4.3.2 Водозбір і басейн річки

Територія земної поверхні разом з товщею грунтів, звідки дана річкова система або окрема річка отримує водне живлення, називається басейном річкової системи або річки.

Басейн річки - частина земної поверхні, яка включає в себе дану річкову систему і обмежена орографічним вододілом. Лінія на земній поверхні, яка розділяє басейни річок і річкових систем - вододіл. Усю земну кулю можна поділити на два основні схили, по яких води збігають із континентів у Світовий океан: Атлантико-Арктичний і Тихоокеансько-Індійський. Вододіл між цими схилами називають Світовим або головним вододілом Землі. Окрім того виділяють безстічні області земної кулі, це частина суші, із якої немає стоку в океан і води її річок надходять у безстічні озера, або витрачаються на випаровування.

Річкові басейни відрізняються один від одного розмірами і формою. Басейн кожної річки включає в себе поверхневий і підземний водозбори. Поверхневий водозбір охоплює площу земної поверхні, з якої води поступають в дану річкову систему або окрему річку. Підземний водозбір утворюється товщею грунтів, із яких води поступають в річкову мережу. У більшості випадків площа басейна річки і площа водозбору співпадають, але інколи водозбірна площа буває меншою від площі басейну. Це спостерігається в тих випадках, коли в басейні є площі внутрішнього стоку або площі, із яких стоку взагалі не буває. Наприклад, площа басейну р. Об більша за площу водозбору, тому що має області внутрішнього стоку між річками Об та Іртиш, між Іртишем та Ішимом і між Ішимом та Тоболом.

Поверхневий водозбір кожної річки відокремлюється від водозбору сусідньої річки вододілом, що проходить через найвищі точки земної поверхні, розташованої між водозборами сусідніх річок. В загальному випадку поверхневий та підземний вододіли не збігаються. Але ж через великі труднощі в визначенні меж підземного водозбору, при розрахунках та аналізі формування стоку, за величину басейну приймають лише величину поверхневого водозбору.

4.3.3 Морфометричні характеристики басейну річки

До морфометричних характеристик річкового басейну належать показники, що характеризують особливості геометричної будови річкових водозборів. Серед них основними є: площа, форма, висота і похил водозбору

Площа водозбору річки безпосередньо визначає її водність: чим більший водозбір, тим повноводніша річка при однакових інших фізико-географічних умовах. Площа водозбору визначається за картою за допомогою планіметра або палетки.

Площа водозбору кожної річки зростає по мірі пересування вниз за течією і впадання в неї приток. Для наочного уявлення про зміну площі водозбору від витоку до гирла будують графік наростання площі водозбору (рис.4.2).

Для побудови такого графіка необхідно визначити площі водозборів приток і міжбасейнових просторів окремо для правого і лівого берегів головної річки, а також повинні бути виміряні відстані від гирла до впадання приток.

Рисунок 4.2 - Графік наростання площі водозбору

На горизонтальній осі графіка відкладають довжину головної річки в прийнятому масштабі, а на вертикальній - площі водозборів приток в місцях їхнього впадання в головну річку і міжбасейнових просторів. Графіки наростання площі водозбору будують окремо для правого і лівого берегів річки. Сумарний графік отримують складанням значень ординат обох графіків.

Довжина басейну (L, км) - це відстань по прямій (по ламаній або медіані) від гирла річки до найвіддаленішої точки басейну (рис. 4.3).

Ширина басейну (B_сер, В_max, км):

Середня ширина басейну (B_сеp, км) - це відношення площі басейну (A) до його довжини (L, км):

В _сер = A/L

Максимальна ширина басейну (В_max, км) визначається як довжина прямої, перпендикулярної до довжини басейну в його найширшому місці (рис. 4.3 ).

Іншою характеристикою форми річкового басейну є коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії, який є відношенням довжини вододільної лінії S до довжини кола, що обмежує рівновелику водозборові площу кола S′

m = S / S′ = 0,282S , (4.3)

де S - довжина вододільної лінії, км;

А - площа басейну, км².

Рисунок 4.3 - Довжина басейну річки: а - по прямій лінії; б - по медіані; в - по ламаній лінії

Залежно від розташування приток відносно головної річки, розрізняють симетричні та асиметричні басейни. Мірою асиметричності басейну служить коефіцієнт асиметричності, який обчислюється за формулою

a = (A_л-A_n)/ 0,5(A_л+A_n) (4.4)

де А_л і А_п – відповідно, сумарна площа водозборів лівобережних і

правобережних приток.

Важливою характеристикою басейну є його середня висота, яка визначається за формулою

Н_сер.= (f₁h₁+ f₂h₂ +…+ f_nh_n)/A (4.5)

де - f₁, f₂,… f_n - часткові площі, обмежені горизонталями;

h₁, h₂, … h_n - середня висота між горизонталями;

A - площа басейну.

Середній похил поверхні басейну може бути визначений за

формулою

I_сер. = h(0,5l₀ +l₁+ l₂+…+0,5l_n)/A (4.6)

де h - висота перерізу горизонталей;

l₀, l₁, l₂, … l_n – довжини горизонталей в межах басейну.