Аналіз умов формування та розрахунок основних статистичних характеристик стоку річки Кегети
на тему: "Аналіз умов формування та розрахунок основних статистичних характеристик стоку річки Кегети"
Метою курсової є оволодіння основами науково-технічного аналізу, гідрологічного аналізу, гідрологічних характеристик і явищ, закріплення теоретичних знань і самостійне застосування їх на практиці при виконанні гідрологічних досліджень і розрахунків.
Для аналізу умов формування та розрахунку основних статистичних характеристик стоку річки Кегети у цій роботі використано таблиць, трафиків і малюнків.
Загалом у курсовій роботі 3 частини. У першій частині визначаються гідрографічні характеристики річки та річкового басейну. Сюди входить довжина річки, її звивистість, ухил. Також тут визначаються морфометричні характеристики басейну (площа водозбору, довжина та ширина басейну, коефіцієнти, що характеризують басейн).
У другій частині визначаються фізико-географічні фактори стоку: географічне розташування, геологічне будова басейну, рослинний покрив, орографія та рельєф басейну, середня висота водозбору, опади, випаровування.
1. Гідрографічні характеристики річки та річкового басейну
1.1 Характеристики гідрографічної мережі
Гідрографічною мережею називається сукупність всіх водних об'єктів (водотоків та водойм), розташованих на деякій території і що знаходяться у взаємозв'язку та взаємодії. Гідрографічна мережа може бути певним чином описана за допомогою таких характеристик, як довжини основної річки та її приток, звивистість річки, густота річкової мережі, розгалуженість річок, озерність та заболоченість.
У тому випадку, колимають на увазі тільки водотоки, говорять про річкову мережу або річкову систему. Ці два поняття схожі, але коли говорять про річкову систему, мають на увазі ще й чітко виражений річковий басейн.
Всі основні характеристики річкової мережі можна визначити за картою прийнятного масштабу з використанням необхідних інструментів та застосуванням відповідних формул. На рис. 1 вміщено частину топографічної карти масштабу 1: 200 000 із зображенням річкового басейну нар. Кегети у її течії. Створ, що обмежує ділянку річки з відповідним басейном, що цікавить нас, знаходиться на гідропості Лісовий кордон.
Довжиною річки називається відстань від початку річки до гирла, виміряне вздовж річки. При цьому витоком річки є те місце, де починається постійна течія води, а гирлом-то місце, де річка закінчується. Витоком може бути льодовик, джерело, озеро чи болото, а гирлом – місце впадання їх у іншу річку, озеро чи море. Іноді річка просто губиться в пісках або "тоне" в карстових породах, не доносячи свої води до іншого водного об'єкта. Тоді кажуть, що біля річки сліпе гирло.
Довжина річки може бути визначена картою з використанням штангенциркуля. Проводиться це в такий спосіб. Встановлюють розчин штангенциркуля рівним, наприклад, 5 мм, поміщають прилад в точку початку відліку (зазвичай це виток, але може бути і гирло) і починають крокувати уздовж річки, повторюючи всі її вигини і підраховуючи кількість кроків. Чим менший розчин циркуля і що більш спрямовано русло річки, то точнішими будуть виміри. У процесі виміру постійно перевіряють незмінність розчину. Для забезпечення більшої точності вимір повторюють вдруге, але у зворотному напрямку. За остаточне значення приймається середнє між двома відліками.
Очевидно, формула визначення довжинирічки має вигляд:
де - поправочний коефіцієнт, що вводиться на звивистість, визначається візуально, n - середня кількість відкладень, М - значення розчину циркуля в масштабі карти.
Русла річок басейну нар. Кегети характеризуються малою звивистістю, тому достатньо прийняти значення коефіцієнта дорівнює 1,01. Масштаб карти 1: 200 000 говорить про те, що 1 см на карті відповідає 2 км на території. Отже, розчину штангенциркуля 5 мм відповідає 1 км довжини річки і M = 1.
Дані вимірювань по карті та отримані результати обчислення довжин за формулою (1) для основної річки та головних приток зручно звести до таблиці (табл. 1).
Таблиця 1. Відомість вимірювання довжин річок у басейні річки Кегети
Важливою гідрографічною характеристикою річки є ступінь звивистості русла, що визначається коефіцієнтом звивистості:
де L - довжина річки на ділянці, що розглядається, виміряна з урахуванням всіх звивин, а L' - довжина відрізка, що з'єднує по прямій лінії початок і кінець річки на даній ділянці. З формули випливає, що Kизв – величина безрозмірна і може бути менше 1. Причому Kизв = 1 відповідало нагоди, коли річка скоєно пряма, тобто. L' = L. Чим більше значення коефіцієнта Кізв, тим більше річка звивиста. Гірські річки, як правило, характеризуються найбільш випрямленими руслами, а отже, найменшими значеннями Кізв.
Для р. Кегети L = 22 км, а L' = 21,56 км, так що коефіцієнт звивистості за формулою (2) має значення:
Kзв = 22 / 21,56 = 1,02.
Гідрографічна схема річкової мережі
Річка з усіма своїми притоками можна умовно зображено як гидрографической схеми. Схематичність зображення має на увазі те, що річки втрачають свою звивистість і представлені як відрізки прямих, апритоки проведені під довільним кутом (зазвичай близько 30-40 °) до головної річки. Істинними дотримуються лише довжини річок (у масштабі) та взаємне розташування приток.
Отже, побудова такої схеми відбувається так: по горизонталі у вибраному масштабі відкладається лінія головної річки (зазвичай виток залишається зліва, а гирло – праворуч), від неї проводяться (також у масштабі) притоки з точок їх впадання, причому розташування цих точок визначається за відстані від гирла, розрахованого раніше (табл. 1). У ліній виписуються назви приток (або їх номери за відсутності назви), їх довжина км і відстань від гирла до місць впадання приток.
Гідрографічна схема нар. Кегети зображено на рис. 2.
Поздовжній профіль та ухил річки
Поздовжній профіль та ухил річки тісно пов'язані між собою. Поздовжній профіль є графічна побудова, яка дозволяє простежити, як змінюються висотні позначки точок річки протягом річки від витоку до гирла. На профілі наочно видно, які ділянки річки характеризуються більшою крутістю, а які пологи. Ухил річки дає уявлення про величину такої висотної зміни і уможливлює кількісне порівняння крутості різних ділянок річки.
Найчастіше річки беруть початок у горах або на пагорбах, і тому у верхній течії їм властиво різке зниження висоти та швидку, бурхливу течію. Це більш справедливо для річок Киргизстану, які починаються високо в горах. Те саме можна сказати і про нар. Кегети, виток якої має позначку близько 3805 м. У таких випадках говорять, що у верхній течії ухил річок має великі значення. Далі за течією ухил, як правило, зменшується, і в так званій середній течії річки стають дедалі спокійнішими. І в нижній течії ухилрічки стає малозначним або майже нульовим, а ерозія, переважна більш високих ділянках річок, поступається свою чільну роль процесам акумуляції. Це загальне правило добре виконується для досить великих річок, що протікають переважно на великих рівнинах, але для таких невеликих річок, як р. Кегети, що протікають до того ж майже повністю в гірській області, ухили залишаються значними практично протягом річки. Це можна простежити на графіку поздовжнього профілю на рис. 3.
Поздовжній профіль будується на підставі даних про висоти окремих характерних точок русла та довжину ділянок річки між цими точками. Ці дані можна зняти з тієї ж топографічної картки на рис. 1. Характерними точками вважатимуться місця різкого збільшення чи зменшення глибин, пороги, перекати, острови, гирла приток, місця підпору, змін ширини русла та інших. Але визначити їх у карті неможливо. Тому застосовують інший підхід. Вимірюють відстані від витоку до всіх горизонталей, що перетинають річку, визначають висотні позначки точок перетину річки з горизонталями, а також висоти витоку і гирла. У прямокутній системі координат горизонтальної осі відкладають відстані від витоку, вертикальної осі - висотні позначки і будують графік поздовжнього профілю, з'єднуючи відрізками точки, координати яких визначені по карті. Графік супроводжується таблицею, що пояснює. Дані в цій таблиці прив'язані до характерних точок, на підставі яких побудований графік, і включають наступні пункти: відстань від витоку, висотні позначки точок, падіння висоти (визначається як різниця між висотами сусідніх точок), ухил на ділянці і середній ухил для всієї річки загалом (поняття «ухил» розглядається нижче). Таким чином побудований поздовжнійпрофіль для р. Кегети. Але на ньому пропущені деякі точки, які не вносять істотної зміни в рельєфність графіка, щоб не захаращувати малюнок зайвими даними.
Ухилом називається відношення падіння річки на деякій ділянці до довжини цієї ділянки. Формула для обчислення ухилу річки має вигляд:
де ∆H – різниця висотних відміток на початку та в кінці ділянки річки [м], на якій необхідно обчислити ухил i, l – довжина цієї ділянки [м або км].