25.Продольный профиль реки.

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.Разность отметок дна или водной поверхности реки на каком- либо ее участке называется падением (∆Н). Разность отметок истока и устья реки составляет полное падение реки.В связи с тем, что у рек глубины обычно несоизмеримо меньше полного падения, графики изменения отметок дна и водной поверхности для всей реки сливаются в одну линию.Продольные профили рек могут быть плавновогнутыми, прямолинейными, выпуклыми, ступенчатыми. Характер продольного профиля определяется геологическим строением и рельефом речного бассейна, а также эрозионно-аккумулятивной деятельностью самого потока.

Перегибы продольного профиля обычно приурочены к местам впадения притоков (ниже их профиль, как правило, выполажива- ется), а также к местным базисам эрозии, в качестве которых могут быть главная река для притока, пороги, водопады, проточные озе¬ра, водохранилища и др. Уровень приемного водоема (океана, моря, бессточного озера), куда впадает река, называют общим базисом эрозии.

Весьма характерен продольный профиль реки на коротком ее участке, включающем плесы и перекаты. В этом случае продольный профиль строят отдельно для дна и водной поверхности реки. Из данных видно, как изменяется продольный профиль водной поверхности с изменением уровня воды в реке. При низких уровнях (в межень) продольный профиль водной поверхности более крутой на перекатах и более пологий на плесах. При высоких уровнях (в половодье) продольный профиль обычно выравнивается или даже становится на плесах более крутым, чем на перекатах.

Для характеристики крутизны продольного профиля рек используют понятие уклон реки (отдельно для дна и водной поверхности). Уклон реки вычисляют по формулеI= ∆Hi/Li,где ∆Нi — падение, Li, — длина реки на участке. Длину измеряют вдоль русла, и поэтому I представляет собой не тангенс, а синус угла наклона дна или водной поверхности к горизонту. Величина I для водной поверхности реки всегда положительна (исключения — лишь устья рек, подверженных действию приливов и нагонов), а для дна (в этом случае вместо I обычно пишут Io) может на некоторых участках принимать и отрицательные значения,

например в месте резкого уменьшения глубин на перекате. Уклон реки I — величина относительная, и ее выражают в долях единицы, %, %₀. Во многих случаях гидрологи используют также такое понятие, как падение на 1 км длины реки: величину падения уровня ∆Н, выраженную в сантиметрах, делят на длину участка русла в километрах. Эту величину называют километрическим падением.

26. Движения воды в реках.

Виды движения воды различают по: изменению гидравлич. хар-к вод. потока во времени и простр-ве, по гидродинамич. режиму, состоянию вод. поверх-ти, действующим физ. силам. Во времени вод. потоки делятся: а)установив-ся: ускорение движения воды = 0; б)неустанов-ся: ускорение не = 0 (хар-но для прир. вод). В простр-ве движение бывает равномерное: ускорение не измен-ся до потока, неравномерное. По гидродинам. движению: а) ламинарное: частицы воды движ-ся по паралел-ным траекторичм б) турбулентное: движение хаотич., с постоян. изменением скорости и напр-нием движения. Разделение вод. потоков на турбул. и ламинар. опр-ся с помощью безразмерного числа Ременса: Re= h\. Если Re >3000, то поток тубулентный, Re <300, поток ламинар., Re от 300 до 3000 – переход. режим потока. При tо 30оС скорость течения должна составлять не > 5 см/с (ламинар. режим), 60 см/с (турбул.). Скорость потока в ламин. режиме достигает max на пов-ти, в турбул. – max на пов-ти, но на дне не = 0. По состоянию вод. пов-ти: спокойные потоки и бурные. Это разделение осущ-ся с помощью безразмер. числа Фруда: Fr = 2\hg, где g-ускорение свобод. падения, h- глубина. Если Fr >1, то поток бурный, если < - спокойный, если =1 – критич. состояние вод. потока. Силы, действ. в вод. потоке: 1) Fтяж – осн. движущая сила, направ. вертикально 2) Центробеж. сила: действует в вод. потоках с искривлен. траекториями. Она зависит от скорости течения, радиуса кривизны. Действие этой силы направлено перпен-но 3) Сила Кориолиса: в сев. полушарии смещает вправо, в юж. – влево. Fк = 2msin; широта места, - углов. скорость. 4) Давление внутривод. потока: примен-ся при строит-ве ГЭС 5) Сила трения: возник. на дне водотока, внутри него м/ду частицами воды и на его пов-ти под действием силы ветра => обр-ние волн, мор. течений. Все вышеперечисл. силы делятся: активные – вызыв. движ. воды (сила тяж., давление, сила трения); пассивные – возник. при наличии движения (сила Кориолиса, центробеж. сила, сила тр. на дне). Виды движения вод. потока: гравитац. – вызыв. действием силы тяж. в совокуп-ти с наклоном вод. пов-ти, хар-но для рек, ледников, подзем. вод; напорное – хар-но для артезиан. вод, вдхр.; плотностные – возник. из-за разницы плот-ти воды, хар-ны для морей и озер., где контакт пресс. и мор. воды; фрикционное – вызыв. ветром; инерционное – хар-но для вдхр., озер, устьев рек.