Меню

Как определить модуль стока реки

Основные характеристики и единицы измерения стока

При изучении водного режима рек и выполнении различных гидрологических расчетов используют следующие основные характеристики речного стока:

1. Расход воды Q, м 3 /с, характеризующий водность реки в интересуемом пункте в любой момент времени.

2. Средний расход воды Q cp – среднеарифметическая величина ежесуточных секундных расходов за определенный период времени (декаду, месяц, сезон, год)

, (10.4)

где ΣQ i – сумма секундных расходов за все дни рассматриваемого периода;

t д – число дней в периоде.

Средний расход за месяц называется среднемесячным, за год – среднегодовым и т. п.

3. Объем стока W – объем воды, который стекает с бассейна в реку и протекает по ней в интересуемом пункте за определенный период времени

W = 86400 Q ср t д, (10.5)

где 86 400 – число секунд в сутках.

Для объема годового стока формула (10.5) имеет вид

W г = 31,536 · 10 6 ∙Q ср , (10.6)

где 31,536 · 10 6 – число секунд в году (в високосном году 31,622 ·10 6 с).

4. Высота слоя стока h – высота такого слоя воды, которым можно покрыть площадь бассейна реки выше рассматриваемого пункта, если распластать на ней равномерно весь объем стока за изучаемый период времени:

где F — площадь бассейна реки, км 2 ;

10 6 – число квадратных метров в квадратном километре;

10 3 – число миллиметров в метре.

Если подставить в последнее соотношение значение для W по формуле (10.5), получим

. (10.8)

Для слоя годового стока (t д = 365):

5. Коэффициент стока η – отношение высоты слоя стока к высоте слоя осадков х за один и тот же период времени:

6. Модуль стока М – расход воды в л/с, который стекает в реку с каждого квадратного километра площади бассейна,

л/(с ∙ км 2 ), (10.11)

где 1000 – число литров в 1 м 3 .

Если подставить в зависимость (10.5) значение для среднего расхода из формулы (10.11), получим

W = 86,4 М F t д, (10.12)

или для объема годового стока (t д = 365)

W г = 31 536 М F. (10.13)

7. Норма стока – среднее значение любой из характеристик стока за многолетний период. Норму стока можно выразить в виде среднемноголетних значений расхода воды Q 0, объема стока W 0, высоты слоя стока h 0 или модуля стока М 0. Чаще всего в качестве нормы стока пользуются среднемноголетним модулем стока М 0.

Среднемноголетнее значение любой характеристики определяется путем деления суммы ее среднегодовых величин на число лет n, по которым устанавливают норму стока. Например, среднемноголетний расход

Связь между среднемноголетними значениями различных характеристик стока устанавливают по таким же формулам (10.11), (10.6) и (10.13), что и соотношения между их среднегодовыми величинами:

; (10.15)

W 0 = 31,536 · 10 6 Q 0 ; (10.16)

W 0 = 31 536 М 0 F. (10.17)

8. Модульные коэффициенты К – отношения средних величин любой из характеристик стока за рассматриваемый период времени к их среднемноголетним или среднегодовым значениям:

. (10.18)

Модульные коэффициенты представляют собой отвлеченные числа, показывающие относительную величину водности данного года или периода по сравнению со среднемноголетней или среднегодовой водностью реки.

Различают модульные коэффициенты годовые, сезонные, месячные, максимальных расходов и др.

Годовые модульные коэффициенты характеризуют отношение водности различных лет к среднемноголетней водности реки. В многоводные годы модульные коэффициенты имеют значения больше единицы, а в маловодные – меньше единицы.

Сезонные, месячные и декадные модульные коэффициенты выражают относительную величину водности соответствующего периода по сравнению со среднегодовой водностью данного года.

Пример. Определить среднемноголетние характеристики годового стока р. Птичь (притока р. Припять), если известны площадь водосбора реки в расчетном створе F = 9470 км 2 и среднемноголетний расход Q 0 = 45,6 м 3 /с.

Решение. 1. Объем годового стока

W 0 = 31,536 · 10 6 Q 0 = 31,536 · 10 6 · 45,6 = 1438 млн.м 3 .

2. Высота слоя стока

Карты изолиний нормы стока.Для общей характеристики водности рек, протекающих в различных географических районах, составлены специальные карты, на которые нанесены линии равных значений среднемноголетнего модуля стока М 0(изолинии нормы стока). Такие карты составлены для всей территории бывшего СССР и отдельно в более крупном масштабе для географических регионов. В качестве примера на рис.10.1 приведена карта изолиний нормы стока (в л/с·км 2 ) для территории Беларуси.

Рис. 10.1. Карта изолиний среднемноголетнего годового стока рек Беларуси л/(с·км 2 )

Распределение стока носит зональный характер. Для преобладающей части европейской территории СНГ и Западной Сибири модуль стока уменьшается с севера на юг от 10–12 в северных районах до 0,5–1,0 л/(с·км 2 ) в засушливых южных и юго-восточных районах. Уменьшение стока наблюдается также и в направлении с запада на восток.

В районах Урала, Восточной Сибири и Приморского края изолинии нормы стока проходят в меридиональном направлении вдоль горных хребтов и побережья Охотского и Берингова морей.

Существенное влияние на величину стока оказывает рельеф местности. В районах возвышенностей (Хибинской, Валдайской, Приволжской и др.) норма стока заметно повышается по сравнению с близлежащими равнинными территориями.

Горные районы Кавказа характеризуются очень большими значениями нормы стока, достигающими на юго-западном склоне Большого Кавказского хребта 75–100 л/(с·км 2 ).

Источник

Понятие о стоке воды, наносов, растворенных веществ. Количественные характеристики стока воды: расход воды, объем стока, слой стока, модуль стока, коэффициент стока

Сток в широком смысле – это главный элемент материкового звена глобального круговорота вещества и энергии. Сток включает поверхностную и подземную части. Поверхностный сток, в свою очередь, состоит из речного стока и стока льда покровных ледников.

Речной сток включает сток воды, сток наносов, сток растворенных веществ и сток теплоты.

Сток воды (водный сток) – это одновременно и процесс стекания воды в речных системах и характеристика количества стекающей воды. Сток воды – один из важнейших физико-географических и геологических факторов; изучение стока воды – главная задача гидрологии суши. Называть сток воды «жидким стоком» не рекомендуется.

Сток наносов – это процесс перемещения наносов в речных системах и характеристика количества перемещающихся в реках наносов. Сток наносов состоит из стока взвешенных наносов (наносов, переносимых в толще речного потока во взвешенном состоянии) и стока влекомых наносов (наносов, переносимых потоком по речному дну во влекомом состоянии). Сток наносов называть «твердым стоком» не рекомендуется.

Сток растворенных веществ – это процесс переноса в речных системах растворенных в воде веществ и характеристика их количества. Растворенные в речных водах вещества – это ионы солей, биогенные и органические вещества, газы и др. Иногда сток растворенных веществ называют ионным стоком или стоком солей (при этом имеется в виду лишь сток растворенных минеральных веществ).

Сток теплоты (тепловой сток) – это процесс переноса вместе с речными водами теплоты и его количественная характеристика.

Очевидно, что из перечисленных четырех составляющих речного стока главнейшая – сток воды, без которого невозможны и другие виды стока. Сток воды – процесс, определяющий все другие виды перемещения веществ и энергии в речных системах, их движущая сила. Сток же наносов, растворенных веществ и теплоты зависит как от стока воды (носителя других компонентов речного стока) и его количественных характеристик, так и от содержания наносов, растворенных веществ и теплоты в единице стока воды.

Об основных природных и антропогенных факторах, опреде­ляющих сток воды, уже много говорилось выше, в частности, когда речь шла о питании рек. Это прежде всего факторы кли­матические, а также факторы подстилающей поверхности и хозяй­ственная деятельность человека Рассмотрим основные количественные ха­рактеристики самого стока воды, применяемые в гидрологии: рас­ход воды, объем стока, слой стока, модуль стока, коэффициент стока.

Главнейшая характеристика стока воды реки — это расход воды, т. е. объем воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени (Q, м 3 /с). Измерениями определяют лишь сред­ний расход воды в данном гидрометрическом створе за время из­мерения (на больших реках это может быть интервал времени, измеряемый часами). Процесс измерения расходов воды на реках довольно трудоемок, и поэтому число измерений в течение года обычно ограничено. Для расчета средних суточных величин расхода воды в практической гидрологии обычно используют графики свя­зи уровней, измерение которых трудностей не представляет, и эпи­зодически измеренных расходов воды. По таким графи­кам (их называют «кривыми расходов» или графиками Q=f(H)) расходы воды могут быть определены по данным об уровнях для любого дня вне зависимости от того, измерялся в этот день сам расход воды или нет. По полученным таким образом средним су­точным расходам воды можно построить гидрограф, как, например, на рис.

К числу характерных расходов воды относят расходы различ­ных фаз водного и ледового режима реки, например максималь­ные (пиковые) расходы воды половодья и паводков, минимальные расходы воды межени, расходы воды в начале весеннего ледохода и т.д.

Расходы воды реки подвержены непрерывным изменениям. В гидрологии рек существуют два основных подхода при анализе их изменений. При первом — генетическом — анализируют при­чины изменения стока, выявляют связь колебаний стока с опреде­ляющими, в основном климатическими факторами. При втором — вероятностном — оценивают вероятность наступления на дан­ной реке тех или иных расходов воды: чем больше отличается расход воды реки в данный момент в большую или меньшую сто­рону от некоторой средней величины («нормы»), тем меньше веро­ятность такого явления. В гидрологии разработана целая система специальных методов статистической и вероятностной оценки ко­лебаний речного стока при наличии, недостатке и отсутствии дан­ных наблюдений. Такие расчеты оказываются необходимыми при проектировании и строительстве различных гидротехнических со­оружений на реках.

В гидрологии широко используют понятие среднего расхода воды за какой-либо интервал времени At (декаду, месяц, сезон, год, ряд лет). Такие расходы воды рассчитывают по формулам вида (1)

Читайте также:  Материк река евразия африка северная америка волга миссисипи нил

где Q, — средние суточные расходы воды; п — число суток в рас­сматриваемом интервале времени. Так, например, средний годовой расход воды в обычный (невисокосный) год определяют путем суммирования всех средних суточных расходов воды за год и деле­ния суммы на 365.

Точно так же средний многолетний расход воды (его часто называют «нормой стока» и обозначают через Q 0) определяют по формуле

(2) где Qi— средние годовые расходы воды; N— число лет.

Объем стока воды — это объем воды, прошедшей через данное поперечное сечение речного потока за какой-либо интервал времени. Расход воды поэтому можно считать объемом стока воды за 1 с.

Объем стока воды рассчитывают по формуле (3)

где W— объем стока, м 3 ; Q — средний расход воды за интервал времени Δt (Q в м 3 /с, Δt в с). Для больших рек W часто удобнее выразить в км 3 (особенно если речь идет о годовых величинах). В этих условиях применяют формулу (4)

В тех случаях, когда интервал времени Δt— год (в году 31,5* 10 6 с), вместо формул (3) и (4) записывают

(5)

(6)

где в первом случае W в м 3 , во втором — в км 3 .

Заметим, что принятое количество секунд в году (31,5 • 10 б ) вполне достаточная с точки зрения точности величина для многих гидро­логических вычислений. Но в тех случаях, когда требуется большая точность, надо учитывать, что в обычном году 31,54•10 6 с, в висо­косном — 31,62•10 б с, в «среднем» — 31,56• 10 б с. Точно так же по­лезно помнить, что в январе, марте, мае, июле, августе, октябре, декабре 2,68 •10 б с, в апреле, июне, сентябре, ноябре 2,59•10 б с, в феврале в обычный год 2,42•10 б с, в високосный—-2,51•10 6 с, а в сутках 8,64 • 10 4 с.

Слой стока — это количество воды, стекающее с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади водосбора и выраженного в милли­метрах:

Здесь у в мм, F в км 2 .

Модуль стока воды— это количество воды, стекающее с едини­цы площади водосбора в единицу времени. Модуль стока воды обозначают через М, л/(с*км 2 ), и рассчитывают по формуле

(8)

где Q— любой расход воды (как мгновенный, например макси­мальный, так и средний за интервал времени Δt).

Сравнивая формулы (4), (7) и (8), легко получить со­отношение между модулем и слоем стока:

(9)

где у и М— слой и модуль стока за любой интервал времени Δt. Если Δt — год, то получим

(10)

Коэффициент стока — отношение величины (объема или слоя) стока к количеству выпавших на площадь водосбора атмосферных осадков, обусловивших возникновение этого стока:

(11)

Здесь у к х в мм, Y и X в м 3 или км 3 . Коэффициент стока обычно рассчитывают для средних многолетних величин слоя стока и слоя осадков, либо для гидрологического года. Иногда рассчиты­вают коэффициент стока и за половодье; в этом случае слой стока за половодье делят на слой воды, складывающийся из атмосферных осадков на период половодья и запасов воды в снежном покрове, накопившемся за предшествующую зиму. Напомним, что коэффи­циент стока — величина безразмерная, изменяющаяся от 0 до 1.

Источник

Сток твердый, модуль – величина годового твердого стока рек (Mт) в тоннах с 1 км2 площади водосбора.

Расчет гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений – величины среднего многолетнего стока и коэффициента вариации следует определять интерполяцией между значениями полученными для рек-аналогов по данным наиболее продолжительных рядов гидрометрических наблюдений или приведенными к многолетнему периоду в рассматриваемом районе с учетом влияния местных факторов (карст выходы подземных вод особенности геологического строения бассейна характер почв (грунтов) промерзание и пересыхание рек различия в средних высотах водосборов и др.).

Величины среднего многолетнего годового стока и коэффициента вариации допускается определять по совместным картам этих параметров, опубликованным в официальных документах Госкомгидромета в области гидрологии.

Коэффициент вариации годового стока Сv определяется по формуле

Cv=a / 0 , 4 (A+1000) 0 , 1 ,

где a – параметр, определяемый по данным рек-аналогов, л/с;

– средний многолетний годовой модуль стока, л/(с×км 2 );

А – площадь водосбора реки до расчетного створа, км 2 .

Для определения внутригодового распределения стока воды при наличии данных гидрометрических наблюдений за период не менее 15 лет принимаются следующие методы:

— распределение стока по данным рек-аналогов,

— метод компоновки сезонов.

Форма водосбора реки-аналога должна быть по возможности подобна форме водосбора исследуемой реки; для этого должны быть выполнены следующие приближенные равенства:

где L, La – длина исследуемой реки и реки-аналога, соответственно;

I, Ia – уклон исследуемой реки и реки-аналога;

F, Fa – площадь водосбора исследуемой реки и реки-аналога.

Внутригодовое распределение стока рассчитывается по водохозяйственным годам, начиная с многоводного сезона. Границы сезонов назначаются едиными для всех лет с округлением до месяца. Деление года на периоды и сезоны производится в зависимости от типа режима реки и преобладающего вида использования стока. Продолжительность многоводного периода включает половодье за все годы. Период года и сезон, в котором естественный сток может лимитировать водопотребление, принимаются за лимитирующий период и лимитирующий сезон. В лимитирующий период входят два смежных сезона, из которых один является наиболее неблагоприятным в отношении использования стока (лимитирующий сезон).

Для рек с весенним половодьем за лимитирующий период принимаются два маловодных сезона: лето-осень и зима. При преобладании водопотребления на сельскохозяйственные нужды за лимитирующий сезон принимается лето-осень, а для гидроэнергетики и в целях водоснабжения – зима. Для высокогорных рек с летним половодьем при преимущественно ирригационном использовании стока за лимитирующий период принимается осень-зима и весна, а за лимитирующий сезон – весна.

Расчет испарения с водной поверхности и суши – довольно точным методом определения суммарного испарения за многолетний период (год или гидрологический год) выступает метод водного баланса. Испарение Е рассчитывается как замыкающий член уравнения X = Z + E, где X – годовые атмосферные осадки, Z – годовой суммарный сток. К преимуществам данного способа относится наличие массового материала Гидрометеослужбы страны по осадкам и стоку для бассейнов средних и малых рек. Метод позволяет получить данные по испарению для физико-географических зон, подзон, провинций, реже ландшафтов. Точность измерений, после введения поправок на осадки, достаточно велика. Недостатки водобалансового метода – невозможность получения данных по испарению за короткие периоды (декады, месяцы, сезоны года) и данных для локальных физико-географических единиц (фаций, подурочищ, урочищ). В 60-е гг. ХХ в. были введены поправки к показаниям осадкомера на испарения из осадкомерного ведра, на смачивание стенок прибора и на выдувание зимних осадков.

Величину испарения можно рассчитывать, определяя затраты тепла на испарение теплобалансовым методом. Он разработан в Главной геофизической обсерватории имени А. И. Воейкова. В основу расчета затрат тепла на испарение положены данные срочных наблюдений за температурой и абсолютной влажностью воздуха на двух высотах, в частности, для лугов на высотах 50 см и 200 см от поверхности. Одновременно фиксируется значение радиационного баланса и определяется поток тепла в почву. Когда (R – А) ≥ 0,10 кал/см 2 •мин, Δе 2 •мин, Δе

— количества и режима осадков, испарения, температурных условий;

— характера рельефа, который оказывает двоякое влияние на сток: изменяет абсолютную величину стока и перераспределяет его в пространстве. Выпуклые формы рельефа обычно способствуют увеличению стока, вогнутые – уменьшению его;

— геологического строения и почвенного покрова, что определяется мощностью влагоемкой толщи, механическим составом, стратификацией отложений различного механического состава, насыщенностью влагой и водными свойствами почв и грунтов;

— растительности территории. Растительный покров уменьшает сток.

Размер стока определяют по количеству воды, стекающей с условно выбранной единицы суши за какой-либо условно выбранный промежуток времени. Сток может быть выражен средним расходом воды. Сток – составное звено влагооборота на Земле.

Подземный сток – перемещение подземных вод в толще почв и горных пород под действием гидравлического напора и силы тяжести; составная часть круговорота воды на Земле. Подземный сток характеризует естественные ресурсы подземных вод, находящихся под дренирующим воздействием рек, озёр, морей или безводных отрицательных форм рельефа. Выражается в виде модуля (л/сек•км 2 ) или слоя воды (мм/год), а также в м 3 /сутки и км 3 /год. В практике гидрогеологических исследований обычно определяются модули и коэффициенты поверхностного стока, показывающие (часто в %), какая часть атмосферных осадков идёт на питание подземных вод.

Сток поверхностный– процесс перемещения воды по земной поверхности под влиянием силы тяжести. Поверхностный сток делится на склоновый и русловой. Склоновый сток образуется за счёт дождевых и талых вод, происходит на поверхности склона вне фиксированных путей. Русловой сток проходит по определённым линейным направлениям – в руслах рек, днищах оврагов и балок. Поверхностный сток характеризуется объёмом воды, стекающей по поверхности (модуль стока), выраженным в л/сек×км 2 или слоем мм в год или за какой-либо другой период.

Сток базовый –часть расхода речной воды, которая формируется в процессе медленного просачивания грунтовых вод в русло реки. Базовый сток является основным ресурсом речного стока в засушливые периоды. Он относительно постоянен по объему, хотя может несколько увеличиваться в дождливую погоду.

Сток подземный – см. Подземный сток.

Сток речной – см. Речной сток.

Сток твердый (сток наносов) – влекомые по дну, взвешенные и растворенные частицы. Определяется как суммарное количество наносов в тоннах, проно­симое рекой через живое сечение за длительный промежуток времени (сутки, месяц, год).

Сток твердый, модуль – величина годового твердого стока рек (Mт) в тоннах с 1 км2 площади водосбора.

Читайте также:  Уровень реки в районе барнаула

Стока минимального расчет – см. Расчет минимального стока.

Стока норма – среднее значение водного стока за многолетний период.

Стока объем W (м 3 , км 3 ) – количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени (сутки, месяц, год и т. д.); определяется по формуле:

где Q – средний расход за расчетный период времени, м 3 /с,

Т – число секунд в том же периоде времени.

Воднобалансовая площадка – участок склона, ограниченный от окружающей территории водонепроницаемой стенкой, заглубленной до водоупора, и оборудованный устройствами и приборами для измерения поверхностного и подземного стока. В районе такой площадки организуются наблюдения за всеми остальными элементами водного баланса.

Расход водыобязательный попусковый – наименьший расход воды из водохранилища, необходимый для удовлетворения условий водопотребления и водопользования в нижнем бьефе с учетом санитарного состояния реки, рыбного хозяйства, судоходства и других нужд экономики.

Водное законодательство – комп­лекс правовых норм, регулирующих отноше­ния, связанные с использованием и охраной водных ресурсов.

Водное сечение – поперечное сечение водного потока. Различают живое сечение, где скорость можно измерить, и мёртвое про­странство (с застоем воды).

Водное хозяйство – отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учётом, плани­рованием комплексного использования, регу­лированием водных ресурсов, охраной вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту назначения (потребления).

Водность – 1. наличие воды, степень накопления воды в водоемах; 2. относительная характеристика стока за определенный интервал времени по сравнению с его средней многолетней величиной или величиной стока за другой период того же года. Различают малую, среднюю и большую водность.

Водомер – прибор для измерения уровня или расхода воды.

Водомерный пост – устройство для систематического измерения уровня воды на реках, морях, озёрах, каналах. Состоит из приспособления для отсчёта уровня воды и реперов – геодезических сооружений, закрепляющих положение точки, высота которой определена. Реечные водомерные постыоборудованы деревянной или металлической рейкой с делениями, прикреплённой вертикально (рис., б) к сооружению (мосту, плотине и т.п.), а свайные водомерные посты – сваями, забитыми в одном створе перпендикулярно к берегу (рис., а). Сначала одна свая устанавливается на уровне нуля графика (5-ая на рис., а). Затем выше нее, через определенную высоту (0,5 м; 1 м) с помощью нивелира устанавливаются другие сваи. Головку верхней сваи располагают на 0,25. 0,50 м выше наивысшего уровня воды, а головку нижней – на такое же значение ниже самого низшего уровня. Сваи нумеруют по порядку, начиная с верхней, и для каждой отмечается ее высота относительно нуля графика. Уровни отсчитывают по переносной рейке (длиной около 1,5 м с делениями через 1 см), которую ставят вертикально на ближайшую к берегу сваю, находящуюся под водой. В этом случае отметка головки сваи будет нулем водомерных наблюдений. К относительной высоте сваи прибавляют измеренную высоту воды над сваей и получают отметку уровня воды. Например, свая № 4 находится на высоте 100 см над нулем графика и скрыта под водой на 12 см. Следовательно, уровень воды находится на отметке Н = 100 + 12 = 112 см.

Рис. Устройство водомерных постов: а – свайного, б – реечного

Если подход к рейке затруднён (например, крутой берег), устанавливают передаточные водомерные посты, которые позволяют производить отсчёт на расстоянии. Для непрерывной записи колебаний уровня служат самопишущие приборы – самописцы уровня воды. Дистанционные водомерные посты оборудованы механическими, электрическими, радио- или другими системами, передающими показания уровня к месту отсчёта. Наблюдения на водомерных постах производятся ежесуточно в определённые, строго установленные сроки.

Водонепроницаемый горизонт – см. Горизонт водонепроницаемый.

Водоносность реки –то же, что и средний многолетний расход воды или средний многолет­ний объём годового стока с её бассейна.

Самые полноводные реки мира

№ п/п Название реки Местонахождение Годовой сток (км 3 )
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Амазонка Конго Янцзы Ориноко Парана Енисей Миссисипи Лена Меконг Иравади Южная Америка Африка Евразия Южная Америка Южная Америка Евразия Северная Америка Евразия Евразия Евразия 6 915 1 419

Водосбор (водосборная площадь, водосборный бассейн) – часть поверхности суши, с которой поверхностные воды стекают в какой-либо водоем, для которого определена данная водосборная площадь. Таким водоемом может быть озеро, ручей, река, море. Границами водосбора являются водораздельные линии, проходящие по наивысшим отметкам между соседними водными объектами, и ограничивающие территорию с которой вода поступает в водный объект.

Вода дренажная вода, поступающая из почвенного слоя в дре­нажную сеть и транспортируемая ею за пределы осушаемого ландшафта.

Вода минерализованная вода, содержащая в растворенном состо­янии более 1 г/л солей. Выделяют воды:

а) слабосоленые (солоноватые) с минерализацией до 3 г/л,

6) среднесоленые с минерализацией 3-10 г/л,

в) сильносоленые с минерализацией 10-35 г/л.

г) рассолы – при минерализации более 35 г/л.

Подземные воды, содержащие соли и газы, используемые для лечебных целей, называются минеральными.

Минеральные воды – (обычно подземные) воды с повышенным содержанием некоторых биологически активных компонентов (СО2, H2S, As и др.) и часто обладающие повышенными температурой и радиоактивностью. По составу выделяют углекислые, сероводородные, железистые и другие минеральные воды. Границей между пресными и минеральными водами обычно считают общую минерализацию 1г/л. В зависимости от химического состава и физических свойств минеральные воды используют в качестве наружного или внутреннего лечебного средства.

Морская вода – вода на земной поверхности, сосредоточенная в морях и океанах. Характеризуется постоянством солевого состава, в котором основную массу составляют ионы Cl — , Na + , SO4 2- , Mg 2+ , Ca 2+ , K + , растворенные газы и незначительное количество органических веществ. В открытых частях океана морская вода, в среднем, содержит солей 35 г/кг. Соленость морской воды обычно выражается в промилле (‰).

Среднее содержание химических элементов в морской воде

Элемент % Элемент % Элемент %
H 10,7 Co 5·10 –8 Ce 1,3·10 –10
He 5·10 –10 Ni 2·10 –7 Pr 6·10 –11
Li 1,5·10 –5 Cu 3·10 –7 Nd 2,3·10 –11
Be 6·10 –11 Zn 1·10 –6 Sm 4,2·10 –11
B 4,6·10 –4 Ga 3·10 –9 Eu 1,1·10 –10
C 2,8·10 –3 Ge 6·10 –9 Gd 6·10 –11
N 5·10 –5 As 1·10 –7 Dy 7,3·10 –11
О 85,8 Se 1·10 –8 Ho 2,2·10 –11
F 1,3·10 –4 Br 6,6·10 –3 Er 6·10 –11
Ne 1·10 –8 Kr 3·10 –8 Fm 1·10 –11
Na 1,035 Rb 2·10 –5 Yb 5·10 –11
Mg 0,1297 Sr 8·10 –4 Lu 1·10 –11
Al 1·10 –6 Y 3·10–8 W 1·10 –8
Si 3·10 –4 Zr 5·10 –9 Au 4·10 –10
P 7·10 –6 Nb 1·10 –9 Hg 3·10 –9
S 0,089 Mo 1·10 –6 Tl 1·10 –9
Cl 1,93 Ag 3·10 –3 Pb 3·10 –9
K 0,038 Cd 1·10 –8 Bi 2·10 –8
Ca 0,04 In 1·10 –9 Ra 1·10 –14
Sc 4·10 –9 Sn 3·10 –7 Ac 2·10 –20
Ti 1·10 –7 Sb 5·10 –8 Th 1·10 –9
V 3·10 –7 I 6·10 –6 Pa 5·10 –15
Cr 2·10 –9 Cs 3,7·10 –8 U 3·10 –7
Mn 2·10 –7 Ba 2·10 –6
Fe 1·10 –6 La 2,9·10 –10

Состав солевой массы морской воды регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и осадками дна (в основном карбонатными и силикатными равновесиями), а также жизнедеятельностью морских организмов.

Элементы, содержание которых в морской воде не превышает 1 мг/л, называются микроэлементами. Вследствие отсутствия в океане условий, способствующих накоплению микроэлементов в воде, огромные их количества переходят из растворенного состояния в осадок, образуя крупные рудные месторождения на дне. Микроэлементы оказывают большое влияние на биологические процессы в океане – на фотосинтез и обмен веществ растений и животных. Некоторые микроэлементы служат индикаторами многих процессов в океане, в частности, используются для выяснения генезиса и структуры водных масс, их циркуляции. Данные о распределении микроэлементов в океане необходимы для решения ряда практических вопросов – поиска и использования минеральных ресурсов морского дна, контроля загрязнения морских вод тяжелыми металлами и т. д.

Морская вода, агрессивные свойства – свойства, вызывающие коррозию и разрушение погруженных в нее инженерных сооружений. Морская вода является природным раствором, занимающим одно из первых мест по агрессивности воздействия на металлы, железобетон и другие материалы. Агрессивные свойстваморской воды обусловливаются сравнительно высоким содержанием растворенных в ней солей и вследствие этого высокой ее электропроводностью, растворенным кислородом, концентрацией водородных ионов и щелочностью среды.

Морская вода, плотность – отношение массы единицы объема морской воды при температуре, которую она имела в море, к массе такого же объема дистиллированной воды при температуре 4°С. Это определение, принятое в океанологии, отличается от используемого в технике. Но поскольку плотность дистиллированной воды при 4°С равна 1 г/см 3 (1000 кг/м 3 ), то плотность морской воды численно равна плотности ее в общепринятом понимании и имеет ту же размерность. Для определения плотности морской воды обычно пользуются океанологическими таблицами.

С повышением солености, увеличением глубины и понижением температуры воды плотность морской воды увеличивается. Только в распресненных водах в диапазоне от температуры наибольшей плотности до температуры замерзания (например, от 4 до 0°С для пресной воды) с понижением температуры плотность морской воды уменьшается. Пределы изменения плотности морской воды в Мировом океане от 1,000 до 1,028 на поверхности и до 1,076 г/см 3 на глубине 11 тыс. м. С увеличением глубины плотность морской воды растет не монотонно, а так, что на промежуточной глубине наблюдается слой скачка, с которым связаны такие явления, как внутренние волны, жидкий грунт, мертвая вода, звукорассеивающий слой. Плотность поверхностных вод убывает от 1,028 г/см 3 в субполярных и полярных районах Мирового океана до 1,022-1,023 г/см 3 на экваторе.

Морская вода, соленость – см.Соленость воды.

Морская вода, теплоемкость – см.Теплоемкость морской воды.

Морская вода, теплопроводность – см.Теплопроводность морской воды.

Морская вода, удельный объем – физическая величина, обратная плотности морской воды и равная отношению объема, занимаемого водой, к ее массе. Измеряется в куб. см/г. Почти всегда меньше единицы, причем 1-я цифра после запятой обычно равна девяти. Значения удельного объема в зависимости от температуры, солености и давления морской воды приводятся в океанологических таблицах.

Морская вода, цвет – см. Цвет морской воды.

Морская вода, щелочность –свойство морской воды, определяемое содержанием в ней анионов слабых кислот и катионов, эквивалентных этим кислотам. Щелочность морской воды зависит, главным образом, от ее солености и содержания в воде углекислого газа. Общая щелочность практически определяется двумя составляющими – карбонатной щелочностью, зависящей от суммарного содержания карбонатных и бикарбонатных ионов, и боратной щелочностью, зависящей от содержания ионов борной кислоты. Вклад ионов фосфорной, кремниевой, сероводородной и органической кислот в общую щелочность морской воды незначителен. Установление обшей щелочности морской воды и ее составляющих имеет большое значение для расчетов карбонатной системы океана.

Морские течения – поступательные движения масс воды в морях и океанах, обусловленные различными силами (действием силы трения между водой и воздухом, градиентами давления, возникающими в воде, приливообразующими силами Луны и Солнца). На направление морских течений большое влияние оказывает сила вращения Земли, отклоняющая течения в Северном полушарии вправо, в Южном – влево.

Общая схема течений в океане

Основные течения на поверхности Мирового океана: 1 – Прибрежное антарктическое; 2 – Антарктическое циркулярное (2а – южная ветвь Антарктического циркулярного течения). Атлантический океан: 3 – Фолклендское; 4 – Южноат­лантическое; 5 – Игольное; 6 – Бразильское; 7 – Бенгельское; 8– Южное пассатное; 9 – Ангольское; 10 – Гвианское; 11 – Экваториальное противотечение; 12 – Гвинейское; 13 – Зелено­го Мыса; 14 – Антильское; 15 – Северное пассатное; 16 – Ка­нарское; 17 – Гольфстрим; 18 – Североатлантическое; 19 – Лаб­радорское; 20 – Ирмингера; 21 – Баффиново; 22 – Западно-гренландское. Индийский океан: 23 – Южноиндоокеанское; 24 – Мадагаскарское; 25 – Западноавстралийское; 26 – Южное пас­сатное; 27 – Сомалийское; 28 – Экваториальное противотече­ние; 29 – Западноаравийское; 30 – Восточноаравийское; 31 – Западнобенгальское; 32 – Восточнобенгальское. Тихий океан: 33 – Западноновозеландское; 34 – Восточноновозеландское; 35 – Восточноавстралийское; 36 – Южнотихоокеанское; 37 – Перуанс­кое; 38 – Южное пассатное; 39 – Перу-Чилийское; 40 – Эквато­риальное противотечение; 41 – Минданао; 42 – Северное пас­сатное; 43 – Мексиканское; 44 – Калифорнийское; 45 – Куросио; 46 – Северотихоокеанское; 47 – Ойяси; 48 – Алеутское; 49 – Аляскинское; 50 – Восточноберинговоморское. Северный Ледовитый океан: 51 – Норвежское; 52 – Нордкапское; 53 – Восточногренландское; 54 – Западное арктическое

Морские течения различаются:

1) по происхождению – вызываемые

— трением ветра о поверхность моря (ветровые, или дрейфовые, течения),

— неравномерным распределением температуры и солености воды (плотностные течения),

— наклоном уровня (стоковые течения),

— приливообразующими силами Луны и Солнца и т.д.;

2) по характеру изменчивости

— постоянные (устойчивые) – Северные и Южные Пассатные, Гольфстрим и др.,

— временные – муссонные течения северной части Индийского океана, которые меняют направление в зависимости от летнего и зимнего муссонов и др.,

— периодические (приливного происхождения);

3) по расположению

— поверхностные – перераспределяют верхний слой воды в Океане, во взаимодействии с атмосферой перемещают тепло и влагу, осуществляют кислородный обмен между Мировым океаном и атмосферой,

— глубинные – мощные холодные глубинные потоки идут от полюсов к экватору, обуславливая перемещение воды в Океане,

— придонные – способствуют полному перемешиванию воды. Поднимаясь на поверхность, они выносят холодные придонные массы, богатые органическими веществами – пищей для рыб;

4) по физико-химическим свойствам

— холодные. Тёплым течение называют, если температура воды течения выше температуры окружающих вод, если ниже – холодным. Тёплые течения движутся из низких широт в высокие (Гольфстрим), а холодные – из высоких в низкие (Лабрадорское). Течения с температурой окружающих вод называются нейтральными,

Вода поверхностная– воды, постоянно или временно находящиеся на поверхности Земли. К ним относятся воды рек, озер, болот, временных водотоков, ледников, снежного покрова и др.

Вода подземная – см. Подземные воды.

Вода почвенная см. Влага почвенная.

Вода пресная – см. Пресные воды.

Водные объекты, ассимилирующая способность – см. Ассимилирующая способность водного объекта.

Водные пути – водные пространства, исполь­зуемые для судоходства и сплава леса; наиболее экономичный для перевозки грузов и пасса­жиров вид путей сообщения.

Водные ресурсы – пригодные для ис­пользования в народном хозяйстве воды рек, озёр, ка­налов, водохранилищ, морей и океанов, под­земные воды, почвенная влага, вода (льды) ледников, водяные пары атмосферы. Общий объём (единовременный запас) водных ресурсов приблизительно 1390 млн. км 3 , из них около 1340 млн. км 3 – воды Мирового океана. Менее 2% относится к пресным водам (35,8 млн. км 3 ), а доступны для использования всего 0,3%. Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновля­ются в процессе влагооборота. Однако потреб­ление воды растёт такими темпами, что во многих странах ощущается недостаток водных ресурсов, усили­вающийся с каждым годом. Большую опас­ность вызывает загрязнение природных вод, вызванное сбросом в них сточных вод.

Водный баланс – см. Баланс водный.

Водный баланс суши – характеризуется основной зависимостью: количество атмосферных осадков, выпадающих на данной территории, равно сумме испарения, стока и накопления (или расхода) воды в верхних слоях литосферы. Для всего земного шара за годичный период и для средних многолетних условий его отдельных территорий последний член водного баланса равен нулю.

Водный баланс России по бассейнам морей

Бассейны морей Площадь, тыс.км 2 Элементы водного баланса Коэффициент водного стока
Объем, км 3 Слой, мм
Осадки Сток Испарение Осадки Сток Испарение
Белого и Баренцева 0,48
Балтийского 0,34
Черного и Азовского 0,18
Каспийского 0,21
Карского 0,36
Лаптевых, Восточно-Си­бирского и Чукотского 0,49
Берингова, Охотского и Японского 0,42

Водный кадастр – систематизированный свод сведений о водных ресурсах стран. Включает гидрологическую изученность основных гидрологических характеристик и ресурсы поверхностных вод.

Водный периметр – полная протяженность речного ложа и речных берегов, находящихся в постоянном контакте с водой, если рассматривать их в поперечном разрезе.

Дата добавления: 2015-08-11 ; просмотров: 2813 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник



Модуль стока

Модуль стока (в водотоке) — количество воды, стекающей с определенной площади бассейна (площади водосбора) в единицу времени. Измеряется в м³/(с × км²) или в л/(с × км²) (для малых величин).

Вычисляется делением расхода воды на площадь водосбора.

Вычисляется по следующей формуле:

M=\frac<Q data-lazy-src=

Adblock
detector