29. Движение подземных вод.
Подземные воды передвигаются в основном путем инфильтрации и фильтрации. Под инфильтрацией понимают движение воды при частичном заполнении пор воздухом либо водяными парами. При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор (трещин) водой. Масса этой движущей воды создает фильтрационный поток.
Фильтрационные потоки различают по характеру движения (установившийся и неустановившийся), гидравлическому состоянию (безнапорные, напорные и напорно-безнапорные). Основной закон фильтрации подземных вод - Закон фильтрации Дарси. Движение подземных вод происходит при наличии разности гидравлических уровней (напоров). Воды двигаются от мест с высокими уровнями к местам с низкими уровнями. Отношение разности напоров к длине пути фильтрации называется гидравлическим (напорным) градиентом. Чем градиент выше, тем больше скорость движения. I = ΔH/l, где ΔG = H1-H2 - разность напоров (H); l - длина пути фильтрации.
30. Речной сток и его характеристики
Речной сток — сток, образуемый атмосферными осадками, выпадающими на поверхность земли, избыток которых не успевает испариться и стекает в реки. Режимом речных стоков определяется режим реки в целом — колебания уровней воды, движение наносов (твердый сток), формирование речных русел. Главной хар-ой речного стока являются расходы воды. Наряду с экстремальными значениями (макс-ми и мин-ми) часто используются расходы воды, осредненные за различные периоды времени (сутки, месяц, сезон, год и тд. Все остальные характеристики речного стока, по сути, являются производными от соответствующих расходов воды.
31. Поперечное равновесие речного потока.
На изгибе речного русла центробежная сила приводит к отклонению течения в поверхностных слоях в сторону вогнутого берега, что создает поперечный перекос уровня воды. В результате избытка гидростатического давления у вогнутого берега в придонных слоях возникает течение, направленное в сторону выпуклого берега. Складываясь с основным продольным переносом воды в реке, разнонаправленные течения на поверхности и у дна создают спиралевидное движение воды на изгибе речного русла – поперечную циркуляцию.
32. Классификация рек по типам питания
ПИТАНИЕ РЕКИ — приток воды в реку (водоток) от разных источников. Классификация Львовича:
1 (S) - почтя исключительно снеговое питание (снеговое питание составляет более 80%).
2 (Sx) - преимущественно снеговое питание (> 50%).
3 (R) - почти исключительно дождевое питание (дождевое питание составляет более 80%),
4 (Rx) - преимущественно дождевое питание (> 50%),
5 (Gх) - преимущественно ледниковое питание,
6 (sx) - смешанное питание (преобладает снеговое) ,
7 (rх) - смешанное питание (преобладает дождевое) .
8 (gx) - смешанное питание (преобладает ледниковое) ,
9 - смешанное питание (преобладает грунтовое) .
Буква "х" в условных обозначениях заменяет второстепенный вид питания.
33. Русловые деформации
- изменение размеров и положения в пространстве речного русла и отдельных русловых образований, связанное с переотложением наносов. Физической причиной русловых деформаций является нарушение баланса наносов на тех или иных участках речного русла. Увеличение расхода наносов вдоль реки соответствует размыву русла (эрозии), уменьшение расхода наносов сопровождается повышением отметок дна (аккумуляция наносов). Русловые деформации подразделяют на вертикальные (преобладает изменение отметок дна русла), и горизонтальные (наблюдаются поперечные смещения русла). Обычно эти два вида русловых деформаций происходят одновременно. Русловые деформации могут быть периодическими (обратимыми) и направленными (необратимыми).К периодическим русловым деформациям относят такие изменения русла, которые неоднократно повторяются во времени, а изменения отметок дна носит знакопеременный характер. Эти русловые деформации наблюдаются при движении донных гряд, развитии излучин и т. д. Направленные русловые деформации выражены в односторонних изменениях русла, например, при однонаправленном размыве или намыве речных отложений. Необратимыми деформациями называют деформации, сопутствующие сооружению водохранилищ. Русловые образования, подвергшиеся деформациям , - это скопления наносов , создающие характерные формы рельефа- микро-, мезо-, макроформы. Микроформы: перемещающиеся в русле донные гряды, размеры которых меньше глубин русла (рифели, донные дюны, антидюны). Мезоформы: состоящие из наносов гряды, но более крупного размера, соизмеримые с поперечными размерами самого русла (перекаты, плесы). Макроформы: крупные ,морфологически однородные участки речного русла, представленные относительно прямолинейными участками , извилинами(излучинами, меандрами), системами русловых и пойменных разветвлений, участками так называемого разбросанного русла.
 34. Определение подземных вод
Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Эти воды составляют 0,02% всей воды на нашей планете. По условиям залегания подземные воды подразделяются на: почвенные; грунто́вые; межпластовые;артезианские;минеральные.
35. Распределение скоростей в реке.
 Эпюры ск теч воды (своб-ое русло, ледостав, донная раст-ть).  Распределение скоростей течения по поперечному профилю реки ( а – при свободном русле, б – при ледоставе)
36. Водный баланс бассейна реки.
Водный баланс – соотношение за какой-либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т. д.) прихода, расхода и аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или другого исследуемого объекта. В общем случае учету подлежат атмосферные осадки, конденсация влаги, горизонтальный перенос и отложение снега, поверхностный и подземный приток, испарение, поверхностный и подземный сток, изменение запаса влаги в почво–грунтах и др. Приходная часть баланса состоит из осадков, искусственного притока, подземного притока извне, а расходная часть включает сток реки, искусственный отток (каналы, оросительные системы), подземный сток, испарение и накопление воды. Естественный водный баланс речного бассейна: x + w1 = z + у + w2 ± ∆U, где х — осадки на поверхность бассейна, z — суммарное испарение с его поверхности, у — речной сток, w1 - приток подземных вод, получающих питание за пределами данного бассейна, w2 - отток подземных вод, сформировавшихся в данном бассейне, за его пределы не в составе речного стока, ± ∆U - изменение запасов воды в бассейне, содержащейся в подземных водоносных горизонтах, в почве, в водоемах и русловой сети, в снежном покрове и ледниках. При наличии антропогенного влияния в уравнение водного баланса вводятся соответствующие составляющие. В среднем за многолетний период в целом за год ∆U = 0, величины w1 и w2 имеют значение, как правило, лишь для части малых рек, поэтому уравнение водного баланса можно записать в простом виде: x = y + z ± Δu, где x – осадки; y – поверхностный сток; z – испарение; Δu – подземный сток.Если приходная часть превышает расходную (например, зимой при накоплении снега, в период дождей), то запасы воды в бассейне увеличиваются: Δu > 0. Если расходная часть больше приходной (в период снеготаяния, в межень), то запасы воды в бассейне истощаются: Δu < 0. Для многолетнего периода Δu близко к 0.
37. Водные свойства грунтов.
К основным водным свойствам грунтов относятся влажность, влагоёмкость, водоотдача, водопроницаемость, капиллярность. Фактическое содержание воды в грунтах называют их влагоемкостью. Влажность – это отношение массы воды к массе сухого грунта. Влагоемкостью грунта называют его способность вмещать и удерживать определенное количество воды. Водоотдачей называется способность водонасыщенных грунтов отдавать воду путем свободного стекания. Наибольшей водоотдачей обладают крупнообломочные породы. Водоотдача глин ничтожна. Водопроницаемостью грунтов называют их способность пропускать через себя воду под действием силы тяжести или градиентов гидростатического давления. Водопроницаемость зависит от размера и формы частиц грунта, от размера и количества пор и трещин в грунте, его гранулометрического состава. Капиллярностью грунта называют его способность содержать и пропускать капиллярную воду.
54. Ледник. Определение.
Ледни́к — масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Ледники образуются в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе.
38. Речные наносы
Аллю́вий — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьев), состоящие из обломков различной степени обкатаности и размеров (валун, галька, гравий, песок, суглинок, глина). Речные наносы перемещаются в воде перекатыванием по дну—донные наносы, или в толще потока во взвешенном состоянии—взвешенные наносы. Количество наносов, которое переносит река, зависит от скорости ее течения, крупности наносов и условий питания ими реки. Чем больше скорость течения и выноса наносов в реку притоками, а также в местах аккумуляции наносов способность реки переносить речные наносы увеличивается. Там, где река питается наносами за счет размыва собственного дна, транспортирующая способность реки уменьшается. Вследствие различных условий питания, при одной и той же скорости течения в реке, в различные сезоны года мутность может колебаться в широких пределах. Количество наносов, проходящих через поперечное сечение реки в секунду, наз. твердым расходом реки, а за более или менее длительные промежутки времени — твердым стоком. Большая часть твердого стока реки проходит во время половодий или паводков.
39. Водный режим грунтовых вод.
Для выделения типов учитываются следующие факторы: наличие или отсутствие в почве вечной мерзлоты, глубина промачивания почвогрунта до уровня грунтовых вод или только в пределах профиля, преобладание в толще почвогрунта восходящих или нисходящих токов воды. Мерзлотный - в почве имеется вечная мерзлота, в тёплый период оттаивающая на небольшую глубину в пределах мерзлотного слоя, но с сохранением его значительной части. За счёт этого и атмосферных осадков над остаточным мерзлотным слоем формируется верховодка. Сезонно-мерзлотный — распространён в регионах, где максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву до уровня грунтовых вод. Зимой при этом почва промерзает на глубину более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа. Промывной — отмечается в почвах районов, где осадков выпадает больше, чем испаряется. Нисходящие токи воды преобладают над восходящими и почва промывается до уровня грунтовых вод. Грунтовые воды в данных условиях как правило залегают не глубже 2 м от поверхности. Периодически промывной — в почвах территорий, где кол-во выпадающих осадков испарению, причём во влажные годы будет наблюдаться больше количество осадков и, соответственно, промывной режим, а в сухие преобладание испарения и непромывной водный режим. Эрозионно-промывной — на участках, подверженных водной эрозии. Непромывной — отмечается в почвенно-климатических зонах, где расходная статья водного баланса преобладает над приходной, влагооборотом охвачен лишь почвенный профиль, грунтовые воды залегают глубоко, нисходящие токи преобладают над восходящими. Выпотной — при сумме осадков значительно меньше испарения. При этом испаряется не только влага, выпавшая в виде осадков, но часть высокостоящих грунтовых вод, в результате чего грунтовые воды поднимаются по капиллярам, достигая верхних горизонтов почвенного профиля. Так как в данных условиях грунтовые воды чаще всего минерализованы, то вместе с влагой по капиллярам переносятся растворённые соли. Застойный — распространён на заболоченных участках. Все поры почвы оказываются заполненными водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.). Намывной — при ежегодном продолжительном затоплении территории во время разлива рек.
40. Термический режим рек
Термический режим рек определяется балансом тепла, поступающего в основном от солнечной радиации.
Нагрев и охлаждение воды, вследствие большой ее теплоемкости, происходят медленно и зависят от ее массы; чем меньше масса воды, тем этот процесс идет быстрее.Существенное влияние на температуру воды может оказывать испарение. При интенсивном испарении температура воды понижается вследствие большой затраты тепла. В отличие от воды, воздух весьма мало нагревается от солнечной радиации, в основном он получает тепло от поверхности земли и воды; воздух значительно быстрее теряет теплоту, чем вода.Несмотря на столь различные свойства воды и воздуха, годовой ход их температуры, в общем, близок друг другу, так как в обоих случаях он зависит главным образом от солнечной радиации.
41. Зоны грунтов по отношению к подземным водам
Отношение объема всех пустот к объему образца грунта называется скважинностью, а отношение объема пор (Vпор) к объему грунта (Vгр) называется пористостью (р): р = Vпор/Vгр Обычно они выражаются в %. Верхний слой грунта после прекращения таяния снега или дождя постепенно освобождается от гравитационной воды. По возникшим пустотам циркулирует воздух. Слой грунта (верхняя часть которого является почвой) до уровня грунтовых вод называют зоной аэрации. В этой зоне остаются следующие типы вод:капиллярная вода, пленочная вода, гигроскопическая вода. Способность грунта вмещать и удерживать определенное количество воды называется влагоемкостью грунта. Полная влагоемкость - суммарное содержание в грунте всех видов воды при полном заполнении всех пор, выраженная в процентах от массы образца грунта. Влажность грунта — фактическое содержание воды в грунте, выраженное в виде толщины слоя (в мм) или в процентах от массы сухого грунта. Воды зоны аэрации, оставшиеся в порах грунта, постепенно расходуются на испарение, в основном путем транспирации растений.
42.Морфометрия реки и её бассейна
К основным морфометрическим характеристикам речного бассейна относят: площадь (F, км2), длину (L, км), наибольшую (км) и среднюю ширину (Вср, км), коэффициент асимметрии(а). Для определения площади бассейна реки применяется ряд методов: измерение планиметром, определение с помощью геодезических таблиц, измерение палеткой, графическим методом. Длина площади бассейна определяется расстоянием по прямой от устья реки до наиболее отдаленной точки бассейна. Наибольшая ширина бассейна проводится перпендикулярно длине его в наиболее широком месте. Средняя ширина бассейна определяется путем деления площади бассейна на его длину, т. е. Вср = F / L км. Коэффициент асимметрии бассейна. Главная река может занимать асимметричное положение (посреди бассейна) или боковое, т. е. подходить к одному из водоразделов. Обычно положение главной реки бывает асимметрично. Мерой асимметрии является коэффициент, определяемый по формуле: a = 2 • (Fa – Fп) / ((Fа + Fп), где Fа – площадь левобережной части бассейна в км2; Fп – площадь правобережной части бассейна в км2.
47. Озера. Определение
О́зеро — компонент гидросферы, представляющий собой естественно возникший водоём, заполненный в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном) Классификация по размерам: Очень большие площадь свыше 1000км2; большие от 101 до 1000км2; средние от 10 до 100км2; Малые площадь не менее 10км2.
43. Гидравлическая связь
Поверхностные и подземные воды связаны друг с другом. Благодаря подземным водам реки получают питание в меженные периоды. Характер этой связи зависит от геологического строения местности, уровня грунтовых вод и уровня воды в реке. Выделяют постоянную двустороннюю гидравлическую связь, одностороннюю гидравлическую связь, временную гидравлическую связь и случай полного отсутствия гидравлической связи пов-ых и подземных вод.
44. Водный баланс грунтовых вод
Водный баланс грунтовых вод – соотношение количества воды, пополнившей запасы подземных вод рассматриваемого водоносного горизонта с количеством воды, израсходованной из этих запасов за отчётный период. 45. Водный режим рек
Во́дный режи́м — изменения во времени расхода воды, уровней воды и объёмов воды в водотоках (реках и других), водоёмах (озёрах, водохранилищах и других) и в других водных объектах (болота и другие). Различают следующие фазы водного режима: Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы; Паводок — сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье. Значительные паводки могут вызвать наводнение; Межень — ежегодно повторяющееся сезонное стояние низких (меженных) уровней воды в реках. Обычно к межени относят маловодные периоды продолжительностью не менее 10 дней, вызванные сухой или морозной погодой, когда водность реки поддерживается, главным образом, грунтовым питанием при сильном уменьшении или прекращении поверхностного стока; Ледостав — период, когда наблюдается неподвижный ледяной покров на водотоке или водоёме. Длительность ледостава зависит от продолжительности и температурного режима зимы, характера водоёма, толщины снега; Ледоход — движение льдин и ледяных полей на реках.
|
Скачать 1.1 Mb.