7)Виды питания рек.Факторы подстилающей поверхности.

Наиболее широко применяемой характеристикой воды является расход воды.

Режим стока определяется климатом и группой физ.гегр. факторов, которые объединяются понятием: «факторы подстилающих поверхностей». К ним относится:

1. рельеф

2. почвенно-грунтовый покров

3. растительный покров

4. заболоченность и озёрность бассейна

Вода, поступающая в виде осадков на поверхность бассейна попадает, в русловую сеть посредством склонового стекания и фильтрации через грунт. Фильтрация обеспечивает наименьшее, но относительно устойчивое, слагаемое питание рек.

Поверхностное питание может быть трех видов:

1. дождевое,

2. снеговое,

3. ледовое.

Большинство рек России имеет смешанное питание, т.е. дождевое 15-20%, снеговое65-80%, подземное 20-35% . Ледниковое питание характерно для высокогорных районов, оно создается в результате движения ледников, а линии нулевых температур в течении года изменяют своё положение.

Крутые склоны бассейнов способствуют быстрому склоновому стеканию, и тем самым ограничивают испарение, обеспечивая высокий коэффициент стока. Это приводит к высокой неравномерности стока.

Важная роль в процессе стока принадлежит растительному покрову бассейна, Лес оказывает многосторонние влияние на сток, он увеличивает потери воды за счет повышенного испарения , в тоже время он уменьшает испарения с почвы. Корневые системы деревьев разрыхляют почву и сильно увеличивают ее водопроницаемость. В равнинных бассейнах лес способствует увеличению среднему коэффициенту стока. Лес оказывает выравнивающие влияние на внутригодовое распределение стока.

Еще значительное регулирующее влияние болот. Максимальные расходы дождевых и снеговых паводков могут быть в заболоченных бассейнах в несколько раз меньше, чем в бассейнах такой же площади и с таким же количеством осадков, но имеющих мало болот. Что касается средней величины стока, то в зоне избыточного и достаточного увлажнения, к которой принадлежат северная и центральная части ЕТС и почти вся Сибирь, влияние болот на нее практически не заметно.

Наиболее мощным регулятором стока являются озёра. Яркий пример озёрной реки со слабо колеблющимся стоком представляет Нева. Вытекая из Ладожского озера – крупнейшего водоема Европы (площадь зеркала 17970 км² ) – и имея в пределах своего бассейна такие крупные озёра, как Онежское, Сайменское и Ильмень, она отличается очень малым отношением маскимального за многолетний период расхода воды к минимальному – всего лишь около 6. Повышенное испарение с поверхности озёр в зоне избыточного и достаточного увлажнения лишь немного снижает величину среднего стока. Картина резко изменяется при переходе к засушливым и полупустынным районам. При достаточно большом отношении площади озера к площади бассейна озеро здесь может испарять всю воду, приносимую его притоками, т е может стать бессточным.

9)Расчет колебаний годового стока при наличии гидрометрических данных

Колебания годового стока имеют положительную асимметрию. Маловодные годы (с отрицательными отклонениями) встречаются чаще, чем годы с положительными отклонениями (многоводные)

Из значительного числа известных теорий вероятности ассиметричных функций распределения колебаний годового стока достаточно хорошо соответствует распределение, известное под названием распределение Пирсона III типа. Это распределение чаще всего применяется на практике. Кривая f(x) III типа Пирсона ограничена слева конечным значением х, а справа –уходит в бесконечность, асимптотически приближаясь к оси х.

Указать наименьшее возможное значение годового стока не представляется возможным, поэтому для распределения Пирсонв III типа соотношение между коэффициентами асимметрии и коэффициентом вариации будет следующее: Сs=2Cv

Коэффициент вариации рассчитывается по следующей формуле:

; ;

Где Qi – среднегодовой расход

Qcp – среднемноголетний расход (норма стока)

n – количество лет наблюдений

Ki – модульный коэффициент

Чтобы воспользоваться теоретической таблицей обеспеченности, необходимо знать в интересующем нас створе норму стока, коэффициент асимметрии и вариации.

Таблица теоретических координат кривой обеспеченности распределения Пирсона III типа была составлена Фостером и уточнена Рыбкиным. В этой таблице для ряда значений обеспеченности Р(в %) и ряда значений коэффициента асимметрии Сs даны отклонения модульных коэффициентов от единицы, выраженные в долях коэффициентов вариации.

Т.о. для получения ординаты кривой обеспеченности при известных Q₀, Cv, Cs надо взять значение функции Ф из строчки таблицы, отвечающей данному Cs,и затем последовательно выполнить 3 операции:

1) Умнодить значение функции Ф на коэффициент вариации Сv

2) Прибавить к каждому из этих произведений единицу

3) Каждое значение умножть на норму стока Q₀

Т.о. таблица Фостера-Рыбкина наглядно демонстрирует мощь метода функции распределения. С ее помощью имею возможность узнать значение годового стока очень редкой поверхности.

Кривая обеспеченности изображается на клетчатке вероятности Хазена, по вертикальной оси – расход воды или модуль стока, по горизонтальной – обеспеченность в %.

При этом на аналитическую кривую обеспеченности наносятся точки эмпирической кривой. Для построения эмпирической кривой обеспеченности, наблюдённые за n лет, среднегодовые расходы располагаются в убывающем порядке, а отвечающие им абциссы подсчитываются по формуле: , где n-количество лет наблюдений, m – порядковый номер расхода в убывающем ряду

Если аналитическая кривая и эмпирическая не согласуются, то это согласие улучшается путем подбора коэффициента асимметрии

Сs=2Cv

Cs>2Cv рис 15

При наличии достаточных гидрометрических наблюдений значения годового стока(среднегодового расхода воды или модуля стока)расчет обеспеченности определяется на основании эмпирической и аналитической кривой обеспеченности. Основой построения кривой обеспеченности служит ряд эмпирических данных. По этим данным строится эмпирическая кривая обеспеченности, к которой подбирается аналитическая кривая, применяющаяся для сглаживания эксторполяции эмпирической кривой. Аналитическая кривая обеспеченности описывается определенным уравнением ,что позволяет осуществить расчеты стока в зонах обеспеченности, не освещенных данными наблюдений. Т.о повышается надежность расчетов. Значение расчета обеспеченности стока определяется задачей проектирования. Эмпирическая кривая обеспеченности строится путем ранжирования гидрометрических данных и опр-я каждого ранжированного значения по формуле эмпирической обеспеченности. Для построения аналитической кривой обеспеченности по данным наблюдений вычисляется среде многолетнее значение ряда Qo (норма стока) коэффициент вариации Cv , коэф. ассиметрии Cs и по таблице фостера рыбкина устанавливаются ординаты кривой обеспеченности. Условия: сигмаQo<=10% сигма Cv<=15%