Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
где h - средняя длина водотоков первого порядка; Jb - порядок водотока, для которого вычисляется средняя длина
4. Закон общей длины потоков данного порядка ?*:
где 1\ - средняя длина водотоков первого порядка; s - порядок главной реки; к - порядок изучаемых рек; гь - отношение бифуркации; гj - отношение длин.
5. Закон общей длины водотоков в бассейне порядка s:
где s - порядок главной реки; р = JJ-; гь - отношение бифуркации; г\ - отношения длин; Ii - средняя длина водотоков первого порядка.
6. Закон густоты речной сети D:
п ^Г1 p_zl
F р-1'
где F - площадь бассейна.
7. Закон средних уклонов продольного профиля водотоков порядка к (Jk):
245
где Ji - средний уклон продольного профиля русел первого порядка; Tp - отношение уклонов.
Таким образом, Р. Хортон предложил шесть основных параметров для количественной характеристики речного бассейна: 1) площадь бассейна; 2) порядок главной реки; 3) отношение бифуркации; 4) отношение длин потоков; 5) средняя длина главной реки (или средняя длина реки первого порядка); 6) отношение уклонов.
Нетрудно увидеть, что эти параметры связаны друг с другом. Р. Хортон дает зависимость, объединяющую пять параметров друг с другом
(р-1)я-?
+ lgrj
Igr6-Mgp
Относительно хорошее совпадение вычисленных и измеренных характеристик бассейнов отмечается для сравнительно однородных по геологическому строению1 и ландшафно-климатическим условиям. Площадь таких водосборов обычно Измеряется сотнями и первыми тысячами квадратных километров. Большая однородность этих условий наблюдается преимущественно для равнинных территорий, для горных же относительно часты отклонения от описанных выше законов.
Установленные Р. Хортоном законы открыли большие возможности для количественного анализа,процессов рельефообразования в речных бассейнах. Поэтому они длительное время находятся в поле зрения специалистов геоморфологов и гидрологов. В связи с многочисленными проверками законов появилось достаточно много предложений по совершенствованию кодирования речной сети при выделении порядков водотоков. Эти уточнения касались разных сторон кодирования. Так, A.C. Стралер (1952) и независимо от него В.П. Философов (1959) предложили остановиться на дихотомической системе кодирования порядков водотоков, т.е. отказались от перекодирования главных водотоков, которое делает Р. Хортон. По их мнению, это может повысить объективность выделения порядков. Для целей гидрологического анализа формирования речного стока оказалась более удобной система H.A. Ржаницьгаа (1960). В ней предлагается учитывать и непорядкообразующие водотоки. Порядки, по H.A. Ржаницы-ну, следует изменять на основании гидрологических измерений. Так, например, если в реку третьего порядка впадает два непо-рядкообразующих притока второго порядка, они могут повысить порядок главного водотока на единицу.
Несколько иначе определяет порядки Р. Шрив (Schreve, 1967). Он складывает в узле слияния порядки впадающих водотоков и получает порядок реки ниже узла слияния. В силу этого порядок реки, по Р. Шриву, равен числу водотоков первого порядка
246
в бассейне. Система, предложенная Р. Шрйвом, дает удовлетворительные результаты для гидрологических расчетов.
Рис. 51. Сравнительный анализ результатов кодирования одного и того же речного бассейна по схемам: Р. Хортона (а); А. Стралера (?); Н. Ржа-ницына (в); Р. Шрива (г)
Близкую систему для вычисления порядка дает А. Шайдеггер (1967). Если обозначить .порядок реки, по Р. Шриву, индексом М, то в шкале порядков А. Шайдеггера тот же водоток будет обладать порядком «, где 8 = lf\?M у А. Шайдеггера порядок получается дробным, и это неудобно. К тому же целевое преоб
247
разование порядка А. Шайдеггером не объяснено. В настоящее время существует множество предложенных способов кодирования (рис. 51).
Из рис. 51 видно, что кодирование по системе Р. Хортона и А. Стралера дает одинаковый результат в определении порядка главной реки, но при этих двух подходах не оказывается равным количество однопорядковых водотоков. В системе А. Стралера число низкопорядковых водотоков меньше, чем в схеме кодирования, предложенной Р. Хортоном. Изменяется и соотношение длин и уклонов. Системы кодирования Н. Ржаницына и Р. Шри-ва дают совершенно иные результаты.
В системе Р. Хортона выявлены определенные законы строения речной сети. Однако при перекодировке водотоков на втором этапе в ходе выявления главных водотоков в ней возможно субъективное толкование признаков главной реки. И два независимо проведенных исследования не дают одинаковых результатов. В силу этого нами принята была система кодирования Стралера - Философова. Были основания предполагать, что и при этом виде определения порядков могут быть обнаружены законы строения речной сети, аналогичные тем, которые были установлены Р. Хортоном. По данным исследований, оказалось, что аналогичные законы существуют. Здесь в среднем соблюдается закон соотношения плошадей, длин и уклонов. При этом с увеличением порядка русел на единицу приблизительно в четыре раза увеличивается водосборная площадь, в два раза длина и уменьшается в два раза уклон продольного профиля. В этом случае важны следующие параметры: 1) площадь элементарного водосбора Fi; 2) длина водотока первого порядка Xi; 3) уклон продольного профиля i'i водотока первого порядка.
