Режим разряда ⇐ Васина Википедия

[wiki_en]

'''Режим разряда''','''
Подобные общие тенденции могут быть сгруппированы в определенные именованные группы либо по их причинам и в какое время года они происходят (большинство классификаций), либо по климату, в котором они чаще всего проявляются (классификация Бекинсейла).
При интерпретации таких записей о расходах важно учитывать временной масштаб, в течение которого рассчитывались среднемесячные значения. Особенно сложно установить типичный годовой режим реки для рек с высокой межгодовой изменчивостью месячного стока и/или значительными изменениями характеристик водосбора (например, тектоническими воздействиями или внедрением методов управления водными ресурсами).

== Обзор ==
Морис Парде был первым, кто более тщательно классифицировал речные режимы. Его классификация была основана на том, каковы основные причины такой закономерности и сколько их. В соответствии с этим он назвал три основных типа:
* Простые режимы, где есть только один доминирующий фактор.
* Смешанные или двойные режимы, при которых действуют два доминирующих фактора.
* Сложные режимы, в которых существует множество доминирующих факторов.

Парде разделил простые режимы на зависящие от температуры (ледниковые, таяние снега в горах, таяние снега на равнинах; последние два часто называют «нивальными») и зависящие от осадков или плювиальные (экваториальные, внутритропические, умеренные океанические, средиземноморские) категории. =":14">
Позже Бекинсейл более четко определил отдельные простые режимы, основанные на климате, присутствующем в водосборной зоне, и, таким образом, разделив мир на «гидрологические регионы». Его главным источником вдохновения была климатическая классификация Кеппена, и он также разработал строки букв для их определения. также не хватало некоторых шаблонов.
Другая попытка дать классификацию мировых режимов была предпринята в 1988 году Хейнсом и др., которые основывались исключительно на характере разрядки и классифицировали все закономерности в одну из 15 категорий; В последующие годы большая часть исследований проводилась только в регионе вокруг Альп, так что этот район исследован гораздо более тщательно, чем другие, и большинство названий подклассов режимов относятся к тем, которые там встречаются. В основном они отличались от различий Парде. Наиболее распространенные имена, хотя в разных публикациях они могут определяться по-разному:
* Ледниковый, для режимов, где большая часть воды образуется в результате таяния снега и льда, а пик приходится на конец лета.
* Нивал, с пиком в конце весны или начале лета и все еще высокой значимостью таяния снегов.
* Плювиальный, который почти полностью основан на сезонных дождях, а не на снеге. Пик обычно приходится на зиму, хотя он может произойти в любой момент года. Если это происходит во время муссонов, его иногда называют тропическим плювиалом.
* Ниво-плювиальный, с нивальным пиком поздней весной и плювиальным пиком осенью. Основной минимум приходится на зиму.
* Плювио-нивальный, похожий на ниво-плювиальный, но нивальный пик приходится на более ранний период (март/апрель в Северном полушарии), а основной минимум приходится на лето, а не на зиму.
* Ниво-ледниковый режим для режимов, имеющих общие характеристики ледникового и нивального режимов и пик в середине лета.
Иногда считается, что дифференциация Парде отдельных режимов от смешанных режимов скорее основана на количестве пиков, а не на количестве факторов, поскольку это более объективно. Большинство нивальных и даже ледниковых режимов имеют определенное влияние осадков и режимов
== Измерение режима реки ==
Речные режимы, как и климат, усложняются усреднением данных о расходе (гидрологии) | расходе воды за несколько лет; в идеале это должно быть 30 лет или больше, как и в случае с климатом. Однако данных гораздо меньше, и иногда используются данные всего за восемь лет.
Затем эти данные усредняются за каждый месяц отдельно. Иногда также добавляют средний максимум и минимум за каждый месяц. Но в отличие от климата, сток рек может сильно различаться: от небольших ручьев со средним расходом менее 0,1 кубических метров в секунду до реки Амазонки, средний месячный расход которой составляет более 200 000 кубических метров в секунду на пике в мае. name="gfdc">
Процент годового стока показывает, какую долю от общего годового расхода составляет месяц и рассчитывается по следующей формуле:

percentage_i = {Q_{i}\более 12 \times {Q_{mean} \times 100%,

где Q_{i} — средний расход за определенный месяц, а Q_{mean — средний годовой расход. Среднемесячный расход составляет 100/12 \около 8,33%, а сумма всех месяцев должна в сумме составлять 100% (вернее, грубо, из-за округления).

Еще более распространенным является коэффициент Парде, коэффициент разряда
PK_i = {Q_{i}\over{Q_{mean,

где Q_{i} — средний расход за определенный месяц, а Q_{mean — средний годовой расход. Коэффициенты Парде для всех месяцев должны составлять 12 и указаны без единиц.

Данные часто представляются в виде специальной диаграммы, называемой гидрографом, или, точнее, годовым гидрографом, поскольку он показывает месячные изменения расхода воды в течение года, но не показывает характер выпадения осадков. В гидрографе используются единицы расхода, месячные проценты или коэффициенты Парде. Форма графика в любом случае одинакова, только масштаб нужно подкорректировать. По гидрографу легко обнаружить максимумы и минимумы и легче определить режим. Следовательно, они являются жизненно важной частью речных режимов, точно так же, как климатограф|климографы важны для климата.

=== Годовой коэффициент ===
Подобно коэффициенту Парде, существуют и другие коэффициенты, которые можно использовать для анализа режима реки. Одна из возможностей — посмотреть, во сколько раз разряд во время пика превышает разряд во время минимума, а не среднее значение, как в случае с коэффициентом Парде. Его иногда называют годовым коэффициентом и определяют как:

K_{year} = {Q_{i_{max\over{Q_{i_{min, {Q_{i_{min}} \neq 0,

где Q_{i_{max — средний расход месяца с самым высоким расходом, а Q_{i_{min — средний расход месяца с наименьшим расходом. Если Q_{i_{min равен 0, то коэффициент не определен.

=== Годовая изменчивость ===
Годовая изменчивость показывает, насколько в среднем пики отклоняются от идеально равномерного режима. Он рассчитывается как стандартное отклонение среднего месячного расхода от среднегодового расхода. Затем это значение делится на среднегодовой расход и умножается на 100%, т.е.:
C_v^* = {\sqrt
Наиболее однородные режимы имеют значение ниже 10%, а для рек с наиболее резкими пиками оно может достигать более 150%.

=== Коэффициенты Гримма ===
Коэффициенты Гримма, используемые в Австрии, определяются не для одного месяца, а для «доппельмонатов», то есть для двух месяцев подряд. Средний расход обоих месяцев – января и февраля, февраля и марта, марта и апреля и т. д. – добавляется, сохраняя при этом 12 различных значений в течение года. Это сделано потому, что для нивальных режимов это лучше коррелирует с разными типами пиков (нивальными, нивогляциальными, ледниковыми и т. д.). Они определяются следующим образом:

SK_{doppelmonat} = {Q_{doppelmonat}\over{Q_{mean} (исходное определение)

SK_{doppelmonat} = {Q_{doppelmonat}\over{2 \times Q_{mean (адаптированное определение, поэтому значения ближе к значениям Парде; версия используется в Википедии)

SK_{год} = {Q_
где Q_{doppelmonat} = Q_i + Q_{i+1}.

=== Коэффициент нивости ===
Парде и Бекинсейл определяли, является ли пик плювио-нивальным, ниво-плювиальным, нивальным или ледниковым, исходя из того, какой процент стока в теплое время года приходится на талую воду, а не по времени пика, как это сегодня распространено. Однако он рассчитан для небольшого числа рек. Значения следующие:
* 0–6%: плювиальный
* 6–14%: плювио-нивальный
* 15–25%: ниво-плювиальный
* 26–38%: переход к нивалу
* 39–50%: чисто нивальный до ниво-ледниковый
* более 50%: ледниковые

== Факторы, влияющие на режим реки ==
Существует множество факторов, которые определяют, когда река будет иметь больший расход, а когда — меньший. Наиболее очевидным фактором являются осадки, поскольку большинство рек получают воду именно таким образом. Однако температура также играет значительную роль, а также характеристики водосборной площади, такие как высота над уровнем моря, растительность, коренная порода, почва и озеро. Важным фактором является также человеческий фактор, поскольку люди могут либо полностью контролировать подачу воды, строя плотины и барьеры, либо отводя воду для орошения, промышленных и личных нужд. Фактором, наиболее отличающим классификацию режимов рек от климата, является то, что реки могут менять свой режим на своем пути за счет изменения условий и появления новых притоков.

=== Климат ===
Основным фактором, влияющим на режим реки, является климат ее водосборного бассейна, как по количеству осадков, так и по колебаниям температуры в течение года. Это побудило Бекинсейл классифицировать режимы, основываясь главным образом на климате.
Характер расхода воды может очень напоминать характер выпадения осадков, поскольку осадки на водосборе реки способствуют ее расходу воды, подъему подземных вод и наполнению озер. Между максимальным количеством осадков и максимальным расходом существует некоторое время концентрации | задержки, которое также зависит от типа почвы и коренных пород, поскольку дождевая вода должна достичь гидрометрической станции, чтобы можно было зарегистрировать расход. Естественно, для больших зон охвата это время больше.

Если вода от осадков замерзла, например, от снега или града, она должна сначала растаять, что приводит к более длительным задержкам и более пологим пикам. На задержку сильно влияет температура, поскольку температура ниже нуля приводит к тому, что снег остается замерзшим до тех пор, пока весной не станет теплее, когда температура повышается и снег тает, что приводит к пику, который снова может немного задержаться. Время пика определяется тем, когда полуденная температура значительно поднимается выше 0,, что обычно считается, когда средняя температура поднимается выше -3. В самом мягком континентальном климате, граничащем с океаническим климатом, пик обычно приходится на март в Северном полушарии или сентябрь в Южном полушарии, но может достигать и августа/февраля в самых высоких горах и ледяных шапках, где течение также сильное. меняется в течение дня.

Таяние ледников само по себе может также обеспечить большое количество воды даже в районах, где осадков практически нет или практически нет, например, в климате ледяной шапки и холодном пустынном климате | засушливом и полузасушливом климате | полусухом климате.

С другой стороны, высокие температуры и солнечная погода приводят к значительному увеличению суммарного испарения либо непосредственно из реки, либо из влажной почвы и растений, что приводит к тому, что в реку попадает меньше осадков и, соответственно, растения потребляют больше воды.< имя ссылки=":0" />
=== Облегчение ===
Рельеф часто определяет, насколько острые и широкие нивальные вершины, что приводит Парде уже классифицировать режимы горного нивала и равнинного нивала отдельно. Если рельеф довольно плоский, снег будет таять повсюду в короткий период времени из-за аналогичных условий, что приводит к резкому пику шириной около трех месяцев. Однако, если местность холмистая или гористая, снег, расположенный в низинах, растает первым, при повышении температуры постепенно снижается с высотой (около 6 на 1000 м). Следовательно, пик шире, и особенно снижение после пика может продолжаться вплоть до конца лета, когда температура самая высокая. Из-за этого явления осадки в низинных районах могут быть дождевыми, а в более высоких районах - снегом, что приводит к пику быстро после дождя и другому, когда температура начинает таять снег.

Еще один важный аспект – высота. На исключительно больших высотах атмосфера тоньше, поэтому солнечная инсоляция намного выше, поэтому Бекинсейл проводит различие между горным нивалом и ледниковым режимом от аналогичных режимов, наблюдаемых в более высоких широтах.

Кроме того, более крутые склоны приводят к более быстрому поверхностному стоку, что приводит к более выступающим пикам, в то время как равнинная местность позволяет разрастаться озерам, которые регулируют расход реки вниз по течению. === Растительность ===
Растительность в целом уменьшает поверхностный сток и, следовательно, расход реки и приводит к большей инфильтрации (гидрологии)|инфильтрации. Леса, в которых преобладают деревья, сбрасывающие листву зимой, имеют годовой характер распределения воды. Перехват (вода)|перехват, который по-своему формирует закономерность. Влияние растительности проявляется заметен во всех районах, кроме самых засушливых и холодных, где растительность скудна. Растительность, растущая в руслах рек, может существенно затруднить поток воды, особенно летом, что приведет к уменьшению расходов.

=== Почва и коренная порода ===
Наиболее важным аспектом почвы в этом отношении является проницаемость (науки о Земле) | проницаемость и водоудерживающая способность горных пород и почв в водосборном бассейне. В целом, чем более проницаема почва, тем менее выражены максимумы и минимумы, поскольку камни накапливают воду в сезон дождей и выделяют ее в засушливый сезон; Время задержки также больше, поскольку поверхностный сток меньше. Если сезон дождей действительно выражен, камни насыщаются и не могут пропитать лишнюю воду, поэтому все осадки быстро сбрасываются в ручей. Однако с другой стороны, если камни слишком проницаемые, как в карстовой местности, реки могут иметь заметный расход только тогда, когда камни насыщены водой или уровень грунтовых вод повышается, и в противном случае они были бы сухими, и вся вода накапливалась бы в подземных реках | подземных реках или исчезала бы в понорах | понорах. Примеры горных пород с высокой водоудерживающей способностью включают известняк, песчаник и базальт, в то время как материалы, используемые в городских районах (такие как асфальт и бетон), имеют очень низкую проницаемость, что приводит к внезапным наводнениям|внезапным наводнениям. .

=== Деятельность человека ===
Человеческий фактор также может существенно изменить расход реки. С одной стороны, воду можно забирать либо непосредственно из реки, либо косвенно из подземных вод для целей питьевого водоснабжения и орошения, среди прочего, для снижения расходов. В последнем случае потребление обычно резко возрастает в засушливый сезон или во время роста сельскохозяйственных культур (т. е. летом и весной). С другой стороны, сточные воды сбрасываются в ручьи, увеличивая сброс; однако они более или менее постоянны круглый год, поэтому не так сильно влияют на режим.

Еще одним важным фактором является строительство плотин, где в озере скапливается много воды, что делает минимумы и максимумы менее выраженными. Кроме того, сброс воды часто в значительной степени регулируется с учетом других потребностей человека, таких как производство электроэнергии, а это означает, что сброс реки ниже по течению от плотины может совершенно отличаться от сброса вверх по течению.

Здесь приведен пример Асуанской плотины | Асуанской плотины. Как можно заметить, годовой коэффициент ниже у плотины, чем выше по течению, что свидетельствует о влиянии водохранилища в озере.
== Простые режимы ==
Таким образом, простыми режимами являются только те режимы, которые имеют ровно один пик; это справедливо и для случаев, когда оба пика нивальные или оба плювиальные, которые часто группируются в простые режимы. Они сгруппированы в пять категорий: плювиальные, тропические плювиальные, нивальные, ниво-ледниковые и ледниковые.

=== Плювиальный режим ===
Плювиальные режимы встречаются в основном в океаническом и средиземноморском климате, например, в Великобритании, Новой Зеландии, юго-востоке США, Южной Африке и средиземноморских регионах. Обычно пики приходятся на более холодное время года, с ноября по май в Северном полушарии (хотя апрель и май приходятся на небольшую территорию недалеко от Техаса
Умеренный плювиальный режим (символ Бекинсейла CFa/b Между тем средиземноморский режим (условное обозначение Бекинсейл CS) имеет более выраженный минимум из-за отсутствия осадков в регионе, а реки летом имеют заметно меньший расход или даже полностью пересыхают. .
Бекинсейл выделил еще один плювиальный режим с пиком в апреле или мае, который он обозначил CFaT, поскольку он встречается почти исключительно вокруг Техаса, Луизианы и Арканзаса.

=== Тропический плювиальный режим ===
Название режима вводит в заблуждение; такой режим обычно возникает везде, где основной объем осадков выпадает летом. Сюда входит внутритропический регион, а также части, находящиеся под влиянием муссонов, простирающиеся на север даже до России и на юг до центральной Аргентины. Он характеризуется сильным пиком в теплый период с максимумом с мая по декабрь в Северном полушарии и с января по июнь в Южном полушарии. Таким образом, режим допускает множество вариаций, как с точки зрения того, когда возникает пик, так и с точки зрения того, насколько низок минимум.

Парде дополнительно разделил эту категорию на два подтипа, а Бекинсейл разделила ее на четыре. Наиболее распространенным таким режимом является режим AM Бекинсейла (для муссонов, как в классификации климата Кеппена | Классификация Кеппена), который характеризуется периодом низкого расхода воды продолжительностью до четырех месяцев. Встречается в Западной Африке, бассейне Амазонки и Юго-Восточной Азии.
В более засушливых районах период межени увеличивается от шести, семи месяцев до девяти, что Бекинсейл классифицирует как AW. Таким образом, пик уже и больше.
В пустынном климате|засушливом климате существуют эфемерность|эфемерные потоки, которые имеют нерегулярный характер из года в год. Большую часть времени он засушливый, и сброс происходит только во время ливневых паводков. Бекинсейл классифицирует его как BW, но упоминает лишь вкратце. Из-за неравномерности пик может быть разбросанным или иметь несколько пиков и может напоминать другие режимы.
Все предыдущие три режима Парде называет внутритропическими, но следующий он также различает, поскольку он имеет два максимума вместо одного. Он назвал это экваториальным режимом,, а Бекинсейл использовала символ AF. Он встречается в Африке вокруг Камеруна и Габона, а также в Азии в Индонезии и Малайзии. , где один пик приходится на октябрь/ноябрь/декабрь, а другой – на апрель/май/июнь, что является своего рода симметричным для обоих полушарий. Интересно, что в Южной Америке такая же картина не наблюдается.
=== Нивальный режим ===
Нивальный режим характеризуется максимумом, чему способствует таяние снега при повышении температуры выше точки плавления. Следовательно, пики приходятся на весну или лето. Они встречаются в регионах с континентальным и полярным климатом, который в Южном полушарии в основном ограничивается Андами, Антарктидой | Антарктидой и небольшими отдаленными островами.

Парде разделил режимы на две группы: режимы горного нивала и режимы равнинного нивала, которые Бекинсейл также расширила. Равнинные режимы имеют более выраженные и узкие максимумы, обычно до трех месяцев, а минимум мягче и в большинстве случаев ненамного ниже, чем в другие месяцы, за исключением пика. Минимум, если режим, не переходящий в плювио-нивальный режим, обычно находится сразу после максимума, а для горных режимов – зачастую непосредственно перед ним. Такие режимы исключительно редки в Южном полушарии.

Нивальный режим обычно прерывистый в субарктическом климате, где зимой река замерзает.

==== Обычный нивальный режим ====
Бекинсейл различает шесть равнинных нивальных и ниво-плювиальных режимов, в основном в зависимости от того, когда происходит пик. Если пик приходится на март или апрель, Бекинсейл назвала это режимом DFa/b,
Если ниво-плювиальный пик происходит позже, в апреле или мае (октябрь или ноябрь в южном полушарии), за которым следует разряд в другом месяце, режим является переходным нивальным или DFb/ c. Этот режим встречается реже и встречается в основном в некоторых частях России и Канады, но также и на некоторых равнинах на больших высотах.

В некоторых частях России и Канады, а также на возвышенных равнинах пик может приходиться еще позже, в мае или июне (ноябрь или декабрь в южном полушарии). Бекинсейл обозначила этот режим как DFc.

Бекинсейл также добавила еще одну категорию, Dwd, для рек, которые полностью уменьшаются зимой из-за холодных условий с резким максимумом летом. Такие реки встречаются в Сибири и северной Канаде. Пик может приходиться с мая по июль в Северном полушарии или с ноября по январь в Южном полушарии.

Кроме того, он также добавил еще одну категорию для режимов с плювиально-нивальным или ниво-плювиальным максимумом, где плювиальный максимум соответствует техасскому или раннетропическому плювиальному режиму, а не обычному умеренному плювиальному режиму. Этот режим существует в некоторых частях КНР и вокруг Канзаса.

Если этот пик произойдет позже, Бекинсейл классифицировал его как DWb/c. Пик может произойти уже в сентябре в Северном полушарии или в марте в Южном полушарии.

==== Горный нивальный режим ====
И Парде, и Бекинсейл отнесли режим горного нивала только к одной категории (символ HN), но Мадер выделяет несколько из них. Если пик приходится на апрель или май в северном полушарии и в октябре или ноябре в южном полушарии с разгрузкой в ​​другой из этих двух месяцев, то это называется переходным нивалом, характерно для нижних холмистых местностей. области.

Если пик приходится на май или июнь в северном полушарии или на ноябрь или декабрь в южном полушарии, за которым следует другой из этих двух, режим называется мягким нивалом.

Режим, который Мадер называет «нивальным», предполагает, что самый высокий расход приходится на июнь/декабрь, затем следует июль/январь, а затем май/ноябрь.

=== Ниво-ледниковый режим ===
Ниво-ледниковый режим возникает в районах, где сезонный снег встречается с постоянными ледниковыми щитами ледников на вершинах гор или в более высоких широтах. Таким образом, таяние снега и льда на ледниках способствует образованию максимума в начале или середине лета. В свою очередь, все еще можно различать равнинный и горный режимы, но это различие редко проводится. сделано, несмотря на то, что это совершенно очевидно. Для него также характерны большие суточные изменения и резкий максимум. Парде и Бекинсейл не отличали этот режим от ледникового и нивального режимов. Мадер определяет его как пик в июне или июле, за которым следует другой из двух, а затем августовский разряд, который переходит в пик в декабре или январе, за которым следуют два других, а затем февраль для Южного полушария. name=":15" /> Такие режимы встречаются в Альпах, Гималаях, Прибрежных горах и южных Андах.

Равнинные ниво-ледниковые режимы встречаются на Гренландии, северной Канаде и Шпицбергене.

=== Ледниковый режим ===
Ледниковый режим представляет собой наиболее крайнюю разновидность температурно-зависимых режимов и встречается в районах, где более 20% водосборной площади покрыто ледниками. Обычно это происходит на высоте более
В расходе воды в значительной степени преобладает таяние ледников, что приводит к сильному максимуму в конце лета и действительно интенсивному минимуму в остальное время года, если только в нем нет крупных водохранилищ, таких как Рона после Женевского озера или река Бейкер. , что показано ниже. Мэдер определяет, что самый высокий расход приходится на июль или август, за которым следует другой месяц.

В действительно крайних случаях (в основном в Списке рек Антарктиды|Антарктиды) может иметь место и равнинный ледниковый режим.

== Смешанные режимы ==
Смешанные или двойные режимы — это режимы, в которых один пик обусловлен фактором, зависящим от температуры (таяние снега или льда), а другой — дождями.
Смешанные режимы обычно делятся на две другие категории: ниво-плювиальные и плювио-нивальные режимы, первый из которых имеет нивальный пик в конце весны (с апреля по июнь в Северном полушарии, с октября по декабрь в Южном полушарии) и самый большой минимум в зимой, в то время как последний обычно имеет нивальный пик ранней весной (март или апрель в Северном полушарии, сентябрь или октябрь в Южном полушарии) и самый большой минимум летом.

=== Обычный смешанный режим ===
Бекинсейл на самом деле не классифицировал режимы по количеству факторов, способствующих сбросу, поэтому в его классификации такие режимы сгруппированы с простыми режимами, поскольку они находятся в непосредственной близости от этих режимов. Во всех шести его примерах можно встретить смешанные режимы, хотя для DFa и DWd это довольно редко. В большинстве случаев они ниво-плювиальные с основным минимумом зимой, за исключением DFa/b.

=== Горный смешанный режим ===
Горный смешанный режим хорошо изучен и довольно распространен в Альпах, а реки с таким режимом берут начало в большинстве горных цепей. Бекинсейл не отличает их от простых режимов, однако они классифицируются весьма иначе, чем его классификация в более новых источниках.

Мадер классифицирует смешанные режимы с нивальными пиками, соответствующими умеренному нивалу или нивалу Мадера, как «зимний нивал» и «осенний нивал», в зависимости от плювиального пика. Зимний пик обычно небольшой.
Мадер обозначил как «ниво-плювиальные» только те режимы с нивальными пиками, соответствующими переходному нивалу.
По классификации Мадера любой режим с переходным плювиальным нивальным пиком является плювиально-нивальным. == Сложные режимы ==
Сложные режимы – это всеобъемлющая категория для всех рек, на расход которых влияет множество различных факторов, возникающих в разное время года. Для рек, которые протекают в разных климатических зонах и имеют множество притоков из разных климатических зон, их режим может стать нерепрезентативным для любой территории, в которой находится водосборный бассейн реки. Многие из самых длинных рек мира имеют такой режим. , такие как Нил, река Конго|Конго, река Святого Лаврентия и Рона|Рона. Особой формой таких режимов является равномерный режим, в котором все пики и минимумы чрезвычайно мягкие.


== Библиография ==

* * * * * Реки
Гидрология

Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Discharge_regime