Râul de culoare Dimensiunile și forma patului râului variază foarte mult pe lungimea râului, pe baza conținutului de apă al râului, a structurii valei și a naturii rocilor care alcătuiesc albia râului. Caracteristicile morfologice ale canalului pot fi oharaktirizovani cu ajutorul planului canalului cu izobații sau contururi și profilul transversal al canalului.
Secțiunea canalului printr-un plan vertical perpendicular pe direcția fluxului este denumită, de obicei, secțiunea transversală a apei din flux. O parte din zona secțiunii de apă, unde se observă viteze de curgere, este denumită în mod obișnuit aria secțiunii de locuit. Aceeași parte din zona secțiunii apei, unde vitezele de curgere sunt practic absente, se numește de obicei zona spațiului mort.
În secțiunea live a fluxului, zona secțiunii vii # 969; (km 2) și perimetrul umed # 967; (m), care este lungimea liniei care marchează partea umedă a secțiunii vii. Raportul dintre suprafața secțiunii vii și perimetrul umed este denumit în mod obișnuit raza hidraulică R. Tᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, R = # 969; / # 967; Raportul ariei secțiunii vii cu lățimea râului B este denumit adesea adâncimea medie h a secțiunii vii sau h = # 969; / B.
Elementele unei secțiuni vii - aria ei, raza hidraulică, adâncimea medie - nu rămân constante. Valorile lor sunt direct proporționale cu nivelul apei din râu: cu niveluri crescătoare cresc, scad cu descreștere.
Secțiunea longitudinală a râului. profil longitudinal râuri caracterizate de profil longitudinal al văii râului și longitudinal înălțimea profilului apos poverhnosti.Raznost Dh oricare două puncte de pe suprafața apei lungimilor ?? râu e numit picătură. Raportul dintre magnitudinea căderii și lungimea acestei secțiuni L este numit de obicei panta i a râului. În acest fel. i = Dh / L Căderea este de obicei exprimată în metri pe 1 km; panta este o cantitate fără dimensiuni și se exprimă sub forma unei fracții zecimale sau per mil (în centimetri per 1 km).
Profilul longitudinal al fluviului caracterizează schimbarea lungimii fluxului de margini de fund și suprafața liberă a apei. Linia de jos de-a lungul profilului longitudinal este întotdeauna ondulată datorită alternării locurilor adânci și adânci în albia râului. Linia profilului longitudinal al suprafeței apei este relativ netedă.
De obicei profilele longitudinale sunt construite de-a lungul liniei celor mai mari adâncimi. Profilul longitudinal prezintă: linia de jos a râului de-a lungul canalului; nivelul scăzut al apei; nivelul maxim al apei; linii ale malului drept și stâng; rulouri, praguri, locuri de confluență a afluenților; stâlpi cu ecartament, rapitoare, poduri, diguri.
Pentru o evaluare globală a pantei râului introdus conceptul de weighted''srednego uklona „“ I (% o), care este un profil de spart pantă turtit convențional, echivalentă cu valoarea pantei privat mare a profilului longitudinal al cursului de apă.
unde, li - secțiuni specifice ale profilului longitudinal dintre punctele de înclinare, km; L - lungimea hidrografică a cursului de apă până la punctul de observație, km; I i - pante medii parțiale ale secțiunilor individuale ale profilului longitudinal al cursului de apă,% o.
Profiluri ale unor râuri, desigur, se bazează pe natura diferită a pantei văii, litologia și în linie pe bazinul de drenaj, gidologicheskog debitul de apă și poziția regim de pat sedimente în plan și de alți factori.
Au fost stabilite următoarele tipuri de profile longitudinale ale fundului râurilor:
1. Concave cu o scădere a pantei fundului de la sursă la gura râului.
2. Linia dreaptă. observate mai des la toate râurile mici.
3. Convex cu o creștere a pantei fundului de la sursă la gura râului.
Rearanjarea profilului longitudinal este în majoritatea cazurilor însoțită de o eroziune profundă și planificată (laterală).
Profilul transversal al râului. Forma profilelor transversale ale râurilor este foarte diversă. Deci, pe secțiunile curbate, profilul fundului râului este asimetric. Vertical cu o adâncime mai mare este deplasat mai aproape de banca concavă. Linia de apă de suprafață în secțiune transversală are o pantă, cu excepția cazurilor foarte rare, atunci când secțiunile curbilinii ale râului ?? eynyh forța centrifugă și forța de împingere a rotației Pământului în adăugarea algebrică da zero. Forma secțiunilor transversale trebuie schematizată sub forma unei parabole. Pentru canalele cu inundații este posibilă schematizarea sub formă de canal parabolic și o luncă inundabilă simetrică sau asimetrică.
Profilul transversal arată: fundul sau patul este partea cea mai de jos a profilului transversal (partea subacvatică a canalului); marginea apei (dreapta și stânga) - linia de intersecție a apei din canal cu țărmul (adâncimea apei este zero); partea de sus a canalului (de la dreapta și de la stânga) deasupra marginii apei; linia de conjugare a țărmului cu fundul canalului; adâncimea canalului (h) - distanța verticală de la fund la nivelul apei; înălțimea țărmului este excesul marginii sale deasupra marginii apei; lățimea canalului (L) este distanța dintre lopatele băncilor.
Profilul transversal al suprafeței apei din râu. Profilul transversal al suprafeței apei râului, în general, nu reprezintă o linie orizontală. Se caracterizează, pe de o parte, de nivelul apei care depășește un țărm deasupra nivelului celuilalt, iar pe de altă parte, într-o serie de cazuri, este o linie curbă destul de complicată.
Motivele diferenței de nivel dintre băncile opuse sunt următoarele. Râul nu este niciodată simplu. Când apa se deplasează pe o secțiune cu rotunjire, se dezvoltă forța centrifugă. Gradul de curbură al canalului este caracterizat de așa-numita rază de curbură, care este raza cercului a cărui arc coincide cu curba reprezentând forma canalului din această secțiune. Centrul unui cerc este denumit de obicei centrul curburii. Fiecare particulă de apă, care se deplasează pe o rotunjire, simte acțiunea unei forțe centrifuge direcționată de-a lungul razei de curbură (figura 7).
Amplitudinea acestei forțe
unde m este masa particulei; v este viteza longitudinală a particulei; R este raza de curbură. În figura 7a, această forță este reprezentată ca un vector îndreptat spre banca concavă. Sub acțiunea acestei forțe, particula se va grăbi să treacă la banca concavă.
Fiecare particulă, în plus, este sub acțiunea gravitației f. prezentat în Fig. 7b sub forma unui vector orientat vertical în jos de-a lungul verticalei. În aceeași figură, forța P1 este prezentată ca o linie orizontală.
Rezultatul ambelor forțe P formează un unghi a cu un vector direcționat vertical reprezentând forța f.
Se știe că suprafața plană este întotdeauna normală față de forțele rezultante îndreptate spre ea. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, suprafață orizontală sub acțiunea celor două forțe - forțele centrifuge P1 și tyazhestif - DE ia poziția care face un unghi a, egal cu unghiul dintre forțele F și f, ca unghiurile partea FMR și EMB reciproc perpendiculare. Se știe că forța de gravitație este f = mg. unde m este masa particulei; g este accelerația datorată gravitației. Din triunghiul fMP se vede că tga = P1:
Fig. 7. Efectul forței centrifuge asupra suprafeței apei din cot.
a - planul site-ului, b - secțiunea live.
Un alt motiv care cauzează o diferență în nivelurile de pe malurile opuse. este forța Coriolis. Se știe că sub acțiunea rotației Pământului în jurul axei, toate corpurile în mișcare se abat de la direcția inițială de mișcare din emisfera nordică spre dreapta, în partea de sud - în stânga. Valoarea forței Coriolis
unde m este masa particulei; w este viteza unghiulară a rotației diurne a Pământului; j - latitudinea locului. La fel ca în cazul precedent, rezultanta celor două forțe - gravitatea și P2 Coriolis va face un unghi cu direcția gravitației, prin urmare, suprafața apei va face același unghi cu planul orizontal. Prin urmare, panta transversală cauzată de acțiunea forței Coriolis va fi
sau, deoarece 2 w = 0,0001458,
Este important să rețineți că pentru cazul respectiv. considerată mai devreme, ᴛ.ᴇ. pentru debitul râului cu viteza V = 2,5 m / sec la lățimi ?? e râu 200 m și j = 55 la 0. cruce pantei i = 0.000030, iar nivelul apei în exces în partea dreaptă deasupra levogoDh y = 0,003 m, sau 0,3 cm .
În acele cazuri în care direcția forței Coriolis coincide cu direcția forței centrifuge a fluxului la rotunjire, rezultatul acestor forțe va fi egal cu suma lor, ᴛ.ᴇ. P1 + P2. pentru direcții opuse ale acestor forțe, rezultatul va fi egal cu diferența lor ᴛ.ᴇ. P1 -P2.
Citiți de asemenea
Zona delimitată de profilul inferior și de nivelul apei situate în mod normal la curentul de debit mediu se numește zona secțiunii de apă. Profilul transversal al secțiunii de apă este construit din distanțele verticalelor de măsurare de la începutul constant și de la adâncimi. Verticală. [citeste mai mult].