Шпаргалки по учению о гидросфере
Река – водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное, сформированное самим потоком, русло. Поток постоянен в течение года. Реками считаются водотоки площадью водосбора не менее 50 км2. Каналы, фьорды и заливы не относятся к рекам. Важный фактор ланлшафтообразования и наличия видового разнообразия живых форм.
Сток – процесс стекания воды с водосбора вместе с содержащимися в ней веществами и теплом. Речной сток важный геологический и геоморфологический фактор.
Во всех реках единовременно содержится 2000 км3 воды. Самый большой бассейн у Амазонки 6,9 млн. км2. Она самая водоносная 16% стока рек. Самая длинная – Нил 6670 км. Крупные: Конго, Миссисипи, Ла-Плата, Янцзы, Лена, Маккензи, Нигер. В СНГ: Лена, Обь, Енисей, Амур, Волга. В Крыму: 1675 малых рек общей протяженностью 5996 км. 30 из них малые, остальные временные и пересыхающие. Средний сток в Крыму,04 л/с с км2. Годовой местный сток рек Крыма 450 млн. км3/год.
Типы рек.
По размеру: большие (50 тыс. км2) Обь, Енисей; средние (2-50 тыс. км2); малые (50 км2 – 2 тыс. км2).
По условиям протекания: равнинные (медленное течение, малые уклоны, широкие долины, хорошо развитая пойма), горные (быстрое течение, значительные уклоны, узкие долины), полугорные переходные (имеют переходные черты).
По питанию: дождевого, снегового, грунтового, ледникового.
По водному режиму: с весенними половодьями, с половодьем в теплую часть года, с паводковым режимом.
По ледовому режиму: замерзающие и незамерзающие.
Морфология и морфометрия реки и её бассейна.
Морфология:
Водосбор – часть земной поверхности и толщи грунтов, откуда данная река получает свое питание. Выделяют: поверхностный и подземный водосбор.
Бассейн – часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная водоразделами. Бассейны рек объединяются в бассейны морей и океанов, в которые они впадают.
Характеристики бассейна:
Средняя высота Hcp=(h1+h2+hn)/n
Уклон – так же.
Физико-географические характеристики бассейна: геоположение (природная зона), геологическое строение и рельеф, климат, почвенно-растительный покров, коэффициенты озерности, болотистости, лесистости, степень преобразованности бассейна хозяйственной деятельностью.
Водораздел – линия на земной поверхности, разделяющая сток атмосферных осадков по 2 противоположно направленным склонам. 2 типа: речных бассейнов, морей и океанов.
Главный водораздел Земли: мыс Горн-Анды-Скалистые горы-Берингов пролив-Колымское нагорье-Алданское нагорье-Памир-Тянь-Шань-Гиндукуш-Аравия-горы восточной Африки-берег Индийского океана.
Морфометрия: площадь бассейна, длина бассейна (от устья реки до точки на водоразделе вблизи истока), максимальная ширина (перпендикуляр к длине в самом широком месте), средняя ширина (отношение площади к длине), длина водораздельной линии, средняя высота, средний уклон.
Речная сеть и река.
Гидрографическая сеть бассейна – совокупность водотоков, водоемов и особых водных объектов (болот, ледников).
Речная сеть – совокупность главной реки со всеми притоками, сбрасывающими свои воды через главную реку в приемный водоем.
Основные элементы реки: исток (родник, ключ, источник, озеро, болото, ледник и т.д.), устье (место впадения в приемный водоем или другую реку), длина реки (расстояние вдоль русла от истока до устья), коэффициент извилистости kизв=l/r где r – прямая от истока к устью, густота речной сети (отношение общей протяженности всех водотоков к площади бассейна g=L/S [м/км2].
Схема Штраера.
Река (приток) 1 порядка – река, не имеющая притока. Река 2 порядка – слияние двух рек 1 порядка и т.д. Если в реку впадает приток низшего порядка, то порядок главной реки не увеличивается. Увеличение порядка происходит только при слиянии двух рек одного порядка. Это важно для гидрорайонирования речной сети внутри бассейна, а также определения возраста рек: с малым порядком – более молодые, древние – с большим порядком.
Рисунок гидрографической сети:
1. Параллельный – реки и притоки одного порядка в соседних бассейнах имеют направление одинаковое.
2. Перистый – одна основная река со множеством притоков.
3. Центростремительный – реки стекаются в центре в одну реку или приемный бессточный бассейн (индикатор тектонических впадин).
4. Центробежный – реки вытекают из одного места – центра. Индикатор тектонических поднятий.
Долина и русло реки:
Долина реки – узкая вогнутая отрицательная форма рельефа, выработанная рекой, обладающая набором речных террас, пойм, руслом, имеющая общий наклон своего ложа, обеспечивающего сток.
В поперечном разрезе выделяют склоны и дно долины. Дно: русло и пойма. Склоны: речные террасы.
Низкая пойма – затопляемая ежегодно во время паводков и половодий.
Высокая пойма – затопляемая раз в несколько лет максимальным паводком. Она зарастает лугами.
Речные террасы: аккумулятивные (аллювий, песчаник, галька), эрозионные цокольные (в твердых скальных породах).
По террасам можно определить активность реки в палеовремя.
Корнинский и Головкинский: речные террасы соответствуют тектоническому спокойствию, а террасы тектоническому активному движению.
По характеру аллювия можно определить скорости течения в различное время – активные и пассивные фазы.
Осовы - неглубокие циркообразные вмятины на крутых склонах долин и балок; образуются в результате поверхностных смещений суглинистых масс, обильно увлажнённых грунтовыми и поверхностными водами, особенно при медленном таянии снега на теневых склонах.
Русла рек (по форме в плане):
1. Прямолинейное.
2. Меандрирующее.
3. Русла, разделенные на рукава.
4. Блуждающие (разбросанные) русла.
Морфологические элементы русла:
1. Меандры – признак типичных равнинных рек (малые уклоны и низкие скорости течений). Надо схему формирования меандр и стариц.
2. Осередки – затапливаемые подвижные возвышения дна, отделенные от берегов водой.
3. Острова – высокие стабильные и закрепленные растительностью осередки, а также отклинившиеся участки поймы.
4. Рукава – крупные части русла, разделенные островами.
5. Протоки – короткие и мелкие ответвления русла, отделенные осередками.
6. Плёсы – самое глубокое место реки. В меандре напротив пляжа.
Перекат — мелководный участок русла реки.
7. Донные гряды: донные дюны, песчаные волны, ленточные гряды, рифели (небольшие донные гряды).
8. Фарватер – линия глубин, благоприятных для судоходства.
Морфометрические характеристики:
Изобаты – линии равных глубин, отсчитанных от поверхности.
Водное сечение – сечение потока в плоскости перпендикулярной его течению. Живые и мертвые сечения.
1. Площадь поперечного сечения (методом трапеций) S= Sтреуг+Sтрап .
2. Ширина русла – кратчайшее расстояние между урезами берегов по поверхности воды.
3. Максимальная глубина (эхолотом).
4. Средняя глубина – отношение площади поперечного сечения к ширине.
5. Смоченный периметр – кратчайшее расстояние между урезами берегов, взятое по дну.
6. Гидравлический радиус – отношение площади поперечного сечения к смоченному периметру.
Генезис речных долин: эрозионные, тектонические, ледниковые, карстовые.
Поперечный профиль долины: корытообразный (равнины), ящикообразный (среднее течение рек), трапециидальный (для тех же районов), v-образные (предгорные и низкогорные реки), каньоны теснины ущелья (горные).
Продольный профиль долины – это график изменения отметок дна и водной поверхности вдоль русла. 3 типа: плавновогнутые (в тект.спок.), прямолинейные, выпуклые (тект.актив.).
В пределах любого профиля есть геоморфологические аномалии – резкие увеличения уклона вниз по течению, которое превышает уклон на вышележащем уровне (каскады). Их причины: резкое увеличение водности потока, изменение залесенности бассейна, смена стойких гонных пород податливыми, наличие тектонических разломов, антропологическая деятельность (дамбы, плотины).
Классификация рек по видам питания:
Воейкова: 1) Реки, возникающие от таяния сезонных снежников и ледников, 2) Реки, возникающие в результате дождевого питания, 3) Регионы, где постоянный поверхностный сток отсутствует. Львовича: исключительные (вид питания дает более 80% стока), преимущественные (50-80%), смешанные (все виды дают менее 50%).
Водный режим рек.
Водный режим – закономерные изменения скорости течения, стока, уровней воды и уклонов водной поверхности во времени и вдоль реки, зависящие от метеорологических и климатических факторов.
Водность реки – мгновенный срез величины речного стока за определенный период времени.
Водоносность реки – абсолютная средняя многолетняя величина стока.
Гидрограф реки – график изменения водности (расхода) в данном месте в течение года.
Колебания водности: 1. Вековые. Глобальные космические причины. 2. Многолетние. Причины метео природы. 3. Сезонные. Годовые изменения составляющих водного баланса. 4. Кратковременные. Ливни + суточные изменения.
Фазы водного режима рек.
1. Половодье. Ежегодная. Наибольшая водность, подъем уровня, затопление низкой поймы. Виды: весеннее (таяние), летнее (ледники), весенне-летнее (муссоны), зимнее (средиземноморье).
2. Паводок. Многократно повторяется. Интенсивное и кратковременное увеличение уровня и водности (ливень).
3. Межень. Малая водность и низкий уровень. Зимняя и летняя.
Гидрологический год – период, охватывающий все фазы водного режима.
Режим уровней.
Зависит от водного режима и фаз водности. С изменением уровня связано изменение показателей площади живого сечения, скорости потока, расхода.
Термический режим рек.
Зависит от метео факторов (рад. баланс, температура). Выделяют: сезонные изменения и суточные.
Факторы термического режима: активная вертикальная циркуляция вод, теплообмен с подстилающей породой, теплообмен с термальными водами, тепловые сбросы ГЭС и АЭС, динамические полыньи.
Ледовый режим рек.
Замерзание. Сало – плывущие куски ледяной пленки и игольчатые кристаллы. Забереги – узкие полоски неподвижного льда у берегов. Сн е жура – комковатые рыхлые несмерзающиеся массы. Шуга – комковатые скопления внутриводного льда, плывущие по поверхности. Зажоры возникают во время осеннего ледохода, когда русло подо льдом забирается снежурой, салом и шугой. Пятры – ледяные острова в виде шапки или конуса, тонкое основание которого прикреплено ко дну.
Ледостав. Полыньи – незамерзшие участки на поверхности льда. Наледи – повторно замерзшие излившиеся воды.
Вскрытие. Закраины – полосы свободной воды у берегов без льда. Подвижки льда – перемещение отдельных ледяных полей. Их столкновение формирует заторы.
тонкий осенний лед, который носит и крошит по зазимью в море и в устьях рек.
Нилас - тонкий осенний лед, который носит и крошит по зазимью в море и в устьях рек.
Речной сток.
Сток – главный элемент материкового звена глобального круговорота воды и энергии на земле. Поверхностный сток состоит из речного и ледникового. Речной сток – сток всех водотоков.
Количественные характеристики стока.
1. Расход воды – количество воды, протекающей через замыкающий створ за единицу времени. 2. Объем стока – количество воды, протекающей через створ в год. W=QT 3. Слой стока – слой воды, равномерно распр.по поверхности водосбора и стекающий с него за год. A=W/F 4. Модуль стока – количество воды, стекающее с единицы площади в единицу времени. M=Q/F 5. Коэффициент стока L=A/x х-количество осадков. 6. Средний многолетний расход Y=AF/T
Движение воды.
Движение воды в реке определяется её скоростью.
Изотахи – линии равных скоростей течения.
Гидродинамическая ось потока – участки в плане реки, обладающие наибольшими скоростями течений.