Гидрологический режим местности: описание с фото

Гидрологический режим

Гидрологический режим – это закономерные изменения состояния водного объекта и его бассейна во времени и в пространстве, обусловленные физико-географическими условиями и в первую очередь климатическими условиями бассейна. Водными объектами с их бассейнами являются: океаны, моря, а также объекты гидрологии суши: реки и ручьи, селевые потоки, болота, озера, водохранилища и пруды.

Гидрологический режим водного объекта проявляется в виде многолетних, сезонных и суточных (иногда — часовых и минутных) колебаний следующих основных показателей: уровня и расхода воды, скорости и направления течений, ледовых явлений, температуры воды, волнового режима, количества и состава переносимых водным потоком наносов, изменений конфигурации русла реки (руслового процесса), состава и концентрации растворенных веществ и других гидрологических характеристик. Основными показателями принято считать колебания уровней, расходов воды и наносов. Наблюдения за ними проводятся на государственной гидрологической сети и при всех видах изысканий на реках и водоемах. Остальные показатели относятся к специальным.

Изучение гидрологического режима океанов и морей занимается океанология и гидрология моря. Гидрология суши изучает режим поверхностных вод суши: рек, ручьев, озер, болот, водохранилищ, а также селевых потоков.

Экстремальные (наивысшие или наинизшие) гидрологические характеристики определяют формирование многих опасных гидрологических процессов и явлений: наводнений, засух, обмелений, пожаров на болотах, замора рыб, нарушений экологического баланса и т.п. Эти воздействия могут быть и положительными (увеличение плодородия пойм, рыбопродуктивности, очищение русел рек и т.п.).

Генетически все опасные гидрологические процессы связаны с величиной и изменчивостью составляющих речного стока: стока воды, наносов, химических веществ, биологических субстанций. Опасные повышения уровней воды часто обусловлены ледовыми заторами и зажорами, подпорами рек, ветровыми нагонами на берегах рек и морей и русловыми процессами.

Гидрологический режим реки во многом зависит от перечня переменных во времени основных факторов, обусловливающих высоту и опасность наводнения:

а) при весеннем половодье: запас воды в снежном покрове перед началом весеннего половодья; атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья; осенне-зимнее увлажнение почвы к началу снеготаяния; глубина промерзания почвы к началу снеготаяния; ледяная корка на почве (во время зимних оттепелей); интенсивность снеготаяния; сочетание волн половодья крупных притоков основной реки;

б) при дождевых паводках: преобладание горного типа местности с большими уклонами русел рек; частота и интенсивность дождей (ливней); запас воды в сезонных снегах; вертикальная зональность климата (в горах); скорости течения рек; влияние океанских (морских) пространств (Дальний Восток, Кавказ); время добегания ливневого стока (дождевых осадков);

в) при ледовых заторах и зажорах: запас воды в снежном покрове перед весенним половодьем; конфигурация русел рек, наличие крутых поворотов и сужений; направление течения реки (особенно с юга на север); в связи с этим задержка вскрытия ледового покрова; малый расход воды; большая толщина ледового покрова; режим образования льда осенью (особенно для зажоров);

г) при селевых потоках: преобладание горной местности с уклонами более 15 %; наличие большого количества грунтового материала; наличие нужного объема воды для смыва (сноса) рыхлого грунта; ливневые осадки, прорывы моренных и завальных озер; обвалы, оползни, землетрясения;

д) при ветровых нагонах: сильные ветры в сторону суши (со скоростью 25-30 м/с); малая высота прибрежной местности; наличие дельты реки.

Все указанные компоненты водного баланса и гидрологического режима могут непосредственно измеряться и анализироваться работниками метеостанций и гидропостов по специальным методикам.

Изменения начертания береговой линии и русла реки, изменения глубин, появление новых мелей, островов, обмеление и пересыхание рек, подмыв и перемещение правых берегов рек под влиянием вращения земного шара (силы Кориолиса) также являются результатом изменения гидрологического режима этих водных объектов.

Влияние хозяйственной деятельности людей на изменение гидрологического режима водных объектов в основном отрицательное: вырубка лесов, создание гидроузлов и водохранилищ, осушение болот и торфоразработки, ирригация и мелиорация, промышленные заборы воды из рек и водоемов, дноуглубительные и русловыпрямительные работы и т.п.

В настоящее время на реках РФ определено 9 основных типов гидрологического режима рек (по Зайкову Б.Д., Кузину П.С., Чеботареву А.И.): Северо-Европейский, Восточно-Европейский, Причерноморский, Северо-Кавказский, Уральский, Западно-Сибирский, Алтайский, Восточно-Сибирский и Дальневосточный.

Гидрологический режим озер, водохранилищ и внутренних морей значительно отличается от гидрологического режима рек. Например, длительность стояния высоких уровней воды в них намного больше, чем на реках. Указанные водоемы подвержены ветровым нагонам и сгонам воды. Чем крупнее водоем и меньше его глубина, тем больших размеров достигают уровни нагона и сгона. Величина подъема уровня повторяемостью один раз в 15-20 лет на некоторых из них составляет:

  • Сегозеро, Сайма, Байкал — 20-25 см;
  • Белое, Чудско-Псковское, Ильмень — 50-60 см;
  • Онежское, Ладожское — 70-100 см;
  • Ханка и Азовское море — 100-150 см (1969 год — до 400 см);
  • Каспийское море — 200-250 см (1952 год — до 450 см).

При этом дальность проникновения воды в глубь суши доходит до 8-10 км в Азовском и до 30 км — на Каспийском море.

Источники: Краткая географическая энциклопедия. Том 1. —М., 1960; Стихийные явления в природе. Алексеев Н.А. —М.; 1968; Наводнения на реках и озерах. Нежиховский Р.А. —М., 1988; Руководство по гидрологической практике. Всемирная метеорологическая организация. Изд. 5, 1994; Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций России. —М., 2005.

Гидрологический режим

Гидрологи́ческий режи́м – совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта.

Термин «режим» происходит от франц. regime, из лат. regimen – «управление», «правление», regere – «управлять», «направлять», «исправлять» (восходит к праиндоевр. «reg-» «выпрямлять»).

Любой водный объект и его режим могут быть описаны с помощью некоторого набора гидрологических характеристик. Эти характеристики делятся на несколько групп. Приведём основные:

  1. Характеристики водного режима: уровень воды (м абс. или см над 0 гидрологического поста), скорость течения (м/с), расход воды (м 3 /с), сток воды за интервал времени (м 3 , км 3 ), уклон водной поверхности (величина безразмерная) и т.д. Большинство этих характеристик может быть отнесено не только к водотокам и водоёмам, но и к особым водным объектам – ледникам, подземным водам.
  2. Характеристики термического режима: температура воды, снега, льда (°С), теплосодержание водного объекта или тепловой сток за интервал времени (Дж) и т.д.
  3. Характеристики ледового режима: сроки наступления и окончания различных фаз ледового режима (замерзания, ледостава, таяния, вскрытия, очищения ото льда), толщина ледяного покрова, сплоченность льдов и т.д.
  4. Характеристики режима наносов: содержание (концентрация) в воде взвешенных наносов или мутность воды (г/м 3 , кг/м 3 ), расход наносов (кг/с), распределение наносов по фракциям (крупности) и т.д.
  5. Характеристики формы и размера водного объекта: его площадь (м 2 , км 2 ), длина (м, км), ширина (м, км), глубина (м), объём воды в объекте (м 3 , км 3 ) и т.д.

Кроме того, к числу гидрологических обычно относят и очень важные для описания любого водного объекта такие характеристики, как гидрохимические – минерализацию воды (мг/л) или её соленость (г/кг или ‰), содержание отдельных ионов солей, газов, загрязняющих веществ и др.; гидрофизические – плотность воды (кг/м 3 ), вязкость воды и др.; гидробиологические – состав и численность водных организмов (экз/м 2 ) и величину биомассы (г/м 3 , г/м 2 ) и др.

Совокупность гидрологических характеристик данного водного объекта в данном месте и в данный момент времени определяет гидрологическое состояние этого водного объекта.

Гидрологическое состояние водного объекта подобно погоде применительно к состоянию атмосферы подвержено постоянным пространственно-временным изменениям. Это состояние зависит от множества факторов и определяется характером процессов, происходящих в самом водном объекте, его связью с другими водными объектами, атмосферой, литосферой, влиянием хозяйственной деятельности человека и т. д. Однако вследствие сложности и многофакторности этих процессов и связей и недостаточного знания их природы мы часто вынуждены подходить к оценке гидрологического состояния водного объекта как явлению, подверженному случайным изменениям, которые подчиняются вероятностным законам и поддаются статистическому анализу.

При длительных наблюдениях за любым водным объектом обнаруживаются некоторые закономерности в изменениях его гидрологического состояния, например, в течение года. Совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта – это и есть его гидрологический режим. Некоторым аналогом гидрологического режима применительно к атмосфере можно считать климат.

Сущность гидрологического режима водных объектов – это изменения гидрологических характеристик в пространстве и во времени. Под изменением гидрологических характеристик в пространстве понимают их изменение от места к месту (вдоль, поперёк или по глубине реки, вдоль или по глубине моря или озера и т.д.), от одного водного объекта к другому.

Изменение гидрологических характеристик во времени (временная изменчивость) может быть разных масштабов. Например, выделяют изменчивость вековую (с интервалами времени или периодами, исчисляемыми веками); многолетнюю (периоды колебаний – от нескольких лет до многих десятков лет), внутригодовую, или сезонную (изменения в течение года), кратковременную, имеющую период в несколько суток (например, колебания синоптического масштаба с периодом 3–10 дней), сутки (суточная или внутрисуточная изменчивость), минуты и секунды. Главные причины вековой и многолетней изменчивости гидрологических характеристик – долгопериодные изменения климата, а также воздействие хозяйственной деятельности человека. Основные причины внутригодовых (сезонных) изменений – смена сезонов года; колебаний синоптического масштаба – процессы в атмосфере (перемещение циклонов, антициклонов и атмосферных фронтов), изменчивости суточного масштаба – вращение Земли вокруг оси и сопутствующие ему смена дня и ночи и приливы. Природа колебаний самого малого временного масштаба (минуты, секунды) – волны на поверхности воды, макро- и микротурбулентность в водных потоках.

Гидрологический режим водного объекта – хотя и закономерное, но всё же лишь внешнее проявление некоторых более сложных процессов, свойственных водному объекту, или обусловленных его взаимодействием с другими водными объектами, атмосферой, литосферой. Наблюдая за уровнем или расходом воды в реке, например, и выясняя закономерности их изменений, т. е. изучая их режим, мы пока оставляем в стороне причины этих изменений. Для того чтобы их вскрыть, необходимо изучить уже некоторые как внутренние, так и внешние процессы, воздействующие на режим водного объекта. Поэтому гидрологи изучают не только гидрологический режим водных объектов, но и гидрологические процессы, под которыми понимается совокупность физических, химических и биологических процессов, определяющих закономерности формирования гидрологического состояния и режима водного объекта.

Чтобы познать гидрологические процессы в любом водном объекте необходимо изучить, во-первых, явления, происходящие в водной толще рассматриваемого объекта (перемешивание вод, формирование температурной и плотностной стратификации, образование внутриводного льда, продуцирование кислорода благодаря жизнедеятельности зелёных растений и т. д.); во-вторых, процессы на твёрдых границах водного объекта – его дне и берегах (взаимодействие водного потока и грунтов, размыв грунта или аккумуляция наносов и т. д.); в-третьих, явления, происходящие на водной поверхности водного объекта – границе раздела вода–воздух (тепло- и газообмен с атмосферой, испарение воды и конденсация водяного пара, образование или таяние ледяного покрова, возникновение волн и течений под действием ветра и т. д.); в-четвёртых, взаимосвязь данного водного объекта с его водосбором (условия формирования стока воды, наносов, растворённых веществ, теплоты и т. д.).

В качестве примера рассмотрим некоторые характерные черты водного, термического и ледового режима рек в климатических условиях средней полосы России.

Водный режим рек

Во внутригодовом (сезонном) режиме таких рек выделяют ряд типичных периодов (фаз). Для большинства рек различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень. Эти фазы режима зависят прежде всего от характера водного питания рек. Выделяют четыре вида (источника) водного питания рек: снеговое, дождевое, ледниковое, подземное.

Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продолжительным подъёмом уровня воды. Половодье формируется как талыми снеговыми, так и дождевыми водами. Таяние снега на равнинах вызывает весеннее половодье, таяние высокогорных снегов и ледников, а также выпадение длительных и сильных летних дождей (например, в условиях муссонного климата) – половодье в тёплую часть года (т. е. весенне-летнее или летнее половодье). Половодье, особенно обусловленное дождями, нередко имеет многовершинную форму.

Читайте также:  Дачный домик своими руками: проекты, фото и видео

Паводок – это фаза водного режима, которая может многократно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. В отдельных случаях расход воды на пике паводка может превысить максимальный расход воды половодья, в особенности на малых реках. Различают однопиковые и многопиковые паводки, одиночные паводки и паводочные периоды, когда на реке проходят серии паводков. Иногда паводок накладывается на волну половодья.

В половодья (как весеннее, так и летнее) часто заливается речная пойма. За исключением катастрофических случаев, заливание поймы – событие обычное, регулярное и поэтому не может стать неожиданным для населения и хозяйства. В отличие от половодья паводки обычно менее регулярны и трудно предсказуемы. Поэтому именно неожиданные дождевые паводки и приводят нередко к катастрофическим последствиям.

Межень – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки. В межень реки обычно питаются только подземными водами. На многих реках России выделяют два периода пониженного стока – летнюю и зимнюю межень. В условиях холодного климата малые реки зимой могут иногда промерзать до дна. В условиях засушливого климата малые реки в летнюю межень могут пересыхать.

Для характеристики сезонных изменений водного режима рек обычно строят графики изменения расходов воды в течение года (гидрографы) для типичных по водности лет: самого многоводного и самого маловодного года за весь период наблюдений и года, близкого по водности к средней.

В нашей стране широко распространена довольно простая классификация рек по водному режиму Б.Д. Зайкова Борис Дмитриевич Зайков (1897—1961) — гидролог, доктор географических наук (1944), профессор. Автор известных научных работ по гидрологии рек и озёр. . В этой классификации все реки бывшего СССР (исключая искусственно сильно зарегулированные) разделены на три большие группы: с весенним половодьем, с половодьем в тёплую часть года и с паводочным режимом.

На первом рисунке приведен схематический гидрограф – график изменения расхода воды в течение года (от января до декабря), типичный для рек с весенним половодьем и осенними паводками. Здесь же показано расчленение гидрографа на три вида водного питания: снеговое (в период половодья), дождевое (при паводках) и подземное (грунтовыми водами) (в зимнюю и летнюю межень). У разных рек или даже разных участков одной и той же реки разделение снегового и подземного питания во время половодья представляет сложную гидрологическую задачу. Это разделение зависит от гидрогеологических условий ближайших к реке территорий: водопроницаемости грунтов, высоты залегания водоупора и др. Поэтому в разных условиях возможно разное сочетание снегового и подземного питания и во время половодья. У некоторых рек на пике половодья подземное питание вообще прекращается, и речные воды в это время питают водоносные горизонты. В других случаях в период половодья подземное питание реки, наоборот, возрастает. Возможны и промежуточные ситуации.

Термический режим рек

Поскольку на температуру воды в реке влияют изменения температуры воздуха, основная причина временных изменений температуры воды в реках – метеорологическая.

В условиях умеренного климата наиболее типичны сезонные изменения температуры воды в реках, показанные на втором рисунке. Зимой под ледяным покровом вода у поверхности реки имеет температуру около 0°С. Весной в период повышения температуры воздуха и осенью в период её понижения изменения температуры воды следуют с некоторым отставанием за изменениями температуры воздуха. Максимальная температура воды по величине меньше максимальной температуры воздуха (например, на реках Подмосковья эти температуры соответственно равны приблизительно 22–24 и 28–30°С). Максимум температуры воды наступает несколько позже максимальной температуры воздуха. В связи с тем, что температура воды в реках, как правило, не может приобретать отрицательные значения, среднегодовая температура воды в реках заметно выше, чем среднегодовая температура воздуха.

Помимо сезонных колебаний температура воды в реках обычны и её суточные изменения, которые также отстают от изменения температуры воздуха. Минимальная температура воды обычно наблюдается в утренние часы, максимальная – в 15–17 часов (максимум температуры воздуха обычно наступает на 1–2 ч раньше). На больших реках суточные изменения температуры воды обычно не более 1–2°С, на малых реках они могут быть заметно больше. Суточные колебания температуры воды хорошо выражены на реках, берущих начало из ледников.

Температура речной воды имеет и пространственные изменения. Хорошо известно подчиняющееся широтной зональности изменение температуры воды вдоль крупных рек, текущих в меридиональном направлении. У таких рек наибольшее различие температуры воды вдоль реки отмечается в период нагревания. Часто температура воды в реках изменяется ниже впадения крупных притоков. В летнее время существенно уменьшается температура воды в реках ниже водохранилищ, что объясняется поступлением в нижние бьефы гидроузлов глубинных вод из водохранилищ, имеющих пониженную температуру.

Ледовый режим рек

Все реки по характеру ледового режима делятся на три большие группы: замерзающие, с неустойчивым ледоставом, незамерзающие. Реки в условиях умеренного климата, как правило, зимой замерзают. На таких реках выделяют три характерных периода: замерзания, или осенних ледовых явлений; ледостава; вскрытия, или весенних ледовых явлений. Замерзание и вскрытие реки происходит через несколько дней после перехода температуры воздуха через 0ºС.

В периоды осенних и весенних ледовых явлений обычно наблюдаются осенний и весенний ледоходы, заторы и зажоры.

Гидрометеорологические изыскания: для чего нужны, содержание, цель, отчёт

Инженерно-гидрометеорологические изыскания — один из важных этапов строительства, реконструкции или сноса любого капитального объекта промышленного, хозяйственного или иного назначения. Эти мероприятия проводятся с целью защиты окружающей среды от техногенного влияния, для безопасности самого объекта, а также продления срока его эксплуатации. Все это необходимо для обоснования проекта.

Гидрометеорологические изыскания включают комплексное изучение гидрометеорологических условий местности и прогнозирование их изменений в связи со строительством или реконструкцией и эксплуатацией объекта. Порядок проведения и отчетная документация изысканий регламентируется СП 11-103-97.

Изыскания проводятся на этапе проектирования. К их выполнению необходимо привлекать гидрогеолога и метеоролога. В компании ООО «ГЕОЭКСПЕРТ» работают опытные специалисты, которые профессионально проведут изыскания и оформят отчет в соответствии с требованиями. Исследования могут проводиться только лицензированной организацией.

Когда проводятся

Окружающая среда исследуется перед масштабной стройкой линейных сооружений, высотных домов, промышленных зданий. Это гарантия безопасности и долговечности объекта. Кроме того, изыскания позволяют своевременно внести изменения в проект, если это продиктовано условиями среды.

Исследования в обязательном порядке проводятся в следующих случаях:

  • При подготовке градостроительной документации.
  • При застройке нового участка местности, где ранее изыскания не производились, и отсутствуют другие объекты, созданные человеком.
  • Для обоснования объектов промышленного назначения.
  • Для обоснования инвестиций.

Изыскания могут не проводиться, если на территории уже есть похожие сооружения и влияние нового объекта на окружающую среду можно спрогнозировать.

Содержание гидрометеорологических изысканий

Основной объект исследования — поверхностные воды и климатические особенности территории. Изыскания включают комплекс мер, направленных на получение информации о гидросфере и атмосфере Земли.

В состав изысканий входит изучение:

  • Гидрологического режима любых водных объектов, расположенных на территории (изменения уровня воды, скорости течения потоков, расхода воды, уклона водной поверхности).
  • Особенностей климата (количества осадков, уровня промерзания почвы, атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра).
  • Процессов, которые могут быть опасными для объекта (например, вероятность подтопления территорий).
  • Возможных изменений природных условий, связанных с техногенным влиянием.

При проведении работ используется профессиональное измерительное оборудование, данные, полученные со спутников, радиолокационные методы.

Цели изысканий

Изыскания направлены на выявление климатических и гидрологических факторов, способных оказывать влияние на территорию, и последующую разработку мер защиты строительных объектов. А также на минимизацию техногенного влияния на окружающую среду.

Все это необходимо для того, чтобы исключить возможные проблемы с эксплуатацией объекта, вызванные гидрологическими и климатическими особенностями местности:

  • негативные последствия для соседних объектов застройки;
  • подтопления территории;
  • загрязнение вод и воздуха вредными веществами;
  • негативное влияние на водный баланс;
  • изменение микроклимата местности.

Данные, полученные в ходе изысканий, позволяют разработать оптимальное проектное решение: изменить расположение строения, его архитектуру, траекторию прокладки инженерных сетей, принять меры по защите близлежащих водоемов от загрязнения, учесть гидрологический режим.

Важность исследования водоемов и климата перед строительством

Большая часть разрушений строительных объектов связаны с изменениями грунтовых условий территории, и гидрологические процессы здесь играют огромную роль. Гидрометеорологические изыскания помогают правильно выбрать участок и разработать безопасный проект. Если учесть все особенности, строение прослужит долгий срок и не причинит вреда водоемам ни во время строительства, ни в период эксплуатации.

Особенно важно учесть расположение и движение грунтовых вод и глубину промерзания почвы при строительстве высотных зданий. Это поможет рассчитать необходимую глубину залегания фундамента и площадь подземной части строения. Кроме этого, практически все строения нуждаются в водоснабжении, гидрологические исследования позволяют точно оценить возможность обеспечить застройку водными ресурсами.

Отсутствие гидрометеорологических изысканий или их некачественное проведение могут стать причиной для отказа в утверждении проекта. Если строение все же будет возведено, велика вероятность, что проблемы возникнут в период эксплуатации: это ускоренное разрушение здания и фундамента, подтопление, недостаточное водоснабжение, загрязнение водных ресурсов.

Базовая документация для проведения изысканий

Изыскания проводятся в соответствии с СП 11-103-97 — это основной документ, регламентирующий порядок и правила проведения работ. А также в соответствии с нормативными документами Росгидромета. Состав и объем исследований определяются техническим заданием и программой изысканий. При проведении изысканий часть информации можно получить из сторонних источников:

  • Отчетов исследований, проведенных на этой территории ранее.
  • Данных, собранных в результате длительных наблюдений за метеорологическими условиями местности.
  • Картографических материалов.
  • Данных архивов АИС ГВК.
  • Геодезической и аэрокосмической съемки.
  • Научных справочников по климату.
  • Данных по территориям-аналогам.

Этапы проведения изысканий

Для оптимизации объема и порядка изысканий исследования проводятся в три этапа:

  1. Подготовительный. Подразумевает сбор уже имеющейся информации о местности, изучение картографических материалов. По его итогам формируется перечень работ, которые необходимо провести на втором этапе.
  2. Полевой. Включает рекогносцировочное исследование и сбор информации непосредственно на территории. На этом этапе бригада специалистов выезжает на участок, где берет пробы, выполняет измерения и наблюдения. Эти изыскания можно объединить с геологическими, если таковые планируются, это поможет собрать наиболее полную информацию и сэкономить время.
  3. Камеральный. На этом этапе данные обрабатываются и систематизируются, выполняются лабораторные тесты. Исходя из полученной информации, выявляются закономерности изменения гидрологических и климатических условий и прогнозируется их дальнейшее развитие.

Отдельно изучаются опасные процессы, присутствующие на участке, оценивается риск их влияния на строительный объект.

Изыскания могут длиться разный период времени — продолжительность зависит от объема и вида изучаемых характеристик. Например, для изучения гидрологического режима необходимо не менее 1 года. Минимальные сроки наблюдений прописаны в пункте 4.27 СП 11-103-97.

Оформление технического отчета

Полученные данные оформляются в технический отчет. Его допускается не составлять только в отдельных случаях: если территория достаточно изучена, строительные объекты не оказывают влияния на гидрометеорологические условия местности или сооружение имеет III уровень ответственности. В перечисленных случаях вместо отчета делают заключение на основе уже имеющихся данных с минимальным перечнем полевых работ.

Читайте также:  Дизайн дачной кухни. Фото и лучшие идеи

Содержание отчета регламентировано СП 11-103-97. В него входят следующие разделы:

  • Введение — содержит общую информацию об основаниях для проведения исследований и сведения об объекте строительства.
  • Сведения о проведенных ранее исследованиях на территории и их результаты.
  • Природные условия местности — описание климата, гидрологических особенностей, потенциально опасных процессов или явлений, рельефа.
  • Информация о составе и объеме исследований, а также об использованных методах.
  • Материалы и данные, полученные по итогам исследований.
  • Заключительная часть — выводы, рекомендации по охране водных ресурсов и минимизации влияния на климат местности.

К техническому отчету прилагаются картографические материалы, графики, таблицы. Если наблюдения в ходе изысканий длились более 2-х лет, то полученные материалы передаются на хранение в фонд Росгидромета.

Стоимость работ

Стоимость изысканий определяется индивидуально. Она зависит от объема и сложности, количества водоемов, состава технического задания, степени изученности территории и характеристик проектного строения. Например, изыскания для линейного объекта обойдутся дешевле, чем для многоэтажного дома или нового поселения. Итоговая стоимость называется при осмотре территории и после ознакомления с техническим заданием.

Понедельник, 28 января 2019 17:28:05

Гидрологический режим

Физико-географические факторы водного режима

Водный или гидрологический режим реки определяют следующие факторы: расход и уровень воды, уклон водной поверхности, а также скорость течения.

В гидрологическом режиме специалисты выделяют годовые циклы. Они отражают изменение климатических элементов, неравномерность поступления воды в реки в течение года. Для развития народного хозяйства изучение гидрологического режима очень важно.

Реки как элемент ландшафта с их режимом отражают комплекс физико-географических и климатических факторов той природной зоны, в которой они протекают. Основная роль принадлежит распределению осадков в течение года, температуре воздуха, испарению, инфильтрации. Изменение природных факторов на равнинах происходит зонально. Так же изменяется водный баланс и режим реки. В.А. Троицкий выделяет следующие гидрологические зоны:

  • Тундровая очень влажная;
  • Лесная избыточно увлажненная;
  • Лесостепь с переменным увлажнением;
  • Полусухая степная и полупустынная;
  • Сухая пустынная.

Районам с высотной поясностью климатов соответствует вертикальная гидрологическая зональность.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Для каждой природной зоны гидрологический режим рек имеет общие черты, которые будут проявляться в чередовании пониженной и повышенной годовой водности. Это фазы водного режима. Но в пределах зоны могут протекать такие реки, гидрологический режим которых отличается ввиду особенностей речного бассейна, являющимся азональным.

К азональным факторам режима рек относится рельеф бассейна, его геологическое строение, наличие лесов, озер, болот.

Данные факторы влияют на режим по-разному, с одной стороны изменяют климатические условия, а с другой – оказывают влияние на добегание воды со склонов в русла.

Выделяют три основные фазы водного режима – половодье, межень, паводки.

Половодье – это продолжительный и высокий подъем уровня и расхода воды.

Его причиной, как правило, является главный источник питания реки. Пойма реки в этот период находится под водой.

Происхождение половодья может быть снегового и снего-ледникового характера. В пределах Русской равнины это обычно весна, в бассейне Амура – лето и осень. Продолжительность половодья зависит от того, насколько быстро и дружно тает снег в бассейне реки.

Паводок – это быстрый подъем воды в реке, вызванный дождями или зимними оттепелями.

В лесостепной зоне Европейской части России они возникают в осенние месяцы, а на таких реках как Колыма, Лена, Индигирка – с июля по октябрь.

Межень – это низкий уровень воды в реке.

В этот период река в основном питается подземными водами. Для рек с зимней меженью характерна устойчивая отрицательная температура воздуха. Летняя межень наблюдается в тех районах, где снег сходит весной, а летние дожди незначительны.

Классификация рек по водному режиму

Существует классификация по Б.Д. Зайкову. Все реки страны он подразделил на три основные группы:

  1. Реки, имеющие весеннее половодье;
  2. Половодье рек в теплую часть года;
  3. Паводочный режим рек.

У первых двух групп рек большой подъем воды наблюдается в одни и те же сроки, в остальное время года они имеют низкую водность. Паводки для них редки и случайны.

Третья группа рек характеризуется кратковременными паводками, которые имеют место в определенное время года. На территории России распространены реки с весенним половодьем, которое в разных климатических зонах проходит в разные месяцы (март-июнь).

Реки с весенним половодьем Б.Д. Зайков делит на пять типов. Это связано с характером половодья и режимом стока: Казахстанский тип, Восточно-Европейский, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский, Алтайский.

Половодье рек второй группы начинается с мая месяца и длится по октябрь. Источником половодья служат муссонные дожди или таяние высокогорных снегов. Температура в эти месяцы положительная.

Вторая группа рек разделена на два типа – дальневосточный и Тянь-Шанский.

Третья группа рек имеет меньшее распространение и подразделяется на три типа – Причерноморский, Крымский, Северо-Кавказский.

Влияние хозяйственной деятельности на водный режим

Деятельность человека оказывает влияние на все элементы ландшафта, включая водные объекты. Это влияние сказывается в двух направлениях: происходят изменения условий влагонакопления и расходования в бассейне реки, а также режима стока в русле.

Изменения могут происходить в результате таких работ как посадка или вырубка леса, орошение и обводнение, обработка земли, осушение болот. Создание плотин и водохранилищ, изъятие воды на орошение, хозяйственные и иные нужды.

При распашке земель происходит замедление склонового стекания талой воды, растет инфильтрация и испарение. На полях в районах с недостаточным увлажнением проводятся работы по снегозадержанию. Для этого снежный покров перепахивают поперек склона. Применяемые удобрения улучшают структуру почвы, что увеличивает её водопоглотительную способность. В лесных массивах глубина промерзания меньше, а это способствует тому, что поверхностный сток переходит в подземный.

Исследования показали, что полезащитные полосы лесостепных зон оказывают благоприятное воздействие на водный баланс как облесенных участков, так и межполосных полей. На таких защищенных территориях происходит большее накопление снега и медленное его таяние.

В течение вегетационного периода, с апреля по октябрь, вода из рек изымается на орошение. На жаркие месяцы – июнь-август, приходится наибольший расход воды. Орошаемое земледелие развивается в низовьях Дона, в Заволжье. Существуют безвозвратные потери стока, которые расходуются на испарение, насыщение зоны аэрации, аккумуляцию в бессточных углублениях. Годовой сток рек с безвозвратными потерями значительно уменьшается.

На водный режим рек оказывает влияние осушительная мелиорация. Её проявление зависит от климатических, гидрогеологических, морфологических условий залегания болот, характера питания, размера рек, от системы орошения. В результате можно сформулировать ряд общих выводов:

  • Наблюдается увеличение стока половодья и в целом годового стока, что происходит в первые годы после осушения;
  • Затем идет снижение стока и приближение его к первоначальной величине;
  • В результате осушения мало изменяются максимальные расходы половодья и дождевых паводков.

Все это говорит о том, что на режиме речного стока осушительные мелиорации сказываются благоприятно.

Для нужд сельского хозяйства, энергетики, речного транспорта на определенных участках рек создаются водохранилища. Их ёмкость может быть различной. Крупные водохранилища на участках ниже плотины изменяют водный режим рек. При половодье большая часть стока может быть задержана в водохранилище и расход воды ниже плотины близок к предвесеннему. Во время межени (лето, зима) он может повышаться.

Водохранилища могут быть озерного и речного типа. В России водохранилищ Достаточно много, причем, 41 водохранилище относится к крупнейшим, 64 являются крупными, 210 – средние, 197 малые. Построены они в основном в XX веке и некоторые из них входят в число крупнейших водохранилищ мира.

Работа на труднодоступной станции (ТДС). Часть 3. Гидрология.

Доброго времени суток, друзья! В третий раз сажусь строчить для вас пост о работе и жизни на ТДС. Сегодня речь пойдет о такой должности и обязанности, как гидрология. Затронем такие вопросы, как: что это за должность, зачем она нужна, какие приборы тут используется и как ими пользоваться.

Ссылки на предыдущие 2 поста: Часть 1, Часть 2

Гидрология рек – изучение природных процессов и явлений на реках. В нашем случае гидрология выполняет такие функции, как измерение глубины, температуры и скорости течения реки.

Гидрологический пост — совокупность различного оборудования и приборов для гидрологических измерений и наблюдений на реках, озёрах, морях, каналах, а также место, где расположены эти устройства. Если простыми словами, то это гидропост, на котором выполняются замеры определенных показаний на реке.

В зависимости от наблюдаемого объекта и установленного объёма наблюдений, гидрологические посты имеют определённый тип и разряд:

– гидрологические посты на реках и каналах — ГП. Делятся на ГП: 1-го (ведущие полный объём наблюдений) и 2,3-го разряда (уровенные посты и работающие по сокращенной программе). Наш гидропост 1-го разряда;

– озерные гидрологические посты на озёрах и водохранилищах — ОГП;

– морские гидрологические посты на морях — МГП

На гидрологическом посту проводятся следующие виды наблюдений:

– уровень воды на водном объекте (все типы);

– уклон водной поверхности (ГП-1);

– расход воды в реке или канале (ГП-1);

– температура воды (все типы);

– мутность воды (ГП, ОГП);

– расход взвешенных и донных наносов (ГП-1);

– волнение (МГП, ОГП);

– рейдовые наблюдения на акваториях (ОГП, МГП);

– соленость воды (МГП);

– мониторинг загрязнения вод (все типы).

Гидрологический пост снабжается геодезическим репером с известной абсолютной высотой. Привязка всех постовых устройств ведётся по отношению к этому реперу.

Все устройства можно объединить в две совокупности: это водомерный пост (уровнемерные устройства) и гидроствор (расходомерные устройства, присутствуют только на ГП-1).

Водомерные посты делятся, на:

– реечные водомерные посты — используют вертикальную рейку с делениями, обычно прикреплённую к гидротехническому сооружению (мосту или плотине);

– свайные водомерные — посты используют ряд свай разной высоты, вбитых в дно (наш пост является свайным);

– современные дистанционные посты используют автоматизированные уровнемеры, передающие отсчёты на расстояние. Показания этих станций зачастую доступны через Интернет;

– передаточные водомерные посты — используют размеченную веревку или измерительную рулетку с подвешенным грузом.

Гидростворы оснащаются устройствами с которых и с помощью которых производится замер расхода воды. Гидростворами оборудованы только речные гидрологические посты 1-го разряда. Гидростворы бывают:

– мостовые — оснащенные гидрометрическими мостиками;

– люлечные — одно и двухтросовые люлечные переправы;

– лодочные (наш пост как раз лодочный);

– оснащённые гидрометрическими автоматическими установками;

С виду наш гидрологический пост напоминает обычный причал для моторной лодки, с тем лишь отличием, что с одной стороны (от течения) вбиты несколько деревянных кольев, по которым мы ориентируемся, где под водой находятся водомерные сваи, о которых я расскажу немного позже. Так же они держат саму лодку, чтобы её не сносило течением.

Это, наверное, самое простое в гидрологии, чем мы занимаемся. Все, что требуется, это опустить специальный термометр в воду примерно на половину. Для более точного показания желательно подержать его так некоторое время, где-то минуту.

Сам термометр вполне обычный, только помещен в специальный чехол. Он защищается его от не сильных механических повреждений, плюс так его удобнее держать. В нижней части такого чехла небольшая емкость, куда набирается вода, которая продолжать держать температуру воды, в то время, пока его вытаскивают из воды и замеряют показания. Тут так же показания указываются с точностью до десятых.

Читайте также:  Укрытие для велосипеда: делаем сами. Идеи и фото

Уровень воды — высота поверхности воды, отсчитываемая относительно некоторой постоянной плоскости сравнения. Измерение уровня тоже не является чем-то сложным. Имеется специальная линейка длиной 170 см. Для выполнения замера уровня воды нужно опустить её в воду и поставить на специальный металлический столбик, который называется «свая водомерная». Установив линейку на самую макушку сваи смотрим, какого показания касается поверхность воды.

Температура и уровень воды замеряются 2 раза в сутки – утром и вечером.

Ниже фотография, где наглядно показывается, как выполняется замер уровня воды, с той лишь разницей, что на гидропосту свая находится под водой. Устанавливать линейку нужно на самую макушку сваи.

В створе, перпендикулярном направлению русла реки, забивают на глубину ниже уровня промерзания грунта ряд свай диаметром 10—15 см.. Всего таких свай 10 штук. Эти сваи ставят на таком расстоянии друг от друга в зависимости от крутизны берега, чтобы разность отметок по высоте их составляла 0,80—0,95 м. Срез нижней сваи должен быть примерно на 0,3 м ниже низшего горизонта вод, а верхней сваи — на столько же выше наивысшего горизонта вод. Все установленные сваи поста нумеруют, начиная с верхней, и тщательно нивелируют дважды. По отметкам и расстояниям между сваями составляют продольный профиль поста по образцу:

Так выглядит ряд свай вживую. Вверху, если приглядеться, видно еще четвертую сваю, чуть правее трапа. Тест на внимательность, так сказать. 🙂

От себя еще добавлю, что эта свая вкручена на глубину 2-х метров, а то и больше. При том именно вкручена, так как с другого конца у сваи имеется резьба, длиной около 1 метра.

Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с).

В гидрологии используются понятия максимального, среднегодового, минимального и др. расходов воды. Наряду с расходом наносов является одним из руслоформирующих факторов.

Расход воды в реке делается несколько раз в месяц. На выполнение очередного расхода указывает повышениепонижение уровня воды на определенную величину. Например, уровень воды упал на 25 см, это означает, что пришло время делать очередной расход воды. Я не знаю через какую величину делается расход, только лишь привел пример для вашего понимания.

Для выполнения расхода используется несколько видов оборудования.

Измеритель скорости водного потока

Измеритель скорости водного потока предназначен для измерений осредненной во времени скорости водного потока в открытых естественных и искусственных руслах (рек, каналов).

Принцип действия измерителя основан на функциональной зависимости между скоростью течения набегающего водного потока и частотой вращения лопастного винта вертушки. Гидрометрическая вертушка на магнитоуправляемом контакте позволяет получать один электрический сигнал (импульс) на каждый полный оборот лопастного винта.

Гидрометрическая вертушка используется совместно с измерителем скорости водного потока.

В коробке вертушка укладывается в разобранном состоянии, на нижней картинке она уже собрана.

Лебедка гидрометрическая является вспомогательным оборудованием при гидрологических наблюдениях и служит для опускания в воду на заданную глубину подвешенных на стальном канате гидрологических приборов.

Трос этот нужен для выполнения расхода воды, путем зацепления за него лодки.

Трос протянут через всю реку с одного берега на другой. Опускается при помощи специальной лебедки.

На самом тросе есть специальные метки, за которые веревкой цепляется лодка. Если присмотреться, то эти метки видно. Всего таких меток штук 25 у нас, возможно большеменьше.

Выполнение расхода воды

Изначально гидрометрическая лебедка устанавливается в лодку и прочно фиксируется, чтобы не перевесил груз и она не упала в воду. Дальше необходимо собрать гидрометрическую вертушку и соединить её со специальным грузом, который по форме сильно напоминает бомбу, отчего его так и называют. У нас бомба по больше, чуть короче вертушки. Так же вертушка специальными проводами соединяется с измерителем скорости водного потока.

Следом собранная вертушка с грузом цепляется к концу троса гидрометрической лебедки. Выглядит это примерно как на картинке, только под вертушкой еще груз висит.

Затем вертушка опускается в воду таким образом, чтобы она была наполовину в воде, то есть вода должна сам винт разрезать пополам по центральной оси. Когда вертушка опущена в воду на начальную позицию, то на счетчике гидрометрической лебедки должны быть показаны нули. Если же показания на нем другие, то с помощью маленького рычага счетчик сбрасывается на нуль. К сожалению на фото этого рычага не видно, но думаю и так все понятно.

Функционал счетчика заключается в том, что он показывает глубину реки в конкретной точке, когда вертушка опускается на дно.

После того, как произвели замер глубины, в специальной таблице нужно найти 2 отсчетные глубины, на которых производится замер скорости воды. Допустим, получили глубину в 80 см, то в таблице видим, что в этой точке нужно замерить скорость на глубинах в 65 см и 20 см. Цифры привел для примера, чтобы было понятно.

При опускании вертушки на глубину из таблицы, включается измеритель скорости, который и показывает скорость водного потока. Замер длится 100 секунд. Такой замер скорости делается на каждой третей метке гидрометрического троса.

После выполнения расхода воды, все показания специальным образом считаются, где по полученным данным глубины и скорости водного потока высчитывается количество кубометров утекшей воды.

На этом заканчиваю свой третий пост о работе на ТДС. Про гидрологию я вам постарался рассказать как можно подробнее, и в то же время максимально понятно. Сам я к гидрологии не имею никакого отношения, потому описал все так, как объясняли мне и как я сталкиваюсь с этим. Добавлю еще то, что в одном из прошлых постов отписывался гидролог, потому заглядывайте в комментарии, возможно он там добавит что-то от себя или в каком-то моменте поправит меня.

Так же пишите в комментариях свои вопросы и свои пожелания относительно будущих постов, ответить постараюсь всем и приму все к сведению.

Следующий пост будет про выполнение метеорологического срока.

На последок выкладываю фотографию метеосводок в закодированном виде. Если кому интересно поломать голову, попробуйте расшифровать её. Все отгадывать не надо, попробуйте сначала осилить то, что я обвел красным цветом вверху. Ну, а следующий пост будет большой подсказкой для разгадки, так как сводку составляем на основе данных со срока 🙂

В конце, по традиции, выкладываю что-то из живности, если сегодняшнее фото можно так назвать. Свежие следы медведя. Судя по всему, прошел он буквально не задолго до нас.

Гидрологический режим местности: описание с фото

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОЗЕР

Гидрологический режим. Количество воды в озере и его изменения зависят от водного баланса озера, приходная часть которого складывается из поступления поверхностного и подземного стока с озерного водосбора и атмосферных осадков, выпадающих на поверхность самого озера, расходная часть — из поверхностного и подземного стока из озера, испарения с его поверхности. Водный баланс может быть положительным, отрицательным, а за некоторый промежуток времени — нулевым, или нейтральным, поэтому и объем воды в озере может увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменным. Водный баланс озера изменяется в течение года. Весной в умеренных широтах резко возрастает приток воды в озере, летом, наоборот, увеличивается ее расход за счет испарения. Это отражается на сезонном колебании уровня озер.

Питание озер Чувашии в основном поверхностное, атмосферное (за счет притока дождевых и талых вод, а также верховодки). Водосборные бассейны наших озер невелики, поэтому в сухие периоды года они значительно понижают свой уровень, а наиболее мелкие даже пересыхают, например озеро Куле (Цивильский район), множество мелководных, небольших озер в бассейнах малых рек. Сильно падает уровень воды и в ряде заволжских озер (Светлое, Изъяр, Большое и Малое Лебединое). Лишь очень небольшое количество озер (в основном карстовых), располагающихся в глубоких ложбинах, имеет постоянное подземное питание.

Все озера с атмосферным питанием имеют характерную особенность. В половодье за счет притока поверхностных вод (горизонт) уровень воды в озерах повышается на 0,5—3 м. Однако в течение ближайших 2—5 недель он устанавливается на отметке, близкой к меженной. Потери от испарения за этот период не превышают 0,1—0,2 м даже в наиболее сухие годы. Следовательно, понижение уровня воды в озерах происходит за счет разгрузки аккумулированных талых вод в водоносные горизонты, питающие озера в межень, что обусловлено временным, более низким относительно уровня воды в озере, положением водоносных горизонтов. Таким образом, весной устанавливается обратный отток воды из озера в водоносные горизонты и окружающие его толщи.

Глубина долинных озер, образовавшихся в поймах Суры, достигает 6—8 м. Такими же могут быть и собственные гидрогенные озера, создаваемые бурными потоками. В весеннее половодье, при затоплении поймы, озера обычно соединяются. Если бы эти озера питались только талыми водами, то горизонт воды в них опускался бы в соответствии с уровнем речных вод. Однако гораздо чаще горизонт воды находится выше уровня речных вод благодаря подземному притоку. Если озеро питается за счет местных, маломощных водоносных горизонтов, то уровень воды в нем подвержен сильным колебаниям, а если же за счет основных, водообильных — устойчиво держится и выше, чем в реке. Летом в основном озера не проточны. Площади водного зеркала и глубины пойменных озер зависят от величины рек, в долинах которых они находятся. В поймах Суры озера достигают длины в несколько километров (озеро Долгое). При небольшой ширине они очень разнообразны по форме (узкие, изогнутые, извилистые, длинные). Междюнные озера, как и долинные, имеют снеговое и дождевое питание. В питании карстовых озер главная роль принадлежит различным типам подземных вод, поступление которых уменьшается по мере заполнения котловин наносами.

По условиям питания старичные озера можно подразделить на три резко отличающиеся категории. Одни питаются талыми водами и, как правило, постепенно заливаются, полностью отчленяясь от русла реки. Уровень воды в этих озерах-старицах точно следует за колебанием горизонта воды в реке. Другая категория — это старицы, получающие подземное питание из основных водоносных горизонтов коренных отложений. Уровень воды в них выше устойчивого горизонта речных вод.

При прохождении волны паводка горизонт воды в реке сильно повышается и, выходя на пойму, может заливать озера. Однако это эпизодическое явление, а не постоянно действующий фактор. Когда старица отделяется от реки, то между ней и озером сохраняется соединяющая их протока, по которой сбрасывается избыток воды. Если грунты пойменной террасы песчаные, т.е. хорошо проницаемые, то протоки может и не быть, а излишек воды из озера поступает в реку через грунт. Старицы этого типа могут превратиться в «умирающие», с каждым паводком заполняясь продуктами заиления и занесения, а подземные воды при этом через проницаемые грунты найдут путь непосредственного поступления в реку.

Третий тип стариц — промываемые. Они отчленены от реки глухой перемычкой или имеют соединение с ней через протоку. Промывка старицы может происходить при высоких паводках и в половодье, когда озеро-старица используется в качестве естественного «водобойного» колодца для гашения энергии падающей или сжатой струи. Сжатие может быть создано зарослями кустарников, плотным древостоем, а падение образуется за счет различий в горизонтах высокой, средней и низкой пойм или, наконец, наличия углубления старицы. Установлено, что амплитуда колебания уровня воды в озерах обычно равна 80—100 см в год.

Ссылка на основную публикацию