Основные гидрологические характеристики реки

 

Одним из основных гидравлических элементов потока является расход воды. Для рек расход воды – важнейшая характеристика, определяющая другие ее параметры: уровень воды, скорость течения, уклон водной поверхности и др. На основании систематических определений расходов воды вычисляют величины средних: суточных расходов, максимальные и минимальные расходы, а также объемы стока реки за тот или иной интервал времени.

Расход воды (Q), м³/с – количество воды, проходящее через поперечное сечение реки за 1 секунду. Расход воды равен произведению площади водного сечения реки на среднюю для этого сечения скорость течения.

Объем стока (V), м³ или км³ – количество воды, проносимое рекой через ее поперечное сечение за больший промежуток времени (сутки, месяц, год).

 

V = Q_ср · t, (14)

 

где Q_ср – средний расход воды за рассматриваемый промежуток времени, м³/с;

t – количество секунд в этом промежутке (для года t = 31,54·10 с).

Для сравнения величины речного стока с атмосферными осадками или испарением, сток характеризуют высотой слоя воды.

Слой стока (у), мм – количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора, определяется по формуле

 

у = 10^{-6 M} · t, (15)

 

где M – модуль стока, л/(с · км²).

Модуль стока (М), л/(с · км²) – количество воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени, определяется по формуле

 

M = 10³ Q / F, (16)

где F – площадь водосбора, км².

Отношение слоя стока к слою выпавших на площадь бассейна осадков, обуславливающих возникновение данной величины стока, называется коэффициентом стока (a). Он показывает, какая часть осадков расходуется на образование стока:

 

a = у / x, (17)

 

где х – слой выпавших на площадь бассейна осадков, мм.

Коэффициент стока изменяется от 0 до 1.

Указанные характеристики нередко определяют понятие сток воды. Сток – это процесс стекания воды с водосборов вместе с содержащимися в ней веществами и теплом. Речной сток – важный элемент материкового звена глобального круговорота воды и веществ, а также главнейший фактор, определяющий взаимосвязь между объектами суши и гидросферы. Сток воды это одновременно и процесс стекания воды в речных системах и характеристика количества стекающей воды.

Характеристики стока являются временно связанными и могут быть пересчитаны одна в другую. Соотношения между основными характеристиками стока представлены в таблице 2.

 

Таблица 2. Соотношения между основными характеристиками стока

 

Характеристики стока	Q, м3/с	М, л/(с · км2)	у, мм	V, м3
Q, м3/с	–	10-3 МF	10-3 уFt-1	Vt-1
L, м	103QF-1	–	106 уt-1	103 VF-1t-1
у, мм	10-3 QF-1t	10-6 Мt	–	10-3 VF-1
V, м3	Qt	10-3 МFt	10-3 уF	–

 

Годовой сток подсчитывается в умеренном климате не за календарный год, а за гидрологический, начинающийся осенью (1 октября или 1 ноября), когда запасы влаги в речных бассейнах, переходящие из одного года в другой, малы. При подсчете за календарный год сток и осадки не могут соответствовать друг другу, так как осадки, выпавшие в конце одного года, стекают весной следующего года.