2. Өзен және су алабы.
2.1 Өзеннің гидрографиялық желісінің қалыптасуы.
Өзен деп едәуір мөлшерде айқын қалыптасқан тұрақты арнасы бар, өзінің су жинау алабына түсетін атмосфералық жауын-шашындармен әрі жер асты суларымен қоректенетін ағын суды айтамыз.
Өзен арнасы әдетте, тұрақты ағын су , ал кейбір құрғақшылық аудандарда уақытша таратылып қалуы мүмкін, климаты қатаң, суық аудандарда қатып қалады.
Ағып өтетін жердің бедеріне байланысты өзендер мынадай түрлерге бөлінеді: 1) жзық жер өзендері- биіктігі 300-500 метрлік ойпаттар мен жазықтарда ағады; 2) тау өзендері – бедері 300-400 метрден биік тау қыраттары мен жоталарды басып өтеді.
Климаттық жағдайы мен су жинайтын алаптың мөлшеріне байланысты , өзендер тұрақты немесе уақытша әрекет етуі мүмкін. Аумақтағы тұрақты өзендер мен уақытша ағын сулар, көлдер және батпақтар жүйесі осы аумақтың гидрографиялық желісін құрайды. Гидрографиялық (өзен) желісінің құрылымын мынадай буындарға бөлуге болады (2.1-сурет).
1.Қолат-гидрографиялық желінің ең жоғары буыны. Беткейлері шымдық әрі көлбеу жатқан, табаны тегіс келген еңістеу жердің ойдымы.
2.Өзек-қолаттан өзінің қазған орының ткркңдігі, беткей биіктігі және құламасымен ерекшкленеді.
3.Құраңғар – гидрограыиялық желінің беткейлерінің асимметриялылығымен және ирек арналы уақытша ағын сумен сипатталатын аңғар алды буыны.
4.Аңғар- тұрақты өзен ағындысы басталатын гидрографиялық желінің соңғы буыны.
Гидрографиялық желінің негізгі элеметтерінің ( мөлшері, қазу тереңдігі, беткейінің құламалығы ) қалыптасу процесі ұзақ уақыттар бойы істеліп келсе , ал осы буын табанында әрі беткейлерінде қазіргі уақыт эрозиясы жер бетін жыру . опыру, жарлауыттар қазу арқылы бұл жұмыс жалғаса беруде.
Басқа ағын сулар (жылғалар, бұлақтар,өзендер) келіп құятын өзенді негізгі (басты) өзен дейміз, ал оған құятын өзндердің оның салалары деп атайды. Басты өзенге тікелей еліп құятын өзенді бірінші дәрежелі сала , оның саласын-екінші дәрежелі және т.б. деп атайды. Салалардағы былайша жоғарыдан төмен сұрыптау нобайы, яғни белгілеу дәрежесі басты өзеннің бастауынан оның сағасына қарай кішірейте жүргізілуі гидрографиялық сипаттамалар жасауда кеңінен қолданады. Бұл нобайдың елеулі кемістігі- ірі өзендер мен жылғалардың бір қатарға қойылу мүмкіндіктерінде болып табылады.
Американдық гидролог Хортон салаларды белгілеудің өзгеше жоғарылау ( төменнен жоғары ) нобайын ұсынды. Бұл нобай бойынша гидрографиялық желінің ең жоғарғы буыны бірінші дәрежелі салаға жатқызылады , ал бірінші дәрежелі екі саланың қосылуынан екінші
дәрежелі сала басталады және т.б. Бұл нобай бойынша негізгі өзен ең үлкен дәрежеге ие болады (2.2-сурет).
Мөлшері шамалас екі өзеннің қайсысы бас өзен , қайсысы оның саласы екнін анықтау үшін олрадың суының көлемі, ұзындығы , су алабының аудандары және даму тарихы қарастырылуы тиіс. Басты өзен саласы туралы тарихи қалыптасқан түсініктің шындыққа қайшы келуі өмірде жиі кездеседі. Мысалы , Енисайдің саласы болып есептелетін Ангара өзенінің суы Енесайға қарағанда 2,5 есе көп; суы жөнінде Еділ өзені Кама өзенінің оң саласы деп есептеу дұрыс болған болар еді , сонымен бірге Кама өзені Еділден (қосылған жерге дейін есептегенде ) 194 км-ге ұзынырақ.
Өзен желілерін (көрінісі)сүлбесіне қарай бірнеше түрге бөлуге болады: а) ортаға ұмтылушы- негізгі өзеннің малалары радиус бойынша орталыққа бағытталған;
б) ағаш бұтақтарына ұқсас -өзен желісінің сүлбесі ағаш бұтақтарын еске түсіреді; қауырсын көріністі –қауырсынның құрылымына ұқсайды. Өзен желілерінің бұдан өзге сүлбелкрі де кездеседі .
2.1.1.Өзеннің бастауы , жоғарғы, орта және төменгі ағысы.Атырау. Кез келген өзеннің басталатын жері, яғни бастауы брлады. Өзеннің бастауы жер астынан қайнап шығатын бұлақ, батпақ, көл, мұзарт немесе екі саланың қосылатын орны болуы мүмкін.
Көлден басталатын өзендердің басталуының айқын көрінісі бар. Бұған Байкал көлінен бастау алатын Ангара өзені немесе Ладогадан басталатын Нева өзені мысал бола алады.
Жазық аудандарда өзендер әдетте бапақтардан бастау алады. Оған Пин батпақтарынан ағып шығатын Днепр мен Висла өзендерінің салалары жатады. Екі өзеннің қосылу жағдайында бастау болып улкен өзен, ал екі өзеннің ұзындығы тең болса, онда бастау бетінде сол жақ саласы қабылдануға тиіс. Әдетте ірі өзендерді жоғары, орта және төменгі ағыс үлескілеріне бөледі. Бұл бөлу ағын судың молдығына , жердің орографиялық жағдайына, ағыс жылдамдығына, көліктік-шаруашылық пайдаланылуына және басқа да сипаттарына қатысты жүргізіледі.
Өзендердің жоғарғы ағысы ағынның өздігінен үлкен кеңістігімен және жылдамдығымен, тайыздығымен, айтарлықтай жуып-шаю және тасымалдау әрекетімен сипатталады. Өзендердің орта ағысында олардың арнасы ұлғайып, ені кеңейеді, үлкен салаларының есебінен суы молаяды, еңістігімен ағыс жылдамдығы кемиді, сонымен бірге жуып-шаю әрекеті нашарлайды.
Ал, төменгі ағыста өзеннің жуып-шаю әрекеті нашарлап, еңістігі кемиді,арнасы кеңейеді.Еңістігінің кемуіне байланысты төмендегі ағыста жуып-шаю шикізатының шөгіндегі түсуі күшейеді, осылардың бәрі өзен арнасының кең атырауға бөлінуіне әкеп соғады.
Өзеннің басқа өзенге ; көлге(бөген) немесе теңізге құятын жерін өзеннің сағасы деп атайды .Өзендердің сағаларында көл, теңіздердің өзендермен өзара әсерімен нәтижесінде жер бедерінің күрделі формалары мен тарамдары(жеңдер) яки атырау пайда болады.
Өзен атыраулары әдетте екі типке: дельта мен эстуарийге
бөлінеді.
Дельта деп тарамдалып кеткен, теңіздің тайыз бөлігіне келіп құятын өзеннің тасып әкелген шөгінділерінің нәтижесінде пайда болған атырауды айтады.
Эстуарий деп өзеннің теңіз жағына қарай кеңейе беретін воронка тәріздес (терең) сағасын атаймыз, ол теңіздің толысуымен қайтуы болатын жағалауларға тән.Салалар әсеріне ұшырамаған эстуарийді лиман деп атайды.
Өзеннің атырау аймағы элементтерге – атырау алды , сағалық және сағалық теңіз кемеріге бөлінеді.
Атырау алды үлескісі өзенге тән режимге ие, оның жоғары шекарасы болып өзеннің төменгі ағысындағы, теңіз тасуының әсері жетпейтін жері саналады, төмегі шекарасы – негізгі арнаның салаларға бөлінетін жері, ал эстуарийлерде- өзен суы мен теңіз суы араласатын белдем.
Өзеннің сағалық үлескі атырау алды үлескінің төменгі шекарасынан теңіз етегіне дейін , немесе эстуарийдің аралдық құрылымына дейінгі кеңістік. Теңіз етегі-шартты сызық, теңіз жақтан баспаған дельтаны немесе су асты қайраңын орай жүргізеді .
Сағалық теңіз кемері сағалық үлескінің төменгі шекарасынан (теңіз етегі) , өзен суының теңіз режиміне әсері тым әлсіз, бірақ судың тұздылығы тез өзгеретін аймаққа дейінгі кеңістік.
Өтіп жатқан процестердің сипатына әрі пландағы типтік көріністеріне байланысты ірі өзендердің атыраулары төмендегідей типтерге жіктеледі:
1) бір салалы (Риони, Амур және ірі өзндердің салалары); 2) ворнка тәрізді(эстуарий-Обь, Енесей,Хатанга, Днепр); 3)аралды(Дон,Печора, Яна, Индигирка,Нева); 4) ескек тәоізді (Кура,Орал,) 5) көпсалалы(Волга ,Лена, Амудария) 6) қоршалған(Кубань,Днестр,Батыс Двина).
Қуаң, шөлді аудандарда өзендер кейде теңізге, көлге немесе басқа өзенге жетпей суалып қалады. Олар суларын буландырып,егін суарып, жерге сіңіріп жоғалтады.Мұндай атырауларды соқыр атырау деп атайды.
2.1.2.Өзен желісінің иректігі, ұзындығы және жиілігі.Өзендер планда әр қашан иректі көріністі болып келеді.Өзендердің иректігі олар ағып өтетін жердің жағдайына - өзен арнасы мен аңғарын құрайтын тау жыныстарына, топыраққа және ағыстың динамикасына байланысты болады.
Өзеннің иректігі иректік коэффициентімен сипатталады, ол картада анықталған өзеннің ұзындығының , L, оныңбастауынан сағасына дейін (немесе үлескінің) жүргізілген түзудің ұзындығының l қатынасына тең :
(2.1)
Өзеннің ұзына бойына оның иректігі өзгеріп отырады. Сондықтан, алғашында иректік коэффициенттер өзеннің жеке үлескісі үшін анықталып, сонан соң жалпы иеліктік коэффициенті табылады.
Өзеннің ұзындығы деп оның карта бойынша өлшенген бастауы мен сағасының ара қашықтығын айтамыз .Өзеннің ұзындығын ірі масштабты карта бойынша немесе аэрофото түсірімдер арқылы өлшеу керек және өлшемді орын болғандықтан, сағасынан бастауына қарай жүргізу керек.Өзеннің ұзындығы төмендегі формула бойынша анықталады:
(2.2)
Мұндағы LӨ-өзеннің өлшенген ұзындығы.
Өзеннің ұзындығы ағын су өзінің арнасымен жағалауын жуып-шаюының арқасында үнемі өзгеріп тұрады. Бұрынғы КСРО шекарасында ұзындығы 0,5 км-ден кіші өзендерді , бұлақтарды, уақытша ағын су жылғаларын қосқанда 2963400-дей өзен бар (8 кесте)
8. КСРО өзендерінің ұзындық сипаты
Өзендердің шектері
Ұзындығы,
км
Саны
Жалпы ұзындығы
дана
%
км
%
Ең кіші
Кіші
Орташа
Үлкен
Барлығы
25
26-100
101-500
500
2926561
32733
3844
280
2963418
98,8
1,1
0,1
0
100
7322820
1426288
669861
228895
9647814
75,9
14,8
6,9
2,4
100
Сонымен бірге ұзындығы 3000км–ден ұзын 6 өзен бар (9 кесте).Ұзындығы бойынша бірінші орында Обь пен Ертіс өзендері тұр- 5575км,одан кейін Лена (4400) және Енесей(4090км).
9 КСРО-ның негізгі өзендері(жылдық ағындысы 10 км3-ден көп).
Өзен
Су алабы,мың км2
Ұзындығы,
км
Жылдық орташа
Су қоры,км3жыл
Су шығыны,мың
Км3с
Ағындының модулі,лс км2
Орташа
Ең жо
ғары
Ең
Тө
мен
Обь
Енесей
Лена
Амур
Волга
(Еділ)
Дунай
Колыма
Днепр
Хатанга
Дон
Индигирка
Солт
Двина
Печора
Нева
Яна
Орал
(Жайық)
Амудария
Оленек
Анадырь
Кура
Пясина
Таз
Сырдария
Іле
Пур
Таймура
Неман
Бат.Двина
Анабар
Мезены
Пенжина
Днестр
Алазея
Уда
Кубань
Онега
Нарва
Камчатка
2290
2580
2490
1855
1380
817
647
504
422
422
360
357
322
281
238
236
227
219
191
188
178
142
136
129
120
102
98.2
87.9
82.0
78.6
73.5
72.0
64.4
64.1
57.9
56.9
56.2
555.9
55701
59402
4470
40603
3090
28504
2600
2285
5105
1970
1790
13606
1790
74
1170
2530
26207
2415
1170
1515
680
780
28608
1380
509
636
640
1020
924
610
040
1410
1400
------
970
970
7.7
700
12.8
19.9
16.8
10.9
8.04
16.43
4.03
1.71
2.79
0.89
1.70
3.46
4.12
2.48
0.97
0.32
2.20
1.09
2.03
0.85
2.58
1.54
1.17
0.57
1.05
0.92
0.72
0.64
0.37
0.38
0.72
0.34
0.32
0.74
0.43
0.43
0.39
1.03
14.3
7.7
7.0
5.9
5.8
7.8
6.2
3.4
6.6
2.1
4.7
12.8
9.7
8.8
1.4
9.7
5.0
10.0
4.5
4.1
14.5
10.8
8.8
4.4
8.7
9.0
9.8
7.3
4.5
11.3
9.8
4.7
5.0
11.6
7.4
7.4
6.9
18.8
404
630
532
344
254
132
123
54
100
28.1
53
109
130
78.5
30.7
10.1
69.5
34.3
64.1
26.8
81.5
48.6
37.0
18.1
35.1
35.7
19.7
20.3
16.1
28.5
22.5
10.7
10.1
23.4
13.5
13.5
12.3
33.1
530
777
642
554
391
181
193
78
57
52
84
171
162
116
42.7
26
-----
60.3
76.3
37.9
-----
56.2
-----
24.4
39.4
-----
29.2
31.7
25.3
39.5
----
16.9
----
-----
17.6
17.6
-----
43.5
284
528
424
209
161
79
83
20.5
55
11.7
35.2
58
99
36.3
181
2.9
----
16.3
41.4
16.6----
35.3
----
12.5
25.8
----
12.8
11.6
8.9
15.3
----
4.5
----
----
8.6
8.6
----
26.9
Ескертулер:
1) Ертістің бастуынан (Обьтің өз ұзындығы 3680 км)
2) Селенга өз бастауынан (Енесейдің өз ұзындығы 3350 км)
3) Шилка өз бастауынан (Амурдың өз ұзындығы 2850км)
4) КСРО-ның аумағында 40 км үлескі
5) Бастау ретінде Котуй өзені алынды(Хатанганың өз ұзындығы 180 км)
6) Сухона өз бастауынан(Солт Двинаның өз ұзындығы 730 км )
7) Вахджир өз бастауынан (Амударияның өз ұзындығы 1460км )
8) Нарын өз бастуынан (Сырдарияның өз ұзындығы 2140 км)
Қазақстан жерінде 85 мыңға жуық өзен бар. Олардың 95 % ұзындығы 10 км-ге жетпейтін кішігірім өзендер мен сайжылғалар. Небары 228өзеннің ұзындығы 100-км-ден асса , ал тек 6 өзеннің ғана ұзындығы 1000-км-ден асады.
Кез келген жердің өзендерге қанығу дәрежесі өзен желісінің жиілік коэффициентімен (D) сипатталады. Ол келесі өрнекпен анықталады:
(2.3)
Мұндағы - барлық өзендердің ұзындықтарының қосындысы , км;
F-аймақ ауданы,км2.
Бұндағы КСРО-да өзен желісінің жиілік коэффициенті нөлден(Орта Азия шөлдері) 2кмкм2-ге дейін (Кавказ және Карпат) өзгереді,ал орташа көрсеткіші 0,42 кмкм2-ге тең.
Өзен желісінің жиілік коэффициентімен судың беткейлік ағындысы деген көрсеткіш тығыз байланысты.Беткейдің орташа ұзындығы (lбет) өзен желісінің жиілік коэффициентімен (D) төмендегідей қатынасқа ие:
(2.4)
Тегістіктегі су ағу жолының ұлғаюына қарай бекейлік ағындының шығыны көбейеді, яғни оның эрозиялық қабілеті өседі. Сондықтан lбет көрсеткіші эрозиялық процестердің зерттеу кезінде үлкен мәнге ие.
2.2 Өзен алабы
Жер бетімен әрі жер асты ( топырақ және тау жыныстары қабаттары арқылы) өзенге су жиналатын аймақты өзен алабы деп атайды. Әрбір өзен алабына жер беті және жер асты бу жиналу алапиары тән.
Жер беті өзен алабы дегеніміз жер бетінің осы өзен желісіне немесе жеке өзенге су жиналатын кеңістігі.
Жер асты жинау алабы- осы өзен желісіне су жиналатын топырақ қабаты.
Әрбір өзеннің жер беті су жинау алабы басқа өзеннен суайрық арқылы бөлінеді. Суайрық көрші өзендердің ортасында орналасқан жер бедерінің биік нүктелері арқылы өтеді.
Суайрықтар жеке өзендердің алаптарына ғана емес, сонымен бірге ағындылары жеке теңіздер мен мұхиттарға құятын өзге де ірі аумақтарды шектейді. Жер шарының басты суайрығы ағындыларды негізгі Атлант, Тынық мұхит аймақтарына бөледі.
Арал-Каспий теңіздері секілді ірі тұйық аймақтар да өзара суайрықтармен бөлінеді.
Жер беті және жер асты су жинау кеңістіктері өзара сәйкес келмеуі мүмкін, мұндай жағдайлар әдетте тау жыныстарының орналасуына байланысты таулы аймақтарда жиі кездеседі.
2.2.1. Алаптың морфологиялық сипаттамалары.Өзен алаптары әдетте бір-бірінен мөлшерімен және сұлбасы мен ерекшеленеді. Өзен алабының морфологиялық сипаттамалары топографиялық карталардан анықталады.
Өзен алабының негізгі сипатына, оның жер беті су жинау кеңістігінің ауданы жатады. Өзен алабының ауданы Ға(км2) юолып осы жердің сақтаушы жақтауға (створға) дейінгі, суайрықпен шектелген көлбеу проекциясының ауданы есептеледі. Ол планиметрдің немесе палетканың көмегімен ірі масштабты картадан. Алдын-ала суайрық шекарасын жүргізген соң анықталады.
Алабының ауданы мөлшеріне байланысты өзендер шартты түрде ірі, орташа және кіші болып бөлінеді. Ірі өзендердің қатарына ауданы 50000 км2-ден үлкен жазықтық өзендері жатады.
Орташа өзендердің қатарына ауданы 2000-нан 50000 км2 дейінгі өзендер жатады.
Өзен алабының ұзындығы Lа (км )-өзеннің сағасына алаптың ең шалғай нүктесіне дейінгі түзу қашықтық алынады.
Адаптың орта ені В0(км) –алаптың ауданы оның ұзындығына бөлу арқылы анықталады:
(2.5)
Алаптың максимал ені Bmax алаптың ең кең жерінен оның ұзындығы анықталған түзуге жүргізілген перпендикуляр арқылы табылады.
Алаптың оң жақ және сол жақ (басты өзенге байланысты) беттерінің теңсіздігін сипаттайтын көрсеткіш алаптың ассиметриялық коэффициенті (а) келесі формуламен есептеледі:
(2.6)
Мұндағы Ғсол – алаптың сол жақ және Ғоң – оң жақ ббетінің аудандары
Суайрық сызығының өсу коэффициенті (m) өзен алабының тұлғасын (конфигурация) көрсетеді. Ол суайрық сызығының ұзындығының (S,км) ауданы алаптың ауданына тең шеңбердің ұзындығына (S км ) қатынасына тең , яғни
m=SS (2.7)
Анықтама бойынша шеңбердің ауданы .Су алабының ауданы арқылы өрнектелген радиустың мәнін шеңбердің ұзындығының формуласына қойсақ, яғни
Демек,
(2.8)
m-нің болуы мүмкін ең аз мәні 1-ге тең; ол өскен сайын өзен алабының формасы шеңбердің формасынан өзгешелене береді.
Алаптағы көл, батпақ, орман-тоғайлар өзеннің гидрологиялық режиміне және ағындының көлеміне тигізетін әсерін бағалау үшін көлдік(Кк), батпақтық (Кк) және ормандық (Ко) коэффициенттерін анықтаймыз.
(2.9)
Мұндағы f k , f б,fо-берілуіне сәйкес, өзен алабының шегіндегі көлдер, батпақтар және ормандар алып жатқан кеңістіктердің аудандары (км2).
Алаптың орташа биіктігі Н(м) горизантальдар жүргізілген ірі масштабты картаның көмегімен төмендегі формуламен анықталуы мүмкін.
(2.10)
Мұндағы f1,f2 ... .fn –горизанталь аралық кеңістіктердің жеке-жеке аудандары, м2; һ1, һ2 ... һn- екі горизонтальдің арасындағы кеңістіктің орташа биіктіктері, м: Ғ- алаптың ауданы, м2.
Алаптағы биіктік аймақтары бойынша аудандардың проценттік таралуының графикалық түсінігін өзен алабының гипсографиялық қисығы бере алады. Оны салу үшін берілген биіктік аралықтарының (интервал) аудандары анықталады. Биіктік аралық алаптың биіктік құрылымына байланысты әр 10, 100, немесе 200 м және т.т сайын белгіленеді.
Егер абцисса осіне биіктік аймақ аудандарын бір-біріне біртіндеп қосқандағы қосындыларын салып, ал ордината осіне – осы аймақтарға сәйкес биіктіктерді салсақ, онда өзен алабының ауданының биіктік аймақтарындағы өсуінің қисығын аламыз. (2.3-сурет)
2.3-сурет. Өзен алабының гипсографиялық қисығы
Гипсографиялық қисық осы алапта қандай ауданның бізге керек биіктіктен жоғары немесе төмен деңгейде жатқанын білу үшін керек. Көктемде қар еруі басталатын кезде қар басқан алқаптың ауданын табу үшін(қар жамылған алқаптың шекарасы белгілі болған жағдайда) бұл көрсеткіш гидрологиялық алдын ала болжау есептеулерінде кеңінен қолданылады.
Алаптың орташа еңістігін Ja келесі формула бойынша анықтаймыз.
(2.11)
Мұндағы һ-горизонталь аралық қашықтық, км: l0,la, ... ln-горизонтальдардың ұзындықтары , км; Ғ-өзен алабының ауданы, км2.
2.2.2.Алаптың физика-географиялық сипаттамалары.Өзенді және оның режимін зерттеу барысында өзен алабының ағындысының қалыптасу процесіне едәуір әскрі бар физика-географиялық сипаттамаларын білуіміздің қажеттігі зор мәнге ие.
Алаптың географиялық орны оның кординаталарымен (жердің ендігі мен бойлығы)анықталады. Алаптың географиялық орны оның өзге өзендердің алаптарына, тау жоталарына, теңіздер мен шөлдерге жақын немесе алыс орналасқандығын көрсетеді.
Алаптың климаттық жағдайы өзендердің сумен қоректенуін , ағындының қалыптасуын анықтайды. Атмосфералық жауын-шашын (мөлшері, интенсивтілігі. Үлестірім салмағы) , қар жамылғысының қалыңдығы және ондағы суқоры, булану, ауаның температурусы мен ылғалдылығы , сумен қанықпауы және жел –климаттық факторлардың негізгілері.
Алаптың геологиялық құрылымы және топырақтары өзендердің жер асты суларымен қоректену мөлшерін және сипатын, жауын-шашынның сорығуға кеткен шығынын, батпақтанған кеңістіктердің қалыптасуын айқындайды.
Алаптың жер бедері өзендердің сулылығын және режимін анықтайтын басты фактор. Ол жауын- шашынның белгілі алапқа түсуіне , таралуына , сонымен бірге алаптағы беткейлік су ағу жағдайына әсер етеді.
Өсімдік жамылғысы. Өзеннің су режимінің қалыптасуында орман үлкен рөл атқарады. Ол жауын- шашынның мөлшеріне , таралуына оның булануға кеткен шығынына , қардың жиналуына . судың жер (топырақ) қабатына сіңуге шығындануына, жер асты суларының жиналуына және су ағысының жылдамдығына әсер етеді. Өзен алаптың орман –тоғайдың мөлшерлік көрсеткіші ретінде алаптың ормандық коэффициенті алынады,ол алаптағы орман-тоғай алып жатқан ауданның алаптың жалпы ауданның қатынасына тең.Ол процентпен немесе бірліктің бөлшегі түрінде келтіріледі.
Алаптағы көл ,батпақ, көпжылдық тоң және мұздықтардың көрсеткіштері қолда бар бақылау деректеріне сәйкес немесе арнайы зертеулердің негізінде есепке алынады
Өзендердің режиміне және алаптың физика-географиялық жағдайына адамдардың шаруашылық әрекеттері (алаптағы жер жырту, орман отырғызу, бөгендер мен әуіттер салу , суды суғаруға пайдалану , су көздерін ластау және т.б.) елеулі әсер етеді.
2.3.Өзен аңғары
2.3.1 Өзен аңғарының қалыптасуы және оның типтері.Өзен аңғары деп жер бетіндегі өзі аса енді емес , әдетте ұзына бойы ирелеңдеп созылып жатқан ойыстау , жалпы еңістігі өзеннің бастауынан қарай бағытталған жерді атаймыз. Бірнеше аңғарлар бірімен бірі қосылып ірі аңғарлар құрайды, еш уақытта бір аңғар екінші аңғарды кесіп өтпейді. Олар бір бірінен тереңдігі, ені және ұзындығымен ерекшеленеді.
Аңғарлардың қалыптасуы жер бетінде өтіп жатқан аса күрделі климаттық, эрозиялық, мұздық, тектоникалық процестермен карст құбылыстарына тікелей байланысты . Аңғардың қалыптасу процесіне қай фактор көбірек әсер етсе сол фактордың атына сәйкес типтендіріледі.
Эрозиялық аңғар деп ағын сулардың әрекетінен пайда болған аңғарларды атаймыз:тектоникалық- қалыптасуынан тектоникалық әсер(тау қалыптасу процестері) көрінетін аңғарлар ; вулкандық-құрылымына вулкандық әрекеттер әсер еткен аңғарлар; мұздық- құрылымында мұздықтардың әрекетінің ізі бар аңғарлар.
Өзен аңғарларының қалыптасу , даму процестері ондаған мың жылдарға созылып жатыр. Аңғарлардың ең алғашқы формаларына уақытша ағын сулар жасаған сайлар менжыралар жатады.
Аңғарлардың табаны мен беткейлерін құрайтын тау жыныстарының қасиеттеріне байланысты олардың ұзына бойы, көлденең көріністері өзгеріп отырады.Кесе көлденең қимасының сипатына қкрай аңғарлар төмендегідей типтерге бөлінеді:
1) Саңылау-терең әрі тар аңғар, беткейлері әдетте тіптік , кейде арнаға қарай еңкіш келеді, аңғардың табанын түгелдей су алып жатады. Тек таулы аудандарда кездеседі;
2)Каньон-өте құлама беткейлі терең аңғар, әдетте табаны тар , таудан шыға берісте немесе тауларда кездеседі;
3)Шатқал-терең жартаста тау аңғары, әдетте беткейлері шығыңқы келіп етегіне қарай құламасы өседі;
4)Трапецияға ұқсас-шығыңқы немесе түзу көлбеу , кең аңғар. Бұл жазықтағы аңғардың сипаты.Бұл типтің бір түрі – жәшік тәрізді табаны тегіс , беткейі құлама аңғар;
5)Астау тәрізді-беткейлері ойыс (батыңқы), етегіне жақын біртіндеп көлбей түседі. Мұндай көрініс мұздықтар әрекетінен болған.
Табиғатта жоғарыда келтірілген типтердің біріне айқындатқызуға болатын өзен аңғары өте сирек кездеседі.Оған аңғарда өтіп жатқан опырылыстар, тау жыныстарының сырғуы, су тасындылары мен ағын судың эрозиялық әрекеттері кінәлі.Әдетте бір өзеннің ұзына бойынан аңғардың бірнеше типін кездестіруге болады.
2.3.2.Өзен аңғарының элементтері.Өзен аңғарының элементтеріне оның: табаны, тальвегі(фарватері), арнасы, жайылмасы , өзен аңғарының беткейлері , терассалары және аңғардың жар қабағы (кемері) (2.4-сурет) жатады.
2.4-сурет. Өзен аңғарының элементтері .
Табаны деп өзен аңғарының тегіс келген еңістігі бар бөлігін
айтамыз.
Тальвег-аңғардың табаныгың ең терең нүктелерін қосатын ирек
сызық.
Арна -өзен суы үнемі үздіксіз ағатын өзен аңғарының бөлігі.
Жайылма- өзен аңғарының тасқын немесе су тасуы кезінде су басатын бөлігі.
Аңғардың беткейлері-өзен аңғарының екі жағалауын шектейтін, еңістігі өзен арнасына бағытталған жер беті.
Беткейлердің беті жыра, сай және басқада жуып-шаю әрекеттерінен болған элементтерден тұрады.Эрозиялық құрылымдар беткейлерді құрайтын топырақ құрамына , өсімдік жамылғысына және оның құламалығына қатысты өзгеріп отырады.
Террасалар- тегіс немесе аздаған еңістігі бар аңғар және беткейлер шегінде сатылап орналасқан алаңдар.Жайылма ең төмегі терраса болып есептеледі.
Жар қабақ (кемер)-өзен аңғары мен қоршаған кеңістікті шектеуші сызық.
Өзен аңғарының тереңдігі едәуір мөлшерде құбылып тұрады. Жазық аудандарда аңғарлар саяздау, тереңдігі бірнеше ондаған метрден, 200 ... ..300 метрге дейін ; тауларда аңғарлардың тереңдігі 2 ... 4 мың метрге дейін жетеді.
Өзен аңғарының ені әдетте оның жоғары ағысынан төменгі ағысына қарай кеңейе береді, ал кейде, өзен арнасының тау қыраттарын басып өтуіне байланысты өзен аңғарының жіңішкеруі де мүмкін .
2.4 Өзен арнасы
2.4.1. Өзен арнасының пландағы көрінісі. Өзен арнасының сұлбасы мен мөлшері оның ұзына бойына суының құбылмалылығына, аңғардың құрылымына байланысты үнемі өзгеріске ұшырайды.
Мөлшері ең төмен ағынды өтетін арнаның бөлігін тупкілікті немесе төменгі арна деп атаймыз. Ал, мезгіл-мезгіл, су тасуы немесе тасқын кезінде су басатын арнаны жайылмалық арна деп атаймыз.
Өзендердің арналары планда әдетте ирек бейнелі болып келеді. Өзен арналарының ирек бейнелі болуына әсер ететін, негізінен арнада ағыстың динамикалық өсінің қисаюына немесе аңғардың иректігіне байланысты пайда болатын аңғардың жоғарыда келтірілген бірінші жағдайда гидрографиялық, ал екінші жағдайда- орографиялық иректікпен кездесеміз.
Орографиялық иректік өзен арнасы оңайлықпен жуып – шайылмайтын берік тау жыныстары орналасқан жер қыртысымен өткен жағдайда, яғни оңай жуып – шайылатын материял тасымалданып кеткен үлескілерде кездеседі.Бұл жағдайда өзен арнасының иректігі оның ағындысының әрекетіне емес, күшпен жуылатын үлескілер түріндегі жергілікті кедергілердіңболуына бағынышты. Орографиялық иректікке мысал ретінде Днепр,Ока ,Дон ,Днестр, Кама және басқа өзендердің кейбір үлескілерін келтіруге болады.
Ағын судың аңғар табанында болатын жуып – шаю әрекетіне байланысты қалыптасатын ирелеңді меандрлану процесі(Кіші Азиядағы Меандр өзенінің атымен аталған) деп атаймыз. Өмірде өзен арнасының түзу бөлігінен , оның ирек үлескілері көбірек кездеседі. Оның себебі арнаның ирек сұлбасы оңай жуып – шайылатын тау жыныстары құрайтын жер үстімен ағатын өзендер үшін орнықты болып саналады. Бұл айтылғанды келесі мысалмен түсіндіруге болады. Біркелкі тау жынысынан тұратын жермен ағатын арықтың түзу үлескіні қарастырайық. Кездейсоқ себептердің әсерінен арықтағы ағыс өзінің түзу бағытымен едәуір ауытқып арықтың екінші жағалауын жуып- шая бастады делік. Жуып – шаюдың нәтижесінде арықтың осы жағалауында ойыс пайда болады. Жуып – шаю шикізаты осы ойыстан төменірекке шөге бастайды, сөйтіп шығыңқы жағалау пайда болады. Планды иректің дамуы, арнаның қисықтығының өсуі – ағыстың,арнаның ойыс жағасыны соққысын күшейте түседі. Осының бәрі арнаның қисықтығының одан әрі өсе түсуіне әкеп соғады. Жуып – шаю және шөгу процесі арық (өзен) ұзына бойына ирек сұлбасын қабылдағанша үздіксіз өзгереді.
Су ақпасы (струя) өзен арнасының бұрылысында жағалауға тік бұрышпен соққылауы себепті, жуып – шаю процесі жағалаудың ойыстығына ғана емес сонымен бірге өзен арнасының ирелеңінеде байланысты ағыс бағытымен сырғи жылжыйды. М.В.Великанов өзен арнасының иректігінің даму процесінің бес түрлі сапалық(түрі) бар екенін көрсетті.(2.5-сурет). а) бірінші,ең көп таралған, синусойдаға жақын түрі;
ә) жеткілікті жуып – шаю жағдайында синусойда біртіндеп шеңбер доғаларына айналады; б) қатар жатқан екі тұзақтың одан әрі жақындасуы арнаның жырылып, қысқаруынан кейін тұзақ шөгінділерге толып, өзекке , өзбойға (арнаның қалдығы) айналады; в) арнаның жырылып шөгінділерге толып кетуі мумкін; г) әсіресе шытырман өзектер желісі жазықтық өзендерінде ерекше дамыған.
Жоғарыда келтірілген ирек құрылымды түрлер арнаның қалыптьасу процесінің шамалы нобайы ғана.
Өзеннің пландағы көрінісіне қарай оның арнасының тереңдігі де ұзына бойына белгілі заңдылықтармен өзгеріп отырады.
2.5- сурет.Өзен ирелеңдерінің даму кезеңдері; а-синусойдаға жақын ирелең ; ә- шеңбер доғасының кейпіндегі ирелең ; б- тұзаққа ұқсас ирелең; в- арнаны жуу және арнаның бекітілуі; г- ескі арна, өзек .
Арнаның иірім деп аталатын терең жерлері, оның ең қисық, ирек тұсында кездеседі, ал иірімаралық түзу бөлігінде қайраң деп аталатын саяз жерлері орналасқан.
Қайраң келесі негізгі элементтерден тұрады(2.6- сурет): 1) жоғары қайыр (құм) қайраңның астауынан жоғары орналасқан; 2) төменгі қайыр, астаудан төмен орналасқан; 3) жоғары иірімдік жыра немесе жылға-қайраңнан жоғары орналасқан , арнаның терең жері; 4) төменгі иірімдік жыра немесе жылға- қайраңнан төмен орналасқан арнаның терең бөлігі;5) бел – қайраңның жоғары және төменгі қайырларын жалғастыратынтасындылардың шөгінді жылының ең биік бөлігі; 6) қайраңның астауы- арнаның фарватері өтетін, ьелдің ең терң бөлігі; 7) арынды (жоғары) беткей –қайраңның белінің жоғары беті, (жоғары иірімді жыра, әдетте төменгі, етек беткейіне қарағанда көлбеулеу келеді ) ; 8) төменгі беткей ( етек )-қайраңның белінің төменгі иірімді жыра, арқа жақ беткейі, әдетте арынды беткейге қарағанда құламалау келеді.
2.6-сурет Қайраңның жалпы нобайы : а – планы , ә - фарватермен алынған ұзына бойы қимасы; 1- тереңдік сызықтары (изобата), 2-фаватер , 3- жоғары иірімді жыра , 4-жоғарғы қайыр, 5- төменгі иірімді жыраның тұйық бөлігі, 6- астау , 7- кезең, 8- белдің етегі, 9- төменгі қайыр, 10- төменгі иірімді жыра , 11- арынды беткей,12- қайқы бел
Кейде өзен арнасының бағыт өзгерткен тұстарында өзен табанының көтерілген жайпақ жерлері- өткелдер кездеседі. Егер өзен түбінің ең терең (шұңқыр) нүктелерін қосатын сызық (фарватер) бір иірімнен екінші иірімге бір ырғақпен өтіп отыратын болса, онда қайраңдар кәдімгі, қалыпты деп атайды (2.7 а- сурет).Ал, егер , иірімдер бір-біріне қарағанда кесе-көлденең жылжи орналасса, әрі фарватер шұғыл қисық сызық болған жағдайда , қайраңды сырғыған деп аталады. (2.7.ә-сурет)
Иірімдер мен қайраңдар өзен ирелеңдеріне ұқсас өзен ағысының ұзына бойына қозғалыста болады. Олардың орналасуы, тұлғасы, көлемі мен биіктігі ағын судың өзен арнасына және арнаның ағын суға тұрақта әсер етуәнен өзгеріп отырады.Қайраңдар су жолы үшін көптеген қиыншылықтар туғызады, сондықтан бұл қиындықтармен кұрес негізінен өзен түбін тереңдету арқылы жүргізіледі.
2.7-сурет.Қалыпты(а) және сырғыған (ә)
қайраңдардың нобайы.
2.4.3.Өзен арнасының құрылымдары. Өзен арнасына тән бірқатар құрылымдарды ерекше атап көрсетуге болады.
арал-жайылманың бір бөлігі , өзен қолтықтарымен немесе салаларымен қоршалған , өсімдік жамылғысымен бекітілген , орнықты:
қалдық-өзеннің негізгі арнасымен өзеннен бөлініп қалған ескі өзен арнасындағы жайылманың бір бөлігі.
жеңсала- аралмен бөлінген өзеннің бір бөлігі, әдетте өзеннің негізгі арнасы мен жеңсаласын бірінен бірін айыру қиынға түседі;м
сала(өзек)-әдетте өзеннің негізгі арнасынан алысырық кеткен және одан енсіздігі, ағысының жылдамдығымен ерекшеленетін бөлігі;
шығанақ- өзен жағасына терең кіріккен өзен құрылымы ;
қайыр- өзен арнасының саяз бөлігі , су тартылған кезде судан босап , құрғақ аралға айналады;
жағажай-кең , тегіс келген , өзен тасындыларынан құралған өзен жағалауындағы жолақ;
түбекше-өзен арнасына сұғына кіріп жатқан құм шөгіндісі.
2.4.4.Өзен арнасының көлденең қимасы және оның морфометриялық сипаттамалары.Өзеннің сулылығына аңғарының литологиялық құрылымына және көптеген өзге жағдайларға байланысты оның арнасының түр сипаты мен мөлшері ұзына – бойына үнемі өзгеріп отырады.
Өзен арнасының кесе көлденең қимасы деп , ағын судың бағытына перпендикуляр, астынан арнаның түбімен , екі бүйірінен – арнаның беткейлерімен жоғарыдан – су бетімен шектелген жазықтық.
Арнаның көлденең қимасына келесі сипаттамалар кіреді.
1) судың ең жоғарғы деңгейіне дейінгі жалпы ауданы;
2) өлшеу сәтіндегі су деңгейіне дейінгі толық ауданы
3) су қимасының ауданы – бұл суға батқан мұздың ауданын алып тастағандағы көлденең қиманың толық ауданы;
4) тірі қиманың ауданы – су ағысының жылдамдығы нөлден жоғары су қимасының ауданы;
5) өлі кеңістіктің ауданы-су ағысының жылдамдығы нөлге тең су қимасының ауданы.
Тірі қиманың ауданы су деңгейінйң өзгеруіне байланысты өзгеріп отырады және бір қатар морфометриялық элементтермен сипатталады.
1.Тірі қиманың ені (В) – арнаның қарама –қарсы оң және сол жағалау кемерлерінің (урез) ара қашықтығы (су қимасымен тірі қима өзара теңескен жағдайда) ; ал, егерде , өлі кеңістік болған жағдайда- өлі кеңістіктердің шекараларының су бетімен алғандағы арақашықтығы. Тірі қиманың ені арнаның суға толуына қарай өзгеріп отырады, сондықтан да ол (В) судың деңгейінің функциясы ретінде көрсетіледі.
(2.12)
2. Тірі қиманың ауданы (w) арнаның тереңдігін өлшеу арқылы анықталады. Өлшеу нәтижелерінің көмегімен арнаның көлденең қимасының көрінісін салып, есептеулер арқылы немесе планиметрдің көмегімен судың әр түрлі деңгейлері үшін тірі қиманың ауданын анықтауға болады және келесі тәуелділікті тұрғызамыз:
(2.13)
3. Тірі қиманың орташа тереңдігі (һ0)- тірі қиманың ауданының еніне қатынасына тең .
(2.14)
4. Суланған периметр (P)-тірі қиманың су асты ұзындығы (арнаның су астындағы қисық табанының) Р өскен сайын арнаның су ағысына қарсылығы да өседі.
5. Гидравликалық радиус (R) –тірі қиманың ауданын суланған периметрге қатынасы
(2.15)
Жазықтық өзендер үшін оның енімен суланған периометрінің айырмасы шамалы болады, сондықтан есептеулер барысында гидравликалық радиусты орташа тереңдікпен ауыстыруға болады: Ал тау өзендері үшін айтылған алмастыру кең бағалы емес, себебі тау өзендері енінен едәуір ұзын болады.
6. Арнаның кедір- бұдырлығы ағын судың одан өту жағдайында кері әсер етеді; ол ағын судың жылдамдығын тежейді. Кедір-бұдырлық абсолюттік және салыстырмалы болып бөлінеді.
Арнаның абсолюттік кедір- бұдырлығы () арнаның табанының біркелкі сызығынан көтеріңкі орналасқан кедір- бұдырлардың орташа көрсеткіші.
Салыстырмалы кеддір-бұдырлық () абсолютті кедір-бұдырлықтың ағын судың орташа тереңдігіне қатынасына тең.
(2.16)
Абсолютті және салыстырмалы кеддір-бұдырлықтар өзен арнасының қимасындағы ағын судың тереңдігі мен түптік тасындылардың мөлшерінің өзгеруіне байланысты өзгеріп отырады. Жайылмада өсімдік жамылғысының әсерінен кеддір-бұдырлық шұғыл өседі