Pente du lit de la rivière. La caractéristique la plus caractéristique de toute rivière est le mouvement continu de l'eau de la source à l'embouchure, appelé avec le courant. La raison de l'écoulement est l'inclinaison du canal le long duquel, obéissant à la force de gravité, l'eau se déplace à une vitesse plus ou moins grande. Quant à la vitesse, elle dépend directement de la pente du lit de la rivière. La pente du canal est déterminée par le rapport de la différence de hauteur de deux points à la longueur de la section située entre ces points. Ainsi, par exemple, si de la source de la Volga à Kalinin 448 kilomètres, et la différence de hauteur entre la source de la Volga et Kalin et le nom est de 74,6 moi, alors la pente moyenne de la Volga dans cette section est de 74,6 moi, divisé par 448 kilomètres, soit 0,00017. Cela signifie que pour chaque kilomètre de longueur de la Volga dans cette section, la chute est de 17 cm.

Profil longitudinal de la rivière. Traçons la longueur des différentes sections de la rivière le long d'une ligne horizontale, et les hauteurs de ces sections le long de lignes verticales. En reliant les extrémités des verticales par une ligne, on obtient un dessin du profil longitudinal de la rivière (Fig. 112). Si l'on ne prête pas une attention particulière aux détails, le profil longitudinal de la plupart des rivières peut être représenté de manière simpliste comme une courbe descendante légèrement concave, dont la pente diminue progressivement de la source à l'embouchure.

La pente du profil longitudinal de la rivière n'est pas la même pour les différentes sections de la rivière. Ainsi, par exemple, pour le tronçon supérieur de la Volga, comme nous l'avons déjà vu, il est égal à 0,00017, pour le tronçon situé entre Gorki et l'embouchure de la Kama il est de 0,00005, et pour le tronçon de Stalingrad à Astrakhan il est 0,00002.

Le Dniepr est à peu près le même, où dans la partie supérieure (de Smolensk à Orsha) la pente est de 0,00011 et dans la partie inférieure (de Kakhovka à Kherson) de 0,00001. Dans la zone où se trouvent les rapides (de Lotsmanskaya Kamenka à Nikopol), la pente moyenne du profil longitudinal de la rivière est de 0,00042, soit près de quatre fois plus grande qu'entre Smolensk et Orsha.

Les exemples donnés montrent que le profil longitudinal des différentes rivières est loin d'être le même. Cette dernière est compréhensible : le profil longitudinal de la rivière reflète le relief, la structure géologique et bien d'autres, caractéristiques géographiques terrain.

Par exemple, considérons les « marches » sur le profil longitudinal de la rivière. Ienisseï. Ici, nous voyons des sections de grandes pentes dans la zone de l'intersection du Sayan occidental, puis du Sayan oriental et, enfin, à l'extrémité nord de la crête de l'Ienisseï (Fig. 112). La nature étagée du profil longitudinal de la rivière. L'Ienisseï indique que les soulèvements dans les zones de ces montagnes se sont produits (géologiquement) relativement récemment et que le fleuve n'a pas encore eu le temps d'aplanir la courbe longitudinale de son lit. On peut en dire autant des montagnes Bureinsky, traversées par la rivière. Cupidon.

Jusqu'à présent, nous avons parlé du profil longitudinal de l'ensemble du fleuve. Mais lorsqu'on étudie les rivières, il est parfois nécessaire de déterminer la pente de la rivière sur une petite zone donnée. Cette pente est déterminée directement par nivellement.

Profil transversal de la rivière. Dans le profil transversal d'une rivière, on distingue deux parties : le profil transversal de la vallée fluviale et le profil transversal de la rivière elle-même. Nous avons déjà une idée du profil transversal de la vallée fluviale. Il est obtenu à la suite d'une étude de terrain ordinaire. Pour avoir une idée du profil de la rivière elle-même, ou plus précisément du lit de la rivière, il est nécessaire de mesurer les profondeurs de la rivière.

Des mesures sont effectuées ou manuellement ou mécanique. Pour les mesures manuelles, une marque ou un lot manuel est utilisé. Le badigeon est un poteau en matière souple et bois résistant(épicéa, frêne, noisetier) section ronde d'un diamètre de 4-5 cm, longueur de 4 à 7 m.

L'extrémité inférieure du bâti est finie avec du fer (le fer protège contre les fissures et contribue à son poids). Le badigeonnage est coloré en couleur blanche et est marqué au dixième de mètre. La division zéro correspond à l'extrémité inférieure du bâti. Malgré la simplicité de l'appareil, l'arrosage donne des résultats précis.

Des mesures de profondeur sont également effectuées à l'aide d'un levé manuel. Le débit de la rivière fait dévier le terrain d'un certain angle par rapport à la verticale, ce qui oblige à apporter une correction appropriée.

Les mesures sur les petites rivières sont généralement effectuées à partir de ponts. Sur des rivières atteignant 200-300 m largeur, avec une vitesse actuelle ne dépassant pas 1,5 m par seconde, des mesures peuvent être effectuées depuis un bateau le long d'un câble tendu d'une rive à l'autre du fleuve. Le câble doit être tendu. Lorsque la largeur de la rivière est supérieure à 100 m il faut ancrer un bateau au milieu de la rivière pour supporter le câble.

Sur les rivières dont la largeur est supérieure à 500 m, la ligne de mesure est déterminée par le chenal des panneaux placés sur les deux rives et des points de mesure sont déterminés par des instruments goniométriques depuis le rivage. Le nombre de mesures le long de la cible dépend de la nature du fond. Si la topographie du fond change rapidement, il devrait y avoir plus de mesures ; si le fond est uniforme, il devrait y en avoir moins. Il est clair que plus les mesures sont prises, plus le profil de la rivière est obtenu avec précision.

Pour tracer le profil d'une rivière, une ligne horizontale est tracée sur laquelle les points de mesure sont tracés à l'échelle. Une ligne perpendiculaire est tracée à partir de chaque œstrus, sur laquelle les profondeurs obtenues à partir des mesures sont également portées à l'échelle. En reliant les extrémités inférieures des verticales, nous obtenons un profil. En raison du fait que la profondeur des rivières est très petite par rapport à la largeur, lors du dessin d'un profil, l'échelle verticale est prise plus grande que l'échelle horizontale. Le profil est donc déformé (exagéré), mais plus visuel.

Ayant un profil du lit de la rivière, nous pouvons calculer la superficie de la section transversale (ou la superficie de la section transversale de l'eau) de la rivière (FM 2 ), largeur de la rivière (B), longueur du périmètre mouillé de la rivière ( RM), plus grande profondeur (hmaxm ), profondeur moyenne de la rivière ( hcpm) et le rayon hydraulique de la rivière.

Coupe transversale en direct de la rivière appelée la section transversale d'une rivière remplie d'eau. Le profil du canal obtenu à la suite de mesures donne une idée de la section vivante de la rivière. La section transversale habitable d'une rivière est en grande partie calculée analytiquement (moins souvent déterminée à partir d'un dessin utilisant un planimètre). Pour calculer la surface transversale habitable ( Fm2) faire un dessin du profil transversal de la rivière, sur lequel les verticales divisent la surface de la section vivante en une série de trapèzes, et les sections côtières ont la forme de triangles. L'aire de chaque figure individuelle est déterminée à l'aide de formules que nous connaissons en géométrie, puis la somme de toutes ces aires est prise.

La largeur de la rivière est simplement déterminée par la longueur de la ligne horizontale supérieure représentant la surface de la rivière.

Périmètre mouillé - c'est la longueur de la ligne de fond de la rivière sur le profil d'un bord à l'autre de la berge. Il est calculé en additionnant la longueur de tous les segments de la ligne inférieure sur le dessin de la section transversale vivante de la rivière.

Rayon hydraulique est le quotient de la section transversale ouverte divisée par la longueur du périmètre mouillé ( R.= F/Rm).

Profondeur moyenne - c'est le quotient de la division de la surface transversale habitable

rivières par largeur de rivière ( h Épouser = F/ Bm).

Pour les rivières de plaine, la valeur du rayon hydraulique est généralement très proche de la valeur de la profondeur moyenne. ( R.≈ hcp).

Plus grande profondeur est restauré sur la base des données de mesure.

Niveau de la rivière. La largeur et la profondeur de la rivière, la section transversale ouverte et les autres valeurs que nous donnons ne peuvent rester inchangées que si le niveau de la rivière reste inchangé. En réalité, cela n’arrive jamais, car le niveau de la rivière change tout le temps. Il ressort clairement de cela que lors de l’étude d’une rivière, la mesure des fluctuations du niveau de la rivière constitue la tâche la plus importante.

Pour la station de mesure de l'eau, une section appropriée de la rivière avec un chenal droit est sélectionnée, dont la section transversale n'est pas compliquée par des hauts-fonds ou des îles. L'observation des fluctuations du niveau des rivières est généralement réalisée à l'aide de tige de pied. Un poteau de pied est un poteau ou un rail, divisé en mètres et en centimètres, installé à proximité du rivage. Le zéro de la tige de pied est pris (si possible) comme étant le niveau le plus bas de la rivière en un endroit donné. Le zéro sélectionné une fois reste constant pour toutes les observations ultérieures. Le zéro de la tige de pied est associé à une constante rappeur .

L'observation des fluctuations de niveau est généralement effectuée deux fois par jour (à 8 et 20 heures). À certains postes, des limnigraphes auto-enregistreurs sont installés, qui fournissent un enregistrement continu sous forme de courbe.

Sur la base des données obtenues à partir des observations de la tige du pied, un graphique des fluctuations de niveau est établi pour une période ou une autre : pour une saison, pour une année, pour plusieurs années.

Vitesse d'écoulement de la rivière. Nous avons déjà dit que la vitesse du débit de la rivière dépend directement de la pente du lit de la rivière. Cependant, cette dépendance n’est pas aussi simple qu’il y paraît à première vue.

Quiconque connaît au moins un peu la rivière sait que la vitesse du courant près des rives est bien moindre qu'au milieu. Les bateliers le savent particulièrement bien. Chaque fois qu'un batelier doit remonter une rivière, il reste sur la rive ; lorsqu'il a besoin de descendre rapidement, il reste au milieu de la rivière.

Des observations plus précises faites dans les rivières et les ruisseaux artificiels (ayant un canal régulier en forme de creux) ont montré que la couche d'eau immédiatement adjacente au canal, en raison du frottement contre le fond et les parois du canal, se déplace à la vitesse la plus faible. La couche suivante a une vitesse plus élevée, car elle n'entre pas en contact avec le lit de la rivière (qui est immobile), mais avec la première couche qui se déplace lentement. La troisième couche a une vitesse encore plus grande, etc. Enfin, la vitesse la plus élevée se retrouve dans la partie de l'écoulement la plus éloignée du fond et des parois du canal. Si nous prenons une coupe transversale du flux et connectons les endroits avec la même vitesse d'écoulement avec des lignes (isotaches), nous obtiendrons alors un diagramme qui représente clairement l'emplacement des couches de différentes vitesses (Fig. 113). Ce mouvement d'écoulement en couches particulier, dans lequel la vitesse augmente successivement du fond et des parois du canal jusqu'à la partie médiane, est appelé laminaire. Les caractéristiques typiques de l’écoulement laminaire peuvent être brièvement caractérisées comme suit :

1) la vitesse de toutes les particules dans le flux a une direction constante ;

2) la vitesse près du mur (en bas) est toujours nulle, et avec l'éloignement des murs elle augmente progressivement vers le milieu de l'écoulement.

Cependant, il faut dire que dans les rivières où la forme, la direction et le caractère du lit sont très différents du lit régulier en forme de auge d'un cours d'eau artificiel, on n'observe presque jamais de mouvement laminaire régulier. Déjà avec un seul coude du canal, sous l'action des forces centrifuges, l'ensemble du système de couches se déplace brusquement vers la berge concave, ce qui provoque à son tour un certain nombre d'autres

mouvements. S'il y a des saillies au fond et le long des bords du canal, des mouvements de vortex, des contre-courants et d'autres déviations très fortes apparaissent, ce qui complique encore le tableau. Des changements particulièrement forts dans le mouvement de l'eau se produisent dans les endroits peu profonds de la rivière, où le courant est divisé en jets disposés en éventail.

Outre la forme et la direction du canal, l’augmentation de la vitesse d’écoulement a une grande influence. Le mouvement laminaire, même dans les écoulements artificiels (avec un lit régulier), change fortement avec l'augmentation de la vitesse d'écoulement. Dans les écoulements rapides, des jets hélicoïdaux longitudinaux apparaissent, accompagnés de petits mouvements vortex et d'une sorte de pulsation. Tout cela complique grandement la nature du mouvement. Ainsi, dans les rivières, au lieu d'un mouvement laminaire, on observe le plus souvent un mouvement plus complexe, appelé turbulent. (Nous reviendrons plus en détail sur la nature des mouvements turbulents plus tard en considérant les conditions de formation d'un canal d'écoulement.)

De tout ce qui a été dit, il ressort clairement que l’étude de la vitesse d’écoulement des rivières est une question complexe. Par conséquent, au lieu de calculs théoriques, il faut souvent recourir à des mesures directes.

Mesurer la vitesse actuelle. La manière la plus simple et la plus accessible de mesurer la vitesse actuelle est de mesurer en utilisant flotte. En observant (avec une horloge) le temps qu'un flotteur passe par deux points situés le long de la rivière à une certaine distance l'un de l'autre, on peut toujours calculer la vitesse requise. Cette vitesse est généralement exprimée en mètres par seconde.

La méthode que nous avons indiquée permet de déterminer la vitesse de la seule couche d'eau la plus superficielle. Pour déterminer la vitesse des couches d'eau plus profondes, deux bouteilles sont utilisées (Fig. 114). Dans ce cas, la bouteille du haut donne une vitesse moyenne entre les deux bouteilles. Connaissance vitesse moyenne l'écoulement de l'eau en surface (première méthode), on peut facilement calculer la vitesse à la profondeur souhaitée. Si V 1 sera la vitesse à la surface, V 2 - vitesse moyenne, UN V - la vitesse souhaitée, puis V 2 =( V 1 + V)/2 , d'où vient la vitesse requise v = 2 v 2 - v 1 .

Des résultats incomparablement plus précis sont obtenus en mesurant avec un appareil spécial appelé platines. Il existe de nombreux types de platines vinyles, mais le principe de leur conception est le même et est le suivant. L'axe horizontal avec une hélice à pales à son extrémité est monté mobile dans un châssis doté d'une plume de direction à l'extrémité arrière (Fig. 115). L'appareil, descendu dans l'eau, obéit au gouvernail, se place juste à contre-courant,

et l'hélice à pales commence à tourner avec l'axe horizontal. Il y a une vis sans fin sur l'axe qui peut être reliée au compteur. En regardant la montre, l'observateur allume le compteur qui commence à compter le nombre de tours. Après un certain temps, le compteur s'éteint et l'observateur détermine la vitesse d'écoulement par le nombre de tours.

En plus de ces méthodes, des mesures sont également utilisées avec des compteurs de bouteilles spéciaux, des dynamomètres et, enfin, des par voie chimique, que nous connaissons grâce à l'étude de la vitesse de l'écoulement des eaux souterraines. Un exemple de bathomètre est le bathomètre du Prof. V.G. Glushkova, qui est un cylindre en caoutchouc dont le trou fait face au flux. La quantité d'eau qui parvient à pénétrer dans le cylindre par unité de temps permet de déterminer la vitesse d'écoulement. Les dynamomètres mesurent la force de pression. La force de pression permet de calculer la vitesse.

Lorsqu'il est nécessaire d'obtenir une compréhension détaillée de la répartition des vitesses dans la section transversale (section active) de la rivière, procéder comme suit :

1. Le profil transversal de la rivière est dessiné et, pour plus de commodité, l'échelle verticale est 10 fois plus grande que l'échelle horizontale.

2. Des lignes verticales sont tracées le long des points où les vitesses des courants ont été mesurées à différentes profondeurs.

3. Sur chaque verticale, la profondeur correspondante sur l'échelle est marquée et la vitesse correspondante est indiquée.

En reliant des points avec les mêmes vitesses, on obtient un système de courbes (isotaches), qui donne une représentation visuelle de la répartition des vitesses dans une section vivante donnée de la rivière.

Vitesse moyenne. Pour de nombreux calculs hydrologiques, il est nécessaire de disposer de données sur la vitesse moyenne d'écoulement de l'eau dans la partie vivante de la rivière. Mais déterminer la vitesse moyenne de l'eau est une tâche assez difficile.

Nous avons déjà dit que le mouvement de l'eau dans un cours d'eau est non seulement complexe, mais aussi irrégulier dans le temps (pulsation). Cependant, à partir d'un certain nombre d'observations, nous avons toujours la possibilité de calculer la vitesse d'écoulement moyenne en tout point de la section transversale vivante de la rivière. Ayant la valeur de la vitesse moyenne en un point, nous pouvons tracer la répartition des vitesses le long de la verticale que nous avons prise. Pour ce faire, la profondeur de chaque point est tracée verticalement (de haut en bas), et la vitesse d'écoulement horizontalement (de gauche à droite). Nous faisons de même avec les autres points de la verticale que nous avons pris. En reliant les extrémités des lignes horizontales (représentant les vitesses), nous obtenons un dessin qui donne une idée claire des vitesses des courants à différentes profondeurs de la verticale que nous avons prise. Ce dessin est appelé graphique de vitesse ou hodographe de vitesse.

D'après de nombreuses observations, il a été révélé que pour obtenir une image complète de la répartition verticale des vitesses des courants, il suffit de déterminer les vitesses aux cinq points suivants : 1) en surface, 2) à 0,2h, 3) par 0,6h, 4) par 0,8het 5) en bas, en comptant h - profondeur verticale de la surface au fond.

L'hodographe de vitesse donne une idée claire de l'évolution des vitesses de la surface au fond de l'écoulement le long d'une verticale donnée. La vitesse la plus faible au fond de l'écoulement est principalement due au frottement. Plus la rugosité du fond est grande, plus les vitesses du courant diminuent fortement. DANS heure d'hiver Lorsque la surface de la rivière est recouverte de glace, un frottement se produit également sur la surface de la glace, ce qui se reflète également dans la vitesse d'écoulement.

L'hodographe de vitesse permet de calculer la vitesse moyenne du débit de la rivière le long d'une verticale donnée.

La vitesse d'écoulement verticale moyenne de la section libre de l'écoulement peut être déterminée le plus facilement à l'aide de la formule :

où ώ est l'aire de l'hodographe de vitesse, et H est la hauteur de cette zone. En d'autres termes, pour déterminer la vitesse verticale moyenne de l'écoulement à travers la section transversale active de l'écoulement, vous devez diviser la surface de l'hodographe de vitesse par sa hauteur.

L'aire de l'hodographe de vitesse est déterminée soit à l'aide d'un planimètre, soit analytiquement (c'est-à-dire en la décomposant en figures simples - triangles et trapèzes).

Le débit moyen est déterminé de différentes manières. La plupart d'une manière simple est la multiplication vitesse maximum (Vmax) par coefficient de rugosité (P). Le coefficient de rugosité pour les rivières de montagne peut être estimé à environ 0,55, pour les rivières à lit bordé de gravier, à 0,65, pour les rivières à lit inégal de sable ou d'argile, à 0,85.

Pour déterminer avec précision la vitesse d'écoulement moyenne de la section transversale active de l'écoulement, diverses formules sont utilisées. La formule la plus couramment utilisée est la formule Chezy.

Où v - vitesse moyenne de la section live flow, R. - rayon hydraulique, J.- pente d'écoulement superficiel et AVEC- coefficient de vitesse. Mais ici, la détermination du coefficient de vitesse présente des difficultés importantes.

Le coefficient de vitesse est déterminé à l'aide de diverses formules empiriques (c'est-à-dire obtenues sur la base de l'étude et de l'analyse d'un grand nombre d'observations). La formule la plus simple est :

Où P.- coefficient de rugosité, un R. - le rayon hydraulique qui nous est déjà familier.

Consommation. Quantité d'eau dans moi, circulant à travers une section vivante donnée d'une rivière par seconde est appelé débit de la rivière(pour cet article). Théoriquement, la consommation (UN) C’est facile à calculer : c’est égal à la section transversale de la rivière ( F), multiplié par la vitesse moyenne du courant ( v), c'est à dire. UN= Fv. Ainsi, par exemple, si la section transversale d'une rivière est de 150 m2, et vitesse 3 m/sec, alors la consommation sera de 450 m3 par seconde. Lors du calcul du débit, un mètre cube est pris comme unité de quantité d'eau et une seconde est prise comme unité de temps.

Nous avons déjà dit que théoriquement, le débit de la rivière en un point ou un autre n'est pas difficile à calculer. Accomplir cette tâche dans la pratique est beaucoup plus difficile. Arrêtons-nous sur les méthodes théoriques et pratiques les plus simples les plus souvent utilisées dans l'étude des rivières.

Il existe de nombreuses façons de déterminer le débit de l’eau des rivières. Mais tous peuvent être divisés en quatre groupes : méthode volumétrique, méthode de mélange, hydrauliques et hydrométriques.

Méthode volumétrique utilisé avec succès pour déterminer le débit des plus petites rivières (sources et ruisseaux) avec un débit de 5 à 10 l (0,005- 0,01 m3) par seconde. Son essence est que le ruisseau est endigué et que l'eau coule dans le caniveau. Un seau ou un réservoir est placé sous la gouttière (selon la taille du ruisseau). Le volume du récipient doit être mesuré avec précision. Le temps de remplissage du récipient est mesuré en secondes. Le quotient de la division du volume du récipient (en mètres) par le temps de remplissage du récipient (en secondes) comme. fois et donne la valeur souhaitée. La méthode volumétrique donne les résultats les plus précis.

Méthode de mélange est basé sur le fait qu'à un certain point de la rivière, une solution de sel ou de peinture est introduite dans le ruisseau. En déterminant la teneur en sel ou en peinture à un autre point d'écoulement inférieur, le débit d'eau est calculé (la formule la plus simple

Où q - débit de solution saline, k 1 - concentration de solution saline au moment du rejet, à 2- concentration de la solution saline au point sous-jacent). Cette méthode est l’une des meilleures pour les rivières de montagne tumultueuses.

Méthode hydraulique est basé sur l'utilisation de différents types de formules hydrauliques lorsque l'eau s'écoule à la fois par des canaux naturels et par des déversoirs artificiels.

Donnons un exemple simple de méthode de déversoir. Un barrage est construit dont le sommet est doté d'une fine paroi (en bois, béton). Un déversoir rectangulaire avec des dimensions de base précisément définies est découpé dans le mur. L'eau s'écoule sur le déversoir et le débit est calculé à l'aide de la formule

(T. - coefficient de déversoir, b - largeur du seuil du déversoir, H- pression au-dessus du bord du déversoir, g -accélération gravitationnelle), A l'aide d'un déversoir il est possible de mesurer des débits de 0,0005 à 10 avec une grande précision m 3 /sec. Il est particulièrement largement utilisé dans les laboratoires d’hydraulique.

Méthode hydrométrique est basé sur la mesure de la surface transversale habitable et de la vitesse d’écoulement. C'est le plus courant. Le calcul est effectué selon la formule, comme nous l'avons déjà évoqué.

Action. La quantité d'eau qui traverse une section vivante donnée d'une rivière par seconde est appelée débit. La quantité d'eau qui traverse une section vivante donnée d'une rivière sur une période plus longue est appelée vidange. La quantité de ruissellement peut être calculée par jour, par mois, par saison, par an et même sur plusieurs années. Le plus souvent, le ruissellement est calculé sur une base saisonnière, car les changements saisonniers de la plupart des rivières sont particulièrement forts et caractéristiques. Les valeurs du ruissellement annuel et, en particulier, la valeur du ruissellement annuel moyen (ruissellement calculé à partir de données à long terme) sont d'une grande importance en géographie. Le débit moyen annuel permet de calculer le débit moyen du fleuve. Si le débit est exprimé en mètres cubes par seconde, alors le débit annuel (pour éviter les très grands nombres) est exprimé en kilomètres cubes.

Ayant des informations sur le débit, nous pouvons obtenir des données sur le débit pour une période de temps donnée (en multipliant le débit par le nombre de secondes de la période de temps donnée). La quantité de ruissellement dans ce cas est exprimée volumétriquement. Le débit des grands fleuves est généralement exprimé en kilomètres cubes.

Par exemple, le débit annuel moyen de la Volga est de 270 km3, Dniepra 52 km3, Obi400 km3, Ienisseïa 548 km3, Amazone 3787 kilomètres, 3 etc.

Lors de la caractérisation des rivières, le rapport entre la quantité de ruissellement et la quantité de précipitations tombant sur la superficie du bassin de la rivière que nous avons pris est très important. La quantité de précipitations, comme nous le savons, est exprimée par l'épaisseur de la couche d'eau en millimètres. Par conséquent, pour comparer la quantité de ruissellement avec la quantité de précipitations, il est nécessaire d'exprimer la quantité de ruissellement également par l'épaisseur de la couche d'eau en millimètres. Pour ce faire, la quantité de ruissellement pour une période donnée, exprimée en mesures volumétriques, est répartie uniformément sur toute la superficie du bassin fluvial situé au-dessus du point d'observation. Cette valeur, appelée hauteur de ruissellement (A), est calculée par la formule :

UN est la hauteur du drain, exprimée en millimètres, Q - consommation, T- période de temps, 10 3 sert à convertir les mètres en millimètres et 10 6 à convertir les kilomètres carrés en mètres carrés.

Le rapport entre la quantité de ruissellement et la quantité de précipitations est appelé coefficient de ruissellement. Si le coefficient de ruissellement est désigné par la lettre UN, et la quantité de précipitations exprimée en millimètres est h, Que

Le coefficient de ruissellement, comme tout rapport, est une grandeur abstraite. Il peut être exprimé en pourcentage. Ainsi, par exemple, pour r. Néva A=374 mm, h= 532 mm ; ainsi, UN= 0,7, soit 70 %. Dans ce cas, le coefficient de ruissellement de la rivière. La Neva nous permet de dire cela de la quantité totale de précipitations tombant dans le bassin fluvial. Neva, 70 % se jettent dans la mer et 30 % s'évapore. Nous voyons une image complètement différente sur la rivière. Nil. Ici A=35mm, h =826 mm; donc a=4%. Cela signifie que 96 % de toutes les précipitations dans le bassin du Nil s’évaporent et que seulement 4 % atteignent la mer. Déjà à partir des exemples donnés, il est clair ce que grande valeur le coefficient de ruissellement est destiné aux géographes.

Donnons à titre d'exemple la valeur moyenne des précipitations et du ruissellement de certains fleuves de la partie européenne de l'URSS.

Dans les exemples que nous avons donnés, la quantité de précipitations, la quantité de ruissellement et, par conséquent, les coefficients de ruissellement sont calculés sous forme de moyennes annuelles basées sur des données à long terme. Il va sans dire que les coefficients de ruissellement peuvent être calculés pour n'importe quelle période de temps : jour, mois, saison, etc.

Dans certains cas, le débit est exprimé en litres par seconde par 1 km2 espace piscine. Cette valeur de débit est appelée module de vidange.

La valeur du ruissellement moyen à long terme peut être tracée sur une carte à l'aide d'isolignes. Sur une telle carte, le ruissellement est exprimé en modules de ruissellement. Cela donne l'idée que le ruissellement annuel moyen sur les parties plates du territoire de notre Union a un caractère zonal et que la quantité de ruissellement diminue vers le nord. À partir d'une telle carte, vous pouvez voir à quel point le relief est important pour le ruissellement.

Alimentation en rivière Il existe trois principaux types d’alimentation fluviale : l’alimentation par les eaux de surface, l’alimentation par les eaux souterraines et l’alimentation mixte.

La recharge par les eaux de surface peut être divisée en pluie, neige et glace. L'alimentation par la pluie est typique des rivières des régions tropicales, de la plupart des régions de mousson, ainsi que de nombreuses régions d'Europe occidentale caractérisées par un climat doux. L'alimentation en neige est typique des pays où beaucoup de neige s'accumule pendant la période froide. Cela comprend la plupart des rivières du territoire de l'URSS. Au printemps, elles se caractérisent par de puissantes crues. Il faut surtout mettre en valeur la neige hautes montagnes tous les pays qui fournissent la plus grande quantité d’eau à la fin du printemps et en été. Cette nutrition, appelée nutrition de neige en montagne, est proche de la nutrition glaciaire. Les glaciers, comme la neige des montagnes, fournissent de l’eau principalement en été.

La recharge des eaux souterraines se produit de deux manières. La première consiste à alimenter les rivières avec des aquifères plus profonds qui émergent (ou, comme on dit, se creusent) dans le lit de la rivière. C'est un aliment assez durable pour toutes les saisons. La deuxième voie est l’apport d’eau souterraine aux strates alluviales directement reliées au fleuve. Pendant les périodes de crue, les alluvions sont saturées d'eau et, une fois l'eau diminuée, elles restituent lentement leurs réserves à la rivière. Ce régime est moins durable.

Les rivières qui s’alimentent uniquement à partir des eaux de surface ou des seules eaux souterraines sont rares. Les rivières à alimentation mixte sont beaucoup plus courantes. À certaines périodes de l'année (printemps, été, début de l'automne), les eaux de surface revêtent pour eux une importance prédominante, à d'autres périodes (hiver ou périodes de sécheresse), les eaux souterraines deviennent la seule source de nutrition.

On peut également citer les rivières alimentées par les eaux de condensation, qui peuvent être aussi bien superficielles que souterraines. Ces rivières sont plus courantes dans les zones montagneuses, où les accumulations de blocs et de pierres sur les sommets et les pentes condensent l'humidité en quantités notables. Ces eaux peuvent influencer l’augmentation du ruissellement.

Conditions d'alimentation des rivières à différentes périodes de l'année. Douleur en hiverLa plupart de nos rivières sont alimentées exclusivement par les eaux souterraines. Cette alimentation est assez uniforme, de sorte que le débit hivernal de la plupart de nos rivières peut être caractérisé comme le plus uniforme, diminuant très légèrement du début de l'hiver au printemps.

Au printemps, la nature du débit et, en général, tout le régime des rivières change radicalement. Les précipitations accumulées pendant l’hiver sous forme de neige fondent rapidement et d’énormes quantités d’eau de fonte se déversent dans les rivières. Le résultat est crue printanière, qui, selon les conditions géographiques du bassin versant, dure plus ou moins longtemps. Nous parlerons un peu plus tard de la nature des crues printanières. Dans ce cas, nous notons un seul fait : au printemps, une énorme quantité d'eau de fonte printanière s'ajoute à l'approvisionnement en eaux souterraines, ce qui augmente plusieurs fois le ruissellement. Ainsi, par exemple, pour le Kama, le débit moyen au printemps dépasse le débit hivernal de 12 voire 15 fois, pour l'Oka il est de 15 à 20 fois ; Le débit du Dniepr près de Dnepropetrovsk au printemps dépasse parfois de 50 fois le débit hivernal; dans les petites rivières, la différence est encore plus significative.

En été, les rivières (sous nos latitudes) sont alimentées d’une part par les eaux souterraines et d’autre part par le ruissellement direct des eaux de pluie. D'après les observations de l'académicien Oppokova dans le bassin supérieur du Dniepr, ce ruissellement direct des eaux de pluie pendant les mois d'été atteint 10 %. Dans les zones montagneuses, où les conditions d'écoulement sont plus favorables, ce pourcentage augmente considérablement. Mais elle atteint une ampleur particulièrement importante dans les zones caractérisées par un permafrost largement répandu. Ici, après chaque pluie, le niveau de la rivière monte rapidement.

En automne, à mesure que les températures baissent, l’évaporation et la transpiration diminuent progressivement et le ruissellement de surface (ruissellement des eaux de pluie) augmente. En conséquence, en automne, le ruissellement augmente généralement jusqu'au moment où le liquide précipitation(les pluies) cèdent la place aux fortes (neiges). Ainsi, à l'automne, comme

nous avons une alimentation au sol plus une alimentation par la pluie, et l'alimentation par la pluie diminue progressivement et au début de l'hiver, elle cesse complètement.

C'est le cours de l'alimentation des rivières ordinaires sous nos latitudes. Dans les pays de haute montagne, l'eau de fonte des neiges des montagnes et des glaciers s'ajoute en été.

Dans les zones désertiques et de steppe sèche, l'eau de fonte des neiges et des glaces des montagnes joue un rôle prédominant (Amou-Daria, Syr-Daria, etc.).

Fluctuations des niveaux d'eau des rivières. Nous venons de parler des conditions d'alimentation des rivières à différentes périodes de l'année et, à cet égard, avons noté comment le débit change à différentes périodes de l'année. Ces changements sont clairement illustrés par la courbe des fluctuations des niveaux d'eau des rivières. Nous avons ici trois graphiques. Le premier graphique donne une idée des fluctuations des niveaux des rivières dans la zone forestière de la partie européenne de l'URSS (Fig. 116). Le premier graphique (volga) est caractérisé par

montée rapide et forte d’une durée d’environ 1/2 mois.

Faites maintenant attention au deuxième graphique (Fig. 117), typique des rivières de la zone de la taïga de la Sibérie orientale. On note une forte hausse au printemps et une série de hausses en été en raison des pluies et de la présence de permafrost, qui accélère le ruissellement. La présence de ce même pergélisol, qui réduit la nutrition du sol en hiver, conduit à des niveaux d'eau particulièrement bas en hiver.

Le troisième graphique (Fig. 118) montre la courbe de fluctuation des niveaux des rivières dans la zone de la taïga d'Extrême-Orient. Ici, en raison du pergélisol, on retrouve le même niveau très bas pendant la période froide et de fortes fluctuations continues du niveau pendant les périodes chaudes. Elles sont causées par la fonte des neiges au printemps et au début de l'été, puis par la pluie. La présence de montagnes et de pergélisol accélère le ruissellement, ce qui a un effet particulièrement dramatique sur les fluctuations de niveau.

La nature des fluctuations du niveau d'un même fleuve au cours des différentes années n'est pas la même. Voici un graphique des fluctuations des niveaux p. Kama pour différentes années (Fig. 119). Comme vous pouvez le constater, la rivière présente des fluctuations très différentes selon les années. Certes, les années des écarts les plus dramatiques par rapport à la norme sont sélectionnées ici. Mais nous avons ici un deuxième graphique des fluctuations des niveaux p. Volga (fig. 116). Ici, toutes les fluctuations sont du même type, mais l'amplitude des fluctuations et la durée du déversement sont très différentes.

En conclusion, il faut dire que l'étude des fluctuations du niveau des rivières, outre son importance scientifique, a également un énorme importance pratique. Les ponts démolis, les barrages et les structures côtières détruits, les villages inondés et parfois complètement détruits et emportés par les eaux ont longtemps obligé les gens à prêter une attention particulière à ces phénomènes et à commencer à les étudier. Il n'est pas étonnant que des observations des fluctuations du niveau des rivières soient réalisées depuis l'Antiquité (Égypte, Mésopotamie, Inde, Chine, etc.). La navigation fluviale, la construction de routes, et surtout de voies ferrées, nécessitaient des observations plus précises.

L'observation des fluctuations du niveau des rivières en Russie a apparemment commencé il y a très longtemps. Dans les chroniques, à commencer par XV c., on trouve souvent des indications sur la hauteur des crues des rivières. Moscou et Oka. Des observations des fluctuations du niveau de la rivière Moscou ont été effectuées quotidiennement. D'abord XIXème V. des observations quotidiennes étaient déjà effectuées sur tous les principaux quais de toutes les rivières navigables. D'année en année, le nombre de stations hydrométriques n'a cessé d'augmenter. À l’époque pré-révolutionnaire, il y avait plus d’un millier de stations de mesure de l’eau en Russie. Mais ces stations ont connu un développement particulier en époque soviétique, ce qui est facile à voir dans le tableau ci-dessous.

Crue printanière. Lors de la fonte des neiges printanière, le niveau d'eau des rivières monte fortement et l'eau, débordant généralement du canal, déborde de ses berges et inonde souvent la plaine inondable. Ce phénomène, caractéristique de la plupart de nos rivières, est appelé crue printanière.

Le moment de l'inondation dépend de conditions climatiques le relief et la durée de la période de crue dépendent en outre de la taille du bassin, dont certaines parties peuvent se trouver dans des conditions climatiques différentes. Ainsi, par exemple, pour r. Sur le Dniepr (selon les observations près de la ville de Kiev), la durée de l'inondation est de 2,5 à 3 mois, tandis que pour les affluents du Dniepr - Sula et Psyol - la durée de l'inondation n'est que d'environ 1,5 à 2 mois. .

La hauteur de la crue printanière dépend de nombreuses raisons, mais les plus importantes d'entre elles sont : 1) la quantité de neige dans le bassin fluvial au début de la fonte et 2) l'intensité de la fonte printanière.

Le degré de saturation en eau du sol dans le bassin fluvial, le pergélisol ou le dégel du sol, les précipitations printanières, etc. sont également importants.

La plupart des grands fleuves de la partie européenne de l'URSS se caractérisent par une crue printanière des eaux pouvant atteindre 4 m. Cependant, selon les années, la hauteur de la crue printanière est soumise à de très fortes fluctuations. Ainsi, par exemple, pour la Volga près de la ville de Gorki, les crues atteignent 10-12 moi, près d'Oulianovsk jusqu'à 14 heures m; pour r. Dniepr pour 86 ans d'observations (de 1845 à 1931) du 2.1 m jusqu'à 6-7 et même 8.53 m(1931).

Les plus fortes crues des eaux entraînent des inondations qui causent de graves dégâts à la population. Un exemple est l'inondation de Moscou en 1908, lorsqu'une partie importante de la ville et la voie ferrée Moscou-Koursk étaient sous l'eau sur des dizaines de kilomètres. Un certain nombre de villes de la Volga (Rybinsk, Yaroslavl, Astrakhan, etc.) ont connu de très graves inondations en raison d'une montée inhabituellement élevée des eaux du fleuve. Volga au printemps 1926

Sur les grands fleuves sibériens, en raison de la congestion, la montée des eaux atteint 15 à 20 mètres ou plus. Alors, sur la rivière Ienisseï jusqu'à 16 ans moi, et sur la rivière Lena (près de Bulun) jusqu'à 24 m.

Inondations. En plus des crues printanières périodiquement récurrentes, des montées d'eau soudaines sont également observées, causées soit par de fortes pluies, soit par d'autres raisons. Ces montées soudaines des eaux des rivières, contrairement aux crues printanières périodiquement récurrentes, sont appelées inondations. Les inondations, contrairement aux inondations, peuvent survenir à tout moment de l’année. Dans les zones plates, où la pente des rivières est très faible, ces inondations peuvent provoquer de fortes augmentations des niveaux 1, principalement dans les zones non humides. grandes rivières. Dans des conditions montagneuses, les inondations se produisent encore plus grandes rivières. En particulier graves inondations sont observés dans notre Extrême Orient, où, en plus des conditions montagnardes, nous avons des averses soudaines et prolongées, donnant plus de 100 en un ou deux jours mm précipitation. Ici, les crues estivales prennent souvent le caractère de crues fortes, parfois destructrices.

On sait que les forêts ont une influence considérable sur la hauteur des crues et sur la nature du ruissellement en général. Tout d’abord, ils assurent la fonte lente de la neige, ce qui allonge la durée de la crue et réduit la hauteur de la crue. De plus, les déchets forestiers (feuilles mortes, aiguilles de pin, mousses, etc.) retiennent l'humidité de l'évaporation. En conséquence, le coefficient de ruissellement de surface en forêt est trois à quatre fois inférieur à celui des terres arables. Ainsi, la hauteur de la crue diminue jusqu'à 50 %.

Afin de réduire les déversements et de réguler généralement les débits en URSS, le gouvernement a accordé une attention particulière à la préservation des forêts dans les zones d'alimentation des rivières. Résolution (de 2/VII1936) prévoit la conservation des forêts sur les deux rives des rivières. Parallèlement, dans le cours supérieur des rivières, des bandes forestières de 25 kilomètres largeur, et dans le cours inférieur 6 km.

Les possibilités de lutter davantage contre les déversements et de développer des mesures de régulation du ruissellement de surface dans notre pays sont, pourrait-on dire, illimitées. La création de brise-vent forestiers et de réservoirs régule le débit sur de vastes zones. La création d'un vaste réseau de canaux et de réservoirs colossaux subordonne encore davantage le débit à la volonté et au plus grand bénéfice de l'individu dans une société socialiste.

Faible niveau d'eau. Durant la période où la rivière vit presque exclusivement des eaux souterraines en l'absence d'eau de pluie, le niveau de la rivière est au plus bas. Cette période du niveau d'eau le plus bas de la rivière est appelée eau basse. Le début des basses eaux est considéré comme la fin de la baisse de la crue printanière, et la fin des basses eaux est le début de la montée du niveau automnale. Cela signifie que la période d'étiage ou période d'étiage pour la plupart de nos rivières correspond à la période estivale.

Gel des rivières. Les rivières des pays froids et tempérés sont recouvertes de glace pendant la saison froide. Le gel des rivières commence généralement près de la côte, là où le courant est le plus faible. Par la suite, des cristaux et des aiguilles de glace apparaissent à la surface de l'eau qui, s'accumulant en grande quantité, forment ce qu'on appelle la « graisse ». Au fur et à mesure que l'eau se refroidit, des banquises apparaissent dans la rivière, dont le nombre augmente progressivement. Parfois, la dérive automnale continue des glaces dure plusieurs jours, et par temps calme et glacial, la rivière « monte » assez rapidement, en particulier aux virages où la glace s'accumule. un grand nombre de banquise Une fois que la rivière est recouverte de glace, elle passe aux eaux souterraines, le niveau de l'eau baisse souvent et la glace de la rivière s'affaisse.

La glace s'épaissit progressivement en grandissant par le bas. L'épaisseur de la calotte glaciaire, selon les conditions climatiques, peut être très différente : de plusieurs centimètres à 0,5-1 moi, et dans certains cas (en Sibérie) jusqu'à 1,5- 2 m.À cause de la fonte et du gel de la neige tombée, la glace peut s'épaissir sur le dessus.

Les résultats d'un grand nombre de sources apportant davantage eau chaude, conduisent dans certains cas à la formation d’un « trou », c’est-à-dire d’une zone de dégel.

Le processus de congélation d'une rivière commence par le refroidissement de la couche supérieure d'eau et la formation de fines pellicules de glace appelées saindoux En raison de la nature turbulente de l’écoulement, l’eau se mélange, ce qui conduit au refroidissement de la totalité de la masse d’eau. Dans ce cas, la température de l'eau peut être légèrement inférieure à 0° (sur la rivière Neva jusqu'à - 0°,04, sur la rivière Ienisseï -0°,1) : l'eau surfondue crée des conditions favorables à la formation de cristaux de glace, ce qui entraîne dans ce qu'on appelle glace profonde. La glace profonde formée au fond est appelée glace de fond. La glace profonde en suspension est appelée Suga. Suga peut être suspendu ou flotter à la surface.

La glace de fond, qui grandit progressivement, se détache du fond et, en raison de sa faible densité, flotte à la surface. Dans le même temps, la glace de fond, se détachant du fond, emporte avec elle une partie du sol (sable, cailloux et même cailloux). La glace de fond qui flotte à la surface est également appelée neige fondante.

La chaleur latente de la formation de glace est rapidement consommée et l'eau de la rivière reste constamment en surfusion, jusqu'à la formation de la couche de glace. Mais une fois la couche de glace formée, la perte de chaleur dans l’air s’arrête en grande partie et l’eau n’est plus surfondue. Il est clair que la formation de cristaux de glace (et donc glace profonde) s'arrête.

À des vitesses de courant importantes, la formation de la couverture de glace ralentit considérablement, ce qui conduit à la formation de glace profonde en quantités énormes. A titre d'exemple, on peut citer p. Hangar. Il y a de la boue ici. Et. la glace de fond, obstruant le chenal, se forme des gloutons. Le blocage du lit de la rivière entraîne une forte montée des eaux. Après la formation de la couverture de glace, le processus de formation de glace profonde est fortement réduit et le niveau de la rivière diminue rapidement.

La formation de la couverture de glace commence à partir de la côte. Ici, avec une vitesse de courant plus faible, la glace est plus susceptible de se former (zaberegi). Mais cette glace est souvent emportée par le courant et, avec la masse de neige fondante, provoque ce qu'on appelle dérive des glaces d'automne. La dérive des glaces d'automne s'accompagne parfois de congestion, c'est-à-dire la formation de barrages de glace. Les embâcles (comme les embâcles) peuvent provoquer des montées d’eau importantes. La congestion se produit généralement dans les sections rétrécies de la rivière, dans les virages serrés, sur les seuils et également à proximité des structures artificielles.

Sur les grands fleuves coulant vers le nord (Ob, Yenisei, Lena), les cours inférieurs des rivières gèlent plus tôt, ce qui contribue à la formation d'embâcles particulièrement puissants. La montée du niveau de l'eau peut dans certains cas créer des conditions propices à l'apparition d'écoulements inversés dans les sections inférieures des affluents.

Dès la formation de la couche de glace, la rivière entre dans une période de gel. À partir de ce moment, la glace se développe lentement par le bas. Outre les températures, l'épaisseur de la couche de glace est fortement influencée par la couverture neigeuse, qui protège la surface de la rivière du refroidissement. En moyenne, l'épaisseur de la glace sur le territoire de l'URSS atteint :

Polynies. Il n’est pas rare que certains tronçons de la rivière ne gèlent pas en hiver. Ces zones sont appelées polynies. Les raisons de leur formation sont différentes. Le plus souvent, ils sont observés dans les zones courant rapide, à la sortie d'un grand nombre de sources, sur le site de rejet des eaux d'usine, etc. Dans certains cas, de telles zones sont également observées lorsqu'une rivière sort d'un lac profond. Ainsi, par exemple, R. Angara à la sortie du lac. Le Baïkal sur 15 kilomètres, et certaines années même 30, ne gèle pas du tout (l'Angara « aspire » l'eau plus chaude du lac Baïkal, qui ne refroidit pas rapidement jusqu'au point de congélation).

Désenclavement des rivières. Sous l'influence du printemps rayons de soleil La neige sur la glace commence à fondre, provoquant la formation d’accumulations d’eau en forme de lentilles à la surface de la glace. Les courants d'eau s'écoulant des rives augmentent la fonte des glaces, notamment près des côtes, ce qui entraîne la formation de lisières.

Habituellement, avant le début de l'autopsie, il y a mouvement de la glace. Au même moment, la glace commence à bouger puis s'arrête. Le moment du mouvement est le plus dangereux pour les ouvrages (barrages, digues, culées de ponts). Par conséquent, la glace à proximité des structures se brise à l'avance. Le début d’une montée des eaux brise la glace, ce qui conduit finalement à la dérive des glaces.

La dérive des glaces au printemps est généralement beaucoup plus forte qu'en automne, provoquée par une quantité d'eau et de glace beaucoup plus importante. Les embâcles au printemps sont également plus importants qu’en automne. En particulier grandes tailles ils atteignent les rivières du nord, où l'ouverture des rivières commence par le haut. La glace apportée par la rivière persiste dans les zones inférieures, où la glace est encore solide. En conséquence, de puissants barrages de glace se forment, qui en 2-3 heures augmenter le niveau de l'eau de quelques mètres. La rupture du barrage qui s’ensuit provoque des destructions très graves. Donnons un exemple. La rivière Ob s'ouvre près de Barnaoul fin avril et près de Salekhard début juin. L'épaisseur de la glace près de Barnaoul est d'environ 70 cm, et dans le cours inférieur de l'Ob, il y en a environ 150 cm. Par conséquent, la congestion est assez courante ici. Lorsque des embouteillages se forment (ou, comme on l'appelle ici, des « embouteillages »), le niveau d'eau monte de 4 à 5 en 1 heure. m et diminue tout aussi rapidement après la rupture des barrages de glace. D’énormes flux d’eau et de glace peuvent détruire des forêts sur de vastes zones, détruire des berges et créer de nouveaux canaux. La congestion peut facilement détruire même les structures les plus solides. Par conséquent, lors de la planification des structures, il est nécessaire de prendre en compte l'emplacement des structures, d'autant plus que les embouteillages se produisent généralement dans les mêmes zones. Pour protéger les structures ou les mouillages hivernaux de la flotte fluviale, la glace de ces zones est généralement dynamitée.

La montée des eaux lors des congestions sur l'Ob atteint 8 à 10 m, et dans le cours inférieur du fleuve. Lena (près de la ville de Bulun) - 20-24 m.

Année hydrologique. Actions et autres traits de caractère La vie des rivières, comme nous l'avons déjà vu, est différente selon les périodes de l'année. Cependant, les saisons de la vie du fleuve ne coïncident pas avec les saisons calendaires habituelles. Ainsi, par exemple, la saison hivernale d'une rivière commence à partir du moment où l'alimentation par la pluie cesse et où la rivière passe à l'alimentation hivernale au sol. Sur le territoire de l'URSS, ce moment se produit dans les régions du nord en octobre et dans les régions du sud en décembre. Ainsi, il n’existe pas de moment précis et adapté à tous les fleuves de l’URSS. Il faut en dire autant des autres saisons. Il va de soi que le début de l'année dans la vie d'un fleuve ou, comme on dit, le début de l'année hydrologique ne peut pas coïncider avec le début de l'année civile (1er janvier). Le début de l’année hydrologique est considéré comme le moment où le fleuve passe à une alimentation exclusivement souterraine. Pour différents endroits du territoire même d'un de nos États, le début de l'année hydrologique ne peut pas être le même. Pour la plupart des fleuves d'URSS, le début de l'année hydrologique tombe entre le 15/XIjusqu'à 15/XII.

Classification climatique des rivières. Déjà d'après ce qui a été dit Ô rivières à différents moments de l'année, il est clair que le climat a un impact énorme sur les rivières. Il suffit par exemple de comparer les rivières de l'Europe de l'Est avec les rivières de l'Europe occidentale et méridionale pour remarquer la différence. Nos rivières gèlent en hiver, s'ouvrent au printemps et donnent lieu à une montée d'eau exceptionnellement élevée lors de la crue printanière. Les fleuves d'Europe occidentale gèlent très rarement et ne donnent pratiquement pas de crues printanières. Quant aux rivières du sud de l’Europe, elles ne gèlent pas du tout et leurs niveaux d’eau sont les plus élevés en hiver. Nous constatons une différence encore plus nette entre les rivières d'autres pays situées dans d'autres régions climatiques. Il suffit de rappeler les fleuves des régions de mousson d'Asie, les fleuves d'Afrique du Nord, centrale et australe, les fleuves Amérique du Sud, Australie, etc. Tout cela réuni a donné à notre climatologue Voeikov la base pour classer les rivières en fonction des conditions climatiques dans lesquelles elles se trouvent. Selon cette classification (légèrement modifiée ultérieurement), toutes les rivières sur Terre sont divisées en trois types : 1) les rivières alimentées presque exclusivement par l'eau de fonte de la neige et de la glace, 2) les rivières alimentées uniquement par l'eau de pluie et 3) les rivières alimentées par les deux méthodes indiquées. ci-dessus.

Les rivières du premier type comprennent :

UN) rivières du désert, bordé de hautes montagnes aux sommets enneigés. Les exemples incluent : Syr-Darya, Amu-Darya, Tarim, etc. ;

b) les fleuves des régions polaires (nord de la Sibérie et Amérique du Nord), situés principalement sur les îles.

Les rivières du deuxième type comprennent :

a) les fleuves d'Europe occidentale à pluviométrie plus ou moins uniforme : Seine, Main, Moselle, etc. ;

b) fleuves des pays méditerranéens à crues hivernales : fleuves d'Italie, d'Espagne, etc. ;

c) les fleuves des pays tropicaux et des régions de mousson à crues estivales : Gange, Indus, Nil, Congo, etc.

Les rivières du troisième type, alimentées à la fois par l'eau de fonte et l'eau de pluie, comprennent :

a) les rivières de la plaine d'Europe de l'Est, ou russe, Sibérie occidentale, Amérique du Nord et autres pays avec crue printanière ;

b) rivières recevant de la nourriture des hautes montagnes, avec crues printanières et estivales.

Il existe d'autres classifications plus récentes. Parmi eux, il convient de noter le classement M. I. Lvovitch, qui a pris comme base la même classification de Voeikov, mais à des fins de clarification, a pris en compte non seulement des indicateurs qualitatifs, mais également quantitatifs des sources d'alimentation des rivières et de la répartition saisonnière du débit. Ainsi, par exemple, il prend le ruissellement annuel et détermine quel pourcentage du ruissellement est dû à l’une ou l’autre source d’énergie. Si la valeur de ruissellement d'une source est supérieure à 80 %, alors cette source revêt une importance exceptionnelle ; si le débit est de 50 à 80 %, alors il est préférentiel ; moins de 50% - prédominant. En conséquence, il obtient 38 groupes de régimes d'eau fluviale, qui sont regroupés en 12 types. Ces types sont les suivants :

1. Type amazonien - presque exclusivement pluvial et prédominance du ruissellement d'automne, c'est-à-dire pendant les mois où zone tempérée sont considérés comme l'automne (Amazonie, Rio Negro, Nil Bleu, Congo, etc.).

2. Type nigérian - à prédominance pluvieuse avec une prédominance de ruissellement automnal (Niger, Lualaba, Nil, etc.).

3. Type Mékong - presque exclusivement pluvial avec une prédominance de ruissellement estival (Mékong, cours supérieurs de Madère, Marañon, Paraguay, Parana, etc.).

4. Amour - principalement alimenté par les pluies avec une prédominance de ruissellement estival (Amour, Vitim, cours supérieur de l'Olekma, Yana, etc.).

5. Méditerranée - exclusivement ou majoritairement pluviale et prédominance du ruissellement hivernal (Moselle, Ruhr, Tamise, Agri en Italie, Alma en Crimée, etc.).

6. Oderian - prédominance de la nutrition pluvieuse et du ruissellement printanier (Pô, Tissa, Oder, Morava, Èbre, Ohio, etc.).

7. Volzhsky - principalement enneigé avec une prédominance de ruissellement printanier (Volga ; Mississippi, Moscou, Don, Oural, Tobol, Kama, etc.).

8. Yukon - approvisionnement en neige prédominant et domination du ruissellement estival (Yukon, Kola, Athabasca, Colorado, Vilyui, Pyasina, etc.).

9. Nura - prédominance de l'apport de neige et presque exclusivement du ruissellement printanier (Nura, Eruslan, Buzuluk, B. Uzen, Ingulets, etc.).

10. Groenland - alimentation exclusivement glaciaire et ruissellement à court terme en été.

11. Caucasien - alimentation prédominante ou majoritairement glaciaire et prédominance du ruissellement estival (Kuban, Terek, Rhône, Inn, Aare, etc.).

12. Loansky - alimentation exclusive ou prédominante provenant des eaux souterraines et répartition uniforme du débit tout au long de l'année (rivière Loa au nord du Chili).

De nombreuses rivières, en particulier celles qui sont longues et disposent d'une grande zone d'alimentation, peuvent s'avérer être des parties distinctes dans divers groupes. Par exemple, les rivières Katun et Biya (au confluent desquelles se forme l'Ob) sont alimentées principalement par l'eau de fonte des neiges des montagnes et des glaciers dont les eaux montent en été. Dans la zone de la taïga, les affluents de l'Ob sont alimentés par la fonte des neiges et les eaux de pluie avec débordements au printemps. Dans le cours inférieur de l'Ob, les affluents appartiennent aux rivières de la zone froide. Le fleuve Irtych lui-même a un caractère complexe. Bien entendu, tout cela doit être pris en compte.

Les rivières revêtent une grande importance pour les activités économiques de la société. Et cela est important non seulement pour l’agriculture, mais aussi pour l’hydroélectricité et la construction. En Russie, les niveaux d'eau d'une rivière ou d'un lac sont mesurés par rapport à la surface de la mer Baltique, au large de Cronstadt. La même technologie est utilisée pour différents types de réservoirs.

Niveaux d'eau des rivières : variations saisonnières

Le drainage de toute rivière est influencé par de nombreux facteurs liés à la région dans laquelle se trouve la rivière, ainsi que par les changements saisonniers possibles sous n'importe quel climat. Si une rivière traverse différentes zones climatiques, le nombre de facteurs contribuant aux changements du niveau d'eau ne fait qu'augmenter.

Les niveaux d’eau des rivières peuvent augmenter sensiblement à différents moments de l’année. Par exemple, pendant une période chaude, caractéristique des zones arides, la rivière peut devenir peu profonde ou s'assécher complètement, formant ce qu'on appelle des oueds. Tandis que pendant la saison des pluies, les rivières débordent de leur lit, créant des zones d'inondation qui peuvent nuire aux installations et infrastructures économiques. Le niveau des rivières peut également monter en hiver lorsque la glace rend l’écoulement de l’eau difficile.

Facteurs anthropiques

Le facteur le plus important et le plus répandu influençant la façon dont le niveau des rivières change est la construction de barrages et de barrages de centrales électriques.

La création de grands barrages hydroélectriques modifie considérablement le débit naturel de l’eau. En conséquence, le niveau s’élève au-dessus du barrage, ce qui crée un dénivelé nécessaire à la production d’électricité.

D’autre part, la construction de barrières le long des rivières contribue à protéger la sécurité des personnes vivant le long des berges des rivières. Après tout, les montées d’eau peuvent être si importantes qu’elles endommagent les maisons et détruisent parfois complètement les zones peuplées.

En contrôlant les niveaux d'eau de la rivière, une personne protège sa propriété des éléments, reçoit de l'électricité, mais cause en même temps des dommages irréparables à la nature, entraînant la mort de populations entières d'êtres vivants, dont l'habitat se retrouve dans la zone inondable de la rivière. barrage. Les écologistes soulèvent régulièrement la question de la faisabilité de construire des réservoirs partout dans le monde.

Bien que les niveaux d'eau d'une rivière ou d'un lac puissent varier d'une saison à l'autre, d'une région à l'autre, il existe toujours un certain point de référence. En Russie, le point d'un tel système de référence est l'ordinaire, situé à Saint-Pétersbourg.

En résumé, il faut dire que de nombreux domaines de l’activité humaine dépendent de la teneur en eau des rivières. Mais le plus sensible au régime d’arrosage est, bien entendu, l’agriculture, dont dépend à son tour la survie directe des populations.

Introduction

Les voies navigables sont des zones de plans d'eau et de cours d'eau utilisés pour la navigation et le rafting en bois. En même temps, le réservoir - plan d'eau dans une dépression de terrain, caractérisée par un mouvement lent de l'eau ou son absence totale ; cours d'eau - plan d'eau caractérisé par le mouvement de l'eau dans le sens de la pente dans la dépression la surface de la terre, l'objet d'introduction est la concentration d'eaux naturelles à la surface du sol ou dans les roches, qui présente des formes de distribution et des caractéristiques de régime caractéristiques.

Les voies navigables intérieures sont des rivières, des lacs, des réservoirs et des canaux adaptés à la navigation et au rafting.

Les routes de navigation intérieure sont des voies navigables intérieures utilisées pour le mouvement des navires. Ces itinéraires peuvent également être utilisés pour le rafting en bois.

Les voies navigables intérieures sont divisées en naturelles (gratuites), c'est-à-dire les rivières et les lacs utilisés pour la navigation à l'état naturel, et artificielles (régulées), c'est-à-dire les canaux, réservoirs et rivières, dont le régime d'écoulement et les niveaux sont considérablement modifiés par les voies navigables construites. avec des ouvrages hydrauliques.

navigation à marée dans l'embouchure du réservoir

Courants et fluctuations de niveau dans les réservoirs et les lacs

Les débits d'eau dans les réservoirs surviennent sous l'influence du vent et du ruissellement. La partie inférieure (près du barrage) du réservoir est courte et contient une zone de ruissellement active. Les vitesses des courants dans cette zone sont augmentées, en particulier pendant la période de rejet des crues printanières dans les eaux résiduaires.

La partie barrage du réservoir est en eau profonde à n’importe quel niveau d’eau. Les vagues ici sont plus grandes que dans d'autres parties du réservoir ; le fond n'est pas exposé aux vagues.

La partie médiane du réservoir a la plus grande étendue et un faible courant. Elle a grandes profondeurs seulement à des niveaux élevés. Lorsque le niveau de profondeur diminue, les vagues au-dessus de la plaine inondable sont petites et fortes et se propagent vers le fond. A des niveaux normaux inférieurs aux niveaux de référence, les conditions de baignade sont ici les mêmes que dans la zone inférieure.

La partie supérieure (rivière) du réservoir à des niveaux élevés est une masse d'eau peu profonde. À des niveaux bas et avec un petit niveau d'eau d'amont restant, l'eau pénètre dans le chenal de basse mer. Les vagues ici sont faibles, les profondeurs sont petites et changent souvent en raison des fluctuations de niveau, le canal est constamment remodelé.

La zone de remous qui s'écarte est l'embouchure rivière principale avec complexe régime hydrologique.

La longueur du tronçon de retenue, en fonction des fluctuations du niveau d'eau dans le réservoir, s'étend sur plusieurs dizaines de kilomètres. Aux seuils situés dans les zones où le remous est pincé, des crêtes se forment. Aux niveaux élevés, la rivière transporte beaucoup de sédiments et de crêtes. Aux faibles niveaux, l’érosion du seuil se produira, mais ce processus est plus lent. Une partie des sédiments déposés pourrait ne pas être emportée avant le début de la prochaine crue.

Dans la zone de pincement du marigot, la hauteur des crêtes des rifts augmente de 30 à 35 cm par rapport à leur hauteur avant la création du marigot. Cela réduit les profondeurs atteintes par la montée globale du niveau. Les profondeurs de la zone de remous changent souvent, ce qui rend la navigation difficile pour les navires.

Des courants particulièrement forts dans les réservoirs sont observés lors des crues. Pendant cette période, la vitesse du courant dans les endroits étroits atteint 1 m/s ou plus. DANS zones centrales Les réservoirs lors des crues ont des débits différents. 0,5 à 0,8 m/s et au large des côtes - 0,3 à 0,5 m/s.

Dans les réservoirs, des courants se créent également lorsque l’eau est libérée. Dans ce cas, dans le réservoir, qui se trouve en aval de la centrale hydroélectrique supérieure, on observe des vitesses de courant atteignant plusieurs kilomètres par heure. En période d'étiage, les rejets, et donc les vitesses des courants, sont plus faibles.

Les courants de vent, appelés courants de dérive, surviennent sous l'influence du frottement du flux d'air sur la surface de l'eau et de la pression du vent sur les pentes au vent des vagues. La vitesse du courant éolien dépend de la vitesse du vent, de la durée de son action, de la vitesse et de la direction des vents précédents, de la profondeur et de la proximité des côtes et des îles. En général, la vitesse du courant est de 1 à 7 % de la vitesse du vent. Par exemple, dans la zone inférieure des réservoirs Tsimlyansky et Kuibyshev avec une force de vent de 8 à 13 m/s (5 à 6 points), la vitesse du courant de dérive est de 0,20 à 0,35 m/s (0,7 à 1,2 km/h).

Les directions et les vitesses des courants de dérive changent souvent, surtout par vent léger. Près des côtes, le courant éolien se superpose au vent, issu des houles et des déferlements d'eau.

Les courants sur les lacs surviennent sous l'influence des rivières entrantes et sortantes, en raison du chauffage et du refroidissement inégaux des masses d'eau et sous l'influence du vent. La navigation n'est affectée que par les courants constants provoqués par les rivières. Cependant, la vitesse de ces courants est faible et atteint dans de rares cas 1 cm/s.

Les niveaux d'eau dans les réservoirs changent constamment et dépendent en grande partie des changements dans l'ampleur de l'afflux naturel d'eau, de l'évaporation, des poussées et des poussées sous l'influence du vent, des rejets d'eau dans les eaux résiduaires et de ses pertes dues à la filtration.

Les niveaux caractéristiques du réservoir sont les suivants :

niveau de remous PU - le niveau d'eau formé dans un cours d'eau ou un réservoir à la suite d'un remous ;

niveau de retenue normal NPU - le niveau de retenue de conception le plus élevé du bassin supérieur, qui peut être maintenu dans des conditions normales de fonctionnement des ouvrages hydrauliques ;

niveau de retenue forcé FPU - un niveau de levage supérieur à la normale, temporairement autorisé dans le bassin supérieur dans des conditions de fonctionnement d'urgence des ouvrages hydrauliques.

Les fluctuations des niveaux d'eau dans les réservoirs lors de la régulation du débit s'élèvent à plusieurs mètres par an.

Habituellement au printemps (dans un délai de deux à trois mois), le réservoir se remplit d'eau de fonte et le niveau de l'eau monte de plusieurs mètres. En été comme en hiver, l'eau est libérée et le niveau baisse, ce qui affecte les profondeurs navigables. Par exemple, lorsque le niveau diminue de 3 m sur le réservoir de Tsimlyansk, le mouvement des navires dans la partie médiane n'est possible que le long du chenal, tandis que dans la partie inférieure, la navigation est possible même en dehors des chenaux.

Les fluctuations des niveaux d'eau dépendent en grande partie du type de régulation du débit du réservoir et de la quantité d'eau entrante lors de la crue printanière.

Durant les années sèches, si le débit d'eau du bassin est insuffisant, le niveau peut être inférieur au niveau de rétention normal. L'année prochaine, le réservoir pourrait ne pas reconstituer l'eau usée et le niveau n'atteindra pas les niveaux antérieurs.

Les fluctuations des niveaux d’eau se produisent sous l’influence du vent. Lorsqu'il y a du vent, le courant de surface fait monter le niveau de l'eau sur la rive au vent. En raison de la différence de niveaux dans les profondeurs du réservoir, l'inverse se forme - un écoulement compensatoire, qui rencontre la résistance du fond et a donc une vitesse inférieure à celle de l'écoulement de surface. La surtension se produit jusqu'à ce que la différence de niveaux renforce le courant de compensation au point qu'un équilibre de vitesse s'établisse entre celui-ci et le courant de surface et que le niveau d'eau reçoive une certaine pente.

Dans les réservoirs profonds aux berges abruptes, l'influence du fond sur le courant de compensation est moindre que dans les réservoirs peu profonds, donc le courant de compensation dans les premiers réservoirs est un peu plus fort et s'équilibre plus rapidement avec celui de surface. Par conséquent, dans les réservoirs profonds, l’ampleur de la montée des eaux sera moindre que dans les réservoirs peu profonds.

La plus grande montée de niveau se produit au début de la crue, lorsque la masse d'eau n'a pas encore acquis un écoulement compensatoire profond. Les vagues sont particulièrement importantes dans les baies étroites et peu profondes, allongées dans la direction du vent.

L'ampleur de la houle dépend de la force du vent et de la nature de la côte. Par exemple, sur le réservoir de Tsimlyansk, les crues près des rives atteignent 20 à 30 cm et parfois 50 à 60 cm. Les surtensions le long du réservoir sont de 70 à 100 cm. Sur le réservoir de Rybinsk, la différence de niveau sur les rives opposées peut atteindre 1 M. Dans la section du barrage du réservoir Gorkovsky Dans les réservoirs, lors de vents violents, le niveau d'eau monte jusqu'à 45 cm au-dessus du FSL.

Pour des calculs approximatifs, la différence de niveaux, m, de la surface du réservoir lors des gémissements et des crues peut être déterminée à l'aide de la formule de L. S. Kuskov

où D est la longueur d'accélération de l'onde, m ;

H - profondeur moyenne du réservoir dans la plage d'accélération, m ;

w -- vitesse du vent à une hauteur de 10 m de la surface de l'eau, m/s ;

a -- l'angle entre la direction du vent et l'axe longitudinal du réservoir, en degrés.

Les gémissements, qui peuvent faire atterrir les navires au sol, constituent un grand danger pour la navigation. La quantité de gémissements peut être approximativement prise égale à la valeur surtensions

Lorsqu'on navigue sur des routes passant à proximité des rives du réservoir, notamment dans sa zone supérieure, il est nécessaire de prendre en compte l'effet des gémissements et des déferlements d'eau sur la profondeur.

Les mouvements oscillatoires de toute la masse d’eau d’un réservoir ou d’un lac sont appelés seiches. Dans le même temps, la surface de l'eau acquiert une pente dans un sens ou dans l'autre. L'axe autour duquel oscille la surface du réservoir est appelé nœud seiche. Les seiches peuvent être à un seul nœud (a), à deux nœuds (b), etc.

Les seiches surviennent lors de changements brusques pression atmosphérique, le passage d'un orage, avec des changements brusques de la force et de la direction du vent, capable de secouer une masse d'eau. La masse d'eau, essayant de revenir à sa position d'équilibre précédente, commence à osciller. Les vibrations sous l’influence du frottement s’atténueront progressivement. Les trajectoires des particules d’eau dans les seiches sont similaires à celles observées dans les ondes stationnaires.

Le plus souvent, les seiches ont une hauteur de plusieurs centimètres à un mètre. Les périodes d'oscillations de seiche peuvent aller de quelques minutes à 20 heures ou plus. Par exemple, dans la partie proche du barrage du réservoir de Tsimlyansk, des seiches à nœud unique sont observées avec une période de 2 heures et une hauteur de 5 à 8 cm.

Tyagun est une vibration ondulatoire résonante de l'eau dans les ports, les baies et les ports, provoquant des mouvements horizontaux cycliques des navires amarrés aux postes d'amarrage. La période d'oscillation de l'eau pendant le tirage est de 0,5 à 4,0 min.

Les courants d'air créent des ondes stationnaires de longue durée dans lesquelles les particules d'eau se déplacent sur les orbites des nœuds. Cependant, en dessous du haut et du bas de la vague, leur mouvement est dirigé verticalement. La période d'oscillation de la surface de l'eau et la vitesse de déplacement des particules dépendent principalement de la configuration des rives et de la profondeur du bassin.

Le port n'est pas un bassin complètement fermé, il communique avec un plan d'eau ouvert ou avec la mer par un passage relativement étroit. Toute vibration de l'eau dans ce passage sous l'influence de forces extérieures provoque ses propres vibrations de l'eau de la piscine. Les forces externes peuvent être :

houle de longue durée après la tempête ; les ondes de pression qui surviennent après la sortie rapide d'un cyclone et d'un anticyclone de la mer vers la terre ;

vagues internes formées sous l'influence de tempêtes en pleine mer ou en lac, qui, s'approchant des eaux peu profondes, remontent à la surface et pénètrent dans la zone des eaux du port. Si la période de la force externe est proche de la période des oscillations naturelles de la zone d'eau portuaire, alors ces oscillations augmentent rapidement et atteignent leur plus grande ampleur. Après la cessation des forces extérieures, les oscillations s'éteignent.

Selon l'endroit où se trouve le navire sur le propulseur, il subit des mouvements horizontaux ou verticaux. Si les dimensions du navire et des points d'amarrage sont telles que la période de ses propres oscillations est proche ou coïncide avec la période des seiches, alors de forts mouvements de résonance se produisent. De plus, il peut y avoir un navire à proximité qui ne subit pratiquement pas l'action du propulseur, car il diffère du premier par sa taille, son poids, ses périodes de tangage et ses oscillations naturelles.

Lors des courants d'air, les navires à passagers sont contraints de partir vers la rade, car le stationnement aux postes d'amarrage devient impossible, et les cargos sont contraints d'arrêter leur travail. Même avec de très petites accélérations, des forces de choc apparaissent lors du mouvement du navire et peuvent endommager sa coque. Les poussées affectent les navires de différentes manières, les navigateurs doivent donc connaître leurs caractéristiques dans un port donné, la période de fluctuations de l'eau dans le plan d'eau, ainsi que les particularités du comportement de leur navire lors de forts tirants d'eau.

Lorsque le volume d'eau change (afflux et débit), ainsi que lorsque la masse d'eau se déplace dans les lacs, des fluctuations des niveaux d'eau se produisent. Plus le changement de volume d'eau est important, plus l'amplitude des fluctuations du niveau d'eau est grande (elle peut aller de 2-3 cm à plusieurs mètres).

L'ampleur des fluctuations de niveau dépend en grande partie de la superficie et de la nature des rives du lac. Au cours de l'année dans certaines régions zones climatiques les périodes de fluctuations de niveau sont différentes. Aux latitudes septentrionales, les plus grandes fluctuations se produisent au début de l'été et les plus faibles à la fin du printemps. Dans le nord-ouest de la partie européenne de la RSFSR, au cours de l'année, les niveaux maximaux se produisent au printemps et en automne et les niveaux minimaux en hiver et en été. Dans les lacs du centre de la Sibérie (par exemple au Baïkal), le niveau le plus élevé se produit en été et le niveau le plus bas en automne, en hiver et au printemps.

Dans les zones arides du nord du Kazakhstan et Plaine caspienne Les niveaux les plus élevés sont observés au printemps en raison de la fonte des neiges et les plus bas en été.

En plus des fluctuations annuelles, les lacs connaissent des fluctuations séculaires de leurs niveaux. Elles sont causées par des changements dans les conditions d'alimentation des lacs. En raison des fluctuations de quantité précipitations atmosphériques, températures de l'air en été, évaporation, etc. parfois des années de crue ou d'étiage sont observées plusieurs années de suite. À processus tectoniques Le bassin du lac peut monter ou descendre, ce qui affecte également le régime de niveau du lac. L'amplitude à long terme des fluctuations de niveau est différente et s'élève à plusieurs mètres.

Les fluctuations de niveau des lacs sont causées par des seiches et des crues d'eau (leurs causes sont les mêmes que dans les réservoirs). L'amplitude des fluctuations des niveaux d'eau lors des seiches est de plusieurs centimètres (par exemple, sur le lac Baïkal 5-14 cm). Les crues et les crues d'eau augmentent ou diminuent de plusieurs centimètres à plusieurs mètres (par exemple, sur la mer d'Aral 2-3 m, sur le lac Baïkal jusqu'à 40 cm).

Les marées sur les lacs sont petites, l'augmentation du niveau est de plusieurs centimètres (par exemple, sur le Baïkal 1,5-4 cm, sur la mer d'Aral 2-3 cm),

Les réservoirs sont dotés d'une régulation annuelle et pluriannuelle du niveau d'eau.

Le remplissage initial du réservoir et son réapprovisionnement annuel ultérieur jusqu'à l'horizon normal se produisent principalement au printemps. Cependant, tous les réservoirs ne peuvent pas être remplis jusqu'à l'horizon de conception en une seule année, même en cas de hautes eaux. Ces réservoirs sont remplis sur plusieurs années (jusqu'à 8 à 10 ans).

Dans les réservoirs à niveau d'eau constant, les eaux de crue transitent par le déversoir du barrage. Dans la zone des réservoirs, les inondations se produisent à des vitesses nettement inférieures, en particulier dans les parties médianes et proches des barrages.

Le niveau normal de rétention (NRL) de l’eau à proximité du barrage est nettement supérieur aux niveaux naturels de crue de la rivière dans cette zone. À mesure que l’on s’éloigne du barrage, le niveau d’eau excédentaire diminue. Le calage du niveau de retenue du réservoir se produit sur tous les affluents de la section régulée de la rivière, et sur chaque affluent à différentes distances de la rivière principale. La plage de calage est déterminée par la pente du profil longitudinal, la superficie de la section transversale et le débit de chaque affluent.

En règle générale, les réservoirs ont une configuration ramifiée très complexe, en fonction de la topographie des vallées fluviales tombant dans la zone inondable. Il existe souvent des réservoirs dont les étendues regorgent de nombreuses îles, péninsules, flèches, baies, ravins, crêtes, élévations du lit des rivières (Ivankovskoye, Tsimlyanskoye, Kuibyshevskoye).

Selon le régime de rejet du niveau d'eau en volume annuel, on distingue les réservoirs :

• avec un niveau d'eau relativement constant tout au long de l'année, lorsqu'une centrale hydroélectrique fonctionne sur le débit de transit des rivières de hautes eaux ou sur le débit des centrales hydroélectriques situées en altitude (par exemple, Gorkovskoye, Saratovskoye, Volgogradskoye, etc.) ;
• avec un niveau d'eau déclenché en hiver, lorsque les centrales hydroélectriques fonctionnent en été sur le débit de transit, et en hiver - en partie à cause du débit accumulé (par exemple, Kuibyshevskoye, Kamskoye, Ivankovskoye, Uglichskoye, Botkinskoye, Bukhtarminskoye, etc.) ;
• avec un niveau d'eau en constante diminution après remplissage lors de la crue printanière (ce groupe comprend toutes les montagnes et une partie des réservoirs d'Asie centrale).

Les régimes ci-dessus ne prennent pas en compte l'augmentation du niveau lors du passage des eaux de crue ni les modifications des niveaux d'eau qui en résultent sous l'influence des vents de houle.

En règle générale, le plus grand rabattement du niveau d'eau est effectué pendant la période pré-inondation afin de préparer le volume libre du réservoir à accepter le débit d'eau printanier. La consommation d'eau la plus élevée pour les turbines des centrales hydroélectriques se produit pendant la période automne-hiver.

Pour l'irrigation des terres, l'ajustement du niveau d'eau commence au printemps et se poursuit tout l'été jusqu'à ce que les champs soient irrigués.

Lorsque le réservoir est rempli dans des zones élargies de la plaine inondable, le débit résultant de l'écoulement de l'eau à travers le barrage est presque imperceptible. En été, dans ces zones, le courant s'observe principalement sous l'influence du vent. Des vitesses de courant notables sont observées dans les zones rétrécies et dans la zone où le remous se pince. Les vitesses augmentent à mesure que le niveau d’eau diminue et atteignent un maximum pendant les périodes de pré-inondation et de crue. Durant ces périodes, des vitesses de 1 m/s ou plus sont observées le long du lit des rivières.

Le principal écoulement de l'eau, même lorsque le réservoir est plein, se produit le long des lits des rivières en crue et, dans une moindre mesure, depuis la plaine inondable. Il n'y a quasiment aucun écoulement d'eau près de la côte, à l'exception des courants issus des phénomènes de houle. Cette répartition inégale des vitesses d'écoulement crée un échange d'eau inégal dans certaines zones.

L'échange d'eau, valeur importante pour évaluer l'importance halieutique des réservoirs, varie dans ses différentes parties de 1 à 50 fois par an.

À mesure que le niveau d’eau des réservoirs diminue, été comme hiver, les zones côtières s’assèchent. Dans les petits réservoirs, le drainage peut être si important qu’un seul lit de rivière reste sous l’eau. Dans les grands réservoirs, le drainage lorsque le niveau de l’eau monte se produit à plus petite échelle. Les zones d'eau peu profonde (côtières) et les hautes terres d'eau peu profonde de la plaine inondable sont d'abord drainées, formant des îles. A cette époque, les rivières en crue des parties supérieure et moyenne pénètrent dans leurs canaux. En hiver, lorsque le niveau de l'eau baisse, la glace se dépose en couches sur le fond asséché et se brise par endroits sur les souches. Parfois, la glace écrase un grand nombre de poissons dans des dépressions isolées du fond, qui meurent sous son poids. Le drainage hivernal est d'autant plus dangereux pour les poissons que les zones d'eau peu profondes sont drainées, tandis que la concentration de poissons dans ces zones augmente et qu'une mortalité est observée.

Le réservoir combine des éléments d'une rivière et d'un lac. La similitude avec les rivières est la présence dans les périodes de pré-inondation et de crue augmentation des vitesses courants de grande longueur, 600 km ou plus (par exemple, le réservoir de Volgograd, etc.) ; La topographie du fond dans les cours supérieurs est également similaire. La similitude avec les lacs est que les deux ont de grandes superficies, atteignant 500 à 600 000 hectares (par exemple, les réservoirs Kuibyshev, Bratsk, etc.), une grande largeur de 56 km (par exemple, le réservoir Rybinsk), de grandes profondeurs, atteignant 200-300 m (par exemple, réservoirs Nurek, Sayano-Shushenskoye, etc.).

Les réservoirs se caractérisent par des fluctuations importantes des niveaux d'eau, des colmatages et des fonds irréguliers. L'irrégularité du fond est causée par l'inondation des lits des rivières et de leurs affluents, des lacs de plaine inondable et des lacs morts-vivants, des pentes des terrasses, des collines, des crêtes, des remblais routiers et des fossés. Les zones inondées comprennent des forêts sous-développées, de petites forêts, des arbustes ou des zones de souches, ainsi que des zones jonchées d'anciennes colonies et entreprises.

La superficie couverte par les plantations forestières représente souvent 60 à 80 % de la superficie totale du réservoir. Une telle végétation et une telle aspérité du lit ne sont pas observées sur les lacs.

Vague, vent et régimes de glace les réservoirs sont proches des régimes lacustres.

Avec la création de réservoirs de grande superficie, le microclimat et la direction du vent changent. La durée des vents faibles modérés diminue et la durée des vents forts augmente. Changements et régime de température air. Les vents dominants soufflent dans la direction la plus grande étendue du réservoir. Le temps de navigation est réduit. Le déglaçage est retardé de 10 à 15 jours et le gel commence 6 à 10 jours plus tôt que celui de la rivière.

Le gel des réservoirs se produit d'abord près de la côte, dans les baies et dans les endroits peu profonds, puis le gel s'étend sur toute la zone du réservoir. Parfois le fairway pendant longtemps reste non gelé. Le vent brise les banquises et dérive à travers le réservoir, formant des buttes atteignant 3 m de haut.

La fonte des glaces commence à partir des cours supérieurs et le long des contreforts. Si vents dominants souffle vers le barrage, beaucoup de glace s'accumule dans la partie basse près du barrage.

La plupart des réservoirs ont un littoral particulièrement accidenté qui, combiné à un régime hydrologique favorable, fournit les conditions nécessaires au frai des poissons et à l'alimentation de leurs petits, au développement des organismes alimentaires et contribue ainsi à augmenter la productivité globale des poissons du réservoir. .

En règle générale, la plus grande transparence est observée dans les sections d'eau profonde des réservoirs. À mesure que l’on s’approche des rives, des eaux peu profondes, des embouchures des rivières et des ruisseaux, elle diminue. Le régime des suspensions d'eau, dont dépend la transparence de l'eau, est associé à la dynamique de l'eau et principalement à l'intensité des échanges hydriques.

Un changement brusque du niveau d'eau dans un réservoir est presque toujours un signal de danger pour les poissons. C'est une sorte de signal d'alarme, un signal que quelque chose se passe et que vous devez bouger.

Quand le niveau ne change pas, ça mord même dans une flaque d'eau. Photo : Andreï Yanchevski.

Les Poissons ne règlent pas de réveils car ils ne planifient pas leurs actions et ne réagissent pas immédiatement et à tout moment aux changements dans leurs conditions d'existence. Par conséquent, nous ne pouvons qu'énoncer l'un ou l'autre lien entre la morsure du poisson et le niveau de l'eau.

Il est logique de considérer les observations accumulées sur le comportement des poissons dans des conditions de changement de niveau d'eau dans un réservoir à l'aide d'exemples de différentes situations.

Il existe des périodes de niveaux d'eau stables ou constants. Ceci est observé assez rarement. Et plus le réservoir est petit, moins le niveau d'eau y reste complètement inchangé.

Assez pour passer bonne pluie, ou, à l'inverse, il n'y a pas de précipitations pendant deux semaines et le niveau de l'eau change sensiblement. Mais, comme le montre la pratique, c'est dans les petits plans d'eau que les poissons réagissent le plus indolorement aux changements mineurs de niveau : ils y sont simplement habitués.

Sinon grosse rivière ou si le niveau d'eau dans un étang baisse de plus de quelques centimètres, cela n'affecte généralement pas la morsure. Mais dans une grande rivière, une diminution du niveau d'eau de quelques centimètres seulement peut conduire à l'arrêt complet des morsures.

C'est-à-dire que le degré de réaction des poissons aux changements de niveau d'eau est mesuré plus correctement non pas par le niveau, mais par un changement relatif de volume.

La définition même d’un niveau d’eau stable dans un réservoir est une notion relative.

Je caractériserais une autre situation comme une période d'augmentation rapide de la masse d'eau et, par conséquent, d'augmentation du niveau dans le réservoir. Cela se produit pendant les hautes eaux, mais le comportement des poissons est lié aux hautes eaux au niveau génétique, puisque cette période est en quelque sorte liée soit au frai, soit à la nourriture. Dans cette situation, la quantité de nourriture disponible pour les poissons augmente plusieurs fois. Les poissons se dévorent.

Durant cette période, l'absence de morsure est associée soit à des changements brusques d'ambiance, soit encore plus souvent au fait que le pêcheur soit ne parvient pas à trouver un site de pêche, soit à s'adapter aux conditions de pêche.

Une forte augmentation du niveau d’eau se produit également lors des crues tout au long de l’été. Et l'activité des poissons à la recherche de nourriture augmente toujours pendant ces périodes. La diminution des résultats de pêche peut également être due à phénomènes atmosphériques, et avec l'habileté du pêcheur, mais aussi avec un changement brusque de la transparence de l'eau.

Les réservoirs aux rives argileuses deviennent troubles après une forte pluie en quelques dizaines de minutes.

Une augmentation (ainsi qu'une diminution) significative et rapide du niveau d'eau est observée lors de l'accumulation (ou du rejet) planifiée d'eau dans les réservoirs, aussi bien en été qu'en hiver.

Cela nous amène à une conclusion importante. Les réservoirs doivent être divisés entre ceux dans lesquels les changements de niveau d'eau sont associés uniquement à des processus naturels, et ceux dans lesquels les humains exercent leur main. Ces derniers plans d'eau sont généralement appelés régulés.

Dans les réservoirs régulés, les variations du niveau d’eau dépendent de deux facteurs.

Premièrement, les accumulations planifiées et les rejets d'eau ultérieurs sont effectués en fonction des pluies de crue ou de la vitesse de fonte printanière des glaces. Pour les poissons, la régulation artificielle du niveau d'eau dans de tels cas est imprévisible et inattendue.

De tels changements dans les niveaux de poissons sont perçus de manière extrêmement négative. Ils ne savent tout simplement pas comment se comporter dans cette situation.

Aux accumulations et rejets d'eau dans les réservoirs régulés associés à l'influence de facteurs naturels, il existe une régulation du volume d'eau dans les réservoirs due à l'utilisation de l'énergie hydraulique. Naturellement, cela ne s'applique qu'aux rivières sur lesquelles se trouvent des centrales hydroélectriques.

Les barrages fonctionnent au débit d'eau maximum en semaine. Le samedi et le dimanche, la consommation d'électricité baisse et l'eau est stockée.

En dessous du barrage, le niveau baisse, le débit ralentit, jusqu'à s'arrêter complètement. Au-dessus du barrage, le niveau d’eau augmente avec un ralentissement similaire du débit, jusqu’à s’arrêter complètement.

En conséquence, en aval du barrage, les poissons s'éloignent de la zone côtière et se placent en bordure du chenal. Au-dessus du barrage, les poissons se dispersent dans toute la zone d'eau stagnante et leur localisation devient problématique.

La pire période pour pêcher est le week-end, lorsque le courant est le plus faible. Et il est plus efficace mercredi et jeudi, lorsque le courant atteint sa vitesse maximale. De plus, cela s'applique aussi bien à la pêche depuis un bateau qu'à terre.

Quant au comportement des poissons dans les retenues « jeunes », pour prédire la morsure et optimiser la recherche de poissons, il faut prendre en compte le facteur âge de la retenue régulée.

Le fait est que dans les jeunes réservoirs, de tels changements globaux se produisent depuis plusieurs années que les poissons ne sont pas à la hauteur du « niveau ».

Il y a une restructuration et une formation à la fois du régime hydrodynamique, de l'approvisionnement alimentaire et des zones de frai, d'alimentation et d'hivernage.

Il est très difficile de prédire la situation dans les petits lacs et étangs endigués qui se forment après la construction d'un simple barrage, par exemple, dans le but de créer un étang « feu » sur chalets d'été. Ici, le changement de niveau est presque toujours brutal et provoque une réaction prononcée de la part du poisson.

Par exemple, la morsure peut commencer presque instantanément avec le début de la montée du niveau d'eau lors d'un orage et se terminer littéralement dix minutes après que le niveau d'eau dans l'étang commence à diminuer.

Sur certains petits réservoirs « culturels », l'action suivante est pratiquée. Lorsque se rassemblent de nombreux pêcheurs qui ont payé pour le plaisir d'attraper des carassins et des carassins, les propriétaires de l'étang abaissent le niveau de l'eau de plusieurs centimètres. La morsure s'arrête complètement ou devient extrêmement prudente.

Lorsque la plupart des pêcheurs quittent le réservoir, se plaignant du mauvais temps et du manque de mordant, le niveau de l'eau augmente tranquillement. La carpe et le carassin commencent à tout mordre en même temps. Les pêcheurs restants sont heureux d’avoir « attendu » que le poisson arrive.

Le lendemain, la rumeur se répand que la morsure n’a commencé qu’à six heures du soir et que la réputation de l’étang a été sauvée. Pour être honnête, il convient de noter que cette technique a reçu une large publicité et que peu de gens ont eu le courage de l’utiliser.

Une autre période caractéristique de changements notables dans les niveaux d'eau survient après une sécheresse prolongée. Les Poissons prennent cela très calmement.

Une éventuelle diminution de l'activité alimentaire n'est pas due à une diminution du niveau d'eau, mais à une augmentation de la température, à la stratification de l'eau et à une détérioration du régime d'oxygène, pouvant même entraîner la mort. Si la teneur en oxygène de l'eau reste normale, alors l'activité du poisson augmente même du fait de la compétition, puisqu'il est partiellement privé de son approvisionnement alimentaire dans la zone côtière.

Un cas particulier est celui où une baisse du niveau d'eau se produit à la fin de l'hiver dans les réservoirs régulés. Ici, l'eau est régulièrement évacuée, libérant le réservoir de l'eau de fonte, ainsi que dans le but de rincer le lit de la rivière des sédiments du fond.

Durant cette période, d'une part, la concentration des poissons augmente fortement, ce qui entraîne une compétition et une amélioration de la morsure. En revanche, le régime d'oxygène se détériore et le poisson perçoit une diminution du niveau comme un signal de danger.

Par conséquent, les jours de bonne morsure peuvent être entrecoupés d’une absence totale de morsure.

Après bref aperçu Compte tenu du comportement le plus probable des poissons pendant et après les changements du niveau d'eau dans un réservoir, il est logique de réfléchir à l'endroit où chercher les poissons.

Il n’existe aucun moyen d’envisager toutes les options possibles, c’est pourquoi je donnerai les conclusions les plus évidentes mais les plus importantes.

Avec une lente diminution du niveau d'eau sur plusieurs jours, l'activité des poissons ne change pas. Le poisson glisse progressivement vers des endroits plus profonds, utilisant les bords sous-marins comme sites d'arrêt intermédiaires.

À mesure que le niveau de l'eau monte lentement, les poissons se nourrissent également activement, mais en même temps, ils tentent d'occuper les endroits les plus petits et les plus riches en nourriture. Il convient de noter ici que les poissons paisibles sont également poursuivis par les prédateurs.

Le désir de visiter un petit endroit est particulièrement prononcé et se réalise la nuit. Ainsi, par exemple, sur la Volga, au coucher du soleil, lorsque le niveau de l'eau montait, j'attrapais souvent des brèmes sous le rivage à une profondeur ne dépassant pas un mètre. Trouver un endroit « cool » est très difficile.

En cas de baisse brutale et rapide du niveau d'eau, la morsure s'aggrave souvent pendant plusieurs jours.

Si le niveau de l'eau monte fortement, la morsure s'atténue pendant plusieurs heures, puis revient à la normale. Les meilleurs endroits Pour la pêche, il y aura des limites entre un cours d'eau direct et une partie côtière tranquille. Jusqu'à ce que le niveau de l'eau se stabilise en quelques heures, les poissons ne sont pas pressés de sortir dans les eaux peu profondes.

Outre le taux de variation du niveau d'eau, la morsure n'est pas moins influencée par les modifications associées de la force du courant et de la turbidité de l'eau. En tenant compte de ces trois facteurs, ainsi que des conditions météorologiques, une prévision pour la pêche à venir est construite.

D'après mon expérience, avec tous les changements du niveau de l'eau, même en tenant compte de sa possible turbidité, par temps stable, vous pouvez toujours trouver un site de poissons actifs et avoir une prise.