Су ағынының мөлшері және өзен арнасының сипаттамалары

Кіріспе

Гидрологияда ағын – берілген көлденең қима арқылы тасымалданатын судың көлемдік ағын мөлшері (көлем уақытқа қатынасы, м³/сағ немесе фут³/сағ бірліктерімен). Ол орташа ағын жылдамдығының (ұзындық уақытқа қатынасымен өлшенетін, м/сағ немесе фут/сағ) және көлденең қима ауданының (м² немесе фут²) көбейтіндісіне тең. Оған судың өзінен басқа, еріген қатты заттар (мысалы, шөгінділер), (aq) сияқты еріген химиялық заттар немесе биологиялық материалдар (мысалы, диатомдар) да кіреді. Терминология салалар бойынша өзгеше болуы мүмкін. Мысалы, табиғи өзен жүйелерін зерттейтін флювиальдық гидролог ағынды су ағыны деп анықтаса, суқойма жүйесін басқаратын инженер оны ағысқа қарама-қарсы ағынмен теңестіруі мүмкін.

Аулаудан босату

Өзеннің белгілі бір нүктеден жоғары орналасқан су жиналатын алабы, сол нүктеден жоғары орналасқан жерлерден өзенге ағып түсетін барлық жердің ауданымен анықталады. Өзеннің осы нүктедегі су шығыны, су жиналатын алапқа түсетін жауын-шашынға, алапқа келіп толысатын немесе одан шығатын жер асты суларына, бөгеттер мен суармалы егістер сияқты өзен арнасының өзгерістеріне, сондай-ақ алаптың жер беті мен өсімдік жапырақтарынан болатын булану мен транспирацияға байланысты. Дауыл гидрологиясында маңызды мәселе – өзеннің су шығыны гидрографы, ол жауын-шашыннан кейін су шығынының уақыт өте қалай өзгеретінін көрсетеді. Әрбір жауын-шашыннан кейін өзеннің деңгейі жоғарылап, ең жоғары деңгейге жетеді, содан кейін баяу төмендейді. Ең жоғары деңгей жауын-шашын кезіндегі ең жоғары су деңгейімен сәйкес келетіндіктен, ол су тасқынының зерттеулерінде маңызды болып табылады. Жауын-шашынның қарқындылығы мен ұзақтығы арасындағы байланысты және өзеннің су шығынына реакциясын талдау үшін бірлік гидрографы түсінігі қолданылады. Бұл гипотетикалық "бірлік" көлемдегі және ұзақтықтағы жауын-шашынға (мысалы, бір сағат ішінде жарты дюйм) өзеннің су шығынының уақыт бойынша реакциясын көрсетеді. Жауын-шашын мөлшері су жиналатын алаптың ауданына байланысты, өзеннен ағып шығатын су көлемімен тікелей байланысты. Бірлік гидрографы әдісін қолдану арқылы тарихи жауын-шашын деректерін математикалық модельдеуге болады, бұл тарихи су тасқындарының сипаттамаларын растауға мүмкіндік береді, сондай-ақ өзеннің реакциясын салыстыру үшін гипотетикалық "эскиздік дауылдарды" жасауға болады. Өзеннің белгілі бір қимасындағы су шығыны мен су деңгейі арасындағы қатынас рейтингтік қисық арқылы сипатталады. Судың орташа жылдамдығы мен қимасының ауданы белгілі бір су деңгейі үшін өлшенеді. Жылдамдық пен аудан осы деңгейдегі су шығынын анықтайды. Әртүрлі деңгейлерде өлшемдер жасалғаннан кейін рейтингтік кесте немесе рейтингтік қисық құрастырылуы мүмкін. Рейтингтік қисық жасалғаннан кейін, су деңгейін өлшеу арқылы және осы қисықтан сәйкес су шығынын анықтау арқылы өзендегі су шығынын анықтауға болады. Егер су деңгейін үздіксіз тіркеу құрылғысы рейтингтік қимада орналасса, өзеннің су шығыны үздіксіз анықталуы мүмкін. Үлкен су ағындары (жоғары су шығындары) кішкентай су ағындарына қарағанда, олардың күші арқасында көбірек шөгінділер мен ірі бөлшектерді ағысқа қарай тасымалдай алады. Үлкен су ағындары өзен жағалауларын эрозияға ұшыратып, мемлекеттік инфрақұрылымға зақым келтіруі мүмкін.

The catchment of a river above a certain location is determined by the surface area of all land which drains toward the river from above that point. The river's discharge at that location depends on the rainfall on the catchment or drainage area and the inflow or outflow of groundwater to or from the area, stream modifications such as dams and irrigation diversions, as well as evaporation and evapotranspiration from the area's land and plant surfaces. In storm hydrology, an important consideration is the stream's discharge hydrograph, a record of how the discharge varies over time after a precipitation event. The stream rises to a peak flow after each precipitation event, then falls in a slow recession. Because the peak flow also corresponds to the maximum water level reached during the event, it is of interest in flood studies. Analysis of the relationship between precipitation intensity and duration and the response of the stream discharge are aided by the concept of the unit hydrograph, which represents the response of stream discharge over time to the application of a hypothetical "unit" amount and duration of rainfall (e. g., half an inch over one hour). The amount of precipitation correlates to the volume of water (depending on the area of the catchment) that subsequently flows out of the river. Using the unit hydrograph method, actual historical rainfalls can be modeled mathematically to confirm characteristics of historical floods, and hypothetical "design storms" can be created for comparison to observed stream responses. The relationship between the discharge in the stream at a given cross section and the level of the stream is described by a rating curve. Average velocities and the cross sectional area of the stream are measured for a given stream level. The velocity and the area give the discharge for that level. After measurements are made for several different levels, a rating table or rating curve may be developed. Once rated, the discharge in the stream may be determined by measuring the level, and determining the corresponding discharge from the rating curve. If a continuous level recording device is located at a rated cross section, the stream's discharge may be continuously determined. Larger flows (higher discharges) can transport more sediment and larger particles downstream than smaller flows due to their greater force. Larger flows can also erode stream banks and damage public infrastructure.

Балық аулаудың суға шығару және морфологияға әсері

Г.Х.Дюри және М.Ж.Брэдшоу – өзендегі су шығыны мен басқа айнымалы шамалар арасындағы байланысты көрсететін модельдерді жасаған екі географ. Брэдшоу моделі тас өлшемі және басқа да айнымалы шамалардың бастауынан сағасына қарай қалай өзгеретінін сипаттайды; ал Дьюри су шығыны мен арна еңістігі және үйкеліс сияқты айнымалы шамалар арасындағы қатынастарды қарастырды. Бұл идеялар Леопольд, Вулман және Миллердің «Геоморфологиядағы флювиалды процестер» еңбегінде ұсынған тұжырымдарынан және жер пайдаланудың өзен су шығыны мен түзілімдерге (төсендік жүктемесіне) әсерінен туындайды.

Кірісі

Ағын – су айналымындағы су қоймаларының деңгейін арттыратын процестердің жиынтығы. Жауын-шашынның көп бөлігі мұхиттар сияқты су айдындарының үстіне немесе жер бетінен ағыс түрінде құрлыққа түседі. Ағыстың бір бөлігі арналар мен өзендерге құяды, ал екінші бөлігі жер асты суларының сіңуі арқылы топыраққа сіңіп кіреді. Қалғаны инфильтрация арқылы топыраққа сіңеді, оның бір бөлігі су жинағыштарды толықтыру үшін тереңге сіңеді.