Основные характеристики подземных вод. Характеристики гидрографической сети р. Тамга

 

 

С помощью таблицы 2.3 был  построен продольный профиль реки Тамга (рис. 2.3). Уклоном i называют отношение разности высотных отметок дна в начале и конце участка, называемых падением DН, к длине участка l.

i = DН/l                                                           (2.2)

Уклон обычно выражается в  относительных единицах. Иногда употребляется  выражение уклона в профилях (⁰/₀₀), что означает падение, выраженное в тысячных долях от длины участка. Принято различать средний и средневзвешенный уклон реки и участка.

Уклон водной поверхности реки I определяют по уклону поверхности воды в реке. Высотные отметки урезов воды, определенные при обследовании, приводятся к так называемому мгновенному уровню. Мгновенным называется уровень в один и тот же момент времени для всех точек определения. Приводка осуществляется по данным водомерных постов. Часто в гидрологических расчетах в место уклона водной поверхности реки I принимают уклон дна i который легко определяется по картам или снимается с продольного профиля.

Для построения продольного профиля дна реки по карте №5, масштабом 1:200 000 () были измерены расстояния от истока до устьев всех впадающих в р. Тамга притоков 1 порядка и высоты в местах их впадения в главную реку, ориентируясь на горизонтали и нанесенные на карте высотные отметки. Как показано на рисунке 2.3, по горизонтальной оси отложены расстояния от истока до устья реки, длина которой равна 14 км, а по вертикальной оси высотные отметки. Самая низкая высотная отметка р. Тамга равна  1780 м, а высокая равна  3240 м. Полученные точки соединены плавной линией  и по всем  измеренным данным  построен продольный график реки. Начало отсчета по горизонтали идет от истока (0 км) и соответствует высоте 3240 м, затем идет плавное падение высоты реки с увеличением расстояния от истока, и где устье равно 14 км, где высота реки равна 1780 м.

 

2.  Морфометрические характеристики бассейна

 

1. Площадь водосбора

Часть земной поверхности, включая  толщу почвогрунтов, из которых река получает питание, называется бассейном данной реки. Бассейн реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Граница (линия раздела) между бассейнами (водосборами) рядом расположенных водосборов называется водоразделом. Водораздел поверхностного водосбора проходит по наиболее высоким точкам земной поверхности, расположенным между водосборами соседних рек. Установить границу подземного водосбора часто бывает трудно, поэтому во всех расчетах и при анализе стока речной бассейн отожествляется с поверхностным водосбором. К основным характеристикам речного бассейна относятся: площадь, форма, высота и уклон водосбора.

На рис. 2.4 приведена схема речного бассейна Тамга. На схеме: 1, 2, 3, Тер, Чегедек, Джолборсту – притоки и их водосборные площади; А, Б, С– бесприточные пространства.

В таблице 2.4 приведены результаты измерений площади водосбора реки Ак-Бура, которые были проведены при помощи палетки.

Площадь бассейна реки Тамга была определена по карте №5. На карте были выделены площади водосборов главной реки, основных притоков и межбассейновые пространства. Измерение площади было произведено по основной карте с помощью кальки и миллиметровой бумаги, где, как показано на рисунке 2.4, были определены: притоки и  их водосборные  площади.

 

Таблица 2.4 Притоки и безприточные пространства реки Тамга

S правый			S левый
Притоки и безприточные пространства			Притоки и безприточные пространства
А	1,50	6	Б	0,96	3,84
Тер	9,7	38,8	3	1,43	5,72
Чегедек	10	40	2	0,66	2,64
джолборсту	8,84	35,36	1	0,93	3,72
	30,04	120,16	С	0,78	3,12

 

Были рассчитаны площади  реки Тамга по правому и левому берегу, а также общая площадь. Общая площадь реки Тамга составила 139,8 км², а площадь по правому берегу 120,16 км² и соответственно по левому берегу 19,04 км².

 

2. Длина и ширина бассейна

 

Длина бассейна L (км) при  правильной его форме определяется расстоянием по прямой от устья реки до наиболее удаленной точки водораздельной линии (рис.

Рис. Определение длины  речного бассейна.

В случае изогнутой формы  бассейна его длина измеряется по медиане, проведенной через центры окружностей, вписанных в бассейн  и касающиеся двух противоположенных  сторон бассейна (рис.

Средняя ширина бассейна Вср (км) определяется делением площади бассейна F на его длину L:

Вср= F/L                                                             (2.3)

Наибольшая ширина бассейна Вmax характеризуется длиной наибольшего перпендикуляра к линии длины бассейна.

По формуле 2.3 была определена средняя ширина бассейна реки Тамга, В_ср= 7,73 км

Наибольшая ширина бассейна В_max характеризуется длиной наибольшего перпендикуляра к линии длины бассейна.

 

3. Коэффициенты, характеризующие бассейн

 

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

                                                 (2.4)

Коэффициент асимметрии бассейна реки Тамга  α= -1, 45– левосторонняя слабая асимметрия.

где Fл и Fпр- площади левобережной и правобережной частей бассейна, км2.

Коэффициент вытянутости  водосбора d характеризуется отношением длины водотока к средней ширине водосбора и определяется по формуле

d = L2/F………..(2.5)

Коэффициент вытянутости  водосбора реки Тамга d=2,32

Коэффициент формы водосбора - величина обратная коэффициенту вытянутости

d1= B/L = F/L2………………(2.6)

Коэффициент формы водосбора реки Тамга d¹= 0,43

 

4. График нарастания площади бассейна по длине главной реки

 

Этот график дает представление  о характере увеличения площади  бассейна от истока к устью.

Для построения графика необходимо иметь площади водосборов основных притоков реки, площади межбассейновых пространств и расстояния от устья  по главной реке до мест впадения притоков.

На графике в выбранном  масштабе по горизонтальной оси откладывается  длина главной реки, по вертикали - площади. Для правого берега график нарастания строится вниз от линии  длины реки, для левого берега - вверх  от нее. Суммарный по двум берегам  график нарастания площади бассейна реки обычно строится на том же чертеже  вверху от линии длины реки.

Суммарный график строится путем геометрического суммирования ординат графиков нарастания площадей по правому и левому берегам. Суммирование площадей производится в точках, соответствующих  местам впадения по правому и левому берегу последовательно всех притоков в направлении от истока к устью  главной реки (рис.2.6).

На рисунке  2.6 построен график  нарастания  площади водосбора реки  по длине реки. На графике в выбранном масштабе по горизонтальной оси отложена длина главной реки, а по  вертикали - площади. Для правого берега  график  нарастания  построен  вниз от  линии длины реки, где площадь правого берега  составила 120,16 км², а для левого  берега площадь равна 19,04 км². А также построен суммарный график путем геометрического суммирования  ординат графиков нарастания  площадей по правому и левому  берегам, который построен на том же чертеже вверху от  линии длины реки. И суммарная площадь реки Тамга равна 139,3 км².

 

5. График распределения площадей по высотным зонам и гипсографическая кривая

 

Средняя высота водосбора Н_ср вычисляется по формуле

                                   (2.8.)

            где Н_ср – средняя высота водосбора, м; f₁, f_2, …f_n- частные площади водосбора, заключенные между горизонталями, км²; Н₁, Н₂, …Н_n- средние высоты между горизонталями, м; F- общая площадь водосбора, км².[1]

Средняя высота водосбора  р. Тамга Н_ср= 340,2.

Рисунке  2.7 показано распределение площадей бассейна по высотным зонам.

По данным измерений площадей  и отметкам горизонталей составлена табл. 2.3.и построен график  распределения  площадей по высотным зонам (рис. 2.8).

Таблица 2.3 - Распределение  площадей бассейна р. Тамга по высотным ступеням

Высотная ступень, м над ур.моря	Средняя высота ступени	Частные площади водосбора, км2	Нарастающая площадь, км2
17800-2000	2000	6	6
2000-2400	2400	19,04	25,04
2400-2800	2800	19,72	44,76
2800-3200	3200	24,6	69,36
3200-3600	3600	28,6	97,96
3600-4000	4000	27,6	125,56
4000-4416	4400	13,64	139,2

Для построения графика распределения площадей по высотным ступеням весь диапазон высот в бассейне разбивается на 8 - 12 высотных ступеней и измеряются площади, расположенные между горизонталями с отметками этих ступеней и ограниченные линией водораздела. Чем больше амплитуда измерения высоты в бассейне, тем большие интервалы высоты берутся для отдельных ступеней. Для малых бассейнов измеряются площади между всеми горизонталями.[1]

Как показано на рисунке 2.8., самые большие площади 28,6 км²; 27,6 км² занимают высотные зоны со средней высотой 3600; 4000 м, самый маленький площадь 6 км²; занимает высотные зоны со средней высотой 2000 м.

Среднюю высоту бассейна также  можно определить по гипсографической кривой бассейна. Эта кривая дает наглядное представление о распределении площади бассейна по высотным зонам. Кривая нарастания площадей по высотным зонам - гипсографическая кривая - может быть получена и путем суммирования данных первого графика. Точки гипсографической кривой откладываются на нижних границах высотных интервалов и соединяются плавной линией. На графике под масштабом площадей наносится шкала процентов из расчета, что общая площадь бассейна равна 100%. [1]

На рис.2.9 приведена гипсографическая кривая р. Тамга.

Рисунок 2.9. Гипсографическая кривая.

Гипсографическая  кривая получена  путем суммирования данных распределения площадей по высотным зонам. Соответствие высот с площадью в порядке возрастания показано в процентных соотношениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

1. В природе вода встречается в трех фазовых состояниях: в жидком,твердом и газообразном, как в связанном, так и в свободном состоянии. Молекула воды - диполь, содержащий положительные и отрицательные заряды на полюсах. Физические свойства воды также уникальны: теплопроводность воды весьма незначительна, температура  замерзания и плавления льда при нормальном  давлении равна 273К, высокая вязкость, теплоемкость высокая, теплоотдача низкая. Вода отличается большой подвижностью. 
2. Длина реки Тамга от устья до истока составляет 14 км, извилистость 1,077, река имеет 6 притоков первого порядка: на правом берегу 3 притока, самый длинный приток Чегедек – 12 км, самый маленький приток Тер – 8 км; на левом берегу тоже 3 притока, самый длинный приток №3, он составляет 3,6 км, а самый маленький №2 - 1,6 км.
3. Самая низкая высотная отметка р. Тамга равна  1780 м, а высокая равна  3240 м. По продольному профилю реки видно, что с высоты истока (3240 м) идет резкое понижение рельефа, затем идет плавное падение высоты реки, ближе к устью (1780 м).
4. Площадь бассейна реки Тамга была определена по топографической карте масштабом 1:200 000 двумя способами:
5. Общая площадь реки Тамга составила 139,8 км², а площадь по правому берегу 120,16 км², по левому берегу 19,04 км².
6. Определены водосборные площади притоков первого порядка 1, 2, 3, Тер, Чегедек, Джолборсту и бесприточных межбассейновых пространств А, Б, С. Самые большие бассейны имеют притоки правого берега.
7. Распределение площадей  по высотным зонам показало, что самую  большую площадь 28,6 км² занимает высотная ступень со средней высотой 3600 м, а самую маленькую площадь 6 км² занимает  высотную ступень со средней высотой 2000 м.