Вступ

1   2   3   4   5   6   7   8

Однією з основних характеристик водного режиму річок, яка широко використовується при проектуванні, спорудженні та експлуатації різних гідротехнічних споруд, зрошувальних і осушувальних систем, судноплавних шляхів, є рівень води, під яким розуміють висоту поверхні води відносно деякої постійної поверхні, що використовується для порівняння.

Спостереження за рівнем води виконуються на гідрологічних постах. Гідрологічний пост – пункт на водному об’єкті, обладнаний пристроями та приладами для проведення систематичних гідрологічних спостережень. Рівень води вимірюється щоденно о 8 і 20 годині за місцевим часом. У період повені та паводків спостереження за рівнем води проводяться частіше – через рівні проміжки часу.

Глибиною річки називається відстань по вертикалі від поверхні води до дна річки. При використанні річок для судноплавства, лісосплаву, зрошування, водозабезпечення тощо, відомості про глибину води в ріках є вкрай необхідними. Під час вимірювання глибин визначають положення кожної промірної точки в плані, характер ґрунту дна річки та фіксують висоту рівня води на гідрологічному посту.

2. Методика обробки матеріалів спостережень за рівнем води

Результати водомірних спостережень за рік зводять у таблицю “Щоденні рівні води”, за даними якої будують графік коливань рівня. Для складання відомості повторюваності та тривалості по таблиці щоденних рівнів води визначається амплітуда коливання рівнів за рік – як різниця між найвищим та найнижчим рівнями (приклад в табл. 11).

Весь діапазон рівнів води розбивається на інтервали по 20 см, починаючи з

Т

найвищого (Табл. 12). Величини інтервалів записуються у відо-мість (графа 1) у порядку змен-шення. З табл. 11 за кожний мі-сяць вибирається кількість днів, впродовж яких спостерігались рівні у тому чи іншому інтервалі й записуються в графи 2–13. Якщо підрахувати число днів стояння рівнів у всіх інтервалах за кожний місяць (за умовою,
аблиця 11

Щоденні рівні води в річці (см)

Число	Місяці
	I	II	III	…	X	XI	XII
1	48	52	52	…	56	84	65
…	…	…	…	…	…	…	…
30	51	–	52	…	82	63	52
31	51	–	54	…	83	–	53
Середній за рік 82, найвищий 517, найнижчий 43

(за що вибірка зроблена правильно), отримане число буде відповідати кількості днів у даному місяці.

Таблиця 12

Відомість повторюваності (частоти) і тривалості (забезпеченості) рівнів води

Інтервал рівнів води, см	Число днів стояння рівнів в інтервалі по місяцях							Повторюваність (частота)		Тривалість (забезпеченість)
	І	ІІ	ІІІ	...	Х	ХІ	ХІІ	дні	%	дні	%
1	2	3	4	...	11	12	13	14	15	16	17
520-500	–	–	2	...	–	–	–	2	0,54	2	0,54
499-480	–	–	3	...	–	–	–	3	0,81	5	1,35
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
79-60	8	9	5	...	13	13	14	96	25,9	321	87,9
59-40	10	–	–	...	–	–	–	45	12,1	366	100
В сумі	31	29	31	...	31	30	31	366	100	–	–

Сума числа днів стояння рівнів для окремих інтервалів за всі місяці дасть повторюваність рівня для різних інтервалів за рік (графа 14). Загальна кількість днів стояння рівнів у всіх інтервалах за рік повинна дорівнювати кількості днів року. Повторюваність у відсотках по відношенню до всього періоду, називається частотою рівня (Табл. 12).

Тривалість стояння рівнів у днях визначається шляхом послідовного додавання величин повторюваностей. Тривалість, виражена у відсотках по відношенню до всього періоду (366 днів), називається забезпеченістю стояння рівнів води. Тривалість стояння рівнів у днях та у відсотках записується в графи 16 і 17 (Табл. 12).

За даними табл. 12 будуються криві повторюваності та тривалості рівнів води (Рис. 8). На вертикальній вісі відкладаються рівні води в см, а на горизонтальній – відповідні їм повторюваності та тривалості стояння у днях (графи 14 і 16) та у відсотках (графи 15 і 17). Горизонтальний масштаб береться з розрахунку 1см = 50 днів, а вертикальний – 1 см = 20 см, чи в залежності від величини амплітуди рівнів води.

Шкала відсотків будується під шкалою днів і ув’язується з нею, тобто значення 0 і 100% відповідають 0 і 366 днів. Проміжні значення шкали відсотків визначаються шляхом інтерполяції.

При побудові кривих значення частот відкладаються проти середини інтервалів рівнів, а тривалості – проти нижніх меж інтервалів. Криві проводяться плавно по нанесених точках.


3. Розрахунок характерних рівнів води

Характерними рівнями води є: модальний Нм, медіанний Н_50%, верхній квадрільянний Н_25% і нижній квадрільянний Н_75%..

Модальний рівень – це той, який найчастіше повторюється. Він визначається по кривій повторюваності як рівень, що має найбільшу частоту.

Медіанний рівень – рівень, що забезпечений на 50%.

Рівень води,

Н, см


0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 Дні


0 25 50 75 100 %

Рис. 8 Криві повторюваності (А) та тривалості (Б) рівнів води

4. Завдання та порядок виконання роботи:

Необхідно згідно з варіантом роботи:

1. Скласти відомість повторюваності (частоти) та тривалості (забезпеченості) рівнів води.
   
2. Побудувати криві частоти та забезпеченості рівнів води.
   
3. Визначити характерні рівні води.
   

Звітні матеріали:

1. Відомість повторюваності (частоти) і тривалості (забезпеченості) рівнів води в річці.

2. Криві повторюваності та тривалості рівнів води в річці з розрахунками значень модального, медіанного, верхнього й нижнього квадрільянний рівнів води.

3. Пояснювальна записка.

Лабораторна робота 8

Тема: Аналіз розподілу стоку на території країн СНД

Мета роботи: ознайомитися із закономірностями розподілу середнього річного шару стоку, отриманого за багаторічний період на території країн СНД в залежності від фізико-географічний умов.

Вихідні матеріали: карта середнього річного стоку на території СНД; фізико-географічна карта території СНД.


1. Уявлення про характеристики русла та стоку води річки

Морфологічні особливості русла ріки можуть бути охарактеризовані ізобатами (лініями однакових глибин) і поперечним профілем, або перерізом русла (вертикальною площиною, перпендикулярною до напрямку течії). Площею поперечного перерізу називається певна площа, обмежена поверхнею води і дном річки. У межах поперечного профілю розрізняють площину водного і живого перерізу та мертвої зони.

Площа водного перерізу при незамерзлій річці дорівнює площі поперечного перерізу. За наявності льодового покриву площа водного перерізу дорівнює різниці площі поперечного перерізу і площі зануреного в воду льоду.

Площа живого перерізу – та частина водного перерізу, де спостерігається течія води.

Площа мертвої зони – та частина площі водного перерізу, де немає течії води.

За відсутності льодового покриву і мертвої зони розміри площі поперечного, водного і живого перерізів співпадають.

Показником річкового стоку є витрати води, тобто кількість води, що протікає через живий переріз в одиницю часу. Кількість води може бути визначена (в м³/c) за формулою (19):

Q = Vсер· (19),

де Vсер - середня швидкість течії для всього живого перерізу (м/с), - площа живого перерізу (м²), яка визначається промірами глибин русла по поперечному створу.


2. Визначення та аналіз широтного розподілу річного стоку

Шар стоку формується під впливом комплексу фізико-географічних умов, головними з яких є клімат і рельєф місцевості. Вплив кліматичних умов проявляється перш за все через широтність розподілу величин опадів та випаровування, що зумовлює зональність у розподілі річного стоку. Крім того, значення стоку має тенденцію до зменшення із збільшенням континентальності клімату. Гірський та височинний рельєф збільшує стік у зв’язку із збільшенням опадів і зменшенням випаровування, отже, стокові притаманна й вертикальна поясність у розподілі.

Найкраще простежити зазначені закономірності дозволяє порівняльний широтний аналіз стоку за двома меридіанами по карті середнього річного стоку, де він відбитий у вигляді ізоліній модулів стоку (або річного стоку).

Методика цього дослідження наступна:

Т
1) по двох меридіанах знімають зна-чення шару стоку через кожні два градуси широти, що фіксується в спеціальній відомості (Табл. 13);

2) для обох меридіанів визначають середнє арифметичне значення стоку, а та-кож максимальне та мінімальне значення;

3) наочно відбиває мінливість дослід-жуваного явища графік зміни середнього річного стоку, на якому по осі ординат в масштабі карти відкладають географічну широту місця, а на осі абсцис – значення стоку (в мм) на меридіанах λ₁ і λ₂ ; відкладені значення з’єднуються плавни-ми лініями різного малюнку або кольору для окремого меридіана;
аблиця 13

Відомість вимірювання значень середнього річного стоку річок на меридіанах λ₁ і λ₂

Широта φі, град.	Шар стоку на меридіані, мм		Різниця стоку між мериді-анами λ1 і λ2
	λ1	λ2
66 64 ... 40	320 316 ... 407	303 295 ... 412	-17 -21 ... +5
Сума Середнє Min Max	2503 501 316 625	1790 303 215 514	– -198 – –

4) за графіком надається детальний аналіз широтного та довготного розподілу річкового стоку.

4. Завдання та порядок виконання роботи:

Необхідно згідно з варіантом роботи:

1. Зняти показання шару стоку з карти для двох заданих меридіанів в європейській та азіатській частинах СНД через кожні два градуси широти і занести у відомість (Табл. 13).
   
2. На аркуші міліметрівки побудувати графік зміни шару стоку на заданих меридіанах.
   
3. Для обох меридіанів визначити середнє арифметичне значення стоку, а максимальне та мінімальне зняти з графіків.
   
4. Виконати аналіз зміни шару стоку в широтному та довготному напрямках. При аналізі просторових змін шару стоку необхідно знайти різницю стоку між заданими меридіанами, а також різницю між середніми значеннями стоку на обох меридіанах і занести у відомість.
   

Звітні матеріали:

1) таблиця середнього річного стоку на двох меридіанах;

2) графіки зміни середнього річного шару стоку на меридіанах;

3) результати аналізу змін стоку річок на території СНД.


Список рекомендованої літератури:


Важнов А.Н. Гидрология рек. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1976. - 338 с.

Великанов М.А. Гидрология суши: Учебник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1964 – 403 с.

Горошко И.Ф. Гидрологические расчеты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 432 с.

Давидов Л.К., Дмитриева А.А., Конкина Н.Г. Общая гидрология: Учебник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 462 с.

Левківський С.С., Хільчевський В.К., Ободовський О.Г. та ін. Загальна гідрологія. - К.: Фітосоціоцентр, 2000. -264 с.

Литовченко О.Ф., Сорокін В.Г. Гідрологія і гідрометрія. - К.: Вища школа. Головне видавництво, 1985. - 242 с.

Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 450 с.

Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. - М.: “Высшая школа”, 1991. - 368 с.

Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Гидрологические наблюдения и работы на больших и средних реках. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - Вып.6, ч. 1. - 384 с.

Пустовойт С.П. Загальна гідрологія. Учбово-методичний посібник для студентів географічних факультетів університетів. - К.: вип. 2, 1966. - 118 с.

Справочник по водным ресурсам / Под ред. Б.И. Стрельца. - К.: Урожай, 1987. - 267 с.