Экстремальный сток. Паводки, половодья. Минимумы

Экстремальный сток – наибольшее и наименьшее значения расхода воды.

Основной информацией, необходимой для определения экстремальных расходов воды на различных участках реки, являются данные многолетних наблюдений. На водомерных постах ежедневно фиксируются: уровень воды; расход воды; площадь водного сечения; скорость течения (максимальная и средняя); ширина и глубина реки.

Паводок — фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей.

Периодически паводки не повторяются, и в этом их отличие от половодья. Продолжительность паводка от нескольких долей часа до нескольких суток. Среднемесячные расходы в период половодья и паводков больше среднегодовых.

В отличие от половодья паводок может возникать в любое время года. Значительный паводок может вызвать наводнение. В процессе перемещения паводка по реке образуется паводочная волна.

Половодье — одна из фаз водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон года, — относительно длительное и значительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.

Половодье вызывается усиленным продолжительным притоком воды, который может быть обусловлен:

весенним таянием снега на равнинах;

летним таянием снега и ледников в горах;

обильными дождями (например, летними муссонами).

Половодья, вызванные весенним снеготаянием, характерны для многих равнинных рек, которые делятся на 2 группы:

реки с преобладанием весеннего стока (например, Волга, Урал)

реки с преобладанием летнего стока (например, Анадырь, Юкон, Макензи).

Половодья, обусловленные летним таянием горных снегов и ледников, характерны для рек Средней Азии, Кавказа, Альп.

Половодья, вызванные летними муссонными дождями, характерны для рек Юго-Восточной Азии(Янцзы, Меконг).

Высота половодий и паводков зависит от многих факторов: климатических — осадки, испарение, температура воздуха; физико-географических — особенности поверхности речного бассейна и его геологическое строение; антропогенных — хозяйственная деятельность человека в речных бассейнах, руслах, поймах и долинах; морфометрических — строение речного русла, поймы и долины; гидравлических — форма русла, определяющая пропускную способность последнего. Высота подъема воды в реках существенно зависит и от площади речных бассейнов.

Минимальные расходы на реках возникают в период отсутствия поверхностного стока, когда реки имеют преимущественно питание грунтовыми водами. Для большинства водоемов это периоды летней и зимней межени. Важнейшую роль при формировании минимального расхода играет климат.

Межень – период продолжительных низких уровней воды в реке, обусловленных интенсивным испарением и просачиванием воды в грунт, несмотря на большое количество осадков (летняя межень), либо в результате отсутствия осадков (зимняя межень).

Речные наносы. Виды. Образование. Факторы твёрдого стока. Распределение по территории

Наносы, седименты — твёрдые частицы, переносимые водным (в океане) или воздушным потоком.

В геологии (также русловедении, гидравлике) различают русловые и нерусловые наносы. Наносы также подразделяются по форме транспорта на влекомые (донные) и взвешенные. Русловые наносы обычно являются влекомыми, нерусловые — взвешенными. Промежуточным типом являются сальтирующие наносы, движущиеся скачкообразно в придонном слое

Перемещение наносов является сущностью русловых процессов.

Речные наносы - твердые частицы, переносимые водами рек. Речные наносы являются продуктом эрозии в зоне водосборного бассейна реки и состоят из частиц грунта, залегающего на поверхности бассейна, на дне и в берегах речной и овражной сети бассейна. Гранулометрический состав наносов отличается разнообразием фракций. Наряду с мельчайшими илистыми частицами и пылью, равнинные реки транспортируют мелкий и крупный песок и гравий. На горных реках со стремительным течением значительную часть речных наносов составляют галька и валуны. Крупность речных наносов уменьшается вниз по течению. По участию в переформировании речных русел речные наносы делятся на две группы: руслоформирующие, к которым относятся крупные частицы, входящие в состав донных отложений, и мелкие, не содержащиеся в донных отложениях. Мелкие наносы не участвуют в формировании дна и откладываются преимущественно на поймах.

Речные наносы перемещаются в воде перекатыванием по дну— донные наносы, или в толще потока во взвешенном состоянии— взвешенные наносы. Частицы грунта, лежащие на дне реки, приходят в движение под действием сдвигающей и подъемной сил, возникающих при обтекании зерен грунта речным потоком. Пока подъемная сила не превышает веса частицы, последняя покоится или движется по дну перекатыванием. Если же подъемная сила превосходит вес частицы, то частица отрывается от дна — подпрыгивает. Некоторые из частиц, совершив скачок, возвращаются на дно, другие же подхватываются восходящими токами жидкости и увлекаются в толщу потока. Такие наносы переходят во взвешенное состояние. Относительное содержание взвешенных наносов в воде наз. мутностьюреки. Насыщение воды наносами по глубине не равномерно и убывает от дна к поверхности. Чем крупнее частицы, тем неравномернее они распределяются.

Количество наносов, которое переносит река, зависит от скорости ее течения, крупности наносов и условий питания ими реки. Чем больше скорость течения и выноса наносов в реку притоками, а также в местах аккумуляции наносов способность реки переносить речные наносы увеличивается. Там, где река питается наносами за счет размыва собственного дна, транспортирующая способность реки уменьшается. Вследствие различных условий питания, при одной и той же скорости течения в реке, в различные сезоны года мутность может колебаться в широких пределах. Количество наносов, проходящих через поперечное сечение реки в секунду, наз. твердым расходом реки, а за более или менее длительные промежутки времени — твердым стоком. На равнинных и предгорных реках 80—90% твердого стока составляют взвешенные наносы и 20—10% донные. На горных реках доля донных наносов возрастает до 40%. Большая часть твердого стока реки проходит во время половодий или паводков. В среднем течении Волги в половодья проходит свыше 80% годового количества Р. н. Наносы по дну перемещаются в форме гряд — образований, аналогичных дюнам и барханам в пустынях.

В горных районах СНГ на сезонное распределение стока взвешенных наносов оказывает влияние высотная поясность, экспозиция склонов и особенности природы данной горной системы или Сульфатные речные воды типичны для южных районов Русской равнины, отчасти — Казахстана.