Какой характер течения реки Оби и от чего он зависит?

Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези

Для вычисления средней скорости потока при отсутствии непосредственных измерений широко применяется формула Шези. Она имеет следующий вид:

_ср

Величина коэффициента С не является величиной постоянной. Она зависит от глубины и шероховатости русла. Для определения С существует несколько эмпирических формул. Приведем две из них:

формула Манинга

формула Н. Н. Павловского
где n – коэффициент шероховатости, находится по специальным таблицам М. Ф. Срибного. Переменный показатель в формуле Павловского определяется зависимостью.

Из формулы Шези видно, что скорость потока растет с увеличением гидравлического радиуса или средней глубины. Это происходит потому, что с увеличением глубины ослабевает влияние шероховатости дна на величину скорости в отдельных точках вертикали и тем самым уменьшается площадь на эпюре скоростей, занятая малыми скоростями. Увеличение гидравлического радиуса приводит и к увеличению коэффициента С. Из формулы Шези следует, что скорость потока растет с увеличением уклона, но этот рост при турбулентном движении выражен в меньшей мере, чем при ламинарном.

Движение воды в реках

Вода в реках движется под действием силы тяжести F’. Эту силу можно разложить на две составляющие: параллельную дну F_x и нормальную ко дну F’_y (см. рис. 68). Сила F’ уравновешивается силой реакции со стороны дна. Сила F’_х, зависящая от уклона, вызывает движение воды в потоке. Эта сила, действуя постоянно, должна бы вызвать ускорение движения. Этого не происходит, так как она уравновешивается силой сопротивления, возникающей в потоке в результате внутреннего трения между частицами воды и трения движущейся массы воды о дно и берега. Изменение уклона, шероховатости дна, сужения и расширения русла вызывают изменение соотношения движущей силы и силы сопротивления, что приводит к изменению скоростей течения по длине реки и в живом сечении.

Выделяются следующие виды движения воды в потоках: 1) равномерное, 2) неравномерное, 3) неустановившееся.
При равномерном движении скорости течения, живое сечение, расход воды постоянны по длине потока и не меняются во времени. Такого рода движение можно наблюдать в каналах с призматическим сечением.

При неравномерном движении уклон, скорости, живое сечение не изменяются в данном сечении во времени, но изменяются по длине потока. Этот вид движения наблюдается в реках в период межени при устойчивых расходах воды в них, а также в условиях подпора, образованного плотиной.

Неустановившееся движение – это такое, при котором все гидравлические элементы потока (уклоны, скорости, площадь живого сечения) на рассматриваемом участке изменяются и во времени и по длине. Неустановившееся движение характерно для рек во время прохождения паводков и половодий.

При равномерном движении уклон поверхности потока I равен уклону дна i и водная поверхность параллельна выровненной поверхности дна. Неравномерное движение может быть замедленным и ускоренным. При замедляющемся течении вниз по реке кривая свободной водной поверхности принимает форму кривой подпора. Поверхностный уклон становится меньше уклона дна (I i) (рис. 65).

Рис. 68. Схема к выводу уравнения Шези (по А. В. Караушеву).

Истоки

Каждая река обладает местом ее возникновения – истоком. Начало высокогорных потоков находится на откосах или вершинах гор.

Большая часть из них образуется из нагромождения тающих снегов и льдов, покрывающих вершины, или выливаются из расположенных там озер, попутно поглощая осадочную влагу, обильно скапливающуюся наверху.

Равнинные реки, в основном, берут начало из озер, водоемов и других водных резервуаров. Иногда их истоком становятся родники, вытекающие из подземных пластов.

Некоторые водотоки, которые бурно спешат в горной местности, попадая на плоскогорье, продолжают там свое спокойное течение по долине, как равнинный поток.

Течение

По характеру речной сети, условиям питания и формирования водного режима Обь делится на 3 участка: верхний (до устья Томи), средний (до устья Иртыша) и нижний (до Обской губы). При этом после сооружения Новосибирского водохранилища верхнее течение Оби также подразделяется на участки: от слияния Бии и Катуни до Барнаула, где Новосибирский гидроузел не оказывает влияния на водный режим, от Барнаула до Камня-на-Оби, где ощущается влияние гидроузла, собственно сам Новосибирский гидроузел и участок от нижнего бьефа Новосибирской ГЭС до устья Томи, где сток зарегулирован Новосибирским гидроузлом. Средняя скорость течения составляет: в весенний период 5-5,6 км/ч, в межень 2,7-3,0 км/ч. В изгибах реки и в сужениях наблюдаются прижимные течения, а в местах разветвления реки на протоки — затяжные течения, особенно сильные при высоких уровнях воды. Во многих местах действуют свальные течения.

Название Обь употребляется для водотока ниже слияния рек Катунь и Бия, то есть после города Бийска. Протекает по Алтайскому краю через Барнаул, затем некоторое время разделяет Алтайский край и Новосибирскую область. Около 300 км течения — через Новосибирскую область, в том числе через Новосибирск. Севернее, после принятия Томи в Томской области, меняет направление на северо-западное и на протяжении около 900 км Томской области принимает крупные притоки — Томь, Чулым, Кеть, Чаю, Парабель и Васюган. В Ханты-Мансийском автономном округе Обь протекает по побережью Нижневартовска, затем на запад, огибая Сургут с юга, а Нефтеюганск с севера. После Ханты-Мансийска Обь принимает свой главный приток Иртыш и поворачивает на север и, протекает далее, почти 660 км через Ханты-Мансийский автономный округ и Ямало-Ненецкий автономный округ до Салехарда и Лабытнанги. До посёлка Перегрёбное река Обь течёт в одном русле, затем раздваивается на два рукава — Большая и Малая Обь. Рукава вновь соединяются через 460 км в 20 км южнее Салехарда, огибая Сибирские Увалы, долина здесь сужается от 20 км до 6-8 км с углублением русла почти в 2 раза — до 10-15 метров. После Салехарда Обь резко поворачивает на восток. Финальным створом собственно Оби является линия, проведённая от мыса Салемал до выступа выпуклого берега реки Оби. Ниже этого места река образует дельту. От данной точки впадения нормального русла реки в Обскую губу Карского моря происходит заметное расширение водотока. Обь образует огромную дельту с площадью 4,5 тыс. км². Дельта реки Оби, располагаясь на широтном отрезке, начинается от острова Большие Яры (ниже посёлка Салемал), там, где река разделяется на два широких рукава — Надымскую Обь и Хаманельскую Обь (Ганейзер 1975), то есть между 69°11′ и 71°40′ в. д.

Питание и режим реки

Питание реки преимущественно снеговое, на Алтае — смешанное: доля снегового питания — 40 %, ледникового 22 %, дождевого 19 % и грунтового 15 %; в таёжной зоне доля снегового питания — 55 %, дождевого — 25 %, грунтового — 20 %. За период весенне-летнего половодья река приносит основную часть годового стока. В верхнем течении половодье — с начала апреля, в среднем — со второй половины апреля, а в нижнем — с конца апреля — начала мая. Подъём уровней начинается ещё при ледоставе; при вскрытии реки в результате заторов — интенсивные кратковременные подъёмы уровней. Из-за этого у некоторых притоков возможно обращение направления течения. В верхнем течении половодье заканчивается в июле, летняя межень неустойчива, в сентябре — октябре дождевой паводок. В среднем и нижнем течении спад половодья с наслаивающимися дождевыми паводками продолжается до ледостава. В среднем река находится подо льдом от 180 до 220 дней в году, в зависимости от того, насколько сурова зима.

Питание

Равнинные реки характеризуются смешанными способами получения влаги с преобладанием осадочной подпитки и снеготаяния. В сезон паводка, продолжающегося от 2 недель до месяца, уровень воды достигает предела, позднее он понижается.

Летом небольшие водоемы способны практически полностью пересыхать, в осеннее половодье заново наполняясь влагой.

Горные потоки никогда не иссякают, они имеют стабильное течение, хотя в холодное время могут замерзать до дна. Питание происходит благодаря таянию ледников и выпадению осадков, что характерно для летнего периода.

В это время горные потоки часто переполняются и выходят из берегов. Зимой объем воды уменьшается до оптимального значения, а течение становится спокойным.

Характеристика реки Амазонка

Длина реки Амазонки:
6992 км

Площадь бассейна водосбора:
7 180 000 км?. Для сравнения площадь Австралии 7 692 024 км?.

Режим реки, питание:
Амазонка получает питание от многочисленных притоков, также из-за влажного климата река получает много воды из осадков. В верхнем течении важную роль играет снеговое питание.

Режим Амазонки интересный и довольно сложный. Она достаточно полноводна весь год. Правые и левые притоки реки имеют разное время паводков. Дело в том, что правые притоки расположены в Южном полушарии, а левые в Северном. Поэтому у правых притоков паводки наблюдаются с октября по март (лето Южного полушария), у левых — с апреля по октябрь (лето Северного полушария). Это приводит к некоторому сглаживанию стока. Южные притоки приносят больше воды и в мае – июле приводят к максимальным подъемам уровня воды. Минимальный сток наблюдается в августе – сентябре. В нижнем течении важную роль играют также и океанские приливы распространяющиеся вверх по реке на 1400 км. При подъеме воды река затопляет гигантские территории это самый большой паводок в мире. Ширина поймы достигает 80-100 км.

Средний расход воды в устье:
220 000 м3/с. Максимальный расход во время половодий достигает 300 000 м3/с и даже больше. Минимальный расход во время сухого сезона 70 000 м3/с. Для сравнение расход воды в Волге 8060 м?/с т.е. почти в 28 раз меньше.

Где протекает:
Амазонка протекает преимущественно по территории Бразилии, но небольшие части бассейна Амазонки принадлежат Боливии, Перу, Эквадору и Колумбии.

Амазонка берет начало на высоте 5 тысяч метров из заснеженных вершин перуанских Анд. Талая вода, соединяясь с другими потоками, устремляется вниз к бескрайним джунглям. Кроме большой высоты устья Амазонки нужно учесть и то, что оно расположено на широте Экватора и поэтому климат здесь изменчив, днем горячее солнце ослабляет ледовую хватку и талая вода спускается вниз. Соединяясь между собой тонны талого снега, образуют мощные потоки и набирают ускорение.

Вскоре спускаясь до высоты 3,5 тыс. метров Амазонка попадает в царство влажных лесов. Здесь на реке часто встречаются водопады, а течение Амазонки все такое же бурное, ей приходится пробиваться сквозь горные массивы. Спустившись с Анд Амазонка разливается по широкой долине (Амазонской низменности). Здесь она течет в окружении тропических джунглей.

Направление течения Амазонки преимущественно с запада на восток, и она не отходит далеко от экватора. Интересно, что под Амазонкой на глубине 4 тыс. метров, протекает подземная река Хамза (Hamza), она питается грунтовыми водами.

Главное русло Амазонки судоходно аж до подножия Анд, т.е. на расстояние 4300 км. Океанские суда могут подниматься вверх по реке на расстояние 1690 км от устья, до города Манаус. Общая длина всех водных путей в Бассейне Амазонки равна 25 000 км.

После впадения реки Шингу Амазонка уже больше похожа на море. Ширина реки достигает 15-ти км и уже невозможно увидеть противоположный берег.

Здесь уже чувствуется близость Атлантики и можно наблюдать приливы и отливы. Русло реки разбивается на множество рукавов которые стекаются в ее огромною дельту. Устье Амазонки это самое широкое речное устье в мире. В устье Амазонки насчитывают тысячи островов, самый большой из них имеет площадь равную площади Шотландии. В этом гигантском устье происходит постоянная борьба соленой и пресной вод. Приливы атлантического океана пробиваются вглубь реки, сметая все на своем пути. Это явление называется приливной волной Амазонки или волной поророка .

Впадая в Атлантический океан, Амазонка образует самую большую в мире дельту площадью 100 000 км кв. В этой огромной дельте находится самый большой в мире речной остров Маражо.

Из своего трехсот километрового устья река спускает в океан больше воды, чем все европейские реки вместе взятые. Из космоса поток ее мутных вод различим в океане за сотню км. от берега.

Река Амазонка в устье.

Река Амазонка – самая полноводная река на земле. Парана Тинг – так торжественно величают эту реку индейцы, что значит в переводе “Королева всех рек”. Устье реки Амазонки было открыто испанцем Винсентом Яньесом Пинсоном ещё в 1550-ом году, и им же было признано подлинное королевское величие этой реки.

Составные части рек

Каждая река состоит из определенных частей, поскольку у нее есть начало и есть конец. География выделяют следующие части рек:

• Исток. Это место, где река берет свое начало. Очень часто реки формируются в горах, где начальным истоком выступают водоемы так или иначе связанные с ледниками. В любом случае исток всегда будет находиться выше чем устье.
• Верхнее течение. Образуется немного ниже истока. Верхнее течение характеризуется тем, что на этом этапе даже самые крупные реки еще крайне небольшие.
• Среднее течение. Начинается от место, где река становится более полноводной из-за того, что в нее впадают притоке и другие реки.
• Нижнее течение. Располагается перед устьем и является самой большой частью реки.
• Устье. участок местности, на котором река впадает в другой водоем (для крупных рек это море, для мелких это другие реки или озера).

Все реки располагаются в речной долине. Это углубление в земной поверхности, которое значительно шире, чем непосредственное русло реки. Речная долина (бассейн реки) очень важна, поскольку посредствам подземных вод обеспечивает подпитку рек. Долина поглощает осадки, которые выпадают на этом участке, подпитывают реку. Участки бассейна могут быть огромные. На них могут помещаться отдельные города, а иногда и целые государства. При этом бассейны рек,, даже средних и небольших, всегда отделены друг от друга водоразделом. Обычно в виде водоразделом может выступать возвышенность, высокие холмы или горы.

Все реки не являются постоянными в своей ширине. У них есть периоды разлива и периоды мелководье. Как правила границы разлива рек заранее известны. Поэтому в географии выделено такое понятие как пойма реки. Это часть речной долины, которая затопляется в период разлива.

Русло

Путь горных рек часто отличается правильной углубленной формой с отвесно нисходящими берегами и довольно ограниченным по ширине каменным ложем. На отдельных участках утесы сдавливают водный поток и увеличивают его глубину. В случае резких значительных перепадов высоты на реке возникают перекаты и водопады.

Вследствие частой смены уровня поверхности воды происходит вымывание плодоносного слоя почвы, который разрушается в процессе паводков и уносится сильным течением. По этой причине берега горных речек представляют собой каменистую поверхность без растительности.

Русло равнинной реки отличается достаточной шириной обычно с пологими берегами, порой с одним покатым, другим – крутым берегом. В нашем полушарии чаще всего отвесным бывает правый берег, а левый – пологим. Водные потоки, протекающие по низменным местностям, характеризуются петляющим извилистым руслом с излучинами и поворотами.

Дно таких потоков покрыто песком, глиной или устлано илом, который в процессе паводков остается на берегах, служа как удобрение для прибрежной растительности.

Общим для обоих типов – равнинных и горных рек – является то, что на скорость их течения влияет наличие порогов, образующихся при протекании потока по каменистым породам.

Горные и равнинные реки

В связи с особенностями рельефа местности, по которому протекают реки, определяют характер течения реки. Он может быть горным, равнинным и смешанным.

Вопрос:

Какие реки называются горные?

Горными реками называются водные потоки, которые текут по узкой глубокой долине, проходят в пределах горного рельефа и имеют неспокойное и быстрое течение. К горным рекам России относятся:

• Самур
• Белая
• Урал
• Сулак
• Терек
• Уфа
• Бия

Горная река берет начало высоко в горах. Большинство из них образуется из тающих ледников и снегов, находящихся на вершинах. Вода горных рек очень холодная.

Равнинной рекой называется водоем со спокойным течением, тихого характера,  с широкой долиной.  Такой речной поток течет по ровной местности.

Вопрос:

Чем отличаются горные реки от равнинных рек?

Равнинные реки характеризуются:

• Спокойным течением
• Теплой, по сравнению с горными реками, водой
• Менее извилистой траекторией
• Небольшим перепадом высоты между истоком и устьем

В летний период мелкие водоемы могут пересыхать, а с наступлением осеннего половодья снова заполняются водой.

К самым крупным равнинным рекам России относятся:

• Иртыш
• Обь
• Енисей
• Ангара
• Лена
• Колыма
• Вилюй и другие

Смешанный характер течения реки сочетает в себе и равнинный и горный. При выходе горной реки на равнинную местность меняется ее внешний вид, становится шире русло, замедляется течение, что еще раз доказывает зависимость характера течения от рельефа.

Режим и питание рек зависит от климата, где протекает водный поток. Если редко выпадают дожди и климат характеризуется как сухой, то реки могут пересыхать.

Местность, расположенная за рекой называется заречье.

Местность, расположенная вдоль реки, или среди гор, называется долиной.

Реки размывают течением горные породы, берега, береговые породы и уносят их своими водами. По бокам долины есть склоны, они могут быть пологими и крутыми, высокими и низкими. Также у долины есть дно – самая низменная и ровная ее часть, террасы – площадки, расположенные на разных высотах от дна, бровка – место соединения склонов с поверхностью и подошва – место соединения дна и склонов.

Долины очень красивые, там нет недостатка воды, поэтому много зелени и травы.

На возраст долины и степень ее развития указывает форма. Узкие долины с крутыми склонами, ущелье с отсутствием террас, неширокое – это молодые долины.

Пологие склоны с глубоким руслом характеризуют зрелую долину.

На террасах и поймах долин издавна люди располагали свои пастбища, посевы и селились сами.

К самым крупным рекам Земли относятся:

1. Амазонка
2. Нил
3. Янцзы
4. Хуанхе
5. Обь

Около 20% всей пресной воды сосредоточены в реке Амазонка, расположенной в  Южной Америке. Количество притоков и проливов у реки настолько велико, что их трудно сосчитать.

Большая часть Нила протекает по египетской территории, это полноводная река. Во время разливов Нил меняет цвет. Из-за наличия в воде минералов река становится красной, а из-за большого обилия водных растений – зеленой.

Янцзы – река Китая, относящаяся к бассейну Восточно – Китайского моря. Из евразийских рек Янцзы – самая длинная река.

В переводе с китайского языка Хуанхэ означает «желтая река». Цвет вод Хуанхэ действительно желто – коричневого цвета. Мутной река становится по причине вымывания  глины из ее верховьев.

Обь протекает по Западной Сибири. Ее течение несколько раз меняется в разных направлениях.

Воды суши. Реки

Помимо Мирового океана можно еще выделить воды суши, то есть воды, находящиеся на поверхности литосферы. Какие виды вод различают на суше? Познакомимся с ними на схеме.

Остановимся подробнее на характеристике рек.

Появляются они при слиянии временных ручейков и небольших рек в непрерывный водоток. Вода этого потока размывает сыпучие породы и появляется углубление в земной коре, называемое руслом реки. Исходя из этого, можно сформулировать определение «река» и познакомиться с ее частями.

Следует обратить внимание, что руслом реки будет являться углубление, по которому вода течет постоянно. Если в каком-то месте река меняет свое направление, и вырабатывает новое углубление, то предыдущее русло будет считаться старым

Часто так образуются остаточные озера, получившие название старицы.

Помимо русла у реки есть еще две основные части – исток, устье. Участок, на котором река берет свое начало, получил название исток. Находится исток реки в горной или равнинной местности. В горных участках река берет начало от тающих ледников, озер, а на равнине вытекать из родников, болот.

Устьем реки считается место ее впадения в какой-либо водоем. По своей форме устья могут различаться, так как скорость течения здесь меньше и происходит отложение различных наносов из осадочных пород. Эти наносы и определяют форму устья.

У любой реки можно увидеть притоки, то есть впадающие в нее реки. Притоки у реки могут быть правые и левые, крупные и мелкие. Давайте посмотрим, как их можно определять с помощью карты.

Река и все ее притоки составляют речную систему. Именуется речная система по основной реке, к примеру, система Волги, Конго, Амазонки. Крупными речными системами мира считаются Амазонка, Конго, Миссисипи, Обь.

Все пространство, которое занимает речная система, получило название бассейна реки. Линия, разграничивающая бассейны двух соседних рек, именуется водоразделом. В речном бассейне водораздел может проходить по хребтам или возвышенностям.

Площадь основного бассейна реки зависит от разветвленности речной системы – чем больше притоков, тем она больше. Значительным бассейном обладает река Амазонка – площадь 7млн.км2, в России крупным бассейном обладает Обь – площадь 3млн.км2.

На свойствах рек сказывается рельеф того участка, где они находятся. Работа вод, расположенных на поверхности, способствует формированию речных долин, то есть линейных форм рельефа. Рассмотрим составляющие речной долины.

Начинается рекана более возвышенной территории, а участок, на котором она вливается в водоем, имеет меньшую высоту. Разница высоты истока и устья реки определяет характер ее течения. Горная местность отличается значительным уклоном, поэтому реки приобретают высокую скорость течения. С этим же связано наличие у горной реки узкого русла с крутыми берегами.

Равнинные реки характеризуются малыми скоростями течения воды, их русла более извилистые. Равнинные реки имеют обширную речную долину, способную увеличиваться за счет размывания берегов.

Для равнинных рек свойственны поймы. Существует период времени, когда вода разливается на большие пространства вокруг. Эта часть суши получила название пойма реки. Часто вода после себя оставляет различные наносы, которые делают почву плодородной.

Для горных рек характерны пороги, представляющие собой каменные неровности. Образуются они при работе поверхностных вод в горных породах. Воды горных рек способны размывать самые прочные породы, когда река пересекает скалу, то формируются пороги.

Таким же образом появляются водопады, только на пути реки при этом встречается значительный отвесный выступ. Водопады также образуются на горных реках. Самым высоким водопадом в мире считается Анхель, высота которого 1054 м. Наиболее знаменитым среди туристов является Ниагарский, представляющий собой комплекс водопадов.

На протяжении года реки способны менять уровень воды, замерзать, разливаться, все эти процессы устанавливают режим реки, который определяется климатом. Существуют реки, способные в течение всего года быть полноводными. Они находятся в районах с теплым климатом, к примеру, Амазонка.Сложный водный режим рек наблюдается на территориях с выраженными сезонами года. В зимний период происходит замерзание рек, с наступлением тепла начинается продолжительное половодье.

Уровень воды в реке определяется ее питанием, которое способно различаться в разное время года. Познакомимся с основными типами питания рек.

Равнинные реки зимой питаются подземными, весной талыми, а летом водами атмосферных осадков. В горной местности реки подпитываются влагой от таяния снега и ледников. Многим рекам России характерно смешанное питание.

Отличие горных рек от равнинных

На нашей планете все реки можно разделить на две большие категории: горные и равнинные. Они могут располагаться близко друг к другу, могут иметь схожие режимы и схожие элементы питания, но из-за разницы в высоте протекания, в разбросе между максимальной и минимальной точкой, разница между такими реками будет огромной. Для демонстрации этого приведена таблица ниже.

Таблица: Чем горные реки отличаются от равнинных

Признак сравнения	Равнинная река	Горная река
Русло	Извилистое. Это связано с тем, что у таких рек медленная скорость течения, поэтому нет возможности насильно прокладывать русло. Такие реки медленно “обходят” препятствия.	Слабоизвилистое. Скорость течения в таких реках как правило очень высокая, поэтому река сама прокладывает себе русло, и у неё нет времени для того чтобы как-то его менять.
Долина	Извилистая и широкая. В основном равнинные реки обладают очень большой долиной.	Узкая и глубокая. Причина в том же реке не нужно много места.
Глубина	Глубокие. Как правило, реки пригодны для судоходства.	Обычно неглубокие реки с большим количеством порогов.
Скорость течения	Медленная	Быстрая

Равнинные реки текут медленно, плавно и как бы не спеша. Типичным примером такой Рики может служить Волга. Достаточно сказать, что исток Волги возвышается над устьем реки всего на 250 м. Во многом из-за этого средняя скорость течения этой реки составляет всего 1 м/с. У Волги нет достаточной силы для того чтобы проложить себе прямое русло. Поэтому река обходит препятствия прокладывая очень извилистое русло.

Примером горной реки может служить Терек. В этой реке разница между истоком и устьем составляет 5 км. Из-за этого средняя скорость течения реки составляет примерно 25 м/с. Река обладает достаточной силой, поэтому она прокладывает себе преимущественно прямой путь, а сильный перепад между истоком и устьем приводит к формированию большого количества порогов.

Также важно отметить, что большое влияние на характер и специфику рек оказывают два фактора:

• Климат. Он влияет на величину стока, расход воды, на общий уровень водыреке, на объемы и периодичность паводков и половодий, питание реки, замерзание в зимние месяце.
• Рельеф местности. Определяет характер течения, величину водостока, принципы питания реки, форму, длину и так далее.