Реклама

Головна » Статті » Теорія географії » Гідрологія [ Додати статтю ]

Гідрологія річок
Річкові системи та їх будова. Рікою називається природний постійний водний потік, що протікає у видовжених зниженнях земної кори в розробленому ним руслі. Ріки поділяють на великі, середні й малі.
Система річок, озер та інших водойм на певній території називається гідрографічною сіткою. До них належать також болота, канали та ін. Гідрографічна сітка в сучасному її вигляді формувалася досить тривалий час під впливом насамперед клімату, геологічних та інших факторів.

Гідрографічна сітка формувалась і перебудовувалась не один раз. Цей процес триває і тепер.
Нині на рисунок гідросітки впливають деякою мірою будівництво великих водосховищ, зрошувальних каналів та інші види виробничої діяльності суспільства.

Частиною гідрографічної сітки є руслова – сітка. Це сукупність русел всіх водотоків на певній території.
Верхньою ланкою гідросітки є руслова сітка, по якій відбувається стік атмосферних опадів і площинний змив.
Злиття улоговин утворює видолинок, тобто вже краще виражене ерозійне утворення з більш крутими схилами. На дні та на схилах їх можуть утворюватись яри.

Перехідною формою до річкової долини є суходіл з асиметричними схилами. В суходолах вже добре проявляються береговий і донний розмив, русло починає меандрувати. Злиття суходолів утворює річкову долину. Тут постійно відбуваються ерозійно-акумулятивні процеси.

Постійні руслові потоки називаються річковою сіткою а сукупність річок, що зливаються, становлять єдину систему і виносять свої води у вигляді загального потоку, - річковою системою. Тобто це головна ріка з притоками. Структуру річкової системи визначають через певний порядок. Існує кілька класифікацій приток, одна з них – система Штралера-Філософова. Тут порядок приток встановлюється від витоку да гирла. Нерозгалужені водотоки вважаються водотоками 1-го порядку. Зливаючись, два водотоки 1-го порядку утворюють водотік 2-го порядку. Водотік 3-го порядку утворюється від злиття двох водотоків 2-го порядку, водотік 4-го - злиттям двох водотоків 3-го порядку і т.д. Якщо до притоки 2-го і вищого порядку приєднується будь-яке число приток 1-го порядку, його порядок залишається незмінним. Порядок може підвищитись лише в разі злиття двох водотоків однакового порядку. Басейни річок 1, 2, 3-го порядку невеликі, але число таких річок найбільше, отже, вони займають найбільшу площу і чинять найбільший вплив на режим басейну. Є й інші класифікації, де виділяють головну ріку й притоки різного порядку від неї, але при такій класифікації в один клас попадають як дрібні притоки головної ріки, так і невеликі водні артерії.

Річкові системи досить різноманітні за малюнком їх річкової сітки, який залежить насамперед від геологічної будови, рельєфу і клімату. Виділяють такі основні типи: радіальний, доцентровий, деревоподібний, перистий, решітчастий та ін.

Місце початку ріки називається витоком. Ріка може починатись із струмків і джерел, льодовика, озера або болота. Коли ріка утворюється від злиття двох річок, місце злиття їх буде початком цієї ріки, але за витік її треба брати довшу із приток, що злилися. Це буде гідрографічна довжина ріки, яка й береться до уваги при аналізі умов стоку. Якщо ріка утворюється від злиття двох річок однакової довжини, витоком вважають ліву складову. Ріка утворює канал стоку, що називається руслом, в якому проходять ерозійно-акумулятивні процеси, через русло відбувається стік води і наносів тощо. У руслі за ходом течії виділяють правий і лівий береги.

Впадаючи в іншу ріку, озеро чи море, ріка утворює гирло. Якщо ріка впадає двома рукавами, за гирло беруть більший рукава. Ріка часто при впадінні в озеро чи море відкладає багато наносів і створює багаторукавне гирло, що називається дельтою, в такому разі за гирло береться гирло основного /найбільшого/ рукава. При відсутності дельт ріка може вливатись а море одним широким руслом /естуарій/. Особливою формою естуаріїв є лимани, тобто затоплені морем пригирлові частини долин.

Залежно від рельєфу, геологічної будови, кліматичних умов річкова сітка має різну розгалуженість, яка збільшується із збільшенням . висоти місцевості. Густота річкової сітки визначається як відношення довжин всіх водотоків даної площі /км/ до даної площі /км2/.

Найчастіше її визначають за великомасштабними топографічними картами.
Морфометричні характеристики ріки. До морфометричних характеристик належать довжина ріки, коефіцієнт звивистості та густота річкової сітки, Довжина ріки - це відстань вздовж ріки від витоку до гирла. Русла річок рідко бувають, прямолінійними, здебільшого вони звивисті, розбиваються на рукави, блукаючі. Звивистість характеризується коефіцієнтом звивистості К= , тобто відношенням. довжини ріки l до довжини прямої лінії L, що з’єднує гирло і витік.

Розмір самого русла - величина змінна. Найнижчий рівень води називається меженним, найвищий - повеневим
У руслах рівнинних річок спостерігається чергування плесів /найглибших ділянок/ і перекатів /наймілкіших ділянок/. Плеса розташовуються біля випуклих берегів і розмежовані перекатами. Перекати /броди/ - це більш-менш стійкі утворення у вигляді поперечного валу, що пересікає ріку і з'єднується з верхньою та нижньою косою. Посеред перекату спостерігається корито - найглибша його частина, де проходить фарватер, тобто лінія найбільших глибин.

Пропускну здатність русла, розподіл швидкостей, нахилів та інше визначає поперечний переріз русла. Поперечний переріз - це площина, перпендикулярна до напряму течії потоку і обмежена знизу дном, а зверху - лінією горизонту води. Площа поперечного перерізу визначається за вимірами глибин, що робляться впоперек річки через рівні відстані.

Залежно від віку ріки та місцевості поздовжні профілі бувають досить різні, але їх можна об’єднати в 4 основні типи. 1 тип – плавно увігнутий /профіль рівноваги/, найпоширеніший. Це увігнута крива гіперболічного типу, крутіша у верхів’ях і полога в пригирловій частині /наприклад, рр. Ріоні, Селенга/; 2 тип - прямолінійний з рівномірним розподілом нахилів за всією довжиною. Спостерігається в малих річках та деяких гірських /Пяндж, Зеравшан/; 3 тип - опуклий, що характеризується малими нахилами у верхів’ї й більшими в нижній течії, трапляється рідко, характерний для річок Карелії та Кольського півострова;-4 тип - східчастий /в Карелії/.
У руслах річок, особливо гірських, наявні нерівності, що призводить до утворення порогів та водоспадів.

Гіпсометрично найнижча точка ріки, де вона вже не проводить ерозійну роботу, називається базисом ерозії. Для всієї ріки він буде головним і. перебуває в місці впадіння цієї ріки в озеро чи море, а для її приток базисом ерозії кожної служить місце її впадіння в головну ріку.

Водозбір і басейн ріки. Кожна річкова система займає певну площу, що називається басейном. Територія, звідки річкова система /або ріка/ отримує воду, називається водозбором. Басейн і водозбір здебільшого збігаються, проте бувають випадки і незбігання, наприклад, якщо в межах басейну частина території безстічна, вона до складу водозбору ріки не входить. Басейни один від одного відмежовані вододілом. Вододіл - не лінія на земній поверхні, що поділяє стік атмосферних опадів на два протилежні схили. Виділяють головний вододіл Землі, що відмежовує басейни річок, які впадають в Тихий та Індійський океани, з одного боку, і басейни річок, що впадають в Атлантичний та Північний Льодовитий океан - з іншого. Виділяють ще безстічні області, звідки вони не мають виходу до Світового океану, наприклад, басейни Каспійського і Аральського морів /басейни річок Волги. Уралу, Тереку. Кури, Амудар’ї. Сирдар’ї/.

Для характеристики басейну використовують такі параметри: площа басейну F; довжина басейну L, яка визначається як пряма, що з'єднує гирло ріки і точку на вододілі, прилеглу до витоку ріки; максимальна ширина басейну В, що визначається по прямій, перпендикулярній до осі басейну в найширшій його частині. Крім морфометричних характеристик, басейну властиві ще ряд фізико-географічних характеристик, а саме: географічне положення, зона, геологічна будова, рельєф, клімат, грунтово-рослинний покрив, та ін., а також вплив на нього господарської діяльності суспільства.
Живлення рік. Живлення річок буває різним, проте виділяють чотири основних види: дощове, підземне, снігове та льодовикове.
Однією з перших була розроблена класифікація О.І.Воейкова - кліматична, бо він розглядав ріки як продукт клімату і встановив 9 типів річок залежно від клімату.

Зараз поширена класифікація М.Л.Львовича, що ґрунтується на аналізі джерел живлення і річного розподілу стоку. Для визначення переважання того чи іншого типу живлення встановлено три градації. Якщо один з видів живлення дає понад 80% річного стоку річки, мова йде про виключне значення цього виду живлення. Якщо кожне з видів, живлення становить 50-80% стоку, йому надається переважне значення. Якщо кожен з видів живлення менше 50% річного стоку, таке живлення навивається дощовим. Райони поширення річок снігового живлення займають значні площі, великі площі займаюсь басейни річок переважно снігового живлення /Урал, Іртиш, середня частина басейну Дніпра/. Ріки винятково дощового живлення розміщені в Закавказзі та на Далекому Сході в басейні Амуру. Ріки переважно дощового живлення займають басейни рр. Яни та Індигірки, ріки переважно льодовикового живлення приурочені до Головного Кавказького хребта і гір Середньої Азії, друге місце на цих ріках за величиною займає дощове живлення.

Із річок змішаного живлення найбільше поширені з переважанням снігового /басейни р. Лени, ріки Алтаю, Саян/. Із річок змішаного, живлення з переважанням дощового відомі ріки Закавказзя, північної частини Чорноморського узбережжя та ін.

 Річковий стік та його характеристики. Річковий стік складається із стоку води, стоку наносів, стоку розчинених речовин і стоку теплоти. Стоком ріки, за Б.О.Аполловим /1963/, навивають кількість води, що протікає в річці через поперечний переріз за певний час. Найважливішим в даному випадку в стік вода, бо він і визначає інші види стоку.
Важливою характеристикою стоку є витрата води, тобто об’єм води, що протікає через поперечний переріз ріки за одну секунду:
Q=FV
де F - площа поперечного перерізу; V - середня швидкість течії для всього .перерізу, м/с. Визначають максимальні витрати під час водопіль чи повеней і мінімальні під час меженей і т.д.
У гідрології застосовують поняття середньої витрати води за певний інтервал часу /декаду, місяць, рік тощо/.

Для характеристики розподілу стоку на будь-якій території складають карти, на яких проводять лінії однакових величин модулів чи шару стоку.
Водний режим. Водний режим – зміна рівнів, витрат води, нахилів і швидкостей течії в часі. Рівень води – висота поверхні води, що відраховується від постійної площини. Річний цикл водного режиму поділяється на такі фази – повінь, паводок, межень. Кількість фаз може коливатися. Повінь – фаза водного режиму, яка характеризується щорічним і тривалим підняттям рівня води в річці, що зумовлене збільшенням її водності. Супроводжується виходом води з русла і затопленням заплави. Час повеней може бути різний (весна-літо).

Паводок – фаза водного режиму, яка характеризується відносно короткочасним та інтенсивним підняттям рівня води і збільшенням її витрат. Паводки мають різну форму і розміри, можуть повторюватися в різні сезони.
Межень – фаза водного режиму, яка щорічно повторюється в один і той же сезон і характеризується малою водністю та низьким рівнем води. спостерігається переважно під час сухої, жаркої і морозяної погоди.
Найбільш загальні риси витрати води в річці протягом року відображає гідрограф.

Класифікація рік за водним режимом (Б.Д. Зайкова). В основу класифікації покладена типізація рік за характером розподілу стоку протягом року. Виділено три типи рік – ріки з весняною повінню, ріки з повінню в теплу пору, ріки з паводковим режимом.
Класифікація П.С. Кузіна. Ріки з повенями (снігового живлення), ріки з повенями і паводками (снігове і дощове живлення), ріки з паводками (дощове живлення), ріки з переважанням підземного живлення, рівномірним стоком протягом року.

Термічний режим рік.Термічний режим формується в результаті теплообміну водної маси з навколишнім середовищем, що відбувається на межі води з атмосферою і ґрунтом. Основними факторами є теплообмін з атмосферою і теплообмін з ложем русла. Теплообмін протікає по різному – при відкритій водній поверхні і при наявності льодового покриву. Термічний режим змінюється протягом доби, сезону, року.

Добові зміни температур найкраще виражені в теплу пору року. Максимум спостерігається влітку. Величина амплітуди залежить від географічної широти, водності ріки, погодних умов (при ясній погоді амплітуди вищі). Річний хід температур має два періоди – відкритої водної поверхні і льодоставу. При наявності льодового покриву температура води в річці залишається майже постійною і близькою до 0°С. Температура води в більшості рік в період нагрівання більша в прибережній частині ніж в центральній, а в період охолодження – нижча. Найбільші коливання температур по поперечному профілю (до 8-9°С) відбувається під впливом притічних вод. Зміна температури з глибиною характеризується весняною і літньою прямою стратифікацією, а восени – оберненою. В гірських ріках температура підвищується вниз по течії. Температурний режим на окремих ділянках в значній мірі залежить від господарської діяльності людини.
Основними фазами льодового режиму рік є замерзання, льодостав і скресання льоду. Основними типами льодових утворень на ріках є забереги, льодяне сало, сніжура. На багатьох ріках на початку льодоставу утворюється внутріводний, а на дні – донний.

Господарське використання річок. Ріки використовують в господарстві з давніх-давен. Нині річкові води використовуються різними галузями промисловості, енергетикою, комунальним господарством, рибним господарством, річковим транспортом та ін. Більшість господарських заходів впливають на річковий стік як посередньо, так і безпосередньо. Так, вирубка лісів та їх відновлення впливають на зміну річного стоку річок та сумарного випаровування. Після вирубки лісу випаровування зменшується, а стік /поверхневий/ збільшується, це сприяє посилений ерозії. Після відновлення лісу випаровування підвищується, а стік зменшується і ерозія затихає.

Крім того з’ясовано, що болота активно поглинають воду, активно її-випаровують і слабо віддають річкам. Після осушення боліт збільшується стік, але пізніше він стає рівномірним внаслідок того, ще випаровування із сільськогосподарських угідь майже таке саме, як із боліт.
Впливають на випаровування, а отже, і на стік, агротехнічні заходи /оранка на зяб, створення полезахисних лісових смуг, снігозатримання на полях тощо/.

Впливають на розподіл стоку і міста, особливо великі. В містах зникає інфільтрація, збільшується поверхневий стік, але загальний вплив міст на стік річок незначний, міста більше впливають на чистоту вод.
Значний вплив на річкові води чинять промислове і комунальне водопостачання, внаслідок чого річковий стік зменшується, погіршується чистота вод. Проте, найбільших втрат зазнають ріки через зрошення. Велика кількість води витрачається на випаровування, а та частина, що повертається назад, часто забруднена різними хімічними сполуками та солями.

Нині а багатьох країнах практикується перерозподіл стоку, тобто залучення води в одну річкову систему із іншої. До таких систем перерозподілу належать "Джеймс Бей". "Черчіл" в Канаді, "Центральна долина" в США. В Канаді перерозподіляють стік із р. Уетмейн в р. Ла-Гранд. також з р. Черчілл в р. Нельсон для енергетичних потреб, а в США – з р. Сакраменто на південь Каліфорнії для водопостачання і зрошення. В нашій країні діє Північно-Кримський канал /перекидає 3,8 км3 за рік/, Дніпро-Донбас /3,6 км3/рік/. У Середній Азії прокладено Каракумський /11 км3/рік/. Великий-Ферганський /5.3 км3/рік/, Амубухарський /5,8 км3/рік/. При таких великих гідротехнічних спорудах неодмінно зростає втрата води на випаровування та інфільтрацію.

Взагалі господарська діяльність суспільства зменшує річний стік річок. Це відчутно в південних районах нашої країни і в інших країнах. де багато води йде на зрошення. Дуже зменшився річковий стік Амудар’ї і Сирдар'ї, через що рівень Аральського .моря понизився більше ніж на 10 м. Останнє спричинило цілу низку негативних наслідків, змінився стік рр. Кубань, Уралу, Дніпра. Багато річок забруднені промисловими і побутовими стоками.
Фото:
Джерело:
Категорія: Гідрологія | Додав: wiktor (14.03.2010)
Переглядів: 24690 | Теги: повінь, Паводок, басейн, річковий режим, річкова сітка, річка | Рейтинг: 3.0/11
Матеріали по темі:
Всього коментарів: 0
avatar