Фази водного режиму
Зміст
1. Фази водного режиму
2. Промірювальні роботи на річках
2.1 Прилади для вимірювання глибин
2.2 Способи виконання промірних робіт
Список літератури
Водні ресурси важливий соцекономічний фактор розвитку нашого суспільства, зі зростанням населення, виробництва зростає і водоспоживання (за прогнозами до 1-ї половини 21 століття обсяг водоспоживання може перевищити щорічно поновлювані водні ресурси).
Гідрологія вивчає властивості гідросфери, процеси походження у водних об'єктах гідросфери. Взаємодія гідросфери з навколишніми сферами атмосфери та літосфери. Гідрологія поділяється на гідрологію суші та моря. Гідрологія суші ділиться за об'єктами дослідження: 1) вчення про річки, 2) озерознавство, 3) болотознавство, 4) вчення про льодовики, 5) підземні води. За спрямованостями та методами дослідження ділиться на наукові дисципліни: 1) загальна гідрологія; 2) гідрометрія (прилади для ізм. і набл) систематичне вивчення гідрологічного режиму водних об'єктів; гідрологічні прогнози Методи - 1) стаціонарний, 2) експедиційний, 3) експериментальний - детальне вивчення гідрологічних процесів в лабораторії або в природних умовах, 4) теоретичний.
1. Фази режиму рік. Типи живлення. Класифікація рік по внутрішньорічному розподілу стоку
Залежно та умовами харчування режимі річок розрізняють такі фази: повінь, паводки і межень. Повінь характеризується тривалим підвищенням стоку, що повторюється щорічно в той самий сезон.
Для більшості рівнинних річок характерна весняна повінь, що викликається сніготаненням; для гірських річок - викликане таненням снігу тальодовиків (літня повінь). На Далекому Сході причиною тривалої літньої повені є затяжні мусонні дощі.
1 - глибоке підземне харчування, 2 - верхове підземне харчування, 3 - снігова повінь. 4 - віддача заплави; 5 - дощові паводки; 6 - втрати стоку води на утворення льоду.
Рисунок 1.1 – Схема розчленовування гідрографа за джерелами живлення.
Паводки є різким короткочасним підвищенням стоку, викликаним зливами або відлигами взимку. Чи не приурочені до певного періоду паводки повторюються в деякі роки по кілька разів.
Межень — тривалий низький стік, зумовлений переходом річки майже на підземне харчування. На річках СРСР розрізняють літню та зимову межі.
Типовий хід зміни стоку протягом року – гідрограф – на річках європейської частини показано на рис. 1.1.
Щоб визначити частку тієї чи іншої виду харчування, гідрограф розчленовують за джерелами харчування. На рис. 1.1 показаний приклад розчленовування гідрографії. Волги шляхом Б.В. Полякова. Горизонтальна пряма, що розділяє глибоководне та верхове підземне харчування, проведена на висоті найменшої витрати води перед настанням повені. З початком повені підземне харчування зменшується і повністю припиняється, коли витрата води досягає найбільшого значення. На гідрографі показані літньо-осінні повені та втрати стоку на утворення льоду.
Класифікація рік. Кожна річка є неповторною. Однак річки мають спільні риси, що залежать від кліматичних умов, видів харчування та водного режиму, і це дозволяє об'єднати їх у більш менш однорідні групи. Так, Б.Д. Зайків всі річки ділить на три групи: 1) з весняною повінью, 2) з повінью в теплу частину року і 3) з паводковим режимом. Річки першої групивін ділить ще п'ять типів: казахстанський (1), східноєвропейський (2), західносибірський (3), східносибірський (4), алтайський (5). Типові гідрографи показано на рис. 1.2.
Казахстанський - характеризується дуже високою хвилею весняної повені і низьким (до повного пересихання) стоком п решту року. Стік дають майже виключно зимові опади, швидке танення яких викликає високу, але нетривалу повінь (рис. 1.2 а).
Східноєвропейський - характеризується високою весняною повінью, літньою межею, що переривається епізодично зливами, низькою зимовою межею і підвищеним осіннім стоком. Деякі річки цього мають два максимуму: перший (головний) — навесні і другий — восени (рис. 1.2 б).
Західносибірський має невелику, розтягнуту повінь, підвищений літньо-осінній стік і низьку зимову межу. Наявність у басейнах річок цього типу боліт, озер, великих заплав, що заливаються, надає регулюючий вплив на стік (рис. 1.2 в).
Східносибірський — характеризується високою весняною повінью, систематичними літньо-осінніми паводками та дуже низьким зимовим стоком. Цей тип річок пов'язаний з рясними дощами влітку і восени і виключно мізерним підземним харчуванням (рис. 1.2) в умовах багаторічної мерзлоти.
Алтайська - відрізняється невисокою, розтягнутою, гребінчастою весняною повінью, підвищеним літньо-осіннім і низьким зимовим стоком. Характер повені річок цього пояснюється особливостями танення снігу в горах: різночасним сніготаненням на різних висотах. На снігову повінь накладаються дощові паводки. Стійкий зимовий стік обумовлений рясним підземним харчуванням (рис. 1.2 буд).
Річки другої групи поділяються на два типи.
Далекосхідний - має невисоку, розтягнуту, гребінчастого виду повінь у літньо-осінній період, викликане зливами, і низький стік у холодне півріччя. Зимових опадів тут випадає мало; підземне харчування обмежене внаслідок поширення багаторічної мерзлоти (рис. 1.2 е).
Рисунок 1.2 – Основні типи внутрішньорічного розподілу стоку рік
Тяньша якийсь - поширений у горах Середньої Азії, Великого Кавказу та Камчатки, відрізняється високим зимовим стоком. Характеризується літньо-осінньою повінь, викликаною таненням високогірних снігів і льодовиків (рис. 1.2 ж).
Річки третьої групи залежно від характеру розподілу паводків протягом року поділяються на три типи.
Причорноморський - характеризується паводковим режимом протягом усього року. Основне джерело харчування – дощі. Частково харчування відбувається за рахунок снігу, який випадає у горах і зазвичай швидко тане (рис. 1.2 з).
Кримський відрізняється від попереднього низьким стоком літнього сезону (рис. 1.2 і).
Північнокавказький - поширений у східній частині північного схилу Великого Кавказу, характеризується паводками в теплу пору і стійкою межею в холодне (підземне харчування незначне) (рис. 1.2 к).
2.Промірювальні роботи на річках
2.1 Прилади для вимірювання глибин
Відстань по вертикалі від вільної поверхні води до дна річки (каналу, озера, водосховища тощо) називається глибиною. Вимірювання глибини (промірні роботи) – дуже важливий вид гідрометричних робіт. Вони необхідні вивчення рельєфу дна водних об'єктів потреб судноплавства і лісосплаву; при проектуванні, будівництві та експлуатації гідротехнічних споруд; при вимірі витрат води та наносів; щодо обсягів води, що міститься в озерах і водосховищах.
Для вимірювання глибини застосовуютьсярізні прилади та пристрої. Розглянемо основні їх.
Гідрометричні штанги. При вимірі невеликих глибин (до 6 м) застосовують гідрометричну штангу (намітку), яка є дерев'яною жердиною довжиною до 7 м і діаметром 4-5 см. Нижня частина намітки закінчується залізним черевиком масою 0,5-1 кг, який оберігає її від ушкодження при ударах об дно. При мулистих ґрунтах на черевику зміцнюється піддон у вигляді диска діаметром 15-30 см. Намітка розмічається 10-сантиметровими поділками, які поперемінно фарбуються білою і червоною фарбою. Нульовий поділ повинен збігатися з нижньою поверхнею черевика чи піддону. У момент виміру намітка повинна займати вертикальне положення. Відлік глибини роблять із похибкою 2-5 див.
Рисунок 2.1 – Вантаж гідрометричний стандартний.
При вимірах малих глибин нерідко використовують водомірні і нівелірні рейки, штанги від гідрометричних вертушок.
Лоти. Вимірювання глибин понад 6 м виконують за допомогою ручних чи механічних лотів.
Ручний лот являє собою металевий вантаж масою 3-6 кг конічної та пірамідальної форми, підвішений на прядив'яному або капроновому шнурі або на м'якому тросі (лотліні). Лотлінь розмічають марками на метри та дециметри.
При вимірі глибин лот закидають проти течії води, а відлік беруть у той час, коли лотлин в натягнутому стані займе вертикальне положення.
Ручні лоти застосовують при невеликих швидкостях перебігу (до 1 м/с). Внаслідок прогину лотлина та відносу лота течією, похибка вимірювання глибини лотом становить 5-10 см.
При вимірі глибин річкових потоків з великими швидкостями течії застосовують механічні лоти, в яких вантаж опускається і піднімається за допомогою лебідки.
Стандартні гідрометричні вантажі мають обтічну (рибоподібну) форму (рис. 2.1) та масу від 5 до 100 кг. До троса вони кріпляться за допомогою вертлюга, що забезпечує вільне обертання вантажу в горизонтальній площині та встановлення його за напрямом течії. Вантажі опускають у воду та піднімають за допомогою гідрометричних лебідок типу «Нева» (рис. 2.2), «Луга» та інших. Довжина витраченого троса реєструється лічильником. Момент зіткнення вантажу з дном встановлюють зменшення натягу лотлина або за сигналом від донного електроконтакту, розташованого під вантажем.
Малюнок 2.2 – Гідрометрична лебідка «Нева»
Малюнок 2.3 – Схема визначення поправок на віднос линя течією (а) і кутомір (б)