Лабораторная работа №8 Гидрологическая характеристика реки и анализ ее водного режима

Цель: получение навыков гидрологической характеристики водного объекта, овладение простейшими методами анализа водного режима реки и выделения его фаз, а также способов расчленения гидрографа реки по видам питания, приемам расчета количественных характеристик годового стока реки.

Порядок выполнения работы:

1. Получить у преподавателя основные данные на изучаемую реку (вариант выбирается в соответствии с последней цифрой учебного шифра студента).

2. По Атласу или справочнику определить длину реки и основные ее притоки. Нарисовать схему гидрографической сети в масштабе, сориентировать схему по сторонам света (рис. 2).

Рис. 2. Схема гидрографической сети реки А.

3. Дать физико-географическую характеристику реки, указав место истока и устья реки, их высота, характер устья реки (дельта, эстуарий и т.д.), рассчитать уклон реки, ее падение, коэффициент извилистости русла, коэффициент густоты речной сети, количество и название основных притоков, наличие водохранилищ и степень зарегулированности русла реки.

4. Построить годовой гидрограф реки в заданном створе с нанесением основных ледовых явлений (ледостав, ледоход) по данным таблицы ежедневных расходов воды. График строится на миллиметровой бумаге, по горизонтальной оси откладываются дни и месяцы года, по вертикальной - расходы воды (рис. 3).

Рис. 3. Гидрограф реки А.

5. Расчленить годовой гидрограф по видам питания. Минимальные значения расходов воды (межень и период ледовых явлений) соответствует подземному питанию реки. Максимальные расходы на реке в весенний период соответствуют таянию снега и объему снегового питания рек. Вторичные максимумы расходов воды определяются дождевыми паводками или объемам дождевого питания реки.

Для расчленения гидрографа по видам питания, необходимо на основном графике определить минимальные расходы воды по графику и провести условную линию по всему графику, что будет соответствовать подземному питанию, максимальный расход воды отделенный от вторичных максимумов (рис. 3) соответствует снеговому питанию, вторичные максимумы соответствуют дождевому питанию.

6. Рассчитать долю каждого вида питания в процентах от годового стока. Для этого с помощью миллиметровки или палетки с учетом масштаба построения графика определить расход воды по каждому типу питания, а затем определить их долю в годовом расходе воды по изучаемой реке.

7. По классификации Львовича определить тип водного питания реки.

8. Дать оценку внутригодового распределения стока в заданном году по сравнению со среднемноголетним, используя дополнительную литературу и справочные данные.

9. Вычислить средние многолетние характеристики годового стока, такие как объем стока, слой стока, модуль стока и коэффициент стока.

10. Рассчитать среднюю величину испарения с водосбора с помощью уравнения среднего многолетнего водного баланса речного бассейна.

Справочные данные по теме «Гидрологическая характеристика реки и анализ ее водного режима»

Исток реки – место, где река берет свое начало, от которого наблюдается постоянное течение воды в русле. Истоком реки могут служить озеро, болото, ледник, родник.

Устье реки – место впадения реки в другую реку, озеро, море или океан. Среди устьев рек различают несколько видов, наиболее распространенными являются дельты и эстуарии.

Дельта (от начертания заглавной греческой буквы Δ) – низменная равнина в низовьях реки, сложенная наносами, принесенными рекой, и прорезанная сетью протоков. В плане имеет треугольную форму.

Длина реки – расстояние вдоль русла между истоком и устьем, км;

Протяженность речной сети – общая сумма всех рек в пределах бассейна, км;

Коэффициент густоты речной сети – отношение протяженности речной сети к площади бассейна, км/км²;

Коэффициент извилистости русла – отношение длины по прямой и по кривой (с учетом изгибов русла), равняется 1 и более;

Падение реки – разница высот между истоком и устьем;

Уклон реки – отношение падения к длине реки.

Расход воды (м³/с) – количество воды, проходящее через поперечное сечение русла за единицу времени, обозначается Q и измеряется в м³/с.

Cреднемесячный расход воды вычисляется по формуле: , среднегодовой , среднемноголетний , где N – количество дней.

Объем стока, W (м³, км³) – количество воды, проходящее через поперечное сечение русла за некоторый промежуток времени.

W = Q_(t)t, где Q_(t) – расход воды за период времени,

t – период времени.

Обычно берутся временные интервалы t = 86400 с (сутки); 31,510⁶ с (год).

Объем стока обычно измеряется в м³ или км³: W (км³) = W (м³)10^-9.

Модуль стока, М (л/км²с) – расход воды Q, выраженный в л/с, с единицы площади речного бассейна F (км²):

Слой стока, у (мм) - объем стока W, равномерно распределенный по площади речного бассейна F за интервал времени:

Коэффициент стока, η – отношение слоя стока у (мм) к осадкам х (мм) за некоторый промежуток времени:

Под водным режимом водных объектов понимается изменение во времени уровней и объемов воды. Водный режим отражает внутригодовое изменение климатических факторов, характерных для данной природной зоны, и неравномерность поступления воды в течение года и год от года.

Для наблюдения за изменением расхода реки и определением максимальных и минимальных расходов рек используют гидрограф – график изменения расходов воды во времени за год или часть года (сезон, половодье или паводок) в данном створе водотока, строится по среднесуточным расходам воды.

Наиболее распространена классификация по источникам или типам питания рек М.И. Львовича. Он выделяет исключительно .... снеговое >80%, подземное >80%, дождевое >80% или ледниковое >50% ... питание; преимущественно... снеговое 50-80%, подземное 50-80%, дождевое 50-80% или ледниковое 25-50% ... питание; а также смешанное питание (снеговое 30%, подземное 40%, дождевое 30%).