Меню

Как определить скорость течения реки по топографической карте

Как определить скорость течения реки по топографической карте

  • Мировой океан
  • Реки
  • Озера
  • Ледники
  • Искуств. водоемы
  • Подземные воды
  • Загрязнение

Реки это непрерывные и постоянные потоки пресных поверхностных вод, которые осуществляют движение по течению в пределах выработанного ими русла. Реки в огромном количестве представлены на нашей планете, за исключением в полярных областей и пустынь. На картах реки обозначаются синим цветом. Они играют очень важную роль в мировом круговороте воды, возвращая воду, которая выпадает в виде осадков на суше обратно в море и океан.

Реки: что это в географии

Составные части рек

Каждая река состоит из определенных частей, поскольку у нее есть начало и есть конец. География выделяют следующие части рек:

  • Исток. Это место, где река берет свое начало. Очень часто реки формируются в горах, где начальным истоком выступают водоемы так или иначе связанные с ледниками. В любом случае исток всегда будет находиться выше чем устье.
  • Верхнее течение. Образуется немного ниже истока. Верхнее течение характеризуется тем, что на этом этапе даже самые крупные реки еще крайне небольшие.
  • Среднее течение. Начинается от место, где река становится более полноводной из-за того, что в нее впадают притоке и другие реки.
  • Нижнее течение. Располагается перед устьем и является самой большой частью реки.
  • Устье. участок местности, на котором река впадает в другой водоем (для крупных рек это море, для мелких это другие реки или озера).

Части рек

Все реки располагаются в речной долине. Это углубление в земной поверхности, которое значительно шире, чем непосредственное русло реки. Речная долина (бассейн реки) очень важна, поскольку посредствам подземных вод обеспечивает подпитку рек. Долина поглощает осадки, которые выпадают на этом участке, подпитывают реку. Участки бассейна могут быть огромные. На них могут помещаться отдельные города, а иногда и целые государства. При этом бассейны рек,, даже средних и небольших, всегда отделены друг от друга водоразделом. Обычно в виде водоразделом может выступать возвышенность, высокие холмы или горы.

Все реки не являются постоянными в своей ширине. У них есть периоды разлива и периоды мелководье. Как правила границы разлива рек заранее известны. Поэтому в географии выделено такое понятие как пойма реки. Это часть речной долины, которая затопляется в период разлива.

Как определить направление течения реки

Реки всегда текут в направлении своего русла от более высокой точки к менее высокой точке. У каждой реки есть исток и устье. Течение всегда осуществляется от истока к устью. Это направление совпадает и с основным течением реки. Поэтому даже если нет карты, всегда по направлению течения можно определить где исток, а где устье. Это важный момент, поскольку от правильного определения этих географических координат зависит правильное определение правых и левых притоков рек. По направлению от истока к устью справа располагаются правые притоки, а слева левые. Даже если на карте это выглядит иначе. Для понимания того как это работает приведен рисунок ниже, где учтены все правила. Для закрепления материала выделим несколько основные притоки, как правых и левых, для крупных брег:

Речная система: система реки

  • Енисей. Все крупные реки, являющиеся притоком Енисея являются правами. Это хорошо видно на карте.
  • Волга. Правый приток — Ока. Левый приток — Кама.
  • Обь. У этой реки крупный приток только один — Иртыш, который является левым.

Питание рек

Питание рек это очень важный вопрос, поскольку он определяет то, почему реки не пересыхают. Частично это связано с режимом реки. На нашей планете есть несколько рек, которые на некоторое время пересыхают, но благодаря своему режиму, позже обретают то же росло, которое было ранее.

Можно выделить следующие способы питания рек:

Виды и способы питания рек

  • Дождевое. Получают воду в виде дождевых осадков. Это реки, которые располагаются вблизи тропиков. Ярчайший пример это река Амазонка.
  • Ледовое. Реки располагаются в умеренных широтах. Как правило они берут своё начало в горных ледниках и их производных. Основной приток воды обеспечивает таяние горных ледников. Примером реки может служить Амударья.
  • Снеговое. Такие реки располагаются в местах, где продолжительные зимы с большим количеством снежных осадков. Пример — река Печора.
  • Подземные воды. Так или иначе подземные воды питают все реки нашей планеты.
  • Смешанное. Это ситуация, когда река получает своё питание от двух или трех источников, представленных выше.

Отличие горных рек от равнинных

На нашей планете все реки можно разделить на две большие категории: горные и равнинные. Они могут располагаться близко друг к другу, могут иметь схожие режимы и схожие элементы питания, но из-за разницы в высоте протекания, в разбросе между максимальной и минимальной точкой, разница между такими реками будет огромной. Для демонстрации этого приведена таблица ниже.

Таблица: Чем горные реки отличаются от равнинных

Признак сравнения Равнинная река Горная река
Русло Извилистое. Это связано с тем, что у таких рек медленная скорость течения, поэтому нет возможности насильно прокладывать русло. Такие реки медленно “обходят” препятствия. Слабоизвилистое. Скорость течения в таких реках как правило очень высокая, поэтому река сама прокладывает себе русло, и у неё нет времени для того чтобы как-то его менять.
Долина Извилистая и широкая. В основном равнинные реки обладают очень большой долиной. Узкая и глубокая. Причина в том же реке не нужно много места.
Глубина Глубокие. Как правило, реки пригодны для судоходства. Обычно неглубокие реки с большим количеством порогов.
Скорость течения Медленная Быстрая

Равнинные реки текут медленно, плавно и как бы не спеша. Типичным примером такой Рики может служить Волга. Достаточно сказать, что исток Волги возвышается над устьем реки всего на 250 м. Во многом из-за этого средняя скорость течения этой реки составляет всего 1 м/с. У Волги нет достаточной силы для того чтобы проложить себе прямое русло. Поэтому река обходит препятствия прокладывая очень извилистое русло.

Читайте также:  Река днепр история впр

Долина ровнинной реки

Примером горной реки может служить Терек. В этой реке разница между истоком и устьем составляет 5 км. Из-за этого средняя скорость течения реки составляет примерно 25 м/с. Река обладает достаточной силой, поэтому она прокладывает себе преимущественно прямой путь, а сильный перепад между истоком и устьем приводит к формированию большого количества порогов.

Также важно отметить, что большое влияние на характер и специфику рек оказывают два фактора:

  • Климат. Он влияет на величину стока, расход воды, на общий уровень водыреке, на объемы и периодичность паводков и половодий, питание реки, замерзание в зимние месяце.
  • Рельеф местности. Определяет характер течения, величину водостока, принципы питания реки, форму, длину и так далее.

Крупнейшие реки планеты

Таблица: Самые длинные реки на Земле

Название реки Длинна Устье
Нил 6670 Средиземное море
Миссисипи 6215 Мексиканский залив
Амазонка 5510 Атлантический океан
Обь 5410 Карское море
Хуанхэ 4670 Жёлтое море
Меконг .500 Южно-китайское море

План географического описания реки (шаблон)

В географии река описывается по 6 основным критериям, которые наиболее полно характеризует любой водный массив нашей планеты. Для того чтобы продемонстрировать шаблон описания реки, возьмем для примера реку Енисей. Шаблон описания реки следующий:

  1. Местоположение. Енисей располагается в Евразии на азиатском континенте.
  2. Между какими параллелями и широтами расположена. Река преимущественно расположены между 45 и 65 широтами в северном полушарии.
  3. Положение относительно рельефа местности. Енисей протекает по Среднесибирскому плоскогорью.
  4. Исток реки. Енисей своим истоком расположен в Соянах.
  5. Устье реки. Находится левее полуострова Таймыр и располагается в Карском море.
  6. К бассейну какого океана относится. Енисей относится к бассейну Северного Ледовитого океана.

Источник

Работа с топографической картой

Семенов-Тян-Шанский считал, что “карта важнее текста, так как говорит нередко ярче, наглядней и лаконичней самого лучшего текста”.

Топографическая карта – это особенная общегеографическая карта, она детальна и крупномасштабна, изображает местность практически приближенной к плоскости. Часто это что-то среднее между планом и картой. Используют знаки плана, но с географической сеткой. В школе эта тема изучается только в 6-м классе в разделе “План и карта”.

К 11-му классу учащиеся забывают все азы этой темы, и на дополнительных занятиях я уделяю особенное внимание повторению изученного ранее. А подготовка к ЕГЭ часто напоминает изучение нового материала.

Пользуясь этой картой, мы рассмотрим и решим несколько типов заданий.

Во-первых, рассмотрим масштаб. Здесь представлены все 3 вида:

– Численный 1:10.000 – это значит, что в 1 см на плане или карте 10.000 см в действительности. Для реальных вычислений этот масштаб неудобен.

– Именованный в 1 см 100 м – этим масштабом будем пользоваться при вычислениях расстояний по прямой (по линейке).

– Справа изображен линейный масштаб – этим масштабом будем пользоваться при вычислениях расстояний по кривой (с помощью циркуля с двумя иголками). Например длину изгиба р. Беличка по карте.

Задача № 1. Найди расстояние от точки А до точки Б.

1. Берем линейку и измеряем расстояние по прямой от А до Б – 10 см.

2. По именованному масштабу нам известно, что в 1 см на карте 100 м в действительности. Значит, что бы найти расстояние надо 100 м * на 10 см. = 1000 м или 1 км. Ответ: 1км.

Могут быть задания по переводу из одного масштаба в другой и наоборот. Например: численный масштаб 1: 50.000.000 переведите в именованный. Сколько нулей мы должны убрать? в 1 м 1 00 см – это 2 нуля + в 1 км 1 000 м – это 3 нуля, итого надо убрать 5 нулей.

Ответ: в 1 см 500 км.

Во-вторых, задания по определению азимута, прямого и обратного. Для решения этих задач вам потребуется транспортир. Его тоже, как и линейку, можно брать на экзамен и на ЕГЭ.

Главное запомнить – транспортир надо прикладывать не горизонтально, а вертикально: по направлению север – юг. А центр – это точка, от которой мы находим азимут.

Задача № 2. Определите по карте азимут, по которому надо идти от точки Б до точки высоты 32 м.

Источник

Как найти скорость течения реки: методика и рекомендации. Примеры решения задач

Многие люди хотя бы один раз в своей жизни путешествовали по реке на лодке, байдарке или катере. Для таких путешествий важно знать, с какой скоростью течет вода в реке, чтобы иметь возможность определить необходимое для перемещения на определенное расстояние время. В данной статье рассмотрим вопрос, как найти скорость течения реки, а также решим две физические задачи по данной теме.

Особенности течения воды в реках

Многие замечали, что одни реки текут медленно, и поверхность воды является гладкой. Обычно это крупные реки, например, Дон или Волга. Такое течение с точки зрения физики называется ламинарным, то есть слои жидкости перемещаются по прямым линиям и не смешиваются друг с другом. Более мелкие же речушки в некоторых местах буквально «бурлят». Этот тип течения характерен для рек горной местности. Он называется турбулентным. В отличие от ламинарного, здесь мелкие объемы воды перемещаются по хаотичным траекториям, на поверхности наблюдаются водовороты и пена.

Русло реки также оказывает существенное влияние на скорость течения. Так, известно, что вблизи берега и дна вода течет медленнее, чем в центральной части русла внутри ее объема. При своем движении слои воды задерживаются препятствиями, в виде неоднородностей дна и берегов, за счет трения о них. Причем каменистое дно уменьшает скорость перемещения воды сильнее, чем дно глинистое или песчаное.

Ширина русла и водоносность

Для более глубокого понимания вопроса, как найти скорость течения реки, важно знать еще один момент. Дело в том, что одна и та же река в разных местах может течь с различной скоростью. Причиной является изменение площади сечения ее русла, которое внешне связано с изменение ширины. Справедливости ради отметим, что не только изменение ширины, но и колебания в глубине влияют на быстроту течения воды (чем глубже, тем медленнее).

Читайте также:  Река нева что означает ее название

В виду сказанного выше, о скорости перемещения воды в реке имеет смысл говорить, если на достаточно длительном участке (километры и более) параметры ее русла колеблется незначительно, и река не имеет на этом участке притоков.

Более надежной характеристикой для любой реки является ее водоносность. Под водоносностью понимают объем воды, проходящий через вертикальное сечение русла за единицу времени. Водоносность не зависит от параметров русла, однако, она так же, как и скорость, изменится, если на рассматриваемом участке реки имеется приток.

В данной статье мы ограничимся предоставленной информацией о водоносности и перейдем к вопросу, как найти скорость течения реки.

Практический метод определения скорости воды в реке

Рассмотрим простую практическую методику, которая отвечает на вопрос, как находить скорость течения реки.

В первую очередь необходимо выбрать участок реки, где движение воды будет ламинарным, и русло не будет менять своей ширины. Затем, на берегу следует забить колышек. Он будет служить начальной отметкой. От первого колышка, используя измерительную ленту, следует отсчитать вдоль берега расстояние 10 метров, затем, забить второй колышек. Он будет конечной отметкой. Все подготовительные работы сделаны. Теперь можно переходить непосредственно к измерениям.

Как находить скорость течения реки? Для этого понадобится какой-нибудь легкий предмет, который может плавать. Например, маленькая палочка, шишка, лист бумаги, перо птицы и так далее. Предмет следует бросить в воду напротив первого колышка. При этом необходимо включить секундомер. Как только предмет, двигаясь по реке, достигнет второго колышка, секундомер нужно остановить, и зафиксировать измеренное время t.

Описанные эксперимент рекомендуется повторить несколько раз (4-5). Затем, нужно рассчитать среднее значение измеренного времени. Обозначим его t¯. Оно равно:

Здесь n — число экспериментов. Формула, как найти скорость течения, имеет вид:

Здесь L — расстояние между колышками на берегу (в данном случае оно равно 10 метрам).

Некоторые рекомендации по измерению скорости и по обработке результатов

Чтобы получить более точное значение скорости течения воды в реке, необходимо плавающий предмет бросать в воду на разные расстояния от берега. Кроме того, измерения следует проводить в безветренную погоду.

Что касается обработки результатов, то скорость в практических целях удобно представлять не в метрах в секунду, а в километрах в час. Для этого величину в м/с следует умножить на переводной коэффициент 3,6. Например, 10 м/с — это 36 км/ч.

Выше было сказано, что материал русла определяет величину уменьшения измеренной средней скорости воды в реке. Поэтому рекомендуется в случае песчано-глинистого русла умножать рассчитанное значение v на 0,9, а в случае каменистого русла — на 0,8.

Задача с рыбаком и лодкой

Разобравшись, как найти скорость течения реки, решим следующую задачу. Известно, что рыбак на лодке должен проплыть по реке 10 км. Проведя необходимые измерения, он установил, что течение в реке составляет 1 м/с. Какое время рыбаку понадобиться для того, чтобы по течению проплыть указанное расстояние, не используя при этом дополнительные средства тяги (мотор, весла).

Переводим скорость из м/с в км/ч, получаем 3,6 км/ч. Тогда искомое время будет равно:

t = S/v = 10/3,6 ≈ 2,8 ч.

Задача с катером

Катер движется против течения из пункта A в пункт B, расстояние между которыми составляет 5 км. Это расстояние катер прошел за 30 минут. Чему равна скорость течения реки, если известно, что скорость катера в три раза больше ее.

Обозначим скорость воды в реке x. Тогда скорость движения катера равна 3*x. Поскольку он двигался против течения, то можно записать следующее уравнение движения:

Данные из условия задачи, подставленные в полученное равенство, приводят к ответу: скорость течения равна 5 км/ч.

Источник



Элементы водного режима и методы наблюдений за ними

Под влиянием ряда причин, о которых будет сказано ниже, изменяются расходы воды в реках, положение уровенной поверхности ее уклоны и скорости течения. Совокупное изменение расходов воды, уровней, уклонов и скоростей течения во времени называется водным режимом, а изменение величин расходов, уровней, уклонов и скоростей в отдельности — элементами водного режима.

Расходом воды (Q) называется то количество воды, которое протекает через данное живое сечение реки в единицу времени. Величина расхода выражается в м 3 /с. Уровень воды (H) — высота поверхности воды (в сантиметрах), отсчитываемая от некоторой постоянной плоскости сравнения.

Наблюдения за колебанием уровня проводятся на водомерных постах (рис. 73) и заключаются в измерении высоты водной поверхности над некоторой постоянной плоскостью, принимаемой за начальную, или нулевую. За такую плоскость обычно принимают плоскость, проходящую через отметку несколько ниже наинизшего уровня воды. Абсолютную или относительную отметку этой плоскости называют нулем графика, в превышениях над которым и даются все уровни.


Рис. 73. Свайный водомерный пост (а) и отсчет уровня воды по переносной рейке (б).

Измерения производятся при помощи водомерной рейки с точностью до 1 см. Рейки бывают двух типов — постоянные и переносные. Постоянные рейки прикрепляются к устоям мостов или к свае, забитой в дно русла у берега. При пологих берегах и больших амплитудах колебаний уровней наблюдения за ними проводятся при помощи переносной рейки. Для этого в русло реки и на пойме забивается ряд расположенных в створе свай.

Отметки головок свай связываются нивелировкой с репером водомерного поста, установленным на берегу, абсолютная или относительная отметка которого известна. Переносной рейкой, устанавливаемой на головке сваи, измеряют уровень воды. Зная отметку головки каждой сваи, можно выразить все измеренные уровни в превышениях над нулевой поверхностью, или нулем графика. Наблюдения на водомерных постах обычно проводятся 2 раза в сутки — в 8 и 20 часов. В период, когда уровни быстро меняются, в течение суток проводятся дополнительные наблюдения через 1, 2, 3 или 6 часов. Для непрерывной регистрации уровней в течение суток применяются самописцы уровней, описание которых можно найти в учебнике гидрометрии (В. Д. Быков и А. В. Васильев). Там же можно ознакомиться с автоматическим режимным регистрирующим (уровень и температуру воды) гидрологическим постом. Переход к автоматизированной системе наблюдений ускоряет получение гидрологической информации и повышает эффективность ее использования.

Читайте также:  Какая река протекает через кострому

По данным всех измерений вычисляются средние уровни за каждый день и составляются таблицы ежедневных средних уровней за год. В этих таблицах помещаются, кроме того, средние уровни за каждый месяц и за год и выбираются наивысшие и наинизшие уровни за каждый месяц и год.

Средние, наибольшие и наименьшие уровни называются характерными уровнями. Данные наблюдений за уровнями публикуются в СССР в специальных изданиях — гидрологических ежегодниках. В дореволюционный период эти данные публиковались в «Сведениях об уровнях воды на внутренних водных путях России по наблюдениям на водомерных постах».

По данным ежедневных наблюдений за уровнями строятся графики их колебаний, дающие наглядное представление об уровенном режиме за данный год.

Методы измерения скоростей течения рек

Скорости течения рек обычно измеряются либо поплавками, либо гидрометрическими вертушками. В отдельных случаях величина средней скорости для всего живого сечения вычисляется по формуле Шези. Простейшие и наиболее часто употребляемые поплавки изготовляются из дерева. Поплавки сбрасываются в воду на малых реках с берега, на больших — с лодки. По секундомеру определяется время t прохождения поплавка между двумя соседними створами, расстояние l между которыми известно. Поверхностная скорость течения приравнивается скорости движения поплавка

При измерении скоростей вертушка на штанге или тросе опускается в воду на различные глубины так, чтобы ее лопасти были направлены против течения. Лопасти начинают вращаться, и тем быстрее, чем больше скорость течения. Через определенное число оборотов оси вертушки (обычно через 20) при помощи специального приспособления подается световой или звуковой сигнал. По промежутку времени между двумя сигналами определяется число оборотов в секунду.

Вертушки тарируются в специальных лабораториях или на заводах, где они изготовляются, т. е. устанавливается зависимость между числом оборотов лопасти вертушки в секунду (n об/с) и скоростью течения (v м/с). По этой зависимости, зная п, можно определить v. Измерения вертушкой производятся на нескольких вертикалях, в нескольких точках на каждой из них.

Методы определения расходов воды

Расход воды в данном живом сечении может быть определен по формуле

По приведенной формуле расход вычисляется лишь в том случае, если скорость определена по формуле Шези. При измерении скоростей поплавками или вертушкой на отдельных вертикалях определение расхода производится иначе. Пусть в результате измерений известны средние скорости для каждой вертикали. Тогда схема вычисления расхода воды сводится к следующему. Расход воды можно представить в виде объема водяного тела — модели расхода (рис. 76 а), ограниченного плоскостью живого сечения, горизонтальной поверхностью воды и криволинейной поверхностью v = f(H,В), показывающей изменение скорости по глубине и ширине потока. Этот объем, а следовательно, и расход выражается формулой

Так как математически закон изменения v = f(H,В) неизвестен, расход вычисляется приближенно.


Рис. 76 Схема к вычислению расхода воды. а — модель расхода, б — частичный расход.

Модель расхода можно разделить вертикальными плоскостями, перпендикулярными площади живого сечения, на элементарные объемы (рис. 76 б). Общий расход вычисляется как сумма частичных расходов AQ, каждый из которых проходит через часть площади живого сечения wi, заключенную между двумя скоростными вертикалями или между урезом и ближайшей к нему вертикалью.

Таким образом, общий расход Q равен

Средняя скорость для всего живого сечения при известном расходе воды Q вычисляется по формуле v =Q/w .

Для измерения расходов воды применяются и другие методы, например на горных реках используется метод ионного паводка.

Подробные сведения по определению и вычислению расходов воды излагаются в курсе гидрометрии. Между расходами воды и уровнями существует определенная зависимость Q — f(H), известная в гидрологии как кривая расходов воды. Подобная эмпирическая кривая представлена на рис. 77 а.

Она проведена по измеренным расходам воды в реке в период, свободный ото льда. Точки, соответствующие зимним расходам воды, ложатся влево от летней кривой, так как расходы, измеренные при ледоставе Qзим (при одной высоте стояния уровня), меньше летних QЛ. Уменьшение расходов есть следствие увеличения шероховатости русла при ледовых образованиях и уменьшения площади живого сечения. Соотношение между Qзим и Qл, выражаемое переходным коэффициентом

Кривая расходов позволяет определять ежедневные расходы воды реки по извест-ным уровням, наблюдаемым на водомерных постах. Для периода, свободного ото льда, пользование кривой Q = f(H) не вызывает затруднений. Ежедневные расходы при ледоставе или других ледовых образованиях можно определить с помощью той же кривой Q = f(H) и хронологического графика Kзим = f/(T), с которого снимаются значения Кзим на нужную дату:

Существуют и другие способы определения зимних расходов, например по «зимней» кривой расходов, если ее удается построить.

Однозначность кривой расходов воды в ряде случаев нарушается и в период, свободный ото льда. Наиболее часто это наблюдается при неустойчивом русле (намыв, размыв), а также при возникновении переменного подпора, вызванного несовпадением хода уровней данной реки и ее притока, работой гидротехнических сооружений, зарастанием русла водной растительностью и другими явлениями. В каждом из этих случаев выбираются те или иные способы определения ежедневных расходов воды, излагаемые в курсе гидрометрии.

По данным ежедневных расходов воды можно вычислить средние расходы за декаду, месяц, год. Средние, наибольшие и наименьшие расходы за данный год или за ряд лет называются характерными расходами. По данным ежедневных расходов строится календарный (хронологический) график колебаний расходов воды, называемый гидрографом (рис.78).


Рис. 78. Гидрограф.

Источник

Adblock
detector