Фази на водния режим
Съдържание
1. Фази на водния режим
2. Геодезични работи по реките
2.1 Уреди за измерване на дълбочини
2.2 Методи за извършване на проучвателна работа
Библиография
Водните ресурси са важен социално-икономически фактор в развитието на нашето общество, с нарастването на населението и производството потреблението на вода също нараства (според прогнозите, до 1-вата половина на 21-ви век обемът на потреблението на вода може да надвиши годишно възобновяемите водни ресурси.
Хидрологията изучава свойствата на хидросферата, процесите на възникване във водните тела на хидросферата. Взаимодействие на хидросферата с околните сфери на атмосферата и литосферата. Хидрологията се разделя на сухоземна и морска хидрология. Хидрологията на сушата се разделя според обектите на изследване: 1) изследване на реките, 2) наука за езера, 3) наука за блата, 4) изследване на ледници, 5) подземни води. Според направленията и методите на изследване се разделя на научни дисциплини: 1) обща хидрология, 2) хидрометрия (уреди за измерване и наблюдение) систематично изследване на хидрологичния режим на водните обекти, 3) хидрологични и водни изчисления, 4) хидрографско описание на конкретни водни обекти, 5) хидроложки прогнози. Методи - 1) стационарни, 2) експедиционни, 3) експериментални - подробно изследване на хидроложките процеси в лаборатория или в естествени условия, 4) теоретични.
1. Фази на режима на реките. Видове храни. Класификация на реките според разпределението на вътрешногодишния отток
В зависимост от условията на подхранване в режима на реките се разграничават следните фази: пълноводие, наводнения и маловодие. Пълноводието се характеризира с продължително нарастване на оттока, което се повтаря ежегодно през същия сезон.
Повечето равнинни реки се характеризират с пролетни наводнения, причинени от снеготопене; за планинските реки - причинени от топенето на снега иледници (лятно наводнение). В Далечния изток продължителните мусонни дъждове са причина за дълго лятно наводнение.
1 - дълбоко подземно хранене, 2 - езда подземно хранене, 3 - снежно наводнение. 4 - връщане на заливната низина, 5 - дъждовни наводнения, 6 - загуба на воден отток поради образуване на лед
Фигура 1.1 - Схема на разделяне на хидрографа по източници на енергия.
Наводненията са рязко краткотрайно увеличаване на оттока, причинено от проливни дъждове или размразявания през зимата. Наводненията, които не са ограничени в определен период, се повтарят няколко пъти през някои години.
Маловодието е продължително ниско течение, дължащо се на прехода на реката почти изключително към подземно хранене. По реките на СССР се разграничават лятна и зимна ниска вода.
Типичен ход на промяна на оттока през годината - хидрограф - на реките от европейската част е показан на фиг. 1.1.
За да се определи делът на определен вид храна, хидрографът се разделя на хранителни източници. На фиг. 1.1 показва пример за разделяне на хидрографа на реката. Волга от B.V. Поляков. Хоризонталната права линия, разделяща дълбоководното и планинското подземно хранене, е начертана на височината на най-ниския воден поток преди началото на наводнението. С началото на наводненията подземното хранене намалява и напълно спира, когато водният поток достигне максималната си стойност. Хидрограмата показва лятно-есенни наводнения и загуби на отток поради образуване на лед.
Речна класификация. Всяка река е уникална. Въпреки това реките имат общи черти в зависимост от климатичните условия, видовете храна и водния режим, което им позволява да бъдат обединени в повече или по-малко хомогенни групи. И така, B.D. Зайков разделя всички реки на три групи: 1) с пролетно пълноводие, 2) с пълноводие в топлата част на годината и 3) с пълноводие. Реки от първа групатой разделя на още пет вида: казахстански (1), източноевропейски (2), западносибирски (3), източносибирски (4), алтайски (5). Типичните хидрографи са показани на фиг. 1.2.
Казахстан - характеризира се с много висока вълна от пролетни наводнения и нисък (до пълно изсушаване) отток през останалата част от годината. Оттокът се осигурява почти изключително от зимни валежи, чието бързо топене предизвиква високо, но краткотрайно наводнение (фиг. 1.2 а).
Източноевропейски - характеризира се с високи пролетни наводнения, лятно маловодие, прекъсвано от случайни дъждове, ниско зимно маловодие и увеличен есенен отток. Някои реки от този тип имат два максимума: първият (главен) през пролетта и вторият през есента (фиг. 1.2 b).
Западносибирски - има малко, продължително наводнение, увеличен лятно-есенен отток и ниско зимно маловодие. Наличието в речните басейни на този тип блата, езера, обширни заливни низини има регулаторен ефект върху потока (фиг. 1.2 c)
Източносибирски - характеризира се с големи пролетни наводнения, систематични лятно-есенни наводнения и много нисък зимен отток. Този тип реки се свързва с обилни дъждове през лятото и есента и изключително лошо подземно хранене (фиг. 1.2 г) в условията на вечна замръзналост.
Алтай - характеризира се с ниско, разтегнато, гребеновидно пролетно наводнение, увеличен лятно-есенен и нисък зимен отток. Естеството на наводнението на реки от този тип се обяснява с особеностите на топенето на снега в планините: топене на сняг по различно време на различни височини. Дъждовните наводнения се наслагват върху снежните наводнения. Стабилният зимен отток се дължи на обилното подземно подхранване (фиг. 1.2 д).
Реките от втората група са разделени на два вида.
Далечния изток - има ниско, разтегнато, гребеновидно наводнение през лятотоесенен период, предизвикан от обилни валежи и слаб отток през студената половина на годината. Тук зимните валежи са малко; подземното презареждане е ограничено поради разпространението на вечна замръзналост (фиг. 1.2 f).
Фигура 1.2 - Основните видове вътрешногодишно разпределение на речния отток
Tiensha е вид - често срещан в планините на Централна Азия, Голям Кавказ и Камчатка, характеризиращ се с висок зимен отток. Характеризира се с лятно-есенни наводнения, причинени от топенето на високопланински снегове и ледници (фиг. 1.2 g).
Реките от третата група, в зависимост от естеството на разпределението на наводненията през годината, се разделят на три типа.
Черно море - характеризира се с режим на наводнения през цялата година. Основният източник на хранене е дъждът. Отчасти храната идва от сняг, който пада в планините и обикновено се топи бързо (фиг. 1.2 h).
Krymsky - се различава от предишния в ниския отток на летния сезон (фиг. 1.2 i).
Северен Кавказ - разпространен в източната част на северния склон на Голям Кавказ, характеризиращ се с наводнения при топло време и стабилен маловодие при студено време (подземното хранене е незначително) (фиг. 1.2 j).
2.Проучване на реките
2.1 Дълбокомери
Вертикалното разстояние от свободната повърхност на водата до дъното на реката (канал, езеро, резервоар и др.) се нарича дълбочина. Дълбочинните измервания (геодезическите работи) са много важен вид хидрометрична работа. Те са необходими за изучаване на релефа на дъното на водните обекти за нуждите на корабоплаването и рафтинга; при проектиране, изграждане и експлоатация на хидротехнически съоръжения; при измерване на потока вода и утайки; при определяне на обемите вода, съдържащи се в езерата и резервоарите.
За измерване на дълбочината се използватразлични инструменти и устройства. Нека разгледаме основните.
хидрометрични пръти. При измерване на малки дълбочини (до 6 м) се използва хидрометричен прът (бастинг), който представлява дървен прът с дължина до 7 м и диаметър 4-5 см. Долната част на бастинга завършва с желязна обувка с тегло 0,5-1 кг, която го предпазва от повреда при удар в дъното. При тинести почви върху обувката се закрепва палет под формата на диск с диаметър 15-30 см. Настилката се маркира с 10-сантиметрови деления, които се боядисват последователно с бяла и червена блажна боя. Нулевото деление трябва да съвпада с долната повърхност на обувката или палета. По време на измерването настилката трябва да е във вертикално положение. Отчитането на дълбочината се извършва с грешка от 2-5 cm.
Фигура 2.1 - Стандартен хидрометричен товар.
При измерване на плитки дълбочини често се използват и водомерни и нивелирни пръти, пръти от хидрометрични грамофони.
много. Дълбочини, по-големи от 6 m, се измерват с помощта на ръчни или механични партиди.
Ръчната партида е метален товар с тегло 3-6 kg с конична и пирамидална форма, окачен на конопено или найлоново въже или на мек кабел (lotline). Лотлин е маркиран със знаци за метри и дециметри.
При измерване на дълбочините лотът се хвърля срещу течението на водата и се отчита в момента, в който лотлинът в опънато състояние заеме вертикално положение.
Ръчните партиди се използват при ниски скорости на потока (до 1 m/s). Поради отклонението на линията на лота и дрейфа на лота от течението, грешката при измерване на дълбочината на лота е 5-10 см.
При измерване на дълбочините на речни потоци с големи дебити се използват механични партиди, при които товарът се спуска и повдига с помощта на лебедка.
Стандартните хидрометрични тежести имат обтекаема (с форма на риба) форма (фиг. 2.1) и маса от 5 до 100 kg. Те се закрепват към кабела с помощта на вирбел, който осигурява свободно въртене на товара в хоризонтална равнина и монтажа му по посока на потока. Товарите се спускат във водата и се повдигат с помощта на хидрометрични лебедки тип Нева (фиг. 2.2), Луга и др. Дължината на гравираното въже се регистрира от брояч. Моментът на контакт на товара с дъното се задава чрез намаляване на напрежението на лотлинията или чрез сигнал от долния електрически контакт, разположен под товара.
Фигура 2.2 - Хидрометрична лебедка "Нева"
Фигура 2.3 - Схема за определяне на корекции за връзката на линията с тока (а) и гониометър (б)