Комплект презентаций к теме дисциплины Учение о гидросфере: Реки земного

распространение, гидролого-гидрохимические параметры и режим, роль человека в изменении гидрографической

сети. Типы рек. Морфометрические характеристики бассейна реки. Речная сеть. Долина и русло реки. Продольный профиль реки. Питание рек, виды питания, классификация рек по видам питания. Расчленение гидрографа реки по видам питания.
Водный режим рек. Виды колебаний водности рек. Фазы водного режима. Классификация рек по водному режиму. Речной сток и его составляющие. Количественные характеристики стока воды: объем стока, слой стока, модуль стока, коэффициент стока. Движение воды в реках. Формула Шези.
Речные наносы. Формула Эри. Русловые процессы и их типизация. Изменение температуры воды в периоды ледового режима: замерзание, ледостав, вскрытие. Ледоход, заторы и зажоры».

же месту (руслу) постоянно или с перерывами на сухой сезон

(пересыхающие реки).
Место, с которого появляется постоянное течение воды в русле — исток, в большинстве случаев можно определить только условно. Истоком реки часто являются родник, болото, озеро или ледник, если река образуется путем слияния двух меньших рек, то место их слияния является началом этой реки, однако за исток следует принимать исток более длинной из слившихся рек.
Место впадения реки в другую, в озеро или в море называется ее устьем. Обычно в устьях рек отлагаются влекомые по дну наносы и выпадает взвешенный материал. По мере роста наносов из них возникает равнина, которая в плане имеет форму треугольника - дельты.
Русло реки в пределах дельты ветвится на множество рукавов и проток. Дельты непрерывно растут.
Устья некоторых рек расширены в форме залива; они называются эстуариями и имеют собственное имя: Обская губа, например. Немноговодные пустынные реки оканчиваются слепыми устьями, не доходя до водоема.

Эстуарий Ла-Плата

Дельта р. Нил

гидрографической сети, в которую также включаются болота, каналы и родники.

Современная гидрографическая сеть сформировалась в результате длительных и сложных процессов, происходивших на Земле на протяжении многих миллионов лет.
Частью гидрографической сети является русловая сеть, представляющая собой совокупность всех водотоков в пределах рассматриваемой территории.
Верхние звенья гидрографической сети — ложбины, лощины и суходолы, занимающие более 90% ее длины, являются областями формирования жидкого и твердого стоков постоянных и временных водотоков. А нижние звенья — различные типы речных долин — в основном являются путями транспорта жидкого и твердого стока.
Часть русловой сети, состоящая из отчетливо выраженных русел постоянных водотоков, называют речной сетью.
Совокупность рек, сливающихся вместе и выносящих свои воды в виде общего потока, называют речной системой. Иначе говоря, речная система включает в себя главную реку и большое количество притоков, т. е. рек, впадающих в нее прямо или посредством других.
Притоки, непосредственно впадающие в главную реку, называются притоками первого порядка, их притоки — притоками второго порядка и т. д. Выделение главной реки должно основываться на ее многоводности, направлении, величине и характере долины, а также длине и площади бассейна.

сети. Длиной реки называется расстояние по реке от устья до

истока. Степень извилистости реки определяется коэффициентом извилистости — отношением длины реки к длине прямой линии, соединяющей
исток и устье.
Густота речной сети определяет условия стока атмосферных осадков, питания грунтовыми водами и представляет собой длину речной сети, приходящуюся на 1 км2 площади какой-либо территории. Для речных бассейнов густота речной сети определяется как отношение суммы длин всех водотоков к площади бассейна реки. Густота речной сети зависит от климата, геологического строения местности и рельефа.

Система Конго отличается исключительной густотой

Меандры (извилины) реки

вид сверху
Поперечный профиль реки

Продольный профиль Ангары
Продольный профиль Лены
Продольный профиль рек
Карелии
Продольный профиль
каскада

ГЭС на Волге
и Каме

Продольные профили рек

условий может быть дождевым, снеговым, ледниковым, подземным, озерным и болотным.
Чаще

всего питание носит смешанный характер с преобладанием одного из видов. Роль того или иного источника питания, их сочетание и распределение во времени зависят главным образом от климатических условий.
В зависимости от питания объем воды в реке изменяется, что проявляется в колебаниях уровня.
Уровень воды в реке зависит от расхода. Изменение во времени уровней и расходов воды в реках представляет собой водный режим реки.
Годовой цикл водного режима рек подразделяется на характерные фазы: половодье, паводки, межень (летняя и зимняя).
Естественные сочетания различных комбинаций источников питания с разными вариантами распределения стока позволили выделить основные зональные типы водного режима: полярный, субарктический, умеренный, субтропический, тропический и экваториальный.

снегов. Сток на них наблюдается только в период короткого полярного

лета.

Реки субарктического типа питаются талыми снеговыми водами за счет многолетней мерзлоты. Многие из них промерзают зимой до дна. Подъем воды наблюдается в летнее время (Яна, Индигирка, Вилюй).

Реки умеренного типа делятся на 4 подтипа: умеренный континентальный с преобладанием питания за счет весеннего таяния снежного покрова, умеренный морской с преобладанием дождевого питания при более или менее равномерном распределении осадков в течение года; умеренный муссонный (дальневосточный) с преобладанием дождевого питания летом за счет муссонных дождей; умеренный полупустынный и пустынный с кратковременным стоком за счет весенних талых вод.

Реки субтропического типа питаются главным образом за счет дождей, максимум которых приходится на зиму.

Реки тропического типа отличаются малым стоком. Преобладает летнее дождевое питание, зимой осадков мало.

Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание в течение всего года. Реки всегда полноводные, уровень повышается к концу сезона дождей.

значениями (максимальными и минимальными) часто используются расходы воды, осредненные за

различные периоды времени (сутки, месяц, сезон, год и т. д.).
Наиболее часто употребляемые характеристики речного стока:
Объем стока W (м3, км3) — количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени (сутки, месяц, год и т. д.);
Модуль стока М (л/с • км2) или q[м3/c • км2)] — количество воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени;
Слой стока h (мм) —количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора;
Коэффициент стока — отношение слоя стока к количеству выпавших на площадь водосбора осадков, обусловивших возникновение стока;
Годовой сток подсчитывается в умеренном климате не за календарный год, а за гидрологический, начинающийся осенью (1 октября или 1 ноября), когда запасы влаги в речных бассейнах, переходящие из одного года в другой, малы. При подсчете за календарный год сток и осадки не могут соответствовать друг другу, так как осадки, выпавшие в конце одного года, стекают весной следующего года.
- Движение воды в потоке описывается формулой Шези, иллюстрирующей тот факт, что скорость течения тем больше, чем больше глубина русла и уклон водной поверхности и меньше шероховатость русла.

конфигурацию
русла и его глубины

водотоками и формирующие их ложе, называются речными наносами.
Речные наносы разделяют

на взвешенные и влекомые или донные. Деление это условно, т. к. при изменении скорости течения одна категория наносов быстро переходит в другую. Чем больше скорость потока, тем крупнее могут быть взвешенные частицы. При уменьшении скорости более крупные частицы опускаются на дно, становясь влекомыми (движущимися скачкообразно) наносами.
Количество взвешенных наносов, проносимых потоком через живое сечение реки в единицу времени (секунду), составляет расход взвешенных наносов (R кг/с).
Количество взвешенных наносов, проносимое через живое сечение реки за большой промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год и т. д.),— сток взвешенных наносов.
Измерение расхода взвешенных наносов основано на определении мутности воды, т. е. весового содержания наносов в единице объема.
Количество взвешенных наносов в реке зависит от скорости течения, и главным образом, от поступления наносов с водосборного бассейна.
Распределение взвешенных наносов в живом сечении потока неравномерное. Более насыщены наносами нижние слои, где преобладают более крупные частицы.

реках взвешенные наносы могут составлять до 90—95% всего количества наносов.

Суммарный сток взвешенных наносов рек в океан со всей территории суши, за исключением областей внутреннего стока, составляет 15,7 млрд. т в год.
На горных реках 20—30% расхода наносов приходится на расход влекомых наносов. Величина расхода влекомых наносов зависит от скорости течения, формы и поверхности самих частиц и характера дна реки. По закону Эри масса частиц, перемещаемых водой по дну (М), пропорциональна скорости (V) в шестой степени: М = А • V6, (А — коэффициент). Эта формула показывает, что при увеличении скорости потока в 3 раза масса частиц, которые река способна переносить при этой скорости, увеличится в 729 раз. Вот почему на равнинных реках влекомые наносы состоят преимущественно из песка различной крупности, горные же реки переносят гравий, гальку, крупные валуны.
Общее количество наносов (взвешенных и доенных), проносимое через живое сечение реки за большой промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год и т. д.), называется стоком наносов.

Хуанхэ – один из лидеров по объему выносимого в океан взвешенного материала

состоянии с частицами размером менее 10 5 мм.
По своему

происхождению эти вещества подразделяются на:
1) выщелачиваемые при химическом воздействии на изверженные и метаморфические породы;
2) растворяемые водой из осадочных пород и почв;
3) содержащиеся в атмосферных осадках;
4) вносимые в поверхностные воды технической, сельскохозяйственной и бытовой деятельностью человека.
По классификации Алекина О.А. речные воды делятся на три класса в зависимости от преобладающего аниона: гидрокарбонатные и карбонатные, сульфатные, хлоридные. В каждом классе по преобладающему катиону выделяются три группы: кальциевая, магниевая и натриевая. Большинство рек принадлежит к гидрокарбонатному классу, к группе кальциевых вод. По степени минерализации О. А. Алекин подразделяет речные воды на четыре группы: малой минерализации (до 200 мг/л), средней (200—500 мг/л), повышенной (500— 1000 мг/л) и высокой (более 1000 мг/л). Минерализация речных вод в основном малая и средняя.
Основную массу выносимых растворенных веществ составляет ионный сток, определяющийся минерализацией речных вод и жидким стоком.
Hа сток остальных растворенных веществ (органические вещества, минеральные коллоиды, микроэлементы, неорганические биогенные элементы) приходится всего 20% общего стока растворенных веществ.

излучением водной поверхности, затратами тепла на испарение, его выделением при

конденсации, теплообменом с атмосферой и ложем русла. Изменение составляющих теплового баланса реки в течение суток, сезона, года вызывает соответствующие колебания температуры воды в реках.
Суточный ход температуры наиболее четко выражен летом, когда днем вода нагревается под действием солнечного тепла, а ночью остывает в результате преобладания эффективного излучения. Амплитуда суточных колебаний температуры воды зависит от широты места, водности рек, погодных условий.
Годовой ход температуры также тесно связан с изменением теплового баланса. После вскрытия реки температура воды растет. В период нагревания воды (в первую половину лета) она несколько ниже температуры воздуха, в период охлаждения, наоборот, выше.
Средняя годовая температура воды обычно выше средней годовой температуры воздуха, т. к. зимой в реке вода не охлаждается ниже 0° С, тогда как воздух может иметь отрицательную температуру.
В соответствии с естественным тепловым режимом рек их можно разделить на 3 типа: 1) реки очень теплые, без сезонных колебаний температуры; 2) реки теплые, с заметным сезонным колебанием температуры, не замерзающие зимой; 3) реки с большими сезонными колебаниями температуры, замерзающие зимой.
.

воды несколько ниже температуры ее замерзания начинается процесс льдообразования. Первое

ледовое явление на рейх — сало — плавающие на поверхности воды скопления смерзшихся ледяных игл в виде пятен или тонкого сплошного слоя, внешне напоминающие пятна жира.
При обильных снегопадах, при обрушении в воду масс снега с крутых высоких берегов, при сдувании снега со склонов на охлажденной водной поверхности образуется снежура в виде рыхлой несмерзшейся массы. Образование сала, скопление снежуры на участках с замедленными скоростями течения, наиболее интенсивное охлаждение потока на мелководных прибрежных участках приводят к тому, что почти на всех замерзающих реках вдоль берегов происходит образование заберегов — полос льда, смерзшихся с берегами при незамерзшей основной части водного пространства. Одновременно с появлением заберегов при свободной поверхности воды, охлаждаемой за счет потерь тепла в атмосферу, образуется внутриводный лед — скопление ледяных кристаллов в толще воды в виде губчатой непрозрачной массы. Скопление и рост подобных кристаллов на дне реки и на подводных предметах дают начало образованию донного льда.

Продолжительность
ледостава на реках
России и СНГ

с внутриводным льдом— шуга. Шугой называется всплывший на поверхность внутриводный

лед в виде комьев и подледных скоплений, в массе которого часто содержится снежура, сало и мелкобитый лед. На шугоносных реках нередко образуются зажоры — стеснение водного сечения массой внутриводного льда и шугой. Выше зажора уровень воды резко повышается, взламывая ледяной покров, и вызывает затопление прилегающих участков долины. Для борьбы с зажорными явлениями прибегают к взрывным и ледокольным работам.
Плывущие по реке льдины и ледяные поля, сформировавшиеся в результате смерзания обломившихся заберегов, снежуры и шуги, образуют на некоторых реках осенний ледоход, во время которого в сужениях русла и на крутых поворотах могут наблюдаться заторы-скопления льдин, вызывающие стеснение живого сечения. Подъемы уровня при осенних заторах относительно невелики вследствие малой водности реки в этот период. Образование внутриводного льда прекращается с момента установления на реке ледостава — сплошного ледяного покрова, препятствующего переохлаждению воды.

атмосферы и поступающих в реку талых вод. Приток талых вод

вызывает подъем уровня, лед всплывает, отрываясь от берегов, и вдоль берегов протягиваются полосы воды без льда — закраины. Одновременно в местах с быстрым течением в ледяном покрове появляются промоины — небольшие открытые участки воды. На отдельных участках реки, чаще всего на перекатах, где лед тоньше, начинаются подвижки льда — перемещение ледяного покрова вниз по течению. При дружной весне одна-две подвижки обычно приводят к весеннему ледоходу. На реках, текущих с севера на юг ледоход проходит более спокойно, чем на реках, текущих с юга на север. В последнем случае вскрытие начинается с верховьев, в то время как среднее и нижнее течение реки сковано льдом. Волна весеннего половодья перемещается вниз по реке; при этом образуются мощные заторы, вызывающие большие подъемы уровня воды. Так, затор на Енисее в 1909 г. за период, меньший суток, вызвал подъем уровня на 12 м.