- •Глава 1. Внутренние водные пути России
- •1.1. Общая характеристика судоходных водных путей
- •1.2. Транспортная классификация внутренних водных путей
- •1.3. Государственное регулирование, надзор и содержание внутренних судоходных путей
- •1.4. Современное состояние и развитие инфраструктуры внутреннего водного транспорта
- •Глава 2. Речная система и водные ресурсы
- •Влагооборот на земном шаре
- •2.2. Бассейн реки. Речная сеть
- •2.3. Долина, пойма и русло реки
- •2.4. Речной сток и его характеристики
- •Глава 3. Движение воды и наносов в реках
- •4.1. Режим уклонов свободной поверхности воды
- •4.2. Гидравлические особенности движения речных потоков
- •4.3. Эксплуатационная скорость течения
- •4.4. Взаимодействие потока и русла. Речные наносы
- •Виды речных русел и русловые переформирования
- •4.6. Основные типы перекатов
- •Глава 4. Судоходные прорези на реках и судовые хода на водохранилищах
- •4.1. Определение минимальных габаритных размеров
- •Судовых ходов в реках и каналах
- •4.2. Требования к судоходным прорезям и роль отвалов грунта
- •4.3. Трассирование судоходных эксплуатационных прорезей
- •4.4. Заносимость эксплуатационных прорезей
- •4.5. Состав проекта капитальной прорези. Исходные данные
- •4.6. Примеры капитальных прорезей
- •4.7. Построение планов течения
- •4.8. Оценка устойчивости капитальной прорези
- •4.9. Спрямление пойменных извилин
- •Глава 5. Дноуглубление
- •7.1. Дноуглубительные работы. Судоходные прорези
- •7.2. Проектирование судоходных прорезей
- •7.3. Классификация дноуглубительных снарядов
- •7.4. Устройство и производительность дноуглубительных снарядов
- •7.4.1. Землесосы
- •7.4.2. Многочерпаковые снаряды
- •7.4.3. Одночерпаковые дноуглубительные снаряды
- •7.5. Перемещения земснарядов по прорези
- •7.6. Извлечение грунта земснарядами
2.4. Речной сток и его характеристики
Водные ресурсы составляют национальное богатство нашей страны. По суммарному годовому стоку Россия занимает одно из ведущих мест в мире.
Для выполнения расчетов водопотребления, распределения водных ресурсов между различными отраслями народного хозяйства и при решении других практических задач в гидрологии используются следующие количественные характеристики стока.
Объем стока W, м3 – это количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за какой либо период времени Т. Наибольший интерес представляет объем годового стока, для которого Т=31.56106 с.
Слой стока y, мм – количество воды, стекающей с водосбора за какой либо промежуток времени, выраженное в виде слоя, равномерно распределенного по площади бассейна.
(2.6)
Расход воды Q, м /c – объем воды, протекающей через поперечное сечение потока (живое сечение) за единицу времени. Средний расход воды за время Т определяется выражением
(2.7)
Модуль стока М, л/c/км – есть частное от деления расхода воды на площадь водосборного бассейна. Модуль стока показывает, какой объем воды стекает с единицы площади водосбора за единицу времени
(2.8)
Коэффициент стока – отношение слоя стока к слою осадков
(2.9)
Из этих характеристик в практике инженерных расчетов наиболее широко применяются расход воды Q и норма стока Wо – средний за многолетие годовой объем стока. Измерения стока, выполняемые на реках длительное время (более 100 лет), показывают, что его величина подвержена значительным колебаниям. При этом расход воды в реке изменяется как в течение календарного года – т.е. существует внутригодовое распределение стока, так и из года в год. Первый вид колебания стока обусловлен в основном питанием реки и будет рассмотрен ниже.
Режим стока определяется климатом и группой физико-географических факторов. К ним относятся рельеф, почвенно-грунтовый и растительный покров, наличие озер и болот на территории бассейна. В последнее время сток испытывает все большее влияние человеческой деятельности.
Основным фактором формирования стока являются климатические условия. Размеры стока и его изменения в течение года и за многолетний период в основном определяются количеством осадков, испарением, влажностью воздуха и др. В областях избыточного увлажнения осадки имеют определяющее значение в формировании годового стока (р. Нева имеет коэффициент стока 0.70). В районах со значительным испарением зависимость стока от осадков выражается слабее (р. Дон – коэффициент стока 0.16).
Ежегодно речной сток проходит один и тот же цикл изменений. Между тем, даты наступления фаз колебаний и значения расходов воды изменяются в многолетнем ряду. Изменяется вместе с ними годовой объем стока. Эти колебания обусловлены значительным числом факторов и сток может рассматриваться как случайный процесс. Для определения характерных расходов воды – максимального, минимального и среднегодового используется аппарат математической статистики.
Влияние человеческой деятельности – антропогенное воздействие на природу приводит к нарушению естественных процессов формирования стока. Водохранилища вносят сильные изменения во внутригодовое распределение стока. Однако при этом уменьшается также средний годовой сток за счет испарения с поверхности воды. Наиболее ощутимо изменение годового стока после создания водохранилищ в засушливых районах. Еще больше потери стока в районах орошаемого земледелия. Сток снижается в результате коммунального и промышленного водоснабжения, а также за счет агротехнических и лесомелиоративных мероприятий.
В настоящее время особую тревогу вызывает не ограниченность водных ресурсов в целом по стране, а резкое ухудшение качества воды. Ответственность за это несут практически все водопользователи: промышленность, транспорт, сельское хозяйство и другие отрасли. Поэтому проблема обеспечения человека чистой водой и проблема сохранения фауны рек, озер и морей приобрели сейчас глобальный характер. Охрана водных ресурсов является одной из важнейших задач в охране окружающей среды.