Тема 3.2.Речной сток

Факторы, влияющие на речной сток:

1. Геология и геоморфология. Состав горных пород, водно-физические свойства, проницаемость и форма залегания влияют на количество просачивающейся воды. Большое значение имеет трещиноватость пород и карстовые образование.

При большой крутизне склонов в холмистых и горных районах атмосферные осадки стекают быстрее, сток увеличивается за счет больших уклонов, а следовательно уменьшаются потери на испарение.

2. Озерность и заболоченность – при наличии озер в бассейне сток несколько уменьшается вследствие увеличения испарения с водной поверхности, причем это влияние больше для максимальных расходов.

3. Растительность – влияние лесных массивов на поверхностный и подземный сток очень велико и до настоящего времени еще окончательно не изучено.

4. Атмосферные осадки – Обильные осадки, особенно при большой их продолжительности и охвате обширных площадей, воздействуют на пополнение запасов воды и на инфильтрационной питание подземных вод.

5. Влажность воздуха – Испарившийся пар с водной, снежной и земной поверхности, попадая в атмосферу, определяет влажность воздуха. Большое значение при испарении имеет дефицит влажности (недостаток насыщения).

6. Испарение – процесс перехода воды из жидкого и твердого состояния в парообразное. Испарение складывается из испарения с поверхности почвы, воды, снега, осадков, задержанных растительностью и транспирации растений.

Контрольные вопросы:

• Перечислите факторы, влияющие на сток, и выделите их значение для подземного стока.

• Как состав горных пород и трещиноватость влияют на сток?

• Каким образом геоморфологические факторы влияют на соотношение поверхностного и подземного стока?

• Каким образом количество атмосферных осадков и испаряемость влияют на величину стока?

Тема 3.3. Методы расчленения гидрографов речного стока

Питание речного бассейна в зависимости от его географического положения можно разделить на следующие виды: снеговое, ледниковое, дождевое и подземное. По данным гидрометрических работ можно за год для каждой изучаемой реки получить в каком-либо створе гидрограф-график колебания расхода воды Q=f(T). Для выделения объемов воды, сформированных различными источниками питания, применяется графический метод – расчленение гидрографа.

Метод расчленения гидрографа дает возможность получить количественную оценку каждого типа питания реки и, что особенно важно, выделение из общего годового стока его подземной составляющей.

Существует несколько методов расчленения гидрографов.

1. Метод Б.И.Куделина. Подземное питание осуществляется за счет стока в реки грунтовых и артезианских вод. Динамика подземного стока из отдельных водоносных горизонтов зависит от степени гидравлической связи этих горизонтов с рекой:

1. Начало весеннего половодья во всем бассейне отмечается 23 марта, поэтому одновременно прекращается сток грунтовых вод в реку из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой. На рисунке это отмечено линией АВ, соответствующей 23 марта, подземное питание (вследствие подпора) прекратилось 23 марта, но грунтовые воды, поступившие в русло до 23 марта, стекают вниз по реке вместе с паводочной волной. Скорость добеганиярассчитана по датам наступления пика половодья в верхнем створе и замыкающем створе , расстояние между створами . Скорость добегания вычисляется по формуле:

2. В замыкающем створе до окончания половодья происходит береговое регулирование поверхностного стока (точка D на гидрографе. Поэтому береговое питание отсутствует. Отметим это вертикальной линией. В верховьях бассейна по окончании половодья в речную сеть начали поступать воды за счет основных запасов грунтовых вод в бассейне из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой, эти воды достигнут расчетного створа через 8 суток после окончания половодья в верховьях, т.е. 21 апреля. Эту дату отметим на гидрографе отметим точкой F.

3. На гидрографе, представляющим общий годовой сток, после проведенных расчетов выделяются следующие площади: KASDFK– площадь поверхностного снегового стока, А^/АКК^/ и FDD^/FF^/ - площади грунтового стока (заштрихованные).

По гидрографу можно определить следующие объемы стока за год: годового, поверхностного снегового, грунтового.

Указанные объемы можно вычислить по гидрографу двумя приемами: 1) последовательным планиметрированием площадей (всего гидрографа, поверхностного снегового и грунтового стока); 2) вычисление объема годового стока аналитическим способом, планиметрированием площади поверхностного стока.

2. Метод Попова О.В. При оценке сложного водообмена между рекой и подземными водами в различных условиях гидравлической взаимосвязи берегового регулирования в период половодья для нисходящего и подпорного режима рассматривается соотношение характерных подземных расходов: до начала подъема уровня реки, в период половодья и паводков, в период спада.

3. Метод Дрозда В.В. Основан на определении подземной составляющей по гидрохимичесим данным. Подземная составляющая речного стока может быть в общем виде определена по уравнению

Q_п=

Где Q_п, Q_р – расходы подземных и речных вод, м³/с; С_р, С_пов, С_п - концентрация одного из компонентов минерализации речных, поверхностных и подземных вод, мг/л.

Контрольные вопросы:

• Что такое гидрограф речного стока, для чего он используется и какие существуют примеры взаимосвязи грунтовых и поверхностных вод?

• Расскажите о методах расчленения гидрографов речного стока.