Біланюк В.І.
Практикум із загальної гідрології

Визначення морфометричних і фізико-географічних характеристик ріки та її басейну

Завдання 1

Визначити морфометричні характеристики ріки

  1. Довжину головної ріки (L, км).

Довжину ріки визначають як віддаль від верхів'я ріки до гирла. Відлік здійснюють від гирла ріки як від більш визначеної точки, ніж верхів'я.

Вимірювання довжини провадять на карті курвіметром або циркулем-вимірювачем по всіх звивинах ріки. З цією метою необхідно передусім за масштабом карти визначити кількість кілометрів (чи метрів залежно від масштабу карти), які відповідають одному кроку циркуля, а потім кількість вимірених кроків помножити на довжину одного кроку циркуля-вимірювача за масштабом:

L = ln x n,

де L - довжина річки (м, км),
ln - довжина одного кроку циркуля-вимірювача (м, км),
n - кількість кроків циркуля-вимірювача

м або км
M = м або км
  1. Коефіцієнт звивистості ріки – відношення виміряної по всіх звивинах довжини ріки до довжини прямої від витоку до гирла ріки:
Kзв = L / l,

де L - довжина річки по всіх її звивинах,
l - довжина прямої від витоку до гирла ріки

м або км
м або км
Kзв =
  1. Коефіцієнт розгалуженості рікирзг) – відношення довжини всіх рукавів і приток ріки до її довжини:
Kрзг = (?ln + L) / L,

де L - довжина річки,
?ln - довжина всіх приток і рукавів ріки (?ln = l1 + l2 + l3 + ... + ln)

м або км
м або км
Kрзг =
  1. Густота річкової мережі (?) – відношення суми довжин усіх рік басейну (чи іншої території), в тім числі пересихаючі тимчасові водотоки, вираженої в км (?ln + L) до площі басейну або території (F), вираженої в квадратних кілометрах.
? = (?ln + L) / F, км/км2
км
км
км2
? = км/км2

Завдання 2

Побудувати гідрографічну схему ріки, здійснити кодування порядків водотоків за різними системами (авторами)

З цією метою необхідно довжини ріки, її притоки і озера нанести на схему прямими лініями у певному масштабі. Кут з'єднання приток з головною рікою близький до 30°.

Завдання 3

Побудувати поздовжній профіль ріки

Поздовжнім профілем ріки називають криву, яка показує зміну висоти дна і поверхні ріки від витоку до гирла. Поздовжній профіль ріки характеризує зміну похилів її дна та поверхні води вздовж течії. Похил виражається відношенням різниці позначок висоти (дна чи поверхні води) на початку (Н1) та наприкінці (Н2) досліджуваної ділянки (цю різницю називають падінням) до відстані (l) між початком і кінцем ділянки, тобто:

I = (Н1 - Н2) / l, м/км
м
м
км
I = м/км

З метою побудови поздовжнього профілю по вертикальній осі відкладають висоту рівня води або дна (м), по горизонтальній – віддаль від витоку до гирла (км).

Завдання 4

Визначити морфометричні характеристики басейну ріки

Користуючись топографічними картами, передусім необхідно провести лінії вододілу між басейном досліджуваної ріки і басейнами суміжних рік. Лінію вододілу проводять по найбільших висотах, які обмежують басейн.

  1. Площа басейну (F, м2, км2). Площу басейну визначають планіметром, палеткою, розбивкою контуру басейну на геометричні фігури. При використанні планіметра необхідно визначити ціну однієї поділки, яку обчислюють для кожної зони, обмеженої двома суміжними паралелями, як частка відділення математичної площі трапеції (взятої в таблицях) на число поділок планіметра. Обводку площі кожного контуру виконують двічі. Різниця в кількості поділок планіметра між двома обводками не повинна перевищувати 1/200 частку їхнього середнього арифметичного. Для площ, що відповідають 50-200 поділкам планіметра, ця різниця не повинна перевищувати 1-2 поділки. Незначні площі обводять планіметром декілька разів (5-6). Число поділок планіметра (різниця відліків) поділена на кількість обводок дає середнє число поділок планіметра. При визначенні значних площ доцільно безпосередньо використовувати геодезичні таблиці.
  2. Коефіцієнт асиметрії (а) – відношення різниці між площами басейнів лівобережних (fл) і правобережних (fп) приток до площі басейну загалом:
    a = ( fл - fп ) / F
    км2
    км2
    км2
    a =
    Залежно від розташування приток щодо головної ріки розріз­няють симетричні та асиметричні басейни. Мірою асиметричності басейну є коефіцієнт асиметрії.
  3. Довжина басейну (L, м, км) - пряма, яка з'єднує, гирло і точку на вододілі, що прилягає до витоку річки.
    Довжина басейну завжди менша за довжину ріки. Якщо контур басейну вигнутий, то пряма змінюється ламаною, кожний відрізок якої повторює головні вигини русла (рис. 1.3) і довжина басейну дорівнює сумі відрізків.
  4. Середня ширина басейнусер, м, км) відношення площі басейну річки (F) до його довжини (Lб):
    Всер = F / Lб
    км2
    км
    Bсер = км
  5. Максимальна ширина басейнуmax, м, км). Максимальну ширину басейну визначають по прямій, перпендикулярній до осі басейну у найширшій його частині.
  6. Середня висота басейнусер, м). Середню висоту басейну визначають, якщо є карта басейну в горизонталях. Користуючись планіметром, визначають площі між сусідніми горизонталями (f) і середні висоти горизонталей (h), між якими знаходиться площа:
    Нсер = ( f1h1 + f2h2 + ... + fnhn ) / F,

    де f1, f2, f3 - площі між горизонталями; h1, h2, h3 – середні висоти горизонталей; F – загальна площа басейну.

    км2

    км2
    м
    Hсер = м
    Середню висоту басейну можна визначити також за графіком гіпсометричної кривої басейну.
  7. Середній  нахил  поверхні  басейну  (Iсер)  визначають  за формулою
    Iсер = H` x (0.5 l0 + l1 + l2 + l3 + ... + ln-1 + 0.5 ln) / F,

    де H` - різниця відміток сусідніх горизонталей,
    l0, l1, l2, ... + l- довжина горизонталей,
    F - площа басейну

    м
    км2

    м
    Iсер = м/км2
  8. Довжину вододільної лінії (S, м, км), вимірюється аналогічно довжині ріки.
  9. Порізаність контуру басейну або коефіцієнт розвитку довжини вододільної лінії.

Кількісною характеристикою форми річкового басейну є так званий коефіцієнт розвитку довжини лінії m - відношення довжини вододільної лінії до довжини кола, що обмежує рівновелику водозборові площу круга. Обчислюють за формулою:

Формула визначення коефіцієнту розвитку довжини вододільної лінії

де S - довжина вододільної лінії, км;
F - площа басейну, км2

км
км2
m =

Величина коефіцієнту m буде тим більша, чим більше форма річкового басейну буде відрізнятися від форми круга.

Завдання 5

Побудувати гіпсографічну криву басейну

Гіпсометрична крива вказує на відсоток площі басейну, яка перебуває вище певної висоти.

Для побудови гіпсографічної кривої визначають площі між горизонталями. По горизонтальній осі відкладають ці площі (в квадратних кілометрах або відсотках), а по вертикальній осі – висоти цих площ. Підсумовуючи величини площ кожної висоти в км кв чи % одержимо гіпсометричну криву. З допомогою кривої можна визначити середню висоту басейну над рівнем ріки. З цією метою з середини горизонтальної осі піднімають перпендикуляр до перетину з кривою і опускають перпендикуляр на вісь ординат. Висота, яку відсіче ця лінія, і буде середньою висотою басейну над рівнем моря.

Завдання 6

Визначити фізико-географічні характеристики ба­сейну ріки

Фізико-географічні умови характеризують за таким планом:

  1. Географічне положення басейну на континенті, яке може бути виражене через віддаленість (в км) від океану, широту і довготу центру і крайніх точок басейну.
  2. Географічний пояс, природна зона або висотний пояс.
  3. Тектонічна і геологічна будова, фізичні і водні властивості підстилаючих порід, гідрогеологічні умови.
  4. Рельєф, який може бути охарактеризований (кількісно) через середню висоту і середній похил поверхні басейну (за формулами 1, 2).
  5. Клімат (характер циркуляції атмосфери, режим температури і вологості повітря, кількість і режим атмосферних опадів, випа­ровування).
  6. Ґрунтово-рослинний покрив, який можна охарактеризувати через коефіцієнт лісистості та площею певного типу ґрунту в межах басейну.
    Коефіцієнт лісистості – це відношення площі лісів, розташованих в басейні, до загальної площі басейну:
    Kліс = ?fліс / F,

    де ?fліс = f1ліс + f2ліс + ... + fnліс, км2;
    F - площа басейну, км2.

    км2

    км2
    Kліс =

    Коефіцієнт лісистості визначають у відсотках, або в частках від одиниці. Його можна обчислити як для водозбору загалом, так і для окремих ділянок.

  7. Наявність і особливість інших водних об'єктів - озер, боліт, льодовиків та ін.

    Коефіцієнт озерностіоз) - це відношення площі озер, розташований у басейні, до загальної площі басейну:

    Kоз = ?fоз / F,

    де ?fоз = f1оз + f2оз + ... + fnоз, км2;
    F - площа басейну, км2.

    км2

    км2
    Kоз =

    Коефіцієнт заболоченостібол) - це відношення площі боліт, що знаходяться в басейні, до загальної площі басейну:

    Kбол = ?fбол / F,

    де ?fбол = f1бол + f2бол + ... + fnбол, км2;
    F - площа басейну, км2.

    км2

    км2
    Kбол =

Контрольні запитання

  1. Що таке річка та річкова мережа?
  2. Що таке річковий басейн?
  3. Що називають витоком і гирлом ріки?
  4. Що таке дельта?
  5. Перелічіть складові частини річкової долини.
  6. Проаналізуйте різні системи кодування водотоків.
  7. Як класифікують ріки?
  8. Назвіть і проаналізуйте основні морфометричні характерис­тики ріки.
  9. Проаналізуйте морфометричні характеристики басейну ріки.
  10. Назвіть типи поздовжнього профілю річки?
  11. Назвіть основні фізико-географічні характеристики басейну.
  12. Що таке похил і падіння ріки?

Список літератури

  1. Гіпсометрична карта світу.
  2. Давыдов Л. К., Дмитриева А. А, Конкина Я. Г. Общая гидроло­гия. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - С. 22-30.
  3. Железняков Г. В. Гидрология и гидрометрия: учебник для студентов дорожностроительных вузов.- М.: Высш. школа, 1981. - С. 40-48.
  4. Михайлов В. Н., Добровольский А. Д.Общая гидрология: Учеб. для геогр. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - С. 120-133.
  5. Навчальні топографічні карти.
  6. Чеботарев А. Н. Общая гидрология (воды суши). - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 208-236.
Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом