Тема 2. Гидрология рек.

Река и речной бассейн.

Рекой называется естественный водоток, собирающий воду с части земной суши и переносящий её по своему руслу под действием силы тяжести. Всякий водоток имеет своё начало – исток и свой конец – устье, т.е. место впадения её в другую реку, озеро или море. Река может рождаться от выхода грунтовых вод (родников) или тающего ледника, вытекать из болота или озера. Положения истока и устья рек определяются географическими координатами (широтой и долготой).

В практических инженерных гидрологических расчетах используются эмперические формулы с расчетными параметрами гидрографических(1) и морфометрических(2) показателей реки, речного бассейна.

1. Длина реки – L – расстояние от истока до её устья. Длина рек определяется по крупномасштабным картам циркулем или курвиметром в прямом и обратном направлении и вычисляется по формуле:

L = а_к ± (а¹ · ) , где

а_к - средний отчет по шкале курвиметра, см.; а¹ – раствор циркуля в масштабе карты, мм;

- поправка на одно деление шкалы, которая прилагается в свидетельстве к прибору.

- Коэффициент извилистости реки – представляет собой отношение фактической длины реки L к длине по прямой, соединяющей исток и устье. Выделено 13 видов образцов извилистости рек.

Густота речной сети ( ) – это длина речной сети, приходящаяся на квадратный километр:

;

Густота речной сети является показателем развития поверхностного стока территории.

2. Морфометрические характеристики.

Площадь водосбора F (км²) – часть земной поверхности, включая толщу почво-грунтов, откуда вода поступает к водному объекту. Измерение площадей водосборов выполняют по топографическим картам планиметром или наметкой, предварительно проводится линия водоразделов. Бассейн реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Водораздельная линия проходит по наиболее высоким точкам и отделяет склоны, с которых вода скатывается в соседние реки.

Формы речных бассейнов многообразны, но чаще имеют грушевидную форму.

Длина бассейна L(км) – расстояние по прямой от устья (замыкающего створа реки) до наиболее удаленной точки водораздельной линии.

Средняя ширина бассейна Bср.(км) = ;

Средняя высота речного бассейна Hср. вычисляется по формулам:

, где

f_n - частные площади водосбора, заключенные между горизонталями;

h_n - средние высоты между горизонталями;

F – общая площадь водосбора.

Среднюю высоту бассейна можно определить по гипсографической кривой, которая характеризует нарастание площади водосбора по высотным зонам.

или

Уклон реки – i = , отношения падения уровней воды на расстояние между переломными точками, или разница между отметками высот истока и устья реки.

Коэффициент озерности: ;

Коэффициент заболоченности: ;

Коэффициент залесенности: = .

Речная долина ложбинообразное углубление в земной коре, состоящее из склонов, бровки, дна, русла, поймы.

Живое сечение русла реки + площадь мертвого пространства дает полную площадь водного сечения реки. Живое сечение реки характеризуется его площадью, шириной, средней глубиной, смоченным периметром и гидравлическим радиусом:

площадь живого сечения реки вычисляется при данном уровне воды, как сумма площадей трапеций и треугольников (у урезов) по формуле:

См.рис.№9 стр.26(Лебедев)

Ширина сечения В определяется расстоянием между урезами воды по поперечному профилю русла.

Ср. глубина потока равна частному от деления площади главного сечения на ширину:

Смоченный периметр P – длина линии дна между урезами берегов по профилю:

P=

Гидравлический радиус – частное отделение площади водного сечения  на смоченный периметр P.

Он близок к средней глубине потока.