Сток твердый. Химия земли

Энергия потока расходуется на преодоление сопротивления со стороны дна и берегов, а также на размыв и перенос грунта со склонов водосбора в водоприемник. Уровень воды в водоприемнике представляет для впадающей в него реки базис эрозии, т.е. потенциальная отметка, до которой произойдет размыв водотока. Базис эрозии характеризует энергию потока.

Процесс размыва включает четыре стадии:

Смыв грунта с поверхности водосбора;

Размыв дна и берегов в русле реки и на пойме;

Перенос частиц грунта по течению водотока;

Отложение или аккумуляцию частиц.

Причиной размыва является движение масс воды (в виде ручейков на склонах или же потока в реке), достигающее определенной скорости. Отрыв частиц грунта и их подъем – переход во взвешенное состояние - , кроме скорости воды, зависит от размеров частиц, их формы и плотности, а также от взаимного расположения частиц на дне.

На отдельную частицу, лежащую на дне, действует сила лобового давления и подъемная сила, которая возникает при обтекании частицы, обусловленная разностью скоростей на верхней и нижней её гранях. По закону Бернулли давление на верхнюю грань будет меньше, чем на нижнюю. Кроме того, необходимо учесть вес частицы и Архимедову (выталкивающую) силу.

Еще один механизм отрыва частиц от дна – это наличие вихрей, возникающих при обтекании разного рода препятствий. Эти вихри имеют на своей оси область пониженного давления и захватывают оторвавшиеся частицы, поднимают их в толщу потока.

В тех случаях, когда подъемная сила меньше силы тяжести, частица может перемещаться по дну путем скольжения и перекатывания. Такое перемещение называется влечением донных наносов. Анализ устойчивости такой частицы показывает, что веса влекомых частиц относятся как шестые степени скоростей (закон Эри). Таким образом, если скорости горного и равнинного потоков относятся как 1: 4, то веса влекомых ими наносов относятся как 1: 4096.

Скорость течения, при которой происходит первоначальное нарушение равновесие частиц донных наносов, формирующих русло, называется неразмывающей скоростью, а при начале массового движения донных частиц – размывающей скоростью. Они зависят от размера частицы, глубины потока и сил сцепления (связные грунты). Размывающая скорость примерно на 30…40% больше неразмывающей. Её используют при определении расхода наносов, а неразмывающую – в расчетах общего и местного размыва русла у ГТС.

Известно, что перенос частиц осуществляется в виде взвешенных и донных наносов.

Донные наносы являются руслоформирующими,т.е. участвующими в образовании, перемещении и разрушении таких русловых форм, как гряды, побочни, осередки и т.д.

В отличие от них, взвешенные наносы, частицы которых находятся в потоке большую часть времени и переносятся на большие расстояния. При уменьшении скорости потока они могут откладываться на дне и переходить в донные наносы. По размеру взвешенные частицы примерно на порядок меньше донных.

Произведение средней мутности на скорость потока характеризует его транспортирующую способность , которая уменьшается от истока к устью реки, где преобладают процессы аккумуляции наносов.

Масса частиц, переносимых водой через поперечное сечение водотока в 1 сек, называется расходом взвешенных наносов , который определяется по формуле: G = 1000 * ρ * Q, кг/с. Для характеристики объема выноса грунта водой реки вычисляют величину твердого стока за сутки, месяц, сезон и год. Наибольший твердый сток наблюдается, как правило, в периоды половодья и паводков.

Среднемноголетний объем наносов вычисляется по формуле:

Vн = G * 86400*365 / γ = ρ * Q * 86400*365 / γ ,

где G - среднегодовой расход наносов или норма твердого стока, кг/с,

ρ - мутность воды, кг/м3,

γ – плотность наносов, кг/м3

Твердый сток – это количество взвешенных тонко-мелкозернистых влекомых (перекатываемых) по дну наносов, переносимое рекой через какой-либо створ за заданный интервал времени.

При этом расходом наносов называется количество наносов, переносимое через живое сечение реки в единицу времени. В зависимости от способа транспортирования наносы подразделяют на взвешенные, переносимые водными потоками во взвешенном состоянии, и влекомые, перемещающиеся в придонном слое потока путем перекатывания, скольжения и сальтации. Условия движения наносов меняются при изменении скорости, глубины и других гидравлических элементов. Частицы, переносившиеся во взвешенном состоянии, могут стать влекомыми наносами, а влекомые – перестать двигаться или перейти во взвешенное состояние. Неподвижные частицы могут перейти в движение.

Основными гидравлическими параметрами наносов являются:

гидравлическая крупность частицы, определяемая как скорость ее равномерного падения в спокойной воде;
начальная скорость влечения (сдвига) частицы, находящейся на дне потока;
средняя скорость влечения частицы по дну.

В речном потоке наблюдается взаимообмен потока и русла наносами с осаждением частиц наносов на дно и взмывом их с его поверхности. Взаимообмен наносами обусловлен турбулентностью потока (восходящими и нисходящими пульсационными токами) и зависит от гидравлической крупности наносов и начальной скорости влечения частиц. Области таких токов располагаются беспорядочно над поверхностью русла, вследствие чего дно потока представляет собой поле чередующихся зон взмыва и отложения. При грядовой форме русла области преобладания восходящих и нисходящих вихрей разграничены, соответственно разграничены и зоны размыва и переотложения наносов. Верхний слой наносов, вовлеченный в процесс взаимообмена наносами с потоком, называется активным слоем русла. Сами наносы называются донными отложениями.

Исходным материалом формирования наносов на речных водосборах являются продукты выветривания горных пород, частицы почвы, остатки растительности и животных. Выделяются внешние и внутренние источники питания потока наносами. Внешние источники питания – склоны, а также расположенные у берегов осыпи. Внешнее поступление наносов характеризует интенсивность водной эрозии на склонах. Внутренними источниками питания рек и ручьев наносами являются сформировавшиеся аллювиальные отложения русла и поймы. Суммарный вынос наносов определяется суммой (склоновой и русловой) эрозий.

Общая закономерность формирования твердых стоков:

верховья рек и вся первичная гидрографическая сеть поставляют твердый материал в речные системы;
средние и большие реки осуществляют транспорт продуктов эрозии, аккумулируя часть наносов при их избытке и размывая их при дефиците твердого материала.

В устьевых частях рек наблюдается аккумуляция наносов.

Характеристикой наносов, поддающейся картографированию, является среднемноголетняя мутность (количество наносов, содержащееся в единице объема потока) рек. В пределах Европейской территории России наименьшая мутность воды рек (менее 10 г/м 3) наблюдается в зоне тундры и лесотундры. Для низменных заболоченных районов лесной зоны мутность составляет 10–25 г/м 3 ; в южной части лесной зоны мутность рек достигает 100–250 г/м 3 ; в лесостепной зоне мутность может доходить до 1000–2500 г/м 3 , возрастая на малых реках до 5000 г/м 3 .

Сток наносов – главный фактор заиления водохранилищ, что обусловлено отложением в их чашах наносов, поступающих с жидким стоком, а также твердого материала, сносимого в водоем при переработке берегов. Особую опасность представляют случаи транспорта наносов, сопровождающиеся интенсивной эрозией склонов, а также образованем селей в результате перенасыщения потока наносами. В ряде случаев смыв почвенного покрова сопровождается переносом загрязняющих веществ. Пестициды, радионуклиды и некоторые другие опасные вещества в результате сорбции фиксируются на минеральных частицах наносов и переносятся водными потоками во время паводочного стока.

Источники: Теория и методы расчета речных наносов. Караушев А.В. – Л., Гидрометеоиздат, 1977; Сток наносов, его изучение и географическое распределение. Под редакцией Караушева А.В. – Л., 1977.

Процесс размыва включает четыре стадии:

Смыв грунта с поверхности водосбора;

Размыв дна и берегов в русле реки и на пойме;

Перенос частиц грунта по течению водотока;

Отложение или аккумуляцию частиц.

Известно, что перенос частиц осуществляется в виде взвешенных и донных наносов.

Среднемноголетний объем наносов вычисляется по формуле:

Vн = G * 86400*365 / γ = ρ * Q * 86400*365 / γ ,

где G - среднегодовой расход наносов или норма твердого стока, кг/с,

ρ - мутность воды, кг/м3,

γ – плотность наносов, кг/м3

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по курсу гидрология специальности: мосты и транспортные тоннели

Высшего профессионального образования.. петербургский государственный университет путей сообщения..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет гидрологии
Гидрология– наука, изучающая гидросферу, её свойства, процессы и явления, связанные с поверхностными водами. протекающие в ней во взаимосвязи с атмосферой, литосферой и биосферой.

Распределение и круговорот воды на Земле
В Мировой океанесодержится 1340*106 км3 воды. Поверхность Океана – 71% от общей площади Земли. Таким образом, если воду Океана равномерно распределить по всей

Водный баланс
Для оценки круговоротов воды используется метод водного баланса,который является частным случаем закона сохранения вещества в природе. Он основан на очевидном свойстве: разность ме

Водные ресурсы и водообеспеченность
В общем виде водными ресурсами называют воды Земли, пригодные для использования человеком в процессе его жизнедеятельности. К ним относят относят все воды на Земном шаре, за исключением во

Гидрографическая сеть суши
Вода, поступающая на поверхность земли в виде осадков, талой воды или выходящая из подземных источников, собирается в понижениях рельефа и стекает под действием силы тяжести, образуя отдельные стру

Основные элементы речных систем
Рекойназывают водный поток сравнительно больших размеров, текущий в разработанном им русле и питающийся за счет поверхностного (склонового) и подземного стока. Совокупност

Тип питания рек. Фазы водного режима
Питание рек происходит поверхностными и подземными водами. Поверхностное питание в свою очередь подразделяется на снеговое, дождевое и ледниковое. Снеговоепитание рек обус

Гидрограф стока
Общее представление о гидрологическом режиме реки даёт гидрограф стока – хронологический график изменения расхода воды в течение года или сезона в данном конкретном створе водотока

Характеристики и факторы стока
Основными характеристиками гидрологического режима водотоков, которые наиболее часто используются в практических целях, являютсяречной сток и уровни воды. Для характеристи

Связь расходов и уровней воды
Между расходами и уровнями воды в реке существует достаточно тесная связь. Кривую этой связи называют кривой расходов воды (рис.7). Рис. 7. Кривые расходов (1), площад

Ледовый режим рек
Значительное влияние на работу ГТС на территории России оказывает ледовый режим водного объекта. Поэтому его необходимо учитывать при их проектировании и эксплуатации. Весь зимний период р

Мониторинг состояния водных объектов
При проектировании и эксплуатации ГТС: системы водоснабжения и водоотведения, мостовые переходы, водопропускные сооружения и пр., необходимо располагать определенным объемом информации о состоянии

Основы гидрологических расчетов
На любом водном объекте (река, озеро, водохранилище, болото и т.д.) происходят постоянные изменения уровня и стока воды, её температуры и химизма, режима наносов, русловых деформаци

Характеристик. Расчеты стока воды
1. Принципы формирования стока талых и дождевых вод со склонов водосбора в гидрографическую сеть можно представить в виде схем взаимодействия элементов водного бала

Гидрологических характеристик
На практических занятиях даются понятия о расчетных гидрологических характеристиках (РГХ). В зависимости от наличия данных наблюдений за расходами и уровнем воды в реках для определения РГХ применя

Максимальные расчетные расходы воды
Максимальным расчетным расходом воды (Qp%) называется расход воды, на пропуск которого рассчитываются размеры плотин, мостов и труб. Расчетная вероятность превышения этого расхода Р% зависит от кап

Максимальные расходы дождевых паводков
Для площадей водосбора в тундровой или лесной зонах более 200 км2 расчеты ведутся по редукционной формуле 1 типа (СП): Qp% = q200 * (200 / F)n

Внутригодовое распределение стока воды
Для решения большинства практических задач недостаточно определить объемы (слои) стока за год, половодье или паводок. Необходимо знать распределение стока внутри года, и прежде всего, в наиболее кр

Минимальный сток
Минимальным стоком называется сток, который проходит в реках в летне-осеннюю и зимнюю межень, когда река переходит на грунтовое питание, а поверхностный сток прекращается. В тундровой и ле

Расчетные гидрографы стока воды
Расчетные гидрографы (РГ) стока необходимы для проектирования водохранилищ, в расчетах отверстий при пропуске высоких вод, при затоплении пойм и лиманов и др. Форма расчетных гидрографов п

Воды в реках
1. Закономерности движенияводы в реках изучаются гидравликой и гидромеханикой. Вода двигается под действие силы тяжести. Скорость течения зависит от величины составляющей

Движение паводочной волны
Установившейся режим движения воды в реках нарушается при резком увеличении притока воды, например, в период половодья, паводков и попусков из водохранилищ. В этих случаях происходит формирование п

По живому сечению реки
В реках имеет место развитое турбулентное движение воды, в связи с чем наблюдается пульсация скоростей. Скорость в точке потока (актуальную) можно представить в виде суммы осредненной скор

Циркуляция воды в руслах рек
В руслах рек существует три вида течения: верховое, сходящееся, клинообразное и низовое, расходящееся. Классическая форма циркуляции на прямых участках имеет вид (рис.17). Причино

Основные положения
Сток воды в большинстве рек РФ внутри года и в многолетнем разрезе распределяется неравномерно. Свыше 70…80% стока приходится на многоводный период прохождения половодья и паводков, продолжительнос

Водохозяйственные балансы
Задачи эффективного использования водных ресурсов и регулирования стока должны решаться только на основе составления водохозяйственных балансов (ВХБ) по бассейнам рек, районам и регионам РФ.

Основы расчета водохранилищ
Основными характеристиками водохранилищ являются (рис. 19): По уровню воды – НПУ, ФПУ, УМО. По объему воды:полный объем – V (НПУ – дно), полезн

Диспетчерский график водохранилища
В период эксплуатации ни одно из ВДХ не работает в режиме постоянной отдачи. В многоводные периоды и годы образуются излишки воды, которые сбрасываются из ВДХ. В маловодные годы и периоды неизбежно

Противопаводковые водохранилища
Выше были рассмотрены основные методы расчета запасных водохранилищ сезонного и многолетнего регулирования стока. ЗадерживающиеВДХ, как отмечено выше, слу

Структура речного русла
Русло в плане имеет, как правило, извилистую форму. По генезису различают два вида речных извилин: Орографические. Обусловлены наличием в русле каких либо местных сопротивлений, например,

Русловые процессы и их типизация
Русло управляет потоком и формирует поле скоростей, а поток в свою очередь влияет на форму своего русла, производит размыв и намыв наносов, создает себе русло, отвечающее его скоростному полю. Тако

Мостовая гидрология. Задачи гидрологических и гидравлических расчетов водопропускных труб и мостов
1. Мостовая гидрология– дисциплина, изучающая вопросы гидрологического обоснования конструкций и параметров водопропускных сооружений на автомобильных и железных дорогах. Под гидро

Мостовых переходов через водотоки
Основные гидрологические требования к выбору трасс МП с учетом типа русловых процессов, который наблюдаются в створе проектируемого МП, были изложены на прошлой лекции. Для определения пар

Морфометрические работы
При отсутствии или недостаточности данных по стоку и уровнями воды в створе проектируемого МП проводят морфометрические работы. Их цель – установить значения РГХ на основании данных измерений попер

С водомерных постов в створ МП
В случае расположения водомерного поста в непосредственной близости от створа МП, перенос уровней Нр% (Нн%) с поста в створ МП производят по уклону водной поверхности в паводок, т.е.: Нр% (МП) = Нр

Мостовых переходов
Согласно указаниям СНиП 2.05.03 – 84. Мосты и трубы. М., 1996 г. отверстия МП рассчитываются на пропуск расчетного расхода 1% или 2% вероятности превышения Qр% при расчетном уровне воды той же веро

По балансу наносов
Расчеты основаны на совместном решении уравнений неразрывности потока, баланса наносов и формул для определения расхода влекомых наносов. Дифференциальное уравнение баланса наносов в створ

Основные регуляционные сооружения (РС) МП
Предназначены для регулирования водных потоков, пересекаемых дорогой, в т.ч. мостовыми переходами. С этой целью у МП возводят комплекс сооружений, которые должны обеспечить плавный ввод пойменного

И срезка грунта
Как известно, водопропускная способность МП зависит от формы поперечного сечения под мостом. В большинстве случаев форма живого сечения потока под мостом занимает промежуточное положение от треугол

Основы гидрометрии
При проектировании и эксплуатации ГТС, включая, системы водоснабжения и водоотведения, мостовые переходы, водопропускные сооружения и пр., необходимо располагать определенным объемом информации о с

Плотины
Плотины – водоподпорные ГТС, перегораживающие водоток и его долину и служащие для создания запасов воды в запасных водохранилищах или же для снижения максимальных расходов воды в реке (противопавод

Критические
Wв - при ФПУ Wф - при нарушении работы противофильтрационных устройств Wс - сейсмическое воздействие В зависимости от величин и сочетания всех ук

Грунтовые плотины (ГП)
ГП возводятся из местного грунта или из грунтов ближайших карьеров. К преимуществам ГП можно отнести: а) невысокую стоимость строительного материала – грунта, б) возможно

Водопропускные сооружения (ВПС)
ВПС предназначены для пропуска воды из ВБ водохранилища в НБ. По назначению различают следующие виды ВПС: а) водосброс – ГТС, предназначенное для сброса воды во избежания переполн

Системы водоснабжения
В результате ИГИ на стадии обоснования инвестиций в строительство систем водоснабжениядолжна быть дана оценка: водного объекта, выбранного в качестве исто

Системы водоотведения
Инженерно-гидрометеорологические изыскания для обоснования инвестиций в строительство системводоотведенияи прежде всего выпусков сбросных вод с УТ должны предусмат

СТОК РЕК ТВЕРДЫЙ - количество взвешенных, влекомых по дну и растворенных веществ (в т), проносимых рекой через любое поперечное сечение за более или менее длительный промежуток времени (декада, месяц, сезон, год). Различают отдельно взвешенных, влекомых по дяу наносов и растворенных веществ. Характеризует интенсивность эрозионной деятельности в данном речном басс. Величина его крупных речных систем измеряется десятками млн. т в год. См. Сток рек ионный.

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Смотреть что такое "СТОК РЕК ТВЕРДЫЙ" в других словарях:

Совокупность (вся масса) воды, стекающая с суши (из рек) в Мировой океан или озера. Количество воды, выносимой реками (их жидкий сток), равно » 42 тыс. км3 в год. Мировой сток участвует в процессах водообмена между сушей и Мировым океаном;… … Экологический словарь

Поперечный разрез типовой речной долины Обозначения: 1 пойменный аллювий; 2 русловой аллювий поймы; 3 аллюв … Википедия

Китайская Народная Республика, КНР (кит. Чжунхуа жэньминь гунхэго). I. Общие сведения К. крупнейшее по численности населения и одно из крупнейших по площади государств в мире; расположен в Центральной и Восточной Азии. На востоке … Большая советская энциклопедия

Народная Республика Бангладеш, государство в Южной Азии. Образовано на месте бывшей пакистанской провинции Восточный Пакистан. Ее политические лидеры 20 марта 1971 объявили о создании независимого государства под названием Бангладеш, что означает … Энциклопедия Кольера

Республика Индия, гос во в Юж. Азии. Др. инд. название Sindhus от названия реки Синдху (совр. традиц. Инд). От него авест., др. перс. Hindu, далее др. греч. и латин. India, откуда русск. Индия и аналогичные названия в других европ. языках: англ.… … Географическая энциклопедия

Природные ресурсы - (Natural Resources) История использования природных ресурсов, мировые природные ресурсы Классификация природных ресурсов, природные ресурсы России, проблема исчерпаемости природных ресурсов, рациональное использование природных ресурсов… … Энциклопедия инвестора

Народная Республика Бангладеш, гос во в Юж. Азии. Бенгальцы составляют ок. 98% населения страны, что и отражено в ее названии Бангладеш страна бенгальцев (на языке бенгали bangla бенгальская, des страна). См. также Западная Бенгалия.… … Географическая энциклопедия

Род можжевельник (Juniperus), как правило, представлен небольшими вечнозелеными деревьями (высотой до 10 12 м, реже до 20 30 м) или кустарниками, иногда стелющимися. Для рода характерно, что листья у всех молодых растений игловидные, а у… … Биологическая энциклопедия

На востоке Китая. Протягивается более чем на 1000 км вдоль берегов Жёлтого и Восточно Китайского морей. Площадь около 325 тыс. км2. Поверхность плоская, высотой до 100 м. На востоке островные Шаньдунские горы. Сложена мощной толщей аллювиальных… … Энциклопедический словарь

Арабская Республика Египет, Миср, гос во на С. В. Африки и на Синайском п ове Азии. Название Египет известно с III тыс. до н. э. Оно восходит к др. егип. Кипет черная земля, что противопоставляло долину Нила с ее плодородной почвой красной земле … Географическая энциклопедия

Твердый сток

Процесс размыва включает четыре стадии:

Смыв грунта с поверхности водосбора;

Размыв дна и берегов в русле реки и на пойме;

Перенос частиц грунта по течению водотока;

Отложение или аккумуляцию частиц.

Известно, что перенос частиц осуществляется в виде взвешенных и донных наносов.