Визначення морфометричних характеристик ріки та її басейну

Вступ. Виконання цієї лабораторної роботи ставить перед собою завдання навчити студентів визначати основні морфометричні характеристики ріки та її басейну, а саме: довжину, середню та максимальну ширину басейну, коефіцієнт асиметрії басейну, коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії, довжину головної ріки та її приток, коефіцієнт звивистості ріки та її приток, густину річкової мережі.

Під час виконання цієї лабораторної роботи студенти повинні закріпити знання таких основних понять і формул, отриманих на лекціях, як густина річкової мережі, великі, середні, малі ріки, коефіцієнт асиметрії басейну, коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії, коефіцієнт звивистості.

Порядок виконання роботи:

1 Визначити для басейну ріки:

а) довжину басейну;

б) середню ширину басейну;

в) максимальну ширину басейну;

г) коефіцієнт асиметрії басейну.

2 Визначити коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії.

3 Визначити для річкової мережі заданої ріки:

а) довжину головної ріки;

б) довжину трьох найбільших її приток;

в) коефіцієнт звивистості головної ріки;

г) коефіцієнт звивистості трьох найбільших її приток.

4 Визначити густину річкової мережі.

5 Визначити коефіцієнт біфуркації для всіх порядків в заданому басейні. Пояснити, чому не діє правило Хортона.

6 Визначити відношення середньої довжини водотоків даного порядку до середньої довжини водотоків більш низького порядку. Підтвердити дію правила Хортона.

7 Визначити коефіцієнти формул зв’язку між морфометричними характеристиками басейну та довжиною ріки для заданого басейну. Пояснити, чому отримане значення відрізняється від стандартного.

Хід виконання роботи.

1 За довжину басейну ріки приймається відстань по прямій від замикаючого створу або гирла даної ріки до самої віддаленої точки басейну.

Якщо басейн вигнутий, то пряма замінюється ламаною, кожен відрізок якої повторює головні вигини русла. Позначається L_б, вимірюється в км.

Середня ширина басейну (В_ср) вираховується за формулою:

В_{с р} = F / L_б (2.1)

Максимальна ширина басейну вимірюється по карті за допомогою звичайної лінійки по прямій, яка нормальна (перпендикулярна) осі басейну (лінія, по якій визначалась його довжина) в найбільш широкому місці водозбірного басейну. Позначається В_max, вимірюється в км

Коефіцієнт асиметрії басейну ріки (а) вираховується за формулою:

а = ( F_л – F_пр ) / 0,5 F , (2.2)

де F_л , F_пр – відповідно площі лівобережної та правобережної частин басейну, км²;

F – площа всього водозабірного басейну, км².

2 Коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії водозбору (m) визначається за формулою:

m = S / S’, (2.3)

де S – довжина вододільної лінії, км

S’ – довжина кола круга, площа якого дорівнює площі басейну, км.

Довжина кола круга визначається за формулою:

S’ = 2 πR

F = πR²

Рисунок 2.1–Позначення на схемі річкового басейну довжини басейну L_б, максимальної ширини В_max та лінії, що з’єднує витік і гирло найдовшого притоку L’ (для визначення коефіцієнту звивистості цієї притоки).

3 Довжина головної ріки (L, км) та довжину трьох найбільших її приток визначається за допомогою курвіметра. Перераховується в натуральну величину згідно масштабу карти.

Коефіцієнт звивистості ріки К_зв визначається як відношення довжини ріки (L) до довжини прямої, яка з’єднує виток і гирло (L’). Якщо ріка кардинально змінює напрямок своєї течії (наприклад, р.Чорна Тиса до м.Рахова у верхів’ї тече спочатку на схід, потім на південь), то L’ замінюється ламаною, відрізки якої будуть з’єднуватись в місцях основних вигинів русла:

К_зв = L / L’ (2.4)

4 Густина річкової мережі (Д) виражає ступінь насиченості території водотоками і дорівнює довжині всієї річкової мережі, яка припадає на 1 км² площі басейну ріки. Розраховується за формулою:

Д = Σ L / F, (км/км²) (2.5)

де Σ L – сума довжини всіх водотоків в басейні ріки, (км).

5 Відношення числа водотоків даного порядку до числа водотоків наступного більш високого порядку більш менш постійно для всіх порядків в даному басейні. Це відношення, за Хортоном, названо коефіцієнтом біфуркації, більше для гірських басейнів, ніж для рівнинних; для плоских та горбистих водозборів воно дорівнює приблизно 2, а для досить перетятих та гористих водозборів – 3-4. Реальне значення цієї величини можна отримати лише з крупно масштабних топографічних карт, на яких не проведена генералізація річкової мережі.