Продольный профиль и уклон реки

Продольный профиль и уклон реки тесно связанны между собой. Продольный профиль представляет собой графическое построение, которое позволяет проследить, как меняются высотные отметки точек реки на протяжении реки от истока к устью. На профиле наглядно видно, какие участки реки характеризуются большей крутизной, а какие более пологи. Уклон реки дает представление о величине такого высотного изменения и делает возможным количественное сравнение крутизны различных участков реки.

Чаще всего реки берут начало в горах или на возвышенностях, и потому в верхнем течении им свойственно резкое понижение высоты и быстрое, бурное течение. Это тем более справедливо для рек Кыргызстана, которые начинаются высоко в горах. То же можно сказать и о р. Кегеты, исток которой имеет отметку около 3805 м. В таких случаях говорят, что в верхнем течении уклон рек имеет большие значения. Далее по течению уклон, обычно, уменьшается, и в так называемом среднем течении реки становятся всё более спокойными. И в нижнем течении уклон реки становится малозначительным или даже почти нулевым, а эрозия, преобладающая на более высоких участках рек, уступает свою главенствующую роль процессам аккумуляции. Это общее правило хорошо выполняется для достаточно крупных рек, протекающих большей частью на обширных равнинах, но для таких небольших рек, как р. Кегеты, протекающих к тому же почти полностью в горной области, уклоны остаются значительными практически на всем протяжении реки. Это можно проследить на графике продольного профиля на рис. 3.

Продольный профиль строится на основании данных о высотах отдельных характерных точек русла и длине участков реки между этими точками. Эти данные можно снять с той же топографической карты на рис. 1. Характерными точками можно считать места резкого увеличения или уменьшения глубин, пороги, перекаты, острова, устья притоков, места подпора, изменений ширины русла и др. Но определить их по карте не представляется возможным. Поэтому применяют другой подход. Измеряют расстояния от истока до всех пересекающих реку горизонталей, определяют высотные отметки точек пересечения реки с горизонталями, а также высоты истока и устья. В прямоугольной системе координат по горизонтальной оси откладывают расстояния от истока, по вертикальной оси – высотные отметки и строят график продольного профиля, соединяя отрезками точки, координаты которых определены по карте. График сопровождается поясняющей таблицей. Данные в этой таблице привязаны к характерным точкам, на основании которых построен график, и включают в себя следующие пункты: расстояние от истока, высотные отметки точек, падение высоты (определяется как разность между высотами соседних точек), уклон на участке и средний уклон для всей реки в целом (понятие «уклон» рассматривается ниже). Таким образом построен продольный профиль для р. Кегеты. Но на нем пропущены некоторые точки, которые не вносят существенного изменения в рельефность графика, для того чтобы не загромождать рисунок лишними данными.

Уклоном называется отношение падения реки на некотором участке к длине этого участка. Формула для вычисления уклона реки имеет вид:

i = ∆H / l, (3)

где ∆H – разность высотных отметок в начале и в конце участка реки [м], на котором необходимо вычислить уклон i, l – длина этого участка [м или км].

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

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.