Өзен арнасы

2. Өзен және су алабы

Өзен деп тұрақты арнасы айқын қалыптасқан, өз су жинау алабына түсетін атмосфералық жауын-шашынмен және жер асты суларымен қоректенетін ағын суды айтамыз. Өзен арнасы көбіне тұрақты ағынмен сипатталады, алайда құрғақшылық аймақтарда уақытша тартылып қалуы мүмкін; қатаң суық өңірлерде қатып қалады.

Жер бедеріне қарай өзендер

Жазық өзендері — әдетте 300–500 м биіктіктегі ойпаттар мен жазықтарда ағады.
Тау өзендері — бедері 300–400 м-ден биік қыраттар мен жоталарды басып өтеді.

Тұрақтылығы

Климаттық жағдай мен су жинау алабының мөлшеріне байланысты өзендер тұрақты немесе уақытша әрекет етуі мүмкін. Белгілі бір аумақтағы тұрақты өзендер, уақытша ағындар, көлдер және батпақтар жүйесі сол аумақтың гидрографиялық желісін құрайды.

2.1 Өзеннің гидрографиялық желісінің қалыптасуы

Гидрографиялық (өзен) желісінің құрылымы бірнеше буыннан тұрады. Олардың қалыптасуы ұзақ геологиялық уақыт ішінде жүрсе, қазіргі таңда да эрозиялық процестер (жер бетін жыру, опыру, жарлауыттар қазу) арқылы үздіксіз жалғасып келеді.

Гидрографиялық желінің негізгі буындары

1

Қолат

Гидрографиялық желінің ең жоғарғы буыны: беткейлері шымдық, көлбеу; табаны тегіс келген еңістеу жердің ойысы.
2

Өзек

Қолаттан қазылған орынының тереңдігімен, беткей биіктігімен және құламасымен ерекшеленеді.
3

Құраңғар

Беткейлерінің асимметриялылығымен және ирек арналы уақытша ағын сумен сипатталатын аңғар алды буыны.
4

Аңғар

Тұрақты өзен ағындысы басталатын гидрографиялық желінің соңғы буыны.

Басты өзен және салалар

Басқа ағын сулар (жылғалар, бұлақтар, өзендер) келіп құятын өзен басты (негізгі) өзен деп аталады, ал оған құятын өзендер — салалар.

Басты өзенге тікелей құятын сала — бірінші дәрежелі, оның саласы — екінші дәрежелі және т.б.

Салаларды дәрежелеу тәсілдері

Жоғарыдан төмен белгілеу

Белгілеу дәрежесін басты өзеннің бастауынан сағасына қарай кішірейте жүргізу кең қолданылады, бірақ ірі өзендер мен ұсақ жылғалардың бір қатарға қойылып кету қаупі бар.
Хортонның (төменнен жоғары) нобайы

Ең жоғарғы буын — бірінші дәрежелі. Бірінші дәрежелі екі саланың қосылуынан екінші дәрежелі басталады және т.с.с.; нәтижесінде негізгі өзен ең үлкен дәрежеге ие болады.

«Бас өзен — сала» ұғымының салыстырмалылығы

Мөлшері шамалас екі өзеннің қайсысы бас өзен, қайсысы оның саласы екенін анықтау үшін олардың су көлемі, ұзындығы, су алабының ауданы және даму тарихы қарастырылады. Тарихи қалыптасқан атаулардың гидрологиялық шындыққа сай келмеуі жиі кездеседі.

Ангара — Енисей мысалы

Енисейдің саласы деп саналатын Ангараның суы Енисейден шамамен 2,5 есе көп болуы мүмкін.

Еділ — Кама мысалы

Су мөлшері тұрғысынан Еділді Кама өзенінің оң саласы деу қисынды болар еді; ал ұзындығы бойынша Кама (қосылған жерге дейін) Еділден 194 км ұзын.

Өзен желілерінің жоспардағы (пландағы) сұлбалары

Ортаға ұмтылушы

Салалар радиус бойымен орталыққа бағытталады.
Ағаш бұтақтарына ұқсас

Желі сұлбасы ағаш бұтақтарын еске түсіреді.
Қауырсын тәрізді

Қауырсын құрылымына ұқсайтын тармақталу.

Бұдан өзге де сұлбалар кездеседі; нақты түрі жер бедері мен жыныстардың қасиеттеріне, климатқа және эрозиялық дамуға тәуелді.

2.1.1 Өзеннің бастауы, жоғарғы, орта және төменгі ағысы. Атырау

Өзеннің бастауы

Кез келген өзеннің басталатын жері — бастауы болады. Бастау жер астынан қайнап шығатын бұлақ, батпақ, көл, мұздық немесе екі саланың қосылатын орны болуы мүмкін.

Мысалдар

Көлден басталатын өзендер: Байкалдан бастау алатын Ангара, Ладогадан басталатын Нева.
Жазықта өзендер жиі батпақтан басталады: Пин батпақтарынан бастау алатын Днепр мен Висла алаптарындағы өзендер.

Екі өзен қосылған жағдайда бастаудың «қайсысы негізгі» екені көбіне үлкен өзенге беріледі; ұзындықтары тең болса, әдетте сол жақ сала бастау ретінде қабылданады.

Жоғарғы, орта және төменгі ағыс

Ірі өзендерді жоғарғы, орта және төменгі ағыс бөліктеріне бөлу ағын мөлшеріне, орографиялық жағдайға, ағыс жылдамдығына, көліктік-шаруашылық пайдалануға және өзге де ерекшеліктерге сүйеніп жүргізіледі.

Жоғарғы ағыс

Ағыс жылдам, арна көбіне тайыз; жуып-шаю және тасымалдау әрекеті күшті.
Орта ағыс

Арна ұлғайып, ені кеңейеді; ірі салалар қосылып суы молаяды; еңістік пен жылдамдық кемиді, жуып-шаю әлсірейді.
Төменгі ағыс

Еңістік азаяды, арна кеңейеді; тасымалданған материалдың шөгуі күшейіп, атыраудың қалыптасуына жағдай жасайды.

Саға және атырау: дельта, эстуарий, лиман

Өзеннің басқа өзенге, көлге (бөгенге) немесе теңізге құятын жері өзеннің сағасы деп аталады. Сағада өзен мен теңіздің (немесе көлдің) өзара әсері нәтижесінде күрделі жер бедері формалары мен тарамдар — атырау пайда болады.

Дельта

Өзеннің теңіздің тайыз бөлігіне келіп құюы және тасып әкелген шөгінділерінің жиналуы нәтижесінде тарамдалып қалыптасатын атырау.

Эстуарий

Теңіз жағына қарай кеңейе беретін, воронка тәрізді (әдетте терең) саға; толысу-қайту құбылысы тән жағалауларда жиі кездеседі.

Лиман

Салалардың әсеріне ұшырамаған эстуарий типіндегі саға.

Атырау аймағының элементтері

Атырау алды

Өзенге тән режим сақталатын бөлік. Жоғарғы шекарасы — теңіз тасуы әсері жетпейтін төменгі ағыс бөлігі; төменгі шекарасы — негізгі арнаның салаларға бөлінетін жері. Эстуарийде — өзен және теңіз сулары араласатын белдеу.

Сағалық бөлік

Атырау алдының төменгі шекарасынан теңіз етегіне дейін (немесе эстуарийдің аралдық құрылымына дейінгі) кеңістік.

Сағалық теңіз кемері

Теңіз етегінен бастап өзен суының теңіз режиміне әсері әлсірейтін, бірақ тұздылық тез өзгеретін аймаққа дейін созылады.

Ірі өзен атырауларының типтері (мысалдарымен)

Бір салалы: Риони, Амур (және ірі өзендердің кейбір салалары).
Воронка тәрізді (эстуарий): Обь, Енисей, Хатанга, Днепр.
Аралды: Дон, Печора, Яна, Индигирка, Нева.
Ескек тәрізді: Кура, Орал (Жайық).
Көпсалалы: Волга, Лена, Амудария.
Қоршалған: Кубань, Днестр, Батыс Двина.

Қуаң және шөлді өңірлерде өзен кейде теңізге не көлге жетпей суалып қалады: суы булануға, суаруға жұмсалып немесе жерге сіңіп жоғалады. Мұндай сағалық аймақ соқыр атырау деп аталады.

2.1.2 Өзен желісінің иректігі, ұзындығы және жиілігі

Иректік (меандрлану)

Өзендер жоспар бойынша әрқашан дерлік ирек болады. Иректік өзеннің ағып өтетін жерінің жағдайына: арна мен аңғарды құрайтын тау жыныстарына, топыраққа және ағыстың динамикасына байланысты.

Иректік коэффициенті

Иректік коэффициенті картада өлшенген өзен ұзындығының L оның бастауынан сағасына дейін жүргізілген түзу сызық ұзындығына l қатынасымен сипатталады: k = L / l. Иректік өзен бойымен өзгеретіндіктен, алдымен жеке бөліктер үшін есептеліп, кейін жалпы мәні шығарылады.

Ұзындықты өлшеу

Өзеннің ұзындығы — карта бойынша өлшенген бастауы мен сағасының арақашықтығы. Дәлдік үшін ірі масштабты карталар немесе аэрофототүсірілімдер пайдаланылады. Өлшеуді әдетте сағасынан бастауына қарай жүргізу ыңғайлырақ.

Өзен ұзындығы арнаның жуып-шаюы мен қайта қалыптасуына байланысты уақыт өте өзгеріп отырады.

Өзендер саны мен ұзындықтары туралы деректер

Бұрынғы КСРО аумағында бұлақтар мен уақытша ағын суларды қоса есептегенде ұзындығы 0,5 км-ден қысқа өте көп ұсақ өзендер болған. Сонымен бірге 3000 км-ден ұзын небары бірнеше ірі өзен ғана бар.

Ең ұзындарының қатары

Обь–Ертіс жүйесі шамамен 5575 км, одан кейін Лена (4400 км) және Енисей (4090 км).

Қазақстандағы өзендер

Қазақстанда 85 мыңға жуық өзен бар. Олардың шамамен 95%-ы 10 км-ге жетпейтін ұсақ өзендер мен сай-жылғалар. Ұзындығы 100 км-ден асатын өзендер — 228, ал 1000 км-ден асатыны — 6.

Жиілік коэффициенті

Өзен желісінің жиілігі D — барлық өзен ұзындықтарының қосындысының аумақ ауданына қатынасы. КСРО бойынша ол нөлге жуықтан (шөлдер) 2 км/км²-ге дейін (Кавказ, Карпат) өзгерген; орташа мәні 0,42 км/км².

Жиілік пен беткейлік ағынды байланысы

Өзен желісінің жиілік коэффициенті беткейлік ағындымен тығыз байланысты. Беткейдің орташа ұзындығы l_бет ұлғайған сайын, су ағу жолы ұзартып, беткейлік ағынды шығынын және оның эрозиялық қабілетін арттыруы мүмкін. Сондықтан бұл көрсеткіш эрозиялық процестерді зерттеуде маңызды.

2.2 Өзен алабы

Жер бетімен, сондай-ақ жер асты арқылы (топырақ және тау жыныстары қабаттары арқылы) өзенге су жиналатын аймақ өзен алабы деп аталады. Әрбір өзен алабында жер беті және жер асты су жинау кеңістіктері болады.

Суайрық ұғымы

Жер беті су жинау алабы көрші алаптардан суайрық арқылы бөлінеді. Суайрық көрші өзендердің арасында орналасқан жер бедерінің ең биік нүктелері арқылы өтеді.

Суайрықтар тек жеке өзен алаптарын ғана емес, ағындылары әртүрлі теңіздер мен мұхиттарға бағытталатын ірі аумақтарды да шектейді. Мысалы, Жер шарының басты суайрығы ағындыларды негізінен Атлант және Тынық мұхит алаптарына бөледі. Арал–Каспий секілді тұйық алаптар да өзара суайрықтармен ажырайды.

Жер беті мен жер асты алаптарының сәйкес келмеуі

Жер беті және жер асты су жинау кеңістіктері әрдайым сәйкес келе бермейді. Мұндай сәйкессіздік көбіне тау жыныстарының орналасуына байланысты таулы аймақтарда жиі байқалады.

2.2.1 Алаптың морфологиялық сипаттамалары

Өзен алаптары мөлшері мен сұлбасы бойынша әртүрлі. Морфологиялық сипаттамалар әдетте топографиялық карталар бойынша анықталады. Негізгі өлшем — жер беті су жинау алабының ауданы.

Негізгі морфологиялық көрсеткіштер

Алап ауданы (F_a)

Суайрықпен шектелген және белгілі бір бақылау створына дейінгі көлбеу проекция ауданы. Ірі масштабты картада суайрық шекарасы жүргізілгеннен кейін планиметр немесе палетка арқылы есептеледі.

Шартты жіктеу

Жазықтағы ірі өзендер: алабы 50 000 км²-ден жоғары. Орташа: 2000–50 000 км².

Ұзындық және ен

Алап ұзындығы (L_a) — сағадан алаптың ең шалғай нүктесіне дейінгі түзу қашықтық.
Орта ені (B₀) — алап ауданының оның ұзындығына қатынасы.
Максимал ені (B_max) — алаптың ең кең жерінде, ұзындық бағытына түсірілген перпендикулярмен анықталады.

Асимметрия коэффициенті

Басты өзенге қатысты алаптың сол және оң жақ беттерінің теңсіздігін асимметрия коэффициенті сипаттайды; ол сол жақ және оң жақ бөліктер аудандарының арақатынасына негізделеді.

Суайрық сызығының өсу коэффициенті (m)

Бұл көрсеткіш алап конфигурациясын сипаттайды: суайрық сызығы ұзындығының алап ауданына тең шеңбер ұзындығына қатынасы. m-нің ең кіші мәні 1; ол артқан сайын алап формасы шеңберден алыстай түседі.

Жер жамылғысы коэффициенттері

Көл, батпақ және орман-тоғайлардың өзен режиміне ықпалын бағалау үшін көлдік, батпақтық және ормандық коэффициенттер қолданылады: бұл — тиісті жамылғы ауданының алаптың жалпы ауданына қатынасы.

Алаптың орташа биіктігі және гипсографиялық қисық

Алаптың орташа биіктігін горизонтальдар арқылы бөлінген аралықтардың аудандары мен олардың орташа биіктіктерін пайдаланып анықтауға болады. Биіктік аймақтары бойынша аудандардың үлестірімін көрнекі көрсету үшін гипсографиялық қисық құрылады.

Гипсографиялық қисық алап аумағының қандай бөлігі белгілі бір деңгейден жоғары немесе төмен орналасқанын бағалауға мүмкіндік береді. Мәселен, көктемде қар еруі басталған кезде қар жамылған аумақтың ауданын бағалау гидрологиялық алдын ала болжауда кеңінен қолданылады.

Алаптың орташа еңістігі

Алаптың орташа еңістігі горизонталь қадамы мен горизонталь сызықтарының ұзындықтары, сондай-ақ алап ауданы арқылы бағаланады. Бұл көрсеткіш ағынның жиналуына, жылдамдығына және эрозиялық әлеуетіне әсер ететін маңызды параметрлердің бірі.

2.2.2 Алаптың физика-географиялық сипаттамалары

Өзен мен оның режимін зерттегенде, алапта ағындының қалыптасуына елеулі әсер ететін физика-географиялық жағдайларды білу қажет. Бұл сипаттамалар өзеннің қоректену типін, ағындының маусымдық және көпжылдық өзгергіштігін түсіндіруге көмектеседі.

Географиялық орны және климат

Алаптың географиялық орны координаталармен (ендік, бойлық) анықталады және оның басқа алаптарға, тау жоталарына, теңіздер мен шөлдерге жақындығын көрсетеді.

Негізгі климаттық факторлар

Жауын-шашын (мөлшері, қарқындылығы, таралуы)
Қар жамылғысының қалыңдығы және ондағы су қоры
Булану
Ауаның температурасы мен ылғалдылығы
Жел

Геология, топырақ, жер бедері, өсімдік

Геологиялық құрылым және топырақ

Жер асты сулары арқылы қоректену мөлшерін, жауын-шашынның сіңу шығынын және батпақтану жағдайларын айқындайды.
Жер бедері

Өзен сулылығы мен режимін анықтайтын жетекші факторлардың бірі: жауын-шашынның түсуі мен таралуына және беткейлік ағын жағдайына әсер етеді.
Өсімдік жамылғысы (орманның рөлі)

Жауын-шашынның таралуына, булануға, қардың жиналуына, судың топыраққа сіңуіне, жер асты суларының жиналуына және ағын жылдамдығына ықпал етеді. Ормандықты бағалау үшін алаптағы орман ауданының жалпы алап ауданына қатынасы — ормандық коэффициент қолданылады.

Антропогендік ықпал

Адамдардың шаруашылық әрекеттері өзен режиміне айтарлықтай әсер етеді: жер жырту, орман отырғызу, бөгендер мен су қоймаларын салу, суармалауға су алу, су көздерін ластау және басқа да ықпалдар ағынның көлемі мен маусымдық жүрісін өзгертеді.

2.3 Өзен аңғары

2.3.1 Өзен аңғарының қалыптасуы және оның типтері

Өзен аңғары деп жер бетіндегі аса енді емес, әдетте ұзына бойы ирелеңдеп созылатын ойысты, жалпы еңістігі өзеннің ағыс бағытымен сәйкес келетін жер бедері пішінін айтамыз. Бірнеше аңғарлар бір-бірімен қосылып ірі аңғарлар түзеді; бір аңғар екіншісін кесіп өтпейді.

Аңғарлар тереңдігі, ені және ұзындығы бойынша ерекшеленеді. Олардың қалыптасуы климаттық, эрозиялық, мұздық, тектоникалық процестерге, сондай-ақ карст құбылыстарына байланысты.

Қалыптастырушы факторына қарай аңғар типтері

Эрозиялық аңғар

Ағын сулар әрекетінен пайда болады.
Тектоникалық аңғар

Қалыптасуында тектоникалық (тау түзілу) қозғалыстардың ізі айқын.
Вулкандық аңғар

Құрылымына вулкандық әрекеттер ықпал еткен.
Мұздық аңғар

Құрылымында мұздықтардың әрекет іздері байқалады.

Өзен аңғарларының қалыптасуы мен дамуы ондаған мың жылдарға созылады. Ең бастапқы формаларға уақытша ағын сулар түзетін сайлар мен жыралар жатады. Аңғар табаны мен беткейлерін құрайтын тау жыныстарының қасиеттеріне қарай аңғардың ұзына бойы және көлденең пішіні өзгеріп отырады.

Көлденең қимаға қарай жіктеу

Берілген мәтін осы жерде үзіледі: аңғарларды көлденең қимасының сипатына қарай типтерге бөлу тізімі толық берілмеген.