t.j. pomer dĺžky rieky v skúmanej oblasti k najkratšej vzdialenosti medzi určitými bodmi v skúmanej časti rieky; napríklad rieka A má dĺžku 502 km a najkratšia vzdialenosť medzi prameňom a ústím je len 233 km, teda koeficient krútenia:

K - koeficient sinuozity, L - dĺžka rieky, 1 - najkratšia vzdialenosť medzi prameňom a ústím

Meandrová štúdia má veľký význam pre splavovanie dreva a lodnú dopravu;

c) Nestláčajúce sa riečne vejáre vznikajúce pri ústiach prítokov alebo vytvárajú dočasné prietoky.

Zistite, ako sa rieka využíva na plavbu a splavovanie dreva; ak ruka nie je splavná, zistite prečo, slúži ako prekážka (plytčina, pereje, sú tam vodopády), sú na rieke priehrady a iné umelé stavby; či sa rieka používa na zavlažovanie; aké transformácie treba urobiť, aby sa rieka mohla využívať v národnom hospodárstve.

Stanovenie výživy rieky. Je potrebné zistiť typy riečnej výživy: podzemná voda, dážď, jazero alebo močiare z topiaceho sa snehu. Napríklad r. Klyazma je napájaná, zem, sneh a dážď, z ktorých zásoba pôdy je 19%, sneh - 55% a dážď. - 26 %.

Rieka je znázornená na obrázku 2.

m 3

Záver: V priebehu tejto praktickej lekcie sa ako výsledok výpočtov získali nasledujúce hodnoty charakterizujúce tok rieky:

Odtokový modul? = 177239 l / s * km 2

Odtokový koeficient b = 34,5 %.

Vodné zdroje sú jedným z najdôležitejších zdrojov na Zemi. Ale sú veľmi obmedzené. V skutočnosti, hoci ¾ povrchu planéty zaberá voda, väčšinu z toho tvorí slaný svetový oceán. Človek potrebuje čerstvú vodu.

Jej zdroje sú tiež väčšinou pre ľudí nedostupné, keďže sú sústredené v ľadovcoch polárnych a horských oblastí, v močiaroch, pod zemou. Len malá časť vody je vhodná na ľudskú spotrebu. Sú to čerstvé jazerá a rieky. A ak v prvej voda pretrváva desaťročia, potom v druhej sa aktualizuje približne raz za dva týždne.

Prietok rieky: čo znamená tento pojem?

Tento výraz má dva hlavné významy. Po prvé, vzťahuje sa na celý objem vody prúdiacej do mora alebo oceánu počas roka. Toto je jeho rozdiel od iného pojmu "tok rieky", keď sa výpočet vykonáva za deň, hodiny alebo sekundy.

Druhá hodnota je množstvo vody, rozpustených a suspendovaných častíc, ktoré nesú všetky rieky tečúce v danom regióne: pevnina, krajina, región.

Rozlišuje sa povrchový a podzemný riečny odtok. V prvom prípade máme na mysli vody vtekajúce do rieky pozdĺž A podzemia – ide o pramene a pramene, ktoré vyvierajú pod korytom. Dopĺňajú tiež zásoby vody v rieke a niekedy (počas letnej nízkej hladiny alebo keď je hladina ľadová) sú jej jediným zdrojom potravy. Tieto dva druhy spolu tvoria celkový odtok rieky. Keď ľudia hovoria o vodných zdrojoch, myslia to vážne.

Faktory ovplyvňujúce prietok rieky

Táto problematika je už dostatočne preštudovaná. Možno pomenovať dva hlavné faktory: terén a jeho klimatické podmienky. Okrem nich vyniká niekoľko doplnkových, vrátane ľudskej činnosti.

Hlavným dôvodom vzniku toku rieky je klíma. Je to pomer teploty vzduchu a zrážok, ktorý určuje rýchlosť vyparovania v danej oblasti. Tvorba riek je možná len pri nadmernej vlhkosti. Ak výpar prevýši množstvo zrážok, nedôjde k povrchovému odtoku.

Výživa riek, ich vodný a ľadový režim závisí od podnebia. zabezpečiť doplnenie vlhkosti. Nízke teploty znižujú výpar a pri zamrznutí pôdy sa zníži prietok vody z podzemných zdrojov.

Reliéf ovplyvňuje veľkosť povodia rieky. Záleží na tvare zemského povrchu, ktorým smerom a akou rýchlosťou bude vlhkosť prúdiť. Ak sú v reliéfe uzavreté depresie, nevznikajú rieky, ale jazerá. Sklon terénu a priepustnosť hornín ovplyvňujú pomer medzi časťami zrážok, ktoré stekajú do vodných plôch a vsakujú do zeme.

Hodnota riek pre ľudí

Níl, Indus s Gangou, Tigris a Eufrat, Žltá rieka a Jang-c'-ťiang, Tiber, Dneper... Tieto rieky sa stali kolískou rôznych civilizácií. Od úsvitu ľudstva mu slúžili nielen ako zdroj vody, ale aj ako kanály prenikania do nových neprebádaných krajín.

Vďaka toku rieky je možné zavlažované poľnohospodárstvo, ktoré živí takmer polovicu svetovej populácie. Vysoká spotreba vody znamená aj bohatý hydroenergetický potenciál. Riečne zdroje sa využívajú v priemyselnej výrobe. Obzvlášť náročná na vodu je výroba syntetických vlákien a výroba buničiny a papiera.

Riečna doprava nie je najrýchlejšia, no je lacná. Najlepšie sa hodí na prepravu hromadného nákladu: dreva, rúd, ropných produktov atď.

Na domáce potreby sa odoberá veľa vody. Napokon, rieky majú veľký rekreačný význam. Sú to miesta odpočinku, obnovy zdravia, zdroj inšpirácie.

Najplnšie rieky na svete

Najväčší objem toku rieky je v Amazónii. Ročne je to takmer 7000 km 3 . A to nie je prekvapujúce, pretože Amazonka je po celý rok plná vody, pretože jej ľavé a pravé prítoky sa prelievajú v rôznych časoch. Okrem toho zbiera vodu z územia takmer o veľkosti celej pevniny Austrálie (viac ako 7000 km 2)!

Na druhom mieste je africká rieka Kongo s prietokom 1445 km 3 . Nachádza sa v rovníkovom páse s dennými prehánkami a nikdy sa nestane plytkým.

Z hľadiska celkových zdrojov toku rieky nasleduje: Yangtze je najdlhší v Ázii (1080 km 3), Orinoco (Južná Amerika, 914 km 3), Mississippi (Severná Amerika, 599 km 3). Všetky tri sa počas dažďov hojne rozlievajú a predstavujú značnú hrozbu pre obyvateľstvo.

Na 6. a 8. mieste v tomto zozname sú veľké sibírske rieky - Jenisej a Lena (624 a 536 km 3) a medzi nimi je juhoamerická Parana (551 km 3). Prvú desiatku uzatvára ďalšia juhoamerická rieka Tocantins (513 km 3) a africká Zambezi (504 km 3).

Vodné zdroje krajín sveta

Voda je zdrojom života. Preto je veľmi dôležité mať svoje rezervy. Ale sú rozmiestnené po celej planéte extrémne nerovnomerne.

Poskytovanie zdrojov riečneho odtoku krajinám je nasledovné. V prvej desiatke krajín najbohatších na vodu sú Brazília (8 233 km 3), Rusko (4,5 tis. km 3), USA (viac ako 3 tis. km 3), Kanada, Indonézia, Čína, Kolumbia, Peru, India, Kongo.

Územia nachádzajúce sa v tropickom suchom podnebí sú nedostatočne zabezpečené: Severná a Južná Afrika, krajiny Arabského polostrova, Austrália. Vo vnútrozemských regiónoch Eurázie je málo riek, preto medzi krajiny s nízkymi príjmami patrí Mongolsko, Kazachstan a štáty Strednej Ázie.

Ak sa vezme do úvahy počet ľudí používajúcich túto vodu, ukazovatele sa trochu menia.

Dostupnosť zdrojov riečneho odtoku

Najväčší		Najmenej
krajiny	bezpečnosť	krajiny	bezpečnosť
Francúzska Guiana	609 tisíc	Kuvajt	Menej ako 7
Island	540 tisíc	Spojené Arabské Emiráty	33,5
Guyana	316 tisíc	Katar	45,3
Surinam	237 tisíc	Bahamy	59,2
Kongo	230 tisíc	Omán	91,6
Papua-Nová Guinea	122 tisíc	Saudská Arábia	95,2
Kanada	87 tisíc	Líbya	95,3
Rusko	32 tisíc	Alžírsko	109,1

Husto osídlené krajiny Európy s plnými riekami už nie sú také bohaté na sladkú vodu: Nemecko - 1326, Francúzsko - 3106, Taliansko - 3052 m 3 na obyvateľa, s priemernou hodnotou pre celý svet - 25 tis. m 3 .

Cezhraničný tok a problémy s ním spojené

Mnoho riek preteká územím niekoľkých krajín. V tomto ohľade existujú ťažkosti pri spoločnom využívaní vodných zdrojov. Tento problém je obzvlášť akútny v oblastiach, kde sa takmer všetka voda odvádza na polia. A sused po prúde nemusí dostať nič.

Napríklad na hornom toku, ktorý patrí Tadžikistanu a Afganistanu a na strednom a dolnom toku Uzbekistanu a Turkménsku, v posledných desaťročiach svoje vody neprivádza do Aralského jazera. Len s dobrými susedskými vzťahmi medzi susednými štátmi možno jej zdroje využiť v prospech všetkých.

Egypt dostáva 100 % riečnej vody zo zahraničia a zníženie prietoku Nílu v dôsledku odberu vody proti prúdu môže mať mimoriadne negatívny vplyv na stav poľnohospodárstva krajiny.

Okrem toho, spolu s vodou, cez hranice krajín „putujú“ rôzne znečisťujúce látky: odpadky, odpad z továrne, hnojivá a pesticídy smyté z polí. Tieto problémy sú relevantné pre krajiny ležiace v povodí Dunaja.

Rieky Ruska

Naša krajina je bohatá na veľké rieky. Na Sibíri a na Ďalekom východe je ich obzvlášť veľa: Ob, Jenisej, Lena, Amur, Indigirka, Kolyma atď. A tok rieky je najväčší vo východnej časti krajiny. Žiaľ, doteraz z nich bol použitý len malý zlomok. Časť ide na domáce potreby, na prevádzku priemyselných podnikov.

Tieto rieky majú obrovský energetický potenciál. Preto sú najväčšie vodné elektrárne postavené na sibírskych riekach. A sú nepostrádateľné ako dopravné cesty a na splavovanie dreva.

Európska časť Ruska je bohatá aj na rieky. Najväčší z nich je Volga, jeho tok je 243 km 3. No koncentruje sa tu 80 % obyvateľstva a ekonomického potenciálu krajiny. Nedostatok vodných zdrojov je preto citlivý najmä v južnej časti. Tok Volhy a niektorých jej prítokov je regulovaný nádržami, na ktorých je vybudovaná kaskáda vodných elektrární. Rieka so svojimi prítokmi je hlavnou súčasťou zjednoteného systému hlbokých vôd Ruska.

V podmienkach rastúcej vodnej krízy na celom svete je Rusko v priaznivých podmienkach. Hlavnou vecou je zabrániť znečisťovaniu našich riek. Čistá voda sa totiž podľa ekonómov môže stať cennejšou komoditou ako ropa a iné minerály.

Tok určitej oblasti sa meria pomocou ukazovateľov:

• prietok vody - objem vody pretekajúci za jednotku času cez živý úsek rieky. Zvyčajne sa vyjadruje v m3/s Priemerné denné prietoky vody umožňujú určiť maximálne a minimálne prietoky, ako aj objem prietoku vody za rok z oblasti povodia. Ročný prietok - 3787 km a - 270 km3;
• odtokový modul. Nazýva sa to množstvo vody v litroch, ktoré pretečie za sekundu z 1 km2 plochy. Vypočíta sa vydelením odtoku plochou povodia. Najväčší modul má tundra a rieky;
• odtokový koeficient. Ukazuje, aký podiel zrážok (v percentách) steká do riek. Rieky tundry a lesných zón majú najvyšší koeficient (60-80%), zatiaľ čo v riekach regiónov je veľmi nízky (-4%).

Sypké horniny - produkty sú unášané odtokom do riek. Navyše, (ničivá) práca riek z nich robí aj dodávateľa sypkých . V tomto prípade sa vytvorí pevný odtok - hmota suspendovaných, ťahaných pozdĺž dna a rozpustených látok. Ich počet závisí od energie pohybujúcej sa vody a od odolnosti hornín voči erózii. Pevný odtok je rozdelený na závesný a spodný, ale tento koncept je ľubovoľný, pretože pri zmene rýchlosti prúdenia môže jedna kategória rýchlo prejsť do druhej. Pri vysokej rýchlosti sa spodný pevný odtok môže pohybovať vo vrstve hrubej až niekoľko desiatok centimetrov. Ich pohyby sú veľmi nerovnomerné, pretože rýchlosť na dne sa dramaticky mení. Preto sa na dne rieky môžu vytvárať piesočnaté a trhliny, ktoré bránia plavbe. Zákal rieky závisí od hodnoty, ktorá zasa charakterizuje intenzitu eróznej činnosti v povodí. Vo veľkých riečnych systémoch sa pevný odtok meria v desiatkach miliónov ton ročne. Napríklad odtok zvýšených sedimentov Amudarji je 94 miliónov ton ročne, rieka Volga je 25 miliónov ton ročne, - 15 miliónov ton ročne, - 6 miliónov ton ročne, - 1500 miliónov ton ročne, - 450 miliónov ton ročne, Níl - 62 miliónov ton ročne.

Prietok závisí od viacerých faktorov:

• v prvom rade z . Čím viac zrážok a menej výparu, tým viac odtoku a naopak. Množstvo odtoku závisí od formy zrážok a ich rozloženia v čase. Dažde v horúcom letnom období spôsobia menší odtok ako v chladnom jesennom období, pretože vyparovanie je veľmi veľké. Zimné zrážky vo forme snehu neposkytnú počas chladných mesiacov povrchový odtok, ale sústreďujú sa do krátkeho jarného povodňového obdobia. Pri rovnomernom rozložení zrážok počas celého roka je odtok rovnomerný a prudké sezónne zmeny množstva zrážok a rýchlosti výparu spôsobujú nerovnomerný odtok. Pri dlhotrvajúcich dažďoch je infiltrácia zrážok do zeme väčšia ako pri silných dažďoch;
• z oblasti. Keď masy stúpajú po svahoch hôr, ochladzujú sa, pretože sa stretávajú s chladnejšími vrstvami a vodnou parou, takže tu narastá množstvo zrážok. Už z nevýrazných kopcov je prietok väčší ako z priľahlých. Takže na Valdajskej pahorkatine je odtokový modul 12 a na susedných nížinách iba 6. Ešte väčší objem odtoku v horách, odtokový modul je tu od 25 do 75. Vodnosť horských riek, v r. okrem nárastu zrážok s výškou je ovplyvnený aj poklesom výparu v horách v dôsledku zníženia a strmosti svahov. Z vyvýšených a horských území voda tečie rýchlo a z roviny pomaly. Z týchto dôvodov majú nížinné rieky jednotnejší režim (pozri Rieky), kým horské reagujú citlivo a násilne na;
• z krytu. V oblastiach s nadmernou vlhkosťou sú pôdy po väčšinu roka nasýtené vodou a dodávajú ju riekam. V zónach s nedostatočnou vlhkosťou v období topenia snehu sú pôdy schopné absorbovať všetku roztopenú vodu, takže odtok v týchto zónach je slabý;
• z vegetačného krytu. Štúdie z posledných rokov, ktoré sa uskutočnili v súvislosti s výsadbou lesných pásov v, naznačujú ich pozitívny vplyv na odtok, pretože je výraznejší v lesných zónach ako v stepi;
• od vplyvu. Iné je to v zónach nadmernej a nedostatočnej vlhkosti. Slatiny sú regulátory odtoku a v pásme je ich vplyv negatívny: nasávajú povrchovú a vodu a vyparujú ju do atmosféry, čím narúšajú povrchový aj podzemný odtok;
• z veľkých tečúcich jazier. Sú výkonným regulátorom prietoku, avšak ich pôsobenie je lokálne.

Z uvedeného stručného prehľadu faktorov ovplyvňujúcich odtok vyplýva, že jeho veľkosť je historicky premenlivá.

Zóna najhojnejšieho odtoku je, maximálna hodnota jej modulu je tu 1500 mm za rok a minimum je asi 500 mm za rok. Tu je odtok rovnomerne rozdelený v čase. Najväčší ročný prietok v .

Zónou minimálneho odtoku sú subpolárne zemepisné šírky severnej pologule, ktoré pokrývajú. Maximálna hodnota odtokového modulu je tu 200 mm za rok alebo menej, pričom najväčšie množstvo sa vyskytuje na jar av lete.

V polárnych oblastiach sa uskutočňuje odtok, hrúbka vrstvy z hľadiska vody je približne 80 mm a 180 mm.

Na každom kontinente sú oblasti, z ktorých sa tok neuvádza do oceánu, ale do vnútrozemských vodných útvarov - jazier. Takéto územia sa nazývajú oblasti s vnútorným tokom alebo bezodtokové. Vznik týchto oblastí je spojený so spadom, ako aj s odľahlosťou vnútrozemských území od oceánu. Najväčšie plochy bezodtokových regiónov pripadajú na (40 % z celkového územia pevniny) a (29 % z celkového územia).