Годовой ход осадков различен на разных широтах и даже в пределах одной зоны. Он зависит от количества тепла, термического режима, циркуляции воздуха, удаленности от побережий, характера рельефа.

Дата: 2025-04-30; Просмотры: 4
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Наиболее обильны осадки в экваториальных широтах, где годовое их количество (ГКО) превосходит 1000-2000 мм. На экваториальных островах Тихого океана выпадает 4000-5000 мм, а на подветренных склонах тропических островов до 10 000 мм. Причиной обильных осадков являются мощные восходящие токи очень влажного воздуха. К северу и югу от экваториальных широт количество осадков уменьшается, достигая минимума на 25-35º, где среднегодовое значение не превышает 500 мм и уменьшается во внутриконтинентальных районах до 100 мм и менее. В умеренных широтах количество осадков несколько увеличивается (800 мм). В высоких широтах ГКО незначительно.

 

6. Испарение и испаряемость. Закономерности распределения по территории.

Испаре́ние — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящий на поверхности вещества (пар).

ИСПАРЯЕМОСТЬ — максимально возможное испарение при данных метеорологических условиях с достаточно увлажненной подстилающей поверхности, то есть в условиях неограниченного запаса влаги. Испаряемость выражается в миллиметрах слоя испарившейся воды и сильно отличается от фактического испарения

 

Испарение зависит от дефицита влажности и скорости ветра. На испарение тратится много тепла, так на испарение 1 г воды требуется 600 кал.

Испарение с океана на всех широтах значительно больше, чем испарение с суши. Испарение в океане может достигать величины 3000 мм в год, тогда как на суше максимум 1000 мм.

Различия в распределении испарения по широтам определяются радиационным балансом и увлажнением территории. В общем, в направлении от экватора к полюсам в соответствии с понижением температуры испарение уменьшается.

В случае отсутствия достаточного количества влаги на испаряющей поверхности испарение не может быть большим даже при высокой температуре и большом дефиците влажности. Возможное испарение, называемое испаряемость, в этом случае велико.

Над водной поверхностью испарение и испаряемость равны по величине, над сушей испарение может быть значительно меньше испаряемости. Испаряемость характеризует величину возможного испарения с суши при достаточном увлажнении.

 

7. Подземные воды, их виды, разгрузка в реки. Распределение по территории.

Воды, находящиеся в верхней части земной коры и залегающие ниже поверхности земли, называют подземными. Подземные воды − один из важнейших компонентов геологической среды. Исследованием подземных вод занимается гидрогеология.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

 

 

По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

В зависимости от залегания, характера пустот водовмещающих пород, подземные воды делятся на:

Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, то есть так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

 

8. Реки. Строение речных систем. Густота речной сети.

Река́ — природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении — постоянном естественном русле и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна.

Реки являются предметом изучения одного из разделов гидрологии суши — речной гидрологии (потамологии). Как правило, реки прокладывают свой путь и текут по зонам наименьшего напряжения и сопротивления — по тектоническим разломам.

В каждой реке различают место её зарождения — исток и место (участок) впадения в море, озеро или слияния с другой рекой —устье.

Реки, непосредственно впадающие в океаны, моря, озёра или теряющиеся в песках и болотах, называются главными; впадающие в главные реки — притоками.

Главная река со всеми её притоками образует речную систему, характеризующуюся густотой.

Поверхность суши, с которой речная система собирает свои воды, называется водосбором, или водосборной площадью. Водосборная площадь вместе с верхними слоями земной коры, включающая в себя данную речную систему и отделённая от других речных систем водоразделами, называется речным бассейном.

Реки обычно текут в вытянутых пониженных формах рельефа — долинах, наиболее пониженная часть которых называется руслом, а часть дна долины, заливаемая высокими речными водами, — поймой, или пойменной террасой.

В руслах чередуются более глубокие места — плёсы и мелководные участки — перекаты. Линия наибольших глубин русла называется тальвег, близко к которому обычно проходит судовой ход, фарватер; линия наибольших скоростей течения называется стрежнем.

Границей водотока реки называется берег, в зависимости от расположения по течению относительно средней линии русла водотока различают правый и левый берега водотока.

Разность высот между истоком и устьем реки называется падением реки; отношение падения реки или отдельных её участков к их длине называется уклоном реки (участка) и выражается в процентах (%) или в промилле (‰).

По поверхности земного шара реки распределены крайне неравномерно. На каждом материке можно наметить главные водоразделы — границы областей стока, поступающего в различные океаны. Главный водораздел Земли делит поверхность материков на 2 основных бассейна: атлантико-арктический (сток с площади которого поступает в Атлантический иСеверный Ледовитый океаны) и тихоокеанский (сток в Тихий и Индийский океаны). Объём стока с площади первого из этих бассейнов значительно больше, чем с площади второго.

 

Густота речной сети и направление течения зависят от комплекса современных природных условий, но часто в той или иной мере сохраняют черты прежних геологических эпох. Наибольшей густоты речная сеть достигает в экваториальном поясе, где текут величайшие реки мира — Амазонка, Конго; в тропических и умеренных поясах она также бывает высокой, особенно в горных районах (Альпы, Кавказ, Скалистые горы и др.). В пустынных областях распространены эпизодически текущие реки, превращающиеся изредка при снеготаянии или интенсивных ливнях в мощные потоки (реки равнинного Казахстана, уэды Сахары, Крик (пересыхающая река)и Австралии и др.).

 

 

Классификация рек по величине

В России принята следующая классификация рек по величине:

Большими реками называются равнинные реки, имеющие бассейн площадью более 50000 км2, а также реки преимущественно горные с площадью водосбора более 30000 км2. Как правило, их бассейны располагаются в нескольких географических зонах, а гидрологический режим не свойственен для рек каждой географической зоны в отдельности.

Средними реками называются равнинные реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеющие площадь от 2000 до 50000 км2, гидрологический режим которых свойственен для рек этой зоны.

Малыми реками называются реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеют площадь не более 2000 км2 и гидрологический режим которых под влиянием местных факторов может быть не свойственен для рек этой зоны.

 

Топографическая классификация

В зависимости от рельефа местности, в пределах которой текут реки, они разделяются на горные и равнинные. На многих реках перемежаются участки горного и равнинного характера.

Горные реки, как правило, отличаются большими уклонами, бурным течением, текут в узких долинах; преобладают процессы размыва.

Для равнинных рек характерно наличие извилин русла, или меандр, образующихся в результате русловых процессов. На равнинных реках чередуются участки размыва русла и аккумуляции на нём наносов, в результате которой образуются осерёдки и перекаты, а в устьях — дельты. Иногда ответвлённые от реки рукава сливаются с другой рекой.

 

9. Речной исток. Измерение расходов воды. Водомерные посты.

Исто́к — место, где водоток (напр., река или ручей) берёт своё начало. На географической карте исток обычно представляется условной точкой.

Истоком обычно является начало ручья, получающего воду из родника, конец ледника, озеро, болото. На болотных реках за исток часто принимается точка, с которой появляется открытый поток с постоянным руслом.

Исток обычно соответствует месту, с которого появляется русло постоянного водотока или место, с которого появляется постоянное течение воды в русле.

В речной системе, имеющей большое количество истоков, главным считается исток, наиболее удалённый от устья или наиболее многоводный. Нередко началом крупных рек считается место слияния двух рек, носящих разные названия. Например, Северная Двина образуется от слияния Сухоны и Юга, река Амур от слияния Шилки и Аргуни. В этом случае следует различать гидрографическую длину реки, представляющую собой сумму длин основной реки и той из её образующих, исток которой наиболее удалён от места слияния.

Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с). В промышленности расход воды (жидкости) измеряется расходомерами.

В гидрологии используются понятия максимального, среднегодового, минимального и др. расходов воды. Наряду с расходом наносов является одним из руслоформирующих факторов.

 

Гидрологический пост — совокупность различного оборудования и приборов для гидрологических измерений и наблюдений на реках, озерах, морях, каналах, а также место, где расположены эти устройства.

В узком смысле гидрологический пост — учреждение, проводящее гидрологические наблюдения. Основным официальным гидрологическим постам мира присвоены гидрологические коды. В России большинство гидрологических постов находятся в ведении Росгидромета. Но существуют также и ведомственные посты при гидроузлах, гидроэлектростанциях и пр.

 

Типы и разряды постов

В зависимости от наблюдаемого объекта и установленного объёма наблюдений, гидрологические посты имеют определённый тип и разряд:

гидрологические посты на реках и каналах — ГП. Делятся на ГП: 1-го (ведущие полный объем наблюдений) и 2,3-го разряда (уровенные посты и работающие по сокращенной программе)

озерные гидрологические посты на озерах и водохранилищах — ОГП

морские гидрологические посты на морях — МГП

 

Виды наблюдений

На гидрологическом посту проводятся следующие виды наблюдений:

уровень воды на водном объекте (все типы)

уклон водной поверхности (ГП-1)

расход воды в реке или канале (ГП-1)

температура воды (все типы)

мутность воды (ГП, ОГП)

расход взвешенных и донных наносов (ГП-1)

волнение (МГП, ОГП)

рейдовые наблюдения на акваториях (ОГП, МГП)

соленость воды (МГП)

мониторинг загрязнения вод (все типы)

Кроме того, часть постов осуществляет так же и метеонаблюдения: температура воздуха, осадки, снегосъемка и пр.

 

 

10. Фаза водного режима. Виды питания рек. Расчленение гидрографа.

Фазы водного режима

Во́дный режи́м — изменения во времени расхода воды, уровней воды и объёмов воды в водотоках (реках и других), водоёмах (озёрах, водохранилищах и других) и в других водных объектах (болота и другие).

В районах с тёплым климатом на водный режим рек основное влияние оказывают атмосферные осадки и испарение. В районах с холодным и умеренным климатом также очень существенна роль температуры воздуха.

 

Различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень, ледостав, ледоход.

Неравномерный в течение года режим питания рек связан с неравномерностью выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда и поступления их вод в реки.

Колебания уровня воды вызываются в основном изменением расхода воды, а также действием ветра, ледовых образований, хозяйственной деятельностью человека.

 

ПИТАНИЕ РЕКИ (русск.) — приток воды в реку (водоток) от разных источников. Главные типы питания рек:

 

Б. И. Куделиным разработана методика расчленения гидрографов для следующих типовых условий питания рек подземными водами:
1) река получает питание за счет грунтовых вод, имеющих с ней постоянную гидравлическую связь;
2) река получает питание за счет грунтовых вод, не имеющих с ней гидравлической связи;
3) река получает смешанное грунтовое питание из водоносных горизонтов как имеющих, так и не имеющих с ней гидравлической связи;
4) река получает питание за счет грунтовых и артезианских вод.
Выделенные схемы подземного питания рек не отражают всех разнообразных случаев гидравлической связи водоносных горизонтов с рекой, имеющей большую площадь водосбора, который характеризуется сложными геологическим строением и гидрогеологическими условиями. Поэтому оценка величины подземного стока в реки по гидрографам возможна для небольших рек и не приемлема для крупных.
Основные принципы расчленения гидрографов рек рассмотрим на примере первых двух наиболее характерных условий гидравлической взаимосвязи подземных и поверхностных вод.
Расчленение гидрографа реки при ее питании из водоносных горизонтов, имеющих постоянную гидравлическую связь с рекой. Режим грунтового стока из водоносных горизонтов, имеющих постоянную гидравлическую связь с рекой, противоположен по направленности фаз режиму речного стока. Причем в этом случае наблюдается полная зависимость режима подземного стока от режима рек. В период максимального поверхностного стока подземный сток в реку имеет минимальные значения. Это связано с тем, что при резком подъеме уровня вод в реке создается подпор грунтовых вод, в результате чего подземный сток в реку уменьшается или прекращается. В течение восходящей стадии паводка происходит фильтрация речных вод в водоносный горизонт. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не пройдет пик паводка.

 

 

11 Водный баланс речных бассейнов

 

Водный баланс – соотношение за какой-либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т. д.) прихода, расхода и аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или другого исследуемого объекта. В общем случае учету подлежат атмосферные осадки, конденсация влаги, горизонтальный перенос и отложение снега, поверхностный и подземный приток, испарение, поверхностный и подземный сток, изменение запаса влаги в почво–грунтах и др.

Приходная часть баланса состоит из осадков, искусственного притока,

подземного притока извне, а расходная часть включает сток реки, искусствен- ный отток (каналы, оросительные системы), подземный сток, испарение и на- копление воды.

В упрощенном виде уравнение водного баланса для речного бассейна имеет следующий вид:

где x – осадки;

y – поверхностный сток;

z – испарение;

Δu – подземный сток.

x = y + z ± Δu,

Если приходная часть превышает расходную (например, зимой при нако- плении снега, в период дождей), то запасы воды в бассейне увеличиваются: Δu > 0. Если расходная часть больше приходной (в период снеготаяния, в ме- жень), то запасы воды в бассейне истощаются: Δu < 0. Для многолетнего пе- риода Δu близко к нулю.

Водный баланс речного водосбора отражает важные с точки зрения гид-рологии звенья процесса круговорота воды в природе. При анализе водноба-лансовых соотношений многие гидрологические явления рассматриваются в их совокупности и взаимодействии.

Пользуясь методом водного баланса, представляется возможным производить сопоставление отдельных источников поступления влаги в различные периоды времени в пределы изучаемой территории и устанавливать степень их влияния на общий ход формирования водного режима изучаемого объекта. На основе взаимной увязки отдельных компонентов водного баланса можно установить и путем анализа устранить возможные ошибки измерений и оценить точность полученных выводов.

Наконец, метод водного баланса позволяет косвенным путем определить по разности между изученными величинами тот из компонентов баланса влаги (сток, осадки, испарение, фильтрация и т. д.), который в данных условиях трудно измерить, но знание которого бывает необходимо или для решения чисто инженерных задач, или для выяснения общих закономерностей влагооборота к пределах рассматриваемого пространства.

 

12 Средний многолетний сток. Определение. Карта нормы стока.

Речной сток — перемещение воды в виде потока по речному руслу. Происходит под действием гравитации. Является важнейшим элементом круговорота воды в природе, с помощью которого происходит перемещение воды с суши в океаны или области внутреннего стока. Количественное значение стока в единицу времени называется расходом воды.

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.

Но́рма стока – среднее значение величины стока за многолетний период такой продолжительности, при увеличении которой полученное значение существенно не меняется. Норма стока может быть вычислена путем осреднения годовых величин стока (норма годового стока), стока за половодье (норма стока за половодье), за отдельные месяцы или другие периоды года. Часто термин норма стока применяется для сокращения выражения понятия нормы годового стока. Норма стока выражается в модулях стока, в слое стока и в виде среднего многолетнего расхода воды того периода года, для которого она вычисляется.

Карта нормы стока

Для характеристики распределения стока на любой территории строятся карты стока, выраженного в слое стока или в модулях стока. Для построения карты норм годового стока предварительно по данным фактических наблюдений вычисляются нормы стока для отдельных речных бассейнов и их частей. Полученные данные относятся к центрам тяжести речных водосборов. По нанесенным на карту величинам норм стока проводятся плавные линии, соединяющие точки с одинаковыми величинами норм стока, — изолинии стока. При проведении изолиний принимается во внимание распределение по территории основных факторов стока: атмосферных осадков, рельефа, почв, геологического строения, в горах — особенность высотной поясности.

Впервые в нашей стране карта стока была построена Д. И. Кочериным для европейской части СССР (1927 г.) по данным всего лишь 30 пунктов наблюдений. Тем не менее карта Кочерина давала в общем правильное представление об основных особенностях распределения стока на территории Русской равнины и в течение длительного времени служила источником для гидрологического обоснования многих гидротехнических проектов.

Карты стока дают отчетливое представление об особенностях распределения стока на той или иной территории. В этом прежде всего их географическое значение. Карты стока позволяют определить приближенную величину стока, а следовательно, и среднего многолетнего расхода любой реки, для которой отсутствуют данные непосредственных измерений.

13. Экстремальный сток. Паводки, половодья, Минимумы.

Па́водок — фаза водного режима реки; сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, вызванное усиленным таянием снега, ледников или обилием дождей.

Периодически паводки не повторяются, и в этом их отличие от половодья. Продолжительность паводка от нескольких долей часа до нескольких суток. Среднемесячные расходы в период половодья и паводков больше среднегодовых.