- •П.С. Лопух
- •Уводзіны
- •1.1. Вада як адзін з кампанентаў геаграфічнага асяроддзя
- •1.2. Дзяржаўны водны кадастр
- •1.3. Гідралогія, прадмет, яе задачы і сувязь з другімі навукамі
- •1.4. Метады вывучэння водных рэсурсаў
- •Глава 2. Фізічныя і хімічныя ўласцівасці прыродных вод
- •2.1. Фізічныя ўласцівасці вады
- •2.2. Хімічныя ўласцівасці
- •2.3. Распаўсюджванне святла і гуку ў вадзе
- •Глава 3 Рух вады ў прыродзе
- •3.1. Сцёк вады ў прыродзе як сусветны працэс
- •3.2. Унутрымацерыковы кругаварот вады
- •3.3. Вадаабмен вадаёмаў
- •Тыпізацыя вадаёмаў па вадаабмену (паволе б.Б.Багаслоўскага)
- •3.4. Механізм руху вады
- •4. Гідралогія рэк
- •4.1. Басэйн ракі і гідраграфічная сетка
- •4.1.1. Гідраграфічная сетка. Вадазбор. Тыпы рэк.
- •4.1.2. Фізіка-геаграфічныя характарыстыкі вадазбору
- •4.1.3. Гідраграфічныя характарыстыкі рачнога басейна
- •4.1.4. Марфаметрычныя характарыстыкі ракі
- •4.1.5. Гідраграфічныя характарыстыкі даліны ракі
- •4.1.6. Марфаметрычныя паказчыкі рэчышча
- •4.1.7. Паўздоўжны профіль рэк
- •4. 2. Хуткасць цячэння і расходы вады рэк, метады іх вызначэння
- •4. 2.1. Хуткасць цячэння і турбулентнае перамешванне вады
- •4.2.2. Размеркаванне хуткасцяў па вертыкалі і жывому сячэнню
- •4.2.3. Вымярэнне хуткасці вады з дапамогай гідраметрычнай вяртушкі. Характарыстыкі сцёку
- •4.2.3. 1. Рачны сцёк. Характарыстыкі сцёку
- •4.3.1. Характэрыстыкі сцёку
- •4.3.2. Водны баланс рачнога вадазбору
- •4.3.3. Расчляненне гідрографаў па тыпам жыўлення
- •4.3.4. Уплыў геаграфічных фактараў на сцёк
- •4.3.5. Размеркаванне сцёку па тэрыторыі
- •4.3.6. Унутрыгадавое размеркаванне сцёку
- •4.3.7. Рух вады ў рэках
- •4.4.1. Рух вады на прамых і закругленых адрэзках
- •4.4.2. Рух вады на прамых і закругленых адрэзках
- •4.4.3. Уплыў цэнтрабежных сіл і адхіляючай сілы кручэння Зямлі.
- •4.5. Работа і наносы рэк. Рэчышчавыя працэсы
- •4.5.2. Наносы рэк і іх характарыстыкі
- •4.5.3. Донныя наносы
- •4.5.4. Рэчышчавыя працэсы
- •4.6. Лядова-тэрмічны рэжым
- •4.6.1. Фактары, якія вызначаюць тэмпературу вады рэк
- •4.6.2. Змяненні тэмпературы вады па часу
- •4.6.3. Лядовы рэжым рэк
- •4.7. Асноўныя рысы гідрахімічнага і гідрабіялагічнага рэжыму рэк
- •4.7.1. Гідрахімічны сцёк
- •4.7.2. Гідрабіялагічны сцёк
- •5. Гідрологія падземных вод
- •5.1. Паходжанне падземных вод
- •5.2. Віды вады ў порах грунтоў і механізм яе руху
- •5.3. Умовы залягання падземных вод
- •5.4. Падземныя напорныя воды
- •5.5. Жыўленне і рэжым грунтовых вод
- •5.6. Узаемадзеянне грунтовых і паверхневых вод
- •5.7. Мінеральныя воды
- •5.8. Раяніраванне грунтовых вод
- •6. Гідралогія азёр
- •6.1. Агульная характарыстыка і гідралагічная роль азёр у прыродзе
- •6.2. Паходжанне азёрных катлавін
- •6.3. Марфалогія і эвалюцыя азёрных катлавін
- •6.4. Марфаметрычныя паказчыкі
- •6.5. Водны баланс
- •6.6. Ваганні ўзроўня вады
- •6.7. Лядовы і тэрмічны рэжым
- •6.8. Цячэнні
- •6.9. Ветравыя хвалі і сейшы
- •6.10. Перамешванне водных мас азёр
- •6.11. Гідрахімічныя асаблівасці
- •6.12. Біялагічныя асаблівасці
- •6.13. Азёрная седыментацыя і донныя адклады
4.5. Работа і наносы рэк. Рэчышчавыя працэсы
Рачная вада валодае энергіяй, а гэта значыць яна здольна выконваць адпаведную працу. Патэнцыяльная энергія ракі N дж на асобным адрэзку L км пры падзенні h м пры сярэднім расходзе Q м3/с у адзінку часу роўны:
N = 9,81 Q h 103 , Дж.
Велічыня энергіі у адну секунду на дадзеным адрэзку часу, пераведзеная ў кілаваты, называецца кадастравай магутнасцю:
N = 9,81 Q h, кВт.
Калі велічыню кадастравай магутнасці падзяліць надаўжыню участка (L), то атрымаем удзельную кіламетроаую магутнасць ракі:
Nудз.= N / L.
Сума магутнасцей адрэзкаў ракі па ўсёй яе даўжыні называецца поўнай магутнасцю ракі:
∑N =∑ 9,81 Q h, кВт.
Водная энергія вадацёкаўшырока выкарыстоўваецца для вытворчасці электрычнай энергіі на гідраэлектрастанцыях (ГЭС). Для гэтай мэты з дапамогай плацін энергію рэк канцэнтруюць у асобных месцах ракі. Магутнасць ракі вызначаецца па формуле:
NГЭС = 9,81 Qр hр,ђ, кВт,
дзе Qр – разліковы расход, які прапускаецца праз турбіны, м3/с; hр- напор вады, м; ђ – каэфіцыент карыснага дзеяння ГЭС, які бывае даволі высокім і дасягае 0,98.
У прыродных умовах энергія вады, якая сцякае па паверхні зямлі і па рэчышчам, траціцца на пераадоленне трэння паміж часцінкамі вады, траэнне аб зямную паверхню, дно і берагі ракі, на перанос наносаў у завіслым і цягнутым стане, перанос раствораных рэчываў. У выніку гэтай працы адбываецца працэсы эрозіі і акумуляцыі наносаў, што прыводзіць да змянення формы зямной паверхні, дэфармацыі рэчышчаў.
4.5.2. Наносы рэк і іх характарыстыкі
Рачныя наносы ў залежнасці ад характару руху ў воднай плыні падзяляюцца на завіслыя і цягнутыя. Такое іх раздзяленне даволі умоўнае, так як пры адпаведных умовах (у залежнасці ад велічыні наносаў, хуткасці вады) часцінкі наносаў могуць знаходзіцца ў завіслым стане, ці перамяшчацца па дну рэчышча.
Аднак большая частка завіслых наносаў з’яўляецца транзітнай і гэта значыць пераносіцца цячэннем транзітам па рацэ да вусця ракі. Большая ж частка цягнутых наносаў затрымліваецца на асобных адрэзках ракі і прымае ўдзел у фарміраванні рэчышча (рэчышчафармуючыя наносы).
Колькасць наносаў (кг), якая пераносіцца ракой праз папярочнае сячэнне ў адзінку часу (секунду) называецца расходам наносаў. Звычайна расходзавіслых наносаў абазначаецца (R, кг/с), а расход цягнутых – q, кг/с.
Колькасць завіслых наносаў, якая ўтрымліваецца ў адзінцы аб’ёму (м3) вады называецца мутнасцю (p). Мутнасць вызначаецца ў г/м3 і роўна:
P = R 103/ Q, г/м3,
дзе P – мутнасць вады, R – расход завіслых наносаў, Q – расход вады. На практыцы адрозніваюць адзіночную (імгненную) мутнасць вады, якая атрымліваецца шляхам адбору вады ў некаторай кропцы воднай плыні (глыбіні). Сярэдняя мутнасць вады плыні (ракі) вызначаецца шляхам дзялекння расходу завіслых наносаў на расход вады: Pср. = R 103/ Q, г/м3. Сярэдняя мутнасць вады на вертыкалі вызначаецца шляхам дзялення элементарнага расходу завіслых наносаў на элементарны расход вады (Pср.= R/q).
Сумма наносаў, якая пераносіцца ракой праз дадзенае папярочнае сячэнне за адпаведны прамежак часу (Т) называецца сцёкам наносаў:
∑ R =( R Т 24 60 60) 1/103 = 86,4 R Т, тон.
Модуль сцёку наносаў (МR) называецца сцёк наносаў з адзінкі плошчы вадазбору за год:
МR = (31,54 103 R) F, т/км2год,
дзе R – сярэдні расход завіслых наносаў за год, F – плошча вадазбору км2.
Адной з найбольш важных характарыстык наносаў з’яўляецца іх грануламетрычны склад, а гэта значыць размеркаванне наносаў па велічыні (фракцыям): ад валуноў, галькі, да ілістых і гліністых часцінак. Сярэдняя буйнасць (памер) наносаў (dср ) характэрызуецца сярэднім узважаным дыяметрам часцінак і разлічваецца па формуле:
dср = (∑dі Рі ) / 100,
дзе dср – сярэдні дыяметр часцінак; dі - дыяметр і-й фракцыі; Рі – вага гэтай фракцыі ў працэнтсах да агульнай.
Цвёрдыя часцінкі, валодаюць большай велічынёй удзельнай вагі, чым вада. Таму, калі апусціць іх ў ваду, яна пачынае апускацца. Спачатку хуткасць яе апускання павялічваецца, а затым яна становіцца пастаяннай велічынёй, гэта значыць, што рух становіцца раўнамерным. У гэтым выпадку сіла цяжару ўраўнаважваецца сілай гідрадынамічнага супраціўлення. Хуткасць раўнамернага падзення часцінак у стаячай вадзе называюць гідраўлічнай буйнасцю часцінкі (U, м/с). Гидращличная буйнасць часцинак залежыць ад их памеращ, формы, удзельнай ваги, вязкасци и шчыльнасци вады. У спецыяльнай навуковай литаратуры ёсць некальки формул для яе разлику. Найбольш простая з их знойдзена Хазенам:
d= 0,00255 √U,
дзе d - сярэдні дыяметр часцінак, мм; U – гідраўлічная буйнасць часцінак (мм/с).
Для завісання цвёрдай часцінкі ў турбулентным патоку патрэбна, каб вертыкальная састаўляючая хуткасці плыні V была больш ці роўна гідраўлічнай буйнасці гэтай часцінкаі. Пры адваротных умовах часцінка асядаюць на дно і пераходзяць у катэгорыю цягнутых па дну.