Твердый сток

Энергия потока расходуется на преодоление сопротивления со стороны дна и берегов, а также на размыв и перенос грунта со склонов водосбора в водоприемник. Уровень воды в водоприемнике представляет для впадающей в него реки базис эрозии, т.е. потенциальная отметка, до которой произойдет размыв водотока. Базис эрозии характеризует энергию потока.

Процесс размыва включает четыре стадии:

Смыв грунта с поверхности водосбора;

Размыв дна и берегов в русле реки и на пойме;

Перенос частиц грунта по течению водотока;

Отложение или аккумуляцию частиц.

Причиной размыва является движение масс воды (в виде ручейков на склонах или же потока в реке), достигающее определенной скорости. Отрыв частиц грунта и их подъем – переход во взвешенное состояние - , кроме скорости воды, зависит от размеров частиц, их формы и плотности, а также от взаимного расположения частиц на дне.

На отдельную частицу, лежащую на дне, действует сила лобового давления и подъемная сила, которая возникает при обтекании частицы, обусловленная разностью скоростей на верхней и нижней её гранях. По закону Бернулли давление на верхнюю грань будет меньше, чем на нижнюю. Кроме того, необходимо учесть вес частицы и Архимедову (выталкивающую) силу.

Еще один механизм отрыва частиц от дна – это наличие вихрей, возникающих при обтекании разного рода препятствий. Эти вихри имеют на своей оси область пониженного давления и захватывают оторвавшиеся частицы, поднимают их в толщу потока.

В тех случаях, когда подъемная сила меньше силы тяжести, частица может перемещаться по дну путем скольжения и перекатывания. Такое перемещение называется влечением донных наносов. Анализ устойчивости такой частицы показывает, что веса влекомых частиц относятся как шестые степени скоростей (закон Эри). Таким образом, если скорости горного и равнинного потоков относятся как 1: 4, то веса влекомых ими наносов относятся как 1: 4096.

Скорость течения, при которой происходит первоначальное нарушение равновесие частиц донных наносов, формирующих русло, называется неразмывающей скоростью, а при начале массового движения донных частиц – размывающей скоростью. Они зависят от размера частицы, глубины потока и сил сцепления (связные грунты). Размывающая скорость примерно на 30…40% больше неразмывающей. Её используют при определении расхода наносов, а неразмывающую – в расчетах общего и местного размыва русла у ГТС.

Известно, что перенос частиц осуществляется в виде взвешенных и донных наносов.

Донные наносы являются руслоформирующими,т.е. участвующими в образовании, перемещении и разрушении таких русловых форм, как гряды, побочни, осередки и т.д.

В отличие от них, взвешенные наносы, частицы которых находятся в потоке большую часть времени и переносятся на большие расстояния. При уменьшении скорости потока они могут откладываться на дне и переходить в донные наносы. По размеру взвешенные частицы примерно на порядок меньше донных.

Произведение средней мутности на скорость потока характеризует его транспортирующую способность , которая уменьшается от истока к устью реки, где преобладают процессы аккумуляции наносов.

Масса частиц, переносимых водой через поперечное сечение водотока в 1 сек, называется расходом взвешенных наносов , который определяется по формуле: G = 1000 * ρ * Q, кг/с. Для характеристики объема выноса грунта водой реки вычисляют величину твердого стока за сутки, месяц, сезон и год. Наибольший твердый сток наблюдается, как правило, в периоды половодья и паводков.

В данной статье мы подробно рассмотрим вопрос, что такое годовой сток реки. Также узнаем, что влияет на этот показатель, который определяет полноводность реки. Перечислим самые значительные реки планеты, лидирующие по годовому стоку.

Речной сток

Важнейшей частью всепланетного круговорота воды - этого залога жизни на Земле - являются реки. Движение воды в их сетях происходит под воздействием гравитационного градиента, то есть вследствие перепада высот двух точек земной поверхности. Вода движется из более возвышенной области на более низко расположенную территорию.

Питаемые тающими ледниками, выпадающими осадками, а также подземными водами, вышедшими на поверхность, реки несут свои воды в устье - обычно в одно из морей.

Они различаются между собой как протяженностью, густотой и разветвленностью речной сети, так и расходом воды за определенный промежуток времени - тем ее количеством, которое проходит через сечение или створ реки за единицу времени. При этом ключевым параметром будет являться расход воды в створе реки при впадении в устье, так как насыщенность или полноводность меняется в сторону увеличения от истока к устью.

Годовой сток реки в географии - это показатель, для определения которого необходимо учитывать количество воды, стекающей за секунду с квадратного метра рассматриваемой территории, а также отношение расхода воды к объему выпавших осадков.

Годовой сток

Итак, годовой сток реки - это, прежде всего, тот объем вод, который река выбрасывает при падении в свое устье. Можно сказать и немного по-другому. Количество воды, которое проходит за названный период времени через сечение реки в месте ее впадения, - это годовой сток реки.

Определение данного параметра помогает охарактеризовать полноводность той или иной реки. Соответственно, самыми полноводными будут реки с наибольшим показателем годового стока. Единицей же измерения последнего является объем, выраженный в кубических метрах либо кубических километрах, за год.

Твердый сток

При учете величины годового стока необходимо учитывать, что река несет не чистую, дистиллированную воду. В речной воде как в растворенном, так и во взвешенном виде содержится огромное количество твердых веществ. Часть из них - в виде нерастворимых частиц - сильно влияет на показатель ее прозрачности (мутности).

Сток твердых веществ подразделяется на два вида:

• взвешенный - взвесь относительно легких частиц;
• донный - относительно тяжелые частицы, которые влекутся течением по дну к месту впадения.

Кроме того, твердый сток состоит из продуктов выветривания, вымывания, эрозии и т. д. почв, грунтов, горных пород. Показатель твердого стока может достигать, в зависимости от полноводности и мутности реки, десятков, а порой и сотен миллионов тонн (к примеру, Хуанхэ - 1500, Инд - 450 миллионов тонн).

Климатические факторы, определяющие параметр годового речного стока

Климатические факторы, определяющие годовой сток реки, - это, прежде всего, годовое количество выпадающих осадков, площадь водосбора речной системы и испаряемость воды с поверхности (зеркала) реки. Последний фактор напрямую зависит от количества солнечных дней, среднегодовой температуры, прозрачности речной воды, а также от иных многочисленных факторов. Важную роль играет также и то, в какой период времени выпадает наибольшее количество осадков. Если в более жаркое, то это уменьшит годовой сток, и наоборот. Огромную роль играет также влажность климата.

Характер рельефа

Реки, текущие большей частью по равнинной местности, при прочих равных условиях, менее водообильные, чем преимущественно горные реки. Последние по годовому стоку могут превышать равнинные в несколько раз.

Причин тому много:

• горные реки, имеющие гораздо больший уклон, текут быстрее, а значит, у речной воды меньше времени на испарение;
• в горах температура всегда намного ниже, и, стало быть, испарение слабее;
• в горной местности больше осадков и больше наполняемость рек, значит, и выше годовой сток реки.

Это, забегая немного вперед, усиливается тем, что характер грунтов в горной местности обладает меньшим впитыванием, соответственно, больший объем воды приходит к устью.

Характер грунтов, почвенного покрова, растительности

Речной сток в большой степени определяется характером поверхности, по которой река несет свои воды. Годовой сток реки - это показатель, на который в первую очередь влияет характер грунта.

Скальные породы, глина, каменистая почва, песок сильно отличаются пропускной способностью по отношению к воде. Сильно впитывающие поверхности (например, песок, сухая почва) будут радикально уменьшать объем годового стока протекающей по ним реки, в то время как почти непроницаемые для воды типы поверхности (выступающие скальные породы, плотные глины) практически никакого влияния на параметры речного стока оказывать не будут, пропуская речные воды через свою территорию безо всяких потерь.

Крайне важным фактором также является водонасыщенность почв. Так, обильно увлажненные почвы не только не будут «забирать» талую воду во время весеннего снеготаяния, но и способны «делиться» избыточной.

Немаловажным является характер растительного покрова берегов исследуемой реки. Например, те из них, что протекают по лесистой местности, более водообильны, при прочих равных условиях, по сравнению с реками в степной либо лесостепной зоне. В частности, это обусловлено способностью растительности уменьшать общее испарение влаги с земной поверхности.

Крупнейшие реки мира

Рассмотрим реки с наиболее обильным стоком. Для этого предлагаем вашему вниманию таблицу.

Проанализировав эту данные, можно понять, что годовой сток рек России, таких как Лена или Енисей, достаточно велик, но он все равно не сравнится с годовым стоком таких мощных полноводных рек как Амазонка или Конго, расположенных в южном полушарии.

СТОК РЕК ТВЕРДЫЙ - количество взвешенных, влекомых по дну и растворенных веществ (в т), проносимых рекой через любое поперечное сечение за более или менее длительный промежуток времени (декада, месяц, сезон, год). Различают отдельно взвешенных, влекомых по дяу наносов и растворенных веществ. Характеризует интенсивность эрозионной деятельности в данном речном басс. Величина его крупных речных систем измеряется десятками млн. т в год. См. Сток рек ионный.

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Смотреть что такое "СТОК РЕК ТВЕРДЫЙ" в других словарях:

Совокупность (вся масса) воды, стекающая с суши (из рек) в Мировой океан или озера. Количество воды, выносимой реками (их жидкий сток), равно » 42 тыс. км3 в год. Мировой сток участвует в процессах водообмена между сушей и Мировым океаном;… … Экологический словарь

Поперечный разрез типовой речной долины Обозначения: 1 пойменный аллювий; 2 русловой аллювий поймы; 3 аллюв … Википедия

Китайская Народная Республика, КНР (кит. Чжунхуа жэньминь гунхэго). I. Общие сведения К. крупнейшее по численности населения и одно из крупнейших по площади государств в мире; расположен в Центральной и Восточной Азии. На востоке … Большая советская энциклопедия

Народная Республика Бангладеш, государство в Южной Азии. Образовано на месте бывшей пакистанской провинции Восточный Пакистан. Ее политические лидеры 20 марта 1971 объявили о создании независимого государства под названием Бангладеш, что означает … Энциклопедия Кольера

Республика Индия, гос во в Юж. Азии. Др. инд. название Sindhus от названия реки Синдху (совр. традиц. Инд). От него авест., др. перс. Hindu, далее др. греч. и латин. India, откуда русск. Индия и аналогичные названия в других европ. языках: англ.… … Географическая энциклопедия

Природные ресурсы - (Natural Resources) История использования природных ресурсов, мировые природные ресурсы Классификация природных ресурсов, природные ресурсы России, проблема исчерпаемости природных ресурсов, рациональное использование природных ресурсов… … Энциклопедия инвестора

Народная Республика Бангладеш, гос во в Юж. Азии. Бенгальцы составляют ок. 98% населения страны, что и отражено в ее названии Бангладеш страна бенгальцев (на языке бенгали bangla бенгальская, des страна). См. также Западная Бенгалия.… … Географическая энциклопедия

Род можжевельник (Juniperus), как правило, представлен небольшими вечнозелеными деревьями (высотой до 10 12 м, реже до 20 30 м) или кустарниками, иногда стелющимися. Для рода характерно, что листья у всех молодых растений игловидные, а у… … Биологическая энциклопедия

На востоке Китая. Протягивается более чем на 1000 км вдоль берегов Жёлтого и Восточно Китайского морей. Площадь около 325 тыс. км2. Поверхность плоская, высотой до 100 м. На востоке островные Шаньдунские горы. Сложена мощной толщей аллювиальных… … Энциклопедический словарь

Арабская Республика Египет, Миср, гос во на С. В. Африки и на Синайском п ове Азии. Название Египет известно с III тыс. до н. э. Оно восходит к др. егип. Кипет черная земля, что противопоставляло долину Нила с ее плодородной почвой красной земле … Географическая энциклопедия

Стоком в реки сносятся рыхлые породы - продукты выветривания. При этом образуется твердый сток - масса взвешенных, влекомых по дну и растворенных веществ. Количество их зависит от энергии движущейся воды и от сопротивляемости пород размыву. Твердый сток делится на взвешенный и донный . При изменении скорости течения эти виды твердого стока могут переходить один в другой. От величины твердого стока может зависеть мутность реки . В крупных системах рек твердый сток измеряется десятками миллионов тонн в год. Например, твердый сток Амударьи - 94 млн. тонн; Волги - 25 млн. тонн; Оби - 15 млн. тонн; Дона - 6 млн. тонн; Хуанхэ - 1500 млн. тонн; Инда - 450 млн. тонн; Нила - 62 млн. тонн.

Величина стока зависит от целого ряда факторов:

от климата . Чем больше осадков и меньше испаряемость, тем больше сток, и наоборот. Величина стока зависит не только от количества осадков, но и от их формы и времени выпадения. Например: дожди жаркого лета дадут меньше сток, чем прохладного осеннего; снег не дает поверхностного стока в холодные месяцы, он сосредоточен в короткий период весеннего половодья. На величину стока влияет и равномерность выпадения осадков: резкие изменения количества осадков и величины испаряемости обуславливают неравномерный сток, а при затяжных дождях просачивание осадков в грунт больше, чем при ливневых дождях;

от рельефа местности . С незначительных возвышенностей сток больше, чем с прилегающих к ним равнин: на Валдайской возвышенности модуль стока равен 12 л/сек/км 2 , а на прилегающих равнинах - 6. Еще больший сток (от 25 до 75) в горах, так как помимо влияния рельефа здесь влияет на величину стока и увеличение количества осадков, а также уменьшение испарения в горах в связи с понижением температуры. С возвышенных и горных территорий вода стекает быстро, а с равнинных медленно. По этим причинам равнинные реки имеют более равномерный режим, тогда как горные чутко и бурно реагируют на погоду;

от почвенного покрова . В зонах избыточного увлажнения почвы большую часть года насыщены водой и отдают ее рекам. В зонах недостаточного увлажнения во время таяния снега почвы способны впитать всю талую воду, поэтому сток в этих районах слабый;

от растительного покрова . Исследования последних лет, проводимые в связи с насаждением лесных полос в степях, указывают на положительное влияние их на сток, так как он в лесных зонах значительнее, чем в степных;

от влияния болот . Оно различно в зонах избыточного и недостаточного увлажнения: в лесной зоне болота - регуляторы стока, а в лесостепной они всасывают поверхностные и грунтовые воды и испаряют их в атмосферу, тем самым нарушая сток;

от крупных проточных озер . Они - мощные регуляторы стока.

Анализируя вышесказанное, следует сделать вывод, что величина стока изменчива. Зоной самого обильного стока являются экваториальные широты (модуль стока -1500 мм в год). Самый большой годовой сток у рек Южной Америки. Субполярные широты Северного полушария - зона минимального стока (модуль стока - 200 мм в год). Максимальное количество стока в этих широтах приходится на весну и лето.

На каждом материке есть территории, с которых сток осуществляется не в океан, а во внутренние водоемы - озера, не имеющие связи с Мировым океаном. Такие территории называются областями внутреннего стока , или бессточными. Формирование стока этих областей связано с выпадением атмосферных осадков, а также с удаленностью внутриматериковых территорий от океана. Самые крупные бессточные площади приходятся на Африку (40% от всей территории) и на Евразию (29% от всей территории).

Итак, важнейшим звеном в круговороте воды в природе и важнейшей характеристикой реки является сток.

Он характеризуется рядом показателей (расход воды, модуль стока, коэффициент стока). Величина стока зависит от целого ряда факторов (от климата, от рельефа местности, от почвенного покрова, от растительного покрова, от влияния болот и озер). Широко распространенная харак­теристика реки - величина ее годового стока. Наибольший годовой сток у Амазонки, что связано с огромной площадью ее речного бассейна, расположенного в основном в зоне влажных экваториальных лесов.

Мутность воды наименьших значений в России достигает в реках лесной зоны. В тайге мутность речной воды обычно менее 20 г/м3, что является следствием относительно небольшого поверхностного стока в условиях лесных почв, обладающих высокой инфильтрационной способностью. Другая причина - почвенный покров лесов хорошо предохранен от размыва; в этой полосе сравнительно мало распространены пахотные земли, на которых наиболее благоприятны условия для эрозионных процессов. В некоторых районах южной и дальневосточной тайги мутность повышается до 50 г/м3, а в отдельных районах и до 100 г/м3. Повышение мутности воды в пределах таежной зоны связано главным образом с линейной эрозией в руслах самих рек или вызвано условиями горного рельефа (район Верхоянска).

По мере следования на юг мутность речной воды повышается. Это характерно для лесостепной и степной зон, где мутность достигает 500 г/м3. В основном это связано с большой площадью распаханности этой территории. На пахотных землях, особенно в прошлом, формировался высокий поверхностный сток. Кроме того, почва на пашне плохо защищена от размыва. В некоторых степных и лесостепных районах повышенная мутность воды (до 1000 г/м3) обусловлена пересеченным рельефом, либо особо интенсивными ливнями в сочетании с распространением легко поддающихся размыву лёссов (например, низовья реки Дон).

В общем распределение по территории страны мутность речной воды носит вполне выраженный зональный характер. При этом естественные зональные черты распределения мутности усиливаются антропогенным фактором.

Особые условия формирования мутности характерны для горных районов. Здесь основную роль играют рельеф и . Существенное значение имеют также климатические условия: с уменьшением влажности возрастает интенсивность процессов денудации, в том числе и эрозии. Важную роль играют также горные леса, тормозящие развитие эрозионных процессов.

Внутригодовые колебания твердого стока, прежде всего, связаны с колебаниями стокаводы: с увеличением расхода воды увеличиваются расходы взвешенных наносов. Однако внутригодовое распределение стока наносов отличается большей контрастностью, чем сток воды. Так, во время паводков максимум расхода наносов не совпадает с пиком паводка, а предшествует ему; при наличии нескольких паводков, следующих один за другим, наибольшую массу наносов несет первый паводок, на долю каждого последующего паводка наносов приходится все меньше.

Для преобладающих в России рек со снеговым половодьем, которым свойственна регулярная периодичность, режим твердого стока носит довольно регулярный периодический характер.