- •Глава 1
- •1.1. Распространение воды на земле
- •1.2. Определение и классификация водных объектов
- •1.3. Круговорот воды в природе
- •1.4. Водный баланс
- •1.5. Тепловой баланс
- •1.6. Мировые водные ресурсы
- •1.7. Водные ресурсы ссср
- •Глава 2
- •2.1. Соленость, температура и плотность морской воды
- •2.2. Волнение и течения
- •2.3. Колебания уровня
- •2.4. Ледовый режим
- •Глава 3
- •3.1. Река, ее притоки, речная система
- •3.2. Речной бассейн
- •3.3. Речная долина и русло
- •3.4. Продольный профиль реки, поперечный уклон
- •3.5. Питание рек
- •3.6. Уроненный режим
- •3.7. Термический режим
- •3.8. Ледовый режим
- •3.9. Движение воды в реках
- •3.10. Поперечные течения
- •Глава 4
- •4.1. Основные характеристики стока
- •4.2. Влияние климатических факторов на сток
- •4.3. Влияние факторов подстилающей поверхности
- •4.4. Методы исследований и расчетов стока
- •4.5. Статистические методы в гидрологии
- •4.6. Обеспеченность гидрологических характеристик
- •4.7. Теоретические кривые распределения
- •4.8. Оценка точности расчета параметров кривых
- •4.9. Корреляция
- •4.10. Математическое моделирование гидрологических процессов
- •4.11. Гидрологические расчеты. Общие рекомендации
- •4.12. Особенности расчета годового стока и его внутригодового распределения
- •4.13. Особенности расчета максимального стока '
- •4.14. Особенности расчета минимального стока
- •Глава 5
- •5.1. Общие представления о наносах
- •5.2. Взвешенные наносы
- •53 Донные наносы
- •5.4. Русловые процессы
- •5.5. Переформирование берегов водохранилищ
- •5.6. Заиление водохранилищ
- •Глава 6 гидрометрия
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Измерение уровней
- •6.3. Промерные работы
- •6.4. Измерение скорости течения воды
- •Верхний створ, 3 — главный створ, 4 — нижний створ;
- •6.5. Определение расходов воды
- •6.6. Измерение расхода наносов
- •Воздушный клапан
- •6.7. Наблюдения над волнением
- •6.8. Определение температуры, плотности, прозрачности и цвета воды
- •6.9. Наблюдения за ледовым режимом (
- •Глава 7
- •7.1. Использование водных ресурсов в народном хозяйстве
- •Гидроэнергетических ресурсов на территории ссср (по республикам)
- •7.4. Сельскохозяйственные водные мелиорации
- •7.5. Водный транспорт и лесосплав
- •7.6. Рыбное хозяйство
- •7.7. Водохозяйственные балансы
- •Глава 8
- •8.1. Задачи регулирования стока
- •8.2. Виды регулирования стока
- •8.3. Характерные объемы и уровни водохранилища
- •8.4. Потери воды из водохранилища
- •8.5. Задачи водохозяйственных расчетов и расчетная обеспеченность отдачи
- •8.6. Основные методы расчетов регулирования стока
- •8.7. Расчеты регулирования
- •8.8. Графические способы расчета регулирования
- •8.9. Таблично-цифровые балансовые расчеты
- •8.10. Особенности расчета сезонного регулирования стока
- •8.12. Обобщенные методы расчетов регулирования стока
- •8.13. Регулирование стока
- •8.14. Регулирование водохранилищами стока половодий и паводков
- •От расчетных мгновенных максимальных расходов воды q о, к среднесуточным расходам q о,
- •Глава 9
- •9.1. Определение
- •В зависимости от их высоты, типа основания и последствий аварии
- •1Рунтовая призма, 9 — негрунтовый экран, 10 - подэкрановая кладка, 11 — крупнооб
- •9.2. Материалы, применяемые
- •9.3. Защита гидротехнических сооружений от коррозии
- •Глава 10
- •10.1. Общие положения
- •10.2. Земляные плотины
- •10.3. Проектирование земляных плотин
- •10.4. Расчет устойчивости откосов плотины
- •10.5. Возведение плотин и пропуск воды в период строительства
- •10.6. Каменные и каменно-земляные плотины
- •11.1. Основные части плотин
- •11.2. Фильтрационные расчеты
- •11.3. Расчет водосливного отверстия плотины
- •11.4. Сопряжение бьефов
- •11.5. Тело водосливной плотины
- •Плита; 8—порог водослива
- •116 Устои и быки
- •V щей верховой сопрягающей
- •На устой, б--схема усгоя; /—линии равных напоров, 2 — линии токов, 3 — устой, 4 - водосливная плотина
- •11.7. Облегченные типы бетонных
- •Глава 12
- •12.1. Водосбросы
- •12.2. Водоспуски
- •Глава 13 каналы
- •13.1. Формы и размеры поперечного сечения каналов
- •Канал в две нитки, / —' нагорная канава; 2 — кювет; 3 — берма; 4 — насыпь; 5 — слой грунта; 6 — противофильтрационная пленка; 7 — кавальер, 8 — дрены
- •13.3. Зимний режим каналов
- •13.4. Потери воды из каналов и борьба с ними
- •13.5. Облицовка каналов
- •13.6. Трасса канала
- •13.7. Сооружения на каналах
- •Глава 14
- •14.1. Берегозащитные сооружения
- •На участке основного крепления; 4—основное крепление; 5—подготовка под покрытие; б — парапет
- •14.2. Регуляционные сооружения
- •Глава 15
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Золоотвалы, хвостохранилища и другие накопители
- •15.3. Ограждающие дамбы, противофильтрационные и дренажные устройства
- •Глава 16
- •16.1. Техническая эксплуатация гидротехнических сооружений
- •16.2. Охрана водных ресурсов
- •Глава 5. Речные наносы и твердый сток. Русловые процессы 152
- •Глава 6. Гидрометрия 177
- •Глава 7. Комплексное использование водных ресурсов 207
- •Глава 8. Регулирование речного стока 222
Глава 3
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕКАХ
3.1. Река, ее притоки, речная система
Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность суши, стекают по склонам в виде временных потоков, накапливаются в углублениях рельефа, питают подземные воды при просачивании в почвы и грунты, образуют скопления льда и снега. Временные потоки, сливаясь вместе, дают начало постоянным потокам — сначала ручьям, малым рекам, а затем средним и большим рекам. Водный поток сравнительно больших размеров, как правило, постоянный, текущий в разработанном им русле и питающийся за счет поверхностного и подземного стока, называют рекой. Река, впадающая в океан, море или озеро, называется главной рекой. Реки, впадающие в главную реку, носят название притоков. Различают притоки различных порядков. Реки, впадающие в главную реку, являются притоками первого порядка, притоки рек первого порядка называются притоками второго порядка и т. д. Такое деление приводит к тому, что и мелкие реки, и крупные водные потоки попадают в один класс.
В настоящее время иногда применяют классификацию американского гидролога Хортона. По этой классификации рекой первого порядка считается река, не имеющая притоков, реки, принимающие в себя притоки первого порядка, называют притоками второго порядка и т. д. вплоть до главной реки, которую относят к самому высшему порядку. Следовательно, чем выше номер главной реки, тем более сложный характер носит речная система реки. При такой нумерации класс реки может рассматриваться как количественная характеристика степени разветвленное™ речной системы.
Речной системой называют совокупность всех рек какой-либо территории, сливающихся вместе и выносящих воды через главную реку в океан, море или озеро (рис. 3.1).
Совокупность всех рек, находящихся в пределах какой-либо территории, называют речной сетью. Речная сеть является элементом гидрографической сети, включающей в себя помимо рек озера, болота, балки, овраги на данной территории, а также искусственные каналы и водохранилища.
Место начала реки, с которого она определяется в виде постоянного потока, называют истоком. В случае образования крупной реки в результате слияния двух рек разного названия за ее
57
начало нередко принимают место их слияния. Тогда гидрографической длиной реки является сумма длин основной реки и той из ее образующих, исток которой наиболее удален от места слияния. Положение истоков некоторых рек часто носит условный характер. Нередко равнинные реки начинают свое течение из болот, в этом случае за исток принимается точка, с которой
появляется открытый поток с постоянным руслом. Многие реки берут начало из озер, тогда за исток принимается урез воды в озере в период межени; эта линия не является определенной, так как уровень озер подвержен колебаниям в многолетнем разрезе. В горных районах реки берут начало из ледников, в этом случае истоком считается место выхода речного потока из-под ледника. Зачастую истоком рек служат ключи и родники.
Рис. 3.1. Речная система р Хатанги
По длине реки можно разделить на три участка, имеющих более или менее общие черты для разных рек: верхний, средний и нижний. На верхнем участке, характеризующемся обычно большими уклонами и, как следствие
последних, значительными скоростями, реки, как часто говорят, находятся в «стадии молодости», энергично разрабатывая свое русло и вынося продукты размыва (наносы) на нижерасположенный участок реки. Средний участок представляет для рек «стадию зрелости»: эрозионная деятельность потока ослабевает, русла имеют умеренные уклоны, скорости течения уменьшаются. Здесь часто устанавливается равновесие между наносами, поступающими на ( участок, и наносами, уносимыми вниз по течению. На нижнем уча- j стке «на стадии старости» происходит аккумуляция продуктов раз- • мыва, поступивших с двух верхних участков. Здесь уклоны реки небольшие, течение слабое, берега низменные, устойчивые и слабо размываемые.
Место впадения реки в океан, море, озеро или другую реку называют устьем. Устьем считают также место, в котором воды реки полностью растекаются по поверхности суши, расходуясь
58
на испарение и отчасти фильтрацию в почву, или полностью разбираются на орошение, водоснабжение и г. п. В этом случае устье называют «слепым». Карстовые реки, переходящие в подземные, обычно устьев не имеют.
В случае впадения реки в другую реку происходит слияние двух водотоков, тогда как при впадении реки в море образуется переходная зона, на протяжении которой гидрологический режим, свойственный реке, переходит в морской. Различают две основные формы сопряжения речных потоков с морем: дельта и эстуарий. Дельтой называют форму устья реки, которая чаще всего образуется на мелководных участках моря или озера при впадении в них рек, транспортирующих большое количество наносов (рис. 3.2, а). Для дельты характерно многорукавное, часто вееро-
Рис. 3 2. Формы устьев рек: а — дельта; 6 — эстуарий
образное русло, формирующееся в собственных отложениях. При этом в пределах устьевой области реки на мелководной зоне' вследствие отложения речных наносов часто образуются устьевые бары (острова), имеющие форму вала с изогнутым очертанием в плане. При незначительном содержании в реке наносов устье имеет форму эстуария — воронкообразно расширенного устья реки в виде морского залива (рис. 3.2, б).
Основными характеристиками речной системы являются про тяженность рек, их извилистость и густота речной сети.
59
Расстояние от истока реки до ее устья (км) называют длиной реки Суммарную длину всех рек, составляющих данную систему, называют ее протяженностью
Река в плане всегда имеет извилистые очертания, определяющиеся ее водным режимом, рельефом местности, геологическим строением долины, характером почв и грантов. Степень извилистости характеризуется коэффициентом извилистости (рис. 33), т. е отношением длины реки L, измеренной на карте (обычно крупномасштабной до 1:100000 включительно), к длине прямой /, соединяющей исток и устье: kwind = L/l. Река на своем протяжении может иметь различную извилистость, поэтому этот коэффициент определяется для отдельных участков реки.
Рис. 3 3 Примеры извилистости рек
Коэффициент извилистости /— 1,0 // — 1,2 ///- 1,5
Важнейшим гидрологическим элементом, характеризующим степень обводненности территории, является густота речной сети Речная сеть имеет различную разветвленность, зависящую от рельефа местности, климата, характера грун-' тов и растительного покрова. Коэффициент густоты речной сети kden (км/км2) определяется отношением суммы длин всех рек бассейна данной реки (включая и пересыхающие) к площади бассейна F. kden = ^L/F.
Речная сеть распределена по территории СССР неравномерно, соответственно и густота речной сети меняется от 0 в пустынях Средней Азии до 1,5...2,0 км/км2 на Кавказе и в Карпатах.
