GIỚI THIỆU

Nhiệm vụ tính toán thủy văn và vai trò của chúng đối với sự phát triển kinh tế đất nước. Kết nối tính toán thủy văn với các ngành khoa học khác. Lịch sử phát triển tính toán thủy văn: những công trình đầu tiên của các nhà khoa học nước ngoài thế kỷ 17-19; công trình của các nhà khoa học Nga cuối thế kỷ 19 - đầu thế kỷ 20; sách giáo khoa thủy văn đầu tiên ở Nga; Liên Xô thời kỳ phát triển tính toán thủy văn; Đại hội thủy văn toàn Liên minh và vai trò của họ trong việc phát triển các phương pháp tính toán dòng chảy trên sông; thời kỳ hậu Xô Viết phát triển tính toán thủy văn. Các đặc điểm chính của dòng chảy sông. Ba trường hợp xác định đặc điểm thủy văn.

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY SÔNG.

Phân tích di truyền dữ liệu thủy văn: phương pháp địa lý và thủy văn và các trường hợp đặc biệt của nó - phương pháp tương tự thủy văn, nội suy địa lý và thủy văn-địa chất thủy văn. Phân tích xác suất-thống kê: phương pháp thời điểm, phương pháp khả năng cực đại, phương pháp định lượng, phân tích tương quan và hồi quy, phân tích nhân tố, phương pháp thành phần chính, phương pháp phân tích biệt thức. Phương pháp phân tích toán học tính toán: Hệ thống phương trình đại số, vi phân và tích phân hàm, phương trình đạo hàm riêng, phương pháp Monte Carlo. mô hình hóa toán học các hiện tượng và quá trình thủy văn, các lớp và các loại mô hình. Phân tích hệ thống.

PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC TÍNH CHẤT THỦY LỰC.

Bản đồ đường viền dòng chảy: nguyên tắc xây dựng, độ tin cậy xác định dòng chảy. Phân vùng thủy văn lãnh thổ: khái niệm, ranh giới áp dụng, nguyên tắc phân vùng và phương pháp phân vùng, phương pháp xác định ranh giới các vùng, tính đồng nhất của các vùng. Xử lý đồ họa dữ liệu thủy văn: phụ thuộc đồ họa trực tuyến, hàm mũ và hàm mũ.

CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG.

Tầm quan trọng của việc hiểu rõ cơ chế và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố vật lý, địa lý đến chế độ và cường độ dòng chảy mặt sông. phương trình Sự cân bằng nước lưu vực sông. Phân loại các nhân tố hình thành dòng chảy trên sông. Các yếu tố khí hậu, khí tượng của dòng chảy sông: lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ không khí. Ảnh hưởng của các yếu tố lưu vực sông và bề mặt bên dưới đến dòng chảy: vị trí địa lý, kích thước, hình dạng của lưu vực sông, phù điêu, thảm thực vật, đất và đá, băng vĩnh cửu, hồ, đầm lầy, sông băng và đóng băng trong lưu vực. Ảnh hưởng hoạt động kinh tế trên dòng chảy sông: tạo hồ chứa và ao, phân phối lại dòng chảy giữa các lưu vực sông, tưới tiêu cho các lĩnh vực nông nghiệp, thoát nước đầm lầy và vùng đất ngập nước, các hoạt động nông lâm kết hợp ở các khu vực lưu vực sông, tiêu thụ nước cho nhu cầu công nghiệp và sinh hoạt, đô thị hóa, khai thác mỏ.

CÁC THÔNG SỐ THỐNG KÊ DÒNG CHẢY SÔNG.

ĐỘ TIN CẬY CỦA THÔNG TIN THỦY HỌC BAN ĐẦU.

Tốc độ dòng chảy và các nguyên tắc tính toán của nó. Biến thiên dòng chảy trên sông, tương đối (hệ số biến thiên) và tuyệt đối (trung bình độ lệch chuẩn) biểu hiện, mối liên hệ với các yếu tố khí tượng. Biến động phân bố dòng chảy trong năm, dòng chảy lớn nhất của lũ xuân và lũ mưa, dòng chảy nhỏ nhất mùa đông và mùa hạ. Hệ số bất đối xứng. Mức độ tin cậy của thủy văn thông tin lai lịch. Nguyên nhân sai số chế độ thông tin thủy văn.

ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG HÀNG NĂM.

Dòng chảy hàng năm của các con sông là đặc điểm thủy văn chính. điều kiện hình thành dòng chảy hàng năm: lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ không khí. Ảnh hưởng của hồ, đầm lầy, sông băng, tảng băng, diện tích lưu vực, chiều cao lưu vực, rừng và sự phát quang của nó, tạo hồ chứa, thủy lợi, tiêu thụ nước công nghiệp và đô thị, thoát nước đầm lầy và đất ngập nước, các biện pháp nông lâm kết hợp đối với sự hình thành dòng chảy sông hàng năm. Khái niệm về tính đại diện của một loạt dữ liệu thủy văn. Các yếu tố dao động theo chu kỳ của dòng chảy. Độ đồng bộ, không đồng bộ, dao động cùng pha, lệch pha của cống. Tính toán tốc độ dòng chảy hàng năm khi có, không đủ và không có dữ liệu quan sát. Phân phối dòng chảy hàng năm trên lãnh thổ của Nga.

CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH VÀ TÍNH TOÁN

SỰ PHÂN BỐ DÒNG CHẢY SÔNG TRONG NĂM.

Ý nghĩa thực tiễn kiến thức về sự phân bố dòng chảy trong năm. Vai trò của khí hậu đối với sự phân bố dòng chảy mặt trong năm. Các yếu tố bề mặt cơ bản điều chỉnh phân phối nội bộ hàng năm dòng chảy: hồ, đầm lầy, vùng ngập lũ sông, sông băng, băng vĩnh cửu, đóng băng, rừng, đá vôi, kích thước lưu vực sông, hình dạng lưu vực. Ảnh hưởng của việc tạo hồ chứa, ao hồ, hoạt động tưới tiêu, nông lâm kết hợp và tiêu nước đến sự phân bố dòng chảy trong năm của sông. Tính toán phân phối dòng chảy trong năm khi có, thiếu và không có dữ liệu quan sát. Tính toán phân phối dòng chảy hàng ngày. Đường cong thời lượng của chi phí hàng ngày. Hệ số điều tiết dòng chảy tự nhiên. Hệ số không đồng đều dòng chảy năm.

ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÀNH VÀ TÍNH TỐI ĐA

DÒNG CHẢY SÔNG TRONG THỜI KỲ LŨ XUÂN.

Khái niệm “lũ (lũ) thảm khốc”. Thực tế và ý nghĩa khoa họcđánh giá tin cậy các thông số thống kê lũ lụt. nguyên nhân lũ lụt thảm khốc. Nhóm gen của tốc độ dòng nước tối đa. Ước tính mức độ đầy đủ của tốc độ dòng nước tối đa tùy thuộc vào loại vốn kết cấu thủy lực. Chất lượng thông tin ban đầu về lưu lượng xả nước tối đa. Điều kiện hình thành dòng chảy lũ: trữ lượng tuyết trong lưu vực sông và trữ lượng nước trong lớp phủ tuyết, tổn thất do bay hơi do tuyết, cường độ và thời gian tuyết tan, tổn thất tan chảy nước. Các yếu tố bề mặt bên dưới: địa hình, độ dốc, kích thước, cấu hình, sự phân chia của lưu vực, hồ và đầm lầy, đất và đất. yếu tố nhân sinh hình thành dòng chảy cực đại của lũ. Thuyết di truyền về sự hình thành dòng chảy cực đại. Giảm dòng chảy tối đa. Các tính toán về dòng chảy mùa xuân tối đa khi có, không đầy đủ và không có dữ liệu quan sát. Các mô hình toán học và lý-toán của quá trình hình thành nước chảy tràn.

LƯU LƯỢNG SÔNG TỐI ĐA TRONG THỜI KỲ LŨ MƯA.

Các khu vực phân bố cực đại mưa lớn. Khó khăn trong việc nghiên cứu và khái quát các đặc trưng của mưa chảy tràn. Các loại mưa và thành phần của chúng. Đặc điểm hình thành lũ do mưa: cường độ và thời gian mưa, cường độ thấm, tốc độ và thời gian chảy tràn của nước mưa. Vai trò của các yếu tố bề mặt cơ bản và các loại hoạt động kinh tế trong việc hình thành mưa chảy tràn. Tính toán lưu lượng nước lớn nhất của lũ do mưa khi có, thiếu và không có số liệu quan trắc. Mô phỏng dòng chảy của mưa lũ.

ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH VÀ TÍNH TOÁN CỦA MÙA HÈ TỐI THIỂU
VÀ RÚT MÙA ĐÔNG CỦA SÔNG.

Khái niệm về thời kỳ nước kiệt và nước chảy tràn. Ý nghĩa thực tiễn của kiến ​​thức về dòng chảy tối thiểu của sông ngòi. Các đặc điểm thiết kế chính của dòng chảy tối thiểu và kiệt của sông. Thời gian của mùa đông và mùa hè hoặc thời kỳ nước thấp mùa hè-thu trên các con sông của Nga. Các loại nước thấp và thời kỳ nước thấp của các con sông Nga. Các yếu tố hình thành dòng chảy tối thiểu: lượng mưa, nhiệt độ, sự bốc hơi, sự kết nối của nước vùng sục khí, nước ngầm, nước đá vôi và nước phun với sông, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn trong lưu vực, hồ, đầm lầy, rừng, sự chia cắt và độ cao của địa hình, vùng ngập lũ của sông , độ sâu xói mòn của lòng sông, diện tích lưu vực mặt và lưu vực ngầm, độ dốc và hướng của lưu vực, tưới tiêu cho đất nông nghiệp, tiêu thụ nước sông cho công nghiệp và sinh hoạt, thoát nước, sử dụng nước ngầm, tạo hồ chứa, đô thị hóa. Tính toán lượng nước chảy tràn tối thiểu ở mực nước thấp cho các khối lượng thông tin thủy văn ban đầu khác nhau.

4. CÔNG TRÌNH THỰC TIỄN.

CÔNG VIỆC THỰC TIỄN SỐ 1.

TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY HÀNG NĂM SÔNG
KHÔNG ĐỦ VÀ KHÔNG CÓ DỮ LIỆU QUAN SÁT.

NHIỆM VỤ 1: Chọn lưu vực sông có diện tích lưu vực ít nhất 2000 km² và không quá 50000km ² trong khu vực Tyumen và trích xuất từ ​​các ấn phẩm của WRC cho lưu vực này một số quan sát về lưu lượng trung bình hàng năm.

NHIỆM VỤ 2: Xác định các tham số thống kê của đường cong cho dòng chảy trung bình năm của sông đã chọn bằng các phương pháp thời điểm, khả năng cực đại, phân tích đồ thị.

NHIỆM VỤ 3: Xác định dòng chảy năm của sông với các bảo 1%, 50% và 95%.

NHIỆM VỤ 4: Tính toán dòng chảy trung bình hàng năm của cùng một dòng sông bằng cách sử dụng bản đồ đường đẳng trị của mô-đun và lớp dòng chảy và đánh giá độ chính xác của tính toán.

LÝ THUYẾT: Khi có hoặc không đủ dữ liệu quan sát, các thông số thống kê chính của dòng chảy trên sông được xác định bằng ba phương pháp: phương pháp khoảnh khắc, phương pháp xác suất cực đại và phương pháp phân tích đồ thị.

PHƯƠNG PHÁP MẸ.

Để xác định các tham số của đường cong phân phốiQo, Cv và Cs theo phương pháp khoảnh khắc, các công thức sau được sử dụng:

1) giá trị tiêu thụ nước trung bình dài hạn

Qо = ΣQi /n, trong đó

Qi – giá trị tiêu thụ nước hàng năm, m³/s;

n là số năm quan sát; đối với chuỗi quan sát dưới 30 năm, thay n, lấy (n - 1).

2) hệ số biến thiên

Cv \u003d ((Σ (Ki -1)²) / n)½, trong đó

Ki - hệ số modul tính theo công thức

Ki \u003d Qi / Qo.

3) hệ số bất đối xứng

Cs \u003d Σ (Ki - 1)³ / (n Cv³).

Dựa trên các giá trị Cv và Cs, tỷ lệ Cs / Cv và sai số tính toán của Qo, Cv và Cs được tính toán:

1) Lỗi Qo

σ = (Cv /n½) 100%;

2) Sai số Cv không quá 10-15%

Έ = ((1+Cv²) / 2n)½ 100%,

3) Lỗi Cs

έ = ((6/n)½ (1+6Cv²+5Cv ( ½ / Cs) 100%.

phương pháp khả năng tối đa .

Bản chất của phương pháp là giá trị có thể xảy ra nhất của tham số chưa biết mà tại đó hàm khả năng đạt đến giá trị cao nhất có thể. Trong trường hợp này, các thành viên của chuỗi, tương ứng với giá trị lớn hơn chức năng. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng thống kê λ 1 , λ 2 , λ 3. Thống kê λ 2 và λ 3 được kết nối với nhau và tỷ lệ của chúng thay đổi từ sự thay đổi của Cv và tỷ lệ Cs / Cv. Số liệu thống kê được tính bằng các công thức:

1) thống kê λ 1 có một trung bình chuỗi số học quan sát

λ 1 = ΣQi/n;

2) thống kê λ 2

λ 2 \u003d Σ IgKi / (n - 1);

3) thống kê λ 3

λ3 = Σ Ki· IgКi /(n – 1).

Việc xác định hệ số biến thiên Cv và tỷ lệ Cs / Cv được thực hiện theo biểu đồ (xem trong sách giáo khoa. Thực hành thủy văn. L.: Gidrometeoizdat, 1976, tr. 137) theo thống kê tính toán λ 2 và λ 3 . Trên các biểu đồ, chúng tôi tìm thấy điểm giao nhau của các giá trị của thống kê λ 2 và λ 3 . Giá trị Cv được xác định từ đường cong đứng gần nó nhất, và tỷ lệ Cs/Cv được xác định từ đường cong nằm ngang, từ đó chúng ta tiến tới giá trị Cs. Sai số Cv được xác định theo công thức:

Έ = (3 / (2n(3+ Cv²)))½ 100%.

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒ THỊ .

Với phương pháp này, các tham số thống kê của đường cong tài trợ phân tích được tính toán theo ba tọa độ đặc trưng của đường cong tài trợ theo kinh nghiệm được làm phẳng. Các tọa độ này là Q

Trên sợi xác suất bán logarit, sự phụ thuộc Q = f (P) được xây dựng. Để xây dựng một đường cung theo kinh nghiệm được làm phẳng, cần phải xây dựng một loạt các quan sát theo trình tự giảm dần và cho từng giá trị tiêu thụ nước được xếp hạng Q ub . gán giá trị của chứng khoán P, được tính theo công thức:

P \u003d (m / n + 1) 100%, trong đó

m- số seri thành viên hàng;

n là số phần tử của chuỗi.

Các giá trị dự phòng được vẽ dọc theo trục hoành, Q tương ứng giết Các điểm giao nhau được biểu thị bằng các vòng tròn có đường kính 1,5-2 mm và được cố định bằng mực. Một đường cong bảo mật theo kinh nghiệm được làm nhẵn được vẽ trên các điểm bằng bút chì. Ba tọa độ đặc trưng Q được lấy từ đường cong này 5%, Q 50% và Q 95% tính khả dụng, nhờ đó giá trị của hệ số lệch S của đường cung được tính theo công thức sau:

S = (Q 5% + Q 95% - 2 Q 50%) / (Q 5% - Q 95%).

Hệ số nghiêng là một hàm của hệ số lệch. Do đó, theo giá trị tính toán của S, giá trị của Cs được xác định (xem Phụ lục 3 trong giáo trình. Thủy văn thực hành. L.: Gidrometeoizdat, 1976, tr. 431). Theo cùng một ứng dụng, tùy thuộc vào giá trị thu được của Cs, sự khác biệt của độ lệch chuẩn hóa (Ф 5% - F 95% ) và độ lệch chuẩn hóa Ф 50% . Tiếp theo, tính độ lệch chuẩn σ, giá trị trung bình dòng chảy lâu năm Qо´và hệ số biến thiên Сv theo các công thức sau:

σ \u003d (Q 5% - Q 95%) / (F 5% - F 95%),

Qo ´ \u003d Q 50% - σ F 50%,

Сv = σ/Q´.

Đường cong tài trợ phân tích được coi là đủ phù hợp với phân phối theo kinh nghiệm nếu sự bất bình đẳng sau đây được thỏa mãn:

IQo - Qo´I< 0,02·Qо.

Trung bình lỗi bậc hai Q®´ được tính theo công thức:

σ Qo´ = (Сv/n½)100%.

Hệ số sai số biến đổi

Έ = ((1+ Сv²) / 2n)½ 100%.

TÍNH TOÁN CHI PHÍ CỦA BẢO ĐẢM ĐƯỢC CẤP .

Việc tiêu thụ một chứng khoán nhất định được tính theo công thức:

Qр = Кр·Qо, trong đó

Кр - hệ số mô-đun của p% bảo mật đã cho, được tính theo công thức

Kp \u003d Fr Cv + 1, ở đâu

Fr - độ lệch chuẩn hóa của một chứng khoán nhất định so với giá trị trung bình của các tọa độ của đường cong phân phối nhị thức, được xác định theo Phụ lục 3 của sổ tay đào tạo. Thủy văn thực tế. L.: Gidrometeoizdat, 1976, tr.431.

Đề xuất cho các tính toán thủy văn tiếp theo và công việc thiết kế các thông số thống kê cho lưu vực sông và chi phí bảo đảm của nó thu được bằng cách tính giá trị trung bình cộng của các giá trị thu được bằng ba phương pháp trên Qo, Cv, Cs, Q Bảo mật 5%, Q 50% và Q 95%.

XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ DÒNG CHẢY TRUNG BÌNH NĂM SÔNG

THẺ.

Trong trường hợp không có dữ liệu quan sát về dòng chảy, một trong những cách để xác định nó là bản đồ các đường cô lập của các mô-đun và lớp dòng chảy (xem Hình. hướng dẫn. Thủy văn thực tế. L.: Gidrometeoizdat, 1976, tr. 169-170). Giá trị của mô đun hoặc lớp dòng chảy được xác định cho trung tâm của khu vực lưu vực của sông. Nếu tâm của lưu vực sông nằm trên đường đẳng lập, thì giá trị trung bình của dòng chảy mặt của lưu vực này được lấy từ giá trị của đường đẳng lập này. Nếu lưu vực sông nằm giữa hai đường cô lập, thì giá trị dòng chảy cho tâm của nó được xác định bằng phép nội suy tuyến tính. Nếu lưu vực có nhiều đường cô lập cắt ngang thì giá trị mô đun dòng chảy (hoặc lớp dòng chảy) tại tâm lưu vực được xác định bằng phương pháp bình quân gia quyền theo công thức:

Мср = (М 1 f 1 + М 2 f 2 +…М n f n ) / (f 1 + f 2 +…f n ), trong đó

M 1, M 2 ... - giá trị dòng chảy trung bình giữa các dòng cô lập liền kề qua lưu vực sông;

f1, f2… - diện tích lưu vực giữa các đường đồng mức trong khu vực lưu vực (tính bằng km² hoặc theo tỷ lệ phân chia).

Để xác định dòng nước trong sông vẫn chưa được xác định tốc độ trung bình dòng sông. Điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau:

Để xác định dòng chảy của sông tuỳ thuộc vào diện tích lưu vực, độ cao của lớp trầm tích v.v. trong thủy văn, các đại lượng sau đây được sử dụng:

• dòng chảy sông,
• mô-đun cống
• yếu tố dòng chảy.

dòng chảy sôngđược gọi là tiêu thụ nước trong một khoảng thời gian dài, ví dụ, mỗi ngày, thập kỷ, tháng, năm.

mô-đun thoát nước gọi là lượng nước, tính bằng lít, chảy trung bình trong 1 giây từ diện tích lưu vực sông 1 km2:

hệ số dòng chảy gọi tỉ số giữa lưu lượng nước trong sông với lượng mưa (M) trên diện tích lưu vực sông trong cùng thời gian, biểu thị bằng phần trăm:

trong đó a là hệ số dòng chảy tính bằng phần trăm, Qr là lượng dòng chảy hàng năm tính bằng mét khối, M là lượng mưa hàng năm tính bằng milimét.

Để xác định lưu lượng nước hàng năm của dòng sông đang nghiên cứu, cần nhân lưu lượng nước với số giây trong một năm, tức là 31,5-106 giây.

Vì định nghĩa mô-đun chìm cần biết lưu lượng xả nước và diện tích lưu vực phía trên mục tiêu, theo đó lưu lượng xả nước của con sông này được xác định.

lưu vực sông có thể được đo trên bản đồ. Đối với điều này, các phương pháp sau đây được sử dụng:

1. lập kế hoạch,
2. phân tích thành các số liệu cơ bản và tính toán diện tích của chúng;
3. đo diện tích bằng bảng màu;
4. tính diện tích bằng bảng trắc địa.

Chúng tôi tin rằng học sinh sẽ dễ dàng sử dụng phương pháp thứ ba và đo diện tích bằng bảng màu, tức là giấy trong suốt (giấy kẻ ô) có in hình vuông trên đó (nếu không có giấy vẽ ô vuông thì bạn có thể bôi dầu lên giấy).

Có một bản đồ của khu vực đang nghiên cứu ở một tỷ lệ nhất định, bạn cần tạo một bảng màu với các ô vuông tương ứng với tỷ lệ của bản đồ. Đầu tiên, bạn nên phác thảo lưu vực của con sông này trên một hướng nhất định, sau đó đặt một bảng màu lên bản đồ để chuyển đường viền của lưu vực trên đó. Để xác định diện tích, trước tiên bạn cần đếm số ô vuông đầy đủ nằm bên trong đường viền, sau đó cộng các ô vuông này, bao phủ một phần lưu vực của dòng sông đã cho. Cộng các ô vuông và nhân số kết quả với diện tích của một ô vuông, chúng ta tìm ra diện tích của lưu vực sông phía trên tuyến này.

trong đó Q là lưu lượng nước. để dịch mét khối tính bằng lít, chúng tôi nhân mức tiêu thụ với 1000, S là diện tích của hồ bơi.

Để xác định hệ số dòng chảy sông bạn cần biết dòng chảy hàng năm của dòng sông và lượng nước đã đổ xuống diện tích của một lưu vực sông nhất định. Thể tích nước rơi trên diện tích của một hồ bơi nhất định rất dễ xác định. Để làm điều này, bạn cần diện tích của hồ bơi, được biểu thị bằng Kilomét vuông, nhân với độ dày của lớp kết tủa (cũng tính bằng km).

Ví dụ: nếu lượng mưa ở một khu vực nhất định là 600 mm mỗi năm, thì độ dày sẽ bằng 0,0006 km và hệ số dòng chảy sẽ bằng

trong đó Qp là dòng chảy hàng năm của sông và M là diện tích của lưu vực; nhân phân số với 100 để xác định hệ số dòng chảy dưới dạng phần trăm.

Xác định độ dinh dưỡng của sông.

Cần phải tìm ra các loại thức ăn của dòng sông: đất, mưa, từ tuyết tan, hồ hoặc đầm lầy. Ví dụ, r. Klyazma được nuôi dưỡng bởi đất, tuyết và mưa, trong đó lượng đất cho ăn là 19%, tuyết - 55% và mưa - 26%.

Bản thân học sinh sẽ không thể tính toán các dữ liệu tỷ lệ phần trăm này, chúng sẽ phải được lấy từ các nguồn văn học.

Xác định chế độ dòng chảy sông

Để đặc trưng cho chế độ dòng chảy của sông, bạn cần thiết lập:

a) mực nước thay đổi theo mùa nào (sông có mực nước không đổi, trở nên rất nông vào mùa hè, cạn kiệt, mất nước trong ao và biến mất khỏi bề mặt);

b) thời gian lũ lụt, nếu nó xảy ra;

c) chiều cao của nước trong trận lũ (nếu không có quan sát độc lập thì theo dữ liệu thăm dò);

d) thời gian đóng băng của dòng sông, nếu nó xảy ra (theo quan sát cá nhân của họ hoặc theo thông tin thu được từ một cuộc khảo sát).

Xác định chất lượng nước.

Để xác định chất lượng nước, bạn cần tìm hiểu xem nó có màu đục hay trong suốt, có thể uống được hay không. Độ trong của nước được xác định bằng một đĩa trắng (đĩa Secchi) có đường kính xấp xỉ 30 cm, được tính tổng trên một vạch đánh dấu hoặc gắn vào một cột đánh dấu. Nếu đĩa được hạ xuống trên dây, thì một vật nặng được gắn bên dưới, dưới đĩa để đĩa không bị dòng điện cuốn đi. Độ sâu mà đĩa này trở nên vô hình là dấu hiệu cho thấy độ trong của nước. Bạn có thể làm một cái đĩa bằng ván ép và sơn nó vào màu trắng, nhưng sau đó tải phải được treo đủ nặng để nó rơi thẳng đứng xuống nước và bản thân đĩa duy trì vị trí nằm ngang; hoặc tấm ván ép có thể được thay thế bằng một tấm.

Xác định nhiệt độ nước sông

Nhiệt độ của nước trong sông được xác định bằng nhiệt kế lò xo, cả trên mặt nước và ở các độ sâu khác nhau. Giữ nhiệt kế trong nước trong 5 phút. Nhiệt kế lò xo có thể được thay thế bằng nhiệt kế bồn tắm có khung gỗ thông thường, nhưng để nó chìm xuống nước ở các độ sâu khác nhau, bạn phải buộc một vật nặng vào nó.

Bạn có thể xác định nhiệt độ của nước trong sông với sự trợ giúp của máy đo độ tắm: máy đo độ sâu-máy đo tốc độ và máy đo độ sâu chai. Bathometer-tachymeter bao gồm một quả bóng cao su dẻo với thể tích khoảng 900 cm3; một ống có đường kính 6 mm được đưa vào nó. Máy đo độ sâu-tachymeter được cố định trên một thanh và hạ xuống các độ sâu khác nhau để lấy nước. Nước thu được được rót vào ly và nhiệt độ của nó được xác định.

Không khó để tự làm một máy đo tốc độ cho học sinh. Để làm được điều này, bạn cần mua một buồng cao su nhỏ, đặt vào đó và buộc một ống cao su có đường kính 6 mm. Thanh có thể được thay thế bằng một cột gỗ, chia nó thành cm. Thanh của máy đo độ tắm tachymeter phải được hạ thẳng đứng xuống nước đến một độ sâu nhất định, sao cho lỗ mở của máy đo độ tắm tachymeter hướng về phía hạ lưu. Sau khi hạ xuống một độ sâu nhất định, thanh phải được quay 180 ° và giữ trong khoảng 100 giây để lấy nước, sau đó thanh phải được quay lại 180 °. Nó nên được loại bỏ để nước không tràn ra khỏi chai. Sau khi rót nước vào ly, xác định nhiệt độ của nước ở độ sâu nhất định bằng nhiệt kế.

Do sự chuyển động hỗn loạn của nước trong sông, nhiệt độ của các lớp đáy và bề mặt gần như giống nhau. Ví dụ, nhiệt độ nước dưới đáy là 20,5° và trên bề mặt là 21,5°.

Sẽ rất hữu ích khi đo đồng thời nhiệt độ không khí bằng nhiệt kế dây đeo và so sánh với nhiệt độ nước sông, đảm bảo ghi lại thời điểm quan sát. Đôi khi chênh lệch nhiệt độ lên tới vài độ. Ví dụ lúc 13 giờ nhiệt độ không khí là 20°, nhiệt độ nước sông là 18°.

Nghiên cứu trong một số lĩnh vực của bản chất của lòng sông

Khi nghiên cứu ở một số khu vực nhất định về bản chất của lòng sông, cần phải:

a) đánh dấu các khe và khe nứt chính, xác định độ sâu của chúng;

b) khi phát hiện ghềnh và thác nước, hãy xác định độ cao của mùa thu;

c) phác thảo và, nếu có thể, đo đạc các đảo, bãi cạn, vùng giữa, luồng bên;

d) thu thập thông tin ở những nơi sông xói mòn bờ và ở những nơi bị xói mòn đặc biệt mạnh, xác định bản chất của đá bị xói mòn;

e) nghiên cứu bản chất của vùng đồng bằng, nếu phần cửa sông đang được nghiên cứu và vẽ nó trên sơ đồ trực quan; xem liệu các cánh tay riêng lẻ có tương ứng với những cánh tay được hiển thị trên bản đồ hay không.

Làm quen với sự xuất hiện của lòng sông

khi học vẻ bề ngoài lòng sông nên đưa ra một mô tả về nó và tạo các bản phác thảo về các phần khác nhau của kênh, tốt nhất là những nơi trên cao.

Đặc điểm chung của dòng sông và công dụng của nó

Với bài văn tả chung về dòng sông, các em cần tìm hiểu:

a) phần nào của sông bị xói lở chủ yếu và phần nào đang tích tụ;

b) mức độ uốn khúc.

Để xác định mức độ uốn khúc, bạn cần biết hệ số quanh co, tức là tỷ lệ chiều dài của sông trong khu vực nghiên cứu với khoảng cách ngắn nhất giữa các điểm nhất định trong phần nghiên cứu của sông; ví dụ, sông A có chiều dài 502 km, và khoảng cách ngắn nhất giữa nguồn và cửa sông chỉ có 233 km nên hệ số quanh co

trong đó K là hệ số khúc khuỷu, L là chiều dài của sông, l là khoảng cách ngắn nhất giữa nguồn và cửa sông, và do đó

Đặc điểm dòng chảy năm

Dòng chảy là sự di chuyển của nước trên bề mặt, cũng như trong độ dày của đất và đá trong chu kỳ của nó trong tự nhiên. Trong tính toán, dòng chảy tràn được hiểu là lượng nước chảy ra khỏi lưu vực trong một khoảng thời gian bất kỳ. Lượng nước này có thể được biểu thị bằng tốc độ dòng chảy Q, thể tích W, mô đun M hoặc lớp chảy tràn h.

Lưu lượng dòng chảy W - lượng nước chảy từ lưu vực trong một khoảng thời gian bất kỳ (ngày, tháng, năm, v.v.) - được xác định theo công thức

W \u003d QT [m 3], (19)

trong đó Q là lượng nước tiêu thụ trung bình trong khoảng thời gian tính toán, m 3 /s, T là số giây trong khoảng thời gian tính toán.

Do lưu lượng nước trung bình được tính trước đó là tốc độ dòng chảy hàng năm, lưu lượng dòng chảy của r. Keget mỗi năm W \u003d 2,39 365,25 24 3600 \u003d 31764096 m 3.

Môđun dòng chảy M - lượng nước chảy từ một đơn vị diện tích lưu vực trong một đơn vị thời gian - được xác định theo công thức

М=103Q/F [l/(m2)], (20)

trong đó F là diện tích lưu vực, km 2 .

mô-đun thoát nước Kegets М=10 3 2,39/178 = 13,42 l/(m2 2).

Lớp dòng chảy h mm - lượng nước chảy từ lưu vực trong bất kỳ khoảng thời gian nào, bằng độ dày của lớp, phân bố đều trên diện tích của lưu vực này, được xác định theo công thức

h=W/(F 10 3)=QT/(F 10 3). (21)

Lớp dòng chảy cho lưu vực sông. Kegets h = 31764096/ (178 10 3) = 178,44 mm.

Các đặc tính không thứ nguyên bao gồm hệ số mô đun và hệ số dòng chảy.

Hệ số mô-đun K là tỷ lệ dòng chảy cho bất kỳ năm cụ thể nào với tốc độ dòng chảy:

K \u003d Q i /Q 0 \u003d W i / W 0 \u003d h i / h 0, (22)

và cho r. Kegets trong khoảng thời gian được xem xét K thay đổi từ K = 1,58 / 2,39 = 0,66 cho một năm với lưu lượng tối thiểu đến K = 3,26 / 2,39 = 1,36 cho lưu lượng tối đa.

Hệ số dòng chảy - tỷ lệ giữa thể tích hoặc lớp dòng chảy với lượng mưa x rơi xuống khu vực lưu vực, gây ra dòng chảy:

Hệ số dòng chảy cho thấy bao nhiêu lượng mưa đi đến sự hình thành của dòng chảy.

TRONG hạn giấy cần xác định các đặc điểm của dòng chảy hàng năm cho lưu vực được xem xét, lấy tốc độ dòng chảy từ mặt cắt

Phân phối dòng chảy trong năm

Sự phân bố trong năm của dòng chảy mặt sông chiếm nơi quan trọng trong vấn đề nghiên cứu và tính toán dòng chảy cả về mặt thực tiễn và khoa học, đồng thời là lớn nhất nhiệm vụ đầy thử thách nghiên cứu thủy văn /2,4,13/.

Các yếu tố chính xác định sự phân bố dòng chảy trong năm và giá trị tổng thể, - khí hậu. Họ định nghĩa tính cách chung(nền tảng) sự phân bố dòng chảy mặt trong năm của một thời kỳ cụ thể khu vực địa lý; thay đổi lãnh thổ phân phối dòng chảy theo biến đổi khí hậu.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố dòng chảy quanh năm bao gồm hồ, độ che phủ của rừng, độ đầm lầy, quy mô lưu vực, tính chất của đất và thổ nhưỡng, độ sâu của nước ngầm, v.v., ở một mức độ nhất định, cần được tính đến trong tính toán cả khi không có và khi có tài liệu quan sát.

Tùy thuộc vào sự sẵn có của dữ liệu thủy văn, các phương pháp sau tính toán phân phối dòng chảy trong năm:

với sự có mặt của các quan sát trong khoảng thời gian ít nhất là 10 năm: a) phân phối tương tự với phân phối của một năm thực; b) phương pháp sắp xếp các mùa;

trong trường hợp không có hoặc không đầy đủ (dưới 10 năm) dữ liệu quan sát: a) bằng cách tương tự với sự phân bố dòng chảy của sông tương tự được nghiên cứu; b) theo các sơ đồ khu vực và sự phụ thuộc khu vực của các tham số phân phối dòng chảy trong năm vào các yếu tố vật lý và địa lý.

Phân bố dòng chảy trong năm thường không được tính theo năm dương lịch mà theo năm quản lý nước, bắt đầu từ mùa nước cao. Ranh giới của các mùa được chỉ định như nhau cho tất cả các năm, được làm tròn đến tháng gần nhất.

Xác suất ước lượng dòng chảy vượt trong năm, giới hạn thời kỳ và mùa, được ấn định phù hợp với nhiệm vụ quản lý sử dụng nước của dòng chảy sông.

Trong quá trình làm việc, cần phải thực hiện các phép tính với sự có mặt của các quan sát thủy văn.

Tính toán phân phối dòng chảy trong năm theo phương pháp bố trí

Dữ liệu ban đầu để tính toán là lượng nước tiêu thụ trung bình hàng tháng và tùy theo mục đích sử dụng mà tính toán phần trăm P cung cấp cho trước và chia thành các giai đoạn, mùa vụ.

Việc tính toán được chia thành hai phần:

phân phối giữa các mùa, có tầm quan trọng lớn nhất;

phân phối theo mùa (theo tháng và theo thập kỷ, được thiết lập với một số biểu đồ.)

Phân phối giữa các mùa. Tùy theo kiểu phân bố dòng chảy trong năm mà năm được chia thành hai thời kỳ: nước nhiều và nước thấp (nước thấp). Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, một trong số chúng được chỉ định giới hạn.

Thời kỳ hạn (mùa) là căng thẳng nhất về sử dụng nước. Đối với mục đích tiêu nước, thời hạn là nước dâng cao; phục vụ tưới tiêu, năng-nước cạn.

Khoảng thời gian bao gồm một hoặc hai mùa. Trên các sông có lũ mùa xuân cho mục đích tưới tiêu, người ta phân biệt như sau: thời kỳ nước dâng cao (còn gọi là mùa) - mùa xuân và thời kỳ nước ròng (hạn chế), bao gồm các mùa; hè thu đông và thời vụ hạn chế tưới là hè thu (mùa đông sử dụng năng lượng).

Việc tính toán được thực hiện theo các năm thủy văn, tức là trong nhiều năm bắt đầu với mùa nước dâng cao. Ngày của các mùa được ấn định giống nhau cho tất cả các năm quan sát, được làm tròn thành tháng gần nhất. Thời gian của mùa nước dâng cao được chỉ định sao cho nước dâng cao được đặt trong ranh giới của mùa cả trong những năm bắt đầu sớm nhất và có ngày kết thúc muộn nhất.

Trong nhiệm vụ, thời gian của các mùa có thể được thực hiện như sau: mùa xuân - tháng 4, tháng 5, tháng 6; hè thu - tháng 7, 8, 9, 10, 11; mùa đông - tháng 12 và tháng 1, 2, 3 năm sau.

Lượng dòng chảy cho các mùa và thời kỳ riêng lẻ được xác định bằng tổng lưu lượng trung bình hàng tháng (Bảng 10). TRONG năm ngoái chi phí tháng 12 được cộng vào chi phí 3 tháng (I, II, III) của năm thứ nhất.

Khi tính toán theo phương pháp bố trí, phân phối dòng chảy trong năm được lấy từ điều kiện bằng nhau về xác suất vượt quá lượng dòng chảy trong năm, dòng chảy trong thời kỳ giới hạn và trong đó cho mùa giới hạn. Do đó, cần xác định chi phí bảo đảm do dự án quy định (trong nhiệm vụ P = 80%) trong năm, thời hạn và mùa vụ. Do đó, cần phải tính toán các tham số của đường cung (О 0 , С v và С s) cho thời kỳ và mùa giới hạn (đối với dòng chảy hàng năm, các tham số đã được tính toán ở trên). Các tính toán được thực hiện theo phương pháp mômen trong Bảng. 10 theo sơ đồ nêu trên đối với dòng chảy hàng năm.

Bạn có thể xác định chi phí ước tính bằng cách sử dụng các công thức:

dòng chảy hàng năm

Orasgod \u003d Kr "12Q 0, (26)

thời hạn

Orasinter = KрQ0inter, (27)

mùa hạn

Oraslo \u003d Kr "Qlo (27)

trong đó Kp", Kp, Kp" là tọa độ của các đường cong của phân bố gamma ba tham số, được lấy từ bảng, tương ứng, đối với C v - dòng chảy hàng năm. C v dòng chảy thấp và C v vụ hè thu.

Ghi chú. Vì các tính toán dựa trên chi phí trung bình hàng tháng nên chi phí ước tính cho năm phải được nhân với 12.

Một trong những điều kiện chính của phương pháp bố trí là sự bình đẳng

Orasgod = Ác quỷ. Tuy nhiên, sự bình đẳng này sẽ bị vi phạm nếu dòng chảy tính toán cho các mùa không giới hạn cũng được xác định từ các đường cung (do sự khác biệt về tham số của các đường cong). Do đó, dòng chảy ước tính trong một khoảng thời gian không giới hạn (trong nhiệm vụ - cho mùa xuân) được xác định bởi sự khác biệt

Orasves = Orasgod - Orasmezh, (28)

và cho một mùa không giới hạn (vào mùa đông nhiệm vụ)

Oraszim = Orasmezh. - Hỏi (29)

Việc tính toán thuận tiện hơn để thực hiện dưới dạng bảng. 10.

Phân phối theo mùa - được tính trung bình cho từng nhóm trong số ba nhóm hàm lượng nước (nhóm nhiều nước, bao gồm các năm có dòng chảy mỗi mùa Р<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).

Để xác định các năm được bao gồm trong các nhóm hàm lượng nước riêng biệt, cần phải sắp xếp tổng chi phí cho các mùa theo thứ tự giảm dần và tính toán nguồn cung cấp thực tế của chúng. Do tính khả dụng được tính toán (Р=80%) tương ứng với nhóm ít nước, nên có thể tính toán thêm cho các năm nằm trong nhóm ít nước (Bảng 11).

Đối với điều này trong trong cột "Tổng lưu lượng" ghi các khoản chi phí theo mùa, tương ứng với khoản dự phòng P> 66% và trong cột "Năm" - ghi các năm tương ứng với các khoản chi phí này.

Sắp xếp các chi phí trung bình hàng tháng trong mùa theo thứ tự giảm dần, cho biết các tháng dương lịch mà chúng có liên quan (Bảng 11). Như vậy, đợt đầu tiên sẽ là đợt xả cho tháng ẩm ướt nhất, đợt cuối - cho tháng ít nước.

Đối với tất cả các năm, hãy tóm tắt chi phí riêng cho từng mùa và từng tháng. Lấy số tiền chi phí cho mùa là 100%, hãy xác định tỷ lệ phần trăm của mỗi tháng A% được bao gồm trong mùa và trong cột "Tháng" hãy viết tên của tháng lặp lại thường xuyên nhất. Nếu không có sự lặp lại nào, hãy viết ra bất kỳ sự cố nào gặp phải, nhưng sao cho mỗi tháng được bao gồm trong phần có tỷ lệ phần trăm riêng của phần đó.

Sau đó, nhân lưu lượng ước tính cho mùa, được xác định theo sự phân bố dòng chảy giữa các mùa (Bảng 10), với tỷ lệ phần trăm của mỗi tháng A% (Bảng 11), tính toán lưu lượng ước tính cho mỗi tháng.

Horac v = Horaces A % v / 100% (30)

Dữ liệu thu được được nhập vào bảng. 12 “Chi phí ước tính theo tháng” và trên giấy biểu đồ, một biểu đồ thủy văn ước tính R-80% của con sông đang nghiên cứu được xây dựng (Hình 11).

Bảng 12. Chi phí ước tính (m3/s) theo tháng

Phân phối dòng chảy trong năm

có hệ thống ( hằng ngày) quan sát mực nước đã được bắt đầu ở nước ta xung quanh 100 năm mặt sau. Ban đầu, chúng được tiến hành ở một số điểm nhỏ. Hiện nay, chúng tôi có số liệu về dòng chảy của các sông cho 4000 bài thủy văn. Những vật liệu này có tính chất độc đáo, cho phép theo dõi những thay đổi của dòng chảy trong một thời gian dài và được sử dụng rộng rãi trong tính toán tài nguyên nước, cũng như trong thiết kế và xây dựng các công trình thủy lợi và công nghiệp khác trên sông, hồ và hồ chứa. . Để giải quyết các vấn đề thực tiễn cần có số liệu quan trắc các hiện tượng thủy văn trong các khoảng thời gian từ 10 trước 50 năm và hơn thế nữa.

Các trạm, trạm thủy văn nằm trên lãnh thổ nước ta tạo thành cái gọi là nhà nước mạng lưới khí tượng thủy văn. Nó thuộc thẩm quyền của Roskomgidromet và được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc gia theo dữ liệu về chế độ của các vùng nước. Với mục đích hệ thống hóa, các tài liệu quan sát tại các bài đăng được xuất bản trong các ấn phẩm tham khảo chính thức.

Lần đầu tiên, dữ liệu quan trắc thủy văn đã được tóm tắt trong Địa chính nước Nhà nước Liên Xô (GVK). Nó bao gồm các hướng dẫn về tài nguyên nước Liên Xô (khu vực, 18 tập), thông tin về mực nước trên sông, hồ Liên Xô(1881-1935, 26 quyển), tư liệu về chế độ sông ngòi ( 1875-1935, 7 tập). VỚI 1936 tài liệu quan trắc thủy văn bắt đầu được xuất bản trong niên giám thủy văn. Hiện tại, có một hệ thống thống nhất trên toàn quốc để tính toán tất cả các loại nước tự nhiên và việc sử dụng chúng trên lãnh thổ Liên bang Nga.

Việc xử lý chính dữ liệu về mực nước hàng ngày được đưa ra trong Niên giám thủy văn bao gồm thực hiện phân tích sự phân bố dòng chảy trong năm và xây dựng biểu đồ dao động mực nước trong năm.

Bản chất của sự thay đổi dòng chảy trong năm và chế độ mực nước do những thay đổi này phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện cung cấp nước cho sông. Theo B.D. Sông Zaikova được chia thành ba nhóm:

Với lũ mùa xuân, được hình thành do tuyết tan trên đồng bằng và núi thấp;

Với mực nước cao vào thời điểm ấm nhất trong năm, phát sinh từ sự tan chảy của băng và tuyết trên núi theo mùa và vĩnh viễn;

Với lượng mưa.

Phổ biến nhất là những con sông có lũ mùa xuân. Đối với nhóm này, các pha chế độ nước sau đây là đặc trưng: lũ mùa xuân, nước ròng mùa hè, nước dâng mùa thu, nước ròng mùa đông.

Trong lúc lũ mùa xuânở các con sông thuộc nhóm đầu tiên, do tuyết tan, lưu lượng nước tăng lên đáng kể và mực nước của nó tăng lên. Biên độ dao động mực nước và thời gian lũ trên các sông thuộc nhóm này khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố bề mặt bên dưới và các yếu tố có tính chất địa đới. Ví dụ, kiểu phân bố dòng chảy trong năm ở Đông Âu có lũ mùa xuân rất cao và đột ngột và lượng nước xả thấp trong thời gian còn lại của năm. Điều này được giải thích là do lượng mưa mùa hè không đáng kể và lượng bốc hơi mạnh từ bề mặt các lưu vực thảo nguyên của khu vực Nam Trans-Volga.

kiểu Tây Âu Sự phân bố được đặc trưng bởi một trận lũ mùa xuân thấp và kéo dài, là hậu quả của sự bồi đắp bằng phẳng và ngập úng nghiêm trọng của Vùng đất thấp Tây Siberia. Sự hiện diện của hồ, đầm lầy và thảm thực vật trong ranh giới của lưu vực thoát nước dẫn đến sự cân bằng dòng chảy trong suốt cả năm. Nhóm này cũng bao gồm kiểu phân phối dòng chảy Đông Siberi. Nó được đặc trưng bởi lũ mùa xuân tương đối cao, lũ mưa trong thời kỳ hè thu và mực nước mùa đông rất thấp. Điều này là do ảnh hưởng của lớp băng vĩnh cửu đối với bản chất của việc cho ăn của dòng sông.

Biên độ dao động mực nước ở các sông vừa và lớn của Nga khá lớn. Cô đạt 18 mét trên Oka trên và 20 m trên Yenisei. Với việc lấp đầy kênh như vậy, các khu vực rộng lớn của thung lũng sông bị ngập lụt.

Thời kỳ nhiệt độ thấp ít thay đổi theo thời gian trong mùa hè gọi là thời kỳ mùa hè nước thấp khi nước ngầm là nguồn dinh dưỡng chính của dòng sông.

Vào mùa thu, dòng chảy bề mặt tăng lên do mưa mùa thu, dẫn đến nước dâng Và giáo dục hè thu mưa lũ. Sự gia tăng dòng chảy vào mùa thu cũng được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự giảm bốc hơi trong khoảng thời gian này.

Giai đoạn mùa đông nước thấp trong sông bắt đầu với sự xuất hiện của băng và kết thúc với sự khởi đầu của mực nước dâng cao do tuyết tan vào mùa xuân. Vào mùa đông, nước ở các con sông thấp, người ta quan sát thấy một dòng chảy rất nhỏ, vì kể từ thời điểm bắt đầu có nhiệt độ âm ổn định, dòng sông chỉ được nuôi dưỡng bằng nước ngầm.

Các con sông của nhóm thứ hai được phân biệt Viễn Đông Và Tiên Thiện các loại phân phối dòng chảy trong năm. Loại thứ nhất có lũ thấp, kéo dài mạnh, hình răng lược vào mùa hè thu và dòng chảy thấp vào mùa lạnh trong năm. Loại Tien Shan được phân biệt bởi biên độ sóng lũ nhỏ hơn và dòng chảy ổn định vào mùa lạnh trong năm.

Gần các con sông của nhóm thứ ba ( Loại Biển Đen) mưa lũ phân bố đều trong năm. Biên độ dao động của mực nước bị làm dịu mạnh ở gần sông chảy từ hồ. Ở những con sông này, ranh giới giữa mực nước cao và mực nước thấp hầu như không đáng chú ý, và lượng nước chảy tràn khi nước dâng cao tương đương với lượng nước chảy tràn khi nước ròng. Đối với tất cả các con sông khác, phần chính của dòng chảy hàng năm đi qua trong lũ lụt.

Kết quả quan sát qua các mức trong năm dương lịch được trình bày dưới dạng biểu đồ dao động mức độ(Hình 3.5). Ngoài các cấp độ, các biểu đồ hiển thị các giai đoạn của chế độ băng với các ký hiệu đặc biệt: băng trôi mùa thu, đóng băng, trôi băng mùa xuân và cũng hiển thị các giá trị của mực nước điều hướng tối đa và tối thiểu.

Thông thường, các đồ thị dao động mực nước tại một trạm thủy văn được tổng hợp để 3-5 năm trên một bản vẽ. Điều này cho phép phân tích chế độ sông trong những năm có mực nước thấp và mực nước cao cũng như theo dõi động lực bắt đầu các giai đoạn tương ứng của chu trình thủy văn trong một khoảng thời gian nhất định.

chế độ nước sông được đặc trưng bởi sự thay đổi tích lũy về mực nước và lượng nước trong sông theo thời gian. Mức nước ( h) - chiều cao mặt nước sông so với mốc 0 không đổi (thường hoặc số 0 của đồ thị trạm thủy chí). Trong số những dao động của mực nước trên sông, những dao động dài hạn được xác định do thay đổi khí hậu liên tục và định kỳ: theo mùa và hàng ngày. Trong chu kỳ hàng năm của chế độ nước của các dòng sông, một số giai đoạn đặc trưng được phân biệt, được gọi là các giai đoạn của chế độ nước. Đối với các con sông khác nhau, chúng khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và tỷ lệ nguồn thức ăn: mưa, tuyết, dưới lòng đất và băng hà. Ví dụ các sông thuộc khí hậu ôn đới lục địa (Volga, Ob,…) có 4 pha như sau: lũ mùa xuân, mùa hạ nước ròng, mùa thu nước dâng, mùa đông nước ròng. mực nước cao- sự gia tăng lâu dài hàm lượng nước của sông lặp lại hàng năm trong cùng một mùa, gây ra sự gia tăng mực nước. Ở các vĩ độ ôn đới, nó xảy ra vào mùa xuân do tuyết tan nhiều.

nước thấp- thời kỳ mực nước và dòng chảy trong sông thấp trong thời gian dài với ưu thế là nguồn cấp nước ngầm ("nước thấp"). Nước thấp vào mùa hè là do bốc hơi mạnh và thấm nước xuống đất, mặc dù lượng mưa lớn nhất vào thời điểm này. Nước thấp vào mùa đông là kết quả của việc thiếu dinh dưỡng trên bề mặt, các dòng sông chỉ tồn tại nhờ nước ngầm.

Lũ lụt- mực nước dâng cao không định kỳ trong thời gian ngắn và tăng lượng nước trong sông. Không giống như lũ lụt, chúng xảy ra vào tất cả các mùa trong năm: vào nửa năm ấm áp do mưa lớn hoặc kéo dài, vào mùa đông - do tuyết tan trong quá trình tan băng, ở cửa một số con sông - do nước dâng từ các vùng biển nơi chúng chảy qua. Ở các vĩ độ ôn đới, nước dâng vào mùa thu ở các sông đôi khi được gọi là thời kỳ lũ lụt; nó có liên quan đến việc giảm nhiệt độ và giảm lượng bốc hơi, chứ không phải tăng lượng mưa - ít hơn vào mùa hè, mặc dù thời tiết mưa nhiều mây phổ biến hơn vào mùa thu. Lũ lụt mùa thu dọc theo sông Neva ở St. Petersburg chủ yếu do nước dâng từ Vịnh Phần Lan bởi gió tây; trận lụt cao nhất 410 cm xảy ra ở St. Petersburg vào năm 1824. Lũ lụt thường ngắn hạn, mực nước dâng thấp hơn và lượng nước ít hơn so với lũ lụt.

Một trong những đặc điểm thủy văn quan trọng nhất của các dòng sông là dòng chảy trên sông, được hình thành do dòng chảy của nước mặt và nước ngầm từ khu vực lưu vực. Một số chỉ tiêu được sử dụng để định lượng dòng chảy của sông. Cái chính là lưu lượng nước trong sông - lượng nước chảy qua mặt cắt sông trong 1 giây. Nó được tính theo công thức Hỏi=v*ω, ở đâu Hỏi- lượng nước tiêu thụ tính bằng m 3 / s, v là tốc độ trung bình của dòng sông tính bằng m/s. ω - diện tích mở tính bằng m 2 . Dựa trên dữ liệu về chi phí hàng ngày, một biểu đồ lịch (theo trình tự thời gian) về sự biến động của lượng nước tiêu thụ được xây dựng, được gọi là biểu đồ thủy văn.

Sự thay đổi của dòng chảy là thể tích dòng chảy (W tính bằng m 3 hoặc km 3) - lượng nước chảy qua khu vực sinh sống của dòng sông trong một thời gian dài (tháng, mùa, thường xuyên nhất là một năm): W \u003d Q * T, trong đó T là một khoảng thời gian. Lượng nước chảy tràn thay đổi theo từng năm, lượng nước chảy tràn trung bình dài hạn gọi là tốc độ nước chảy tràn. Ví dụ, tốc độ dòng chảy hàng năm của Amazon là khoảng 6930 km3, chiếm khoảng >5% tổng lượng dòng chảy hàng năm của tất cả các con sông. toàn cầu, Volga - 255 km 3. Khối lượng dòng chảy hàng năm được tính toán không phải cho lịch, mà cho năm thủy văn, trong đó chu kỳ thủy văn hàng năm đầy đủ của chu trình nước được hoàn thành. Ở những vùng có mùa đông tuyết lạnh, ngày 1 tháng 11 hoặc ngày 1 tháng 10 được lấy làm đầu năm thủy văn.

mô-đun thoát nước(M, l / s km 2 ) - lượng nước tính bằng lít chảy từ 1 km 2 diện tích lưu vực (F) mỗi giây:

(10 3 là hệ số nhân để đổi m 3 ra lít).

Mô-đun dòng chảy của sông cho phép bạn tìm ra mức độ bão hòa nước của khu vực lưu vực. Anh ấy được khoanh vùng. mô đun lớn nhất dòng chảy gần Amazon - 30.641 l / s km 2; gần sông Volga là 5670 l / s km 2 và gần sông Nile - 1010 l / s km 2.

lớp nước chảy tràn (Y) là lớp nước (tính bằng mm) phân bố đều trên diện tích lưu vực ( F) và chảy xuống từ phía sau thời gian nhất định(lớp chảy tràn hàng năm).

hệ số dòng chảy (ĐẾN) là tỷ số của thể tích dòng chảy trong sông ( W) với lượng mưa ( X) rơi trên diện tích của lưu vực ( F) trong cùng một thời gian, hoặc tỷ lệ của lớp dòng chảy ( Y) đến lớp kết tủa ( X) rơi trên cùng một khu vực ( F) trong cùng một khoảng thời gian (giá trị không thể đo lường hoặc được biểu thị bằng %):

K=W/(x*F)* 100%, hoặc K=Y/x*100%.

Hệ số dòng chảy trung bình của tất cả các con sông trên Trái đất là 34%. tức là, chỉ một phần ba lượng mưa rơi trên đất liền chảy vào sông. Hệ số dòng chảy mang tính khu vực và thay đổi từ 75-65% ở vùng lãnh nguyên và taiga đến 6-4% ở bán sa mạc và sa mạc. Ví dụ: đối với Neva là 65% và đối với sông Nile là 4%.

Khái niệm điều tiết dòng chảy có liên quan đến chế độ nước của sông: biên độ dòng chảy hàng năm trên sông và mực nước trong sông càng nhỏ thì dòng chảy càng được điều tiết.

Sông là phần di động nhất của thủy quyển. Dòng chảy của chúng là một đặc điểm không thể thiếu trong cân bằng nước của khu vực đất liền.

Lượng dòng chảy trên sông và sự phân bố của nó trong năm bị ảnh hưởng bởi phức hợp yếu tố tự nhiên và hoạt động kinh tế của con người. Giữa điều kiện tự nhiên cái chính là khí hậu, đặc biệt là lượng mưa và bốc hơi. Với lượng mưa lớn, dòng chảy của các con sông lớn, nhưng người ta phải tính đến loại và bản chất của bụi phóng xạ. Ví dụ, tuyết sẽ tạo ra nhiều dòng chảy hơn mưa vì lượng bốc hơi ít hơn vào mùa đông. Lượng mưa lớn làm tăng dòng chảy so với lượng mưa liên tục với cùng một lượng. Bốc hơi, đặc biệt mạnh, làm giảm dòng chảy. Ngoại trừ nhiệt độ cao, nó được thúc đẩy bởi gió và thiếu độ ẩm không khí. Tuyên bố của nhà khí hậu học người Nga A. I. Voeikov là đúng: “Sông là sản phẩm của khí hậu”.

Đất ảnh hưởng đến dòng chảy qua quá trình thẩm thấu và cấu trúc. Đất sét làm tăng dòng chảy bề mặt, cát làm giảm nó, nhưng làm tăng dòng chảy ngầm, là chất điều chỉnh độ ẩm. Cấu trúc hạt mạnh của đất (ví dụ, ở chernozem) góp phần vào sự xâm nhập của nước vào sâu bên trong và trên đất mùn tơi xốp không có cấu trúc, một lớp vỏ thường hình thành, làm tăng dòng chảy bề mặt.

rất quan trọng cấu trúc địa chất lưu vực sông, nhất là thành phần vật liệuđá và bản chất của sự xuất hiện của chúng, vì chúng xác định nguồn cấp nước ngầm của các dòng sông. Đá thấm (cát dày, đá nứt nẻ) đóng vai trò tích lũy độ ẩm. Dòng chảy của các con sông trong những trường hợp như vậy lớn hơn, vì một tỷ lệ lượng mưa nhỏ hơn được dành cho sự bốc hơi. Dòng chảy ở các khu vực núi đá vôi rất đặc biệt: hầu như không có sông ở đó, vì lượng mưa được hấp thụ bởi các phễu và vết nứt, nhưng khi chúng tiếp xúc với đất sét hoặc đá phiến sét, người ta quan sát thấy những dòng suối mạnh nuôi sống các dòng sông. Ví dụ, bản thân yaila Crimean karsted khô, nhưng những con suối mạnh mẽ phun ra dưới chân núi.

Ảnh hưởng cứu trợ ( độ cao tuyệt đối và độ dốc bề mặt, mật độ và độ sâu chia cắt) lớn và đa dạng. Dòng chảy của sông miền núi thường lớn hơn đồng bằng, vì ở vùng núi trên sườn khuất gió, lượng mưa dồi dào hơn, lượng bốc hơi ít hơn do nhiệt độ thấp hơn, do độ dốc lớn của bề mặt, đường đi và thời gian cho dòng chảy. lượng mưa đến sông ngắn hơn. Do vết rạch xói mòn sâu, dinh dưỡng dưới lòng đất dồi dào hơn từ nhiều tầng chứa nước cùng một lúc.

Ảnh hưởng của thảm thực vật - các loại khác nhau rừng, đồng cỏ, mùa màng, v.v. - mơ hồ. Nói chung, thảm thực vật điều tiết dòng chảy. Ví dụ, một khu rừng, một mặt, tăng cường thoát hơi nước, làm chậm lượng mưa do tán cây (đặc biệt là rừng lá kim tuyết vào mùa đông), mặt khác, lượng mưa thường rơi trên rừng nhiều hơn, dưới tán cây nhiệt độ thấp hơn và bốc hơi ít hơn, tuyết tan lâu hơn, lượng mưa thấm vào nền rừng tốt hơn. Trình bày ảnh hưởng của các kiểu thảm thực vật trong thể tinh khiết rất khó khăn do tác động bù trừ chung của nhiều yếu tố, nhất là trên các lưu vực sông lớn.

Ảnh hưởng của các hồ là rõ ràng: chúng làm giảm dòng chảy của các con sông, vì có nhiều sự bốc hơi hơn từ mặt nước. Tuy nhiên, hồ, giống như đầm lầy, là nơi điều chỉnh dòng chảy tự nhiên mạnh mẽ.

Tác động của hoạt động kinh tế lên cổ phiếu là rất đáng kể. Hơn nữa, con người ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy (giá trị và sự phân bố của nó trong năm, đặc biệt là trong quá trình xây dựng các hồ chứa) và các điều kiện hình thành của nó. Khi tạo hồ chứa, chế độ của sông thay đổi: thời kỳ thừa nước tích vào hồ chứa, thời kỳ thiếu nước được sử dụng cho các nhu cầu khác nhau, do đó dòng chảy của sông được điều hòa. Ngoài ra, dòng chảy của các con sông như vậy thường giảm, do lượng bốc hơi từ mặt nước tăng lên, một phần đáng kể lượng nước dành cho cấp nước, tưới tiêu, tưới nước và dinh dưỡng dưới lòng đất giảm. Nhưng những chi phí không thể tránh khỏi này được bù đắp nhiều hơn bởi lợi ích của các hồ chứa.

Khi nước được chuyển từ hệ thống sông này sang hệ thống sông khác, dòng chảy thay đổi: ở sông này giảm, ở sông khác tăng. Ví dụ, trong quá trình xây dựng Kênh đào Moscow (1937), nó đã giảm ở sông Volga và tăng ở sông Moskva. Các kênh vận chuyển khác để chuyển nước thường không được sử dụng, ví dụ, Volga-Baltic, White Sea-Baltic, nhiều kênh Tây Âu, Trung Quốc, v.v.

Các hoạt động được thực hiện trong lưu vực sông có tầm quan trọng lớn đối với việc điều tiết dòng chảy của sông, bởi vì liên kết ban đầu của nó là dòng chảy dốc trong khu vực lưu vực. Các hoạt động chính được thực hiện như sau. Nông lâm kết hợp - trồng rừng, tưới tiêu - đập và ao trong dầm và suối, nông học - cày mùa thu, tích tuyết và giữ tuyết, cày qua sườn dốc hoặc đường viền trên đồi và rặng núi, sườn cỏ, v.v.

Ngoài sự biến động dòng chảy trong năm, các biến động dài hạn của nó xảy ra, dường như liên quan đến chu kỳ 11 năm. hoạt động năng lượng mặt trời. Trên hầu hết các con sông, thời kỳ nước lớn và nước ròng kéo dài khoảng 7 năm được thể hiện rõ ràng: trong 7 năm, lượng nước của sông vượt quá giá trị trung bình, lũ lụt và mực nước thấp cao, trong cùng một số năm nước hàm lượng trong sông nhỏ hơn TBNN, lưu lượng nước trong các pha của chế độ nước đều nhỏ.

Văn học.

1. Lyubushkina S.G. Địa lý chung: Proc. trợ cấp cho sinh viên đại học theo học đặc biệt. "Địa lý" / S.G. Lyubushkina, K.V. Pashkang, A.V. Chernov; biên tập. A.V. Chernov. - M. : Giáo dục, 2004. - 288 tr.