Гидрометриялық өлшемдер мүлде болмаған жағдайда қалыпты ағындыны анықтау. 3 страница
Сағалық теңіз кемерісағалық үлескінің төменгі шекарасынан (теңіз етегі), өзен суының теңіз режиміне әсерітым әлсіз, бірақ судың түздылығы тез өзгеретін аймаққа дейінгі кеңістік.
Өтіп жатқан процестердің сипатына әрі пландағы типтіккөріністеріне байланысты ірі өзендердің атырауларытөмендегідей типтерге жіктеледі:
1) бірсалалы (Риони, Амур және т.б. ірі өзендердің салалары); 2) воронка тәрізді (эстуарий — Обь, Енисей, Хатанга, Днепр); 3) аралды (Дон, Печора, Яна, Индигирка,Нева); 4) ескек тәрізді (Кура, Орал); 5) көпсалалы (Волга, Лена, Әмудария); 6) қоршалған (Қубань, Днестр, Батыс Двина).
Қуаң, шөлді аудандарда өзендер кейде теңізге, көлге немесе басқа өзенге жетпей суалып қалады. Олар суларынбуландырьш, егін суарып, жерге сіңіріп жоғалтады. Мұндай атырауларды соқыр атырау деп атайды.
23.Өзен жүйесінің иректігі, ұзындығы және жиілігі
Өзен желісінің иректігі, ұзындығы және жиілігі.Өзендер планда әрқашан иректі көріністі болып келеді. Өзендердің иректігі олар ағып өтетін жердің жағдайына – өзен арнасы мен аңғарын құрайтын тау жыныстарына, топыраққа және ағыстың динамикасына байланысты болады.
Өзеннің иректігі иректік коэффициентімен сипатталады, ол картадан анықталған өзеннің ұзындығының, L, онын бастауынан сағасына дейін (немесе үлескінің) жүргізілген түзудің ұзындығының l қатынасына тең:
Ки=L/l (2.1.)
Өзеннің ұзына бойына оның иректігі өзгеріп отырады. Сондықтан, алғашында иректік коэффициенттер өзеннің жеке үлескісі үшін анықталып, сонан соң жалпы иректік коэффициенті табылады.
Өзеннің ұзындығы деп оның карта бойынша өлшенген бастауы мен сағасының ара қашықтығын айтамыз. Өзеннің ұзындығын ірі масштабты карта бойынша немесе аэрофото түсірімдер арқылы өлшеу керек және өлшемді орын болғандықтан, сағасынан бастауына қарай жүргізу керек. Өзеннің ұзындығы төмендегі формула бойынша анықталады:
L = Lө ·Ки (2.2)
Мұндағы Lө —өзеннің өлшенген ұзындығы.
Өзеннің ұзындығы ағын су өзінің арнасы мен жағалауын жуып-шаюының арқасында үнемі өзгеріп тұрады.
Бұрынғы КСРО шекарасында ұзындығы 0,5 км-дең кіші өзендерді, бұлақтарды, уақытша ағын су жылғала-рын қосқанда 2963400-дей өзен бар
Қазақстан жерінде 85 мыңға жуық өзен бар. Олар-дың 95 процентінің ұзындығы 10 км-ге жетпейтін кішігі-рім өзендер мен сайжылғалар. Небарьг228 өзеннін, ұзын-дығы 100 км-ден асса, ал тек 6 өзеннің ғана ұзындығы 1000 км-ден асады.
Кез келген жердің өзендерге қанығу дәрежесі. өзен желісінің жиілік коэффициентімен (О) сипатталады. Ол келесі өрнекпен анықталады:
D= ål/Ғ, км/км2 (2.3)
мұнда ål — барлық өзендердің ұзындықтарының қосындысы, км;
F — аймақ ауданы, км2.
Бұндағы КСРО-да өзен желісінің жиілік коэффициенті нөлден (Орта Азия Ішлдері) 2 км/км2-ге дейін (Қавказ және Карпат) өзгереді, ал орташа көрсеткіші 0,42 км/км2-ге тең.
Қазақстандағы өзен желісінің жиілік көрсеткіші 0... 0,05 км/км2-ден (шөлейт және тегіс аймақтарда) 0,45 км/ км2-ге дейін өзгереді, ал республика үшін оның орташа көрсеткіші 0,08 км/км2-ге тең.
Өзен желісінің жиілік коэффициентімен судың беткейлік ағындысы деген көрсеткіш тығыз байланысты. Беткейдің орташа ұзындығы (lбет ) өзен желісінің жиілік коэффициентімен (D) төмендегідей қатынасқа ие:
lбет =1/2D = Ғ/2ål (2.4)
Тегістіктегі су ағу жолының ұлғаюына қарай беткей-лік ағындының шығыны көбейеді, яғни оның эрозиялық қабілеті өседі. Сондықтан lбет көрсеткіші эрозиялық процестердің зерттеу кезінде үлкен мәнге ие.
24.Өзеннің гидрографиялық желісінің қалыптасуы
Климаттык, жағдайы мен су жинайтын алабының мөлшеріне байланысты өзендер тұрақты немесе уакытша әрекет етуі мүмкін. Аумақтағы тұрақты өзендер мен уақытша ағын сулар, көлдер және батпақтар жүйесі осы аумақтың гидрографиялық желісін кұрайды. Гидрографиялық (өзен) желісінің құрылымын мынадай буындарға бөлуге болады (2.1-сурет).
5. Қолат— гидрографиялық желінің ең жоғары буыны. Беткейлері шымдақ әрі көлбеу жаткан, табаны тегіс гн еңістеу жердің ойдымы.
6. Өзек— қолаттан өзінің казған орының тереңдігі, беткей-биіктігі және кұламасымен ерекшеленеді.
7. Қүраңғар— гидрографиялык желінің беткейлерінің асимметриялылығымен және ирек арналы уақытша ағын сумен сипатталатын аңғар алды буыны.
8. Аңғар— тұрақты өзен агындысы басталатын гидрографиялық желінің соңғы буыны.
Гидрографиялық желінің негізгі элементтерінің (мөлшері, қазу тереңдігі, беткейінің құламалығы) қалыптасу процесі ұзақ уакыттар бойы жүріп келеді. Қазіргі уақытта өзен табанында әрі беткейлерінде эрозия процесі жер бетін жыру, опыру, жарлауыттар қазу арқылы жалғасуда.
3.1-сурет. Гидрографиялық желінің негізгі буындарының нобайы (А. С. Кузменко бойынша): І-желінің негізгі буындары; ІІ-көлденең қималары.
25.Көл мен бөгендердегі гидрологиялық бақылаулар
Гидрологиялық бақылау — арнайы гидрометеорологиялық расытхана (ГМР), көл станңиясы, жүзбелі гидрометеорологиялық станция, көлдегі гидрометеорологиялық бекет көл мен бөгеңдерге құятын өзен сағасында орналасқан гидрологиялық бекет және т.б. Гидрометеорологиялық расытхана аса ірі бөген мен көлдерде, халық шаруашылық мекемелері мүдделі болған жағдайда, гидрометеорологиялық деректермен қамтамасыз ету үшін үйымдастырылады. . Мүндай расытханалар кешенді зерттеу жүргізу және станция мен бекеттерді басқару үшін қажет. Көлдік станциялар көлдердің (бөгендердің), көл топтарының немесе оның бөлігінің гидрологиялықрежімін жүйелі түрде зерттеу мақсатында үйымдастырылады. Жүзбелі станциялар көл (бөген) айдындарында, су жолының күрделі бағыттарында ашылады. Көлдегі (бөген) гидрометеорологиялық бекетгер бөгеннің (көлдің) күрделі гидрометеорологиялық жүргісінің негізгі элементтеріне жүйелі бақылау жүргізу үшін қүрылады. Көлдер мен бөгендерге қүятын өзендердің сағалық бекеттеріндегі бақылаулар осы көлге (бөгенге) келіп түсетін ағындының кем дегенде 70%-ын қамтуы тиіс. Көлдердің (бөгендердің) гидрологиялық жүргісін зерттейтін арнайы гидрометеорологиялық расытханалардағы бақылаулар мен жүмыстардың негізгі бөлігі Мемлекеттік гидрометеорологиялық басқарманың осы бағытта жүмыс істейтін ғылыми-зерттеу институттарының ГМР мен бірге жасалған жоспары мен бағдарламасы бойынша реттеледі. Көлдегі станциялар мен бекеттерде жүргізілетін бақылаулар мен жүмыстар стандарттық және арнайы деп бөлінеді. Стандарттық бақылаулар барлық станциялар мен бекеттер үшін бекітілген белгілі бір бағдарлама бойынша жүргізіледі. Арнайы бақылау ерекше тапсырма бойынша жоспарланады. Бақылаулар жағалауда, жағалауға жақын белдемде және көл (бөген) айдынында жүргізіледі. Жағалауда орналасқан метеорологиялық станциялардың бағдарламасына сойкес метеорологиялық бақылау жүргізіледі. Жағалау мен оған жақын белдемде су деңгейі, температурасы, толқын және мұздық қүбылыстары бақылауға алынады. Сонымен қатар химиялық талдау жүргізу мақсатымен айдыннан су сынамасы алынып, судың негізгі метеоэлементтері ағыстың бағыты мен жылдамдығы, судың оптикалыққасиеттері бақыланатын болады. Арнайы бақылау жүмыстарына су бетінің булануын, су деңгейінің көтері- луін жағалаудың қалыптасуы мен бөгендердің шөгінділерге толуын бақылау, мұз қату жағдайына авиабарлау жасау және т.б. шаралар кешені жатады. Жоғарыда аталған бақылау жүмыстарынан басқа барлық көлдердегі станциялар мен бекеттерде қатерлі гидрологиялық қүбылыстарға бақылау жүргізіледі жоне олар жөніңдегі ақпарат, мәліметтерді үнемі ескеріп отырады.
Көл мен бөгендердің гидрометеорологиялық режимін зерттеу үшін бұл су объектілерінде гидрометеорологиялық желі ұйымдастырылады. Бұл желіге арнайы гидрометеорологиялық обсерватория (ГМО), көл станциясы, жүзіп жүретін гидрометеорология станциясы, көлдегі гидрометеорологиялық бекет көл мен бөгендерге құятын өзен сағасында орналасқан гидрологиялық бекет және т. б. кіреді.
Гидрометеорологиялық обсерватория аса ірі бөген мен көлдерде, халық шаруашылық мекемелері мүдделі болған жағдайда, гидрометеорологиялық. Деректермен қамтамасыз ету үшін ұйымдастырылады. Бұл обсерваториялар зерттеу кешенді жүргізу және станция мен бекеттерді басқару үшін қажет.
Көлдік станциялар көлдердің (бөгендердің); көл топтарының немесе оның бөлігінің гидрологиялық режимін жүйелі түрде зерттеу мақсатында ұйымдастырылады.
Жүзіп жүретін станциялар көл (бөген) айдындарында, су жолының қиын әрі шиеленіскен бағыттарында ашылады.
Көлдегі (бөген) гидрометеорологиялық бекеттер, бөгеннің (көлдің) күрделі гидрометеорологиялық режимінің негізгі элементтеріне жүйелі бақылау жүргізу үшін құрылады.
Көлдер мен бөгендерге құятын өзендердің сағалық бекеттеріндегі бақылаулар осы көлге (бөгенге) келіп түсетін ағындының кем дегенде 70%-ін қамтуы тиіс.Көлдердің (бөгендердің) гидрологиялық режимін зерттейтін арнайы гидрометеорологиялық обсерваториялардағы (ГМО) бақылаулар мен жұмыстардың негізгі бөлігі Мемлекеттік гидрометеорологиялық басқарманың
осы бағытта жұмыс істейтін ғылыми-зерттеу институттарының ГМО мен бірге жасалған жоспары мен бағдарламасы бойынша реттеледі.Көлдегі станциялар мен бекеттерде жүргізілетін бақылаулар. мен жұмыстар стандартты және арнайы деп бөлінеді. Стандарт бақылаулар барлық станциялар мен бекеттер үшін бекітілген белгілі бағдарлама бойынша жүргізіледі. Арнайы бақылау ерекше тапсырма бойынша жоспарланады. Бақылаулар жағалауда, жағалауға жақын белдемде және көл (бөген) айдынында жүргізіледі. Жағалауда II разрядты метеорологиялық ста-циялардың бағдарламасына сәйкес метеорологиялық, бақылау жүргізіледі.
Жағалауда және жағалауға жақын белдемде судың деңгейіне, судың температурасына, толқынға және мұздық құбылыстарға бақылау жүргізіледі.
Су айдынында химиялық талдау мақсатында су сынамасы алынып, судың температурасына,негізгі метеоэлементтерге, толқын көтерілуіне, ағыстың бағытына және жылдамдығына, судың оптикалық қасиеттеріне, мұздық құбылыстарға бақылау жасалынады.
Арнайы бақылаулар мен жұмыстарға су бетінің булануы, су деңгейінің көтерілуі және қайту құбылмалылығы, жағалаудың қалыптасуы, мен бөгендердің шөгінділерге толуы, мұз қату жағдайына авиа барлау жұмыстары жатады.
Жоғарыда атап өтілген бақылау мен жұмыстардан өзге барлық; көлдердегі станциялар мен бекеттерде аса қатерлі гидрологиялық құбылыстарға бақылау жүргізіледі және ақпарат жұмыстары орындалады.
Сy деңгейіне бақылау жүргізу. Көл мен бөгендердегі су деңгейі қазан шұңқырдағы су қорының өзгеруіне тәуелді тұрақты құбылмалылыққа ие. Мұнымен бірге көлдегі (бөген) су деңгейіне толқындармен тасу, тартылу процестерін шақыратын жел де әсер етеді. Аса ірі көлдерде, оның, әртүрлі бөліктеріне әсер ететін атмосфералық қысымның біркелкі еместігі ондағы су денгейінің сейштік құбылмалылығына әкеледі. Бөгендердегі су деңгейінің құбылмалылығы ондағы гидротехникалық ғимараттардың жұмыс режиміне тәуелді, сонымен бірге олардағы су деңгейінің жылдық құбылу амплитудасы көлдерге қарағанда әлдеқайда үлкен.
Су деңгейіне жүргізілетін бақылау рейкалық, қадалық немесе аралас гидрологиялық бекеттерде,тұрақты түрде күнде 8 және 20 сағаттарда жасалады, ал төменгі деңгей қалыптасқан жағдайда-тәулігіне 1 рет (сағ.8-де).
Желдің әсерінен болатын су деңгейінің тасу, тартылу құбылыстарына бақылау жүргізу бір мезгілде бірнеше бекетте су деңгейін желдің, бағыты мен жылдамдығын есепке алуға негізделген. Бұл құбылыстардың әдетте қысқа мерзімге созылуына байланысты бұл бекеттер өзі жазғыштармен қамтамасыз етіледі.
Судың температурасын бақылау. Көл мен бөгендердегі судың, температурасын бақылау материалдары, әдетте ондағы температуралық және мұздық режимдерді болжау және есептеулер кезінде, су және жылу теңдес-тіктерін түзу және басқа бірқатар тәжірибелік және ғылыми мақсаттарда пайдаланылады.
Қазан шұңқырдағы суқабатының жылуы су бетіне жеткен күн радиациясына бағынышты және су қабатының температурасы күн радиадиясының жылдық құбылмалылығына байланыстыөзгеріске ұшырап отырады.
Көлдердің әр бөлігіндегі температуралық жағдай біркелкі емес және негізінен оның мөлшеріне, ақпалығына және тереңдігіне тәуелді. Осы жағдайға байланысты судың температурасына бақылау жағалауға жақын маң, мен оның айдынында да жүргізіледі.
Көлмен бөгендердегі толқындар су көздерін халық шаруашылығында пайдалануға едәуір әсеретеді. Толқындарды бақылау бірінші кезекте су жолы мен сал жүргізу мекемелерінің сұраныстарын қанағаттандыру үшін, гидротехникалық және айлақтық ғимараттарды жобалау және пайдалану кезінде аса қажет.
Толқындар режимін зерттеу ғылыми тұрғыдан қарағанда да өте маңызды болып табылады. Толқындар су көздеріне келіп түскен лас сулардың сұйылуын тездетеді, судың беткі қабаты мен терең, қабаттарының араласуына жағдай жасайды, су алмасу, тасындылардың қозғалыс процестеріне және жағалаудың кайта қалыптасуына үлкен әсер етеді.
Жел толқындардың пайда болуының негізгі себепкері болып табылады. Желдің су бетіне әсері сұйықты тепе-теңдік жағдайдан шығуға мәжбүр етсе, ал ауырлық(салмақ) күші оны бастапқы қалпына қайтуына әсер
етеді. Процестің инерциялығының нәтижесінде сұйықтықтың қалпына келуі әрбір тамшысының құбылмалы қайталаныстарынан тұрады.
Жел толқындары мынандай екі типке бөлінеді: 1) бақылау; кезінде тұрып тұрған желдің әсерінен пайда болған толқынның өзі; 2) жел тоқтағаннан кейін немесе әлсірегеннен соң байқалатын жеңіл ұсақ толқындар, олар ауырлық күшінің әсерінен қуатын жоғалтуына байланысты біртіндеп өшеді.
Жел толқындары, әдетте, тік, қысқа және биік, ал жеңіл толқындар көлбеу, ұзын және аласа болып келеді.
Көл мен бөгендердегі толқындардың шамасы бірқатар негізгі факторларға байланысты болып келеді. Олар: желдің жылдамдығы, бағыты және ұзақтығы, толқынының жүгіру ұзындығы, су көзінің тереңдігі мен формасы, әр түрлі кедергілердің болуы.
Су көзінің толқын режимі жағалау маңында немесе жағалаудан қашығырақ жерде орналасқан орындардан жүргзілген бақылау көрсеткіштері арқылы зерттеледі
Ағыстардың режимін зерттеудің тәжірибелік әрі ғылыми тұрғыдан маңызы зор. Себебі біз физикалық, химиялық, биологиялық қасиеттері әр түрлі су массаларын тасымалдау және араластыруды қамтамасыз е.тетін ағыстарды зерттеу арқылы көл мен бөгендердің гидрологиялық режиміндегі көптеген заңдылықтарды анықтауға қол жеткізіледі. Қөл мен бөгендердегі ағыстар екі типті болып келеді: ағынды ағыс және желдік ағыс.
Ағынды ағыс тұрақты еипатталады. Ол көлге (бөгенге) құятын өзеннің сағасынан осы көлден немесе бөгеннен шығатын өзеннің бастауына бағытталған. Ағынды ағыстың таралу алқабы және көлдегі (бөгендегі) шөгу тереңдігі кұятын және бастау алатын өзендердің су мөлшеріне өзен суының физикалық, химиялық касиеттеріне (температура, тұнба, түр-түсі) және жел режиміне тәуелді.
Желдің әсерінен пайда болатын ағыстар уақытша ағыстарға жатады және судың беткі қабатында бір бағытта ұзақ соққан желдің әсерінен пайда болады,
Көл мен бөгендердегі ағыстар азимутпен анықталатын жылдамдығы және бағытымен сипатталады. Мысалы,. өзен типтес бөгендегі ағыс жылдамдығы, әдетте, 0,5 м/с, тасқын кезінде ағыстың жылдамдығы 1,5 м/с жетуі мүмкін. Тереңдеген сайын ағыс жылдамдығы азая береді және едәуір тереңдікте (көлдерде) 1—2 см/с аспайды.
Көл мен бөгендердегі ағыстың жылдамдығы, бағыты арнайы зырылдауықтың немесе қалтқылардың көмегімен өлшенеді.
26.Өзен аңғарының қалыптасуы және оның типтері
Өзен ақғары деп жер бетіндегі өзі аса енді емес, әдетте ұзына-бойы ирелеңдеп созылып жатқан ойыстау, жалпы еңістігі өзеннің бастауынан сағасына қарай бағытталған жерді айтамыз. Бірнеше аңғарлар бірімен бірі қосылып ірі аңғарлар құрайды, еш уақытта бір аңғар екінші аңғарды кесіп өтпейді. Олар бір-бірінен тереңдігі, ені және ұзындығымен ерекшеленеді.
Аңғарлардьң қалыптасуы жер бетінде өтіп жатқан аса күрделі климаттық, эрозиялық, мұздық, тектоника-лық процестер мен карст құбылыстарына тікелей байланысты. Аңғардың қалыптасу процесіне қай фактор кө6ірек әсер етсе сол фактордың атына сәйкес типтендіріледі.
Эрозиялық ақғар деп ағын сулардың әрекетінен пайда болған аңғарларды атаймыз: тектоникалық - қалыптасуынан тектоникалық әсер (тау қалыптасу процестері) көрінетін аңғарлар; вулкандық - құрылымына вулкандық арекеттер әсер еткен аңғарлар; мұздық - құрылымында мұздықтардың әрекетінің ізі бар аңғарлар.
Өзен аңғарларының қалыптасу, даму процестері ондаған мың жылдарға созылып жатыр. Аңғарлардың ең алғашқы формаларына уақытша ағын сулар жасаған сайлар мен жыралар жатады.
Аңғарлардың табаны мен беткейлерін құрайтын тау жыныстарының қасиеттеріне байланысты олардың ұзына бойы, көлденең көріністері өзгеріп отырады. Кесе көлденең қимасының сипатына қарай аңғарлар төмендегідей типтерге бөлінеді:
1) саңылау — терең әрі тар аңғар, беткейлері әдетте тік, кейде арнаға карай еңкіш келеді, аңғардың табанын түгелдей су алып жатады. Тек таулы аудандарда кездеседі;
2) каньон — өте құлама беткейлі терең аңғар, әдетте табаны тар, таудан шыға берісте немесе тауларда кездеседі;
3) шатқал—терең жартасты тау анғары, әдетте беткейлері шығыңқы келіп етегіне қарай құламасы өседі;
4) трапецияга ұқсас — шығыңкы немесе түзу көлбеу кең ақғар, Бұл жазықтағы аңғардың сипаты. Бұл типтің бір түрі — жәшік тәрізді табаны тегіс, беткейі құлама аңғар;
5) астау тәрізді — беткейлері ойыс (батыңкы), етегіне жақын біртіндеп көлбей түседі. Мұндай көрініс мұздықтар әрекетінен болған.
Табиғатта жоғарыда келтірілген тигптердің біріне айқын жатқызуға болатын өзен аңғары өте сирек кездеседі. Оған аңғарда өтіп жатқан опырылыстар, тау жыныстарының сырғуы, су тасындылары мен ағын судың эрозиялық әрекеттері кінәлі. Әдетте бір өзеннің ұзына бойынан аңғардың бірнеше типін кездестіруге болады.
27.Өзен алабы, өзен алабының морфологиялық сипаттамалары
Өзен алабы деп өзен немесе өзен жүйесі сумен қоректенетін жер бөлігінің бетін, және ондағы топырақты және жер қыртысын қоса алғанда атайды. Егер өзен алабына сол территорияда орналасқан көлдерді, ми батпақтарды, каналдарды, су қоймаларын қоссақ онда ол гидрографиялық торап деп аталады. Яғни әрбір өзен алабының жер беті және жер асты су жинау алаптары болады. Беткі су жинау алабы көрші су жинау алабынан жер бетінің ең жоғарғы нүктелерімен өтетін сызықпен бөлінеді. Бұл сызықты су айрығы сызығыдеп атайды. Жалпы жағдайда беткі және жер асты су жинау алаптары аудандары және суының мөлшерлері жағынан бір-бірімен сәйкес келмейді. Дегенмен, жер асты суының шекарасын анықтау қиын болатындықтан өзен алабы және өзеннің су жинау алабы терминдерін бір мағынада түсінуге болады. Шөлейт жерлердің жазықтық аймақтарындағы өзендер алабында суларын негізгі өзенге не оның салаларына құймайтын көлемі айтарлықтай аудандар (жердің ойыс бөліктері) болады. Мұндағы сулар тек қан булануға жән жерге сіңуге жұмсалады. Өзен алабына ондағы ағынсыз ойыс аудандарды қоспағанда оны өзеннің су жинау алабы деп атайды. Бірқатар Қазақстан өзендері алаптарындағы ағынсыз аудандар кестеде көрсетілген.
Өзен алабының негізгі морфометриялық сипаттамасына оның ауданы жатады. Алап ауданы планиметрмен немесе палаткемен өлшенеді. Өзен алаптары көбінесе асимметриялылығымен ерекшеленеді, яғни өзеннің оң және сол жақтары аудандарының пішіні және ауданы бойынша әр түрлі екендігін, сол себепті негізгі өзенге әр түрлі көлемдегі сулар құятындығын көрсетеді. Алаптың асимметриялық дәрежесі оның асимметриялық коэффициентімен көрсетіледі.