9. 4 Вплив на річковий потік відцентрової сили та сили Коріоліса

Частинки води, рухаючись на закругленнях річки, зазнають дії відцентрової сили, яка визначається за формулою:

, (9. 6)

де - маса частинки рідини; — поздовжня швидкість руху частинки; — радіус кривизни траєкторії руху частинки рідини.

Ця сила спрямована по радіусу від центра кривизни (рис. 9. 3).

Рис. 9. 3. Схема дії відцентрової сили на закругленні річки: а — у плані; б — у поперечному перерізі

Під дією відцентрової сили частинки води переміщуються до ввігнутого берега, внаслідок чого утворюється поперечний похил водної поверхні в бік увігнутого берега. Величина його може бути визначена за формулою:

(9. 7)

де g — прискорення вільного падіння, с / м².

Наприклад, якщо v = 2 м / с, R = 100 м, то tg а = 0,004 і при ширині русла 50 м рівень води біля ввігнутого берега встановиться на 50 • 0,004 = 0,2 м вище, ніж біля опуклого берега.

Другою силою, що діє на рухомі частинки води, є відхиляюча сила обертання Землі. Під впливом обертання земної кулі будь-яка матеріальна точка, яка рухається відносно Землі, зазнає додаткового прискорення, горизонтальна складова якого дорівнює:

, (9. 8)

де — кутова швидкість обертання Землі; — швидкість руху тіла; — географічна широта місцевості.

Це прискорення, помножене на масу матеріальної частинки, має значення так званої коріолісової сили, тобто:

, (9. 10)

де — маса матеріальної частинки, кг.

Коріолісова сила спрямована у північній півкулі під прямим кутом праворуч до напрямку руху частинки, а в південній — ліворуч. У зв'язку з цим усі тіла, що рухаються (в тому числі і водний потік), в північній півкулі відхиляються праворуч, а в південній — ліворуч незалежно від напряму руху. Тому річки, які течуть в північній півкулі, звичайно характеризуються більш крутим правим берегом, а в південній — лівим.

10. Режим річкового стоку

10. 1 Загальні поняття про водне живлення річок

Вода в річки надходить за рахунок стікання атмосферних опадів поверхневим і підземним шляхами. Це єдине джерело живлення річок, якщо не враховувати мізерний вплив ювенільних вод у річковому стоці. Залежно від походження атмосферної вологи розрізняють два джерела живлення — шале (снігове і льодовикове) та дощове. Кожному з них властиві два види стоку в річки — поверхневий і підземний. Оцінюючи джерела живлення тієї чи іншої річки, виділяють три види стоку (а не живлення) — талий, дощовий і підземний, які характеризуються властивими їм особливостями режиму. Більшість річок СНД (близько 60 %) живиться за рахунок танення сезонних снігів. У південних степових районах України, де ґрунтові води залягають глибоко і не дренуються річками, а дощі влітку не дають істотного поверхневого стоку, річки живляться весняними талими водами.

При просуванні на північ частка підземного стоку поступово збільшується. Вона в одних і тих самих фізико-географічних умовах збільшується із зростанням площі водозбору. В районах багаторічної мерзлоти роль підземних вод у стоці річок різко зменшується, і основним джерелом їх живлення є дощові і снігові води. Річки чисто дощового або переважно дощового живлення на території СНД менше поширені, ніж річки снігового живлення. Вони є тільки в Колхідській низовині. Основне значення дощове живлення має у річок Далекого Сходу, які знаходяться в області мусонного клімату, де снігозапаси незначні, а основна частина атмосферних опадів випадає у вигляді дощів.

У горах Кавказу, Алтаю та Середньої Азії живлення річок різноманітне, дуже залежить від висотного положення водозбору і кліматичних умов. Із збільшенням висоти місцевості звичайно зростає роль снігового стоку, а при наявності льодовиків значну частину в стоці становлять льодовикові води.

Кількісна оцінка частки різних джерел живлення у загальному стоці досліджуваної річки визначається методом розчленування гідрографів. Таке розчленування виконується з урахуваннях особливостей режиму річки, умов надходження дощової та талої води і підземного стоку. Є багато методів розчленування гідрографа стоку за джерелами живлення (методи М.І. Львовича, А.В. Огієвського, В.В.Полякова, Б.І.Куделіна, З.В. Джоржіо, методи ДГІ та ін.). Всі вони дають змогу лише приблизно оцінити частку того чи іншого виду живлення в загальному стоці річки. Для рівнинних річок України з чітко вираженою повінню найбільш невиразним є виділення підземного стоку та стоку дощових паводків.