24826 (Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Кегеты), страница 2

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.

На рис. 5 проведена медиана для бассейна Кегеты. Ее длина в масштабе карты L = 24 км.

Средняя ширина бассейна B_ср [км] определяется делением площади бассейна F на его длину L:

B_ср = F/L. (4)

Для р. Кегеты B_ср = 178 / 24 = 7.4 км.

Наибольшая ширина бассейна В_max характеризуется длиной наибольшего перпендикуляра к линии длины бассейна. Как видно на рис. 5, наибольший перпендикуляр пересекает бассейн р. Кегеты на расстоянии около 14,4 км по главной реке от устья и составляет 12 км.

Коэффициенты, характеризующие бассейн

Коэффициент асимметрии бассейна а характеризует неравномерность распределения площадей правой и левой частей бассейна (по отношению к главной реке) и вычисляется по формуле

, (5)

где F_л и F_пр – площади левобережной и правобережной частей бассейна [км²]. Коэффициент асимметрии бассейна Кегеты, вычисленный по формуле (5), составляет α = 44/178 = 0,25. Как можно судить по формуле, знак «+» отражает тот факт, что F_л > F_пр, а модуль коэффициента α характеризует величину превышения.

Коэффициент вытянутости водосбора характеризуется отношением длины водотока к средней ширине водосбора и определяется по формуле

= L²/F. (6)

Коэффициент формы водосбора – величина обратная коэффициенту вытянутости:

¹= B/L = F/L². (7)

Для бассейна Кегеты коэффициенты и ¹ по формулам (6) и (7) соответственно составляют 3.24 и 0.3.

График нарастания площади бассейна реки по длине главной реки

Этот график дает представление о характере увеличения площади бассейна от истока к устью. Для его построения необходимо знать площади водосборов основных притоков реки, площади межбассейновых пространств и расстояния от устья по главной реке до мест впадения притоков. Все эти данные приведены в табл. 1 и 2.

Точкой отсчета на графике выбирается устье, в выбранном масштабе по горизонтальной оси от нее откладывается длина главной реки [км], по вертикали – площади [км²]. Отдельно строится график нарастания для правого берега (вниз от оси абсцисс) и для левого берега (вверх от нее). На том же чертеже обычно строится и суммарный по двум берегам график нарастания площади бассейна реки путем геометрического суммирования ординат графиков нарастания площадей по правому и левому берегам. Суммирование площадей производится в точках, соответствующих местам впадения по правому и левому берегу последовательно всех притоков в направлении от истока к устью главной реки.

График нарастания площади бассейна р. Кегеты, построенный по описанному выше принципу, представлен на рис. 6.

2. Физико-географические факторы стока

Определяющее значение для стока и его распределения в течение года имеет взаимодействие двух факторов: климата и подстилающей поверхности, которые будут рассмотрены в этой главе.

2.1 Факторы подстилающей поверхности

Географическое положение и геологическое строение бассейна

Кегеты представляет собой небольшую реку на юго-западе горной системы Тянь-Шань. Тянь-Шань – это крупное горное поднятие в Центральной Азии, протянувшееся с запада на восток на 2450 км, которое находится в окружении среднеазиатских и китайских пустынь. Как известно, неровности земной поверхности формируют климатические особенности, несвойственные данному региону, влияют на перераспределение поступающего тепла, количества выпадающих осадков и значения всех зависящих от этих характеристик метеовеличин и, следовательно, существенно меняют климатическую картину и режим речного стока.

Кегеты берет начало в центральной части Кыргызского хребта и стекает по его северному склону. Длина ее на рассматриваемом отрезке, как установлено ранее, от истока до створа вблизи поста Лесной кордон составляет 22 км. Бассейн невелик по площади (около 178 км²) и полностью лежит в субтропических широтах. Протяженность бассейна в географических координатах такова: от 74°20' в.д. до 74°25' в.д. по широте и от 42°30' с.ш. до 42°40' с.ш. по меридиану.

В домезозойской структуре на территории Кыргызстана выделяют 4 крупные структурные области: Северный, Срединный и Южный Тянь-Шань и Северный Памир. Бассейн р. Кегеты относится к Яссинско-Майдантооской зоне Южного Тянь-Шаня. Эта зона обособляется в восточной половине области Кыргызского хребта.

Растительный и почвенный покров

По данным источника [4], 56% территории бассейна занимает горно-луговая, субальпийская и альпийская растительность, требующая для своего произрастания постоянного высокого увлажнения. Луговая растительность не очень густая (покрытие поверхности почвы растительностью всего 60 – 80%) и достигает высоты до 1 м. Субальпийский пояс представлен густой растительностью (степень покрытия 85 – 90%) высотой 35 – 50 см. Альпийская растительность покрывает почву на 50 – 80% и достигает высоты 25 – 35 см.

Леса, редколесья и кустарники занимают значительные территории (37%) и распространены по склонам хребтов северных и близких к ним экспозиций.

Скалистые участки гребней и склонов, осыпи и современные морены в области ледников занимают 7% бассейна и имеют изреженный растительный покров в виде отдельных экземпляров альпийских трав или подушковидных растений.

Перечисленные виды растительности формируют соответствующие типы почв: горные коричневые и горно-лесные (20%) и светло-бурые лугово-степные (80%). Почвообразующими породами первой группы являются рыхлые лёссовые и лёссовидные породы на делювиальных и элювиальных отложениях. По механическому составу они мелкозернистые, щебнистые и хрящевато-щебнистые. Водопроницаемость достигает 1,8 – 2,12 мм/мин, лесные почвы, прикрытые лесной подстилкой, полностью поглощают дождевые и талые воды и поверхностного стока не дают.

Почвы второй группы занимают самые высокие участки склонов хребтов. Эти почвы маломощны, слабо дифференцированы на горизонты и щебнисты, формируются под альпийским и субальпийским плотным лугово-степным травостоем. Характерно близкое залегание почвенно-грунтовых вод.

Орография и рельеф бассейна

Долина р. Кегеты направлена субмеридианально с юга на север. С юга Кыргызским хребет. Таким образом, долина имеет уклон с юга на север и оказывается наветренной для западных и юго-западных влагонесущих воздушных масс. А это в совокупности с расположением хребтов, сходящихся на востоке, создает условия для выпадения большого количества осадков.

Средняя высота водосбора

Для установления средней высоты бассейна существует как минимум два способа: можно определить ее по гипсографической кривой бассейна или вычислить по формуле (8):

,

где Н_ср – средняя высота водосбора, м; f₁, f_2, …f_n – частные площади водосбора, заключенные между горизонталями, км²; Н₁, Н₂, …Н_n – средние высоты между горизонталями, м; F – общая площадь водосбора, км². Для определения Н_ср в случае водосбора р. Кегеты удобнее воспользоваться первым способом, поскольку вычисление частных площадей f между всеми горизонталями, как того требует второй способ, представляется затруднительным.

Гипсографическая кривая дает наглядное представление о распределении площади бассейна по высотным зонам. Для ее построения весь диапазон высот в бассейне разбивается на 8 высотных ступеней и измеряются площади, расположенные между горизонталями с отметками этих ступеней и линией водораздела. Чем больше амплитуда высоты в бассейне, тем большие интервалы высоты берутся для отдельных ступеней.

Наивысшей точкой бассейна Кегеты является точка с отметкой 4444 м, минимального значения высота достигает в районе створа – 1500 м, амплитуда составляет 2944 м. В соответствие с методикой, этот интервал следует разбить на 8 высотных ступеней. Полученные таким образом значения горизонталей послужили основой разбиения площади бассейна, представленного на рис. 7. Высотные отметки горизонталей и результаты вычисления площадей, заключенных между ними, приведены в табл. 3.

По данным измерений площадей и отметкам горизонталей строится график распределения площадей по высотным зонам, показывающий размеры площадей, лежащих между высотными отметками. Он имеет вид столбчатой диаграммы, по горизонтали откладываются площади, по вертикали – высотные отметки. Для Кегеты этот график представлен на рис. 8.

После того как график распределения площадей построен, строится кривая нарастания площадей по высотным зонам – гипсографическая кривая, которая может быть получена путем последовательного суммирования площадей, отложенных по оси абсцисс на предыдущем графике. Точки гипсографической кривой откладываются на нижних границах высотных интервалов и соединяются плавной линией. На графике под масштабом площадей наносится шкала процентов из расчета, что общая площадь бассейна равна 100%. Точке на кривой с абсциссой 50% и будет соответствовать высота на оси ординат, которую можно считать средней высотой водосбора. Гипсографическая кривая бассейна р. Кегеты построена на рис. 9

Таблица 3. Ведомость измерения площадей высотных зон бассейна р. Кегеты

Геоморфологические коэффициенты

К геоморфологическим коэффициентам относятся коэффициент озерности, коэффициент заболоченности и коэффициент залесенности. Они рассчитываются соответственно как процентное отношение суммарной площади озер, болот и лесов, расположенных в бассейне некоторой реки, к площади водосбора этой реки. Например, коэффициент озерности определяется по формуле (9):

,

Насколько можно установит по карте на рис. 1, бассейн р. Кегеты содержит озеро. Леса не отображены на карте.