3. Пространственное распределение стока воды на территории снг

Поскольку сток воды — результат сложного влияния физико- географических (прежде всего климатических) и геологических усло­вий, а эти условия изменяются в пространстве, то и величина стока

воды распределена по территории Земли неравномерно. Получить объективное представление о пространственном распределении стока можно двумя путями: 1) анализируя изменение расхода воды или объема стока вдоль реки; 2) рассматривая распределение по терри­тории характеристик стока, не зависящих от площади бассейна и поэтому допускающих их картографирование, т. е. слоя, модуля и коэффициента стока. В качестве примера первого подхода к ана­лизу пространственного распределения стока можно привести бас­сейн Волги, а второго подхода — распределение среднего многолет­него слоя стока (в мм) по территории СНГ.

Характерными особенностями изменения стока воды вдоль те­чения Волги является скачкообразное увеличение стока после впа­дения таких крупных притоков, как Молота, Кострома, Унжа, Ока, Сура, Ветлуга и особенно Кама.

Наиболее характерные особенности распределения среднего многолетнего годового слоя стока по территории СНГ следующие: 1) широтная зональность, особенно хорошо выраженная в равнин­ных областях СНГ и проявляющаяся в закономерном уменьшении слоя стока с севера на юг, например, от 300—400 мм на севере Европейской территории России до 5—20 мм в Прикаспии и Сред­ней Азии (исключение составляют лишь районы Крайнего Севера, где вместе с уменьшением осадков отмечается и некоторое умень­шение стока); 2) уменьшение величины стока с удалением от ис­точников влаги — от Атлантического океана, а на Дальнем Востоке от Тихого океана, проявляющееся, в частности, в уменьшении стока с запада на восток на большей части территории (от 200—300 до 50— 100 мм) и в увеличении стока в приморских районах Дальнего Востока (до 400—600 мм, а на Камчатке и до 1800 мм); 3) увели­чение стока в горных и предгорных районах, например, до 1000 мм на Карпатах, 1200 мм на Урале, 3000 мм на Кавказе, 1000—1500 мм на Памире и Тянь-Шане, 800 мм на Алтае и т.д., а также и на небольших возвышенностях.

4. Движение воды в реках

   1. Распределение скоростей течения в речном потоке

Для рек характерен турбулентный режим движения воды, и скорость течения в любой точке речного потока подвержена тур­булентным пульсациям, причем тем большим, чем больше скорость течения. Поэтому в каждой точке речного потока и в каждый момент времени местная мгновенная скорость течения — это вектор, который можно разложить на три составляющие (и_х, и_у и u_z) вдоль продольной, поперечной и вертикальной осей координат. Боль­шинство гидрометрических приборов (вертушек для измерения скоростей течения) фиксируют продольную составляющую скоро­сти, осредненную за некоторый интервал времени, например 1— 1.5 мин (обозначим ее через и_х или просто через и).

Эти местные осредненные во времени скорости течения распре­делены в речном потоке неравномерно: наибольшие скорости на­блюдаются на поверхности потока над наиболее глубокой частью русла, наименьшие — у дна и берегов. Линии, соединяющие точки с одинаковыми скоростями течения, называются изотахами. Про­дольная (вдоль русла) линия наибольших скоростей течения на поверхности потока называется динамической осью потока, или стрежнем.

При наиболее закономерном распределении скоростей течения по глубине речного потока эпюра вертикального распределения скоростей имеет максимум (и_тах) на поверхности, скорость, близ­кую к средней на вертикали,— на глубине 0,6h от поверхности (И — полная глубина) и минимум (и_тт), не равный нулю,— у дна (рис. 6.12, а).

Рис. 6.12. Вертикальное распределение скоростей течения в речном потоке:

а —типичное; б— под ледяным покровом; в —под слоем внутриводного льда (шуги); г —при попутном и встречном ветре; д — при влиянии растительности; е — при влиянии неровностей дна; / — ледяной покров; 2— слой шути; Ж—направление ветра; и_тах — максимальная скорость течения;

-и — обратное течение

Однако под влиянием ледяного покрова, ветра, растительности, неровностей рельефа дна и берегов это распределение скоростей нарушается (рис. 6.12, б — е).

Среднюю скорость течения в поперечном сечении v рассчиты­вают по известным расходу воды и площади поперечного сечения по формуле (2.10): v=Q/со.