2.2. Пример расчета характеристик стока

(по Гавич И. К. и др., 1985)

Площадь бассейна р. Дон F = 221600 км². Средний многолетний расход за 50 лет Q_c = 694 м³/с. Осадки за год Х = 510 мм. На левобережном притоке р. Дон расход воды в нижнем створе Q₂ = 29,5 м³/с, в верхнем створе на расстоянии L = 15 км Q₁ = 22,3 м³/с.

Площадь подземного питания по карте гидроизогипс F_п = 9000 км².

Вычислить основные характеристики поверхностного и подземного стока р. Дон у г. Калача.

Решение:

А. Поверхностный сток.

1. Модуль стока находим по формуле (2.2):

л/(с∙км²).

2. Объем стока за год находим по формуле 2.4.(1.6):

W = Q T = 694∙31,5∙10⁶ = 21861∙10⁶ м³/год.

Объем стока можем определить через модуль по формуле (2.5):

W = M∙F∙31,5∙10³ = 3,13∙221600∙31,5∙10³ = 21849∙10⁶ м³/год.

Модуль стока вычислим по формуле (2.5):

л/(с ^. км²).

3. Слой стока по формуле (2.6) равен:

мм.

Слой стока по формуле (2.7) равен:

Y = 31,5∙3,13 = 99 мм.

Вычислим модуль и объем стока через слой по формуле (2.7):

М = 0,0317∙Y = 0,031799 = 3,14 л/(с∙км²);

W= Y∙F∙10³ = 99∙221600∙10³ = 21938∙10⁶ м³/год.

4. Коэффициент стока вычислим по формуле (2.8):

 .

Б. Подземный сток.

1. Подземное питание на 1 км протяжения реки по формуле (2.3):

м³/(с∙км²).

2. Модуль подземного стока по формуле (2.2) равен:

л/(с∙км²).

3. Процентное содержание подземного стока от общего годового поверхностного стока (модульный коэффициент подземного стока вычислим по формуле (2.9):

.

4. Слой подземного стока или годовую инфильтрацию (мм) вычисляем по формуле (2.10):

Y_n= 31,5∙М_n= 31,5∙0,80= 25,2 мм.

5. Коэффициент подземного стока К_под определим по формуле (2.12):

.

6. Среднее многолетнее значение инфильтрации для всей площади бассейна по формуле (2.13) равно:

W_ин= 25∙9000∙10³=225∙10⁶ м³/год.

7. Испарение и транспирацию растениями (суммарно) за многолетний период вычисляем по уравнению (2.1):

Z₀= X₀ – Y₀= 510 – 99 = 411 мм (при W₀ = 0).

2.3. Задание

Провести расчет параметров поверхностного и подземного стоков одной из рек Новгородской области. Необходимые исходные данные брать в литературных источниках и по атласу Новгородской области.

Тема 3. Морфологические и физико-географические характеристики бассейна реки

3.1. Основные понятия и определения

Морфологические характеристики бассейнов рек определяются по топографическим картам, на которых выделены водосборные площади реки. К основным морфологическим характеристикам речного бассейна относят: площадь, длину, наибольшую и среднюю ширину, коэффициент асимметрии. К физико-географическим характеристикам относят: географическое положение, климатические условия, геологическое строение, рельеф бассейна, растительный покров, озерность и заболоченность бассейна.

3.1.1. Бассейн – часть земной поверхности, включая толщину почв-грунтов, откуда происходит сток вод в отдельную реку или речную систему. Площадь каждого речного бассейна ограничена водоразделом. Бассейн реки состоит из бассейнов отдельных притоков.

3.1.2. Площадь бассейна – F км². Для определения площади бассейна реки применяют ряд методов:

1) Измерение планиметром по контуру бассейна.

2) Определение с помощью геодезических таблиц. На площади бассейна проводят меридианы и параллели через доли градуса, которые выделяют мелкие трапеции; их площадь может быть вычислена с помощью таблиц Галанина И. В.

Части площади бассейна, которые не входят в целые трапеции, определяются планиметрированием по формуле:

,

где m – число делений планиметра, соответствующее целой трапеции,

m₁- число делений планиметра, соответствующее части трапеции f₁,

Р – площадь трапеции для данной широтной зоны, взятая из таблицы Галанина.

3) Измерение палеткой. Палетка – вспомогательная квадратная сетка (ячейки 2 мм) на кальке. Палетка накладывается на контур бассейна и подсчитывается число квадратов.

4) Графический метод. Площадь бассейна разбивается на правильные геометрические фигуры, сумма площадей которых дает площадь бассейна.

3.1.3. Длина площади бассейна L, км; определяется расстоянием по прямой от устья реки до наиболее удаленной точки бассейна.

3.1.4. Наибольшая ширина бассейна В, км; проводится перпендикулярно длине его в наиболее широком месте.

3.1.5. Средняя ширина бассейна В_ср, км; определяется путем деления площади бассейна на его длину:

.

3.1.6. Коэффициент асимметрии а:

а ,

где F₁ – площадь левой части бассейна, км²;

F₂ – площадь правой части.

3.1.7. Конфигурация речного бассейна оценивается по коэффициенту развития длины водораздельной линии бассейна ч:

ч = ,

где S – длина водораздельной линии (км);

F – площадь (км²).

3.1.8. Географическое положение бассейна

Определяется географическими координатами, в пределах которых находится бассейн.

3.1.9. Климатические условия бассейна.

К ним относят: количество атмосферных осадков и характер их выпадения, температуру воздуха, дефицит влажности, испарение.

3.1.10. Геологическое строение бассейна.

Это почвенный покров, строение четвертичных отложений и их устойчивость в отношении размыва.

3.1.11. Рельеф бассейна определяет уклон его поверхности и речной системы.

Средняя высота бассейна Н_ср вычисляется по формуле:

Н_ср ,

где h₁, h₂, h₃, h_п – средние высоты площадей, заключенных между горизонталями;

f₁, f₂, f₃ .... – площади бассейна, заключенные между горизонталями;

F – общая площадь бассейна.

Средний уклон поверхности бассейна i_ср

i_ср ,

где h – высота сечения рельефа местности горизонталями в метрах;

l₀, l₁, l_п – длина горизонталей в метрах;

F – площадь бассейна в м².

3.1.12. Растительный покров характеризуется степенью залесенности. Коэффициент лесистости К_лес:

К_лес ,

где f_лес – площадь лесов.

3.1.13. Озерность бассейна определяется коэффициентом озерности К_оз:

К_оз ,

где W₀ – площадь всех водоемов.

3.1.14. Заболоченность бассейна определяется:

К_заб ,

где f – площадь болот.