Изменение уклона, шероховатости дна, сужения и расширения русла вызывают изменение соотношения движущей силы и силы сопротивления, что приводит к изменению скоростей течения по длине реки и в живом сечении. Калькулятор позволяет рассчитать уклон через превышение и расстояние, а также превышение через уклон (в процентах и промилле) или угол наклона (в градусах) и расстояние. Для определения уклона реки используются различные методы и формулы расчета, которые позволяют точно определить величину уклона. Расчет уклона с использованием формулы Для расчета уклона реки, сначала необходимо измерить вертикальное смещение и горизонтальное расстояние между двумя точками на реке. Так как эта формула справедлива только для равномерного движения, то для определения по ней расхода нужно разбить морфоствор на таком уча-стке реки, где вдоль по течению ширина потока и продольный уклон водной поверхности приблизительно постоянны.
Как вычислить падение реки и уклон реки по формуле — шаги к точности и надежности расчетов
Смотрите онлайн Как определить падение и уклон реки. Существует простая формула для расчета уклона реки, которая позволяет быстро и надежно определить этот показатель. Этот инструмент способен обеспечить Уклон водной поверхности Расчет с формулой, связанной с ней. Чтобы рассчитать уклон, величину падения реки переводят в сантиметры и делят на длину реки в километрах. Определите уклон реки Терек, если его длина составляет 623 км. Уклоном реки считается отношение между коэффициентом падения к общей протяженности вод.
Калькулятор уклонов и превышений
Так как эта формула справедлива только для равномерного движения, то для определения по ней расхода нужно разбить морфоствор на таком уча-стке реки, где вдоль по течению ширина потока и продольный уклон водной поверхности приблизительно постоянны. Формулы расчета падения реки и уклона реки. РУВИКИ: Интернет-энциклопедия — Уклон реки — отношение падения реки (или другого водотока) на каком-либо участке к длине этого участка. Формула для расчета уклона реки очень проста. Формула для расчета уклона реки определяется как отношение падения реки к ее горизонтальной длине. Формулы расчета падения реки и уклона реки.
Определение уклона и падение реки
- Определение уклона реки
- Домен припаркован в Timeweb
- Падение реки: определение и значение
- Как вычислить падение реки и уклон реки по формуле — шаги к точности и надежности расчетов
- Как рассчитать уклон водотока?
Как найти уклон реки. Формула и методы расчета для 8 класса
Формула для расчета уклона реки очень проста. Уклон реки выражается в промилле или процентах, а также как величина падения на длину участка. Для определения уклона реки используются различные методы и формулы расчета, которые позволяют точно определить величину уклона.
Что такое падение реки
Средневзвешенный уклон реки По аналогии со средним уклоном водосбора, средневзвешенный уклон водотока определятся с помощью крупномасштабных карт. Падение реки и уклон – это именно те показатели, по которым можно определить тип русловых процессов водотока. Уклон реки формула расчета. Формула расчета падения и уклона реки. Уклон реки можно рассчитать с помощью различных формул и методов, которые учитывают изменение высоты русла на известном расстоянии. Зная формулы для определения падения и уклона реки, вы можете более точно оценить характеристики данного водного потока.
Длина устья реки как найти
Другой способ — это использование спутниковых данных, полученных с помощью ГНСС глобальной навигационной спутниковой системы. Также можно использовать картографические данные и математические методы для определения уклона реки. Знание уклона реки позволяет лучше понять ее характеристики и влияет на многие процессы, происходящие в речном бассейне. Определение уклона реки является одной из важных задач в географии 8 класса, которая помогает ученикам глубже изучить реки и их роль в природе.
Уклон реки имеет большую значимость в гидрологии, экологии и природоведении. Изучение уклона реки позволяет более точно оценивать ее географические особенности, такие как степень понижения высоты, скорость течения, тип речного русла и многое другое.
Шаг первый: отыщите заданную реку на топографической карте. Определите, где находится ее исток и где расположена точка устья.
Шаг второй: определите абсолютную высоту истока и устья реки в метрах. Шаг третий: рассчитайте величину падения заданной реки. Для этого найдите разницу высот между точками ее истока и устья. Шаг четвертый: измерьте общую длину русла заданной реки при помощи курвиметра.
Шаг пятый: рассчитайте величину уклона реки. К слову, основные статистические данные для более-менее крупных рек можно без проблем найти в специальной литературе. Если же необходимо рассчитать падение и уклон для маленькой речушки, для получения всей необходимой информации можно воспользоваться программой Google Earth. Высоту истока и устья водотока над уровнем моря также можно определить с помощью GPS-навигатора.
Уклоны крупнейших рек планеты Любопытно сравнить величины уклонов десяти самых длинных рек Земли.
Уклон реки: важность рассчета для анализа географических характеристик Пятый шаг заключается в понимании того, что средний уклон реки, рассчитанный для всей протяженности ее русла, не является информативным показателем. Лучше рассчитывать этот показатель для более коротких участков реки, чтобы получить более точные данные о характеристиках местности и водотока. Расчет уклона рек является важным элементом географического образования школьников. Он позволяет ученикам лучше понимать и анализировать географические особенности русел рек, а также их влияние на местность. Освоение методики расчета уклона рек способствует развитию навыков самостоятельной работы, логического мышления и применения математических знаний в географическом контексте. Смотрите также:.
Уклон реки можно определить различными способами: Геодезический метод — при помощи геодезических инструментов и измерения угла наклона реки; Гидрометрический метод — с использованием гидрометрического оборудования и измерения скорости течения реки; Картирование рельефа — с помощью топографических карт и измерений высотных отметок; Гидрологический метод — на основе данных о расходе воды и длине реки. Зная уклон реки, можно рассчитать такие параметры, как среднее течение, максимальная скорость воды и мощность потока. Это позволяет более точно планировать строительство гидротехнических сооружений, прогнозировать изменения водного режима и принимать меры по предотвращению стихийных бедствий. Способы определения уклона реки Одним из простых методов определения уклона реки является использование транспортной уровневой кривой. Для этого необходимо промерить расстояние между двумя известными пунктами на реке с помощью измерительной ленты или другого инструмента.
Например, можно использовать нивелир для измерения разности высот между двумя точками на реке. Кроме того, при определении уклона реки необходимо учитывать изменчивость показателей в различных участках реки и проводить измерения в разные времена года для получения наиболее точных данных. Метод измерения расстояний и перепада высоты Для определения уклона реки требуется измерить расстояние между двумя точками и вычислить перепад высоты между этими точками. Существует несколько простых способов выполнения этих измерений. Использование карты.
Падение и уклон реки - что это такое? Определяем уклоны рек: Волги, Амура, Печоры
Например, длина реки Ангары составляет 1779 километров. Обычно в задачах по географии для восьмого класса дана информация о длине русла реки, а падение необходимо определить самостоятельно. Для этого необходимо выразить и показатель падения реки, и ее длину в одних единицах измерения, например, в километрах или метрах. Перевод в одни единицы измерения позволит рассчитать уклон реки в процентах или промилле. Интерпретация значения уклона реки Четвертый шаг состоит в интерпретации полученного значения уклона реки и проверке корректности расчетов. Если полученное значение уклона для равнинной реки является слишком большим, возможно, в расчетах допущена ошибка.
Высоты можно измерять с помощью геодезического инструмента, такого как теодолит. Расстояние между точками можно измерить с помощью измерительной ленты или спутниковой навигационной системы. Уклон реки может быть положительным или отрицательным. Положительный уклон означает, что река течет с горы вниз и имеет направление от истока к устью. Отрицательный уклон означает, что река течет от устья к истоку. Определение уклона реки является важным для понимания ее геоморфологических и гидрологических особенностей. Изучение уклона реки может позволить прогнозировать скорость течения воды, оптимизировать использование речных ресурсов и разрабатывать меры по управлению речными экосистемами.
Для водомерного поста выбирается соответствующий участок реки с прямолинейным руслом, поперечное сечение которого не осложнено мелями или островами. Наблюдение над колебаниями уровня реки обычно ведется при помощи футштока. Футшток — это шест или рейка, разделенная на метры и сантиметры, установленная у берега. За нуль футштока принимается по возможности наиболее низкий горизонт реки в данном месте. Выбранный один раз нуль остается постоянным для всех последующих наблюдений. Нуль футштока связывается постоянным репером. Наблюдение колебаний уровня обычно производится два раза в день в 8 и 20 час. На некоторых постах устанавливаются самопишущие лимниграфы, которые дают непрерывную запись в виде кривой. На основании данных, полученных из наблюдений над футштоком, вычерчивается график колебания уровней за тот или другой период: за сезон, за год, за целый ряд лет. Скорость течения рек. Мы уже говорили, что скорость течения реки находится в прямой зависимости от уклона русла. Однако эта зависимость не так уж проста, как она может показаться с первого взгляда. Всякий, кто хоть немного знаком с рекой, знает, что скорость течения у берегов значительно меньше, нежели на середине. Особенно хорошо это известно лодочникам. Всякий раз, когда лодочнику приходится подниматься по реке вверх, он держится берега; когда же ему необходимо быстро спуститься вниз, он держится середины реки. Более точные наблюдения, производимые в реках и искусственных потоках имеющих правильное корытообразное русло , показали, что слой воды, непосредственно примыкающий к руслу, в результате трения о дно и стенки русла движется с наименьшей скоростью. Следующий слой имеет уже большую скорость, потому что он соприкасается не с руслом которое неподвижно , а с медленно движущимся первым слоем. Третий слой имеет еще большую скорость и т. Наконец, самую большую скорость обнаруживают в части потока, далее всего отстоящей от дна и стенок русла. Если взять поперечное сечение потока и соединить места с одинаковой скоростью течения линиями изотахами , то у нас получится схема, наглядно изображающая расположение слоев различной скорости рис. Это своеобразное слоистое движение потока, при котором скорость последовательно увеличивается от дна и стенок русла к средней части, называют ламинарным. Типичные особенности ламинарного движения можно коротко характеризовать так: 1 скорость всех частиц потока имеет одно постоянное направление; 2 скорость вблизи стенки у дна всегда равна нулю, а с удалением от стенок плавно возрастает к середине потока. Однако мы должны сказать, что в реках, где форма, направление и характер русла сильно отличаются от правильного корытообразного русла искусственного потока, правильного ламинарного движения почти никогда не наблюдается. Уже при одном только изгибе русла в результате действия центробежных сил вся система слоев резко перемещается в сторону вогнутого берега, что в свою очередь вызывает ряд других движений. При наличии же выступов на дне и по краям русла возникают вихревые движения, противотечения и прочие, весьма сильные отклонения, еще более усложняющие картину. Особенно сильные изменения в движении воды происходят в мелких местах реки, где течение разбивается на струи, расположенные веерообразно. Кроме формы и направления русла, большое влияние оказывает увеличение скорости течения. Ламинарное движение даже в искусственных потоках с правильным руслом резко изменяется при увеличении скорости течения. В быстро движущихся потоках возникают продольные винтообразные струи, сопровождающиеся мелкими вихревыми движениями и своеобразной пульсацией. Все это в значительной степени усложняет характер движения. Таким образом, в реках вместо ламинарного движения чаще всего наблюдается более сложное движение, называемое турбулентным. Подробнее на характере турбулентных движений мы остановимся позже при рассмотрении условий формирования русла потока. Из всего сказанного ясно, что изучение скорости течения реки является делом сложным. Поэтому вместо теоретических вычислений здесь чаще приходится прибегать к непосредственным измерениям. Измерение скорости течения. Наиболее простым и самым доступным способом измерения скорости течения является измерение при помощи поплавков. Наблюдая с часами время прохождения поплавка мимо двух пунктов, расположенных по течению реки на определенном расстоянии друг против друга, мы всегда можем вычислить искомую скорость. Эту скорость обычно выражают количеством метров в секунду. Указанный нами способ дает возможность определить скорость только самого верхнего слоя воды. Для определения скорости более глубоких слоев воды употребляют две бутылки рис. При этом верхняя бутылка дает среднюю скорость между обеими бутылками. Зная среднюю скорость течения воды на поверхности первый способ , мы легко можем вычислить скорость на искомой глубине. Несравненно более точные результаты получаются при измерении особым прибором, носящим название вертушки. Существует много типов вертушек, но принцип их устройства одинаков и заключается в следующем. Горизонтальная ось с лопастным винтом на конце подвижно укреплена в раме, имеющей на заднем конце рулевое перо рис. Прибор, опущенный в воду, повинуясь рулю, встает как раз против течения, и лопастной винт начинает вращаться вместе с горизонтальной осью. На оси имеется бесконечный винт, который можно соединить со счетчиком. Глядя на часы, наблюдатель включает счетчик, который начинает отсчитывать количество оборотов. Через определенный промежуток времени счетчик выключается, и наблюдатель по количеству оборотов определяет скорость течения. Кроме указанных способов, применяют еще измерение особыми батометрами, динамометрами и, наконец, химическими способами, известными нам по изучению скорости течения грунтовых вод. Примером батометра может служить батометр проф. Глушкова, представляющий собой резиновый баллон, отверстие которого обращено навстречу течению. Количество воды, которое успевает попасть в баллон за единицу времени, дает возможность определить скорость течения. Динамометры определяют силу давления. Сила давления позволяет вычислить скорость. Когда требуется получить детальное представление о распределении скоростей в поперечном сечении живом сечении реки, поступают следующим образом: 1. Вычерчивается поперечный профиль реки, причем для удобства вертикальный масштаб берется в 10 раз больше горизонтального. Проводятся вертикальные линии по тем пунктам, в которых производились измерения скоростей течения на разных глубинах. На каждой вертикали отмечается соответствующая глубина по масштабу и обозначается соответствующая скорость. Соединив точки с одинаковыми скоростями, мы получим систему кривых изотах , дающую наглядное представление о распределении скоростей в данном живом сечении реки. Средняя скорость. Дли многих гидрологических расчетов необходимо иметь данные о средней скорости течения воды живого сечения реки. Но определение средней скорости воды представляет собой довольно сложную задачу. Мы уже говорили о том, что движение воды в потоке отличается не только сложностью, но и неравномерностью, во времени пульсация. Однако, исходя из ряда наблюдений, мы всегда имеем возможность вычислить среднюю скорость течения для любой точки живого сечения реки. Имея же величину средней скорости в точке, мы можем на графике изобразить распределение скоростей по взятой нами вертикали. Для этого глубина каждой точки откладывается по вертикали сверху вниз , а скорость течения по горизонтали слева направо. То же проделываем и с другими точками взятой нами вертикали. Соединив концы горизонтальных линий изображающих скорости , мы получим чертеж, дающий ясное представление о скоростях течений на различных глубинах взятой нами вертикали. Этот чертеж носит название графика скоростей или годографа скоростей. По данным многочисленных наблюдений выявилось, что для получения полного представления о распределении скоростей течения по вертикали достаточно определить скорости на следующих пяти точках: 1 на поверхности, 2 на 0,2h, 3 на 0,6h, 4 на 0,8h и 5 на дне, считая h — глубиной вертикали от поверхности до дна. Годограф скоростей дает ясное представление об изменении скоростей от поверхности до дна потока на взятой вертикали. Наименьшая скорость у дна потока обусловлена главным образом трением. Чем больше шероховатость дна, тем резче уменьшаются скорости течений. В зимнее время, когда поверхность реки покрыта льдом, возникает трение еще и о поверхность льда, что также отражается на скорости течения. Годограф скоростей позволяет нам вычислить среднюю скорость течения реки по данной вертикали. Иначе говоря, для определения средней скорости течения по вертикали живого сечения потока нужно площадь годографа скоростей разделить на ее высоту. Площадь годографа скоростей определяется или при помощи планиметра или аналитически т. Средняя скорость потока определяется различными способами. Наиболее простым способом является умножение максимальной скорости Vmax на коэффициент шероховатости п. Коэффициент шероховатости для горных рек приблизительно можно считать 0,55, для рек с руслом, выстланным гравием, 0,65, для рек с неровным песчаным или глинистым ложем 0,85. Для точного определения средней скорости течения живого сечения потока пользуются различными форхмулами. Наиболее употребительной является формула Шези. Но здесь значительные трудности представляет определение коэффициента скорости. Коэффициент скорости определяется по различным эмпирическим формулам т. Наиболее простой является формула: где п — коэффициент шероховатости, a R — уже знакомый нам гидравлический радиус. Количество воды в м, протекающее через данное живое сечение реки в секунду, называют расходом реки для данного пункта. Теоретически расход а вычислить просто: он равен площади живого сечения реки F , умноженной на среднюю скорость течения v , т. При вычислении расхода за единицу количества воды берется кубический метр, а за единицу времени — секунда. Мы уже говорили о том, что теоретически расход реки для того или другого пункта вычислить нетрудно. Выполнить же эту задачу практически дело значительно более сложное. Остановимся на простейших теоретических и практических способах, чаще всего применяемых при изучении рек. Существует много различных способов определения расхода воды в реках. Но все их можно разбить на четыре группы: объемный способ, способ смешения, гидравлический и гидрометрический. Объемный способ с успехом применяется для определения расхода самых небольших речек ключей и ручьев с расходом от 5 до 10 л 0,005— 0,01 м3 в секунду. Суть его заключается в том, что ручей запруживается и вода спускается по желобу. Под желоб ставится ведро или бак в зависимости от величины ручья. Объем сосуда должен быть точно измерен. Время наполнения сосуда измеряется в секундах. Частное от деления объема сосуда в метрах на время наполнения сосуда в секундах как. Объемный способ дает наиболее точные результаты. Способ смешения основан на том, что в определенном пункте реки впускается в поток раствор какой-либо соли или краски. Определяя содержание соли или краски в другом, ниже расположенном, пункте потока, вычисляют расход воды простейшая формула где q — расход соляного раствора, к1—концентрация раствора соли при выпуске, к2 — концентрация раствора соли в нижележащем пункте. Этот способ является одним из наилучших для бурных горных рек. Гидравлический способ основан на применении различного рода гидравлических формул при протекании воды как через естественные русла, так и искусственные водосливы. Приведем простейший пример способа водослива. Строится запруда, верх которой имеет тонкую стенку из дерева, бетона. В стенке прорезан водослив в виде прямоугольника, с точно определенными размерами. Особенно широко он применяется в гидравлических лабораториях. Гидрометрический способ основан на измерении площади живого сечения и скорости течения. Он является наиболее распространенным. Вычисление ведется по формуле, о чем мы уже говорили.
Он показывает среднее значение перепада между высотами за один километр. Формула и алгоритм расчета Чаще всего коэффициент уклона измеряется в метрах на километр, реже в промилле, градусах или процентах. Показатели равнинных водных потоков, как правило, невелики и составляют в среднем 0,1-0,15 метров на километр. Чтобы определить этот коэффициент для Волги, осталось узнать ее общую протяженность. Согласно статистическим данным, протяженность Волги составляет 3530 километров. Выраженная в промилле эта величина будет иметь то же значение — 0,073. Это значит, что перепад речных высот составляет примерно 7 сантиметров через каждый пройденный километр. Заключение Подводя итог можно отметить, что Волга на всем своем протяжении проходит по равнинной местности. На ее пути не встречаются горы, а, следовательно, водопадов и крутых перепадов высот на ней нет, однако небольшие пороги присутствуют. На Волге построено несколько гидроэлектростанций, промышленные предприятия и заводы, а также девять водохранилищ, снабжающие водой множество населенных пунктов с общей численностью населения 60 миллионов человек. При строительстве этих сооружений рассчитывались показатели уклона и падения. Из-за особенностей местного ландшафта они относительно небольшие, но соответствуют средним значениям, характерным для равнинного рельефа с невысокими холмами.
Определение и значение уклона реки
- Формула падения и уклона
- Значение уклона реки
- Волга: что мы знаем о великой русской реке?
- Как найти падение и уклон реки: формула и советы
- Определение уклона и падения реки
- Уклон реки: определение и зависимость от длины
Важность расчета падения реки
- Расчет уклона рек: важная задача географического образования
- Формула падения и уклона
- Калькулятор падения и уклона реки
- 3.2. Определение уклона реки
Как определить уклон реки формула
Независимо от выбранного метода, точность измерений и правильная интерпретация данных необходимы для получения достоверных результатов. Как эффективно определить уклон реки Существует несколько способов определения уклона реки, и каждый из них имеет свои преимущества и ограничения. Использование высотных данных Один из наиболее распространенных способов определения уклона реки — это использование высотных данных, таких как геодезические измерения или данные, полученные из цифровой модели рельефа. С помощью этих данных можно построить профиль реки и определить ее уклон в различных участках.
Использование гидрометрических данных Другой способ определения уклона реки — это использование гидрометрических данных, таких как расход воды, скорость течения и уровень воды. Определяя эти параметры на разных участках реки, можно оценить ее уклон. Использование геоморфологических методов Геоморфологические методы также могут быть использованы для определения уклона реки.
Уклон реки рассчитывается как отношение разности высот к горизонтальному расстоянию. Использование цифровой модели рельефа Цифровая модель рельефа ЦМР представляет собой трехмерное представление поверхности земли и может быть использована для определения уклона реки. Анализ данных ЦМР позволяет рассчитать наклон реки в разных точках. Метод флоуметрии Метод флоуметрии основан на измерении расхода воды в реке и определении уровня воды на разных участках для расчета уклона. Этот метод часто применяется в гидрологических и гидродинамических исследованиях. Выбор метода для определения уклона реки зависит от конкретных условий и целей исследования. Комбинация разных методов может дать более точные результаты.
Выход на тему урока: прием «Волшебная шкатулка» Ребята в моих руках шкатулка, но она не простая, я предлагаю каждому из вас вытянуть из нее несколько свертков, прочитать их и попробовать определить, о чем пойдет речь на сегодняшнем уроке. Саудовская Аравия — единственное государство, на территории которого их вообще нет. Они бывают маленькие и большие, длинные и короткие, горные и равнинные.
Развитие промышленности, сельского хозяйства, выработка электроэнергии, перевозка грузов и пассажиров вот что связанно с их деятельностью. Без ног, а бежит. Без рук, а рукава имеет.
Перевод в одни единицы измерения позволит рассчитать уклон реки в процентах или промилле. Интерпретация значения уклона реки Четвертый шаг состоит в интерпретации полученного значения уклона реки и проверке корректности расчетов. Если полученное значение уклона для равнинной реки является слишком большим, возможно, в расчетах допущена ошибка. Уклон реки: важность рассчета для анализа географических характеристик Пятый шаг заключается в понимании того, что средний уклон реки, рассчитанный для всей протяженности ее русла, не является информативным показателем.
Лучше рассчитывать этот показатель для более коротких участков реки, чтобы получить более точные данные о характеристиках местности и водотока. Расчет уклона рек является важным элементом географического образования школьников.
Формула определения уклона реки ?
соотношение падения реки на определенном участке к длине данного участка,можно высчитать по формуле (уклон реки = падение реки (см):(разделить) на длину реки (км). отношение падения реки на каком-либо ее участке к длине этого участка; выражается в промилле (), реже в процентах (%). Основные задачи при проведении полевых изысканий: гидрографическое обследование исследуемого участка реки; измерение продольных уклонов водной поверхности; проведение кратковременных гидрометрических наблюдений за уровнями и расходами воды. Уклон реки вычисляется по формуле.
Уклоны поверхности реки
Всякий раз, когда лодочнику приходится подниматься по реке вверх, он держится берега; когда же ему необходимо быстро спуститься вниз, он держится середины реки. Более точные наблюдения, производимые в реках и искусственных потоках имеющих правильное корытообразное русло , показали, что слой воды, непосредственно примыкающий к руслу, в результате трения о дно и стенки русла движется с наименьшей скоростью. Следующий слой имеет уже большую скорость, потому что он соприкасается не с руслом которое неподвижно , а с медленно движущимся первым слоем. Третий слой имеет еще большую скорость и т. Наконец, самую большую скорость обнаруживают в части потока, далее всего отстоящей от дна и стенок русла.
Если взять поперечное сечение потока и соединить места с одинаковой скоростью течения линиями изотахами , то у нас получится схема, наглядно изображающая расположение слоев различной скорости рис. Это своеобразное слоистое движение потока, при котором скорость последовательно увеличивается от дна и стенок русла к средней части, называют ламинарным. Типичные особенности ламинарного движения можно коротко характеризовать так: 1 скорость всех частиц потока имеет одно постоянное направление; 2 скорость вблизи стенки у дна всегда равна нулю, а с удалением от стенок плавно возрастает к середине потока. Однако мы должны сказать, что в реках, где форма, направление и характер русла сильно отличаются от правильного корытообразного русла искусственного потока, правильного ламинарного движения почти никогда не наблюдается.
Уже при одном только изгибе русла в результате действия центробежных сил вся система слоев резко перемещается в сторону вогнутого берега, что в свою очередь вызывает ряд других движений. При наличии же выступов на дне и по краям русла возникают вихревые движения, противотечения и прочие, весьма сильные отклонения, еще более усложняющие картину. Особенно сильные изменения в движении воды происходят в мелких местах реки, где течение разбивается на струи, расположенные веерообразно. Кроме формы и направления русла, большое влияние оказывает увеличение скорости течения.
Ламинарное движение даже в искусственных потоках с правильным руслом резко изменяется при увеличении скорости течения. В быстро движущихся потоках возникают продольные винтообразные струи, сопровождающиеся мелкими вихревыми движениями и своеобразной пульсацией. Все это в значительной степени усложняет характер движения. Таким образом, в реках вместо ламинарного движения чаще всего наблюдается более сложное движение, называемое турбулентным.
Подробнее на характере турбулентных движений мы остановимся позже при рассмотрении условий формирования русла потока. Из всего сказанного ясно, что изучение скорости течения реки является делом сложным. Поэтому вместо теоретических вычислений здесь чаще приходится прибегать к непосредственным измерениям. Измерение скорости течения.
Наиболее простым и самым доступным способом измерения скорости течения является измерение при помощи поплавков. Наблюдая с часами время прохождения поплавка мимо двух пунктов, расположенных по течению реки на определенном расстоянии друг против друга, мы всегда можем вычислить искомую скорость. Эту скорость обычно выражают количеством метров в секунду. Указанный нами способ дает возможность определить скорость только самого верхнего слоя воды.
Для определения скорости более глубоких слоев воды употребляют две бутылки рис. При этом верхняя бутылка дает среднюю скорость между обеими бутылками. Зная среднюю скорость течения воды на поверхности первый способ , мы легко можем вычислить скорость на искомой глубине. Несравненно более точные результаты получаются при измерении особым прибором, носящим название вертушки.
Существует много типов вертушек, но принцип их устройства одинаков и заключается в следующем. Горизонтальная ось с лопастным винтом на конце подвижно укреплена в раме, имеющей на заднем конце рулевое перо рис. Прибор, опущенный в воду, повинуясь рулю, встает как раз против течения, и лопастной винт начинает вращаться вместе с горизонтальной осью. На оси имеется бесконечный винт, который можно соединить со счетчиком.
Глядя на часы, наблюдатель включает счетчик, который начинает отсчитывать количество оборотов. Через определенный промежуток времени счетчик выключается, и наблюдатель по количеству оборотов определяет скорость течения. Кроме указанных способов, применяют еще измерение особыми батометрами, динамометрами и, наконец, химическими способами, известными нам по изучению скорости течения грунтовых вод. Примером батометра может служить батометр проф.
Глушкова, представляющий собой резиновый баллон, отверстие которого обращено навстречу течению. Количество воды, которое успевает попасть в баллон за единицу времени, дает возможность определить скорость течения. Динамометры определяют силу давления. Сила давления позволяет вычислить скорость.
Когда требуется получить детальное представление о распределении скоростей в поперечном сечении живом сечении реки, поступают следующим образом: 1. Вычерчивается поперечный профиль реки, причем для удобства вертикальный масштаб берется в 10 раз больше горизонтального. Проводятся вертикальные линии по тем пунктам, в которых производились измерения скоростей течения на разных глубинах. На каждой вертикали отмечается соответствующая глубина по масштабу и обозначается соответствующая скорость.
Соединив точки с одинаковыми скоростями, мы получим систему кривых изотах , дающую наглядное представление о распределении скоростей в данном живом сечении реки. Средняя скорость. Дли многих гидрологических расчетов необходимо иметь данные о средней скорости течения воды живого сечения реки. Но определение средней скорости воды представляет собой довольно сложную задачу.
Мы уже говорили о том, что движение воды в потоке отличается не только сложностью, но и неравномерностью, во времени пульсация. Однако, исходя из ряда наблюдений, мы всегда имеем возможность вычислить среднюю скорость течения для любой точки живого сечения реки. Имея же величину средней скорости в точке, мы можем на графике изобразить распределение скоростей по взятой нами вертикали. Для этого глубина каждой точки откладывается по вертикали сверху вниз , а скорость течения по горизонтали слева направо.
То же проделываем и с другими точками взятой нами вертикали. Соединив концы горизонтальных линий изображающих скорости , мы получим чертеж, дающий ясное представление о скоростях течений на различных глубинах взятой нами вертикали. Этот чертеж носит название графика скоростей или годографа скоростей. По данным многочисленных наблюдений выявилось, что для получения полного представления о распределении скоростей течения по вертикали достаточно определить скорости на следующих пяти точках: 1 на поверхности, 2 на 0,2h, 3 на 0,6h, 4 на 0,8h и 5 на дне, считая h — глубиной вертикали от поверхности до дна.
Годограф скоростей дает ясное представление об изменении скоростей от поверхности до дна потока на взятой вертикали. Наименьшая скорость у дна потока обусловлена главным образом трением. Чем больше шероховатость дна, тем резче уменьшаются скорости течений. В зимнее время, когда поверхность реки покрыта льдом, возникает трение еще и о поверхность льда, что также отражается на скорости течения.
Годограф скоростей позволяет нам вычислить среднюю скорость течения реки по данной вертикали. Иначе говоря, для определения средней скорости течения по вертикали живого сечения потока нужно площадь годографа скоростей разделить на ее высоту. Площадь годографа скоростей определяется или при помощи планиметра или аналитически т. Средняя скорость потока определяется различными способами.
Наиболее простым способом является умножение максимальной скорости Vmax на коэффициент шероховатости п. Коэффициент шероховатости для горных рек приблизительно можно считать 0,55, для рек с руслом, выстланным гравием, 0,65, для рек с неровным песчаным или глинистым ложем 0,85. Для точного определения средней скорости течения живого сечения потока пользуются различными форхмулами. Наиболее употребительной является формула Шези.
Но здесь значительные трудности представляет определение коэффициента скорости. Коэффициент скорости определяется по различным эмпирическим формулам т. Наиболее простой является формула: где п — коэффициент шероховатости, a R — уже знакомый нам гидравлический радиус. Количество воды в м, протекающее через данное живое сечение реки в секунду, называют расходом реки для данного пункта.
Теоретически расход а вычислить просто: он равен площади живого сечения реки F , умноженной на среднюю скорость течения v , т. При вычислении расхода за единицу количества воды берется кубический метр, а за единицу времени — секунда. Мы уже говорили о том, что теоретически расход реки для того или другого пункта вычислить нетрудно. Выполнить же эту задачу практически дело значительно более сложное.
Остановимся на простейших теоретических и практических способах, чаще всего применяемых при изучении рек. Существует много различных способов определения расхода воды в реках. Но все их можно разбить на четыре группы: объемный способ, способ смешения, гидравлический и гидрометрический. Объемный способ с успехом применяется для определения расхода самых небольших речек ключей и ручьев с расходом от 5 до 10 л 0,005— 0,01 м3 в секунду.
Суть его заключается в том, что ручей запруживается и вода спускается по желобу. Под желоб ставится ведро или бак в зависимости от величины ручья. Объем сосуда должен быть точно измерен. Время наполнения сосуда измеряется в секундах.
Частное от деления объема сосуда в метрах на время наполнения сосуда в секундах как. Объемный способ дает наиболее точные результаты. Способ смешения основан на том, что в определенном пункте реки впускается в поток раствор какой-либо соли или краски. Определяя содержание соли или краски в другом, ниже расположенном, пункте потока, вычисляют расход воды простейшая формула где q — расход соляного раствора, к1—концентрация раствора соли при выпуске, к2 — концентрация раствора соли в нижележащем пункте.
Этот способ является одним из наилучших для бурных горных рек. Гидравлический способ основан на применении различного рода гидравлических формул при протекании воды как через естественные русла, так и искусственные водосливы. Приведем простейший пример способа водослива. Строится запруда, верх которой имеет тонкую стенку из дерева, бетона.
В стенке прорезан водослив в виде прямоугольника, с точно определенными размерами. Особенно широко он применяется в гидравлических лабораториях. Гидрометрический способ основан на измерении площади живого сечения и скорости течения. Он является наиболее распространенным.
Вычисление ведется по формуле, о чем мы уже говорили. Количество воды, протекающее через данное живое сечение реки в секунду, мы называем расходом. Количество же воды, протекающее через данное живое сечение реки на протяжении более долгого периода, называют стоком. Величина стока может быть исчислена за сутки, за месяц, за сезон, за год и даже за ряд лет.
Чаще всего сток исчисляется за сезоны, потому что сезонные изменения для большинства рек особенно сильны и характерны. Большое значение в географии имеют величины годовых стоков и в особенности величина среднего годового стока сток, вычисленный из многолетних данных. Средний годовой сток дает возможность вычислять средний расход реки. Если расход выражается в кубических метрах в секунду, то годовой сток во избежание очень крупных чисел выражается в кубических километрах.
Имея сведения о расходе, мы можем получить данные и о стоке за тот или другой период времени путем умножения величины расхода на количество секунд взятого периода времени. Величину стока в данном случае выражается объемно. Сток крупных рек выражается обыкновенно в кубических километрах. Так, например, средний годовой сток Волги 270 км3, Днепра 52 км3, Оби 400 км3, Енисея 548 км3, Амазонки 3787 км,3 и т.
При характеристике рек очень важное значение имеет отношение величины стока к количеству осадков, выпадающих на площади бассейна взятой нами реки. Количество осадков, как мы знаем, выражается толщиной слоя воды в миллиметрах. Следовательно, для сравнения величины стока с величиной осадков необходимо величину стока выразить также толщиной слоя воды в миллиметрах.
Уклон реки может быть выражен в различных единицах измерения, например, в метрах на километр или в процентах. Важно помнить, что уклон реки может изменяться на различных участках ее протяженности, поэтому может быть целесообразно разбить реку на участки и определить уклон для каждого из них. Знание уклона реки является важной информацией для планирования строительства мостов, гидроэлектростанций, рыбопропускных сооружений и других объектов инфраструктуры. Определение уклона реки позволяет инженерам и дизайнерам учесть особенности течения воды и создать устойчивые и эффективные конструкции. Описание формулы Формула для определения уклона реки выглядит следующим образом: Найдите две точки на реке, находящиеся на достаточно большом расстоянии друг от друга.
Измерьте высоту каждой точки относительно равномерной поверхности или отметки нуля. Вычислите разность между высотами двух точек. Определите расстояние между этими двумя точками вдоль реки. Рассчитайте уклон как отношение разности высот к расстоянию между точками. Формула для расчета уклона реки является простой и позволяет быстро оценить наклонность речного русла. Однако, для более точного определения уклона реки, необходимо использовать специальное оборудование и производить более точные измерения.
If you do not have this information, then you will need to contact them before you can continue. If you are ready….
Однако мы должны сказать, что в реках, где форма, направление и характер русла сильно отличаются от правильного корытообразного русла искусственного потока, правильного ламинарного движения почти никогда не наблюдается. Уже при одном только изгибе русла в результате действия центробежных сил вся система слоев резко перемещается в сторону вогнутого берега, что в свою очередь вызывает ряд других движений. При наличии же выступов на дне и по краям русла возникают вихревые движения, противотечения и прочие, весьма сильные отклонения, еще более усложняющие картину. Особенно сильные изменения в движении воды происходят в мелких местах реки, где течение разбивается на струи, расположенные веерообразно. Кроме формы и направления русла, большое влияние оказывает увеличение скорости течения. Ламинарное движение даже в искусственных потоках с правильным руслом резко изменяется при увеличении скорости течения. В быстро движущихся потоках возникают продольные винтообразные струи, сопровождающиеся мелкими вихревыми движениями и своеобразной пульсацией. Все это в значительной степени усложняет характер движения. Таким образом, в реках вместо ламинарного движения чаще всего наблюдается более сложное движение, называемое турбулентным. Подробнее на характере турбулентных движений мы остановимся позже при рассмотрении условий формирования русла потока. Из всего сказанного ясно, что изучение скорости течения реки является делом сложным. Поэтому вместо теоретических вычислений здесь чаще приходится прибегать к непосредственным измерениям. Измерение скорости течения. Наиболее простым и самым доступным способом измерения скорости течения является измерение при помощи поплавков. Наблюдая с часами время прохождения поплавка мимо двух пунктов, расположенных по течению реки на определенном расстоянии друг против друга, мы всегда можем вычислить искомую скорость. Эту скорость обычно выражают количеством метров в секунду. Указанный нами способ дает возможность определить скорость только самого верхнего слоя воды. Для определения скорости более глубоких слоев воды употребляют две бутылки рис. При этом верхняя бутылка дает среднюю скорость между обеими бутылками. Зная среднюю скорость течения воды на поверхности первый способ , мы легко можем вычислить скорость на искомой глубине. Несравненно более точные результаты получаются при измерении особым прибором, носящим название вертушки. Существует много типов вертушек, но принцип их устройства одинаков и заключается в следующем. Горизонтальная ось с лопастным винтом на конце подвижно укреплена в раме, имеющей на заднем конце рулевое перо рис. Прибор, опущенный в воду, повинуясь рулю, встает как раз против течения, и лопастной винт начинает вращаться вместе с горизонтальной осью. На оси имеется бесконечный винт, который можно соединить со счетчиком. Глядя на часы, наблюдатель включает счетчик, который начинает отсчитывать количество оборотов. Через определенный промежуток времени счетчик выключается, и наблюдатель по количеству оборотов определяет скорость течения. Кроме указанных способов, применяют еще измерение особыми батометрами, динамометрами и, наконец, химическими способами, известными нам по изучению скорости течения грунтовых вод. Примером батометра может служить батометр проф. Глушкова, представляющий собой резиновый баллон, отверстие которого обращено навстречу течению. Количество воды, которое успевает попасть в баллон за единицу времени, дает возможность определить скорость течения. Динамометры определяют силу давления. Сила давления позволяет вычислить скорость. Когда требуется получить детальное представление о распределении скоростей в поперечном сечении живом сечении реки, поступают следующим образом: 1. Вычерчивается поперечный профиль реки, причем для удобства вертикальный масштаб берется в 10 раз больше горизонтального. Проводятся вертикальные линии по тем пунктам, в которых производились измерения скоростей течения на разных глубинах. На каждой вертикали отмечается соответствующая глубина по масштабу и обозначается соответствующая скорость. Соединив точки с одинаковыми скоростями, мы получим систему кривых изотах , дающую наглядное представление о распределении скоростей в данном живом сечении реки. Средняя скорость. Дли многих гидрологических расчетов необходимо иметь данные о средней скорости течения воды живого сечения реки. Но определение средней скорости воды представляет собой довольно сложную задачу. Мы уже говорили о том, что движение воды в потоке отличается не только сложностью, но и неравномерностью, во времени пульсация. Однако, исходя из ряда наблюдений, мы всегда имеем возможность вычислить среднюю скорость течения для любой точки живого сечения реки. Имея же величину средней скорости в точке, мы можем на графике изобразить распределение скоростей по взятой нами вертикали. Для этого глубина каждой точки откладывается по вертикали сверху вниз , а скорость течения по горизонтали слева направо. То же проделываем и с другими точками взятой нами вертикали. Соединив концы горизонтальных линий изображающих скорости , мы получим чертеж, дающий ясное представление о скоростях течений на различных глубинах взятой нами вертикали. Этот чертеж носит название графика скоростей или годографа скоростей. По данным многочисленных наблюдений выявилось, что для получения полного представления о распределении скоростей течения по вертикали достаточно определить скорости на следующих пяти точках: 1 на поверхности, 2 на 0,2h, 3 на 0,6h, 4 на 0,8h и 5 на дне, считая h — глубиной вертикали от поверхности до дна. Годограф скоростей дает ясное представление об изменении скоростей от поверхности до дна потока на взятой вертикали. Наименьшая скорость у дна потока обусловлена главным образом трением. Чем больше шероховатость дна, тем резче уменьшаются скорости течений. В зимнее время, когда поверхность реки покрыта льдом, возникает трение еще и о поверхность льда, что также отражается на скорости течения. Годограф скоростей позволяет нам вычислить среднюю скорость течения реки по данной вертикали. Иначе говоря, для определения средней скорости течения по вертикали живого сечения потока нужно площадь годографа скоростей разделить на ее высоту. Площадь годографа скоростей определяется или при помощи планиметра или аналитически т. Средняя скорость потока определяется различными способами. Наиболее простым способом является умножение максимальной скорости Vmax на коэффициент шероховатости п. Коэффициент шероховатости для горных рек приблизительно можно считать 0,55, для рек с руслом, выстланным гравием, 0,65, для рек с неровным песчаным или глинистым ложем 0,85. Для точного определения средней скорости течения живого сечения потока пользуются различными форхмулами. Наиболее употребительной является формула Шези. Но здесь значительные трудности представляет определение коэффициента скорости. Коэффициент скорости определяется по различным эмпирическим формулам т. Наиболее простой является формула: где п — коэффициент шероховатости, a R — уже знакомый нам гидравлический радиус. Количество воды в м, протекающее через данное живое сечение реки в секунду, называют расходом реки для данного пункта. Теоретически расход а вычислить просто: он равен площади живого сечения реки F , умноженной на среднюю скорость течения v , т. При вычислении расхода за единицу количества воды берется кубический метр, а за единицу времени — секунда. Мы уже говорили о том, что теоретически расход реки для того или другого пункта вычислить нетрудно. Выполнить же эту задачу практически дело значительно более сложное. Остановимся на простейших теоретических и практических способах, чаще всего применяемых при изучении рек. Существует много различных способов определения расхода воды в реках. Но все их можно разбить на четыре группы: объемный способ, способ смешения, гидравлический и гидрометрический. Объемный способ с успехом применяется для определения расхода самых небольших речек ключей и ручьев с расходом от 5 до 10 л 0,005— 0,01 м3 в секунду. Суть его заключается в том, что ручей запруживается и вода спускается по желобу. Под желоб ставится ведро или бак в зависимости от величины ручья. Объем сосуда должен быть точно измерен. Время наполнения сосуда измеряется в секундах. Частное от деления объема сосуда в метрах на время наполнения сосуда в секундах как. Объемный способ дает наиболее точные результаты. Способ смешения основан на том, что в определенном пункте реки впускается в поток раствор какой-либо соли или краски. Определяя содержание соли или краски в другом, ниже расположенном, пункте потока, вычисляют расход воды простейшая формула где q — расход соляного раствора, к1—концентрация раствора соли при выпуске, к2 — концентрация раствора соли в нижележащем пункте. Этот способ является одним из наилучших для бурных горных рек. Гидравлический способ основан на применении различного рода гидравлических формул при протекании воды как через естественные русла, так и искусственные водосливы. Приведем простейший пример способа водослива. Строится запруда, верх которой имеет тонкую стенку из дерева, бетона. В стенке прорезан водослив в виде прямоугольника, с точно определенными размерами. Особенно широко он применяется в гидравлических лабораториях. Гидрометрический способ основан на измерении площади живого сечения и скорости течения. Он является наиболее распространенным. Вычисление ведется по формуле, о чем мы уже говорили. Количество воды, протекающее через данное живое сечение реки в секунду, мы называем расходом. Количество же воды, протекающее через данное живое сечение реки на протяжении более долгого периода, называют стоком. Величина стока может быть исчислена за сутки, за месяц, за сезон, за год и даже за ряд лет. Чаще всего сток исчисляется за сезоны, потому что сезонные изменения для большинства рек особенно сильны и характерны. Большое значение в географии имеют величины годовых стоков и в особенности величина среднего годового стока сток, вычисленный из многолетних данных. Средний годовой сток дает возможность вычислять средний расход реки. Если расход выражается в кубических метрах в секунду, то годовой сток во избежание очень крупных чисел выражается в кубических километрах. Имея сведения о расходе, мы можем получить данные и о стоке за тот или другой период времени путем умножения величины расхода на количество секунд взятого периода времени. Величину стока в данном случае выражается объемно. Сток крупных рек выражается обыкновенно в кубических километрах. Так, например, средний годовой сток Волги 270 км3, Днепра 52 км3, Оби 400 км3, Енисея 548 км3, Амазонки 3787 км,3 и т. При характеристике рек очень важное значение имеет отношение величины стока к количеству осадков, выпадающих на площади бассейна взятой нами реки. Количество осадков, как мы знаем, выражается толщиной слоя воды в миллиметрах. Следовательно, для сравнения величины стока с величиной осадков необходимо величину стока выразить также толщиной слоя воды в миллиметрах. Для этого величину стока за данный период, выраженную в объемных мерах, распределяют равномерным слоем по всей площади бассейна реки, лежащей выше пункта наблюдения. Эта величина, называемая высотой стока А , вычисляется по формуле: А — это высота стока, выраженная в миллиметрах, Q — расход, Т — период времени, 103 служит переводом метров в миллиметры и 106 для перевода квадратных километров в квадратные метры. Отношение количества стока к количеству выпавших осадков называют коэффициентом стока. Если коэффициент стока обозначить буквой а, а количество осадков, выраженное в миллиметрах,— h, то Коэффициент стока, как и всякое отношение,— величина отвлеченная. Ее можно выразить в процентах. Так, например, для р. В данном случае коэффициент стока р. Невы позволяет нам сказать, что из всего количества осадков, выпадающих в бассейне р.