Как найти речной сток

Одной
из важнейших гидрологических характеристик
водостока является норма годового стока
и годовой сток.

Количество
воды, стекающее с площади водосбора
речного бассейна за год, называется
годовым
стоком.

Средняя
многолетняя величина, вычисленная за
достаточно продолжительный период,
включающий несколько полных четных (не
менее двух) периодов колебания стока,
– норма
годового стока.

Расчет
нормы годового стока может быть
произведен:

а)
при наличии достаточных сведений за
продолжительный период наблюдений;

б)
при коротких рядах наблюдений;

в)
при отсутствии данных наблюдений.

Пример
1. Определить
норму годового стока реки Десны у города
Чернигова при наличии данных наблюдения.

Дано:
Средний годовой расход воды за длительный
период наблюдений Q₀
= 323 м³/с.
2. Площадь водосбора реки F
= 81400 км².

Требуется:
Найти норму годового стока в виде объема,
модуля и слоя стока. Объем годового
стока W₀
– количество воды, стекающей с водосбора
за год, определяется по формуле

W₀
= Q₀T, (1)

где
Т – число секунд в году (Т = 86400*365 =
31,54*10⁶).

Годовой
сток, выраженный в объемах, будет

W₀
= 323*31,54*10⁶
м³.

Модуль
стока М₀
– количество
воды, стекающей с единицы площади
водосбора за единицу времени, – вычисляется
по формуле

M₀
=

10³, (2)

где
F
– площадь водосбора, км²
, здесь
модуль М₀
в л/(с*км²).
В примере получим

М₀
=

*10³
= 3,97 л/(с*км²).

Слой
стока Y₀
– количество воды, стекающее с водосбора
за год, равное толщине слоя, равномерно
распределённого по площади этого
водосбора. Его вычисляют по формуле

Y₀
= W
₀/F*10³, (3)

Для
данного примера норма годового стока,
выраженная в слое, будет Y₀
=
10187*10⁶/81400*10³
=125 мм. При отсутствии данных наблюдения
норма стока определяется по интерполяции
между опорными пунктами рек-аналогов,
для которых установлена норма стока
согласно СНиП 2.01.14-83. Норму стока можно
также определить по современным картам
изолиний среднего многолетнего стока
(рис.2).

Рис.
2. Карта
изолиний годового стока л/(с*км²)
(р. Стыр – г. Луцк)

Если
водосбор пересекает несколько изолиний,
то норма стока вычисляется как
средневзвешенная величина по формуле

М₀
=

, (4)

где
М_1, М_2,
М_n
– среднее значение модуля стока между
соседними изолиниями;

f₁,
f_2,
f_n
– площадь водосбора между этими
изолиниями.

Пример
2. Определить
норму годового стока р. Стыр у города
Луцка по карте изолиний (рис. 2).

Дано:
карта изолиний
нормы годового стока реки Стыр в модулях
М₀,
л/(с*км²).
Площадь водосбора реки F
= 7200 км².

Определить:
норму годового стока у реки Стыр у города
Луцка как средне взвешенную его величину
для водосбора.

Решение:
определяем М₀
с учетом того, что через площадь водосбора
проходит несколько изолиний.

М₀
=

или
из формулы (2)

Q₀
=33,8 м³/с.

1.3. Определение стока взвешенных наносов.

Речные
наносы –
совокупность твердых минеральных частиц
различной крупности, которые переносятся
русловым потоком и при определенных
условиях образуют русловые и пойменные
отложения.

При
выпадении осадков, а также в процессе
таяния снега, образовавшаяся вода
стекает по склонам, размывая их. Мелкие
частицы почвы отрываются и переносятся
потоком. Вначале образуются небольшие
углубления на склонах – идет склоновая
эрозия почвы.

Наряду
со склоновой эрозией, происходит процесс
размыва русловым потоком дна и берегов
русла – русловая
эрозия.

Частицы
твердых пород, попадая в русло реки,
перемещаются потоком вниз по течению.

Расчет
стока взвешенных наносов производится
при различных базах данных по твердому
стоку для данного водного бассейна.

В
нашем случае расчет нормы стока взвешенных
наносов, необходимо рассчитать, при
отсутствии данных наблюдений.

Такой
расчет производится по рекам – аналогам
или по картам средней мутности рек. При
определении средней мутности малых рек
с небольшими площадями водосбора
необходимо вводить поправочный
коэффициент
зональной мутности,
полученной по карте. Рассчёт ведётся
по формуле

₀=
*К_п, (5)

где

³;

мутности,
снятая с карты,
³
;

К_п
– переходной коэффициент.

Значения
переходного коэффициента для
Центрально-Черноземных областей,
Северного Кавказа, Южного Урала приведены
в табл. 1.

Таблица
1

Значения
переходного коэффициента

Площадь водосбора, км2	2	5	10	50	100	500
Значение Кп	40	20	13	5	3	1

Пример
3. Определить
норму стока взвешенных наносов реки
Сосна у села Новое при отсутствии данных
наблюдений.

Дано:
площадь водосбора реки Сосна F
= 310 км².
Норма годового стока воды, определенная
по карте изолиний стока, Q₀
= 1,71 м³/с.
Средняя многолетняя мутность воды по
карте мутности

= 250 г/м³.

Требуется:
вычислить средний многолетний расход
(норму) взвешенных наносов реки Сосна
у села Новое.

Решение:
зная площадь водосбора реки Сосна и
район ее протекания, используя табл. 1,
определяем переходный коэффициент
К_п… Для
F
= 310 км²
переходный коэффициент определяется
интерполяцией между площадями 100 и 500
км²;
получаем К_п
= 2.

Средний
многолетний расход взвешенных наносов
при отсутствии данных наблюдений
определяется по формуле:

R_0
=

*Q₀*
К_п/10³, (6)

отсюда

R₀
= 250*1,71*2/1000
= 0,86 кг/с.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

 Для определения расхода воды в реке нужно еще определить среднюю скорость течения реки. Это можно сделать различными способами:

Для определения стока реки в зависимости от площади бассейна, высоты слоя осадков и т.д. в гидрологии применяются следующие величины:

• сток реки,
• модуль стока
• коэффициент стока.

Стоком реки называют расход воды за продолжительный период времени, например за сутки, декаду, месяц, год.

Модулем стока называют выраженное в литрах количество воды, стекающее в среднем в 1 секунду с площади бассейна реки в 1 км2:

Коэффициентом стока называют отношение стока воды в реке к количеству выпавших осадков (М) на площадь бассейна реки за одно и то же время, выраженное в процентах:

где а — коэффициент стока в процентах, Qr — величина годового стока в кубических метрах, М — годовое количество выпавших осадков в миллиметрах.

Для определения годового стока воды исследуемой реки нужно расход воды умножить на число секунд в году, т. е. на 31,5-106 сек.

Для определения модуля стока нужно знать расход воды и площадь бассейна выше створа, по которому определялся расход воды данной реки.

Площадь бассейна реки можно измерить по карте. Для этого применяют следующие способы:

1. планиметрирование,
2. разбивку на элементарные фигуры и вычисление их площадей;
3. измерение площади посредством палетки;
4. вычисление площадей по геодезическим таблицам.

Мы считаем, что учащимся легче всего будет использовать третий способ и производить измерение площади посредством палетки, т. е. прозрачной бумаги (кальки) с нанесенными на нее квадратиками (если нет кальки, то можно промаслить бумагу).

Имея карту исследуемого района в определенном масштабе, нужно изготовить палетку с квадратиками, соответствующими масштабу карты. Предварительно следует оконтурить бассейн данной реки выше определенного створа, а затем наложить на карту палетку, на которую перенести контур бассейна. Для определения площади требуется сосчитать сначала число полных квадратиков, расположенных внутри контура, а затем сложить данные квадратики, частично покрывающие бассейн данной реки. Сложив квадратики и умножив полученное число на площадь одного квадратика, узнаем площадь бассейна реки выше данного створа.

где Q — расход воды. Для перевода кубических метров в литры умножаем расход на 1000, S — площадь бассейна.

Для определения коэффициента стока реки нужно знать годовой сток реки и объем воды, выпавшей на площади данного бассейна реки. Объем воды, выпавшей на площади данного бассейна, легко определить. Для этого нужно площадь бассейна, выраженную в квадратных километрах, умножить на толщину слоя выпавших осадков (тоже в километрах).

Например, если осадков на данной площади выпало за год 600 мм, то толщина будет равна 0,0006 км и коэффициент стока будет равен

где Qp —годовой сток реки, а М — площадь бассейна; умножаем дробь на 100 для определения коэффициента стока в процентах.

Определение питания реки.

Нужно выяснить виды питания реки: грунтовое, дождевое, от таяния снега, озерное или болотное. Например, р. Клязьма имеет питание грунтовое, снеговое и дождевое, из них грунтовое питание составляет 19%, снеговое — 55% и дождевое — 26%.

Эти данные в процентах школьник сам вычислить не сможет, их придется взять из литературных источников.

Определение режима стока реки

Для характеристики режима стока реки нужно установить:

а) каким изменениям по сезонам подвергается уровень воды (река с постоянным уровнем, сильно мелеющая летом, пересыхающая, теряющая воду в понорах и исчезающая с поверхности);

б) время половодья, если оно бывает;

в) высоту воды во время половодья (если нет самостоятельных наблюдений, то по опросным сведениям);

г) продолжительность замерзания реки, если это бывает (по своим личным наблюдениям или же по сведениям, полученным путем опроса).

Определение качества воды.

Для определения качества воды нужно узнать, мутная она или прозрачная, годная для питья или нет. Прозрачность воды определяется белым диском (диск Секки) диаметром приблизительно 30 см, подведенным на размеченном лине или приделанным к размеченному шесту. Если диск опускается на лине, то внизу, под диском, прикрепляется груз, чтобы диск не сносило течением. Глубина, на которой этот диск становится невидимым, и является показателем прозрачности воды. Можно диск сделать из фанеры и окрасить его в белый цвет, но тогда груз нужно подвесить достаточно тяжелый, чтобы он вертикально опускался в воду, а сам диск сохранял горизон­тальное положение; или фанерный лист можно заменить тарелкой.

Определение температуры воды в реке

Температуру воды в реке определяют родниковым термометром, как на поверхности воды, так и на разных глубинах. Держать термометр в воде нужно в течение 5 минут. Родниковый термометр можно заменить обычным ванновым термометром в деревянной оправе, но, для того чтобы он опускался в воду на разные глубины, следует привязать к нему груз.

Можно определить температуру воды в реке при помощи батометров: батометра-тахиметра и бутылочного батометра. Батометр-тахиметр состоит из гибкого резинового баллона объемом около 900 см3; в него вставлена трубочка диаметром 6 мм. Батометр-тахиметр закрепляют на штанге и опускают на разные глубины для взятия воды. Полученную воду выливают в стакан и определяют ее температуру.

Батометр-тахиметр нетрудно сделать самому школьнику. Для этого нужно купить небольшую резиновую камеру, на нее надеть и привязать резиновую трубочку диаметром 6 мм. Штангу можно заменить деревянным шестом, разделив его на сантиметры. Штангу с батометром-тахиметром нужно опускать вертикально в воду до определенной глубины, так чтобы отверстие батометра-тахиметра было направлено по течению. Опустив на определенную глубину, штангу необходимо повернуть на 180° и держать примерно 100 секунд, для то­го чтобы набрать воды, после чего опять повернуть штангу на 180°. Вынимать ее следует так, чтобы из батометра вода не вылилась. Перелив воду в стакан, определяют термометром температуру воды на данной глубине.

В результате турбулентности движения воды в реке температура придонного и поверхностного слоя почти одна и та же. Например, придонная температура воды 20,5°, а на поверхности 21,5°.

Полезно одновременно измерить термометром-пращом температуру воздуха и сравнить ее с температурой речной воды, записав обязательно время наблюдения. Иногда разность температуры достигает нескольких градусов. Например, в 13 часов температура воздуха 20°, температура воды в реке 18°.

Исследование на определенных участках характера русла реки

При исследовании на определенных участках характера русла реки необходимо:

а) отметить главнейшие плесы и перекаты, определить их глубины;

б) при обнаруживании порогов и водопадов определить высоту падения;

в) зарисовать и по возможности измерить острова, отмели, осередки, побочные протоки;

г) собрать сведения, в каких местах река размывает берега, и на местах, особенно сильно размываемых, определить характер размываемых пород;

д) изучить характер дельты, если исследуется приустьевой участок реки, и нанести ее на глазомерный план; посмотреть, соответствуют ли отдельные рукава изображенным на карте.

Ознакомление с внешним видом русла реки

При изучении внешнего вида русла реки следует дать его описание и сделать зарисовки разных участков русла, лучше всего возвышенных мест.

Общая характеристика реки и ее и с пользование

При общей характеристике реки нужно выяснить:

а) в какой части река является главным образом эродирующей и в какой аккумулирующей;

б) степень меандрирования.

Для определения степени меандрирования нужно узнать коэффициент извилистости, т.е. отношение длины реки на изучаемом участке к кратчайшему расстоянию между определенными пунк­тами исследуемой части реки; например, река А имеет длину 502 км, а кратчайшее расстояние между истоком и устьем всего 233 км, следовательно, коэффициент извилистости

К =L/l

где К — коэффициент извилистости, L — длина реки, l — кратчайшее расстояние между истоком и устьем, а потому

K= 502/ 233 = 2,15

в) не производят ли отжимания реки конусы выноса, образуемые в устьях притоков ре­ки или временных потоков.

Узнать, как используется река для судоходства и сплава леса; если река несудоходная, то выяснить почему, что служит препятствием (мелководная, порожистая, есть ли водопады); есть ли на реке плотины и другие искусственные сооружения; не используется ли река для полива; какие преобразования нужно сделать для лучшего использования реки в народном хозяйстве.

Если были сделаны фотографические снимки или рисунки разных участков русла реки, следует приложить их к описанию.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 апреля 2020 года; проверки требуют 16 правок.

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.

Сток и расход воды[править | править код]

Поскольку полноводность рек зависит от сезона, более универсальным понятием является расход воды, который измерятся в м³/с. Различают минимальный, средний, максимальный и другие виды расхода воды. Годовой сток рассчитывается умножением среднего расхода воды на очевидный коэффициент K = 0,031536.

Проблемы измерения стока[править | править код]

Обычно сток измеряют в наиболее полноводном месте — устье. Однако для рек, которые протекают по пустыне и интенсивно используются для орошения ситуация усложняется. Например, Инд в конце горного участка имеет сток около 220 км³/год^[1], что сопоставимо со стоком Волги, а в районе города Котри сток составляет всего 12 км³/год. Более половины воды идёт на орошение, также наблюдается интенсивное испарение и просачивание. В засушливые годы в сухой сезон река не достигает устья.

Сток крупнейших рек мира[править | править код]

Речной сток за год в месте максимального расхода воды является объективным показателем для определения полноводности реки. Ниже представлены 11 наиболее полноводных рек мира:

11 крупнейших рек мира по годовому стоку

Название	Объём стока за год, км³
Амазонка, Южная Америка	6903
Конго, Африка	1445
Янцзы, Евразия	1080
Ориноко, Южная Америка	913
Енисей, Евразия	624
Брахмапутра, Евразия	615
Миссисипи, Северная Америка	598
Парана, Южная Америка	551
Лена, Евразия	536
Токантинс, Южная Америка	513
Замбези, Африка	504

Годовой сток полноводнейшей в Европе реки Волги составляет 254 км³

См. также[править | править код]

• Единицы измерения стока
• Норма стока
• Список рек по полноводности

Литература[править | править код]

• Чеботарёв А. И. Гидрология суши и речной сток: Учебник / А. И. Чеботарёв; Гл. упр. гидрометеорол. службы при СМ СССР. — Л.: Гидрометеоиздат, 1950. — 344 с. — 8000 экз. (в пер.)
• Воскресенский К. П. Водные ресурсы рек центральных чернозёмных областей. — Л.: Гидрометеоиздат, 1948. — 332 с. — (Труды ГГИ. Вып. 12 (66)). (в пер.)
• Соколовский Д. Л. Речной сток (основы теории и практики расчетов). Учебник для гидрометерологических институтов. — Л., Гидрометеоиздат, 1959. — 527 С. с илл. и карт.

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]

• geo.1september.ru Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine

Слой стока – это гидрологический показатель, который показывает каким слоем воды в миллиметрах можно полностью залить водосбор, если бы вода распределялась по его территории равномерно.

Рассчитывается очень просто:

Объем стока делится на площадь бассейна реки.

h = W / (F х 1000)

1000 – это для того, чтобы перевести квадратные километры в квадратные метры.

Между прочим, при гидрологических расчетах используются не данные по годовому стоку реки, а данные по ежедневным расходам воды, которые выбираются из гидрологических справочников.

Действие первое – находим средний расход воды, для чего сумму всех расходов делим на 365 или 366 (последнее если год високосный)

Действие второе – находим объем стока, для чего средний расход воды умножаем на количество секунд в году

Действие третье – находим слой стока по формуле, указанной выше.

Кстати, для тех, кто в “танке” – слой стока на территории Беларуси составляет примерно 200-300 миллиметров. Получили цифру, которая намного больше или намного меньше – лучше пересчитайте, так как в расчетах явная ошибка.