Тема: Гидрографические характеристики реки и ее бассейна.

УДК 556.2 (075.8)

ББК Д22я73

В400

Т. М. Вешкурцева, Е. П. Пинигина. Учение о гидросфере.

Гидрология:учебно-методическое пособие для студентов направлений«География», «Гидрометеорология», «Картография и геоинформатика», «Экология и природопользование». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2015. 56 с.

Учебно-методическое пособие включает контрольные вопросы по всем темам изучаемой дисциплины, примерный перечень вопросов к зачету и экзамену по дисциплинам «Учение о гидросфере», «Гидрология»; список основной и дополнительной учебно-методической литературы. Для самостоятельной работы студентам предлагаются задания, которые могут быть использованы как во время аудиторных занятий, так и в качестве домашних занятий.

Рекомендовано к печати Учебно-методической комиссией Института наук о Земле. Утверждено первым проректором Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: С.И.Ларин, завкафедрой геоэкологии ИНЗЕМ, доцент, к.г.н.

РЕЦЕНЗЕНТЫ: А.М.Мыларщиков, ген. Директор

ОАО «ПурЭкоКом»

И. Р. Идрисов,и.о.завкафедры

картографии и ГИС

ТюмГУ, доцент, к.г.н.

©ФГБОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2015©Т.М.Вешкурцева,Е.П.Пинигина, 2015

Содержание

Введение ………………………………………………………...……………..4

Практическая работа № 1. Знакомство с гидрологическими справочниками ………………………………..………………………….……6

Практическая работа № 2. Гидрографические характеристики

реки и ее бассейна …………………….………………………..………...….8

Практическая работа № 3. Гидрологические наблюдения на водомерном посту и их первичная обработка ……………………....…14

Практическая работа № 4. Повторяемость и продолжительность стояния уровня ……………………………………..…………………….….17

Практическая работа № 5. Характеристики речного стока ……….….20

Практическая работа № 6. Расчленение гидрографа по типам

питания и расчет объемов стока по типам питания и фазам

водного режима …….………………………………………………………..21

Практическая работа № 7. Вычисление расхода воды,

измеренного гидрометрической вертушкой ……………………….……25

Практическая работа № 8. Морфометрические характеристики озера ….30

Практическая работа № 9. Распределение температуры воды

по вертикали в озере ………………………………………………………..34

Примерный перечень вопросов для семинарских занятий и контрольных работ ………………………………………………………….37

Примерный перечень вопросов для экзамена …………………………41

Рекомендуемая литература …………………………………………….…45

Приложение. Книжка для записи водомерных наблюдений (КГ-1) …47

Введение

Наличие и движение природных вод обеспечивают возможность взаимодействия атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы в процессах глобального, регионального и локального круговорота веществ и энергии. Ресурсы пресных вод способствуют природопользованию и ограничивают использование водных ресурсов в хозяйственной деятельности. Наличие и распределение источников воды по поверхности планеты – важный фактор регулирования процессов расселения человечества, экономического развития стран и регионов, видового разнообразия и продуктивности биоты.

«Учение о гидросфере» и «Гидрология» являются базовыми дисциплинами в профессиональной подготовке бакалавров географов, геоэкологов, гидрологов, картографов, природопользователей.

Цель «Учения о гидросфере»: формирование представлений о составе, распределении и роли водных объектов, и основных гидрологических процессов, протекающих в географической оболочке Земли.

Цель «Гидрологии»: знакомство с системой научных знаний и методов исследования в области гидрологии.

Освоение данных дисциплин позволяет решить следующие задачи: а) дать представление о наиболее общих закономерностях процессов в гидросфере, взаимосвязи гидросферы с атмосферой,

литосферой и биосферой;

б) показать основные закономерности распределении водных

объектов на поверхности Земли;

в) формировать знания о наиболее общих закономерностях

гидрологических процессов;

г) знакомство с основными методами изучения водных объектов и

гидрологических процессов;

д) показать практическую значимость изучения водных объектов и

4

гидрологических процессов для использования водных ресурсов и их охраны.

Освоение данной дисциплины необходимо для последующего прохождения базовой и профильной учебных практик.

Дисциплины «Учение о гидросфере» и «Гидрология» могут быть усвоены студентами только в результате постоянной и систематической работы в течение всего семестра. Лекционная часть курсов раскрывает лишь главные закономерности, поэтому важную роль играют семинарские и практические занятия.

При выполнении практических заданий необходимо пользоваться учебниками и картографическим материалом, рекомендованными программой.

5

Практическая работа №1

Тема: Знакомство с гидрологическими справочниками.

Цель:научиться пользоваться справочной гидрологическойлитературой (серии «Гидрологический ежегодник», «Основные гидрологические характеристики», «Ресурсы поверхностных вод СССР»).

Задания:

1. Пользуясь справочником «Гидрологический ежегодник» («Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод») заполнить таблицу 1.1 и сделать анализ освещенности водного объекта гидрологическими наблюдениями.

2. На основе работы с гидрологическими справочниками «Основные гидрологические характеристики» (ОГХ) и «Ресурсы поверхностных вод СССР» написать отчет о структуре, содержании и отличительных особенностях выше указанных справочников.

Рекомендации по выполнению работы.

Задание 1. По алфавитному списку станций и постов «Гидрологического ежегодника» («Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод») выбрать реку, на которой имеется не менее 8 гидрологических постов.

С помощью таблицы «Список гидрологических станций и постов» данного справочника заполнить графы таблицы 1.1, в том числе и номера таблиц, в которых освещаются виды наблюдений на данных гидропостах данного водного объекта.

На основе работы с содержанием справочника, выяснить какие гидрологические сведения размещены в таблицах.

По итогам заполнения таблицы 1.1 выполнить анализ освещенности заданного водотока гидрологическими наблюдениями.

6

Задание 2. Ознакомившись со справочниками «Основные гидрологические характеристики» и «Ресурсы поверхностных вод

СССР» составить отчет о структуре, содержании и особенностях размещения информации, уделив внимание отличительным чертам каждого из справочников.

Контрольные вопросы

1. Какие гидрологические справочники вы можете назвать?

2. Как найти заданную реку в справочнике?

3. Как определить, какие виды наблюдений проводятся на данном объекте?

4. В каком справочнике помещены годовые гидрологические характеристики за многолетний период?

5. Какие сведения помещены в «Ресурсах поверхностных вод»?

7

Практическая работа №2

Тема: Гидрографические характеристики реки и ее бассейна.

Цель:научиться определять основные морфометрическиепоказатели реки и ее бассейна.

Задания:

1. Используя учебную топографическую карту (М 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000):

а) самостоятельно провести водораздельную линию, определить

ее длину;

б) измерить площадь бассейна;

в) определить длину бассейна, среднюю и наибольшую ширину, коэффициент асимметрии, коэффициент развития водораздельной линии; коэффициенты озерности, лесистости, заболоченности бассейна;

г) определить длину главной реки и ее притоков,

д) вычислить густоту речной сети и коэффициент извилистости главной реки;

е) определить падение и продольный уклон главной реки;

2. Построить гидрографическую схему реки.

Рекомендации повыполнению работы.

Водораздельная линия проводится по наиболее высоким отметкам

местности с учетом горизонталей и бергштрихов, она должна замыкаться в устье реки или у расчетного створа. Длина водораздельной линии (S, км) определяется в масштабе карты с помощью курвиметра или циркуля измерителя с раствором 2мм.

Площадь бассейна(F,км²) определяется после проведения водораздельной линии планиметром или палеткой. Измеряется раздельно площадь бассейна для правого (F_п) и левого (F_л) берегов главной реки, т.к. эти данные необходимы при вычислении коэффициента асимметрии. Затем измеряют площади, занятые в бассейне лесами (f_л), болотами (f_б), озерами (f_о). Все вычисления

8

заносят в таблицу 2.1 или 2.2 в зависимости от выбранного способа измерения.

Цена деления планиметра –

Масштаб карты -

Таблица 2.2

Измерение площади бассейна реки (для палетки).

_{Измеряемая площадь}                                            Количество клеток (n),                                                                   Площадь,

шт.                                                     м²; км²

Цена деления палетки –

Масштаб карты -

Длина бассейна(L_б,), при правильной его форме, определяется расстояниями по прямой от замыкающего створа реки, в направлении ее истока, до наиболее удаленной точки водораздельной линии. При изогнутых формах бассейна его длину измеряют циркулем по медиане.

Наибольшая ширина бассейна(В_max) определяется длиной наибольшего перпендикуляра к линии длины бассейна.

Средняя ширина бассейна(В_ср) вычисляется по формуле

где F_б - площадь бассейна, км²

L_б – длина бассейна, км

Коэффициент асимметрии(а), характеризующий неравномерность распределения площадей правой и левой частей бассейна (по отношению к главной реке) вычисляется по формуле

F_л - F_п

а = ---------------------------                                        (2.2);

(F_л + F_п) / 2

9

где F_л – площадь левобережной линии, км² ; F_п – площадь правобережной частей бассейна, км² .

Коэффициент      развития        водораздельной       линии        (m),

характеризующий конфигурацию речного бассейна, рассчитывается по формуле:

m = 0,282          (2.3);

где S – длина водораздельной линии, км; F_б – площадь бассейна, км² . Для оценки влияния озер, болот, лесов на режим рек определяют

коэффициенты озерности(К_о),заболоченности(К_б),лесистости(К_л):

где f_o, f_б, f_л – площади, занятые соответственно озерами, болотами и лесами в пределах данного речного бассейна; F_б – площадь бассейна, км².

Длина главной реки(L_p)и длина притоков(l_пр) в км определяется с помощью курвиметра или циркуля измерителя с постоянным раствором

– 2 мм. Счет километров ведут по участкам от устья реки до первого притока, затем от первого притока до второго и т.д. такое деление необходимо для построения гидрографической схемы.

При измерении циркулем определяется не длина дуги, а хорда, следовательно, длина реки получается заниженной. Для получения истинной длины измеряется длина реки и умножается на поправочный коэффициент на извилистость (рис. 2.1).Результаты вычисленийдлины главной реки и притоков заносятся в таблицу 2.3.

10

Рисунок 2.1. Образцы извилистости рек.

Общая длина главной реки получается как нарастающая величина ее участков от истока к устью.

Таблица 2.3

Измерение длины реки _________ по участкам

Аналогичная таблица составляется для измерения длины притоков.

11

Коэффициент извилистости реки (К_изв.) определяется как отношение длины реки (L_p) к длине прямой, соединяющей устье и исток реки (L_пр.л.):

К_изв. =          (2.7)

Густота речной сети (D, км/км²) представляет собой длину речной сети, приходящуюся на 1 км² площади какой-либо территории. Для бассейнов рек D определяется как отношение суммы длин всех водотоков к площади бассейна реки.

Разность отметок ( Н, м) водной поверхности истока (H_ист., м) и устья (Н_у, м), выраженная в м, называется падением реки.

Н=Н_ист. - Н_у                                  (2.9)

Отношение величины паления ( Н, м) к длине реки (L_p) называется уклоном(J)реки. Уклон реки – величина безразмерная; может быть выражена в ⁰/₀₀ .

схемы реки (рис. 1.1). Для построения схемы используются данные таблицы 2.3 Главная река изображается в виде отрезков прямой линии; притоки первого порядка – в виде отрезков прямой, расположенных под углом 45° к главной реке. Притоки второго, третьего и т.д. порядков изображаются аналогично притокам первого порядка. Схема строиться кратностью 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 к масштабу карты. На схеме стрелкой показывается направление течения реки, подписываются названия притоков и их длины в км.

12

Рисунок 1.1. Гидрографическая схема р. Ислочь

Контрольные вопросы

1. Дайте определение бассейна реки и водосбора реки. В каких случаях бассейн больше водосбора.

2. Почему для Тюменской области характерно превышение площади бассейна реки над ее водосбором?

2. Назовите основные физико-географические факторы,

определяющие размеры бассейна, коэффициенты асимметрии, развития водораздельной линии, густоты речной сети.

3. С какой целью определяются коэффициенты лесистости,

озерности, заболоченности бассейна?

13

Практическая работа №3