10601
.pdf
10
Физико-географические характеристики речного бассейна
Речная система - совокупность рек, сливающихся вместе и выносящих свои воды в виде общего потока. Чаще к этому понятию применяют другой термин – речной бассейн.
Речной бассейн – водосбор реки и вся толща грунтов, с которых вода поступает в данную реку.
Водосбор – площадь земной поверхности и толща земли, с которой питается река.
Водораздел – граница между смежными водосборами. Как правило, водораздел происходит по возвышенностям: между Волгой и Северной Двиной – по Валдайской возвышенности, между Волгой и Доном – по Средне –Русской возвышенности.
Как правило, разделяют поверхностный и подземный водораздел (см. рис.). Река – водный поток, протекающий в естественном русле и питающийся за
счет поверхностного и подземного стока речного бассейна. Исток реки – начало реки, место с которого появляется постоянное течение
воды в реке. К слову: исток Волги ученые смогли определить менее 70–ти лет тому назад, в 30 -е годы ушедшего века. Причина – значительное количество лесов, речушек, болот, озер в Валдайской котловине. А исток
11
Амазонки, находящейся в южно-американской сельве (джунглях по-африкански) до сих пор не известен.
Устье реки – место впадения в другой водоем, будь то море, озеро, река. Некоторые реки вообще не имеют устья, высыхают, теряются в песках. Например, р. Эмба, находящаяся в Западном Казахстане, летом не доходит до Каспийского моря.
Площадь водосбора определяется формулой:
F = Fпов. + Fподз.
где F - достаточно хорошо замерена
Fподз. - до сих пор не известна для всех рек, величиной пренебрегают и считают:
F = F - определяется по карте в масштабе
напр., М1:50 000 (в 1 см 0,5 км), F=f(500×500) м2 f - замеренная площадь по карте в см.
Для определения действительной площади надо умножить на 500 и на 500. График нарастания площади бассейна:
Для всех значительных рек имеются эти графики.
Густота речной сети:
Определяется коэффициентом густоты реч.сети
∑n Li
КТ = 1F
На основании этого коэффициента строится карта в линиях равной густоты речной сети. Такие линии получили название изоденсы.
12
Коэффициент залесенности: |
fл = |
Fл |
|
|
|
|
|
F |
|
||||
|
|
|
|
|||
Коэффициент озерности: |
fоз = |
|
Fоз |
|
|
|
|
F |
|
||||
|
|
|
|
|||
Коэффициент заболоченности: |
|
fб = |
Fб |
|||
|
F |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
где Fл,оз,б - площади лесов, зеркала озер, болот соответственно
Факторы, влияющие на формирование стока
Факторы стока – элементы внешней среды делятся на
Климатические факторы
Осадки, испарения, температура и влажность воздуха, ветер и их характеристика
Факторы подстилающей поверхности
Рельеф речного бассейна, почвенный покров, геологическое строение, растительность, болота, озера, вечная мерзлота. Влияние этих факторов на сток
Во многих случаях существенное воздействие на естественный режим стока оказывает хозяйственная деятельность человека (устройство прудов и водохранилищ, оросительные и осушительные мелиорации, насаждение лесных полос и др.).
Наблюдения за климатическими факторами
Эти наблюдения проводятся на гидрологических (гирометеорологических) постах и станциях. Рассмотрим методы и средства определения величин, характеризующих климатические факторы.
Погода – совокупность всех метеорологических факторов в данный момент времени.
Климат – режим погоды, характерный, для данной местности. Для нашей Нижегородской области – климат умеренно-континентальный, среднегодовая температура воздуха 3,4ºС.
1. Температура воды, воздуха, почвы.
Для измерения tº применяются термометры. Есть термометры обычные. Для измерения максимальной температуры используются ртутные
13
термометры с сужением (медицинские), при нагревании ртуть расширяется, при остывании она уже не меняет свой объем, необходимо стряхнуть. Для измерения минимальной температуры используются термометры со спиртом. Спирт при изменении температуры изменяет свой объем. Штифт двигается, по линейке можно делать замеры. Температура на водомерных постах измеряется родниковым или водным термометром.
Для измерения грунта (почвы) на глубине прибегают к хитрости, опускают на глубину сосуд с водой, выдерживают некоторое время и при подъеме на поверхность вода некоторое время сохраняет измеренную температуру, так называемый погружной термометр.
На основе измерений температур составляется карта в изотермах, причем, все температурные данные приводятся к уровню Балтийского моря.
ТБС =Т +100Н 0,5
ТБС =10 + 100400 0,5 =12 С
Температуры в справочниках относятся к международно-признанному уровню БС.
14
При строительстве сооружений не устанавливают специальные гидрометеорологические посты, а сведения собираются с ближайших станций.
На основании измерений температур воздуха составляется карта в изотермах, при чём, все температурные данные приводятся к уровню балтийского моря.
2. Влажность воздуха. Имеет несколько значений:
Полная влажность Е – наибольшее количество водяных паров (предельное), которое может содержаться в заданном пространстве при определенном давлении (чем p>, тем Е<, пары выжимаются).
Абсолютная влажность е – количество водяных паров, содержащееся в данном пространстве:
d=E-e, мм – дефицит влажности
15
Относительная влажность r, выражается отношением:
r= Ее 100%
Измеряется влажность прибором психрометром. К штативу присоединяются 2 термометра, под одним – чашка с водой и марлей, температура с водой Т1. Справа сухой термометр. Т2> Т1 , т.к. на испарение уходит много энергии.
По барометру определяется давление в атмосферах, с помощью разности температур (∆Т = Т2 – Т1) и разности давлений (∆р = Р2 – Р1) по психрометрическим таблицам вычисляют абсолютную влажность. Данные очень точные, но для летних условий.
Для зимы используют гигрометр. При повышении влажности волос удлиняется, при понижении – укорачивается. Влажность увеличивается, стрелка отклоняется вправо. Также вместо волоса используется паутина паука (самое тонкое изделие на земле, и в то же время самое прочное, если создать канат из паутины, то он будет прочнее стали).
16
Волосяной гигрометр
3. Испарение.
Испарение может быть с поверхности воды и с поверхности суши. Испарение с воды ZВ определяется при помощи испарителя ГГИ
(государственный гидрологический институт). На основании наблюдений за испарением с поверхности воды составлена карта в линиях равного испарения для различных районов страны. ZВ – величина среднемноголетняя. Для распределения этого значения по месяцам к картам прилагается таблица, в которой указано испарение в процентах за каждый безледоставный месяц от общей суммы испарения. Испарение есть и в зимний период, но оно ничтожно.
17
Рисунок – Среднемноголетнее испарение с водной поверхности бассейна
Испарение с суши (Zc) определяется при помощи тоже испарителя ГГИ (государственный гидрологический институт), но только с суши. В земле выкапывается шурф (ямка), в который устанавливается испаритель. Замеряют вес грунта в первоначальный и конечный момент времени. По разнице в весе определяют испарение. Результаты получаются ориентировочные, с погрешностями.
18
Рисунок - Почвенный испаритель ГГИ-500-50
1 - внутренний цилиндр; 2 — внешний цилиндр; 3 – сбор воды
В расчетной практике испарение с поверхности суши определяют по уравнению водного баланса:
x=y+z , z=x-y
x - осадки по СНиП [3]; y - поверхностный сток по РПВ.
Полученное значение определяет испарение за год, чтобы судить об испарении по месяцам, используют графики Кузина П.С., Полякова Б.П.
Рисунок – График Кузина П.С
19
4. Осадки.
Замеряются дождемером. Емкость устанавливается на высоте 2 м от земли. Прибор работает в летнее время.
Зимой замеряют снегомером, причем отдельно на открытой местности (в поле), в городе и в лесу. Стакан вставляют в снег до земли. Объем снега в стакане взвешивают.
По результатам замеров строят линии равных осадков – изогисты.
Рисунок – Среднегодовое количество осадков
5. Воздушные течения.
Они возникают от разности температур (∆t ) и давлений (∆p ) Они
характеризуются направлением и скоростью ветра. По замерам воздушных течений строят так называемые розы ветров. Они есть в справочниках для января и июля. С помощью прибора флюгера замеры делают ежедневно.
Рисунок - Роза ветров