Характеристики реки и ее бассейна. Речная долина.

Основные морфометрические характеристики реки в целом - ее длина и площадь водосбора (бассейна).

Водосбор реки - часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание. Бассейн реки - это часть суши, по которой протекает данная река со всеми ее притоками, включая временные водотоки, и ограниченная водоразделом. Бессточные территории внутри бассейна в водосбор не входят. В районах достаточного увлажнения водосбор и бассейн, как правило, совпадают.

Поверхностный и подземный водоразделы могут не совпадать. Для крупных и средних по размеру, а также большинства малых рек этим несовпадением можно пренебречь, за исключением рек карстовых районов.

Основные морфометрические характеристики речного бассейна (водосбора): площадь, длина, наибольшая и средняя ширина, средняя высота, средний уклон поверхности, коэффициент асимметрии.

Количественные физико-географические характеристики: густота речной сети, озерность, заболоченность, оледенение, лесистость, распространение почвогрунтов с той или иной степенью водопроницаемости.

Классификация рек по площади бассейна (F):

большие - F > 50000 км²,

средние - F = 2000 – 50000 км²,

малые - F < 2000км².

Большая река обычно пересекает две и более природных зон, гидрологический режим средней реки отражает условия одной зоны или подзоны, режим малых рек в значительной мере определяется местными условиями.

По длине (L) к малым рекам относят обычно реки с L от 10 до 100км (иногда до 200), реки с L<10км часто называют ручьями. Крупнейшие реки мира по площади бассейна (млн. км²): Амазонка(6,92), Конго (3,82), Миссисипи (3,22), Ла-Плата (3,1), Обь (2,99). Реки с наибольшей длиной: Нил (с Кагерой L=6670км), Амазонка (с Укаяли 6280), Миссисипи (с Миссури 5985), Янцзы (5520). Самая большая река Европы – Волга (F=1,36 млн. км², L=3350км).

Речные долины - продольные углубления на земной поверхности, сформированные в результате эрозионно-акумулятивной деятельности реки. Элементы речной долины: русло, пойма, надпойменные террасы, коренные берега.

Русло - наиболее низкая часть долины, занятая рекой в маловодные периоды года.

Пойма - часть долины, заливаемая при самом высоком уровне воды.

Надпойменные террасы - относительно плоские участки долины, представляющие собой остатки пойм на предшествующих этапах развития долины.

Коренные берега - склоны долины выше самой высокой террасы. Русло и пойма образуют дно долины, террасы и коренные берега - склоны долины. Высота поймы, террас, коренных берегов - превышения их бровок над уровнем воды в маловодный период года.

Типы долин по генезису: тектонические, ледниковые, эрозионные; по форме поперечного профиля: каньоны, ущелья, V-образные, корытообразные (троги), трапециевидные, ящикообразные.

Продольный профиль реки - график изменения отметок водной поверхности и дна по длине реки. Падение реки - разность отметок водной поверхности или дна (ΔН) на каком либо участке реки. Полное падение - ΔН между истоком и устьем реки. Уклон реки (I) - отношение падения реки на участке к его длине, выражается в долях единицы или промиллях (‰).

Для средних по размеру равнинных рек, как правило, I < 1‰, для горных до нескольких десятков ‰.

Типы продольного профиля: вогнутый (профиль равновесия), прямолинейный, выпуклый (сбросовый), ступенчатый (Рис.13).

Продольные профили русел отдельных рек различаются в зависимости главным образом от уклона долины, свойств пород и грун­тов, слагающих русло. По характеру распределения падений и уклонов по длине реки выделяют четыре основных типа продольных профилей рек (рис.).

1. Профиль равновесия, имеющий вид вогнутой кривой, более крутой в истоках реки и пологой ближе к устью. Этот тип характерен для большинства рек.

2. Прямолинейный профиль, характеризующийся более или менее равномерным распределением падений и уклонов по длине реки. Подобное очертание профиля имеют часто малые реки равнин.

3. Сбросовый профиль, имеющий вид параболической кривой с малым падением в верхней части и большим в нижней части реки.

4. Ступенчатый профиль, отличающийся чередованием участков с малым и сосредоточенным падением, иногда в виде отвесных уступов.

Рис.13 Относительные профили рек.

1 — профиль равновесия (вогнутый), 2 — прямолинейный,

3 — сбросовый (выпуклый), 4 — ступенчатый.

Главный базис эрозии реки – уровень приемного водоема или водотока.

Основные гидрологические характеристики реки – уровень и расход воды.

Расход воды (Qм³/с) – количество воды, проходящее через поперечные сечения реки за 1 секунду. Расход воды равен произведению площади водного сечения реки на среднюю для этого сечения скорость течения.

Количество воды, проносимое рекой через ее поперечное сечение за больший промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год) - это объем стока (V м³ или км³). V=Qм³×t, где Q – средний расход воды за рассматриваемый промежуток времени, t – количество секунд в этом промежутке (для года t = 31,54∙10⁶ с).

Для сравнения величины речного стока с атмосферными осадками или испарением сток характеризуют высотой слоя воды. Слой стока(мм) – это такой слой, который получается, если объем стока распределить равномерно по всей площади речного бассейна:

(F): y = 10⁶∙V/F.

Для сравнения условий формирования стока в различных бассейнах часто используют величину расхода воды, отнесенную к площади бассейна, т.е. количество воды, стекающее с каждого квадратного километра – это модуль стока:

M = 10³∙Q/F л/с∙км².

Отношение слоя стока к слою выпавших на площадь бассейна осадков (x), обуславливающих возникновение данной величины стока, называется коэффициентом стока (η). Он показывает, какая часть осадков расходуется на образование стока:

η = y/x.

Регулярные измерения уровня и расхода воды, а также температуры воды и толщины льда, фиксирование дат наступления различных ледовых явлений ведутся на гидрологических постах. Наиболее распространенное устройство для измерения уровня воды – свайный водомерный пост.

При определении расхода воды скорости течения на гидрологических постах измеряются гидрометрической вертушкой, в экспедиционных условиях - часто поверхностными поплавками. Измерение глубины (для вычисления площади водного сечения) осуществляют с помощью наметки - размеченного на дециметры шеста, лота - груза, опускаемого на размеченном тросе, эхолота, определяющего глубину по времени возвращения отраженного от дна звукового сигнала, поданного на поверхности воды.