~
Роль атмосферных осадков в питании рек
Реки питаются атмосферными осадками, которые различными, сложными путями доходят до рек. Интенсивность выпадения атмосферных осадков, их вид (твёрдые или жидкие), их распределение во времени, в бассейне, на фоне общих физико-географических свойств ландшафта определяют и характер питания реки. Изменение питания рек связано преимущественно с климатическими особенностями года, т.к. остальные элементы бассейна остаются относительно постоянными, если на коротких промежутках времени влиянием человека пренебречь.
~
Виды питания рек
Различие в видах атмосферных осадков и в путях их движения к рекам позволяет выделять питание: а) дождевыми атмосферными осадками, стекающими по склонам бассейнов; б) талыми водами снегов; в) талыми водами ледников; г) подземными водами; д) водами болот и озёр; е) искусственное. Обычно реки получают сложное питание, например, талое и грунтовое, дождевое и талое и т.д. В течение года роль различных видов питания меняется: так, например, в зимнее время река может питаться только грунтовыми водами, весной могут резко преобладать талые воды. Наконец, и по длине реки питание может быть различным; так, на одном участке может преобладать талое питание, а на другом дождевое и т.д.
~
Влияние рельефа на количество осадков
Влияние рельефа прежде всего сказывается в том, что несущий влагу воздух вынужден подниматься по наветренному склону. При этом температура его понижается и достигает точки росы. В результате происходит конденсация и выпадают осадки. Переваливая через горный хребет, воздух оказывается в значительной мере обезвоженным. К тому же восходящее движение сменяется нисходящим, что ещё более удаляет его от состояния насыщения. Вследствие этого количество осадков на наветренных склонах значительно больше, чем на подветренных.

Если возвышенные части гор представляют собой плато, на которых восходящие токи ослабевают, то осадки могут резко уменьшаться даже на больших высотах. Большое значение имеет "затенённость" горных долин поднятиями, стоящими на пути влажных воздушных потоков. В таких долинах осадков мало и господствует сухой климат.

Количество осадков на горных склонах зависит также от их формы (выпуклые, вогнутое), крутизны и шероховатости. Шероховатость создаётся изрезанностью рельефа и растительностью, особенно лесом. На более шероховатых склонах усиливаются вихреобразование и вертикальные токи, что приводит к увеличению осадков.
~
Влияние леса на осадки
Лес несколько увеличивает осадки благодаря усилению вертикальных токов воздуха над его массивами (подобно орографическому эффекту в горах). С другой стороны, древесные кроны задерживают жидкие и твёрдые осадки, которые затем большей частью испаряются и не попадают на поверхность земли. Количественное соотношение совокупности этих противоположных влияний зависит от характера самого леса (густоты, состава, возраста древостоя, наличия подлеска, сплошности покрытия местности и др.), а также вида осадков (жидкие, твёрдые, мелкие, моросящие, ливневые и т.д.).
~
Между интенсивностью ливня и его продолжительностью имеется обратная связь, суть которой проиллюстрирована на графике
~
Зависимость слоя осадков от площади распространения дождя
При расчёте паводков используют среднее количество осадков, выпадающих на площади водосбора данной реки или на отдельных его участках. Переход от данных в отдельных пунктах к средним значениям требует знания закономерностей распределения ливневых осадков по площади.

Интенсивность осадков и их количество за отдельный дождь сильно изменяются по площади. Даже при одной и той же облачной ситуации водосбор может не полностью покрываться дождём: между отдельными "дождевыми пятнами" могут быть участки, где осадков совсем не было или они были незначительными. Кроме того, в пределах отдельных дождевых пятен интенсивность и величина слоя осадков уменьшаются от центра ливня к его периферии.

Осадки быстро убывают с возрастанием площади, а следовательно, с удалением от центра ливня, особенно в области, близкой к этому центру.

Редукция осадков по площади зависит, кроме того, от продолжительности дождя: при дождях длительностью менее суток убыль среднего слоя осадков с возрастанием площади в среднем больше почти в два раза, чем при дождях длительностью более суток.

В различных климатических зонах характер редукции осадков по площади различается. В более влажном климате убывание средних на площади осадков за единичный дождь с возрастанием её размеров происходит медленнее, чем в засушливых.
~
Вычисление средних осадков на площади бассейна
Существует несколько способов осреднения осадков (годовых, сезонных, месячные или за отдельные периоды) по площади речного бассейна. Выбор того или иного способа определяется наилучшим приближением результата осреднения к действительному среднему значению.

Наиболее распространённые в расчётной практике способы следующие: среднего арифметического, квадрантов, медиан (Тиссена) и изогиет.

Способ среднего арифметического применяется при густой и равномерной сети пунктов наблюдений в бассейне равнинного типа, когда колебания осадков по площади носят случайный характер.

Способ квадратов поменяется также преимущественно к равнинным бассейнам. Он предпочтителен тогда, когда пункты наблюдений расположены неравномерно по площади. Он состоит в том, что весь бассейн разбивается на малые равновеликие квадраты. В каждый квадрат вписывается слой осадков или по фактическим наблюдениям, если одна из станций находится в его пределах, или путём интерполяции между ближайшими квадратами с фактическими наблюдениями. Суммируя количество осадков всех квадратов и деля сумму на их число, получаем искомое среднее по площади значение.

Способ медиан может быть применён преимущественно к равнинным бассейнам, когда сеть наблюдений редка и неравномерно распределена по территории. Средний слой осадков вычисляется как частное от суммы произведения осадков в пунктах наблюдений на площади, тяготеющие к соответствующим пунктам, поделённой на полную площадь бассейна. Этот способ не рекомендуется применять к горным бассейнам, т.к. линии, отделяющие площади, могут пересекать горные хребты, которые всегда разделяют области с различающимися осадками.

Способ изогиет может применяться к бассейнам любых типов, если имеется достаточно данных для проведения в пределах бассейна нескольких изолиний осадков (изогиет). В случае применения его к равнинным бассейнам при проведении изогиет на карте бассейна производится линейная интерполяция осадков между пунктами наблюдений. Применительно к горным бассейнам такая интерполяция не допускается.
~
Thiessen Polygon Method by Trevor Ray
Пример осреднения осадков по площади бассейна реки методом медиан (полигонов Тиссена)
~
This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website