Up?s t?km? ir jos savyb?s. Regioniniai upi? t?km?s ypatumai
Upi? vandens re?imui b?dingas kaupiamasis up?s vandens lygio ir t?rio pokytis laikui b?gant. Vandens lygis ( N) – up?s vandens pavir?iaus auk?tis, palyginti su pastovia nuline ?yma (paprastuoju arba nuliu vandens matuoklio diagramoje). Tarp up?s vandens lygio svyravim? i?skiriami ilgalaikiai, s?lygoti pasaulietini? klimato poky?i?, ir periodiniai: sezoniniai ir kasdieniniai. Upi? vandens re?imo metiniame cikle i?skiriami keli b?dingi laikotarpiai, vadinami faz?mis vandens re?imas. Jie skiriasi skirtingoms up?ms ir priklauso nuo klimato s?lygos ir energijos ?altini? santykis: lietus, sniegas, po?eminis ir ledynas. Pavyzd?iui, vidutinio ?emyninio klimato up?s (Volga, Ob ir kt.) turi ?ias keturias fazes: pavasario potvynis, vasaros ?emumas, rudens vandens pakilimas, ?iemos ?emumas. Auk?tas vanduo– ilgalaikis up?s vandens kiekio padid?jimas, kartojamas kasmet tuo pa?iu sezonu, sukeliantis vandens lygio kilim?. Vidutinio klimato platumose jis atsiranda pavasar? d?l intensyvaus sniego tirpimo.
?emas vandens kiekis– u?sit?susio ?emo vandens lygio ir t?km?s laikotarpis up?je, kai vyrauja po?eminis pasipildymas („?emas vanduo“). Vasaros ?em? vanden? lemia intensyvus vandens garavimas ir prasiskverbimas ? ?em?, nepaisant did?iausio krituli? kiekio ?iuo metu. ?iemos ?emas vanduo yra nepakankamo pavir?iaus mitybos rezultatas.
Potvyniai– trumpalaikiai neperiodiniai vandens lygio pakilimai ir vandens t?ri? padid?jimas up?je. Skirtingai nei potvyniai, jie b?na visais met? laikais: ?iltuoju met? pusmet? sukelia gaus?s ar u?sit?s? li?tys, ?iem? - tirpstant sniegui per atlyd?ius, kai kuri? upi? ?iotyse - d?l vandens bangavimo. i? j?r?, ? kurias jie ?teka. Vidutinio klimato platumose rudeninis vandens pakilimas up?se kartais vadinamas potvyni? periodu; tai siejama su temperat?ros ma??jimu ir garavimo suma??jimu, o ne su krituli? padid?jimu – j? b?na ma?iau nei vasar?, nors ruden? da?niau b?na debesuoti ir lietingi orai. Rudens potvynius Nevos up?je Sankt Peterburge pirmiausia sukelia vakar? v?j? bangavimas i? Suomijos ?lankos; did?iausias 410 cm potvynis ?vyko Sankt Peterburge 1824 m. Potvyniai da?niausiai b?na trumpalaikiai, vandens lygio kilimas ma?esnis, o vandens t?ris ma?esnis nei potvynio metu.
Viena i? svarbiausi? upi? hidrologini? savybi? yra upi? t?km?, kuri susidaro d?l pavir?inio ir po?eminio vandens t?km?s i? baseino. U? kiekybinis ?vertinimas Upi? srautui matuoti naudojami keli rodikliai. Pagrindinis yra vandens srautas up?je – vandens kiekis, kuris per 1 sekund? praeina gyv? up?s skerspj?v?. Jis apskai?iuojamas pagal formul? K=v*o, kur K– vandens suvartojimas m 3 /s, v – vidutinis greitis up?s m/s. o – atviros pj?vio plotas m2. Remiantis paros debito duomenimis, sudaromas kalendorinis (chronologinis) vandens t?km?s svyravim? grafikas, vadinamas hidrografu.
Debito modifikacija yra debitas (W m 3 arba km 3) - vandens kiekis, tekantis per gyv? up?s atkarp? per ilg? laik? (m?nes?, sezon?, da?niausiai per metus): W = Q * T, kur T yra laikotarpis. Nuotek? kiekis kasmet kinta vidutin? ilgalaik? nuot?kio vert? vadinama nuot?kio norma. Pavyzd?iui, Amazon?s metinis debitas yra apie 6930 km 3, tai yra apie 5% viso metinio vis? upi? debito. gaublys, Volga - 255 km 3. Metinis nuot?kio t?ris skai?iuojamas ne kalendoriniams, o hidrologiniams metams, per kuriuos baigiamas visas metinis hidrologinis vandens ciklo ciklas. Regionuose, kuriuose ?iemos ?altos, snieguotos, lapkri?io 1 arba spalio 1 d. laikomi hidrologini? met? prad?ia.
Drena?o modulis(M, l/s km 2) – vandens kiekis litrais, nutekantis i? 1 km 2 baseino ploto (F) per sekund?:
(10 3 yra daugiklis, paver?iantis m 3 ? litrus).
Up?s srauto modulis leid?ia su?inoti baseino zonos vandens prisotinimo laipsn?. Jis zonuotas. Did?iausias Amazon?s nuot?kio modulis yra 30 641 l/s km 2; prie Volgos – 5670 l/s km 2, o prie Nilo – 1010 l/s km 2.
Drena?o sluoksnis (Y) – vandens sluoksnis (mm), tolygiai paskirstytas drena?o baseino plote ( F) ir tekantis i? jo per tam tikr? laik? (metinis nuot?kio sluoksnis).
Nutek?jimo koeficientas (KAM) – vandens t?km?s up?je santykis ( W) ? krituli? kiek? ( X), nukrit?s ant baseino srities ( F) tam pa?iam laikui arba nuot?kio sluoksnio santykis ( Y) ? atmosferos krituli? sluoksn? ( X), kuris pateko ? t? pat? plot? ( F) u? t? pat? laikotarp? (nei?matuojama vert? arba i?reik?ta %):
K=W/(x*F)* 100%, arba K=Y/x*100%.
Vidutinis vis? ?em?s upi? t?km?s koeficientas yra 34%. y., tik tre?dalis krituli?, i?kritusi? ant sausumos, suteka ? upes. Nuot?kio koeficientas yra zoninis ir svyruoja nuo 75-65% tundros ir taigos zonose iki 6-4% pusdykum?se ir dykumose. Pavyzd?iui, Nevai – 65 proc., o Nilui – 4 proc.
T?km?s reguliavimo samprata siejama su upi? vandens re?imu: kuo ma?esn? metin? vandens debit? amplitud? up?je ir vandens lygiai joje, tuo labiau reguliuojama t?km?.
Up?s yra judriausia hidrosferos dalis. J? nuot?kis yra neatskiriama ?em?s ploto vandens balanso savyb?.
Up?s t?km?s dyd?iui ir jos pasiskirstymui i?tisus metus ?takos turi gamtos veiksni? ir ?mogaus ?kin?s veiklos kompleksas. Tarp nat?rali? s?lyg? pagrindin? yra klimatas, ypa? krituliai ir garavimas. Kai i?krenta gaus?s krituliai, up?s debitas yra didelis, ta?iau b?tina atsi?velgti ? krituli? r??? ir pob?d?. Pavyzd?iui, sniegas sukels daugiau nuot?kio nei lietus, nes ?iem? ma?iau i?garuoja. Krituliai padidina nuot?k?, palyginti su krituliais, atsi?velgiant ? t? pat? kiek?. Garavimas, ypa? intensyvus, suma?ina nuot?k?. Be auk?tos temperat?ros, tai palengvina v?jas ir oro dr?gm?s tr?kumas. Rusijos klimatologo A. I. Voeikovo teiginys yra teisingas: „Up?s yra klimato produktas.
Dirvo?emis ?takoja nuot?k? per infiltracij? ir strukt?r?. Molis did?ja pavir?inis nuot?kis, sm?lis j? ma?ina, bet padidina po?emin? sraut?, b?damas dr?gm?s reguliatorius. Stipri granuliuota dirvo?emi? strukt?ra (pavyzd?iui, chernozemuose) palengvina vandens prasiskverbim? gilyn, o bestrukt?riuose, pur?kiamuose priemolio dirvo?emiuose da?nai susidaro pluta, kuri padidina pavir?in? nuot?k?.
Ypa? svarbi yra up?s baseino geologin? strukt?ra med?iagos sud?tis uolienos ir j? atsiradimo pob?dis, nes jie lemia po?emin? upi? maitinim?si. Pralaid?ios uolienos (storas sm?lis, skaldytos uolienos) tarnauja kaip dr?gm?s kaupikliai. Tokiais atvejais up?s t?km? yra didesn?, nes ma?esn? krituli? dalis i?leid?iama garavimui. Karstin?se zonose t?km? yra savoti?ka: upi? ten beveik n?ra, nes nuos?das sugeria piltuv?liai ir ply?iai, ta?iau j? s?lytyje su moliu ar skal?nais pastebimi galingi ?altiniai, maitinantys upes. Pavyzd?iui, pati sukar??iavusi Krymo yayla yra sausa, ta?iau kaln? pap?d?je yra galing? ?altini?.
Reljefo ?taka (absoliutus auk?tis ir pavir?iaus nuolyd?iai, skrodimo tankis ir gylis) yra didel? ir ?vairi. Kaln? upi? debitas paprastai yra didesnis nei ?emum?, nes kalnuose, esan?iuose prie? v?jo ?laituose, i?krenta daugiau krituli?, ma?iau i?garuoja d?l ?emesn?s temperat?ros, o d?l dideli? pavir?iaus ?lait? kelias ir laikas, per kur? krituliai pasiekia up?. yra trumpesni. D?l gilaus erozinio pj?vio po?eminis pasipildymas i? keli? vandening?j? sluoksni? yra gausesnis.
Augalijos ?taka – skirting? tip? mi?kai, pievos, pas?liai ir pan. – dviprasmi?ka. Apskritai augmenija reguliuoja sraut?. Pavyzd?iui, mi?kas, viena vertus, pagerina transpiracij? ir sulaiko kritulius su med?i? laja (ypa? spygliuo?i? mi?kai sniego ?iem?), kita vertus, vir? mi?ko da?niausiai i?krenta daugiau krituli?, po med?i? laja temperat?ra ?emesn? ir garavimas ma?esnis, sniegas tirpsta ilgiau, krituliai geriau prasiskverbia ? mi?ko paklot?. Labai sunku nustatyti skirting? augalijos r??i? ?tak? gryna forma d?l bendro ?vairi? veiksni? kompensuojamojo poveikio, ypa? dideliuose upi? baseinuose.
E?er? ?taka ai?ki: jie ma?ina upi? t?km?, nes i? vandens pavir?iaus daugiau i?garuoja. Ta?iau e?erai, kaip ir pelk?s, yra galingi nat?ral?s nuot?kio reguliatoriai.
?kin?s veiklos ?taka nuot?kiui yra gana didel?. Be to, ?mon?s tiesiogiai ?takoja nuot?k? (jo kiek? ir pasiskirstym? per metus, ypa? statant rezervuarus), ir jo susidarymo s?lygas. Kuriant rezervuarus kei?iasi up?s re?imas: vandens pertekliaus laikotarpiais jie kaupiami rezervuaruose tr?kumo laikotarpiais, naudojami ?vairioms reikm?ms, kad b?t? reguliuojama up?s t?km?. Be to, toki? upi? debitas apskritai suma??ja, nes did?ja garavimas nuo vandens pavir?iaus, nema?a vandens dalis i?leid?iama vandens tiekimui, dr?kinimui, laistymui, ma??ja po?eminis papildymas. Ta?iau ?ias nei?vengiamas i?laidas daugiau nei kompensuoja rezervuar? nauda.
Perkeliant vanden? i? vienos up?s sistemos ? kit?, t?km? kei?iasi: vienoje up?je suma??ja, kitoje did?ja. Pavyzd?iui, tiesiant Maskvos kanal? (1937 m.) Volgoje jis suma??jo, bet Maskvos up?je i?augo. Kiti vandens perdavimo kanalai da?niausiai nenaudojami, pavyzd?iui, Volga-Baltija, Baltoji j?ra-Baltija, daugyb? kanal? Vakar? Europoje, Kinija ir kt.
Up?s baseine vykdoma veikla turi didel? reik?m? up?s t?km?s reguliavimui, nes pradin? jos jungtis yra nuolyd?io t?km? baseine. Pagrindin?s vykdomos veiklos yra tokios. Agromi?kininkyst? - mi?ko ?eldiniai, hidromelioracija - u?tvankos ir tvenkiniai daubose ir upeliuose, agronominis - rudeninis arimas, sniego kaupimas ir sulaikymas, arimas skersai ?laito ar kont?ro kalvose ir kalnag?briuose, ?lait? ?olinimas ir kt.
Be metinio nuot?kio kintamumo, yra ir ilgalaiki? svyravim?, matyt, susijusi? su 11 met? saul?s aktyvumo ciklais. Daugumoje upi? ai?kiai matomi auk?to ir ?emo vandens periodai, trunkantys apie 7 metus: 7 metus up?s vandens kiekis vir?ija vidutines vertes, potvyniai ir ?emo vandens periodai yra dideli, tiek pat met? up?s vanduo kiekis ma?esnis u? vidutines metines vertes, vandens debitai visose vandens re?imo faz?se ma?i.
Literat?ra.
- Lyubushkina S.G. Bendroji geografija: vadov?lis. vadovas universiteto studentams, studijuojantiems specialybes. „Geografija“ / S.G. Liubu?kina, K.V. Pa?kangas, A.V. ?ernovas; Red. A.V. ?ernova. - M.: ?vietimas, 2004. - 288 p.
Metinio srauto charakteristikos
Nutek?jimas yra vandens jud?jimas pavir?iumi, taip pat dirvo?emio ir uolien? storiu jo cirkuliacijos gamtoje procese. Skai?iuojant nuot?kis suprantamas kaip vandens kiekis, i?tekantis i? baseino per tam tikr? laikotarp?. ?is vandens kiekis gali b?ti i?reik?tas debitu Q, t?riu W, moduliu M arba drena?o sluoksniu h.
Nuot?kio t?ris W – vandens kiekis, i?tekantis i? baseino per bet kur? laik? (dien?, m?nes?, metus ir kt.) – nustatomas pagal formul?.
W = QT [m 3 ], (19)
?ia Q – vidutinis vandens suvartojimas per skai?iuojam?j? laikotarp?, m 3 /s, T – sekund?i? skai?ius per skai?iuojam?j? laikotarp?.
Kadangi vidutinis vandens debitas anks?iau buvo skai?iuojamas kaip metinis debitas, tai up?s debitas. Kegetai metams W = 2,39 365,25 24 3600 = 31764096 m 3.
M nuot?kio modulis – vandens kiekis, i?tekantis i? baseino ploto per laiko vienet? – nustatomas pagal formul?
M=103Q/F [l/(skm2)], (20)
kur F yra baseinas, km 2.
Up?s t?km?s modulis Kegets M=10 3 2,39/178 = 13,42 l/(scm 2).
Nuot?kio sluoksnis h mm - vandens kiekis, tekantis i? baseino per bet kur? laik?, lygus sluoksnio storiui, tolygiai paskirstytam ?io baseino plote, nustatomas pagal formul?.
h=W/(F103)=QT/(F103). (21)
Up?s baseino nuot?kio sluoksnis Kegets h = 31764096/ (178 10 3) = 178,44 mm.
Be matmen? charakteristikos apima modulin? koeficient? ir drena?o koeficient?.
Modulinis koeficientas K parodo bet koki? konkre?i? met? srauto ir debito santyk?:
K = Q i / Q 0 = W i / W 0 = h i / h 0, (22)
ir u? r. Kegeta nagrin?jamam laikotarpiui, K svyruoja nuo K = 1,58 / 2,39 = 0,66 metais, kai debitas yra minimalus, iki K = 3,26 / 2,39 = 1,36 maksimaliam debitui.
Nuot?kio koeficientas - nuot?kio t?rio arba sluoksnio santykis su krituli? kiekiu x, kurie i?krito ant baseino ir sukelia nuot?k?:
Nuot?kio koeficientas parodo, kiek krituli? sunaudojama nuot?kiui susidaryti.
IN kursinis darbas b?tina nustatyti svarstyti priimto baseino metinio nuot?kio charakteristikas, imant debit? i? ruo?o
Srauto paskirstymas per metus
Up?s t?km?s pasiskirstymas per metus trunka svarbi vieta nuot?kio tyrimo ir skai?iavimo tiek praktiniu, tiek moksliniu po?i?riu, tuo pa?iu yra daugiausia sud?tinga u?duotis hidrologiniai tyrimai /2,4,13/.
Pagrindiniai veiksniai, lemiantys paskirstymas per metus nuot?kis ir jo bendra vert? yra klimatiniai. Jie apibr??ia bendras charakteris(fono) srauto pasiskirstymas konkre?iais metais geografin? sritis; teritoriniai srauto pasiskirstymo poky?iai seka klimato kaita.
Veiksniai, ?takojantys nuot?kio pasiskirstym? i?tisus metus, yra e?eringumas, mi?kingumas, pelk?tumas, baseino plot? dydis, dirvo?emio ir dirvo?emio pob?dis bei vandens gylis. po?eminis vanduo ir tt, ? kuriuos tam tikru mastu reikia atsi?velgti atliekant skai?iavimus tiek nesant, tiek esant steb?jimo med?iagai.
Atsi?velgiant ? hidrometrini? steb?jim? duomen? prieinamum?, metiniam srauto pasiskirstymui apskai?iuoti naudojami ?ie metodai:
jei yra steb?jim? ne trumpesniam kaip 10 met? laikotarpiui: a) pasiskirstymas pana?us ? reali? met? pasiskirstym?; b) sezon? i?d?stymo b?das;
nesant arba nepakankamai (ma?iau nei 10 met?) steb?jimo duomen?: a) pagal analogij? su tiriamos analogi?kos up?s t?km?s pasiskirstymu; b) pagal regionines schemas ir metinio nuot?kio pasiskirstymo parametr? regionines priklausomybes nuo fizini? ir geografini? veiksni?.
Vidinis nuot?kio pasiskirstymas per metus paprastai skai?iuojamas ne kalendoriniais, o vandentvarkos metais, pradedant nuo didelio vandens sezono. Sezono ribos visiems metams priskiriamos vienodos, suapvalintos iki artimiausio m?nesio.
Numatoma perteklinio debito tikimyb? metams, ribiniam laikotarpiui ir sezonui priskiriama pagal upi? t?km?s vandentvarkos tikslus.
Kursiniame darbe b?tina atlikti skai?iavimus esant hidrometriniams steb?jimams.
Vidaus metinio nuot?kio pasiskirstymo skai?iavimai maketavimo metodu
Pradiniai skai?iavimo duomenys yra vidutinis m?nesio vandens suvartojimas ir, priklausomai nuo skai?iavimo tikslo, nurodytas tiekimo P procentas ir padalijimas ? periodus ir sezonus.
Skai?iavimas yra padalintas ? dvi dalis:
tarpsezoninis pasiskirstymas, kuris yra svarbiausias;
tarpsezoninis pasiskirstymas (pagal m?nes? ir de?imtmet?, nustatytas naudojant tam tikr? schem?).
Tarpsezoninis pasiskirstymas. Priklausomai nuo metinio debito pasiskirstymo tipo, metai skirstomi ? du laikotarpius: didelio vandens ir ?emo vandens (ma?o vandens). Priklausomai nuo naudojimo tikslo, vienas i? j? yra ribojantis.
Ribojimo laikotarpis yra intensyviausias vandentvarkos laikotarpis (sezonas). Drena?o tikslais ribinis laikotarpis yra didelio vandens laikotarpis; dr?kinimui ir energetiniams tikslams – ma?ai vandens.
Laikotarpis apima vien? ar du sezonus. Up?se su pavasario potvyniais dr?kinimo tikslais i?skiriamas: didelio vandens periodas (dar ?inomas kaip sezonas) - pavasario ir ?emo vandens (ribinis) laikotarpis, ? kur? ?eina sezonai; vasara-ruduo ir ?iema, o ribojantis dr?kinimo sezonas yra vasara-ruduo (energijos naudojimui, ?iemai).
Skai?iavimas atliekamas remiantis hidrologiniais metais, t.y. metus, pradedant nuo didelio vandens sezono. Sezono datos visiems steb?jimo metams priskiriamos tos pa?ios, suapvalintos iki artimiausio m?nesio. Didelio vandens sezono trukm? nustatoma taip, kad ? sezono ribas b?t? ?trauktas potvynis, kaip ir did?iausiais metais anksti??eid?iantis, ir su labiausiai pav?luotai baigimo.
U?duotyje sezon? trukm? gali b?ti paimta taip: pavasaris - balandis, gegu??, bir?elis; vasara-ruduo - liepa, rugpj?tis, rugs?jis, spalis, lapkritis; ?iema – gruodis ir kit? met? sausis, vasaris, kovas.
Atskir? sezon? ir laikotarpi? nuot?kio dydis nustatomas pagal vidutini? m?nesio i?laid? sum? (10 lentel?). IN pernai prie gruod?io m?nesio i?laid? pridedamos pirm?j? met? trij? m?nesi? (I, II, III) i?laidos.
Skai?iuojant kompozicijos metodu, metinis srauto pasiskirstymas imamas i? tikimyb?s vir?yti debit? per metus, debit? ribiniam laikotarpiui ir jo viduje ribojimo sezonui lygyb?s s?lygos.
Tod?l b?tina nustatyti projekte nurodytas tiekimo i?laidas (u?duotyje P = 80%) metams, ribojimo laikotarpiui ir sezonui. Vadinasi, b?tina apskai?iuoti pasi?los kreivi? parametrus (O 0, C v ir C s) ribojimo laikotarpiui ir sezonui (metiniam nuot?kiui parametrai buvo apskai?iuoti auk??iau). Skai?iavimai atliekami lentel?je pateiktu moment? metodu. 10 pagal pirmiau pateikt? metinio nuot?kio schem?.
Numatomas i?laidas galima nustatyti naudojant formules:
metinis srautas
Orasgod = Kр"12Q 0 , (26)
ribojimo laikotarpis
Orasinter = KрQ0inter, (27)
ribotas sezonas
Oraslo = Kr "Qlo (27)
kur Kr", Kr, Kr" yra trij? parametr? gama skirstinio kreivi? ordinat?s, atitinkamai paimtos i? lentel?s, kai C v – metinis nuot?kis. C v – ma?am vandens srautui ir C v – vasarai-rudeniui.
Pastaba. Kadangi skai?iavimai atliekami pagal vidutines m?nesines i?laidas, apskai?iuotas suvartojimas metams turi b?ti padaugintas i? 12.
Orasgod = Orassez. Ta?iau ?i lygyb? bus pa?eista, jei i? pasi?los kreivi? (d?l kreivi? parametr? skirtumo) bus nustatytas ir skai?iuojamasis nuot?kis neribojamiems sezonams. Tod?l apskai?iuotas nuot?kis neribotam laikotarpiui (u?duotyje - pavasariui) nustatomas pagal skirtum?
Orasves = Orasgod - Orasmezh, (28)
ir neribotam sezonui (u?duotyje - ?iema)
Orassim = Orasmezh. - Qlo (29)
Skai?iavim? patogiau atlikti lentel?s pavidalu. 10.
Tarpsezoninis pasiskirstymas – imamas kaip vidutinis kiekvienos i? trij? vandens kiekio grupi? (daug vandens grup?, ?skaitant metus, kai galimas nuot?kis P sezon?<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).
Norint identifikuoti metus, ?trauktus ? atskiras vandens kiekio grupes, reikia sud?lioti bendras sezon? i?laidas ma??jan?ia tvarka ir apskai?iuoti faktin? j? pasi?l?. Kadangi apskai?iuotas prieinamumas (P=80%) atitinka ?emo vandens grup?, galima atlikti tolesnius skai?iavimus u? metus, ?trauktus ? ?emo vandens grup? (11 lentel?).
?iuo tikslu ?. Stulpelyje „Bendras srautas“ sura?ykite i?laidas pagal sezon?, atitinkan?i? pasi?l? P>66%, o stulpelyje „Metai“ – metus, atitinkan?ius ?ias i?laidas.
Vidutin?s m?nesio i?laidos per sezon? i?d?stytos ma??jimo tvarka, nurodant kalendorinius m?nesius, su kuriais jos susijusios (11 lentel?). Taigi did?iausio vandens kiekio m?nesio debitas bus pirmasis, o paskutinis – m?nesiui su ma?u vandeniu.
Vis? met? i?laidas susumuokite atskirai sezonui ir kiekvienam m?nesiui. Sezono i?laid? sum? imant 100%, nustatykite kiekvieno m?nesio A% procent?, ?einant? ? sezon?, o stulpelyje „M?nuo“ sura?ykite da?niausiai pasitaikan?io m?nesio pavadinim?. Jei pasikartojim? n?ra, u?ra?ykite bet kur? i? pasitaikan?i?, bet taip, kad kiekvienas ? sezon? ?trauktas m?nuo tur?t? savo sezono procent?.
Tada, padauginus apskai?iuot? sezono debit?, nustatyt? tarpsezoninio srauto pasiskirstymo dalyje (10 lentel?), i? kiekvieno m?nesio procentin?s dalies A% (11 lentel?), apskai?iuokite numatom? debit? kiekvienam m?nesiui.
Oras v = Orasves A % v / 100 % (30)
Gauti duomenys ?ra?omi ? lentel?. 12 „Skai?iuojamos i?laidos pagal m?nesius“ ir skai?iuojamas hidrografas P-80% tiriamos up?s yra sukonstruotas milimetriniame popieriuje (11 pav.).
12 lentel?. Numatyti debitai (m3/s) pagal m?n
Up?- nat?ralus vandens srautas, nuolat tekantis jo suformuotoje ?duboje (lovoje).
Kiekviena up? turi ?altin?, auk?tup?, vidurup?, ?emup? ir ?iotis. ?altinis- up?s prad?ia. Up?s prasideda santakoje upeli?, kylan?i? tose vietose, kur i?teka gruntinis vanduo arba kur ? pavir?i? i?krit? atmosferos krituliai surenka vanden?. Jie teka i? pelki? (pavyzd?iui, Volgos), e?er? ir ledyn?, maitinasi juose susikaupusiu vandeniu. Daugeliu atvej? up?s ?altin? galima nustatyti tik s?lyginai.
Jos vir?utin? vaga prasideda nuo up?s i?tak?.
IN vir?utin? Up?s t?km?je t?km? da?niausiai yra ma?esn? nei vidurupyje ir ?emupyje, prie?ingai, didesnis, o tai atsispindi t?km?s grei?iu ir eroziniame t?km?s aktyvumu. IN vidutinis Tekant up? tampa turtingesn? vandeniu, ta?iau t?km?s greitis ma??ja, o t?km? daugiausia ne?a auk?tupio kanalo erozijos produktus. IN ?emesn? Tekoje su l?tu t?km?s jud?jimu vyrauja i? vir?aus atne?amas nuos?d? nus?dimas (akumuliacija). Up?s ?emupis baigiasi ties ?iotimis.
Estuarija up? – vieta, kur ji ?teka ? j?r?, e?er? ar kit? up?. Sausame klimate, kur up?s praleid?ia daug vandens (garavimui, dr?kinimui, filtravimui), jos gali palaipsniui i?d?i?ti, nepasiekdamos j?ros ar kitos up?s. Toki? upi? ?iotys vadinamos „aklomis“. J? sudaro visos per tam tikr? teritorij? tekan?ios up?s upi? tinklas, ?trauktas kartu su e?erais, pelk?mis ir ledynais hidrografinis tinklas.
Upi? tinkl? sudaro upi? sistemos.
Upi? sistema apima pagrindin? up? (kurios pavadinim? ji turi) ir intakus. Daugelyje upi? sistem? pagrindin? up? ai?kiai matoma tik ?emupyje, o ypa? auk?tupyje – labai sunku nustatyti. Kaip pagrindin?s up?s charakteristikas galima paimti ilg?, vandens kiek?, a?in? pad?t? up?s sistemoje ir santykin? up?s sl?nio am?i? (sl?nis senesnis u? intakus). Daugumos dideli? upi? sistem? pagrindin?s up?s ne i? karto atitinka visas ?ias charakteristikas, pavyzd?iui: Mis?ris yra ilgesnis ir gilesnis nei Misisip?; Kama ? Volg? atne?a ne ma?iau vandens, nei Volga ne?a Kamos ?iotyse; Irty?as yra ilgesnis u? Ob? ir jo pad?tis labiau atitinka pagrindin?s up?s sistemos up?s pad?t?. Pagrindin? upi? sistemos up? istori?kai tapo ta, kuri? ?mon?s pa?inojo anks?iau ir geriau nei kitos ?ios sistemos up?s.
Pagrindin?s up?s intakai vadinami pirmos eil?s intakais, j? intakai – antros eil?s intakais ir kt.
Upi? sistemai b?dingas j? sudaran?i? upi? ilgis, vingiavimas ir upi? tinklo tankumas. Upi? ilgis- bendras vis? sistemos upi? ilgis, matuojamas didelio masto ?em?lapyje. Nustatomas up?s vingiavimo laipsnis vingiavimo koeficientas(87 pav.) - up?s ilgio ir ties?s, jungian?ios i?tak? ir ?iotis, ilgio santykis. Upi? tinklo tankis- vis? nagrin?jamo upi? tinklo upi? bendro ilgio ir jo u?imamo ploto santykis (km/km2). ?em?lapis, net ir ne itin dideliu masteliu, rodo, kad upi? tinklo tankis skirtingose gamtin?se zonose n?ra vienodas.
Kalnuose upi? tinklo tankis didesnis nei lygumose, pavyzd?iui: Kaukazo kalnag?brio ?iauriniuose ?laituose jis siekia 1,49 km/km2, o Ciskaukazo lygumose – 0,05 km/km2.
Pavir?iaus plotas, i? kurio vanduo teka ? t? pa?i? upi? sistem?, vadinamas tos up?s sistemos baseinu arba jos baseinu. Upi? sistemos basein? sudaro pirmos eil?s intak? baseinai, kurie savo ruo?tu susideda i? antros eil?s intak? basein? ir tt Upi? baseinai priskiriami j?r? ir vandenyn? baseinams. Visi sausumos vandenys yra suskirstyti ? pagrindinius baseinus: 1) Atlanto ir Arkties vandenynus (plotas 67 359 t?kst. km2), 2) Ram?j? ir Indijos vandenynus (plotas 49 419 t?kst. km2), 3) vidinio srauto plot? (plotas 32 035). t?kst. km2).
Upi? baseinai yra ?vairi? dyd?i? ir labai ?vairi? form?. Yra simetri?ki baseinai (pavyzd?iui, Volgos baseinas) ir asimetri?ki (pavyzd?iui, Jenisejaus baseinas).
Baseino dydis ir forma daugiausia lemia up?s t?km?s dyd? ir re?im?. Taip pat svarbi up?s baseino pad?tis, kuri gali b?ti skirtingose klimato zonose ir gali driektis platumos kryptimi toje pa?ioje juostoje.
Baseinas riboja vandens baseinai. Kalnuotose ?alyse jie gali atrodyti kaip linijos, kurios paprastai sutampa su kalnag?bri? keteromis. Lygumose, ypa? plok??iose ir pelk?tose, vandens baseinai n?ra ai?kiai apibr??ti.
Kai kuriose vietose i? viso ne?manoma nubr??ti basein?, nes vandens mas? i? vienos up?s yra padalinta ? dvi dalis, siun?iama ? skirtingas sistemas. ?is rei?kinys vadinamas up?s bifurkacija (padalijus j? ? dvi dalis). Ry?kus bifurkacijos pavyzdys yra Orinoko auk?tupio padalijimas ? dvi upes. Viena j?, i?laikiusi Orinoco pavadinim?, ?teka ? Atlanto vandenyn?, kita – Kasikjar? – ?teka ? Amazon?s Rio Negro intak?.
Vandens baseinai riboja upi?, j?r? ir vandenyn? baseinus. Pagrindiniai baseinai: Atlanto ir Arkties vandenynai (Atlanto vandenynas-Arktis), i? vienos pus?s, ir Ramiojo vandenyno bei Indijos, i? kitos pus?s, yra apriboti pagrindinio (pasaulio) ?em?s baseino.
Vandenskyri? pad?tis nelieka pastovi. J? jud?jimas yra susij?s su l?tu upi? auk?tupi? pj?viu d?l upi? sistem? pl?tros ir su upi? tinklo pertvarkymu, kur? sukelia, pavyzd?iui, tektoniniai ?em?s plutos jud?jimai.
Up?s vaga. Vandens srautai teka i?ilgai ?em?s pavir?iaus j? sukurtose i?ilgin?se ?dubose – kanaluose. Negali b?ti up?s be kanalo. „Up?s“ s?voka apima ir upel?, ir vag?. Daugumos upi? pavir?iuje yra i?pjautas kanalas, kuriuo up? teka. Ta?iau yra daug upi?, kuri? vagos kyla vir? lygumos, kuri? jos kerta. ?ios up?s savo kanalus klojo ? nusodintas nuos?das. Pavyzdys gal?t? b?ti Geltonosios, Misisip?s ir Po up?s j? ?emupyje. Tokie kanalai lengvai juda, o j? ?onin?s sienel?s da?nai prasibrauna, gresia potvyniai.
Vandens pripildyto kanalo skerspj?vis vadinamas up?s vandens atkarpa. Jei visas vandens skerspj?vis yra judan?io upelio skerspj?vis, tai jis sutampa su vadinamuoju gyvuoju skerspj?viu. Jei vandens atkarpoje yra nejudan?i? zon? (su jud?jimo grei?iu, kurio nefiksuoja instrumentai), jos vadinamos negyva erdve. Tokiu atveju gyvasis skerspj?vis bus ma?esnis u? vandens skerspj?v?, lygiu negyvosios erdv?s plotui. Kanalo skerspj?vis apib?dinamas plotu, hidrauliniu spinduliu, plo?iu, vidutiniu ir did?iausiu gyliu.
Skerspj?vio plotas (F) nustatomas atliekant gylio matavimus visame skerspj?vyje tam tikrais intervalais, priklausomai nuo up?s plo?io. Pasak V.A. Appolov, gyvenamasis skerspj?vio plotas yra susietas su plo?iu (B) ir did?iausiu gyliu (H) pagal lygt?: F = 2/3BH.
Hidraulinis spindulys (R) - skerspj?vio ploto ir sudr?kinto perimetro (P) santykis, t.y. su ilgiu, srauto s?ly?io su jo dugnu linija:
Hidraulinis spindulys apib?dina kanalo form? skerspj?vyje, nes jis priklauso nuo jo plo?io ir gylio santykio. Sekliose ir pla?iose up?se ?lapias perimetras beveik lygus plo?iui, tokiu atveju hidraulinis spindulys beveik lygus vidutiniam gyliui.
Up?s skerspj?vio vidutinis gylis (Hcp) nustatomas plot? padalijus i? plo?io (B): Hcp = S/B. Plotis ir did?iausias gylis gaunami tiesioginiais matavimais.
Visi skerspj?vio elementai kei?iasi kartu su up?s lygio pad?ties poky?iais. Up?s lygis nuolat svyruoja, kuri? steb?jimai sistemingai atliekami specialiuose vandens matavimo postuose.
I?ilginiam up?s vagos profiliui b?dingas nuolydis ir nuolydis. Kritimas (Dh) yra dviej? ta?k? (h1-h2) auk??i? skirtumas. Kritimo ir atkarpos ilgio santykis (l) vadinamas nuolyd?iu (i):
Kritimas i?rei?kiamas metrais, nuolydis rodomas de?imtaine trupmena – metrais vienam kritimo kilometrui arba t?kstantosiomis dalimis (ppm – ‰).
Lygum? up?s nedideli? ?lait?, kaln? upi? ?laitai reik?mingi.
Kuo didesnis nuolydis, tuo greitesn? up?s t?km? (23 lentel?).
I?ilginis kanalo dugno profilis ir i?ilginis vandens pavir?iaus profilis skiriasi: pirmasis visada yra banguotas, antrasis – lygi linija (88 pav.).
Up?s t?km?s greitis. Vandens srautui b?dingas turbulentinis jud?jimas. Jo greitis kiekviename ta?ke nuolat kinta tiek dyd?iu, tiek kryptimi. Tai u?tikrina nuolatin? vandens mai?ym?si ir skatina erozin? aktyvum?.
Up?s t?km?s greitis skirtingose gyvenamosios dalies vietose n?ra vienodas. Daugyb? matavim? rodo, kad did?iausias greitis da?niausiai stebimas ?alia pavir?iaus. Art?jant prie kanalo dugno ir sieneli? srov?s greitis pama?u ma??ja, o arti dugno esan?iame vos keli? de?im?i? milimetr? storio vandens sluoksnyje smarkiai ma??ja, pa?iame dugne pasiekdamas artim? 0 reik?m?.
Vienodo grei?io pasiskirstymo linijos gyvajame up?s skerspj?vyje yra izotachos. Su srove pu?iantis v?jas padidina greit? pavir?iuje; prie? srov? pu?iantis v?jas j? sul?tina. L?tina vandens jud?jimo greit? pavir?iuje ir up?s ledo dangoje. Srauto srov?, kurios greitis yra did?iausias, vadinama jos dinamine a?imi, o srauto pavir?iuje did?iausias greitis yra ?erdis. Tam tikromis s?lygomis, pavyzd?iui, esant v?jui ar palankiai srovei, dinamin? srauto a?is atsiranda pavir?iuje ir sutampa su ?erdimi.
Vidutinis greitis gyvoje atkarpoje (Vav) apskai?iuojamas naudojant Chezy formul?: V=C ?Ri, kur R – hidraulinis spindulys, i – vandens pavir?iaus nuolydis steb?jimo vietoje, C – koeficientas, priklausantis nuo kanalo ?iurk?tumas ir forma (pastarasis nustatomas naudojant specialias lenteles).
Srauto jud?jimo pob?dis. Vandens dalel?s sraute, veikiamos gravitacijos, juda ?laitu. J? jud?jim? atitolina trintis. Be gravitacijos ir trinties, srauto pob?d?iui ?takos turi i?centrin? j?ga, atsirandanti kanalo pos?kiuose, ir ?em?s sukimosi nukreipimo j?ga. ?ios j?gos sukelia skersinius ir apskritus srautus.
Veikiant i?centrinei j?gai pos?kyje, srautas prispaud?iamas prie ?gaubto kranto. Be to, kuo didesnis srauto greitis, tuo didesn? inercin? j?ga neleid?ia srautui keisti jud?jimo krypties ir nukrypti nuo ?gaubto kranto. Srov?s greitis apa?ioje yra ma?esnis nei pavir?iuje, tod?l apatini? sluoksni? nuokrypis ? pakrant?, prie?ing? ?gaubt?, yra didesnis nei pavir?ini? sluoksni?. Tai prisideda prie srov?s atsiradimo kanale. Kadangi vanduo prispaud?iamas prie ?gaubto kranto, srauto pavir?ius gauna skersin? nuolyd? nuo ?gaubto kranto iki i?gaubto kranto. Ta?iau vanduo pavir?iuje nejuda i?ilgai ?laito i? vieno kranto ? kit?. Tam trukdo i?centrin? j?ga, kuri priver?ia vandens daleles, ?veikdamas nuolyd?, jud?ti ?gaubto kranto link. Apatiniuose sluoksniuose d?l ma?esnio srauto grei?io i?centrin?s j?gos ?taka yra ma?iau ry?ki, tod?l vanduo juda pagal nuolyd? nuo ?gaubto iki i?gaubto kranto. Vandens dalel?s, judan?ios per up?, vienu metu ne?amos pasroviui, o j? trajektorija primena spiral?.
?em?s sukimosi nukreipian?ioji j?ga priver?ia sraut? prispausti prie de?iniojo kranto (?iauriniame pusrutulyje), tod?l jo pavir?ius (taip pat ir sukantis veikiamas i?centrin?s j?gos) ?gauna skersin? nuolyd?. Vandens daleli? nuolydis ir ?vairaus laipsnio j?gos pavir?iuje ir apa?ioje sukelia vidin? prie?prie?in? srov?, nukreipt? pagal laikrod?io rodykl? (?iauriniame pusrutulyje), ?i?rint pasroviui. Kadangi ?is jud?jimas taip pat derinamas su daleli? transliaciniu jud?jimu, jos juda kanalu spirale.
Tiesioje kanalo atkarpoje, kur n?ra i?centrini? j?g?, skersinio srauto pob?d? daugiausia lemia ?em?s sukimosi nukreipian?ios j?gos poveikis. Kanalo vingiuose ?em?s sukimosi nukreipimo j?ga ir i?centrin? j?ga arba pridedama, arba atimama, priklausomai nuo to, kur up? pasisuka, o skersin? cirkuliacija sustiprinama arba susilpn?ja.
Skersin? cirkuliacija gali vykti ir esant skirtingoms vandens temperat?roms (nevienodo tankio) skirtingose skerspj?vio dalyse, dugno topografijos ir kit? prie?as?i? ?takoje. Tod?l jis yra sud?tingas ir ?vairus. Skersin?s cirkuliacijos ?taka kanalo formavimuisi, kaip matysime toliau, yra labai didel?.
Up?s t?km? ir jos savyb?s. Vandens kiekis, praeinantis gyvuoju up?s skerspj?viu per 1 sekund?, yra jos t?km?s greitis. Debitas (Q) lygus atvirojo skerspj?vio ploto (F) ir vidutinio grei?io (Vcp) sandaugai: Q = FVcp m3/sek.
Vandens t?km?s up?se yra labai ?vairios. Jie yra stabilesni up?se, reguliuojamose e?er? ir rezervuar?. Vidutinio klimato juostos up?se did?iausias vandens srautas b?na pavasario potvyni? laikotarpiu, o ma?iausias – vasaros m?nesiais. Remiantis paros debito duomenimis, sudaromi t?km?s kitimo grafikai – hidrografai.
Vandens kiekis, praeinantis per gyv? up?s atkarp? per daugiau ar ma?iau ilg? laik?, yra up?s t?km?. Debitas nustatomas susumavus vandens sraut? dominan?iu laikotarpiu (diena, m?nuo, sezonas, metai). Nuot?kio t?ris i?rei?kiamas kubiniais metrais arba kubiniais kilometrais. Skai?iuojant keli? met? nuot?k?, galima gauti vidutin? ilgalaik? jo vert? (24 lentel?).
Vandens t?km? apib?dina up?s vandens kiek?. Up?s t?km? priklauso nuo vandens kiekio, patenkan?io ? up? i? jos baseino ploto. Apib?dinti nuot?k?, be debito, naudojamas nuot?kio modulis, nuot?kio sluoksnis ir nuot?kio koeficientas.
Drena?o modulis(M) - litr? vandens kiekis, nutekantis i? baseino ploto vieneto (1 kv. km) per laiko vienet? (per sekund?). Jei vidutinis vandens debitas up?je per tam tikr? laikotarp? yra Q m3/sek, o baseino plotas yra F kv. km, tada vidutinis to paties laikotarpio nuot?kio modulis yra M = 1000 l/sek*km2 (b?tinas koeficientas 1000, nes Q i?rei?kiamas kubiniais metrais, o M - l). M Neva - 10 l/sek, Don - 9 l/sek, Amazon - 17 l/sek.
Drena?o sluoksnis- vandens sluoksnis milimetrais, kuris padengt? baseino plot? ties vienodas paskirstymas palei j? vis? srauto t?r?.
Nutek?jimo koeficientas h) - nuot?kio sluoksnio dyd?io ir krituli? sluoksnio, i?kritusio ? t? pat? plot? per t? pat? laikotarp?, dyd?io santykis, i?reik?tas procentais arba vieneto dalimis, pavyzd?iui: nuot?kio koeficientas. Nevos - 65%, Dono - 16%, Nilo - 4%, Amazon?s - 28%.
Nuot?kis priklauso nuo viso fizini? ir geografini? s?lyg? komplekso: klimato, dirvo?emi?, zonos geologin?s sandaros, aktyvios vandens apykaitos, augmenijos, e?er? ir pelki?, taip pat ?mogaus veiklos.
Klimatas yra vienas i? svarbiausi? nuot?kio formavimosi veiksni?. Jis nustato dr?gm?s kiek?, priklausomai nuo krituli? kiekio (pagrindinis ?einan?ios vandens balanso dalies elementas) ir nuo garavimo (pagrindinis i?einan?ios balanso dalies rodiklis). Kuo didesnis krituli? kiekis ir ma?esnis garavimas, tuo didesnis tur?t? b?ti dr?kinimas ir gali b?ti didesnis nuot?kis. Krituliai ir garavimas lemia nuot?kio potencial?. Tikrasis srautas priklauso nuo daugelio s?lyg?.
Klimatas veikia nuot?k? ne tik tiesiogiai (per kritulius ir garavim?), bet ir per kitus geografinio komplekso komponentus – per dirvo?em?, augmenij?, reljef?, kurie vienu ar kitu laipsniu priklauso nuo klimato. Klimato ?taka nuot?kiui tiek tiesiogiai, tiek per kitus veiksnius pasirei?kia zoniniais nuot?kio dyd?io ir pob?d?io skirtumais. Faktini? stebim? nuot?kio ver?i? nuokryp? nuo zonin?s lemia vietin?s, intrazonin?s fiziografin?s s?lygos.
Labai svarbi? viet? tarp up?s t?km?, jos pavir?inius ir po?eminius komponentus lemian?i? veiksni? u?ima dirvo?emio danga, kuri atlieka tarpininko tarp klimato ir t?km?s vaidmen?. Dirvo?emio dangos savyb?s lemia pavir?inio nuot?kio kiek?, vandens suvartojim? garavimui, transpiracijai ir gruntinio vandens papildymui. Jei dirvo?emis prastai sugeria vanden?, pavir?inis nuot?kis didelis, dirvo?emyje kaupiasi ma?ai dr?gm?s, garavimo ir transpiracijos debitas negali b?ti didelis, po?eminio vandens pasipildymas ma?as. Esant tokioms pa?ioms klimato s?lygoms, ta?iau esant didesnei dirvo?emio infiltracijos galiai, pavir?inis nuot?kis, atvirk??iai, yra ma?as, dirvo?emyje susikaupia daug dr?gm?s, didelis garavimo ir transpiracijos srautas, gausus po?eminio vandens pasipildymas. . Antruoju i? dviej? apra?yt? atvej? pavir?inio nuot?kio kiekis yra ma?esnis nei pirmuoju, ta?iau d?l po?eminio maitinimo yra vienodesnis. Dirvo?emis, sugerdamas vanden? i? atmosferos krituli?, gali j? sulaikyti ir prasiskverbti gilyn u? garavimui prieinamos zonos. Vandens suvartojimo i?garavimui i? dirvo?emio ir gruntinio vandens maitinimui santykis priklauso nuo dirvo?emio vandens sulaikymo gebos. Gerai vanden? sulaikantis dirvo?emis daugiau vandens i?leid?ia i?garavimui ir ma?iau jo perduoda ? dirv?. U?mirkus dirvo?emiui, kuris turi didel? vandens sulaikymo geb?, padid?ja pavir?inis nuot?kis. Dirvo?emio savyb?s derinamos ?vairiais b?dais, ir tai atsispindi nuot?kiuose.
?taka geologinis up?s t?km?s strukt?r? daugiausia lemia uolien? vandens pralaidumas ir paprastai yra pana?i ? dirvo?emio dangos ?tak?. Taip pat svarbi vandeniui atspari? sluoksni? vieta dienos pavir?iaus at?vilgiu. Giliai i?sid?s?iusios vandenviet?s padeda apsaugoti prasiskverbus? vanden? nuo i?garavimo. Geologin? strukt?ra turi ?takos t?km?s reguliavimo laipsniui ir po?eminio vandens papildymo s?lygoms.
Geologini? veiksni? ?taka ma?iau nei vis? kit? priklauso nuo zonini? s?lyg? ir kai kuriais atvejais sutampa su zonini? veiksni? ?taka.
Augmenija turi ?takos nuot?kio kiekiui tiek tiesiogiai, tiek per dirvos dang?. Tiesiogin? jo ?taka yra transpiracija. Srauto srautas priklauso nuo transpiracijos ir garavimo i? dirvo?emio. Kuo didesn? transpiracija, tuo ma?iau teka abu up?s komponentai. Med?i? lajos sulaiko iki 50% krituli?, kurie v?liau i? j? i?garuoja. ?iem? mi?kas saugo dirv? nuo u??alimo pavasar?, ma?ina sniego tirpimo intensyvum?, o tai skatina prasisunkim? i?tirpsta vanduo ir po?eminio vandens atsarg? papildymas. Augalijos ?taka nuot?kiui per dirv? atsiranda d?l to, kad augmenija yra vienas i? dirvo?emio formavimosi veiksni?. Infiltracijos ir vandens sulaikymo savyb?s labai priklauso nuo augmenijos pob?d?io. Dirvo?emio infiltracijos geb?jimas mi?ke yra i?skirtinai didelis.
Apskritai nuot?kis mi?ke ir lauke ma?ai skiriasi, ta?iau jo strukt?ra labai skiriasi. Mi?ke ma?iau pavir?inio nuot?kio ir daugiau ?kiui vertingesni? dirvo?emio ir po?eminio vandens (po?eminio vandens) atsarg?.
Mi?ke nuot?kio komponent? (pavir?iaus ir po?eminio) ry?iuose atsiskleid?ia zoninis modelis. Mi?ko zonos mi?kuose pavir?inis nuot?kis reik?mingas (didesnis dr?gnumas), nors ma?esnis nei lauke. Mi?ko stepi? ir stepi? zonose mi?ke pavir?inio nuot?kio prakti?kai n?ra, o visas dirvo?emio sugertas vanduo i?leid?iamas po?eminiam vandeniui i?garuoti ir maitinti. Apskritai mi?k? ?taka nuot?kiui yra vanden? reguliuojanti ir vanden? sauganti.
Palengv?jimas skirtingai veikia nutek?jim?, priklausomai nuo form? dyd?io. Ypa? didel? kaln? ?taka. Visas fizini? ir geografini? s?lyg? kompleksas (auk?tis zonavimas) kinta priklausomai nuo auk??io. ?iuo at?vilgiu srautas taip pat kei?iasi. Kadangi s?lygos gali labai greitai keistis priklausomai nuo auk??io, bendras nuot?kio formavimosi vaizdas auk?tuose kalnuose tampa sud?tingesnis. Did?jant auk??iui, krituli? kiekis padid?ja iki tam tikros ribos, o nuot?kis paprastai did?ja. Ypa? pastebimas nuot?kio padid?jimas prie? v?j? nukreiptuose ?laituose, pavyzd?iui, nuot?kio modulis vakariniuose Skandinavijos kaln? ?laituose yra 200 l/sek*km2. Vidin?se kalnuot? region? dalyse srautas ma?esnis nei referenciniuose. Reljefas tampa svarbus nuot?kio susidarymui, susijusiam su sniego dangos pasiskirstymu. Labai veikia nuot?k? ir mikroreljef?. Ma?i ?dubimai reljefe, kuriame kaupiasi vanduo, prisideda prie jo ?siskverbimo ir i?garavimo.
Reljefo nuolydis ir ?lait? statumas turi ?takos nuot?kio intensyvumui ir jo svyravimams, ta?iau reik?mingos ?takos nuot?kio kiekiui neturi.
E?erai, i?garindami juose susikaupus? vanden?, jie ma?ina sraut? ir tuo pa?iu veikia kaip jo reguliatoriai. ?iuo at?vilgiu ypa? svarbus dideli? tekan?i? e?er? vaidmuo. I? toki? e?er? i?tekan?iose up?se vandens kiekis beveik nesikei?ia i?tisus metus. Pavyzd?iui, Nevos debitas yra 1000-5000 m3/sek, o Volgos debitas ties Jaroslavliu iki jos reguliavimo visus metus svyravo nuo 200 iki 11 000 m3/sek.
Turi stipri? ?tak? nuot?kiui ?kin? veikla?moni?, darydami didelius gamtos kompleks? poky?ius. ?moni? ?taka dirvo?emio dangai taip pat yra didel?. Kuo daugiau arim? erdvi?, tuo didesn? atmosferos krituli? dalis prasiskverbia ? dirv?, sudr?kina dirv? ir maitina gruntinius vandenis, o ma?esn? j? dalis teka pavir?iumi. Primityvi ?emdirbyst? sukelia dirvo?emio destrukt?rizavim?, j? geb?jimo sugerti dr?gm? suma??jim?, tod?l padid?ja pavir?inis nuot?kis ir silpn?ja po?eminis vanduo. Racionaliai ?kininkaujant, did?ja dirvo?emio infiltracinis paj?gumas su visomis i? to kylan?iomis pasekm?mis.
Sniego sulaikymo priemon?s, kuriomis siekiama padidinti ? dirvo?em? patenkan?i? dr?gm?, veikia nuot?k?.
Dirbtiniai rezervuarai turi reguliuojan?i? ?tak? up?s t?kmei. Suma?ina nuot?k? ir vandens suvartojim? dr?kinimui ir vandens tiekimui.
Planuojant naudojim? svarbu numatyti vandens kiek? ir up?s re?im? vandens i?tekli??alyse. Rusijoje buvo sukurtas specialus prognozavimo metodas, pagr?stas ?vairi? ekonominio poveikio vandens balanso elementams metod? eksperimentiniu tyrimu.
Nuot?kio pasiskirstymas teritorijoje gali b?ti parodytas naudojant specialius ?em?lapius, kuriuose br??iamos nuot?kio ver?i? izoliacijos – moduliai arba metinis nuot?kis. ?em?lapyje matyti platumos zoni?kumo pasirei?kimas nuot?kio pasiskirstyme, ypa? gerai i?reik?tas lygumose. Taip pat ai?kiai atsiskleid?ia topografijos ?taka nuot?kiui.
Up?s maitinimas Yra keturi pagrindiniai up?s mitybos ?altiniai: lietus, sniegas, ledynai ir po ?eme. Vien? ar kit? maisto ?altini? vaidmuo, j? derinys ir pasiskirstymas laikui b?gant daugiausia priklauso nuo klimato s?lyg?. Pavyzd?iui, ?alyse, kuriose yra kar?tas klimatas, n?ra sniego tiekimo, up?s ir giliai esantys gruntiniai vandenys nesimaitina, o vienintelis tiekimo ?altinis yra lietus. ?altame klimate tirpsmo vanduo ir po?eminis vanduo ?iem? tampa pagrindiniu upi? mitybos ?altiniu. Vidutinio klimato s?lygomis derinami ?vair?s maisto ?altiniai (89 pav.).
Priklausomai nuo mitybos, vandens kiekis up?je kinta. ?ie poky?iai pasirei?kia up?s lygio (vandens pavir?iaus auk??io) svyravimais. Sistemingi upi? lygio steb?jimai leid?ia nustatyti upi? vandens kiekio kitimo laikui b?gant ir j? re?imo d?sningumus.
Vidutini?kai ?alto klimato upi?, kuri? mityboje svarb? vaidmen? vaidina i?tirpusio sniego vandenys, re?imu, ai?kiai i?skiriamos keturios faz?s, arba hidrologiniai sezonai: pavasario potvynis, vasaros ?emasis vanduo, rudens potvynis ir ?iemos ?emas vanduo. Upi?, esan?i? kitomis klimato s?lygomis, re?imui b?dingi auk?ti vandenys, potvyniai ir ?emumai.
Potvynis yra gana ilgas ir reik?mingas vandens kiekio padid?jimas up?je, kuris kasmet vyksta tuo pa?iu sezonu, kartu su vandens lygio pakilimu. J? sukelia pavasarinis sniego tirpimas lygumose, vasar? tirpstantis sniegas ir ledas kalnuose bei smarkios li?tys.
?vairiomis s?lygomis potvynio prad?ios laikas ir trukm? skiriasi. Lygumose tirpstan?io sniego sukeltas potvynis vidutinio klimato kra?tuose ?vyksta pavasar?, ?altame – vasar?, o kalnuose t?siasi pavasar? ir vasar?. Lietaus sukelti potvyniai b?na pavasar? ir vasar?, esant pusiaujo klimatui, jie b?na ruden?, o Vidur?emio j?ros regione – ?iem?. Kai kuri? upi? debitas potvyni? metu siekia iki 90% metinio debito.
?emas vanduo – ?emiausio vandens lygis up?je, kurioje vyrauja po?emin? mityba. Vasar? ma?as vandens kiekis susidaro d?l didelio dirvo?emio infiltracinio paj?gumo ir stipraus garavimo, ?iem? - d?l pavir?iaus mitybos tr?kumo.
Potvyniai yra santykinai trumpalaikiai ir neperiodiniai vandens lygio pakilimai up?je, atsirandantys d?l lietaus ir tirpsmo vandens patekimo ? up?, taip pat d?l vandens i?tek?jimo i? rezervuar?. Potvynio auk?tis priklauso nuo lietaus ar sniego tirpimo intensyvumo. Potvynis gali b?ti laikomas banga, kuri? sukelia greitas vandens patekimas ? up?s vag?.
A.I. Voeikovas, kuris upes laik? savo basein? „klimato produktu“, 1884 m. suk?r? upi? klasifikacij? pagal mitybos s?lygas.
? id?jas, kuriomis grind?iama Voeikovo upi? klasifikacija, buvo atsi?velgta daugelyje klasifikacij?. I?samiausi? ir ai?kiausi? klasifikacij? suk?r? M. I. Lvovich. Lvovi?ius upes klasifikuoja pagal j? mitybos ?altin? ir t?km?s pasiskirstym? per metus. Kiekvienas i? keturi? mitybos ?altini? (lietus, sniegas, ledynai, po ?eme) tam tikromis s?lygomis gali pasirodyti beveik vienintelis (beveik i?skirtinis), sudarantis daugiau nei 80 % visos mitybos, gali tur?ti vyraujant? vaidmen? up? (nuo 50 iki 80 %) ir gali vyrauti (>50 %) tarp kit? ?altini?, kurie taip pat vaidina svarb? vaidmen? joje. Pastaruoju atveju up?s maitinimasis vadinamas mi?riu.
Nutek?jimas vyksta pavasar?, vasar?, ruden? ir ?iem?. Be to, jis gali koncentruotis beveik i?imtinai (>80%) arba daugiausia (nuo 50 iki 80%) vienu i? keturi? met? laik? arba visais met? laikais, vyraujant (>50%) vienu i? j?.
Nat?ral?s ?vairi? maitinimo ?altini? derini? deriniai su skirtingi variantai Srov?s pasiskirstymas per metus leido Lvovi?iui nustatyti up?s vandens re?imo tipus. Remiantis pagrindiniais vandens re?imo modeliais, i?skiriami pagrindiniai jo zoniniai tipai: poliarinis, subarktinis, vidutinio klimato, subtropinis, atogr??? ir pusiaujo.
Poliarinio tipo upes trump? laik? maitina poliarinio ledo ir sniego tirpsmo vanduo, ta?iau did?i?j? met? dal? jos u???la. Subarktinio tipo upes maitina i?tirpusio sniego vandenys. Daugelis, net reik?ming? upi? u???la. Auk??iausias lygis?iose up?se vasaros potvyniai. Prie?astis – v?lyvas pavasaris ir vasaros liet?s.
Nuosaikios up?s skirstomos ? keturis potipius: 1) kuri? mityba vyrauja d?l pavasarinio sniego dangos tirpimo; 2) vyraujant lietaus mitybai su nedideliu nuot?kiu pavasar? tiek d?l gausaus lietaus, tiek d?l sniego tirpimo; 3) kai ?iem? vyrauja krituliai ir daugma? vienodas krituli? pasiskirstymas i?tisus metus; 4) kai vasar? vyrauja lietaus mityba d?l smarki? musonini? li??i?.
Subtropines upes ?iem? daugiausia maitina lietaus vanduo.
Tropin?ms up?ms b?dingas ma?as t?km?. Vyrauja vasaros krituliai, ?iem? i?krenta ma?ai krituli?.
Pusiaujo tipo up?se gausu krituli? i?tisus metus; did?iausias srautas b?na atitinkamo pusrutulio ruden?.
Kalnuot? region? up?ms b?dingi vertikalaus zonavimo modeliai.
Upi? terminis re?imas. Up?s ?ilumin? re?im? lemia tiesiogin?s ?ilumos sug?rimas saul?s spinduliuot?s, efektyvioji vandens pavir?iaus spinduliuot?, ?ilumos suvartojimas garavimui ir jos i?siskyrimui kondensuojantis, ?ilumos mainai su atmosfera ir vagos vaga. Vandens temperat?ra ir jos poky?iai priklauso nuo ?einan?i? ir i?einan?i? ?ilumos balanso dali? santykio.
Pagal upi? ?ilumin? re?im? jas galima suskirstyti ? tris tipus: 1) up?s labai ?iltos, be sezonini? temperat?ros svyravim?; 2) up?s ?iltos, su pastebimais sezoniniais temperat?ros svyravimais, neu???la ?iem?; 3) up?s su dideliais sezoniniais temperat?ros svyravimais, kurios ?iem? u???la.
Kadangi upi? termin? re?im? pirmiausia lemia klimatas, didel?s up?s, tekan?ios per skirtingus klimatinius regionus, skirtingose vietose turi skirting? re?im?. Vidutini? platum? up?s turi sud?tingiausi? ?ilumin? re?im?. ?iem?, kai vanduo atv?sta ?iek tiek ?emiau u??alimo ta?ko, prasideda ledo formavimosi procesas. Ramiai tekan?ioje up?je pirmiausia atsiranda krantai. Kartu su jais arba kiek v?liau vandens pavir?iuje susidaro plonas ma?? ledo kristal? sluoksnis – la?iniai. Taukai ir sruogos su??la ? vientis? up?s ledo dang?.
Kai vanduo juda greitai, u??alimo procesas v?luoja j? mai?ant ir vanduo gali per?alti keliomis ?imtosiomis laipsni?. Esant tokioms s?lygoms, ledo kristalai atsiranda visoje vandens storym?je ir susidaro vandens viduje bei dugne esantis ledas. Dugno ir dugno ledas, pl?duriuojantis ? up?s pavir?i?, vadinamas sm?liu. Po ledu besikaupiantis dumblas sukuria ledo kam??ius. ?lapalas, riebalai, ?lapias sniegas ir palei up? pl?duriuojantis ledas sudaro rudens ledo dreif?. Up?s vingiuose, vagos susiaur?jimuose ledo dreifo metu susidaro sp?stys. Atsitiktinis stabilios ledo dangos susidarymas up?je vadinamas u??alimu. Ma?os up?s u???la, kaip ?prasta, prie? dideles. Ant jo krintanti ledo danga ir sniegas apsaugo vanden? nuo tolesnio au?inimo. Jei ?ilumos nuostoliai t?siasi, ledas kaupiasi i? apa?ios. Kadangi d?l vandens u??alimo up?s u???lantis skerspj?vis ma??ja, sl?gis vanduo gali tek?ti ant ledo pavir?iaus ir u??alti, padidindamas jo stor?. Ledo dangos storis Rusijos ?emumose esan?iose up?se yra nuo 0,25 iki 1,5 m ar daugiau.
Upi? u??alimo laikas ir periodo, per kur? up?je i?lieka ledo danga, trukm? labai skiriasi: Lena ledu padengiama vidutini?kai 270 dien? per metus, Mezenas – 200, Oka – 139, Dniepras – 98, Vysla prie Var?uvos – 60, Elb? prie Hamburgo – 39 dienas ir ne kasmet.
D?l gausaus po?eminio vandens debito arba d?l ?iltesnio e?ero vandens antpl?d?io kai kuriose up?se polinija gali i?likti vis? ?iem? (pavyzd?iui, Angaroje).
Upi? atsiv?rimas prasideda ?alia krant?, veikiant saul?s ?ilumai i? atmosferos ir tirpsmo vandens, patenkan?io ? up?. D?l tirpsmo vandens antpl?d?io kyla lygis, ledas plaukia auk?tyn, atitr?kdamas nuo krant?, o palei krantus – pakra??iu nusidriekusi ledo vandens juosta. Visa ledo mas? pradeda jud?ti pasroviui ir sustoja: pirmiausia atsiranda vadinamieji ledo judesiai, o v?liau prasideda pavasarinis ledo dreifas. Up?se, tekan?iose i? ?iaur?s ? pietus, ledo dreifas vyksta ramiau nei up?se, tekan?iose i? piet? ? ?iaur?. Pastaruoju atveju danga prasideda nuo auk?tupio, o up?s vidurup? ir ?emup? dengia ledas. Pavasarinio potvynio banga slenka upe ?emyn, tod?l susidaro sp?stys, kyla vandens lygis, ledas, dar neprad?j?s tirpti, l??ta ir i?plaunamas ? krant?, susidaro galingi ledo sangr?dos, ardan?ios krantus.
Ant upi?, i?tekan?i? i? e?er?, da?nai stebimi du pavasariniai ledo sangr?dos: i? prad?i? yra up?s ledas, paskui e?ero ledas.
Upi? vanden? chemija. Up?s vanduo yra labai ma?os drusk? koncentracijos tirpalas. Chemin?s savyb?s vandens kiekis up?je priklauso nuo maisto ?altini? ir hidrologinio re?imo. I?tirp?s mineralai(pagal lygiavert? pagrindini? anijon? vyravim?) upi? vandenys skirstomi (pagal A.O. Alekin?) ? tris klases: hidrokarbonatin? (CO3), sulfatin? (SO4) ir chloridin? (Cl). Klas?s savo ruo?tu skirstomos pagal vieno i? katijon? (Ca, Mg arba Na + K sum?) dominavim? ? tris grupes. Kiekvienoje grup?je pagal bendrojo kietumo ir ?armingumo ry?? i?skiriamos trys vandens r??ys. Dauguma upi? priklauso hidrokarbonat? klasei, kalcio vanden? grupei. Natrio grup?s hidrokarbonatiniai vandenys yra reti, Rusijoje daugiausia Vidurin?je Azijoje ir Sibire. Tarp karbonatini? vanden? vyrauja silpnai mineralizuoti vandenys (ma?iau nei 200 mg/l) vidutin?s mineralizacijos (200-500 mg/l) vandenys – in vidurin? juosta Europin? Rusijos dalis, Piet? Kaukazas ir i? dalies Centrin? Azija. Labai mineralizuotas hidrokarbonatiniai vandenys(>1000 mg/l) yra labai retas rei?kinys. Sulfat? klas?s up?s yra gana retos. Kaip pavyzd? galime pamin?ti Azovo regiono upes, kai kurias ?iaur?s Kaukazo, Kazachstano ir Centrin?s Azijos upes. Chlorid? up?s dar retesn?s. Jie teka erdv?je tarp Volgos ?emupio ir Ob?s auk?tupio. ?ios klas?s upi? vandenys yra labai mineralizuoti, pavyzd?iui, up?je. Turg? vandens mineralizacija siekia 19 000 mg/l.
Per metus d?l upi? vandens kiekio poky?i? chemin? sud?tis vanduo pasikei?ia tiek, kad kai kurios up?s „pereina“ i? vienos hidrochemin?s klas?s ? kit? (pavyzd?iui, Tedzhen up? ?iem? priklauso sulfat? klasei, o vasar? – hidrokarbonat? klasei).
Dr?gm?s pertekliaus zonose upi? vanden? mineralizacija ne?ymi (pavyzd?iui, Pe?oros - 40 mg/l), nepakankamo dr?gm?s zonose didel? (pvz., Emba - 1641 mg/l, Kalaus - 7904 mg/l). ). Pereinant i? pertekliaus zonos ? nepakankamos dr?gm?s zon?, kei?iasi drusk? sud?tis, did?ja chloro ir natrio kiekis.
Taigi, chemin?s savyb?s up?s vanduo pasi?ymi zoniniu pob?d?iu. Lengvai tirpi? uolien? (kalkakmens, drusk?, gipso) buvimas gali lemti reik?mingus vietinius upi? vandens mineralizacijos ypatumus.
I?tirpusi? med?iag? kiekis, perne?amas per 1 sekund? per gyv? up?s skerspj?v?, yra i?tirpusi? med?iag? suvartojimas. I?laid? suma sudaro i?tirpusi? med?iag? nuot?k?, matuojant tonomis (25 lentel?).
Bendras up?mis i? Rusijos teritorijos i?gabenamas i?tirpusi? med?iag? kiekis yra apie 335 * 106 tonos per metus. Apie 73,7 % i?tirpusi? med?iag? i?ne?ama ? vandenyn? ir apie 26,3 % ? vidaus drena?o rezervuarus.
Tvirtas nutek?jimas. Kietosios mineralin?s dalel?s, kurias perne?a up?s srov?, vadinamos upi? nuos?domis. Jie susidaro d?l uolien? daleli? pa?alinimo i? baseino pavir?iaus ir up?s vagos erozijos. J? skai?ius priklauso nuo judan?io vandens energijos ir uolien? atsparumo erozijai.
Upi? nuos?dos skirstomos ? suspenduotas ir transportuojamas arba dugnines. ?is padalijimas yra savavali?kas, nes kei?iantis srauto grei?iui viena nuos?d? kategorija greitai pereina ? kit?. Kuo didesnis srautas, tuo didesn?s gali b?ti suspenduot? daleli?. Kai greitis ma??ja, didesn?s dalel?s grimzta ? dugn? ir tampa traukos (spazmi?kai judan?iomis) nuos?domis.
Skendin?i? nuos?d? kiekis, kur? srautas perne?a per gyv? up?s atkarp? per laiko vienet? (sekund?), yra skendin?i? nuos?d? debitas (R kg/m3). Per gyv? up?s skerspj?v? per ilg? laik? perne?am? suspenduot? nuos?d? kiekis yra pakibusi? nuos?d? kriaukle.
?inant up?je skendin?i? nuos?d? t?km? ir vandens t?km?, galima nustatyti jos drumstum? – skendin?i? med?iag? gram? skai?i? 1 m3 vandens: P = 1000 R/Q g/m3. Kuo stipresn? erozija ir kuo daugiau daleli? patenka ? up?, tuo didesnis jos drumstumas. Amudarjos baseino up?s turi did?iausi? drumstum? tarp Rusijos upi? - nuo 2500 iki 4000 g/m3. Ma?as drumstumas b?dingas ?iaurin?ms up?ms – 50 g/m3.
Kai kuri? upi? vidutinis metinis suspenduot? nuos?d? debitas pateiktas 26 lentel?je.
Per metus skendin?i? nuos?d? srautas pasiskirsto priklausomai nuo vandens t?km?s re?imo ir yra did?iausias did?iosiose Rusijos up?se pavasario potvynio metu. ?iaurin?s Rusijos dalies up?ms ?altinio debitas (suspenduotos nuos?dos) sudaro 70-75% metinio debito, o centrin?je Rusijos lygumos dalyje - 90%.
I?gilintos (apa?ios) nuos?dos sudaro tik 1-5% suspenduot? nuos?d? kiekio.
Pagal Airy d?sn?, daleli?, kurias vanduo juda i?ilgai dugno, mas? (M) yra proporcinga grei?iui (F) iki ?e?tojo laipsnio: M=AV6 (A – koeficientas). Jei greitis padid?s 3 kartus, daleli? mas?, kuri? up? gali ne?ti, padid?s 729 kartus. Tai ai?kiai parodo, kod?l ramios ?emumos up?s juda tik mediena, o kaln? up?s rieda per riedulius.
Va?iuojant dideliu grei?iu traukos (apa?ios) nuos?dos gali jud?ti iki keli? de?im?i? centimetr? storio sluoksniu. J? jud?jimas vyksta labai netolygiai, nes greitis apa?ioje smarkiai pasikei?ia. Tod?l up?s dugne susidaro sm?lio bangos.
Bendras nuos?d? (pakibusi? ir dugno) kiekis, nune?tas per gyv? up?s skerspj?v?, vadinamas kietuoju jos srautu.
Up?s ne?amos nuos?dos kei?iasi: apdorojamos (trinamos, smulkinamos, valcuojamos), r??iuojamos pagal svor? ir dyd?), d?l to susidaro s?na?os.
Srauto energija. Vandens srov?, judanti kanalu, turi energijos ir gali dirbti. ?is geb?jimas priklauso nuo judan?io vandens mas?s ir jo grei?io. Up?s energija L km ilgio ruo?e su kritimu Nm ir debitu Q m3/sek lygi 1000 Q*H kgm/sek. Kadangi vienas kilovatas lygus 103 kgm/sek, up?s galia ?iame ruo?e yra 1000 QH/103 = 9,7 QH kW. Kasmet ?em?s up?s ? vandenyn? i?ne?a 36 000 kubini? metr?. km vandens. At vidutinis auk?tis?em? 875 m vis? upi? energija, (A) lygi 31,40 * 1000v6 kgm.
Upi? energija eikvojama trin?iai ?veikti, erozijai ir med?iagoms transportuoti i?tirpusioje, pakibusioje ir transportuojamoje b?senoje.
D?l erozijos (erozijos), perne?imo (perne?imo) ir nuos?d? nus?dimo (akumuliacijos) proces? susidaro up?s vaga.
Up?s vagos formavimas. Upelis nuolat ir tiesiogiai ?sir??ia ? uolas, kuriomis teka. Tuo pa?iu metu siekiama sukurti i?ilgin? profil?, kuriame jo kinetin? j?ga (mv2/2) per vis? up?s ilg? b?t? vienoda ir b?t? nustatyta pusiausvyra tarp erozijos, transportavimo ir nuos?d? nus?dimo up?je. kanalas. ?is kanalo profilis vadinamas pusiausvyros profiliu. Tolygiai did?jant vandens kiekiui up?je pasroviui, pusiausvyros profilis tur?t? b?ti ?gaubta. Did?iausias nuolydis yra vir?utin?je dalyje, kur vandens mas? ma?iausia; pasroviui, did?jant vandens kiekiui, nuolydis ma??ja (90 pav.). Dykumos up?s, kurios maitinasi kalnuose ir praranda daug vandens d?l i?garavimo ir filtravimo ?emupyje, sukuria pusiausvyros profil?, kuris ?emutin?je dalyje yra i?gaubtas. D?l to, kad kei?iasi vandens kiekis, nuos?d? kiekis ir pob?dis, greitis i?ilgai up?s t?km?s (pavyzd?iui, veikiant intakams), upi? pusiausvyros profilis skirtinguose atkarpose gali b?ti nevienodas b?ti sulau?ytas, laiptuotas, priklausomai nuo konkre?i? s?lyg?.
Up? gali susidaryti pusiausvyros profil? tik esant ilgalaikei tektoninei ramybei ir pastoviai erozinio pagrindo pad??iai. Bet koks ?i? s?lyg? pa?eidimas sukelia pusiausvyros profilio pa?eidim? ir atnaujinamas jo k?rimo darbas. Tod?l praktikoje up?s pusiausvyros profilis nepasiekiamas.
Nei?vystyti i?ilginiai upi? profiliai turi daug nelygum?. Up? intensyviai ardo atbrailas, nuos?domis u?pildo vagoje esan?ias ?dubas, bando j? i?lyginti. Tuo pa?iu metu vaga ?pjaunama pagal erozijos pagrindo pad?t?, plintant upe auk?tyn (atgal, regresin? erozija). D?l nelygaus i?ilginio up?s profilio joje da?nai atsiranda kriokliai, slenks?iai.
Krioklys- up?s t?km?s kritimas nuo ry?kios atbrailos arba i? keli? atbrail? (kriokli? kaskados). Yra dviej? tip? kriokliai: Niagaros ir Yosemite. Niagaros tipo kriokli? plotis vir?ija j? auk?t?. Niagaros krioklius sala dalija ? dvi dalis: Kanados dalies plotis apie 800 m, auk?tis 40 m; Amerikieti?kos dalies plotis – apie 300 m, auk?tis – 51 m. Yosemite tipo kriokliai turi didel? auk?t? ir santykinai ma?? plot?. Yosemite krioklys (Merced River) yra siauras vandens srautas, krintantis i? 727,5 m auk??io. ?io tipo krioklys yra auk??iausias ?em?je - Angelas (Angela) - 1054 m (Piet? Amerika, Churun up?).
Krioklio atbraila nuolat ardo ir traukiasi upe. Vir?utin?je dalyje ardo tekantis vanduo, apatin?je smarkiai ardo i? vir?aus krintantis vanduo. Kriokliai ypa? greitai atsitraukia tais atvejais, kai atbraila susideda i? lengvai eroduojan?i? uolien?, tik i? vir?aus padengt? atspari? uolien? sluoksniais. Niagaros atbrailos strukt?ra yra b?tent tokia, amerikieti?koje dalyje atsitraukiama 0,08 m per metus, o Kanados dalyje – 1,5 m per metus.
Kai kuriose vietose yra „kritimo linijos“, susijusios su atbrailomis, kurios t?siasi dideliais atstumais. Da?nai „krioklio linijos“ apsiriboja gedim? linijomis. Apala?? pap?d?je, pereinant i? kaln? ? lygum?, visos up?s sudaro krioklius ir slenks?ius, kuri? energija pla?iai naudojama pramon?je. Rusijoje kriokli? linija driekiasi Baltijos ?alyse (Sil?ro plynauk?t?s skardis).
Slenks?iai- up?s i?ilgin?s vagos atkarpos, kuriose did?ja up?s kritimas ir atitinkamai did?ja up?s t?km?s greitis. Slenks?iai susidaro d?l t? pa?i? prie?as?i? kaip ir kriokliai, tik ma?esniame atbrailos auk?tyje. Jie gali pasirodyti krioklio vietoje.
Kurdama i?ilgin? profil?, up? ?sir??ia ? auk?tup?, nustumdama basein? ? ?al?. Jo baseinas padid?ja, o ? up? pradeda tek?ti papildomas vandens kiekis, kuris prisideda prie pj?vio. D?l to vienos up?s auk?tupys gali priart?ti prie kitos up?s ir, jei pastaroji yra auk??iau, j? u?fiksuoti ir ?traukti ? savo sistem? (91 pav.). Naujos up?s ?traukimas ? upi? sistem? pakeis up?s ilg?, t?km? ir tur?s ?takos vag? formavimosi procesui.
Up?s per?mimai- da?nas rei?kinys, pavyzd?iui, r. Pinega (de?inysis ?iaur?s Dvinos intakas) buvo nepriklausoma up? ir buvo viena su upe. Kuloemas, ?tekantis ? Mezeno ?lank?. Vienas i? ?iaur?s Dvinos intak? sulaik? did?i?j? Pinegos dal? ir nukreip? jos vandenis ? ?iaur?s Dvin?. Psel up? (Dniepro intakas) sulaik? kit? Dniepro intak? – Khorol, r. Merty - up?s auk?tupys. Mozelis (priklausantis Maso upei), Rona ir Reinas yra Dunojaus auk?tupio dalys. Dunoj? planuojama sulaikyti Neckar ir Rutach up?mis ir kt.
Kol up? nesukuria pusiausvyros profilio, ji intensyviai ardo vagos dugn? (gili erozija). Kuo ma?iau energijos sunaudojama dugno ardymui, tuo labiau up? ardo vagos krantus (?onin? erozija). Abu ?ie procesai, lemiantys kanalo susidarym?, vyksta vienu metu, ta?iau kiekvienas i? j? tampa pirmaujan?iu skirtinguose etapuose.
Up? labai retai teka tiesiai. Pradinio nukrypimo prie?astis gali b?ti vietin?s kli?tys, kurias sukelia geologin? strukt?ra ir reljefas. Up?s suformuoti vingiai ilg? laik? i?lieka nepakit? tik tada, kai tam tikromis s?lygomis, kurios sunkiai ardo uolienas, nedideli nuos?d? kiekiai.
Paprastai konvoliucijos, nepaisant j? atsiradimo prie?as?i?, nuolat kei?iasi ir juda pasroviui. ?is procesas vadinamas vingiuotas, o d?l ?io proceso susidariusios konvoliucijos yra vingiai.
Vandens srautas, kuris d?l koki? nors prie?as?i? kei?ia jud?jimo krypt? (pavyzd?iui, d?l pamatin?s uolienos atodangos savo kelyje), kampu art?ja prie kanalo sienel?s ir, intensyviai j? ardydamas, palaipsniui traukiasi. Atsispind?damas pasroviui, srautas atsitrenkia ? prie?ing? krant?, j? i?grau?ia, v?l atsispindi ir pan. D?l to eroduotos vietos „pereina“ i? vienos kanalo pus?s ? kit?. Tarp dviej? ?gaubt? (eroduojan?i?) pakrant?s ruo?? yra i?gaubtas ruo?as – vieta, kur dugno skersin? srov?, einanti i? prie?ingos pakrant?s, nusodina jos ne?amus erozijos produktus.
Did?jant vingiuotumui, vingiavimo procesas sustipr?ja, nors iki tam tikros ribos (92 pav.). Padid?j?s vingiavimas rei?kia up?s ilgio padid?jim? ir nuolyd?io suma??jim?, o tai rei?kia t?km?s grei?io ma??jim?. Up? netenka energijos ir nebegali i?grau?ti krant?.
Meanderi? kreivumas gali b?ti toks didelis, kad s?smauka prasilau?ia. Atsiskyrusios vingiuot?s galai prisipildo biri? nuos?d?, jis virsta ta?kiniu e?eru.
Juosta, kurioje vingiuoja up?, vadinama vingiuota juosta. Didel?s up?s, vingiuotos, sudaro dideles vingius, o j? vingi? juosta platesn? nei ma?? upi?.
Kadangi srautas, ardydamas krant?, art?ja prie jo kampu, vingiai ne tik did?ja, o palaipsniui slenka pasroviui. Per ilg? laik? jie gali tiek pasislinkti, kad vietoje i?gaubtos atkarpos atsiranda ?gaubta kanalo dalis ir atvirk??iai.
Judant vingiuota juosta, up? ardo uolienas ir nus?da nuos?das, tod?l susidaro plok??ia ?duba, i?klota s?na?omis, i?ilgai kurios vingiuoja up?s vaga. Potvynio metu vanduo i?silieja up?s vaga ir u?lieja ?dub?. Taip susidaro salpa – up?s sl?nio dalis, kuri u?liejama.
Didelio vandens metu up? ma?iau vingiuoja, did?ja jos nuolydis, gyliai, greitis, intensyv?ja erozinis aktyvumas, susidaro stambios vingiuot?s, kurios neatitinka per ma?? vanden? susidariusi? vingi?. Up?s vingiuotumo panaikinimo prie?as?i? yra daug, tod?l vingiai da?nai b?na labai sud?tingos formos.
Vingiuotos up?s vagos dugno topografij? lemia srov?s pasiskirstymas. I?ilginis srautas, kur? sukelia gravitacija, yra pagrindinis dugno erozijos veiksnys, o skersinis srautas lemia erozijos produkt? perne?im?. Netoli ardan?io ?gaubto kranto srautas i?plauna ?dub? – pasiekiamum?, o skersin? srov? ne?a mineralines daleles ? i?gaubt? krant?, sukurdama sm?lio sl?n?. Tod?l up?s vingyje kanalo skersinis profilis yra asimetri?kas. ?jungta tiesi atkarpa Kanalas, esantis tarp dviej? sieki? ir vadinamas riffle, yra santykinai nedidelio gylio, o skersiniame kanalo profilyje n?ra a?tri? gylio svyravim?.
Linija, jungianti giliausias kanalo vietas – farvateris – eina nuo pasiekiamumo iki pasiekiamumo per vidurin? rifo dal?. Jei ritinys kertasi nuo pagrindin?s krypties nenukrypstan?ius farvaterius, o jo linija eina skland?iai, tai vadinama normalia (gera); ritinys, kuriame farvateris daro staig? pos?k?, bus pasislink?s (blogai) (93 pav.). Blogi ply?iai apsunkina navigacij?.
Latak? topografija (susiformuoja pasiekimai ir r?vos) daugiausia vyksta pavasar? potvyni? metu.
Gyvenimas up?se. Gyvenimo s?lygos g?luose vandenyse labai skiriasi nuo gyvenimo s?lyg? vandenynuose ir j?rose. Up?je puiki vert? tur?ti visam gyvenimui g?lo vandens, nuolatinis turbulentinis vandens mai?ymasis ir santykinai nedidelis gylis, prieinamas saul?s ?viesai.
Srov? turi mechaninis poveikis ant organizm?, u?tikrina i?tirpusi? duj? pritek?jim? ir organizm? skilimo produkt? pa?alinim?.
Pagal gyvenimo s?lygas up? galima suskirstyti ? tris atkarpas, atitinkan?ias jos auk?tup?, vidurup? ir ?emup?.
Kaln? upi? auk?tupiuose vanduo juda did?iausiu grei?iu. ?ia da?nai yra kriokli? ir slenks?i?. Dugnas da?niausiai uol?tas, beveik n?ra dumblo nuos?d?. Vandens temperat?ra ?emesn? d?l absoliutaus vietos auk??io vir? j?ros lygio. IN bendrosios s?lygos ma?iau palankus organizm? gyvenimui nei kitose up?s vietose. Vandens augmenijos da?niausiai n?ra, planktonas skurdus, bestuburi? fauna labai skurdi, ?uvies maistas neteikiamas. Upi? auk?tupyje skursta ?uv? – tiek pagal r??i? skai?i?, tiek pagal individ? skai?i?. ?ia gali gyventi tik tam tikros ?uvys, pavyzd?iui, up?takis, pilkas ir marina.
Kaln? upi? vidurupiuose, taip pat ?emumos upi? auk?tupiuose ir vidurupiuose vandens jud?jimo greitis ma?esnis nei kaln? upi? auk?tupiuose. Vandens temperat?ra auk?tesn?. Dugne atsiranda sm?lio ir akmenuk?, o baseinuose – dumblas. Gyvenimo s?lygos ?ia yra palankesn?s, bet toli gra?u ne optimalios. ?uv? individ? ir r??i? skai?ius didesnis nei auk?tupyje, kalnuose; ?prastos ?uvys yra rausvos, ungurys, v?g?l?s, ?tangos, kuojos ir kt.
Dauguma palankiomis s?lygomis upi? ?emupio gyvenimas: ma?as t?km?s greitis, dumblinas dugnas, didelis skai?ius maistini? med?iag?. Pagrindin?s ?ia aptinkamos ?uvys yra stintos, stintos, upin?s plek?n?s, er?ketai, kar?iai, karosai ir karpiai. ?siskverbia j?roje, ? kuri? ?teka up?s, gyvenan?ios ?uvys: plek?n?s, rykliai ir kt. Ne visos ?uvys vienoje vietoje randa s?lygas visiems savo vystymosi etapams, daugelio ?uv? veisimosi vietos ir buvein?s nesutampa, ?uvys migruoja (ner?ta) , maitinimosi ir ?iemojimo migracijos).
Kanalai. Kanalai – tai dirbtin?s up?s su unikaliu reguliuojamu re?imu, sukurtos dr?kinimui, vandens tiekimui ir laivybai. Kanalo re?imo ypatyb? – nedideli lygio svyravimai, ta?iau esant reikalui visas vanduo i? kanalo gali b?ti nuleid?iamas.
Vandens jud?jimas kanale vyksta pagal tuos pa?ius modelius, kaip ir vandens jud?jimas up?je. Didel? dalis kanalo vandens (iki 60% viso jo suvartojamo vandens) patenka ? infiltracij? per jo dugn?. Tod?l antiinfiltracini? s?lyg? sudarymas yra labai svarbus. Kol kas ?i problema dar nei?spr?sta.
Galimi vidutiniai t?km?s grei?iai ir dugno grei?iai netur?t? vir?yti tam tikr? rib?, priklausomai nuo dirvo?emio atsparumo erozijai. Kanalu plaukiantiems laivams daugiau nei 1,5 m/sek vidutinis srov?s greitis nebepriimtinas.
Kanal? gylis turi b?ti 0,5 m didesnis u? laiv? grimzl?, o plotis turi b?ti ne ma?esnis kaip dviej? laiv? +6 m.
Up?s kaip gamtos i?teklius. Up?s – vienas svarbiausi? vandens i?tekli?, kur? ?mon?s ilg? laik? naudojo ?vairiems tikslams.
Laivyba buvo ta pramon? nacionalin? ekonomika, kuriai pirmiausia reik?jo tirti upes. Upi? sujungimas su kanalais leid?ia sukurti kompleks? transporto sistemos. Upi? mar?rut? ilgis Rusijoje ?iuo metu vir?ija ilg? gele?inkeliai. Up?s nuo seno buvo naudojamos plaukiojimui medine plaustais. Upi? svarba vandens tiekimui gyventojams (geriamiesiems ir buitiniams), pramonei, ?em?s ?kis. Visi stovi prie upi? didieji miestai. Gyventojai ir miesto ekonomika suvartoja daug vandens (vidutini?kai 60 litr? per dien? vienam ?mogui). Bet koks pramoninis gaminys neapsieina be negr??tamo tam tikro vandens kiekio suvartojimo. Pavyzd?iui, 1 tonai ketaus pagaminti reikia 2,4 m3 vandens, 1 tonai popieriaus pagaminti - 10,5 m3 vandens, 1 g audinio pagaminti i? kai kuri? polimerini? sintetini? med?iag? - daugiau nei 3000 m3 vandens. Vidutini?kai vienam gyvuliui per dien? reikia 40 litr? vandens. Upi? ?uv? i?tekliai visada buvo labai svarb?s. J? naudojimas prisid?jo prie gyvenvie?i? atsiradimo prie krant?. ?iuo metu up?s, kaip vertingo ir maistingo produkto – ?uvies – ?altinis yra nepakankamai i?naudojamos; daug didesn? vert? turi j?rin? ?vejyb?. Rusijoje daug d?mesio skiriama ?uvininkyst?s organizavimui kuriant dirbtinius rezervuarus (tvenkinius, rezervuarus).
Teritorijose su didelis skai?ius kar?tis ir atmosferos dr?gm?s tr?kumas, up?s vanduo dideli kiekiai tinka dr?kinimui (UAR, Indija, Rusija - Vidurin? Azija). Upi? energija vis da?niau naudojama. Bendri hidroenergijos i?tekliai ?em?je yra 3750 mln. kW, i? kuri? Azijai tenka 35,7%, Afrikai - 18,7%, ?iaur?s Amerikai - 18,7%. Piet? Amerika- 16,0%, Europa - 6,4%, Australija - 4,5%. Kiek ?ie i?tekliai naudojami skirtingos ?alys, skirtinguose ?emynuose labai skiriasi.
?iuo metu upi? naudojimo mastai yra labai dideli ir ateityje neabejotinai did?s. Taip yra d?l laipsni?ko gamybos ir kult?ros augimo ir nuolat did?jan?io poreikio pramonin?s gamybos vandenyje (tai ypa? pasakytina apie chemijos pramon?), did?jant vandens suvartojimui ?em?s ?kio reikm?ms (derliaus padid?jimas siejamas su vandens suvartojimo padid?jimu). Visa tai kelia klausim? ne tik d?l upi? i?tekli? apsaugos, bet ir d?l i?pl?stinio j? dauginimosi poreikio.
2.13. Nustatant metinio up?s debito skai?iuojam?sias hidrologines charakteristikas, laikomasi punktuose nustatyt? reikalavim?. 2,1 - 2,12.
2.14. Norint nustatyti vandens srauto pasiskirstym? per metus, esant hidrometriniams steb?jim? duomenims ma?iausiai 15 met?, priimtini ?ie metodai:
srauto pasiskirstymas pagal analogi?k? upi? duomenis;
sezon? i?d?stymo b?das.
2.15. Metinis debito pasiskirstymas tur?t? b?ti skai?iuojamas vandentvarkos metams, pradedant nuo didelio vandens sezono. Sezono ribos visiems metams priskiriamos vienodos, suapvalintos iki artimiausio m?nesio.
2.16. Metai skirstomi ? periodus ir sezonus, atsi?velgiant ? up?s re?imo tip? ir vyraujan?i? t?km?s naudojimo b?d?. Didelio vandens periodo trukm? tur?t? b?ti nustatyta taip, kad ? jo priimtas ribas b?t? ?trauktas potvynis visais metais. Met? laikotarpis ir sezonas, kai nat?ralus t?km? gali apriboti vandens suvartojim?, yra laikomi ribojimo periodu ir ribojimo sezonu. Ribojimo laikotarpis apima du gretimus sezonus, i? kuri? vienas yra nepalankiausias nuot?kio naudojimui (ribinis sezonas).
Up?ms su pavasario potvyniais ribinis laikotarpis yra du ?emo vandens sezonai: vasara - ruduo ir ?iema. Jei vyrauja vandens suvartojimas ?em?s ?kio reikm?ms, ribojantis sezonas tur?t? b?ti vasara – ruduo, o hidroenergetikos ir vandens tiekimo reikm?ms – ?iema.
2.17. Auk?takaln?ms up?ms su vasaros potvyniais, kuri? srautas daugiausia naudojamas dr?kinimui, ribinis laikotarpis yra ruduo – ?iema ir pavasaris, o ribinis sezonas yra pavasaris.
Projektuojant vandens pertekliaus nusausinim? kovojant su potvyniais arba nusausinant pelkes ir pelkes, ribiniu periodu imamas didelio vandens met? laikas (pavyzd?iui, pavasaris ir vasara – ruduo), o did?iausias vandens sezonas ( pavyzd?iui, pavasaris) laikomas ribojan?iu met? laiku.
Apskai?iuota tikimyb? vir?yti nuot?kio vert? metams, ribiniam sezonui ir laikotarpiui nustatoma pagal metini? vir?ijimo tikimybi? pasiskirstymo kreives (empirines arba analitines).
2.18. Konkre?i? steb?jimo met? nuot?kio pasiskirstymas per metus laikomas apskai?iuotu, jei ?i? met? ir ribinio laikotarpio bei sezono nuot?kio vir?ijimo tikimyb? yra artima viena kitai ir atitinka projekte nurodyt? metin? vir?ijimo tikimyb?. s?lygas.
2.19. Metinis nuot?kio pasiskirstymas, skai?iuojant kompozicijos metodu, nustatomas pagal met?, ribinio laikotarpio nuot?kio ir jo viduje ribinio sezono nuot?kio vir?ijimo tikimybi? lygyb?s s?lygas.
? ribin? laikotarp? ne?skai?iuoto sezono nuot?kio vert? nustatoma pagal met? nuot?kio ir ?io laikotarpio nuot?kio skirtum?, o ? ribin? laikotarp? ?traukto neribojamojo sezono nuot?kio vert? – pagal skirtum?. tarp ?io laikotarpio ir sezono nuot?kio.
2.20. Esant artimoms up?s t?km?s variacijos koeficient? ir asimetrijos vert?ms metams ir ribiniam laikotarpiui bei sezonui, apskai?iuotas metinis pasiskirstymas nustatomas kaip vis? met? vandens t?km?s pasiskirstymo pagal m?nesius (de?imtmetis) vidurkis. procentais nuo tiriamos up?s metinio vandens debito.
2.21. Jeigu per metus ?iek tiek pasikei?ia vandens suvartojimas, kalendorin? vandens debito pasiskirstym? pagal sezon? ir m?nes? leid?iama pakeisti met? paros vandens debito trukm?s kreive.
2.22. Jeigu vandens debitas kei?iasi veikiant ?kinei veiklai, j? b?tina privesti prie nat?ralios up?s vandens t?km?s pagal 1.6 punkto reikalavimus. Remiantis ?iais duomenimis, nustatomas numatomas up?s vandens t?km?s pasiskirstymas per metus ir atitinkamai kei?iami skai?iavimo rezultatai.
