Кантрольныя пытанні

1. Як праводзіцца ўвязка крывых расходаў вады?

2. Выканаць экстрапаляцыю крывой расходаў вады да найвышэй-шага ўзроўню па плошчы воднага сячэння і сярэдняй хуткасці цячэння.

3. Методыка вызначэння расходаў вады па крывой расходаў.

1.6. Вызначэнне тыпаў жыўлення ракі па гідрографу

Нагляднае ўяўленне аб ходзе ваганняў расходаў вады ракі на працягу года дае храналагічны графік – гідрограф, які паказвае змяненне штодзённых расходаў вады на працягу года:Q = f(Т).

Ён характарызуе ваганні воднасці ракі ў розныя фазы гідралагіч-нага рэжыму (веснавое разводдзе, межань, паводкі) і іх працягласць. Па гідрографу можна вызначыць аб’ём гадавога сцёку ракі, сцёку асобных месяцаў і перыядаў, меркаваць аб перавазе тыпу жыўлення ракі ў розныя гідралагічныя поры года, а таксама разлічыць, якую частку гадавога сцёку дае кожны тып жыўлення.

Змест работы

1. Па даных табліцы штодзённых расходаў вады (Гидрологический ежегодник, т.____, вып.____) пабудаваць гідрограф ракі _____________ у створы ______________ за 200_г.

2. Падзяліць гідрограф на часткі, адпаведныя розным відам жыў-лення ракі (снегавому, дажджавому, грунтавому).

3. Вызначыць велічыню кожнага тыпу жыўлення (у км³ і ў % ад гадавога сцёку) і пераважны тып жыўлення.

Выкананне работы

1. Зыходнымі данымі для пабудовы гідрографа з’яўляюцца што-дзённыя расходы вады ракі (табл. 1.14).

Гідрограф будуецца на міліметровай паперы (фармат 288 х 407 або 203 х 288 мм). На восі ардынат адкладваюцца расходы вады (Q, м³/с), а на восі абсцыс – час (Т, сут.). Вертыкальны маштаб выбіраецца ў залежнасці ад велічыні расходаў, гарызантальны: у 1 мм – 1; 2 сутак. Для расходаў вады рэкамендуюцца наступныя маштабы: у 1 см – 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 50; 100 м³/с і г. д.

Табліца 1.14

Гадавая табліца штодзённых расходаў вады (Q, м³/с) – р. Дняпро (г. Магілёў, 1972 г.). W = 2,95 км³; М = 4,49 л/с км²; h = 142 мм; F = 20800 км²

Дата	І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ	VІІ	VІІІ	ІХ	Х	ХІ	ХІІ
1	87,8	38,5	42,8	291	319	105	52,8	46,7	32,9	37,2	47,8	56,5
2	86,8	38,5	42,8	296	298	105	50,3	48,5	32,9	38,3	47,8	61,6
3	85,8	38,8	43,2	295	277	109	50,3	48,5	32,9	39,4	48,4	64,2
4	84,6	38,8	43,2	302	258	113	51,5	46,9	32,9	40,6	47,8	65,5
5	83,7	38,8	43,2	328	237	117	55,2	45,2	32,9	40,6	49,0	66,2
6	83,3	38,5	43,8	341	215	119	56,5	43,5	32,9	41,8	50,9	66,2
7	83,2	38,5	43,8	388	194	114	55,9	41,8	33,4	41,2	50,3	66,8
8	82,2	37,7	43,8	500	176	105	55,2	41,8	33,8	40,6	50,3	68,8
9	79,4	37,7	43,8	598	155	96,6	55,2	40,6	33,8	40,6	51,5	70,7
10	78,4	38,3	43,7	629	139	91,1	56,5	41,8	33,8	40,6	52,8	73,3
11	76,4	38,3	43,7	589	125	85,7	56,5	41,8	33,8	40,6	54,0	74,7
12	73,7	38,0	44,3	528	113	80,4	56,5	40,6	33,4	40,0	55,3	76,0
13	69,6	38,0	44,3	483	105	76,2	57,7	37,2	32,9	40,6	57,8	77,3
14	67,8	38,6	45,4	452	99,0	76,2	58,3	36,6	33,4	40,6	57,2	78,0
15	66,1	38,6	45,4	434	93,4	72,8	60,2	36,6	32,9	41,2	58,4	78,6
16	63,1	38,2	49,1	423	91,9	68,3	62,7	34,9	32,9	41,8	57,2	78,6
17	60,8	38,9	61,0	415	89,5	63,9	63,9	34,9	33,4	41,2	57,8	81,3
18	58,9	38,9	78,1	415	88,8	61,4	62,7	33,8	33,8	41,8	57,8	82,0
19	57,0	38,5	84,2	416	90,3	59,0	61,4	33,8	33,8	41,8	59,1	81,3
20	55,1	39,1	84,7	416	90,3	59,0	60,2	33,4	33,8	42,9	59,1	81,3
21	52,4	39,1	85,9	420	91,9	57,7	59,0	32,4	33,8	42,9	57,8	80,0
22	50,6	39,1	88,3	421	98,2	56,5	56,5	32,0	34,9	43,5	59,1	78,6
23	48,8	40,1	98,0	423	98,2	54,6	55,2	32,9	34,9	45,3	59,7	76,0
24	47,0	40,5	109	423	105	52,8	52,8	32,9	35,5	47,8	59,1	67,2
25	45,8	40,5	132	418	115	51,5	50,3	32,4	36,0	50,3	59,1	51,5
26	43,8	40,9	142	408	121	50,3	49,0	32,0	36,0	49,0	59,1	48,6
27	42,6	42,4	156	396	117	56,5	47,8	31,1	36,6	49,0	59,7	47,8
28	41,5	42,4	172	384	116	65,2	46,4	31,6	36,6	48,4	57,8	42,7
29	40,4	42,8	202	364	111	66,4	46,1	32,0	37,2	48,4	57,8	37,8
30	39,3		238	340	108	59,6	45,5	32,4	37,2	47,8	54,6	37,4
31	39,3		273		107		45,0	32,9		47,8		37,3
Qc	63,7	39,2	87,4	418	143	78,3	54,6	37,5	34,2	43,0	55,1	66,3
Qнайб	93,6	42,8	284	632	330	120	63,9	48,5	37,2	50,3	60,4	82,0
Qнайм	38,9	37,7	42,8	287	888	50,3	45,0	31,1	32,9	37,2	47,2	36,6
Сярэдні (Qc) гадавы 93,4 Найбольшы (Qнайб) 632 (10.ІV) Найменшы (Qнайм) летні 31,1 (28.VІІІ) Найменшы (Qнайм) зімні 37,7 (8.ІІ)

Заўвага: W – аб’ём сцёку; M – модуль сцёку; h – слой сцёку; F – плошча вадазбору; Q_c, Q_найб, Q_найм – расход вады: адпаведна сярэдні, найбольшы і найменшы

Рыс. 1.12 а. Вызначэнне тыпаў жыўлення ракі па метаду Б. В. Палякова.

Гідрограф р. Дняпро (г. Магілёў, 1999 г.): 1 – сцёк снегавых водаў;

2 – сцёк дажджавых водаў; 3 – сцёк грунтавых водаў

б) метад вызначэння крыніц жыўлення ракі па гідрографе Б. І. Ку-дзеліна заснаваны на ўліку берагавога рэгулявання, перыяд якога роўны перыяду веснавога разводдзя і часу дабягання грунтавых водаў, якія паступілі раней у рэчышчавую сетку ў верхняй частцы басейна. Пры гэтым улічваецца, што падземнае жыўленне магчыма толькі ў перыяд, калі ўзровень вады ў рацэ ніжэй узроўню грунтавых водаў.

Рыс.1.12 б. Вызначэнне тыпаў жыўлення ракіпа метаду Б. І. Кудзеліна.

Гідрограф р. Дняпро (г. Магілёў, 1999 г.): 1 – сцёк снегавых водаў;

2 – сцёк дажджавых водаў; 3 – сцёк грунтавых водаў

Пры высокіх узроўнях ракі адбываецца фільтрацыя часткі яе вода ў грунт.

Карыстаючыся данымі гадавой табліцы штодзённых расходаў вады (у нашым прыкладзе табл.1.14), на поле графіка наносяць у выглядзе пунктаў велічыні расходаў вады за кожныя суткі. Паслядоўна злучыўшы нанесеныя пункты, атрымліваюць гідрограф (рыс. 1.12 аі 1.12б). На ім падпісваюцца: назва ракі, гідраствор – пункт і год назіранняў; Лядовыя з’явы паказваюцца ўмоўнымі знакамі (рыс. 1.13) (у падмалюнкавым подпісе дадзены ўмоўныя знакі лядовых з’яў, адзначаных у табліцах штодзённых расходаў вады).

2. Пасля пабудовы па гідрографе выдзяляюць крыніцы жыўлення (падземнае, дажджавое, снегавое, а ў горных раёнах і ледніковае).

Пры адсутнасці даных аб рэжыме грунтавых водаў найбольшую цяжкасць уяўляе вызначэнне падземнага жыўлення. Для выдзялення яго на гідрографе распрацавана некалькі метадаў. Разыходжанні паміж імі ў асноўным у вызначэнні жыўлення грунтавых водаў у перыяд разводдзя.

У дадзенай рабоце мы разгледзім два метады вызначэння па гідрографе жыўлення ракі з гарызонтаў грунтавых водаў, якія гідраўлічна звязаны з ёю (Б. В. Палякова і Б. І. Кудзеліна):

а) метад Б. В. Палякова заснаваны на тым, што падземнае жыўлен-не адсутнічае ў момант праходжання піку разводдзя праз дадзены гідраствор, а змяншэнне падземнага жыўлення і павелічэнне на спадзе ідзе раўнамерна. Згодна з яго метадам, падземнае жыўленне аддзяля-ецца на гідрографе ад паверхневага адрэзкамі прамой лініі, якія ідуць ад нізкага расходу вады перад пачаткам разводдзя да нуля ў момант праходжання піку і да нізкага расходу вады ў канцы спаду (гл. рыс. 1.12 а, пункцірная лінія АП’Г);

З пачаткам веснавога разводдзя (гл. рыс. 1.12 б, пункт А) узровень вады ў рацэ перавышае ўзровень грунтавых водаў і падземнае жыўленне ў раёне замыкаючага гідраствора (г. Магілёў) з прычыны падпоры спыняецца з 15.ІІІ. (лінія АБ). Аднак грунтавыя воды, якія паступаюць у рэчышча да пачатку разводдзя ў вярхоў’і вадазбору, будуць рухацца да створа (г. Магілёў) разам з хваляй разводдзя. Пасля іх праходжання падземнае жыўленне спыняецца да спаду разводдзя (пункт Г). Ведаючы хуткасць руху хвалі разводдзя (хуткасць дабягання) і адлегласць ад вытоку да замыкаючага створа, можна вызначыць час, за які грунтавыя воды пройдуць ад вярхоўяў да замыкаючага створа. Для гэтага хуткасць дабягання разлічваецца па датах наступлення піку разводдзя ў замыкаючым створы (г. Магілёў,t₂ = 10.ІV) і ў створы, які размешчаны вышэй замыкаючага ( у нашым прыкладзе – г. Орша,t₁ = 9.ІV). Адлегласць паміж названымі створаміI = 92 км (рыс. 1.14).

Грунтавыя воды паступілі ў рэчышча р. Дняпро да пачатку весна-вога разводдзя ў вярхоўях вадазбору і рухаюцца да замыкаючага гідраствора г. Магілёў разам з хваляй разводдзя.

Рыс. 1.13. Умоўныя знакі фаз лядовага рэжыму на гідрографе:

1 – сала ( : ); 2 – заберагі ( ) ); 3 – рэдкі ход шарашу (  ); 4 – густы ход шарашу ( Ш ); 5 – крыгаход рэдкі ( Х ); 6 – крыгаход густы або сярэдні ( Л ); 7 – ледастаў (  ); 8 – вада цячэ паверх лёду ( ); 9 – закраіны і лёд падняло (() ); 10 – дата затору ці зажору ( ,  ); 11 – дата зруху лёду (П)

▼– пасты, якія вымяраюць сцёк вады; t₂,t₁– час наступлення піку разводдзя адпаведна ў створах Оршы і Магілёва;L – адлегласць ад вытоку да замыкаючага створа (г. Магілёў);I– адлегласць паміж створамі Магілёва і Оршы; Т_даб– час дабягання, за які грунтавыя воды пройдуць ад вярхоўяў да замыкаючага створа.

Хуткасць дабягання (v_даб) вылічваецца па формуле:

V_даб =I/ (t₂–t₁) = 92 / (10.ІV – 9.ІV) = 92 / 1 = 92 км/сут.

Адлегласць ад вярхоўяў (вытоку) р. Дняпро да замыкаючага створа г. Магілёва L = 619 км; час дабягання (Т_даб), за які грунтавыя воды пройдуць ад вярхоўяў да замыкаючага створа, вылічваем па формуле:

Т_даб=L/v даб = 619 / 92 = 6,7 ≈ 7 сут.

Такім чынам, грунтавыя воды з верхняй часткі басейна будуць праходзіць праз створ г. Магілёва на працягу 7 сутак пасля пачатку разводдзя (15.ІІІ + 7сут.) да 22.ІІІ. На гідрографе адпаведна гэтай даце адзначым пункт В. Зніжэнне расходу грунтавых водаў, якія праходзяць праз замыкаючы гідраствор транзітам, прымаецца раўнамерным (прамая АВ).

Рыс. 1.14. Схема для вылічэння хуткасці дабягання (v_даб) грунтавых водаў

У замыкаючым створы (г. Магілёў) не будзе падземнага жыўлення з навакольнага раёна да заканчэння разводдзя 26.VІ (лінія ГД). Аднак у верхняй частцы басейна, дзе яно закончылася раней, грунтавыя воды пачнуць паступаць у рачную сетку і па рэчышчы да замыкаючага створа. Дату пачатку іх праходжання праз апошні створ можна вызначыць, калі вядомы момант заканчэння разводдзя ў вярхоўях (у нашым выпадку 8.VІ) і час дабягання (Т_даб = 7 сут. ад вярхоўяў да гідраствора каля г. Магілёва), г. зн. 8.VІ + 7сут. = 15.VІ. Гэту дату на гідрографе адзначым пунктам Е. Улічваючы, што ўзрастанне грунтавога жыўлення транзітнымі водамі ў канцы разводдзя раўнамернае, пакажам яго лініяй ЕГ. У астатнюю частку года падземнае жыўленне аддзяляецца ад паверхневага плаўнай лініяй, якая злучае пункты, адпаведныя найменшым расходам вады (гл. рыс. 1.12б, пунктыа, б, в). Рэзкія змяненні расходаў вады, якія паказаны на гідрографе вышэй лініі падземнага жыўлення, адносяцца летам да дажджавога жыўлення, зімой – да снегавога (раставанне снегу пры адлігах).

Рэзкія кароткачасовыя павелічэнні расходаў (пікі на спадзе разводдзя) адбываюцца пры выпадзенні дажджу, змяншэння – пры моцных пахаладаннях у басейне ракі, якія замаруджваюць раставанне снегу. Больш дакладна вызначыць прычыну змянення расходу і правільна ўстанавіць тып жыўлення ў гэтых выпадках можна пры сумесным разглядзе гідрографа і ходу тэмпературы паветра і атмасферных ападкаў.

3. Пасля выдзялення тыпаў жыўлення ракі на гідрографе (па метаду Б. І. Кудзеліна) адзначаем на ім наступныя плошчы сцёку (гл. рыс. 1.12 б):

1) паверхневага снегавога (АПКГЕВ і ЛаІ);

2) паверхневага дажджавога (КГбвМНУ);

3) падземнага (грунтавога) (ІаАВО і ГбвМРЕ).

Паколькі адрозненні ў аб’ёмах падземнага жыўлення, вызначаных па метадах Б. І. Кудзеліна і Б. В. Палякова, нязначныя, пры адсутнасці даных аб часе дабягання грунтавых водаў з вярхоўяў басейна да разліковага гідраствора можна выдзеліць тыпы жыўлення па метаду Б. В. Палякова.

Плошча, абмежаваная лініяй гідрографа і восямі каардынат, адпавядае аб’ёму гадавога сцёку(W, м³ або км³). Для падліку гадавога сцёку патрэбна вызначыць гэтую плошчу ў см² і памножыць яе на адзінку масштаба малюнка (на значэнне 1 см² у маштабе). У нашым прыкладзе пры вертыкальным маштабе ў 1 см² 50 м³/с і гарызанталь-ным – у 1 см 20 сут плошча ў 1 см² адпавядае 50 ∙ 20 ∙ 86400 = 864 ∙ 10 м³ (86400 – колькасць секунд у сутках). Аналагічна па частках гідрографа, які адлюстроўвае асобныя віды жыўлення, вызначаецца велічыня сцёку снегавых, дажджавых і грунтавых водаў і доля іх (у % ад гадавога сцёку) у агульным жыўленні ракі.

На аснове выдзеленых тыпаў крыніц жыўлення па гідрографе і падліку працэнтных суадносін паміж імі можна зрабіць вывад аб пераважным тыпе жыўлення гэтай ракі. Карыстаючыся гідралагічнымі класіфікацыямі (Львовіч, Кузін, Кудзелін і інш.) дазваляе вызначыць занальны тып жыўлення ракі.