ПОНЯТИЕ О РЕЖИЕ ВОД СУШИ. ЕДИНИЦЫ ИЗЕРЕНИЯ СТОКА

Совокупность характерных особенностей измененийсостояния вод­ных объектов во времени обычно объединяется понятием режима вод, или гидрологического режима. Гидрологический режим прояв­ляется в многолетних, сезонных и суточных колебаниях: 1) уровня воды (режим уровней), 2) водности (режим стока), 3) ледовых явлений (ледовый режим), 4) температуры воды (термический режим), 5) количества и состава переносимого потоком твердого материала {режим наносов), 6) состава и концентрации раство­ренных веществ (гидрохимический режим), 7) изменений русла реки (режим руслового процесса). Можно говорить также о режиме волнения, режиме скоростей течения и т. п.

Колебания во времени уровней и водности обычно объединяют под общим названием водного режима. Совокупность изменений в состоянии водного объекта при наличии ледовых явлений назы­вают зимним режимом.

В зависимости от наличия или отсутствия гидротехнических сооружений, влияющих на гидрологический режим, различают заре­гулированный режим и естественный, или бытовой. В соответствии с видом водного объекта различают режим рек, режим озер, режим подземных вод, режим болот.

Элементами гидрологического режима называют те явления и процессы (например, колебания уровня, водности, температуры воды и т. п.), совокупность которых характеризует гидрологический режим водного объекта.

Из характеристик гидрологического режима особенно большое практическое значение имеет речной сток. Степень обводненности территорий, гидроэнергетические запасы, размеры водных путей сообщения — все это определяется величиной речного стока впре­делах рассматриваемой территории.

При изучении изменений водности рек и сопоставлении стока различных рек между собой и с определяющими сток факторами используются следующие основные понятия, установившиеся в практике исследований речного стока.

Мгновенный, или секундный, расход воды (Q) характеризует водность реки в данный момент и представляет собой количество воды, проносимое в единицу времени через поперечное сечение потока. Обычно расходы воды выражают в кубических метрах в одну секунду (м³/с). Водность реки может быть выражена также в виде среднего секундного расхода, определяемого путем деления объема стока за период на число секунд в данном периоде. Так, можно определить средний расход за многолетний период, год, месяц, декаду и т. д.

Объем стока реки в зависимости от продолжительности рассма­триваемого периода и водности реки выражается в кубических метрах (м³) или кубических километрах (км³).

Модуль стока (q)это количество воды, стекающей в единицу времени с единицы площади водосбора, т. е. с земной поверхности, с которой вода поступает к рассматриваемому сечению реки.

Эта величина обычно выражается в литрах в одну секунду с 1 км² [л/(с·км²)], иногда в кубических метрах в секунду с 1 км²

Очевидно, что между модулем стока q л/(с·км³) и расходом воды Q м³/с существует следующее соотношение:

( 2.1)

где F — площадь водосбора в квадратных километрах.

Аналогично расходам, с которыми модуль стока связан соотношением(2.1), может вычисляться модуль стока мгновенный, т. е. характеризующий сток реки в каждый данный момент, и средний за некоторый период (год, месяц, декаду и т. д.).

Высота слоя стока. При изучении речного стока часто прихо­дится сравнивать его величину с количеством осадков, выпавших на водосборе за тот или иной Период времени. Осадки обычно вы­ражаются в виде высоты слоя воды, выпавшей в течение определённого периода и равномерно распределенной по поверхности.

Для удобства сравнения осадков со стоком последний часто выражают в тех же единицах, т. е. высотой слоя.

Чтобы получить высоту слоя стока за год, необходимо разде­лить объем стока реки за год на площадь ее водосбора.

Между модулем стока q в л/(с·км²) и слоем стока у в мм/год существует следующее соотношение:

(2.2)

или

(2.3)

Справедливость соотношений (2.2) и (2.3) ясна из следующего:

если выразить высоту слоя у мм/год, а площадь водосбора Fкм², то объем стекающей с этой площади воды W в м³/год равен

(2.4)

Это количество воды должно стечь в продолжениегода, т. е. в течение 31,5·10⁶ секунд. При модуле q л/(с·км²} имеем ра­венство

(2.5)

откуда непосредственно получаем (2.2) и (2.3).

Выражения (2.2) и (2.3) действительны для года. Для любого периода

(2.6)

или

(2.7)

где N- число секунд в миллионах в данном периоде.

Для месяца в 30 дней N=2.59,а в 31 день N=2,68 и т. д.

Норма стока. Годовой сток реки подвержен значительным коле­баниям из года в год. Устойчивой характеристикой является среднее значение стока за достаточно длительный период времени, называемое средниммноголетним стоком, или нормой стока. Норма стока может быть охарактеризована или средним расхо­дом, или объемом стока, или чаще всего модулем стока, соответствующим среднему расходу.

Иногда норма стока выражается в миллиметрах слоя воды, равномерно распределенного по площади водосбора.

Модульные коэффициенты представляют собой отношение модуля стока (или расхода) данного года (или какого-нибудь периода) к средним многолетним значениям этих величин.

Коэффициент стока ŋ есть отношение высоты слоя стока у за какой-либо период кколичествувыпавших наводосборе осадковх за тот же период

(2.8)

Коэффициент стока выражается отвлеченным числом, меньшим единицы, в виде десятичной дроби. Определенный по норме стока и осадков, он характеризует долю осадков, идущих на образование стока

СЛОВАРЬ ПОНЯТИЙ:

Поверхностный сток - процессы выпадения осадков, стекание их по земной поверхности и просачивание в толщу почвагрунтов

Расход – количество воды протекшее через поперечное сечение потока в единицу времени.

Объем стока – количество воды протекшее через живое сечение потока за определенный период времени.

Модуль стока – количество воды, стекшее с единицы площади водосбора в единицу времени.

Слой стока – высота слоя воды, стекшей с водосбора за какой-либо промежуток времени, полученный при равномерном распределении объема стока по всей площади водосбора.

Коэффициент стока – отношение высоты слоя стока к высоте слоя выпавших осадков на площадь водосбора за рассматриваемый промежуток времени.

Норма стока – среднее значение годового стока за многолетний период, включающий несколько полных (не менее 2-х) циклов колебания водности реки при неизменных географических условиях и одинаковом уровне хозяйственной деятельности в бассейне реки.

Режим вод – совокупность характерных особенностей изменений состояния водных объектов во времени.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Быков В.Д., Васильев А.В. Гидрометрия. Л., 1972

2.Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. М., 1979. Ч. 1 и 2.

3.Зарубаев Н.В. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Л., 1976.