Поверхностный сток - раздел Геология, Вода в геосферах Земли Поверхностный Сток Составляет Временные И Постоянно Действующие Водотоки, Кот...
Поверхностный сток составляет временные и постоянно действующие водотоки, которые сливаясь вместе, образуют реки. Реки питаются как поверхностными, так и подземными водами. Роль того или иного вида питания в зависимости от климатических, геоморфологических и гидрогеологических факторов, для разных рек различна, но обычно почти все реки сопровождаются довольно мощными потоками подземных вод. Питание поверхностными водами может быть подразделено на 4 вида:
1. дождевое - имеющее место в районах с влажным и умеренным климатом. В бассейнах малых рек ливневые осадки обычно вызывают резко выраженные паводки;
2. снеговое - свойственно большей части территории РФ. Накопившиеся за зиму массы снега во время весеннего таяния образует мощный паводок, составляющий 50 % всего стока;
3. ледниковое – в горных странах и по их окраинам. Воды, образующиеся в результате таяния ледников (в летнее время), поступают в реку и питают грунтовые воды прибрежных участков;
4. смешанное - наиболее распространенное, участвуют снег, дождь, и ледники. В течение года для каждой реки происходит увеличение или уменьшение доли питания за счет каждого источника. Весной и осенью реки питаются поверхностными водами, а в период засухи и зимой – подземными водами. Последние часто являются основным источником в это время. Все вопросы, связанные с изменениями, происходящие в водоемах в течение времени, входят в учение о режиме вод.
Режим реки или поверхностного водотока (водоема) – это закономерные изменения элементов деятельности рек и водоемов, происходящих во времени и обусловленные климатическими и другими факторами. Главными элементами режима являются: изменение уровня и расхода воды, уровень реки или водоема – это высота свободной поверхности воды над некоторой условной плоскостью.
Наблюдения за колебаниями уровня и расхода воды производится на гидравлических постах и створах. Результаты наблюдений позволяют установить:
- характерные уровни воды – весеннего половодья, летнего, осеннего и зимнего периодов;
- амплитуду колебаний уровня воды – разность между отметкой наивысшего и наинизшего уровней воды;
- количество максимумов и минимумов на кривой колебаний уровня воды и приуроченность их к определенным периодам года, а также причин их появления;
- летний и зимний расходы рек, а разность между ними дает представление о величине подземного питания.
Кроме рек, в поверхностном стоке большую роль играют озера, которых можно назвать водоемами с замедленным стоком или замедленным водообменном. Озера регулируют равномерность течения рек, уменьшают амплитуды колебаний уровней, оказывают влияние на величину подземного стока. Поэтому при гидрогеологической оценке необходимо определить коэффициент озерности по формуле:
ω =(∑f/Fв.б.)*100
где, ω-коэффициент озерности, %
∑f – общая площадь озер в районе водосборного бассейна реки, км2
Для количественной оценки поверхностного и подземного стока существуют следующие показатели:
1. Величина стока для площади водосборного бассейна реки.
2. Коэффициент стока.
3. Коэффициент весеннего стока.
4. Норма стока.
5. Модульный коэффициент.
Величина стока определяется для бассейна реки в ее нижней точке. Сток из бассейна реки определяется по данным о расходах воды в ней, полученные гидрометрическими станциями и постами. Чтобы определить величину расхода воды в каком – либо поперечном сечении реки, измеряют скорости течения реки в этом створе( вертушками, поплавками). Расход Q (л/сек) получают умножением средней скорости V(м/сек) на площадь сечения F или как его называют площадь живого сечения (м2)
Q = V*F
Коэффициент стока – отношение стока за данный период к количеству осадков, выпавших за тот же период на площадь водосборного бассейна реки:
α =(h/x) *100
где α – коэффициент стока, %; h- величина стока, мм водного слоя;
x – количество осадков
Коэффициент весеннего стока αв – отношение стока hв за весенний период к количеству осадков хз , выпавших за холодное время
αв= (hв/ хз)*100
Норма стока – среднеарифметическая величина стока за длительный период (40-50 лет), которая может быть выражена:
1)средним многолетним расходом реки Qо, м3/сек
2)средним многолетним модулем стока Mо, л/сек/км2
Mо = Qо/Fв.б. , где Qо – средний многолетний расход, л/сек
Fв.б. – км2
3)средней многолетней высотой слоя стока hо , мм/год
hо=31,5*Mо
4) средним многолетним объемом стока Wо, м3/год
Wо = hо* Fв.б.
Модульный коэффициент К – безразмерная величина отношения стока (в любых единицах) за определенный период i к норме стока:
Кi = Mi/ Mо = Qi/Qо= hi/ ho = Wi/ Wо
Стоки для различных периодов (год, месяц, сезон) характеризуется модульными коэффициентами, рассчитанными для этих периодов.
В настоящее время для территории СНГ построены карты среднего многолетнего модуля стока рек в изолиниях. На территории СНГ модуль стока изменяется от 0,5 до 75 л/сек с км2. Min – Арало – Каспийская область, Max – высокогорье Кавказа. Такая разница объясняется влиянием различных факторов (климатические факторы, почвенно – геологические, растительный покров, искусственные факторы).
Все темы данного раздела:
Надземная гидросфера
На Земле выделяют 4 геосферы: 1) атмосфера, 2) гидросфера, 3) литосфера, 4) биосфера. Кроме собственно «водяной» сферы – гидросферы вода охватывает и все остальные оболочки, она отмечается всюду и
Влажность воздуха
Иметь сведения из метеорологии и климатологии гидрологам необходимо для правильного суждения об условиях питания и режима подземных вод.
Атмосфера окружает нашу планету тонким слоем, не им
Испарение и Транспирация
Процесс превращения воды из жидкого состояния в парообразное – испарение. Фактически наблюдаемое испарение представляет собой разность между количеством молекул, вылетающих с испаряемой пове
Атмосферные осадки
Атмосферные осадки оказывают большое влияние на формирование рельефа и питания подземных вод. От количества, интенсивности и вида осадков зависят состав почв, развитие коры выветривания, площадной
Виды воды в атмосфере
Уникальность свойств воды определяет разнообразие форм ее нахождения. В нижних слоях тропосферы преобладает лед и вода, а взаимопереходы их контролируются t, облака, дождь и снег здесь по массе пре
Наземная гидросфера
Она охватывает мировой океан, все внешние и внутренние моря, озера, реки. Состав воды Мирового океана удивительно однообразный.
В воде Мирового океана растворены все известные на Земле вещ
Гидрологический круговорот воды
Нагревание земной поверхности солнечным теплом вызывает постоянный круговорот влаги в природе. Под влиянием нагревания – испарение влаги с поверхности океанов, морей, рек, а также суши и растительн
Малый и большой круговороты воды
Различают малый и большой круговорот воды в природе:
- при малом круговороте испарившаяся с поверхности морей и океанов влага выпадает здесь же, на водной поверхности и не пе
Подземный сток
Подземный сток формируется за счет подземных вод, которые залегают и движутся в водопроницаемых горных породах, принимающих участие в геологическом строении водосборных бассейнов. Подземный сток им
Строение подземной гидросферы
В вертикальном разрезе подземной гидросферы условно выделяют (сверху вниз) 3 зоны:
1) зона аэрации;
2) зона насыщения;
3) зона надкритического состояния воды.
СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
По современным представлениям гидрогеологическая структура – это элементарное геологическое пространство, заполненное водой. Оно является двуединым, то есть первичным (пора) и вторичным (трещина) (
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
Понятие «подземные водные резервуары» (ПВР) тесно связано со структурно-гидрогеологическими подразделениями. ПВР классифицируются по условиям залегания и по условиям движения подземных вод.
Гидрогеологический цикл и его этапы
Вся история гидрогеологического развития подземных водных резервуаров подчиняется закону тектонической цикличности и теснейшим образом с ней связана.
Гидрогеологический цикл
Формирование ресурсов подземных вод
Понятие о ресурсах подземных вод прямо связано с их происхождением. На основе современных теоретических представлений можно выделить следующие пути образования подземных вод (генетические типы):
Процессы формирования состава подземных вод
Основными процессами формирования состава подземных вод являются: выщелачивание пород, обменные реакции между водами и породами, окислительно-восстановительные реакции, гидратация и дегидратация ми
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СТРАТИФИКАЦИЯ
Это расчленение разреза подземной гидросферы на таксономические единицы различного масштаба. В основу гидрогеологической стратификации положено разделение горных пород на водоносные и вод
Гидрогеологическая стратификация ЗСМБ
На территории Западно-Сибирской равнины выделяется как водный резервуар – Западно-Сибирский гидрогеологический мегабассейн (ЗСМБ).
Таксонами 1-ого порядка в его составе являются сложные, н
ВИДЫ ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
Первую классификацию видов воды в горных породах дал замечательный ученый экспериментатор А.Ф. Лебедев в 1936 году с выделением 7 видов воды. Затем были и другие классификации, а последней была пре
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Следует различать движение воды, которое происходит в порах и трещинах, не насыщенных водой, от движения ее в водонасыщенных пластах. Ненасыщенные породы обычно встречаются в зоне аэрации, где влаг
Элементы фильтрационного потока. Закон Дарси
Фильтрационный поток – это условный поток жидкости через пористое (трещинное) пространство. Условность заключается в допущении, что фильтрационный поток идет через всю породу. Реальный поток движет
Методы определения коэффициента фильтрации
Коэффициент фильтрации K определяется как лабораторными, так и полевыми методами (откачки, наливы, нагнетания). Второй способ гораздо точнее первого. Все эти методы изложены в курсах «Динамика подз
Особенности движения подземных вод повышенной минерализации
Выведенный А.Дарси коэффициент фильтрации (К) корректен только для пресных подземных вод, т.к. он не зависит от свойств фильтрующихся флюидов. В то же время глубокие горизонты подзе
Установившееся и неустановившееся движение
Характер движения подземных вод может быть установившимся и неустановившимся во времени. Это связано с изменением уровня подземных вод, напорного градиента, скорости и расхода. Изменения связаны с
Гидрогеотермический режим земной коры
Тепловой режим Земли формируется под влиянием различных источников тепловой энергии – внешних (космос) и внутренних (планетарные).
Внешние (космические) источники тепла – сол
Кондуктивная теплопередача.
Основным механизмом перераспределения тепла в Земной коре многие считают кондуктивную теплопроводность горных пород. Здесь происходит непосредственная передача энергии от частиц (молекул, атомов, э
Конвективный теплоперенос.
Агентами его являются подземные воды, пароводяная смесь и магматические расплавы. Экспериментальные данные показали, что количество тепла, выносимого подземными водами, не только соизмеримо с конду
Тепловое излучение.
Энергетика всех видов излучений, как Вам известно из курса физики (физические поля) проявляется комплексно (тепловое, электрическое, электромагнитное, волновое и др.). С позиций классической теории
Геотемпературное поле
Геотемпературное поле представляет собой распределение температуры внутри Земли. Существуют понятия идеального (теоретического), нормального и аномального полей.
Кроме того, в гидрогеологи
Практическое применение геотермических методов в гидрогеологии
По температуре подземных вод можно устанавливать глубины их залегания, характер источников и их связь с определенными водоносными горизонтами. В процессе гидрогеологической съемки геотермические ме
Распространение воды на Земле и уникальность ее свойств
По сравнению с водородом (отец воды, 93% атомов вселенной) вода во вселенной – вещество более редкое из планет солнечной системы. Только на Марсе и Юпитере имеется незначительное количество воды. Н
Строение и структура воды
В 30-х годах 20века Д. Бернал и Р. Фаулер, исследуя строение воды, установили, что ее молекула окружена по тетраэдру четырьмя другими. То есть жидкая вода имеет сложное строение, а отдельные молеку
Изотопный состав воды
Изучение изотопов кислорода (О16, О17, О18) и водорода (Н1, Н2, Н3) показало, что в зависимости от их комбинаций может существовать
Физические свойства воды
К главнейшим физическим свойствам природных вод, которые обычно определяются при гидрогеологических исследованиях, относятся: температура, цвет, прозрачность, вкус, запах, удельный вес.
Макрокомпоненты
Макрокомпонентысодержатся в концентрациях 1 мг/л и выше. Сюда относятся Na, Ca, Mg и Сl, присутствующие в виде простых ионов, а также углерод, сера, азот, кислород, водород и кремний, присутствующи
Микрокомпоненты
Содержание их в воде, как правило, составляет доли мг/л (мкг/л). Однако отдельные микрокомпоненты могут встречаться в природных водах и в довольно значительных количествах - до г/л, например В
Ионное произведение и активная реакция воды. рН.
Как известно, вода диссоциирует по уравнению:
Н2О↔Н+ + ОН-
Однако степень диссоциации воды очень мала. При температуре = 220С из
Окислительно-восстановительный потенциал воды
Окислительно-восстановительные реакции, связаны с потерей или присоединением электронов:
Fe2+ ↔ Fe3++e или Fe2+ - e = Fe3+
Окисли
Типы химического анализа при гидрогеологических исследованиях
Химический анализ природных вод проводится при решении следующих задач:
1) изучение закономерностей формирования и распространения природных вод различного состава;
2) поиски мест
Бактериологический состав воды
Микробиологические исследования воды проводятся для различных целей (санитарная оценка питьевой воды, поиски нефтегазовых и рудных месторождений, оценка характера и интенсивности биохимических проц
Газовый состав воды
Газы являются одной из ведущих составляющих подземной гидросферы. По В.И. Вернадскому, они определяют всю химию воды и находятся в динамическом равновесии: подземные воды – природные газы. Между св
Жесткость воды
Жесткость воды – это свойство, обусловленное солями кальция и магния. Жесткая вода не дает пены при намыливании, образует накипь в паровых котлах; она непригодна для сахарной, кожевенной и м
Агрессивность воды
Это способность воды разрушать различные сооружения. Различают: углекислотную, выщелачивающую, общекислотную, сульфатную, магнезиальную и кислородную агрессивности.
Углекислотная агресс
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КРИОЛИТОЗОНЫ
Многолетнемерзлые горные породы занимают около 25 % территории всей земной суши. Особенно они распространены в северном полушарии. Территория нашей страны примерно на 60% представлена площадью с на
Надмерзлотные воды деятельного слоя
Распространены повсеместно. Водоупорным основанием (подошвой) является верхняя поверхность мерзлоты, неровности, которой обусловливают изменение мощности водоносного горизонта. Область питания и ра
Межмерзлотные воды
воды в жидкой фазе воды в твердой фазе
Межмерзлотные воды в жидкой фазе
Залегают в зоне многолетнемерзлых осадочных, магматических и метамор
Подмерзлотные воды
Подмерзлотные воды залегают или непосредственно под зоной мерзлых горных пород или отделены от ее нижней границы водоупором. Они встречаются только в жидкой фазе. Обладают напором.
При изу
ОСНОВЫ ПАЛЕОГИДРОГЕОЛОГИИ
Палеогидрогеология – это раздел гидрогеологии, задачей которого является восстановление гидрогеологической истории региона, бассейна или водоносного комплекса. Другими словами это реконструкция гид
Теоретические основы нефтегазовой гидрогеологии
Роль подземных вод как фактора, созидающего и разрушающего нефтегазовые месторождения (НГМ) по мнению многих специалистов и ученых, является решающей. При этом гидрогеологические условия формирован
Растворенные углеводородные газы
В подземных водах нашей планеты растворено громадное количество газа, причем в глубоких горизонтах основная доля приходится на метан, а для нефтегазоносных отложений наиболее характерны углеводород
Воднорастворенные органические вещества (ВРОВ)
В подземных водах НГБ обнаруживается значительный комплекс органических соединений, в ионной, молекулярной, коллоидной формах, а так же в виде металл - органических комплексных соединениях. Их изуч
Гидрогеологические условия, благоприятные для сохранения и разрушения залежей нефти и газа
Весь процесс образования формирования и сохранения сформировавшихся залежей нефти и газа непрерывно связан с историей формирования подземных вод и их химического состава.
При этом благопри
Минимальные значения углов падения пластов при сохранении
залежей газа и нефти от полного вымывания (pв=1, pн=0,8, pг=0,001)
Гидравлический уклон
Углы
Новости и инфо для студентов