Өзен жырғаларында сулардың қозғалысы

Су ағыны үшін турбулентті қозғалыс тән. Оның жылдамдығы әрбір нүктеде үздіксіз өзгеріп отырады және өзгеру мөлшері және бағыты бойынша да орын алады. Бұл судың үнемі араласып тұруына ықпал жасап және жуу әрекетінің үнемі орын алуын қамтамасыз етеді. өзен жыраларында жылдамдықтың таралуы көптеген себептерге байланысты болып келеді (жырғаның пішініне, әртүрлі тереңдіктердің кезігу тәртібіне және т.б.), ал сондықтан жырғалардың әрбір нүктесіндегі судың ағысының жылддамдғы әртүрлі болып келеді. Ең жоғары ағыс жылдамдығы ең терең орындарда байқалады: тік бұрышты түзу жырғаларда, жағалаудың бұрылған орындарында жоғары жылдамдықтар байқалады. Судың вертикал бойынша ағысының жылдамдықтары да әртүрлі болып келеді. Максималды жылдамдық су айналарында немесе оған жақын маңда орын алады (сурет 45). Су ағысының орташа жылдамдығын Шези формуласы бойынша есептеуге болады.

νор=с√Rі

мұндағы: с – жыорғаның бұдырлылық дәрежесі және гидравликалық радиус шамасына байланысты болып келетін коэффициент, Р – шамамен өзеннің орташа тереңдігіне тең деп алуға болатын гидравликалық радиус.
С коэффициентінің шамасын Н.Н. Павловский формуласы бойынша есептеуге болады.

С =1/nRу
Мұндағы: п- бұдырлылық коэффициенті, у – ауыспалы шама, ол қарапайымдатылған формула бойынша табылады.
Бұдырлылық коэффициентінің мәнін Срибн М.Ф. кестесі бойынша алуға болады.
Кесте 3
Жырғаның сипаттамасы п
Жатысы жағымды шарттардағы және су ағысы жақсы қарастырылған үлкен және орта өзендер жырғалары 0,033
Қалыпты еес ағыстағы, аздап ласталған, тастақты орта және үлкен өзендер жырғалары 0,050
Әлсіз ағыстағы, едәуір мөлшерде ластанған терең емес өзендер жырғалары
Бұрханды ағысты немесе судың көбікті бетіне ие ағыстағы тау өзендері 0,080
Судың русла беті еңісі бойынша қозғалуынан басқа,жырғаға көлденең бағытталған су токтары болады және олар ортадан тепкіш күштерге және Кориолис күшінің әсеріне негізделген.
Ортадан тепкіш күш ғ жырғаның қисығының иілуінің радиусының бағыты бойынша әрекет етеді.
f=mν2/г;
мұндағы: m – судың массасы, ν - өзеннің ағысының жылдамдығы, г – илу қисығының радиусы.
Ортадан тепкіш күштің әсерінен сулы беттердің бір бірімен қиылысуы жүреді, себебі су жағаға бағытталып және судың деңгейі жоғарылйды.
Өзендердегі сулардың жоғалуы және шығыны

Өзеннің тірі қимасы арқылы ағып өтетін судың мөлшері 1 секунд уақытқа шаққандағы шамасы шығын деп аталады, және Q деп белгіленеді.
Q=Fνорм3/сек;

өзендердегі судың шығыны өзгермелі. Олар көлдермен және су қоймаларымен реттелетін өзендерде анағұрлым тұрақты болып келеді.
Өзенннің тірі қимасы арқыл белгілі бір уақұыт аралығында ағып өткен су мөлшері өзен ағысы деп аталады. Бұл шама тәулігіне, айына, мезгілдерге және жылға есептелуі мүмкін. Ағыс өзендердің су сыйымдылығын сипаттайды. Өзендердің су сыйымдылығы үлкен шектерде тербеледі. Алып қарайтын болсақ, Амазонка өзенінің орташа жылдық шығыны 120000, Миссисипи өзенінінде 19 000, Ніл өзеннініде 2300 м3/сек құрайды. Жғалоымдардың арнайы көрсеткіштері ретінде ағыс қабатының шамасы және ағыс коэффициенті есептеледі.
Ағы қааты - миллиметрде алынған ағыстың бүкіл көлемін бірқалып таратқан кезде су жинаманың ауданын жаба алатындай шамадағы су қабаты.
Ағыс коэффициенті – ағыс қабатының А жауған жағбыр қабатына Н қатынасы.

Һ =А/Н * 100%
Ағыс қабаты әруақта гидротехникалық есептеулерде ескеріледі. Ағыстың коэффиционті климаттың ылғалдылығына, беттердің еңістгіне, өсімдіктердің шамасына, топырақтың суға төзімділігіне, адамзаттың шаруашылықтық іс әрекетіне және басқа шарттарға байланысты . ірі өзендердің ағыс коэффициенттерінің мысалдарын келтіріп өтейік, ол өзендер әртүрлі географиялық шарттарда орналасқан: Нева 65, Иравда 48, Конго 38, Миссисипи 24, Колорадо 17, Муррей 11, Нил 4.
Өзендердің қоректенуі, сулы режимі және классификациясы
Өзендердің қоректенуінің төрт негізгі көзі болады: жаңбырлық, қарлы, мұзды, және жер асты көздері. Қоректендіру көздерінің қандай да бірінің ролі және уақыт бойынша таратлуы негізінен климаттық шарттарға байланысты болып келеді. Қоректену өзен деңгейінің тербелуіне әрекет етеді. Өзендердің деңгейлерін жүйелі түрде бақылап отыру өзендегі су мөлдшерінің уақытқа байланысты өзгеріп отыру заңдылығын айқындауға және олардың сулы режимдерін байқауға мүмкіндік береді. Өзендердің жылдық сулық режимінде фазалар деп аталатын белгілі бір тәртіпте қайталанып отыратын периодтарды бөліп көрсетуге болады. Мұндай фазаларға межень, топырақтың құнарлылығы және сулануды жатқызуға болады.
Межень – жер астының қоректенуі басым болып келетін кезеңдегі өзен суы деңгейінің ең төмен болатын кезеңі. Жазғы межень топырақтардың зәктенуге деген жоғары қабілеттілігі салдарынан және судың қатты булануынан туындайды, ал қысқы межень – жер бетілік қоректену болмаған жағдайда орын алады.
Топырақ құнарлылығы фазасы – жыл сайын белгілі бір уақытта қайталанатын және ұзақ уақытқа созылатын, жер астының суының деңгейінің көтерілуіне байланысты өзен суы деңгейінің көтерілуі. Ол негізінен қардың көктемгі еруі және таудағы мұздар мен қардың еруінен пайда болады және оның ұзақтығы географиялық климаттың әртүрлі боуына байланысты.
Тасқын кезеңі – салыстырмалы қысқа уақыттық және периодты қайталанатын су деңгейінің көтерілуі, ол нгізінен өзендерге жаңбыр суының түсуінен және су қоймаларынан судың өзенге түйінен пайда болады.
Соңғы екі фазадағы су деңгейінің көтерілу биіктігі өте алуан түрлі. Мысалы, судың көктемгі көтерілуі көпшілік ірі өзендерде ТМД елдерінің еуропалық бөлігінде 4 метрге дейін, ал үлкен сібір өзендерінде мұздықтардың кедергісі туандауына байланысты 15 метрге дейін жетеді.
Қоректену көздері және сулы режимдері бойынша өзендердің бірнеше классификациясы ұсынылған. Ең жақсы жасалынған классификацияны М.И. Львович ұсынған. Ол өзендерді қоректендіру көзінің сандық көрсеткіштеріне және сулы режиміне байланысты келесі градацияларды негізге ала отырып бөлді. 1) бір көздің немесе тасқынның кезеңінің болмауы (80 пайыздан астам); 2) қоректендіру көзі немеес кезеңнің басым болатын ролі (50 ден 80 пайызға дейін) және 3) артықшылық ролі (50 пайыздан кіші). Мысалы амозониялық типтегі өзендер жаңбырлық қоректенуге ие және күзгі уақыттарда басым болады, амурлық типтегі өзендер – жазғы ағысты қоса алғанда негізінен жаңбырмен қоректенуі басым, гренладтық типтегі өзендер – мұздықтармен және жазғы ерумен қоректенеді