Глава 9 - Хидрологични режими
9.1 Въведение в хидрологичните режими
Записите за течението на река в продължение на дълъг период от години показват системни сезонни вариации (положение на високо и ниско ниво на вода) в зависимост от основните фактори, влияещи върху потока: режим на валежи, характер на водосборния басейн, неговото географско местоположение, инфилтрация и т.н. Хидрологичният режим на водотока обобщава всички негови хидрологични характеристики и неговия начин на изменение. Той се дефинира от вариациите в неговия поток, обикновено представени от графиката на средния месечен поток (изчислен в продължение на няколко години и наричан още "межмесечен" поток или месечен модул). Фигура 9.1 показва стойностите на средните месечни модули на определени реки в света.
Фиг. 9.1 - Средни скорости (в m 3/s) на някои реки в света.
Ние също използваме месечен коефициент на дебита, което се определя като съотношението на средния месечен поток към междугодишния модул (средногодишно средно изчислено за определен брой години). Това позволява да се представи разпределението в проценти на месечните дебити през годината.
| (9.1) |
Годишният коефициент на оттичане също се определя от следното съотношение:
| (9.2) |
Кривата на месечните коефициенти на зауствания за средната година дава възможност да се подчертае систематичният характер на сезонните вариации и да се сравнят реките помежду си. Познаването на този коефициент също представлява голям интерес, за да може да се изчислят обемите, продадени през сезона, за да се оразмери резервоар.
По същия начин кривите на относителните честоти на заустванията през дълга поредица от години дефинират сезонните вариации на квантилите за заустване (фиг. 9.2). Кривите, класифицирани 10, 25. 90% показват стойностите на месечните потоци, които имат съответно 10, 25. 90 шанса от 100 да не бъдат достигнати или превишени.
Фиг. 9.2 - Пример за честотни криви (ненадвишаваща честотата) на месечните потоци.
9.2 Класификация на хидрологичните режими
Следователно е възможно да се характеризира вододел и неговия поток, като се възприеме класификация на режима на водотоците, основан на, от една страна, на формата на системното сезонно колебание на потоците, които той представлява, и от друга страна, на неговия режим на снабдяване, тоест естеството и произхода на пълноводието (дъжд, сняг или ледник) След това месечното разпределение на потока се използва за класифициране на режима на потока на поток, наречен хидрологичен режим.
Една от най-простите класификации на хидрологичните режими на реките е тази на Pardé (1933), която разграничава три типа режими:
Проста диета: характеризира се с еднократно годишно редуване на високо и ниско ниво на вода (месечен максимум и минимум през хидрологичната година) и като цяло с един режим на снабдяване
Смесена диета: 2 максимума и 2 минимума годишно, съответстващи на няколко режима на хранене.
Сложна диета: няколко екстремни режима и режими на хранене.
Тази класификация може да бъде коригирана в зависимост от хидрологичните причини, причиняващи много вода; това важи за явленията на заледяване и колапс. Сладкото обозначава натрупване, поради препятствие (наличие на мост, язовир, стеснение, лакът и др.), На лед или дърво във водоток, което създава блокада. Когато този язовир отстъпва по различни причини, това е колапсът. Що се отнася до демонтирането на ледената покривка върху водотоците, това отразява ефекта от размразяването. Тогава разпадането води до натрупване на кубчета лед с различни размери, което от своя страна може да доведе до спиране от друг хидрографски или друг инцидент до временни язовири (сладко от лед), които често причиняват наводнения.
От друга страна, геологията може значително да модифицира потоците и извън режима на хранене на реките. Това е особено вярно в карстовите райони (например в Юра).
9.2.1 Простата диета
Характеризира се с единичен максимум и единичен годишен минимум на месечния коефициент на потоците и отразява преобладаването на един режим на снабдяване (лед, сняг или плувиален режим). Този герой обаче може да скрие комбинацията от няколко влияния и по този начин да даде очевидна простота на режимите на съответните реки.
9.2.1.1 Леденият режим
Леденият режим обикновено се открива, когато 15-20% от басейна са заети от ледници. В нашия климат леденият режим се характеризира, наред с други неща, с:
Доста важен поток (за режимите, срещани в Швейцария, няколко десетки l/s/km 2).
Много високи дебити през лятото, поради топене на лед; в Швейцария уникалният и силно подчертан годишен максимум се определя през юли-август.
Много ниски дебити през късна есен, зима, ранна пролет (няколко l/s/km 2).
Много голяма амплитуда на месечните вариации в дебитите (съотношение между крайните месечни коефициенти), поради много високото съотношение наводнение/ниска вода.
Колебания на потока между деня и нощта през горещия сезон (2 до 3 пъти по-големи през деня, отколкото през нощта)
Голяма закономерност от една година до следващата на режима, тъй като температурата е от всички метеорологични параметри най-малко нередовна.
В зависимост от средната надморска височина на водосборите тези характеристики ще бъдат повече или по-малко изразени. Например амплитудата на месечните вариации на потока е по-голяма от 25 за водосборите с голяма надморска височина (средна надморска височина по-голяма от 2500 метра) и варира от 12 до 35 за басейни със средна надморска височина от 2300 до 2600 метра. Рейн над Женевското езеро е характеризиращ се с ледников режим (фиг. 9.1 и фиг. 9.3).
Фиг. 9.3 - Месечен коефициент на дебит за ледения режим (Rhфne а Gletsch).
9.2.1.2 Нивален режим
Режимът на чист сняг показва в смекчена форма някои от характеристиките на ледения режим. Максимумът обаче настъпва по-рано (юни). Той се подразделя на планинско и низинно ниво.