Біланюк В.І. Практикум із загальної гідрології

Лабораторна робота № 5
ПОБУДОВА ГІДРОГРАФА ТА ЙОГО ГЕНЕТИЧНИЙ АНАЛІЗ

Ключові слова: водний режим ріки, витрата води, гідрограф, гідрологічний сезон, фази водного режиму рік (паводок, повінь, межень).

На допомогу студентові

Водний режим річки – це закономірна зміна в часі рівня, витрати та об'ємів води. Елементами водного режиму є рівень води, швидкість течії та витрата води. Головною кількісною характеристикою водного режиму річок є гідрограф – графік зміни витрати води за рік або частину року (сезон, повінь або паводок), тобто зміни витрат у часі. Витрата води – це кількість води, яка протікає за одиницю часу через водний переріз (м/с). Зв'язок між рівнями та витратами води може бути однозначним і неоднозначним. В останньому випадку графіки коливання рівнів можуть мати самостійний інтерес, наприклад під час льодових явищ на річках, коли рівні змінюються (при незмінній витраті води) унаслідок накопичення льоду в руслі ріки.
Частина гідрологічного року, в межах якого режим річки відзначається загальними рисами його формування та прояву, зумовленими сезонними змінами клімату, називають гідрологічним сезоном. Сезонні зміни клімату безпосередньо впливають на живлення рік і, як наслідок, на форми гідрографів. Розрізняють весняний, літньо-осінній і зимовий гідрологічні сезони. Вивчення форми гідрографів різних рік за багато років дало змогу окреслити характерні періоди підвищених і понижених витрат води та встановити послідовність їхнього чергування. Об'єм річного стоку може змінюватися від року до року, проте характерні періоди (фази ) режиму ріки, які залежать від умов живлення, переважно зберігаються. У зв'язку з цим введено поняття фаза водного режиму рік - характерний стан водного режиму ріки, який повторюється у певні гідрологічні сезони унаслідок зміни живлення. Головними фазами водного режиму ріки є повінь, паводок і межень.
Повінь – це фаза водного режиму ріки, яка щороку повторюється у певних кліматичних умовах в один і той же сезон і відзначається найбільшою водністю, високим і тривалим підйомом рівня води. Повінь часто супроводжується виходом води на заплаву. Повінь формується як талими сніговими, так і дощовими водами. Танення снігу на рівнинах зумовлює весняну повінь, танення високогірних снігів і льодовиків. Випадання довготривалих літніх дощів є причиною повені у теплу частину року (весняно-літня або літня повінь). Підняття рівня води під час повені відбувається рівномірно.
Паводок – це фаза водного режиму, яка може багаторазово повторюватися у різні сезони року. Для неї властиве інтенсивне, переважно короткочасне збільшення витрат і рівнів води, спричинене дощами чи таненням снігу під час відлиг. Під час паводку підняття рівня води відбувається нерівномірно. Паводки часто супроводжуються катастрофічними наслідками (приклад: Закарпаття, 1998-2001 pp.).
Повінь і наводки мають такі характеристики: початок і кінець, тривалість, max витрата, max рівень, об'єм повені (паводку), інтенсивність підйому (спаду) рівня.
Межень – це фаза водного режиму, яка щорічно повторюється в один і той же сезон, відзначається малою водністю, довготривалим низьким рівнем, зумовлена зменшенням живлення ріки. У межень річки живляться переважно за рахунок підземних вод. У помірних широтах вирізняють два періоди зменшеного стоку – літню і зимову межень.

Гідрограф дає вичерпне уявлення про внутрірічний розподіл стоку, тобто розподіл величин стоку за календарними періодами або сезонами року. Аналізуючи форму гідрографів, можна визначити генезис стоку. Генетичний аналіз гідрографів дає змогу кількісно оцінити долю різних типів живлення рік у річному об'ємі стоку. Площа, обмежена гідрографом і осями координат, чисельно дорівнює об'єму стоку за певний період, наприклад за рік. Графічне виділення на гідрографі об'ємів води, зумовлених різними джерелами живлення, називають розчленуванням гідрографа.
Гідрограф, який відображає загальні риси внутрірічного розподілу витрат води у річці, називають типовим гідрографом. Вихідними даними для побудови типового гідрографа є річні гідрографи за багаторічний період.

Завдання 1. Побудувати гідрограф, користуючись даними щоденних витрат ріки з "Гідрологічних щорічників".
Гідрограф будують на міліметровому папері з таким розра­хунком: по горизонтальній осі відкласти 1 мм – 1 день. По вертикальній осі відкладають витрати води (м/с) залежно від найбільшої витрати. Нанесені середні витрати води за кожний день у вигляді точок з'єднують прямими лініями. Умовними позначками показують льодові явища (лінії не повинні перетинати гідрографа).

Завдання 2. Розчленувати гідрограф за типами живлення річки (снігове, дощове, підземне).
Розчленування відбувається так: знаходять по гідрографу точки піка повені (б і б'), коли ріка живиться тільки талими сніговими водами. Підземне живлення у момент піка приймають за нуль. Беручи до уваги те, що підземне живлення на підйомі повені рівномірно зменшується до нуля у момент піка, з'єднуємо прямою лінією точки а, як найнижчу витрату перед повінню з точкою б, і точку в знак підземного живлення на спаді повені до часу припинення стоку снігових талих вод з точкою б (максимум снігового живлення). За решту періоду року підземне живлення відокремлюється плавною лінією, що з'єднує точки найменших витрат води (г, д, є, ж).Витрати води, які є на гідрографі вище лінії підземного живлення у літній період, у літньо-осінній період виокремлюють, як період дощового живлення, а зимовий – танення снігу при відлигах (рис. 5.1).

Рис 5.1. Гідрограф ріки (доступно при скачуванні повної версії)

Завдання 3. Визначити по гідрографу величину стоку снігових, дощових і підземних вод і їхню частку в % від річного стоку в загальному живленні ріки. При підрахунку величини стоку кожного типу живлення потрібно визначити виділену площу живлення в см кв і помножити на її значення 1 см кв в масштабі рисунка.

Завдання 4. За гідрографом подати короткий аналіз джерел живлення зазначеної ріки.

Контрольні запитання

1. Що таке водний режим ріки?
2. Що таке витрата води і як її визначають?
3. Назвіть фази водного режиму ріки та проаналізуйте їх.
4. Що таке типовий гідрограф?
5. Як будують гідрограф ріки і що він показує?
6. Як розчленовують гідрограф за типами живлення?

Список літератури

1. Гидрология и гидрометрия. Под ред. И.А.Кузника. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - С. 65-72.
2. Давыдов Л.К., Дмитриева А А, Конкина КГ. Общая гидрология. -Л.: Гидрометеогодат, 1973. - С. 241-242, 249-250.
3. Железняков Г. В Гидрология и гидрометрия. М.:  Высшая школа, 1981.-С. 63-68.
4. Михайлов В.Н., Добровольский АД. Общая гидрология: Учеб. длягеогр. спец. вузов.-М: Высш. шк., 1991.-С. 137-154.
5. Проць Г.Л. Лабораторні роботи із загальної гідрології. Львів: ЛДУ імені Івана Франка, 1981. С 15-17.
6. Чеботарев АИ. Общая гидрология (воды суши).- Л.: Гидрометеоиздат, 1975.-С. 300-308.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом
Завантажити книгу
Система Orphus