Следует различать водосбор и бассейн реки. Водосбор реки – это часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание. поскольку питание рек может быть поверхностным и подземным, различают поверхностный и подземный водосборы, которые могут не совпадать. Бассейн реки- это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная орографическим водоразделом.
Обычно водосбор и бассейн реки совпадают. Однако нередки случаи и их несовпадения. Так, если в пределах речного бассейна, в состав водосбора реки не входит. Такие случаи весьма характерны для засушливых районов с плоским рельефом.
Несовпадение границ бассейна, выделяемых по орографическому водоразделу, и границ водосбора может быть и в тех случаях, когда границы поверхностного и подземного водосборов не совпадают, т.е. когда часть подземного стока либо поступает из-за пределов данного бассейна, либо уходит за его пределы.
Бассейны (водосборы) рек, впадающих в один и тот же приемный водоем (озеро, море, океан), объединяются соответственно в бассейны(водосборы) озер, морей, океанов. Выделяют главный водораздел земного шара, который разделяет бассейны рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны, с одной стороны, и бассейны рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны - с другой. Кроме того, выделяют бессточные области земного шара, откуда находящиеся там реки не доносят воду до Мирового океана. К таким бессточным областям относятся, например, бассейны Каспийского и Аральского морей, включающие бассейны Волги, Урала, Терека, Куры, Амударьи, Сырдарьи.
Основными морфометрическими характеристиками речного бассейна служат : площадь бассейна F; длина бассейна Lб, обычно определяемая как прямая, соединяющая устье реки и точку на водоразделе, прилегающую к истоку реки; максимальная ширина бассейна Вбmax, которая определяется по прямой, нормальной к длине бассейна в наиболее широкой части; средняя ширина бассейна Вбср, вычисляемая по формуле: Вбср = F/ Lб
Длина водораздельной линии Lвдр.
Важной характеристикой бассейна служит распределение площади бассейна по высотам местности, представленное гипсографической кривой, показывающей, какая часть площади бассейна(в км2 или %) расположена выше любой заданной отметки местности.
С помощью гипсографической кривой можно рассчитать такую важную характеристику, как средняя высота бассейна . Для этого площадь фигуры F^, ограниченной гипсографической кривой и осями координат, делят на площадь бассейна F. Среднюю высоту бассейна можно определить и без гипсографической прямой по формуле: Hср=1/F (знак суммы n по i=1)Hi *fi,
Где Hi – средняя высота любых любых высотных интервалов в пределах бассейна, вычисляемая как среднее из отметок горизонталей(изогипс), ограничивающих эти интервалы; fi – площадь части бассейна между горизонталями; F – полная площадь бассейна; n – число высотных интервалов. Средний уклон поверхности бассейна определяют по формуле: iср = дельта H/F(знак суммы n-1 по i=1) *Li, где Li –длины горизонталей; дельта H – разность отметок смежных горизонталей(сечение рельефа); F – полная площадь бассейна; n – число высотных интервалов.
22. Река и речная сеть. Долина и русло реки. Совокупность водотоков (рек, ручьев, временных водотоков, каналов), водоемов (озер, водохранилищ) и особых водных объектов (болот, ледников) в пределах речного бассейна составляет гидрографическую сеть бассейна . Совокупность естественных и искусственных водотоков называют русловой сетью . Частью гидрографической (и русловой) сети является речная сеть. Речную систему составляют главная река, впадающая в приемный водоем (океан, море, бессточное озеро), и все впадающие в нее притоки различного порядка. В качестве главной реки в разных случаях считают либо наиболее длинную реку в бассейне (Волга длиннее более полноводного притока Камы), либо наиболее многоводную реку (Миссисипи при слиянии с более длинной Миссури).
Длина реки L - это расстояние вдоль русла между истоком и устьем реки..Длины рек обычно определяют по крупномасштабным картам или аэрофотоснимкам (расстояния измеряют по геометрической оси русла или фарватеру).
Исток - это место начала реки (выход из озера, болота, ледника, родника и т. д.). Если река начинается в гористой местности там, где подземные воды выходят из-под скопления обломочного материала (осыпи), то это место и считают истоком. Откуда бы река ни вытекала, ее исток не может находиться на самом орографическом водоразделе. Устье реки -это место впадения реки в море, озеро, другую реку. Иногда река заканчивается там, где прекращается речной сток из-за потерь на испарение и инфильтрацию или в результате полного разбора воды на орошение. Такое место иногда называют слепым устьем . Отношение длины участка реки Li, к длине прямой li, соединяющей концы этого участка, называется коэффициентом извилистости реки на данном участке: Kизвi=Li/li .
Коэффициент извилистости на отдельных участках рек изменяется от 1 до 2-3, а иногда и больше. Поскольку на отдельных участках извилистость реки разная, общий коэффициент извилистости реки определяют по формуле
Σизв.общ.=ΣLi/ Σli=L/ Σli
Сумма длин всех рек в пределах бассейна или какой-либо территории дает протяженность речной сети ΣLi,. Отношение протяженности речной сети к площади бассейна характеризует густоту речной сети бассейна или территории :
имеющую размерность км/км 2 . Здесь f- площадь рассматриваемой территории. Густота речной сети в пределах равнинных территорий Европейской части России в целом уменьшается с севера на юг. Речная сеть по характеру рисунка может быть древовидной (или центрической), прямоугольной, центростремительной и др.
Речная сеть - это сложный результат тектонических и эрозионно-аккумулятивных процессов, движения ледников, крупномасштабных колебаний уровня океана и морей и т. д.
Долина и русло реки. Речные долины по происхождению могут быть тектоническими, ледниковыми и эрозионными.
По форме поперечного профиля речные долины подразделяют на теснины, ущелья, каньоны, V-образные, трапецеидальные, ящикообразные, корытообразные и др. В поперечном профиле долины (рис. 6.3, а)
выделяют склоны долины (вместе с уступом долины и надпойменными террасами) и дно долины. В пределах дна (ложа) долины находятся русло реки (наиболее низкая часть долины, занятая водным потоком в межень) и пойма (заливаемая водами половодья или значительных паводков часть речной долины).
Русла рек по форме в плане подразделяются на прямолинейные, извилистые (меандрирующие), разделенные на рукава, разбросанные (блуждающие) (рис. 6.4).
Основные морфологические элементы русла следующие: излучины (меандры), затопляемые подвижные повышения дна - осередки и более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью острова, глубокие и мелкие участки русла - плесы и перекаты, донные гряды различного размера.
Полоса в русле реки с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером. Иногда помимо фарватера выделяют линию наибольших глубин. Линии на дне речного русла, соединяющие точки с одинаковыми глубинами, называют изобатами.
Основными морфометрическими характеристиками речного русла (см. рис. 6.3, б) являются площадь поперечного сечения со, ширина русла В между урезами русла при заданном его наполнении, максимальная глубина русла h max . Среднюю глубину русла h cp в данном поперечном сечении вычисляют по формуле
h cp =Ѡ/В
Для большинства речных русел выполняется приближенное соотношение h cp ~ 2/3hmax В извилистом русле максимальная глубина обычно смещена к вогнутому берегу.
В гидравлических расчетах часто используют еще две характеристики русла реки - длину смоченного периметра р (см. рис. 6.3, б) и гидравлический радиус R, равный
R =Ѡ/р
Смоченный периметр - это длина подводного контура поперечного сечения речного русла, т. е. линия контакта воды с ограничивающими ее твердыми поверхностями - с дном и берегами, а зимой также и с ледяным покровом. Максимальная ширина русла на реках может достигать десятков километров (р. Амазонка), а максимальная глубина - 100-110 м (низовья Енисея). Здесь не учитываются те случаи, когда море затопило древние русла или каньоны (устья Конго, Св. Лаврентия) и когда глубины достигают 300-400 м.
23. Питание рек. Классификация рек по видам питания (классификация Львовича). Расчленение гидрографа реки по видам питания. Выделяют четыре вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Дождевое питание. Каждый дождь характеризуется слоем выпавших осадков (мм), продолжительностью (мин, ч, сут), интенсивностью выпадения (мм/мин, мм/ч) и площадью распространения (км 2). В зависимости от этих характеристик дожди можно, например, подразделить на ливнии обложные дожди. Чем меньше влажность воздуха и суше почва в период выпадения дождя, тем больше затраты воды на испарение и инфильтрацию и тем меньше величина дождевого стока. Наоборот, дожди, выпадающие на влажную почву при пониженной температуре воздуха, дают большую величину дождевого стока. Таким образом, один и тот же дождь в зависимости от состояния подстилающей поверхности и влажности воздуха может быть в одних случаях стокообразующим, а в других - почти не давать стока.
Снеговое питание. В умеренных широтах основным источником питания рек служит вода, накапливающаяся в снежном покрове. Снег в зависимости от толщины снежного покрова и плотности может при таянии дать разный слой воды. Запасы воды в снежном покрове распределяются по площади бассейна обычно неравномерно - в зависимости от высоты местности, экспозиции склонов, неровностей рельефа, влияния растительного покрова и т. д. Следует различать процессы снеготаяния и водоотдачи снежного покрова, т. е. поступления не удерживаемой снегом воды на поверхность почвы. Весеннее снеготаяние подразделяют на три периода: 1) начальный период (снег залегает сплошным покровом, таяние замедленное, водоотдачи снежного покрова практически нет, сток еще не формируется); 2) период схода основной массы снега (начинается интенсивная водоотдача, возникают проталины, быстро нарастает величина стока); 3) период окончания таяния (стаивают оставшиеся запасы снега). Территорию, где происходит в данный момент таяние снега, называют зоной одновременного снеготаяния. Эта зона ограничена фронтом таяния (линией, отделяющей зону таяния от области, где таяние снега еще не началось) и тылом таяния (линией, отделяющей зону таяния от области, где снег уже сошел). Важной характеристикой снеготаяния служит его интенсивность. Она определяется характером изменения температуры воздуха в весенний период («дружностью весны») и особенностями подстилающей поверхности.
Расчет таяния снега и оценку его роли в формировании стока проводят различными способами. Простейшие из них основаны на данных об изменении температуры воздуха как главной причины снеготаяния. Так, нередко используют эмпирическую формулу вида: h=α ΣТ
где h - слой талой воды (мм) за интервал времени Δ t; ΣТ- сумма положительных средних суточных температур воздуха за тот же интервал времени, а - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом стаивания (это слой талой воды, приходящийся на один градус положительной средней суточной температуры воздуха). Подземное питание рек. Оно определяется характером взаимодействия подземных (грунтовых) и речных вод. Реки получают подземное питание в течение всего года, кроме пика половодья. Ледниковое питание. Это питание имеют лишь реки, вытекающие из районов с высокогорными ледниками и снежниками. Классификация рек по видам питания. Известный русский климатолог А. И. Воейков был первым, предложившим классификацию рек земного шара по видам питания.
В настоящее время более распространена классификация рек по источникам, или видам питания, М. И. Львовича. Для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации. Если один из видов питания дает более 80 % годового стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания (другие виды питания не учитываются). Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80 % стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания учитываются лишь, если на их долю приходится больше 10 % годового стока). Если же ни один из видов питания не дает больше 50 % годового стока, то такое питание называют смешанным. Указанные диапазоны градаций (80 и 50 %) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25 %.
Гидрограф -график колебания расхода воды в течение года. графика у меня нет!
24. Водный баланс бассейна реки. С учетом общих положений о водном балансе участка суши и результатов рассмотрения водного баланса различных вертикальных зон в речном бассейне уравнение водного баланса бассейна реки для интервала времени At в наиболее общем виде представим следующим образом (рис. 6.6):
X+y1+w1+z1=y2+w2+z2± Δu
Здесь х - жидкие (дождь) и твердые (снег) осадки на поверхность речного бассейна; у 1 - поверхностный приток из-за пределов бассейна (при правильно проведенной водораздельной линии такой приток может быть лишь искусственным - с помощью пересекающих водораздел трубопроводов, каналов, часто с системой подпорных сооружений, насосных станций и т. д.); w1 - подземный приток из-за пределов бассейна. Z1- конден-
сания водяного пара, У2 ~ поверхностный отток за пределы бассейна (он может быть представлен прежде всего стоком самой реки у" 2 , а также искусственным оттоком у", осуществляемым через водораздел с помощью гидротехнических сооружений); w 2 - подземный отток за пределы бассейна, Z2 - испарение с поверхности бассейна, складывающееся из суммарного испарения, а также испарения с поверхностей, покрытых водой или снегом и льдом, ± Δи - изменение запасов воды в бассейне (руслах рек, водоемах, почве, водоносных горизонтах, снежном покрове и т. д.) за интервал времени Δ t (с плюсом - при увеличении запасов воды, с минусом-при их уменьшении). Атмосферные осадки, подземный приток и искусственный поверхностный приток из-за пределов бассейна составляют приходную часть уравнения водного баланса; поверхностный и подземный стоки за пределы бассейна и испарение объединяются в расходную часть уравнения водного баланса.
Единицами измерения составляющих уравнения водного баланса речного бассейна обычно служат либо величины слоя (мм), либо объемные величины (м 3 , км 3), отнесенные к какому-либо интервалу времени (месяц, сезон, год). Во многих случаях возможны некоторые упрощения уравнения водного баланса.
В таких случаях и при отсутствии искусственного перераспределения стока между смежными бассейнами уравнение водного баланса примет вид: x=y+z± Δu. Уравнение широко используют в гидрологии для анализа водного баланса речных бассейнов для отдельных месяцев, сезонов, лет.
Водосборный бассейн, или водосбор - часть земной поверхности, включая толщу почвогрунтов, с которой река или речная сеть получает водное питание. Водосборная территория генетически определяет количество и качество стока, закладывая тем самым основные параметры природных водных ресурсов.
Бассейн каждой реки имеет поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которой вода стекает в речную сеть. Подземный водосбор - это часть толщи почвогрунтов, из которых вода подземным путем поступает в речную сеть. Поверхностный водосбор может не совпадать с подземным.
Река, впадающая непосредственно в море или в бессточное озеро, называется главной; реки, впадающие в главную - это притоки первого порядка, далее идут притоки второго порядка, третьего и т.п. Совокупность главной реки со всеми притоками образует речную систему. Отношение суммарной длины всех рек бассейна (или другой территории) к площади характеризует густоту речной сети.
На территории России расположены полностью или частично 8 из 50 крупнейших мировых бассейнов рек: бассейны рек Обь, Енисей, Лена, Амур, Волга, Днепр, Дон, Урал.
Самой крупной площадью бассейна обладает река Обь - 2990 тыс. км2; длина реки 3650 км (от истока реки Катунь - 4338 км, от истока реки Иртыш - 5410 км).
В бассейне реки Енисей (площадь бассейна 2580 тыс. км2, длина реки - 3487 км; длина от истоков реки Малый Енисей - 4102 км) расположено уникальное , которое совместно с прилегающими территориями, в том числе и заповедными, относится к объектам Всемирного природного наследия.
Площадь бассейна реки Лена составляет 2490 тыс. км2. Река, длиной 4400 км, берет начало на склонах Байкальского хребта, впадает в , образуя большую (около 30 тыс. км2) дельту.
Большая часть бассейна реки Амур находится на территории России. Амур - одна из крупнейших рек Дальневосточного региона (длина 2824 км; от истока реки Аргунь - 4440 км; площадь бассейна 1855 км2). Серьезной проблемой реки является интенсивное освоение правобережья реки со стороны КНР, в связи с чем в последнее десятилетие резко возросла нагрузка на экосистемы бассейна. Расточительное использование природных ресурсов, при существенном отличии китайских экологических нормативов от российских стандартов, ведет к изменению природоресурсного потенциала, в частности, к ухудшению состояния ценных видов промысловых рыб, нарушению сезонных путей миграции копытных животных и охраняемых видов водоплавающих птиц, к изменению фарватера реки в результате неконтролируемых землеройных работ в водоохранной зоне, загрязнению ее вредными веществами.
Площадь водосборного бассейна реки Волга - крупнейшего в Европе- составляет 1360 тыс. км2, то есть 62,2 % Европейской части России, 8 % площади России, почти 13 % территории Европы. Непосредственно в Волгу (длина 3530 км) впадает 2600 рек, а всего в бассейне насчитывается более 150 тыс. водотоков длиной более 10 км. Крупнейшими ее притоками являются реки Ока и Кама. Площадь водосборов малых рек составляет 45 % общей площади бассейна.
Протекающие по поверхности суши реки играют очень важную роль в поддержании баланса влажности планеты. Вся вода, которая выпадает в виде осадков и не успевает испаряться с поверхности грунта, постепенно стекает с гор и возвышенностей на более низкие участки и, повинуясь закону всемирного тяготения, находит себе дорогу в море.
Маленькие ручейки, соединяясь, образуют речушки, те, в свою очередь, впадают в более крупные реки. Практически вся поверхность суши покрыта сетью рек – в одних регионах эта сеть сплетается гуще, в других реже, но местностей, где рек вообще нет, не так уж много, и все они являются пустынями.
Что такое бассейн реки?
При взгляде на карту каждая река со своими притоками напоминает схему кровеносных вен, которые начинаются с тоненьких, почти невидимых капилляров и постепенно сливаются в мощные сосуды с активным кровотоком. Крупные реки неспешно текут по промытым за тысячелетия руслам, по пути вбирая в себя крупные и мелкие притоки. Территорию, охватывающую течение реки от истока до устья, а также все ее притоки, принято называть бассейном этой реки.
Другое название этой системы – водосбор. Он состоит из поверхностной части, собирающей влагу, которая находится на поверхности, и подземной части, где формируются подпитывающие реку подземные источники.
Реальную площадь подземного водосбора определить довольно трудно, поэтому бассейн реки всегда ограничивается площадью поверхностного водосбора.
Бассейны рек могут быть:
— сточными – у рек, впадающих в море, соединенное с Мировым океаном;
— бессточными – у рек, течение которых лежит внутри материка, впадающих в водоем, не соединенный с морем или океаном.
Площадь бассейна большой реки состоит из суммы площадей бассейнов ее притоков.
Водораздел
Поскольку каждая река течет только сверху вниз и никогда – наоборот, все, даже самые маленькие реки и ручьи берут начало на возвышенностях. Наиболее высокие хребты являются линией водораздела для бассейнов крупных рек: с одной стороны водораздела все реки и ручьи подпитывают одну реку, с другой стороны – другую реку.
Чем выше водораздел, тем более бурными и стремительными становится течение рек и ручьев, которые стекают с хребта. Если же река берет начало на небольшой возвышенности и протекает по равнине, ее течение является плавным, медленным и спокойным.
Фактически водоразделы очерчивают границы бассейна каждой реки, физически разделяя питающие речушки и ручьи. На подземный водосбор они влияют гораздо меньше, чем на поверхностный, особенно для рек, протекающих в равнинных районах. Иногда случается, что наружные источники питают одну реку, а подземные – другую.
Речной сток
Стоком реки называют массу воды, которая перемещается по руслу реки. Для каждой из водных артерий он имеет свои характеристики – скорость течения, расход воды, годовой сток и др.
Примечательно, что сток носит сезонный характер: во время дождей и паводков он увеличивается, в засушливые периоды уменьшается. Нередко колебания достигают весьма существенных величин.
Огромное влияние на речной сток оказывает не только , но и испарение: чем оно больше, тем более зависима величина стока от климатических и погодных факторов. Не менее важен тип рельефа и состав пород, образующих речное дно.
Мощные пласты песка или глубокие трещины в горной породе служат своеобразными аккумуляторами воды, снижающими зависимость реки от температуры воздуха. Чем больше угол уклона русла, тем обильнее сток: у неширокой горной речки сток может быть больше, чем у более широкой, но спокойной равнинной реки.
Самые крупные реки мира
Если составить рейтинг рек по длине, площади бассейна и величине стока, окажется, что самой мощной и обильной рекой в мире является южноамериканская Амазонка: площадь ее бассейна составляет 7190 тысяч кв. км, а годовой сток – 6900 куб. км. Единственный показатель, по которому Амазонка находится не на первом месте, а на втором – это ее длина, которая составляет 6437 километров.
Первенство по длине много веков удерживает Нил, русло которого насчитывает 6671 км. Его бассейн составляет 2870 кв. км и находится на пятом месте среди крупнейших речных бассейнов, а величина стока равна всего 80 куб. км – по этому показателю Нил не входит даже в первую десятку самых полноводных рек, занимая в этом списке 26-е место.
В России самыми длинными реками являются Обь (5400 км), Амур (4439 км) и Лена (4400 км). Наибольшая площадь бассейна тоже у Оби (2990 кв. км), за ней следует Енисей (2580 кв. км) и Лена (2490 кв. км). Наибольшей в России величиной годового стока обладает Енисей (624 куб. км), на втором месте находится Лена (536 куб. км). Все эти реки входят в первую десятку крупнейших в мире водных артерий.
Высота сечения рельефа 1 м
Рис. 41. План участка затопления при строительстве плотины
В этом случае поступают следующим образом. Одним из способов определяют площадь контура, образованного горизонталью и линией створа, на которую опираются концы этой горизонтали, например, горизонталью abcd и линией АВ (см. рис.41). Затем определяют площадь контура, образованного следующей горизонталью и той же линией створа, например, горизонталью a / b / c / d / и линией АВ. Здесь первый результат будет площадью верхнего основания усечённого конуса, а второй результат – площадью нижнего основания этого конуса. Высота же данного усеченного конуса, как и всех последующих, будет равна высоте сечения рельефа (h c). Отсюда по формуле (54) определяют объём затопления одного из слоёв водохранилища. Аналогично поступают с определением объёма затопления следующего слоя водохранилища. При этом следует отметить, что площадь контура, образованного горизонталью и линией створа, в одном случае является площадью верхнего основания усечённого конуса, а для следующего слоя является площадью нижнего основания, но другого конуса. Например, на рис. 41 площадь контура, образованного горизонталью a / b / c / d / , будет площадью нижнего основания верхнего слоя и площадью верхнего основания следующего слоя. Общий объём водохранилища будет равен сумме объёмов всех усечённых призм, определённых по формуле (54).
(ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ)
Водосборной площадью (бассейном) называется часть земной поверхности, расположенной выше створа проектируемого сооружения, с которой вода по условиям рельефа должна стекать в данный водоток (река, ручей) или суходол (овраг, балка) до проектируемого створа моста или плотины. Границами водосборной площади служат водораздельные линии и точки хребтов, гор и перевалов на седловинах (рис. 42).
Для проведения границы водосборной площади необходимо от точки водотока (С) в створе проектируемого сооружения подняться на водораздельные линии в ту и другую стороны от тальвега (водосливной линии) и найти водораздельные точки А и В (см. рис. 42).
Затем от этих точек провести кривую, нормальную к горизонталям, перемещаясь с двух концов створа проектируемого сооружения вверх по водоразделу; эта кривая должна замкнуться, но не обязательно на данном листе карты.
Площадь этого водосборного бассейна может быть получена на карте различными способами.
| |
|
|
Рис.42. Схема границы водосборного бассейна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Правильное усвоение материалов учебного пособия позволит студентам в дальнейшем грамотно подходить к решению многих инженерно-геодезических задач и не только на стадии проектно-изыскательских работ, но и в процессе перенесения проекта в натуру, а также выполнять различные планировочные работы на строительных площадках, например, грамотно выполнять вертикальную планировку их с учётом баланса земляных работ.
Поэтому при изложении материала ставилась основная цель: научить студентов грамотно обращаться с картой. В пособии даны общие понятия карты и плана и различия между ними, а также топографических планов и карт, масштабов и их точности; понятия о номенклатуре карт и планов и увязки её с масштабом данной карты или плана; о зарамочном оформлении карт и умении пользования её данными; о системах координат на картах и планах; рассмотрены способы изображения ситуации и рельефа местности на топографических картах, особое внимание уделено методу изображения рельефа на них.
Усвоение материала позволит студентам не только грамотно обращаться с топографическими материалами как основой всех проектно-изыскательских работ при строительстве инженерных сооружений, но и приобрести навыки в решении различного рода инженерно-геодезических задач – определять координаты и отметки различных точек, уклоны линий, строить профили, ориентировать проектные линии.
ЛИТЕРАТУРА
Фёдоров В.И. Инженерная геодезия: учебник для вузов. 2-е изд.,перераб. и доп./ В.И.Федоров, П.И. Шилов. М.: Недра, 1982, 357 с.
Инженерная геодезия: изд. 2-е, перераб. и доп./ П.С. Закатов, Г.В. Багратуни, В.А. Величко и др. М.: Недра, 1976, 583 с.
Куштин И.Ф. Инженерная геодезия: учебник/ И.Ф. Куштин. Ростов н/Д.: изд. Феникс, 2002, 416 с.
Сироткин М.П. Справочник по геодезии для строителей: изд. 3-е, перераб. и доп./ М.П. Сироткин. М.: Недра, 1975, 376 с.
Справочник геодезиста: в 2-х кн. Кн.1 – 3-изд., перераб. и доп./под ред. В.Д.Большакова и Г.П.Левчука. М.: Недра, 1985, 455 с.
Введение………………………………………………………………………...3
I. Понятие о планете Земля и её картографии…...………………..………….4
1. Понятие о фигуре и размерах Земли и применяющихся
в геодезии системах координат……………………………………..…..4
1.1. Форма и размеры Земли ………………..……………...………....4 1.2. Влияние кривизны Земли на измерение горизонтальных и вертикальных расстояний……………………………………….....7
1.3. Основные системы координат…....…………………………….. . 9
1.3.1. Система геодезических координат…...………………..….10
1.3.2. Система астрономических координат...……………..……11
1.3.3.Пространственная прямоугольная система координат…..11
1.3.4. Зональная прямоугольная система координат….………..13 2. Ориентирование линий……………………………………………...…16
2.1.Понятие истинного азимута и румба. Дирекционные углы
и их румбы …………………...……………………………………17 2.2.Понятие магнитного азимута и его румба. Зависимость
между азимутами и дирекционным углом…..………..…………..21
3. Топографические карты и планы……………………….……………..22
3.1.План и карта. Профиль…………..………………………………...22
3.2.Масштабы. Точность масштабов………………………………….23
3.3.Номенклатура топографических карт и планов………… …….. 27
3.4.Условные знаки топографических карт….…………...… ……….34
3.4.1. Изображение ситуации (контуров) на топографических
картах и планах ……………………………………………...34
3.4.2. Изображение рельефа на топографических картах
и планах ……………………………………………………..36
3.4.2.1. Изображение горизонталями основных форм рельефа……………………………………………….39
3.4.2.2. Определение отметок точек по горизон-
талям и уклонов линий……………….…………..42
3.4.2.3. Определение крутизны ската. Масштабы
(графики) заложений..…………...………………...44
3.4.2.4. Проведение на картах и планах линий задан-
ого уклона……………………...………….............47
3.4.2.5. Построение профилей местности по топогра- фическим картам и планам..……………..50 Вопросы для самопроверки……………………..………………...….51
II. Решение задач по топографическим картам и планам...………………..53
4. Определение координат точек………………………………......... 53 4.1.Определение географических координат……. .…………………53
4.2. Определение прямоугольных координат в проекции
Гаусса-Крюгера………………..………………………………….55
5. Линейные измерения….………………………………………………..57
6. Определение высот (отметок) точек…………………………………..59 6.1. Определение отметок горизонталей………..……………………59 6.2. Определение отметок точек………………………………………59
7. Определение уклонов линий и крутизны скатов…………………….60
8. Трассирование линий заданного уклона……………………………...62
9. Ориентирование линий………………………………………………...62
9.1. Измерение истинных азимутов и румбов……….……………….63
9.2.Измерение дирекционных углов и румбов………………………64
9.3.Вычисление магнитных азимутов и румбов……………………. 65
10. Построение профилей местности по горизонталям……………….…68
11. Определение площадей по топографическим картам и планам…….68
11.1. Определение площадей аналитическим способом……………..69
11.2. Определение площадей графоаналитическим способом………70
11.3. Определение площадей механическим способом……………....71
12. Вычисление объёмов земляных масс и водохранилищ……………....75
13. Определение границ бассейна (водосборной площади)………….79 Заключение………………………………………………………………….. 81
Литература…………………………………………………………………….81
Учебное издание
НОВИКОВ Валентин Иванович
РАССАДА Андрей Борисович
Водосборный бассейн, принадлежащий Балтийской водной системе, расположен в умеренном климатическом поясе, лесной области, западной подобласти. Под воздействием морских атлантических и континентальных воздушных масс умеренных широт, частых вторжений арктического воздуха и активной циклонической деятельности формируется климат, основными особенностями которого являются высокая воздуха, умеренно теплое и влажное лето и довольно продолжительная умеренно холодная зима с частыми оттепелями. Циркуляция атмосферы в основном определяет формирование климата в холодный период, когда регион испытывает наибольшее влияние Атлантики. С атлантическими циклонами поступает значительное количество тепла, за счет которого зима смягчается, а осень оказывается теплее весны. Весной и летом циклоническая деятельность существенно ослабевает, в связи с чем повышается климатообразующая роль радиационных факторов.
Разнообразие синоптических процессов и частая смена воздушных масс являются причиной больших междусуточных колебаний метеорологических параметров. Перепады температуры воз духа, обусловленные сменой воздушных масс, могут значительно превышать амплитуду суточных колебаний и нередко достигают ± 20° и более.
Гидрологический режим основных водотоков
Реки рассматриваемого района имеют смешанное питание с преобладанием снегового. Помимо талых вод, в питании рек участвуют дождевые и подземные воды. В годовом ходе уровня воды выделяются весеннее половодье, летняя межень, осенний паводок и зимняя межень.
Подъем весеннего половодья обычно начинается во второй декаде апреля, ранняя дата – вторая половина марта – начало апреля, поздняя – конец апреля – первые числа мая. Наивысшие уровни воды весеннего половодья, они же и максимальные годовые, обычно наблюдаются в конце апреля – начале мая. Продолжительность половодья 1-1.5 месяца, на реках зарегулированных озерами до 1.5-2 месяцев.
Летне-осенняя межень обычно устанавливается в конце мая – первой половине июня. Продолжительность её от 60 до 120 дней. Летняя межень прерывается 1-3 дождевыми паводками высотой до 0.5-1 м. Летний минимум наблюдается в июле, реже в августе – сентябре. На реках зарегулированных озерами межень высокая.
Зимняя межень устанавливается в конце ноября – середине декабря и заканчивается с началом весеннего половодья. В мягкие зимы бывают подъемы уровня воды до 0.5-0.8 м, вызванные сильными оттепелями. Зимний минимум наблюдается обычно в феврале – марте.
Основной сток рек района проходит в период весеннего половодья, доля которого составляют около 39-41 % объема годового стока. Наибольший месячный сток наблюдается весной (в апреле), наименьший летом (в июле).
Средний годовой слой стока рек данного района колеблется 250 мм до 350 мм. Внутри годовой ход стока воды характеризуется высоким весенним половодьем, низкой летне-осенней меженью. На рисунке 1.1 представлено внутригодовое распределение стока рек данной территории. Озера, расположенные в бассейнах этих рек, перераспределяют сток, уменьшая максимальные расходы и объемы стока весеннего половодья и увеличивая минимальные расходы и сток маловодных сезонов. Сток половодья рек с высоким процентом озерности, как правило, меньше стока рек с отсутствием озер на водосборах.
Рисунок 1.1 Среднемноголетнее внутригодовое распределение стока рек бассейна
Весеннее половодье на рассматриваемой территории начинается практически одновременно – в первой декаде апреля. В отдельные годы в зависимости от характера весны сроки начала половодья могут значительно отклоняться от средних многолетних. Как правило, подъем весеннего половодья начинается за 8-12 дней до вскрытия рек. Средняя продолжительность подъема половодья составляет для средних рек 10-20 дней. В зависимости от характера весны продолжительность подъема весеннего половодья может изменяться от 5 до 52 дней. Средняя дата наступления пика весеннего половодья – 20-25 апреля. В основном для рассматриваемой территории характерна одна волна половодья с одновершинной формой гидрографа.
Дождевые паводки на реках рассматриваемого района в теплый период года наблюдаются ежегодно. Количество их в год колеблется от 1-2 до 3-4, а в отдельные годы до 5-6. Иногда, при наличии значительных оттепелей паводки бывают и в холодный период года. Наиболее дождливыми месяцами являются август – октябрь. По величине максимальных расходов воды и слою стока, дождевые паводки значительно меньше снеговых.
Наличие водопроницаемых почво-грунтов в пределах водосборов, расчлененность рельефа и уклоны земной поверхности оказывают существенное влияние на зарегулированность стока. Песчаные и супесчаные почво-грунты, отличаются повышенной фильтрационной способностью, благоприятствуют просачиванию атмосферных осадков и пополнению запасов грунтовых вод. Это относится к рекам р. Черной – р. п. Дибуны, Нижняя – пос. Ильичево.
Водохозяйственное районирование бассейна
Водохозяйственное районирование бассейна Балтийского моря и, в частности, бассейна рек и озер бассейна Финского залива (от границы Российской Федерации с Финляндией до северной границы бассейна реки Нева) было выполнено ранее Центром Регистра и Кадастра МПР РФ в соответствии с (Методикой водохозяйственного районирования…, 2007), постановлением Правительства РФ от 01.01.2001 г. № 000 "О гидрографическом и водохозяйственном районировании территории Российской Федерации и утверждении границ бассейновых округов", приказом МПР России от 01.01.2001 г. № 000 "Об утверждении границ бассейновых округов" и утверждено приказом Росводресурсов от 01.01.01 г. № 000.
В соответствии с этим районированием, рассматриваемый бассейн относится к Балтийскому бассейновому округу, к гидрографической единице 01.04.03 – Нева и реки бассейна Ладожского озера (без 01.04.01 и 01.04.02, российская часть бассейнов) и включает в себя один водохозяйственный участок (ВХУ) 01.04.03.005 – реки и озера бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева.
В настоящей работе было выполнено более детальное водохозяйственное районирование рассматриваемой территории. Для сохранения преемственности кодирования водохозяйственных участков предложено следующее:
- сохранить код ВХУ 01.04.03.005 (реки и озера басейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева), утвержденных приказом Росводресурсов от 01.01.01 г. № 000; использовать термин «расчетный водохозяйственный подучасток» (далее – РВП) для участков, выделенных в настоящей работе; для идентификации РВП использовать пятый числовой код, записываемый через точку после кода ВХУ:
БО. РБ. ПБ. ВХУ. РВ,
где БО – код бассейнового округа (2-значный), РБ – код речного бассейна (2), ПБ – код под-бассейна (2), ВХУ – код водохозяйственного участка (3), РВ – порядковый номер РВП в пределах данного ВХУ (2-значный).
В итоге предлагаемое водохозяйственное районирование территории бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева содержит 5 РВП, каждый из которых объединяет по несколько озерно-речных систем, впадающих в Финский залив. Условными граничными расчетными створами выделенных РВП является береговая линия Финского залива.
На рисунке 1.2 приведена карта-схема водохозяйственного районирования территории бассейна рек и озер бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева. Перечень РВП с указанием их основных характеристик и принадлежности к утвержденному ВХУ приведен в таблице 1.1.
Рисунок 1.2 – Карта-схема водохозяйственного районирования бассейна рек и озер бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева
Таблица 1.1 - Водохозяйственное районирование территории бассейна рек и озер бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева
Код ВХУ (номер РВП) | Наименование водного объекта | Граничные створы | Место впадения реки | Площадь вод-ра, тыс. км2 | Площадь ВХУ (РВП), тыс. км2 | Субъекты РФ | Площадь РВП в пределах субъекта РФ, тыс. км2 |
||||
Наименова-ние | км от устья | Наименова-ние | км от устья |
||||||||
Реки и озера бассейна Финского залива от границы РФ с Финляндией до северной границы дельты р. Нева | Балтийское море | Санкт-Петербург | |||||||||
Реки и озера западного берега Выборгского залива |
|
