3.8. Гидрограф. Типовой гидрограф и его расчленение.

Гидрограф – график изменения расходов (уровней) воды во времени, обычно в течение года или сезона. Он является основной характеристикой вводного режима рек. За типовой принимают такой гидрограф, который отражает общие черты гидрографов за многолетний период и, следовательно, свободен от случайных особенностей каждого года. При построении типового гидрографа усредняются за продолжительный ряд лет величины ординат (расходы) и абсцисс (время), характерных особенностей отдельных рек (начало половодий, наступление максимума, конец половодья, пики паводков и прочее).

По установленным опорным точкам строится плавный график с таким расчетом, чтобы суммарный годовой объем стока, определенный по типовому гидрографу, отвечал действительному среднему значению за многолетний период (см. рис. 3.4.).

Рис. 3.4. Схема расчленения гидрографа по типовому генезису.

1.Глубокое грунтовое питание.

2.Снеговое половодье.

3.Верховое подземное питание.

4.Дождевые паводки.

5.Изъятие стока на льдообразование.

Количественная оценка доли различных видов питание в общем балансе стока реки осуществляется путем расчленения типового гидрографа. Наиболее простой способ расчленения гидрографа по генезису (см. рис. 3.4), позволяющий выделить подземный сток, заключается в том, что на гидрографе плавными линиями соединяют точки минимальных расходов перед началом весеннего половодья и в конце его. При этом в момент прохождения пика половодья принимают нулевое значение питания. Подземный сток разделяется на глубинный и верховой горизонтальной линией, проведенной на высоте наименьшего расхода перед наступлением половодья. Дождевые паводки выделяются соединением частных минимумов меженного периода в промежутка между паводками.

3.9.Продольный профиль реки.

Графическое изображение продольного вертикального разреза русла по линии наибольших глубин (фарватера) или по его средней линии с указанием высотного положения свободной поверхности воды и линии воды называется продольный профиль реки (см. рис. 3.5).

Рис. 3.5. Продольный профиль участка реки.

1.Поверхность реки.

2.Дно реки.

h₁, h₂ – отметки поверхности воды.

i – уклон дна

I –уклон водной поверхности.

l – длина участка реки..

Высота рассматриваемых точек берется над некоторой плоскостью сравнения, например, над уровнем моря.

Пусть h₁, h₂ – отметки поверхности воды (дна) вначале и в конце рассматриваемого участка реки, тогда разность указанных отметок: ∆h= h₁ - h₂ называется падением сводной поверхности (дна) на выделенном участке реки.

Отношение падения к длине данного участка реки определяют уклон поверхности воды. I=∆h/l.

i= h₁` - h<sub>2</sub>`/l= ∆h`/l.

Чаще всего уклон выражают в виде десятичной дроби или в промилле I=0,0005=0,5‰

Промилле означает падение, выраженное в тысячах долях от длины участка. Уклоны поверхности воды и дна на одном и том же участке реки не совпадают. На каналах в условиях равномерного движения воды эти значения практически одинаковы. В соответствии с характером распределения падения и уклонов по длине реки существуют 4 основных типа продольных профилей рек (см. рис. 3.6)

Рис. 3.6. Относительные профили рек.

1.Профиль равновесия.

2.Прямолинейный профиль.

3.Сбросовый профиль.

4.Ступеньчатый профиль.

Плавно вогнутый профиль или профиль равновесия, встречающийся чаще всего на равнинных реках в РБ. Характеризуется вогнутой кривой, более крутой в стоках реки и пологой ближе к устью. Наиболее типичен для крупных и средних рек равнинных районов с однообразными легко размываемыми грунтами.

Прямолинейный профиль наблюдаемый чаще всего на малых равнинных реках. Характеризуется равномерными уклонами на всем протяжении реки.

Сбросовый профиль имеет вид выпуклой параболической кривой с малым падением в верховьях и большим в нижнем течении реки (характерен для рек Карелии).

Ступенчатый отличается чередованием участков с малым и сосредоточенным падением. Встречается на реках, русла которых сложены трудноразмываемыми горными породами. Такой профиль характеризуется наличием порогов и водопадов (встречается в горных странах, например, средней Азии).

Продольный профиль большинства рек непрерывно изменяется под влиянием многих факторов. Русло реки с течением времени стремится принять уклоны, при которых не происходит намыва или размыва дна. На равнинных реках такому состоянию соответствует плавно вогнутый профиль – называется профилем равновесия.

Средние уклоны рек вследствие различного рельефа изменяются в широких пределах. Наименьшие уклоны свойственны равнинным рекам, например, средний уклон реки Волги I=0,07‰. Значительные уклоны имеют реки горных районов, например, Кубань I-1,46‰, Терек – 4,77‰