10. Движение воды в реке и его причины.

Основная причина движения (течения) воды в реках и каналах — это сила тяжести. В известной мере движение воды в реках может быть уподоблено движению твердого тела по наклонной плоскости. Однако движение воды в открытых руслах имеет ряд особенностей.

При общем движении в каком-либо направлении отдельные частицы воды передвигаются еще относительно одна другой. При движении воды возникает два типа трения: трение движущихся частиц о дно и берега и трение частиц одна о другую. Течение воды обусловливается уклоном поверхности воды, а не частными уклонами дна русла. Уклон же поверхности воды зависит от общего уклона русла, встречающихся препятствий, создающих подпор, от объема текущей воды и т. д.

Поперечное сечение водотока, заполненное водой, называется живым сечением С_о. Суммарная длина подводного контура живого сечения называется смоченным периметром %. Частное от деления площади живого сечения на смоченный периметр называется гидравлическим радиусом R.

Движение воды характеризуется ее скоростью и расходом, под которым понимают объем воды, протекающий через живое сечение в единицу времени.

При переходе от одной точки живого сечения к другой скорости изменяются. Средняя скорость воды равна частному от деления расхода воды в данном живом сечении на его площадь.

В зависимости от значения и различают ламинарное и турбулентное движение воды.

Ламинарное движение наблюдается при небольшой скорости. Все частицы движутся параллельно одна другой. При большой скорости возникает турбулентное движение, когда отдельные струйки движутся в отдельные стороны. Это вихревое движение. Движение воды в. реках и каналах обычно турбулентное.

Кроме того, и ламинарное, и турбулентное движение может быть равномерным и неравномерным, установившимся и неустановившимся.

Равномерным называют такое движение, при котором средняя скорость течения и площадь живого сечения остаются постоянными. При этом движении уклоны поверхности воды и дна одинаковые.

При неравномерном движении площадь живого сечения и скорость изменяются по длине потока. Этот вид движения наблюдается при подпорах воды в руслах, резком изменении площади сечения и уклона русла.

При неустановившемся движении скорость и расход воды изменяются в водотоках во времени (при таянии снега, ливнях и т. д.).

11. Речной сток, основные характеристики и факторы речного стока.

В гидрологии под речным стоком обычно подразумевается объём стока — объём воды (или минеральных веществ, твёрдый сток), прошедшей через определённый створ в единицу времени, чаще всего год. Объединяет поверхностный сток (образующийся в результате осадков и снеготаяния) и подземный сток, формируемый за счет грунтовых вод. Речной сток за год является объективным показателем для определения полноводности реки.

При выполнении различных гидрологических расчетов, связанных с проектированием гидротехнических сооружений, мелиоративных систем, систем водоснабжения, мероприятий по борьбе с наводнениями, дорог и т. д., определяют следующие основные характеристики речного стока:

1. Расход воды - это объем воды, протекающий через рассматриваемый створ в единицу времени. Средний расход воды Q_cp рассчитывают как среднее арифметическое из расходов за данный промежуток времени Т.

2. Объем стока V - это объем воды, который протекает через заданный створ за рассматриваемый промежуток времени T.

3. Модуль стока M - это расход воды, приходящийся на 1 км2 площади водосбора F (или стекающей с единицы площади водосбора).

4. Слой стока h - это высота слоя воды, которая бы получилась при равномерном распределении по всей площади бассейна F объема стока V за определенный промежуток времени.

5. Модульный коэффициент стока К - это отношение любой из выше приведенных характеристик стока к ее среднеарифметическому значению.

6. Коэффициент стока η - это отношение слоя стока к слою выпавших на водосборную площадь осадков х.

7. Норма стока - наиболее вероятная средняя многолетняя величина стока, выраженная любой из вышеприведенных характеристик стока за многолетний период.

На речной сток влияют:

1. Климатические факторы (зональные).

2. Факторы пидстелюючои поверхности (азональные).

3. Факторы человеческой деятельности в бассейне (антропогенные).

К климатическим факторам относятся осадки, испарение, температура, влажность и дефицит влажности воздуха, ветер.

К факторам пидстелюючои поверхности относятся геологические условия, размеры бассейна и рельеф, почвы, растительность, озерность и заболоченность бассейна. Влияние этих факторов на сток в основном проявляется через влияние на климатические факторы и на величину потерь стока.

Хозяйственная деятельность человека в бассейне может проявляться в перераспределение стока во времени и по территории (регулирование стока водохранилищами, перемещения воды из одних бассейнов в другие, крупные водозаборы и сбросы и т.п.) и в изменении соотношения между элементами водного баланса в бассейнах рек ( агролесомелиоративные меры, урбанизация и т.п.).