Колебания уровня воды в реках

Причины колебаний:

• Изменение расхода воды за счет дождей, таяния снегов, весенние заторы льда;

• Нагонно- сгонные ветра на озерах, водохранилищах и в устьях рек;

• Приливы и отливы в устьевых участках рек;

• Режим работы гидроузлов (в его состав входят: плотина, шлюз, ГЭС);

• Подпор воды в устьевых участках рек;

• Ежедневные наблюдения за уровнем воды, температурой, замерзанием, ледоходом – ведутся на гидрологических водомерных постах; сведения передаются гидрометеослужбой диспетчерские судовладельцы суда;

Гидрологические посты

1. Водомерный пост – свайный: состоит из деревянных или чугунных свай, забитых по прямой линии. Верхние части свай возвышаются одна над другой на высоту 1м. Замеры производят с помощью переносной водомерной рейки, каждая свая имеет свой номер и определенный уровень.

2. Реечный пост – укрепляется на опорах мостов, на стенках шлюза или других сооружениях, на плотине, высчитывают с помощью рейки.

3. Дистанционный пост – с помощью механических, электрических или иных систем.

Понятие о «нуле» водомерного поста

Плоскость, от которой идет отсчет уровней – это плоскость уровня моря или океана. В нашей стране принято считать от уровня Балтийского моря – абсолютная отметка (футшток в г. Кронштадт).

Для определения абсолютной отметки данной любой точки земной поверхности или иного сооружения используют специальные знаки – реперы – чугунные сваи, имеют свой номер и условное обозначение, размещены по всей территории страны, сведения даны в специальных каталогах.

На водомерных постах уровень воды отсчитывают от условной плоскости, от «нуля» водомерного поста.

За «нуль» водомерного поста принят отсчет верха самой нижней сваи. Она устанавливается так, чтобы уровень был ниже самого низкого уровня воды по данному водомерному посту. Реперу, установленному на водомерном посту при помощи геодезических инструментов определяют абсолютную отметку водомерного поста.

Продольный уклон.

Падение рек - степень понижения речного потока от истока к устью. H- падение.

Значение продольных уклонов поверхности воды зависят от высоты уровня воды, от вида продольного профиля реки.

Все реки можно разделить на 5 классов или групп, которые отличаются величиной продольного уклона:

1 группа - горные потоки падение h=10м на 1 км. р. Баксан- стекает с Кавказского хребта ее падение от 20 до 80 метров на 1 км.

2 группа - горные реки h от 10 м до 1м., притоки р. Баксан у них h = 5м на 1 км.

3 группа - горноравнинные и горнстепные реки h от 1м до 40 см на 1км р. Эльба, ее падение 1.2 м на 1км.

4 группа - равнинные реки h 4см на 1 км р. Волга в районе г.Ярославль

5 группа - луговые и подпертые реки h от 4 до 1см на 1км, нижний участок реки Дон.

Поперечный уклон

На закругленных участках создается поперечный уклон за счет центробежной силы, которая направлена в сторону вогнутого берега.

При резких подъемах и спадах уровней воды также возникают уклоны.

При резкой прибыли воды при паводках, вода быстрее заполняет среднюю часть реки за счет сопротивления трения о дно и берега.

Возникает два винтовых течения:прибыль воды можем наблюдать по плывущей пене и мусору вдоль берегов.

Убыль воды можем наблюдать по плывущей пене и мусору по середине русла.Уклоны также вызываются вращением Земли (закон Бэра)

Независимо от географического направления течения реки в результате вращения Земли, у рек Северного полушария уклон всегда направлен от правого берега к левому, разность уровней оказывает влияние на формирование русла, поэтому у большинства рек Северного полушария- правый берег высокий, подмываемый, коренной, а левый – отлогий, луговой.

Течение воды в реках.

Движение частиц воды происходит под действием силы тяжести G.

После разложения силы тяжести получаем 2 силы, сила Р- вызывает движение частиц воды. Q- сопротивление трения о дно и берега.

При увеличении уклона сила Р возрастает, следовательно возрастает и скорость течения. Но энергия речного потока также расходуется и на внутреннее трение воды и на преодоление трения о дно и берега.

Причины внутренних течений в водных потоках.

Внутреннее течение имеет решающее значение во всех русловых процессах (переформированиях).

Причины: 1) Подъем и спад уровней воды;

2) Изгибы русла;

3) Вращение Земли;

4) Выход воды из русла и разлив по пойме;

5) Изменение ширины, разделение русла на рукава;

6) Искусственные сооружения (мосты);

7) Рельеф дна;

8) Наличие в потоке слоев воды с разной температурой;

Степень турбулентности – это интенсивность перемешивания, зависит от шероховатости русла и скорости течения.

Распределение скоростей течения в потоке:

Скорость течения речного потока - это средняя скорость по всему живому сечению русла.

Половодье: плес 5,4- 7,2 км/ч

Перекат 5,4- 7,2 км/ч

Межень: плес 0,9- 1,2 км/ч

Перекат 1,19- 3,2 км/ч

Скорость течения измеряют с помощью поплавков, их используют для приблизительного измерения скорости. Могут быть поверхностные и глубинные; так же измеряется с помощью гидрометрической вертушки Жуковского. В судовых условиях при стоянке, зная длину своего судна, можно определить поверхностную скорость течения.

Распределение скоростей течения по вертикали:

Изотахи - линии равных скоростей.

Динамическая ось потока - это линия, соединяющая точки в реке с максимальными скоростями течения.

Стрежень - участки в реке с максимальными скоростями течения и с максимальными глубинами.