Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Кегеты (стр. 2 из 7)
Уклон – величина безразмерная и может выражаться в десятичных дробях или в промилле (‰) в зависимости от выбора единицы измерения l в формуле (3). Уклоны для р. Кегеты вычислены в промилле, т.е. в тысячных долях i. Как видно из рис. 3, максимальный уклон 160 ‰ река Кегеты имеет на первых 4400 м от места своего образования, далее по реке до точки с абсциссой 11,4 км на разных участках уклон колеблется от 100 до 150 ‰, а ниже по течению – от 20 до 100 ‰.
1.2 Морфометрические характеристики бассейна
Речным бассейном называется часть земной поверхности, включая толщу почвогрунтов, с которой происходит сток дождевых, талых, подземных вод в речную систему. При этом различают сток поверхностный, происходящий по поверхности земли, и подземный в толще горных пород. Линия на земной поверхности, разделяющая сток по двум противоположным направлениям, называется водоразделом. Водораздельная линия, ограничивающая речной бассейн, хорошо прослеживается в горах, проходит по вершинам горных хребтов и направляет выпавшие атмосферные осадки по двум противоположным склонам в два или более соседних бассейна. Сложнее определить водораздел на равнинных территориях и тем более трудно установить водоразделы для подземного стока. Поэтому во всех случаях речной бассейн отождествляют с поверхностным водосбором [1].
К морфометрическим характеристикам бассейнов относятся параметры речного водосбора: площадь, форма, высота и уклон.
Площадь водосбора реки Кегеты
На карте (рис. 4) выделены водосборные площади главной реки, основных притоков и бесприточные пространства (бпп). Для удобства выделенные площади вынесены на отдельный рисунок (рис. 5) и пронумерованы. По этому изображению с помощью палетки произведены измерения площадей. Результаты измерений сведены в таблицу (табл. 2).
Измерение площадей выглядит так. Прежде всего, необходимо установить цену деления палетки в масштабе карты. Длина стороны ячейки используемой палетки равна 5 мм, что соответствует на карте 1 км. Следовательно, площадь одной ячейки в масштабе карты равна 1 км2. После того, как цена деления определена, палетку накладывается на карту и подсчитывается количество ячеек, приходящееся на тот или иной водосбор. Сумма неполных ячеек делится пополам и складывается с количеством целых ячеек. Полученное число и есть искомая площадь, выраженная в км2.
Таблица 2. Ведомость измерения площади водосбора р. Кегеты
| № | Водосбор притока/бпп | Площадь,км2 | № | Водосбор притока/бпп | Площадь,км2 |
| 12345678 | бпп-1Приток-Iбпп-2Приток-IIбпп-3Проток-IIIбпп-4бпп-5 | 3,758,55,5319,254,254,7512,75 | 910111213 | Приток-IVбпп – 6Приток-Vбпп-7Приток-VI | 7.25173.52.568 |
| Сумма = 178 км2 | |||||
Длина и ширина бассейна
Длина бассейна L определяется расстоянием от устья реки до наиболее удаленной точки бассейна. Если бассейн имеет правильную форму, она определяется по прямой. Но такое бывает нечасто. Обычно бассейн имеет неправильную изогнутую форму. В таких случаях L измеряется по медиане. Медиана представляет собой линию, которая проходит через центры окружностей, вписанных в бассейн и касающихся двух противоположных сторон бассейна.
На рис. 5 проведена медиана для бассейна Кегеты. Ее длина в масштабе карты L = 24 км.
Средняя ширина бассейна Bср [км] определяется делением площади бассейна F на его длину L:
Bср = F/L. (4)
Для р. Кегеты Bср = 178 / 24 = 7.4 км.
Наибольшая ширина бассейна Вmax характеризуется длиной наибольшего перпендикуляра к линии длины бассейна. Как видно на рис. 5, наибольший перпендикуляр пересекает бассейн р. Кегеты на расстоянии около 14,4 км по главной реке от устья и составляет 12 км.
Коэффициенты, характеризующие бассейн
Коэффициент асимметрии бассейна а характеризует неравномерность распределения площадей правой и левой частей бассейна (по отношению к главной реке) и вычисляется по формуле
, (5)где Fл и Fпр – площади левобережной и правобережной частей бассейна [км2]. Коэффициент асимметрии бассейна Кегеты, вычисленный по формуле (5), составляет α = 44/178 = 0,25. Как можно судить по формуле, знак «+» отражает тот факт, что Fл > Fпр, а модуль коэффициента α характеризует величину превышения.
Коэффициент вытянутости водосбора d характеризуется отношением длины водотока к средней ширине водосбора и определяется по формуле
d = L2/F. (6)
Коэффициент формы водосбора – величина обратная коэффициенту вытянутости:
d1= B/L = F/L2. (7)
Для бассейна Кегеты коэффициенты d и d1 по формулам (6) и (7) соответственно составляют 3.24 и 0.3.
График нарастания площади бассейна реки по длине главной реки
Этот график дает представление о характере увеличения площади бассейна от истока к устью. Для его построения необходимо знать площади водосборов основных притоков реки, площади межбассейновых пространств и расстояния от устья по главной реке до мест впадения притоков. Все эти данные приведены в табл. 1 и 2.
Точкой отсчета на графике выбирается устье, в выбранном масштабе по горизонтальной оси от нее откладывается длина главной реки [км], по вертикали – площади [км2]. Отдельно строится график нарастания для правого берега (вниз от оси абсцисс) и для левого берега (вверх от нее). На том же чертеже обычно строится и суммарный по двум берегам график нарастания площади бассейна реки путем геометрического суммирования ординат графиков нарастания площадей по правому и левому берегам. Суммирование площадей производится в точках, соответствующих местам впадения по правому и левому берегу последовательно всех притоков в направлении от истока к устью главной реки.
График нарастания площади бассейна р. Кегеты, построенный по описанному выше принципу, представлен на рис. 6.
2. Физико-географические факторы стока
Определяющее значение для стока и его распределения в течение года имеет взаимодействие двух факторов: климата и подстилающей поверхности, которые будут рассмотрены в этой главе.
2.1 Факторы подстилающей поверхности
Географическое положение и геологическое строение бассейна
Кегеты представляет собой небольшую реку на юго-западе горной системы Тянь-Шань. Тянь-Шань – это крупное горное поднятие в Центральной Азии, протянувшееся с запада на восток на 2450 км, которое находится в окружении среднеазиатских и китайских пустынь. Как известно, неровности земной поверхности формируют климатические особенности, несвойственные данному региону, влияют на перераспределение поступающего тепла, количества выпадающих осадков и значения всех зависящих от этих характеристик метеовеличин и, следовательно, существенно меняют климатическую картину и режим речного стока.
Кегеты берет начало в центральной части Кыргызского хребта и стекает по его северному склону. Длина ее на рассматриваемом отрезке, как установлено ранее, от истока до створа вблизи поста Лесной кордон составляет 22 км. Бассейн невелик по площади (около 178 км2) и полностью лежит в субтропических широтах. Протяженность бассейна в географических координатах такова: от 74°20' в.д. до 74°25' в.д. по широте и от 42°30' с.ш. до 42°40' с.ш. по меридиану.
В домезозойской структуре на территории Кыргызстана выделяют 4 крупные структурные области: Северный, Срединный и Южный Тянь-Шань и Северный Памир. Бассейн р. Кегеты относится к Яссинско-Майдантооской зоне Южного Тянь-Шаня. Эта зона обособляется в восточной половине области Кыргызского хребта.
Растительный и почвенный покров
По данным источника [4], 56% территории бассейна занимает горно-луговая, субальпийская и альпийская растительность, требующая для своего произрастания постоянного высокого увлажнения. Луговая растительность не очень густая (покрытие поверхности почвы растительностью всего 60 – 80%) и достигает высоты до 1 м. Субальпийский пояс представлен густой растительностью (степень покрытия 85 – 90%) высотой 35 – 50 см. Альпийская растительность покрывает почву на 50 – 80% и достигает высоты 25 – 35 см.
Леса, редколесья и кустарники занимают значительные территории (37%) и распространены по склонам хребтов северных и близких к ним экспозиций.
Скалистые участки гребней и склонов, осыпи и современные морены в области ледников занимают 7% бассейна и имеют изреженный растительный покров в виде отдельных экземпляров альпийских трав или подушковидных растений.
Перечисленные виды растительности формируют соответствующие типы почв: горные коричневые и горно-лесные (20%) и светло-бурые лугово-степные (80%). Почвообразующими породами первой группы являются рыхлые лёссовые и лёссовидные породы на делювиальных и элювиальных отложениях. По механическому составу они мелкозернистые, щебнистые и хрящевато-щебнистые. Водопроницаемость достигает 1,8 – 2,12 мм/мин, лесные почвы, прикрытые лесной подстилкой, полностью поглощают дождевые и талые воды и поверхностного стока не дают.
Почвы второй группы занимают самые высокие участки склонов хребтов. Эти почвы маломощны, слабо дифференцированы на горизонты и щебнисты, формируются под альпийским и субальпийским плотным лугово-степным травостоем. Характерно близкое залегание почвенно-грунтовых вод.
Орография и рельеф бассейна
Долина р. Кегеты направлена субмеридианально с юга на север. С юга Кыргызским хребет. Таким образом, долина имеет уклон с юга на север и оказывается наветренной для западных и юго-западных влагонесущих воздушных масс. А это в совокупности с расположением хребтов, сходящихся на востоке, создает условия для выпадения большого количества осадков.
Средняя высота водосбора
Для установления средней высоты бассейна существует как минимум два способа: можно определить ее по гипсографической кривой бассейна или вычислить по формуле (8):