Гидрология. 5.-Гидрология-рек - копия. Гидрология рек
 Скачать 4.71 Mb.
|
|
ГИДРОЛОГИЯ РЕК Гидрология рек Река — это водоток сравнительно крупных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное сформированное самим потоком русло. К рекам обычно относят лишь водотоки с площадью бассейна не менее 50 км 2 . Водотоки меньшего размера называют ручьями. Реки типизируют по различным признакам: по размеру, условиям протекания, источникам (видам) питания, водному режиму, степени устойчивости русла, ледовому режиму и т. д. ТИПЫ РЕК Гидрология рек Следует различать водосбор и бассейн реки. Водосбор реки — это часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание. Поскольку питание рек может быть поверхностным и подземным, различают поверхностный и подземный водосборы, которые могут не совпадать. Бассейн реки — это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная орографическим водоразделом. В ≈ Б если в пределах речного бассейна часть территории оказывается бессточной, то она, оставаясь частью бассейна, в состав водосбора реки не входит В < Б МОРФОЛОГИЯ И МОРФОМЕТРИЯ РЕКИ И ЕЕ БАССЕЙНА Гидрология рек Водораздел – граница между смежными водосборами, т.е. линия, которая образуется от двух смежных водосборов. МОРФОЛОГИЯ И МОРФОМЕТРИЯ РЕКИ И ЕЕ БАССЕЙНА Гидрология рек Исток Устье Правый берег Левый берег МОРФОЛОГИЯ И МОРФОМЕТРИЯ РЕКИ И ЕЕ БАССЕЙНА Гидрология рек Истоком реки могут служить: - озеро, - болото, - ледник, - родник. Гидрология рек Исток реки - ледник Гидрология рек Исток реки Ангары – озеро Бакал Исток реки Амазонки - слияние рек Мараньон и Укаяли Гидрология рек Исток Волги Местоположение д. Волговерховье (Осташковский район Тверской области) Высота 228 м Координаты 57°15′04,79″ с. ш. 32°28′04,68″ в. д. Гидрология рек Основными морфометрическими характеристиками речного бассейна служат: площадь бассейна длина бассейна максимальная ширина бассейна средняя ширина бассейна; длина водораздельной линии. Гидрология рек Частью гидрографической (и русловой) сети является речная сеть. Речная сеть – совокупность рек, сливающихся вместе и выносящие свои воды в виде общего потока. Река и речная сеть Гидрология рек Речную сеть составляют Речная сеть Главная река Наиболее длинная Наиболее многоводная Притоки Гидрология рек Длина реки L Коэффициентом извилистости реки Густота речной сети Ширина реки. Морфометрия реки Гидрология рек 1) географическое положение бассейна на континенте, которое может быть выражено через удаленность (км) от океана, широту и долготу центра и крайних точек бассейна; 2) географическая зона (зоны) или высотные пояса; 3) геологическое строение, тектоника, физические и водные свойства подстилающих грунтов, гидрогеологические условия; 4) рельеф, который может быть охарактеризован количественно через среднюю высоту бассейна и средний уклон бассейна; Физико-географические и геологические характеристики бассейна реки Гидрология рек 5) климат (характер циркуляции атмосферы, режим температуры и влажности воздуха, количество и режим атмосферных осадков, испарение); 6) почвенно-растительный покров, который можно охарактеризовать данными о доли площади бассейна (%), занятой лесами и почвами того или иного типа; 7) характер речной сети; 8) наличие и особенности других водных объектов — озер, болот, ледников; 9) степень преобразования хозяйственной деятельностью. Физико-географические и геологические характеристики бассейна реки Гидрология рек Различают: искусственное преобразование поверхности бассейна (сведение лесов, распашка земель и другие агролесотехнические мероприятия, оросительные и осушительные мелиорации), искусственное преобразование гидрографической сети бассейна и режима самих рек (сооружение плотин и водохранилищ, каналов, шлюзов, осуществление других гидротехнических мероприятий в руслах рек, регулирование, изъятие и переброска стока и др.). Преобразование хозяйственной деятельностью Гидрология рек Речная долина – созданные водотоками вытянутые углубления на земной поверхности с общим уклоном в сторону текущей воды. Речные долины по происхождению могут быть: тектоническими, ледниковыми, эрозионными. Долина и русло реки Гидрология рек В поперечном профиле долины выделяются: Речная долина Склон долины Уступ Надпойменные террасы Дно долины Русло реки Пойма Гидрология рек 1 2 4 5 3 5 6 7 8 2 1 а 9 10 Поперечный профиль долины реки: 1 – бровка долины (коренного берега); 2 – уступ коренного берега; 3 – первая надпойменная терраса (аккумулятивная) 4 – вторая надпойменная терраса (эрозионная) 5 – бровка террасы 6 – русло реки 7- низкая пойма 8 – высокая пойма 9 – коренные породы, 10 – аллювиальные отложения Гидрология рек Пойма Русло Террасы Долина и русло реки Гидрология рек Русла рек по форме в плане подразделяются на: а б в г 1. Прямолинейные 2. Извилистые (меандрирующие) 3. Разделенные на рукава 4. Разбросанные (блуждающие) Гидрология рек 1. Прямолинейные Гидрология рек 2. Извилистые (меандрирующие) Гидрология рек 3. Разделенные на рукава Гидрология рек Ахтуба - левый рукав Волги, отделяющийся от неё напротив северной части Волгограда Гидрология рек Гидрология рек 601-800 9 370 13 4. Разбросанные (блуждающие) Гидрология рек излучины (меандры) осередки острова плесы перекаты рукав протока отмель пляж Основные морфологические элементы русла: Гидрология рек Полоса в русле реки с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером. Иногда помимо фарватера выделяют линию наибольших глубин. Основные морфологические элементы русла: Гидрология рек Гидрология рек Осерёдок на Оке ниже Мызинского моста Гидрология рек Перекат на Юрюзани в Челябинской области недалеко от границы Башкирии Гидрология рек Песчаная отмель на реке Гидрология рек Пляж Гидрология рек Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами. Гидрология рек Основные морфометрические характеристики речного русла Поперечное сечение русла - плоскость, перпендикулярная к направлению течения потока и ограниченная снизу дном, с боков откосами русла, а сверху линией горизонта воды. Гидрология рек Основные морфометрические характеристики речного русла В 11 7 h ср h ma x р 1. Площадь поперечного сечения, W 2. Ширина русла, В 3.Максимальная глубина, h мах 4. Средняя глубина h = W/ В или 2/3 h мах 5. Длина смоченного периметра – длина линии контакта воды с ограничивающими твердыми поверхностями, 6. Живое сечение Гидрология рек Продольный профиль реки - это график изменения отметок дна и водной поверхности вдоль русла. На горизонтальной оси графика откладывают расстояние по длине реки, на вертикальной — абсолютные или условные отметки дна (обычно по линии наибольших глубин) и уровня воды. Для продольных расстояний и высот обычно берут разные масштабы. Характер продольного профиля определяется: геологическим строением, рельефом речного бассейна, эрозионно-аккумулятивной деятельностью самого потока. Гидрология рек Разность отметок дна или водной поверхности реки на каком-либо ее участке называется падением. Разность отметок истока и устья реки составляет полное падение реки. Гидрология рек 20 40 60 80 100 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 а Падение реки, % полного падения Расстояние от устья, % полной длины реки Продольные профили реки Гидрология рек Гидрология рек Гидрология рек Гидрология рек Высота 979 м Ширина 107 м Расход 300 м³/с Анхель - самый высокий водопад в мире Гидрология рек Дождевое Главный вид питания для рек в условиях теплого климата. Этот вид питания рек в глобальном масштабе является главнейшим. Снеговое Велико значение в питании рек в условиях умеренного климата. Ледниковое Последнее место по значимости приходится на ледниковое питание около 1 % стока рек мира. Подземное обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге рек ПИТАНИЕ РЕКИ Большинство рек имеет смешанное питание Гидрология рек Каждый дождь характеризуется: слоем выпавших осадков (мм), продолжительностью (мин, ч, сут), интенсивностью выпадения (мм/мин, мм/ч) и площадью распространения (км 2 ). В зависимости от этих характеристик дожди можно, например, подразделить на ливни и обложные дожди. Дождевое питание Гидрология рек Характеристики снега: толщина снежного покрова плотность запасы воды в снеге к моменту снеготаяния интенсивность снеготаяния Снеговое питание Гидрология рек Следует различать процессы: снеготаяния водоотдачи снежного покрова. Снеготаяние начинается после достижения температурой воздуха положительных значений и при условии положительного теплового баланса на поверхности снега. Водоотдача (т. е. поступления не удерживаемой снегом воды на поверхность почвы) начинается позже начала снеготаяния и зависит от физических свойств снега —зернистости, капиллярных свойств и т.д. Сток возникает только после начала водоотдачи. Гидрология рек 1) начальный период (снег залегает сплошным покровом, таяние замедленное, водоотдачи снежного покрова практически нет, сток еще не формируется); 2) период схода основной массы снега (начинается интенсивная водоотдача, возникают проталины, быстро нарастает величина стока); 3) период окончания таяния (стаивают оставшиеся запасы снега). В течение первого периода стаивает около 30 % запасов снега, в течение второго — 50, в течение третьего — 20 %. Водоотдача максимальна в течение второго периода (более 80 % запасов воды в снеге). В это время снежный покров отдает воду, накопившуюся в снеге как за второй, так и за первый периоды. Весеннее снеготаяние подразделяют на три периода: Гидрология рек Важной характеристикой снеготаяния служит его интенсивность. Она определяется характером изменения температуры воздуха в весенний период («дружностью весны») и особенностями подстилающей поверхности. Объем весеннего половодья определяется: в основном полным запасом воды в снежном покрове, интенсивностью снеготаяния (нарастание расходов воды в реке и величина максимального расхода воды половодья, помимо этого), фильтрационными свойствами почвы в период снеготаяния (мерзлая или влажная почва уменьшает инфильтрационные потери и увеличивает талый сток). Гидрология рек определяется характером взаимодействия подземных (грунтовых) и речных вод. 3 типа взаимодействия грунтовых и речных вод Подземное питание рек Гидрология рек имеют лишь реки, вытекающие из районов с высокогорными ледниками и снежниками. Вклад ледникового питания в речной сток тем больше, чем больше доля общей площади бассейна, занятая ледниками. Благодаря большим запасам воды в леднике обладает регулирующим влиянием: -Многолетнее регулирование, -Сезонное регулирование Ледниковое питание Гидрология рек Классификация рек по видам питания 1. Классификация А.И. Воейкова (1884 г.) Гидрология рек 2. Классификация М.И.Львовича С – снеговое, Д- дождевое, Лд – ледниковое. П – подземное. Питание Сезон В – весна, Л – лето, О – осень, З – зима. Гидрология рек 2. Классификация М.И.Львовича Если > 80 % 3 - почти исключительное 79 – 50 % 2 - преимущественное < 50 % 1 - преобладающее Формула: питание, сезон Гидрология рек 2. Классификация М.И.Львовича Сезон Питание Весна Лето >80 79-50 < 50 >80 79-50 < 50 Снего- вое >80 79- 50 Х С2В2 < 50 Дожде- вое >80 79- 50 < 50 Гидрология рек 2. Классификация М.И.Львовича 38 групп сведено к 12 поясным типам 1.Волжский С2В2 - Волга 2.Юконский С1Л1 3.Амурский ДЛ 4.Нуринский 5.Кавказский ЛдЛ 6.Лаонский П3 7.Амазонский 8.Нигерианский 9.Меконгский 10.Средиземноморский 11.Одерианский 12. Гренландский Гидрология рек Типы водного режима рек РФ (по М. И. Львовичу) Гидрология рек Водный режим рек В водном режиме и водности рек выделяют: - вековые, - многолетние, -внутригодовые (сезонные) - кратковременные колебания. Гидрология рек Внутригодовые (сезонные) колебания водности Во внутригодовом (сезонном) режиме рек выделяют ряд характерных периодов (фаз) в зависимости от изменения условий питания и особенностей водного режима. Для большинства рек мира различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень. Гидрология рек Половодье Гидрология рек Половодье Гидрология рек Половодье Гидрология рек Половодье Гидрология рек — это фаза водного режима, характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды, вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей, которая может многократно повторяться в различные сезоны года. В паводок часто происходит заливание речной поймы Паводок Гидрология рек Паводок Гидрология рек Паводок Гидрология рек Паводок Гидрология рек Межень Гидрология рек Казань, осень 2010 года Гидрология рек Для характеристики сезонных изменений водного режима рек обычно строят гидрограф – график изменения расходов воды (м 3 /с) в данном створе реки в течение года. Гидрограф Гидрология рек Гидрограф реки В 7 6 I 1 2 3 4 5 В´ А Б II Q, м 3 /с ШI I Гидрология рек Количественная оценка доли различных видов питания в формировании стока обычно осуществляется с помощью графического расчленения гидрографа по видам питания. Расчленение гидрографа по видам питания Гидрология рек В 7 6 I 1 2 3 4 5 В´ А Б II Q, м 3 /с Ш II Схема расчленения гидрографа реки по видам питания: I – снеговое; II – дождевое; III –подземное; А, Б и В – начало, конец и пик половодья; 1 – 5 – линии, разделяющие снеговое и подземное питание в период половодья при различном характере взаимодействия речных и грунтовых вод; 6 – ледостав; 7 – ледоход. Гидрология рек Широко распространена довольно простая классификация рек по водному режиму Б. Д. Зайкова. В этой классификации все реки бывшего СССР (исключая искусственно или естественно сильно зарегулированные). Классификация рек по водному режиму Гидрология рек I. Реки с весенним половодьем, II. Реки с половодьем в теплую часть года, III. Реки с паводочным режимом. У рек первой и второй групп ежегодно наблюдаются повышенные расходы воды, приуроченные, соответственно, к весне или к теплой части года. В остальную часть года наблюдаются межень и отдельные паводки. У рек третьей группы отмечаются паводки, носящие систематический характер. Классификация рек по Б.Д.Зайкову Гидрология рек обусловленным таянием снежного покрова, наиболее распространены на территории бывшего СССР. Реки этой группы подразделены на пять типов: 1.Казахстанский, 2. Восточноевропейский, 3.Западносибирский, 4.Восточносибирский, 5.Алтайский. 1. Реки с весенним половодьем Гидрология рек встречаются на Дальнем Востоке и в высокогорных областях Средней Азии и Кавказа. Реки этой группы подразделяются на два типа: 1.Дальневосточный, 2.Тянь-Шанский. II. Реки с половодьем в теплую часть года Гидрология рек протекают в горных и предгорных районах Крыма, Кавказа, Карпат. Питание у рек этой группы в основном дождевое. Среди этих рек выделяют три типа: 1.Причерноморский, 2.Крымский, 3.Северокавказский. III. Реки с паводочным режимом Гидрология рек Составляющие речного стока Сток в широком смысле — это главный элемент материкового звена глобального круговорота вещества и энергии. РЕЧНОЙ СТОК Гидрология рек Сток Поверхностный Речной сток Сток льда покровных ледников Подземный Гидрология рек РЕЧНОЙ СТОК Речной сток Сток воды 1. Процесс стекания воды в речных системах 2. характеристика количества стекающей воды Сток наносов 1. Процесс перемещения наносов в речных системах 2. Характеристика количества перемещающихся в реках наносов Сток растворенных веществ 1. Процесс переноса в речных системах растворенных в воде веществ 2. Характеристика их количества Сток теплоты 1. Процесс переноса вместе с речными водами теплоты 2. Количественная характеристика. Гидрология рек Основные количественные характеристики стока воды, применяемые в гидрологии: I. Норма стока - расход воды, - объем стока, - слой стока, - модуль стока, II. Коэффициент стока Факторы и количественные характеристики стока воды Гидрология рек КАФЕДРА ЛАНДШАФТНОЙ ЭКОЛОГИИ ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Спасибо за внимание! Сафина Гузель Рашитовна Доцент кафедры ландшафтной экологии https://kpfu.ru/Guzel.Safina Safina27@mail.ru +7 (843) 236 13 69 Федорова Виктория Алексеевна Доцент кафедры ландшафтной экологии https://kpfu.ru/main?p_id=10373 fva_14@mail.ru +7 (843) 236 13 69 Хайруллина Динара Николаевна Ассистент кафедры ландшафтной экологии https://kpfu.ru/main?p_id=31682 dinara-hi@yandex.ru +7 (843) 236 13 69 |