Как пишется уклон реки

Уклон реки́ — отношение падения реки (или другого водотока) на каком-либо её участке к длине этого участка.

Уклон реки выражается в промилле или процентах, а также как величина падения на длину участка. Для горных рек и водопадов иногда используется измерение в угловых градусах.

На равнинных реках уклон реки составляет порядка сотых долей промилле (первые единицы и десятки сантиметров на километр). Например, средний уклон реки Волги составляет 0,07 промилле (7 см на 1 км), в низовьях — 3-5 промилле. На горных реках уклон реки может быть в сотни раз больше (метры и десятки метров на километр и больше).

Обычно рассматривается продольный уклон реки, по направлению её течения. Продольный уклон реки, как правило, уменьшается от истока к устью, но на отдельных реках, в зависимости от характера рельефа местности, типа горных пород и грунтов, в которых проходит русло, изменение уклона по длине реки может носить различный характер.

Определение уклонов по участкам производят по уровням воды в период межени. Для всей реки общий уклон находят путём осреднения уклонов отдельных её участков.

На горных реках наблюдается наличие участков с крутым падением (на которых расположены пороги и стремнины). Определение уклонов по участкам производят по уровням воды в период низкой, устойчивой водности. Для всей реки общий уклон находят путём осреднения уклонов отдельных её участков.

Поперечный уклон реки (перекос водного зеркала) возникает под влиянием формы русла (например, на излучине он направлен к выпуклому берегу), ветра, гидротехнических сооружений и других причин.

Уклон реки, а также уклон долины часто используются как один из параметров в гидролого-морфологических зависимостях и критериальных отношениях, определяющих тип русловых процессов.

Средний уклон равнинных рек составляет несколько сантиметров на километр. Например, на Волге (вне участков водохранилищ) уклон равен 2-6 см падения на километр длины.

Средний уклон водной поверхности обычно близок к среднему уклону дна водотока. Распределение уклонов дна водотока по длине реки стремится к достижению профиля равновесия

Литература

• Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь. Л., Гидрометеоиздат, 1978 год.

Укло́н реки́ — отношение падения реки (или другого водотока) на каком-либо участке к длине этого участка. Различают частный, средний и средневзвешенный уклоны водотока. Таким образом, для всей реки может быть определён, например, средневзвешенный уклон, который вычисляется осреднением ряда частных уклонов^[1][2].

Уклон реки выражается в промилле, иногда в процентах, соответственно обозначается (‰) или (%). Уклон также может выражаться в м/км (численное значение в этом случае такое же, как при выражении уклона в промилле), а также в см/км; при выражении уклона в таких единицах его часто называют километрическим падением или удельным падением^[3]. Для горных рек и водопадов иногда используется измерение в угловых градусах.

Средний и средневзвешенный уклоны

Средний уклон русла реки как отношение разности высотных отметок истока и уреза воды в устье (в пункте наблюдений) к соответствующей длине водотока может использоваться при гидрологических расчётах только для рек с относительно ровным продольным профилем^{[1][4]:62—67}, то есть его определяют лишь в ряде случаев^[4]:7. Для рек с частными уклонами, значительно отличающимися от среднего уклона русла реки, вычисляется средневзвешенный уклон — по специальным методикам и в зависимости от применяемой для вычисления модели^{[1][4]:62—67}.

4.2.1.3 Средневзвешенный уклон водотока представляет собой условный выровненный уклон ломаного профиля, эквивалентный сумме частных средних уклонов профиля водотока.

Средневзвешенный уклон определяют только для незарегулированных водотоков, а также для участков рек, расположенных в нижних бьефах водохранилищ согласно СП 33-101.

— ^[4]:7

Примеры

Уклоны рек в равнинных частях территории обычно малы и не превосходят 0,1—0,2 ‰ (соответствующие им падения уреза воды равны 10—20 сантиметров на километр водотока), что во много раз меньше уклонов рек в горных районах^[5]. Например, средний уклон Волги 0,07 ‰, а средний уклон Терека достигает почти 5 ‰, что более чем в 100 раз превышает средний уклон Оби (0,04 ‰). Характерен уклон горно-равнинной реки Кубани: до Невинномысска — 6 ‰, а ниже Краснодара — 0,1 ‰, хотя средний уклон для всей реки 1,46 ‰^[2].

Если рассматривать не средние, а частные уклоны, то на реках Кавказа, Алтая и других горных районов России они достигают 20—40 и даже 100 ‰. От уклона зависит скорость течения — у равнинных рек она обычно 0,3—0,5 м/с, а у горных до 3—6 м/с, местами они низвергаются водопадами^[5].

Характеристики

Обычно уклоны рек уменьшаются в направлении от истока к устью, то есть наибольшие уклоны сосредоточены в верховьях. Однако имеются исключения, например, когда наибольшие уклоны наблюдаются в нижней части течения. В зависимости от характера распределения уклонов по длине реки выделяют несколько типов продольных профилей — обычно четыре основных типа^[5]:

• профиль равновесия (наиболее распространённый случай) — характеризуется кривой гиперболического вида;
• прямолинейный профиль — отличается более или менее одинаковыми уклонами по всей длине реки;
• сбросовый профиль — характеризуется кривой параболического вида, с малыми уклонами в верхней части и большими в нижней;
• ступенчатый профиль — отличается чередованием участков, имеющих малые уклоны с короткими перепадами.

Определение уклонов по участкам производят по уровням воды в период межени. Уклон реки, а также уклон долины часто используются как один из параметров в гидролого-морфологических зависимостях и критериальных отношениях, определяющих тип русловых процессов. Средний уклон водной поверхности обычно близок к среднему уклону дна водотока.

Примечания

Литература

• Чеботарёв А. И. Гидрологический словарь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

Эта страница в последний раз была отредактирована 16 сентября 2022 в 20:13.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

иное как отношение скоростей: средней к поверхностной. Поэтому чтобы надежно определить K, лучше одновременно, в один день, определить средние (вертушкой) и поверхностные (поплавком) скорости и на их основе вычислить Qд и Qф. Их отношение дает значение искомого коэффициента K, величина которого, как упоминалось ранее, для естественных водотоков обычно находится в пределах 0,7–0,9.

Действительный расход без измерений можно определить по формуле Qд = QфK1, где K1 – коэффициент, определяемый по табл. 1.

Таблица 1 Коэффициент K1 перехода от фиктивного расхода воды к действительному

Важнейшим гидравлическим элементом потока является уклон поверхности воды, который можно без измерений использовать для определения скорости течения по формуле Шези.

Падение h рек на каком-то участке находят как разность отметок Н1 и Н2 урезов в начале Н1 и конце Н2 участка:

Н1 – Н2 = h.

Тогда уклон i водной поверхности этого участка реки будет

Здесь L2 – 1 – длина участка.

Уклоны рек изменяются в довольно широких пределах; они больше на горных реках и меньше на равнинных. Продольный уклон непрерывно изменяется и в пределах одной реки: в верховье он обычно больше, а по мере продвижения к устью убывает. При изучении продольного профиля реки можно выделить в ней отдельные участки, характеризующиеся сравнительно большими глубинами и спокойным течением – это плесы и участки с малыми глубинами и

19

более быстрым течением – перекаты. Уклоны водотоков изменяются во времени, а также при проходе паводков.

Линия, соединяющая точки русла с наибольшими глубинами, называется динамической осью потока, стрежнем или фарватером.

Уклоны реки выражаются десятичными дробями. Например, р. Ока в среднем течении имеет уклон i = 0,00011. Для упрощения записи, а следовательно, уменьшения возможности ошибок, уклоны записывают в тысячных (промилле) и сопровождают знаком ‰. Тогда уклон Оки следует записывать так: i = 0,11 ‰, что на 1 км длины реки соответствует падению 0,11 м, или 11 см.

Уклоны могут быть найдены по карте по имеющимся на ней отметкам урезов воды или, что точнее, непосредственно на местности путем нивелирования урезов воды.

Следующие характеристики реки относятся к ее живому сечению. Живым, или водным, сечением называется площадь, нормально расположен-

ная к направлению течения реки и заполненная текущей водой (рис. 10). Живое сечение характеризуется площадью ω, шириной В, средней глубиной hср, гидравлическимрадиусомR, среднейскоростью Uср′ , расходомQ.

Среднюю глубину hср в живом сечении подсчитывают по формуле

ср b

Гидравлический радиус R находят из отношения

В приведенных формулах приняты обозначения: ω – площадь живого сечения; b – ширина реки (АE); р – смоченный периметр (длина ломаной А, В, С, D, E, по которой вода соприкасается с ложем реки; зимой к этой длине нужно прибавить расстояние от берега до берега по нижней кромке льда, рис. 10).

Пользуясь приведенными формулами и полученными замерами глубин и расстояний между соседними промерными вертикалями (рис. 10), определяются площади промерных вертикалей (от № 1 до № 16). Общая площадь живого сечения находится как сумма площадей всех промерных вертикалей. Для приведенного примера площадь живого сечения составляет 240,7 м2.

Ширина реки, или живое сечение, В, определяется как сумма расстояний между промерными вертикалями. Значение В для рассматриваемого примера (рис. 10) составляет 172,8 м. Средняя глубина

hср = ωb = 172240,,87 =1,4 м.

Смоченный периметр р, по которому вода соприкасается с ложем реки, находится расчетным путем по геометрическим фигурам промерных вертикалей и составляет 172,3 м.

20

Находим гидравлический радиус:

R = ωp = 172240,,37 =1,4 м.

Для естественных русел равнинных рек величины R и hср оказываются очень близкими, т. к. при сравнительно большой ширине реки имеют небольшую глубину и р = В. Близость значений рср и R позволяет в ряде формул заменять строгое выражение для R, подсчет которого более трудоемок, его приближенным значением hср.

Весьма важная характеристика реки – скорость течения, т. е. путь частицы воды в единицу времени. В живом сечении скорость меняется в зависимости от глубины и ширины реки. Для определения скоростей течения существует много различных средств и приборов. Для определения скорости без измерений пользуются формулой Шези для равномерного движения открытого потока

Uср′ =С Ri,

где С – коэффициент Шези; R – гидравлический радиус; i – продольный уклон водной поверхности участка реки.

Для нахождения коэффициента С существует несколько формул. Наиболее употребительна формула Н. Н. Павловского:

Здесь n – коэффициент шероховатости (табл. 2); y – показатель степени, зависящий от гидравлического радиуса R и n.

Для приближенных расчетов принимают:

у= 1,5 n, при 0,1 < R < 1,0 м;

у= 1,3 n, при 1,0 < R < 3,0 м.

Определяем скорость течения Vср′ =С Ri. При уклоне поверхности воды i = 0,00011

Vср′ = 43,2 1,4 0,00011 = 0,54 м/с.

21

Таблица 2

Коэффициент шероховатости

Наиболее объемлющей характеристикой живого сечения является расход воды. Расходом воды Q (м³/с) называется количество воды, протекающей через живое сечение и в единицу времени. Расход воды обычно находят по формуле

В рассматриваемом примере расход воды составляет

Q = 240,7 · 0,54 = 130 м³/с.

22

Для того чтобы решить следующие типы задач, необходимо вспомнить, как определяется падение реки, а зная падение, можно определить и её уклон.

Падением реки называют превышение уровня её истока над устьем, выраженное в метрах. Падение же на отдельном участке реки — это разница высоты между двумя точками, взятыми на определённом расстоянии друг от друга. Падение реки определяют по формуле:

П = h1 – h2,

где П — падение реки,

h1 — высота истока,

h2 — высота устья.

Уклоном реки называют отношение её падения (в сантиметрах) к длине реки (в километрах). Уклон реки вычисляется по формуле:

Пр = П / L,

где Пр — уклон реки,

П — падение реки,

L — длина реки.

Для примера решим одну из предложенных задач, потому что они идентичны.

Задача 1

Определите уклон реки, если его длина составляет 50 км, высота истока — 150 м, высота устья — 100 м.

Решение

Дано:

L = 50 км

h1 = 150 м

h2 = 100 м

Падение (П) — ?

Уклон (Пр) — ?

П = h1 – h2 = 150 м – 100 м = 50 м.

Пр = 5000 см : 50 км = 100 см/км = 1 м/км.

Ответ

Уклон реки составляет 1 м на километр длины.

Предлагаем другие типы задач, касающихся этой темы.

Задача 2

Определите падение и уклон реки, длина которой 3000 км, высота истока — 260 м, а устья–20 м.

Решение

Дано:

L = 3000 км

h1 = 260 м

h2 = –20 м

Падение (П) — ?

Уклон (Пр) — ?

П = h1 – h2 = 260 – (–20 м) = 280 м.

Пр = 28 000 см : 3000 км = 9,3 см/км.

Ответ

Падение реки составляет 280 метров, а уклон

реки равен 9,3 см на километр длины.

Задача 3

Определите уклон реки, длина которой 502 км, высота истока — 256 м, высота устья — 100 м.

Решение

Ответ

Уклон реки равен 31 см/км.

Задача 4

Вычислите высоту одного из крупнейших барханов Западной Сахары, если известно, что крутизна его подветренного склона 30°, а длина — 200 м.

Решение