СПОСОБ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РЕЧНОЙ СЕТИ ПО ЧИСЛЕННОСТИ ВОДОТОКОВ Российский патент 2010 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к гидрографической сети рек и инженерной экологии водосборных бассейнов и водотоков в речных сетях преимущественно малых рек и может быть использовано при оценке экологического качества всей речной сети, а также отдельных ее частей по группам водотоков.

Известен способ измерения речной сети (см. книгу: Географические закономерности гидрологических процессов юга восточной Сибири / А.Н.Антипов, Н.В.Абасов, Т.В.Бережных и др. - Иркутск: изд-во Института географии СО РАН, 2003. - 208 с. - С.38), включающий классификацию первичных водотоков по Р.Хортону как относящиеся к низшему порядку (присваивается низший порядок - единица самым малым неразветвленным водотокам), измерение водотоков, группировку их по различным порядкам, применение результатов измерений в расчетах коэффициента бифуркации речной сети как отношения между количествами притоков смежных порядков. При этом по значению коэффициента бифуркации судят об индивидуальных свойствах речной системы, зависящих от геологических особенностей местности либо со спецификой влагооборота водосборного бассейна речной системы (сети).

Недостатком аналога является то, что введение группировки по порядкам Р.Хортона, хотя и кажется естественным по структуре речной сети, затрудняет применение результатов измерений первичных элементарных водотоков при экологической оценке территории речной сети. Часты ситуации, когда основной параметр водотоков (притоков) - длина водотока (притока) - не учитывается. Таким образом, группировка первичных, вторичных, третичных и других притоков по структуре речной сети оказывается недостаточно точной для экологического описания речной сети многими показателями, в том числе и коэффициентом бифуркации и длиной притоков.

Известен также способ измерения речной сети по численности водотоков по техническому решению (Патент №2284472, Российская Федерация, МПК G01С 13/00 (2006.01). Способ измерения речной сети по численности водотоков / Мазуркин П.М., Иванов А.А. (РФ); заявитель и патентообладатель Марийск. гос. тех. ун-т. - №2005138176/28; заявл. 27.12.04; опубл. 27.09.06, Бюл. №27), включающий измерение численности водотоков, уточнение значений длины и площади водосборов каждого притока реки в речной сети по результатам полевых или иных измерений, принятие шага группировки отдельно по интервалам длины притока.

Недостатком является недостаточно высокая точность экологической оценки речной сети по параметрам самой речной сети без привлечения растительного покрова. Это обстоятельство не позволяет в полной мере учитывать в научно-практических исследованиях ландшафтные (параметры рельефа) и орографические данные при экологической оценке территории водосборного бассейна, прежде всего малых рек и их притоков и водотоков.

Технический результат - повышение функциональных возможностей и точности количественного описания речной сети и отдельных ее частей.

Этот технический результат достигается тем, что способ экологической оценки речной сети по численности водотоков, включающий измерение численности водотоков, уточнение значений длины каждого притока реки в речной сети по результатам полевых или иных измерений, принятие шага группировки по интервалам длины притоков, отличающийся тем, что по измеренным значениям длины учтенных притоков строят гидрографическую схему речной сети, отношением длины водотоков всей речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети, по множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков, после этого распределяют значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков, а по отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети, затем речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока реки, после этого подсчитывают по гидрографической схеме речной сети количество мелких притоков у реки и основных ее притоков, а по отношениям численности мелких притоков к общей численности всех водотоков судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков.

Гидрографическую схему речной сети и отдельных ее частей по основным притокам строят в масштабе, начиная от истока до устья реки слева направо, при этом притоки показывают отрезками прямых линий под углом примыкания в 45°.

Отношением длины водотоков речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети по формуле:

где К - коэффициент развитости водотоков речной сети,

L_c - общая длина всех водотоков речной сети, включая длину самой реки и всех ее учтенных притоков, км,

L_p - длина реки от истока до устья, км.

По множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков по формуле Г.А.Стреджеса:

где х_max, х_min - соответственно максимальное и минимальное значение влияющей переменной (длины притоков), n - число членов статистической выборки, то есть количество учтенных водотоков речной сети, при этом выражение в знаменателе формулы характеризует число групп наблюдений m, поэтому для удобства применения значения параметров распределения n и m по Г.А.Стреджесу приведены в нижеследующей таблице.

n 15-24 25-44 45-89 90-179 180-359 360-719 720-1439 m 5 6 7 8 9 10 11

Значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков распределяют с учетом масштаба карты и точности перенесения из натуры на карту только тех притоков, которые имеют длину больше масштаба карты, а при натурных измерениях за учтенные притоки принимают все круглогодичные, сезонные или же кратковременные водотоки, влияющие на изучаемый ландшафт местности, например на территории водосбора истока реки или же истока основных притоков реки.

Реку или каждый ее приток принимают за один водоток, а при наличии в речной сети сложных по гидрографической структуре частей у них определяют множества водотоков, например при учете островов и отмелей приток может разделяться на два водотока и более, а также учитывают устьевые водотоки по их количеству при впадении мелких притоков в более крупные притоки и саму реку в море или другой водный объект.

По отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети, причем по отдельным частям речной сети по основным притокам или же по нарастающей от истока к устью до полной структуре речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети по формуле:

где k_pc - коэффициент ландшафтного, орографического или гидрографического качества речной сети,

n_I - численность притоков или водотоков, попавших в первую группу по интервалу длины притоков или водотоков, шт.,

n - общее количество притоков или водотоков, включая и саму реку, в речной сети, шт.

Речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока реки, причем за приток истока принимают водоток длиной от начала реки до устья впадения первого основного притока, при этом за основной приток принимают водоток длиной примерно сопоставимой с длиной водотока истока, а затем по направлению к устью аналогичным образом оценивают принадлежность примыкающих к реке водотоков к основным притокам.

Сопоставимость притоков речной сети и ее частей между собой оценивают по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

По гидрографической схеме речной сети подсчитывают количества тех мелких притоков у реки и основных ее притоков, которые попадают в первую группу по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

Отношением численности мелких притоков, которая может оказаться равной или меньшей количеству учтенных притоков первой группы по Г.А.Стреджесу, к общей численности всех водотоков речной сети или же ее структурной части судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков по формуле:

где k_эк - коэффициент экологического качества речной сети или же ее отдельных структурных частей,

n_minL - количество мелких притоков или водотоков, попавших в первую группу по формуле Г.А.Стреджеса интервалов длины притоков или водотоков всей речной сети, относящихся к самой реке или к ее основным притокам, шт.,

n_ч - общее количество притоков или водотоков в речной сети или в ее отдельных структурных частях, шт.

Дополнительно к измеренным значениям длины учтенных притоков измеряют и учитывают при экологической оценке речной сети по численности водотоков площадь водосбора реки и ее притоков, а также объем ландшафтного пространства по орографическим параметрам речной сети.

Сущность технического решения заключается в том, что речная сеть принимается за динамичный природный объект, изменяющий численность своих водотоков и притоков (приток содержит, по крайней мере, один водоток) в зависимости от рельефа (главный элемент ландшафта) и других орографических условий свою структуру и свойства. Особую динамичность изменениям речной сети малой реки придает деятельность людского населения.

Положительный эффект достигается тем, что на малых реках с еще мало антропогенным образом измененной структурой можно проводить экологическую оценку по соотношениям между мелкими и крупными притоками. При этом по течению от истока к устью выполняется скользящая экологическая оценка как по частям речной сети, так и по суммированию основных притоков от истока до устья.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые по группировкам притоков относительно интервалов их длины выполняется распределение, а также выделяются в речной сети и в каждой отдельной ее структурной части совокупность мелких притоков, которые и определяют живучесть всей речной сети.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, мировой новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено.

На фиг.1 приведена гидрографическая схема речной сети малой реки Уржумка, расположенной на относительно экологически чистых сельских территориях Республики Марий Эл и Кировской области; на фиг.2 - первая часть речной сети от истока до впадения в реку Уржумку последующего основного притока с разветвленными водотоками; на фиг.3 - вторая часть речной сети с первым основным притоком, по длине сопоставимым с верхней частью самой реки Уржумка и расположенным на правой стороне стока реки; на фиг.4 - третья часть речной сети с левым основным притоком; на фиг.5 -нарастающая верхняя часть речной сети с тремя основными притоками, образующими единую территориальную систему; на фиг.6 - четвертая часть речной сети, по размерам сопоставимая с предыдущими тремя частями, и расположенная на левой стороне реки Уржумка (этот основной приток может быть экологически оценен по предлагаемому способу отдельно по своим частям); на фиг.7 показана гидрографическая схема пятой части речной сети с основным притоком, расположенным на левой стороне реки Уржумка; на фиг.8 - гидрографическая схема шестого основного притока и ее мелких притоков; на фиг.9 - седьмой основной приток реки Уржумка со своими притоками (последующий восьмой основной приток имеет сильные антропогенные изменения и поэтому в данном примере описания изобретения не приводится).

Способ экологического измерения речной сети по численности водотоков включает в себя следующие действия.

До выполнения технических функций предлагаемого способа важное значение приобретает необходимость дополнительных измерений для уточнения длины и других гидрологических и орографических показателей каждого притока и водотока реки. Дело в том, что существующая концепция гидрологии считает достаточным при определении водных ресурсов измерение только крупных притоков реки, не обращая достаточного внимания на мелкие и первичные водотоки, а также деления притоков на отдельные параллельные водотоки.

В итоге возникло техническое противоречие, которое заключается в следующем.

Для гидрологических расчетов достаточна та грубо приближенная информация, которая существует в справочниках, но для оценки речной сети требуется на порядок (то есть не менее чем в 10 раз) повысить добротность и точность сведений о каждом, пусть даже мельчайшем притоке и водотоке. Главное в измерениях речной сети для целей экологической оценки становится не вычисление максимального или среднего расхода речной воды, а измерение структуры и параметров каждого элемента, а затем и отдельных структурных частей речной сети.

Эти структурные параметры и определяют, собственно говоря, все возможные значения гидрологических показателей, в том числе и предельно возможные по орографическим и системным по сельским территориям признакам. Поэтому предлагаемый способ показан только на показатели длины притоков. Однако вполне возможно по аналогии экологическую оценку проводить по площади и объему водосборов каждого притока и отдельных частей речной сети.

Вначале проводится уточняющие полевые (космические и аэрофотосъемки, геодезические измерения) и камеральные (измерения по картам и космическим и иным снимкам) изыскания речной сети. После этого приступают к реализации действий по предлагаемому способу оценки.

По измеренным значениям длины учтенных притоков строят гидрографическую схему речной сети, отношением длины водотоков всей речной сети к длине самой реки 1 оценивают развитость водотоков речной сети, по множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков, после этого распределяют значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков, а по отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети, затем речную сеть разделяют на части по основным притокам 2-9, примыкающим к реке, начиная от истока реки, после этого подсчитывают по гидрографической схеме речной сети количество мелких притоков 10 у реки и основных ее притоков, а по отношениям численности мелких притоков к общей численности всех водотоков судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков.

Гидрографическую схему речной сети и отдельных ее частей по основным притокам 2-9 строят в масштабе, начиная от истока до устья реки слева направо, при этом притоки показывают отрезками прямых линий под углом примыкания в 45°.

Отношением длины водотоков речной сети к длине самой реки 1 оценивают развитость водотоков речной сети по формуле:

где К - коэффициент развитости водотоков речной сети,

L_c - общая длина всех водотоков речной сети, включая длину самой реки и всех ее учтенных притоков, км,

L_p - длина реки от истока до устья, км.

По множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков по формуле Г.А.Стреджеса:

где x_max, x_min - соответственно максимальное и минимальное значение влияющей переменной (длины притоков), n - число членов статистической выборки, то есть количество учтенных водотоков речной сети, при этом выражение в знаменателе формулы характеризует число групп наблюдений m, поэтому для удобства применения значения параметров распределения n и m по Г.А.Стреджесу приведены в нижеследующей таблице.

n 15-24 25-44 45-89 90-179 180-359 360-719 720-1439 m 5 6 7 8 9 10 11

Значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков распределяют с учетом масштаба карты и точности перенесения из натуры на карту только тех притоков 10, которые имеют длину больше масштаба карты, а при натурных измерениях за учтенные притоки принимают все круглогодичные, сезонные или же кратковременные водотоки, влияющие на изучаемый ландшафт местности, например, на территории водосбора истока реки или же истока основных притоков реки.

Реку 1 или каждый ее приток 2-10 принимают за один водоток, а при наличии в речной сети сложных по гидрографической структуре частей у них определяют множества водотоков, например при учете островов и отмелей приток может разделяться на два водотока и более, а также учитывают устьевые водотоки по их количеству при впадении мелких притоков в более крупные притоки и саму реку в море или другой водный объект.

По отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети, причем по отдельным частям речной сети по основным притокам или же по нарастающей от истока к устью до полной структуре речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети по формуле:

где k_pc - коэффициент ландшафтного, орографического или гидрографического качества речной сети,

n_I - численность притоков или водотоков, попавших в первую группу по интервалу длины притоков или водотоков, шт.,

n - общее количество притоков или водотоков, включая и саму реку, в речной сети, шт.

Речную сеть разделяют на части по основным притокам 2-9, примыкающим к реке 1 начиная от истока реки, причем за приток 2 истока принимают водоток длиной от начала реки до устья впадения первого основного притока 3, при этом за основной приток 3 принимают водоток длиной примерно сопоставимой с длиной водотока 2 истока, а затем по направлению к устью аналогичным образом оценивают принадлежность примыкающих к реке водотоков к основным притокам 3-9.

Сопоставимость притоков речной сети и ее частей между собой оценивают по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

По гидрографической схеме речной сети подсчитывают количества тех мелких притоков 10 у реки и основных ее притоков, которые попадают в первую группу по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

Отношением численности мелких притоков 10, которая может оказаться равной или меньшей количеству учтенных притоков первой группы по Г.А.Стреджесу, к общей численности всех водотоков 1-10 речной сети или же ее структурной части судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков по формуле:

где k_эк - коэффициент экологического качества речной сети или же ее отдельных структурных частей,

n_minL - количество мелких притоков или водотоков, попавших в первую группу по формуле Г.А.Стреджеса интервалов длины притоков или водотоков всей речной сети, относящихся к самой реке или к ее основным притокам, шт.,

n_ч - общее количество притоков или водотоков в речной сети или в ее отдельных структурных частях, шт.

Дополнительно к измеренным значениям длины учтенных притоков измеряют и учитывают при экологической оценке речной сети по численности водотоков площадь водосбора реки и ее притоков, а также объем ландшафтного пространства по орографическим параметрам речной сети.

Способ экологического измерения речной сети по численности водотоков выполняется, например, при измерении параметров притоков малой реки следующим образом.

Вначале по литературным и справочным данным составляется табличная модель значений длины и площади водосбора реки и ее притоков. Эта табличная модель до сих пор не применялась для экологической оценки речной сети и применялась в основном только для ориентировочных гидрологических расчетов, главным образом для вычислений максимальных расходов речной воды во время весенних половодий.

Поэтому вначале необходимо провести уточняющие гидрологические, орографические, ландшафтные и иные измерения в натуре или же на картах и снимках.

По измеренным значениям длины учтенных притоков строят гидрографическую схему речной сети, отношением длины водотоков всей речной сети к длине самой реки 1 оценивают развитость водотоков речной сети, по множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков, после этого распределяют значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков, а по отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети, затем речную сеть разделяют на части по основным притокам 2-9, примыкающим к реке, начиная от истока реки, после этого подсчитывают по гидрографической схеме речной сети количество мелких притоков 10 у реки и основных ее притоков, а по отношениям численности мелких притоков к общей численности всех водотоков судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков.

Гидрографическую схему речной сети и отдельных ее частей по основным притокам строят в масштабе, начиная от истока до устья реки слева направо, при этом притоки показывают отрезками прямых линий под углом примыкания в 45°.

Отношение длины водотоков речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети по формуле:

где К - коэффициент развитости водотоков речной сети,

L_c - общая длина всех водотоков речной сети, включая длину самой реки и всех ее учтенных притоков, км,

L_p - длина реки от истока до устья, км.

По множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков по формуле Г.А.Стреджеса:

где x_max, х_min - соответственно максимальное и минимальное значение влияющей переменной (длины притоков), n - число членов статистической выборки, то есть количество учтенных водотоков речной сети, при этом выражение в знаменателе формулы характеризует число групп наблюдений m, поэтому для удобства применения значения параметров распределения n и m по Г.А.Стреджесу приведены в нижеследующей таблице.

n 15-24 25-44 45-89 90-179 180-359 360-719 720-1439 m 5 6 7 8 9 10 11

Значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков распределяют с учетом масштаба карты и точности перенесения из натуры на карту только тех притоков, которые имеют длину больше масштаба карты, а при натурных измерениях за учтенные притоки принимают все круглогодичные, сезонные или же кратковременные водотоки, влияющие на изучаемый ландшафт местности, например, на территории водосбора истока реки или же истока основных притоков реки.

Реку или каждый ее приток принимают за один водоток, а при наличии в речной сети сложных по гидрографической структуре частей у них определяют множества водотоков, например при учете островов и отмелей приток может разделяться на два водотока и более, а также учитывают устьевые водотоки по их количеству при впадении мелких притоков в более крупные притоки и саму реку в море или другой водный объект.

По отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети, причем по отдельным частям речной сети по основным притокам или же по нарастающей от истока к устью до полной структуре речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети по формуле:

где k_pc - коэффициент ландшафтного, орографического или гидрографического качества речной сети,

n_I - численность притоков или водотоков, попавших в первую группу по интервалу длины притоков или водотоков, шт.,

n - общее количество притоков или водотоков, включая и саму реку, в речной сети, шт.

Речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока реки, причем за приток истока принимают водоток длиной от начала реки до устья впадения первого основного притока, при этом за основной приток принимают водоток длиной примерно сопоставимой с длиной водотока истока, а затем по направлению к устью аналогичным образом оценивают принадлежность примыкающих к реке водотоков к основным притокам.

Сопоставимость притоков речной сети и ее частей между собой оценивают по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

По гидрографической схеме речной сети подсчитывают количества тех мелких притоков у реки и основных ее притоков, которые попадают в первую группу по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стреджеса интервалы длины притоков всей речной сети.

Отношением численности мелких притоков, которая может оказаться равной или меньшей количеству учтенных притоков первой группы по Г.А.Стреджесу, к общей численности всех водотоков речной сети или же ее структурной части судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков по формуле:

где k_эк - коэффициент экологического качества речной сети или же ее отдельных структурных частей,

n_minL - количество мелких притоков или водотоков, попавших в первую группу по формуле Г.А.Стреджеса, интервалов длины притоков или водотоков всей речной сети, относящихся к самой реке или к ее основным притокам, шт.,

n_ч - общее количество притоков или водотоков в речной сети или в ее отдельных структурных частях, шт.

Дополнительно к измеренным значениям длины учтенных притоков измеряют и учитывают при экологической оценке речной сети по численности водотоков площадь водосбора реки и ее притоков, а также объем ландшафтного пространства по орографическим параметрам речной сети.

Пример. Для группировки значений длины и площади водосбора в табл. 1 приведены исходные данные, полученные после уточняющих измерений натурными и картографическими способами по речной сети реки Уржумка расположенной в основном на территории Республики Марий Эл и частично в Кировской области.

Таблица 1 Параметры притоков реки Уржумка (по результатам исследования А.А.Иванова) № п/п Наименование реки и ее притоков Расстояние от устья до места впадения притока, км Данные до проведения картографических измерений Данные после уточняющих картографических измерений Длина реки L, км Длина реки L, км 0 Уржумка 0 0 0 1 1а пр. пр. р. Уржумка 2,1 - 1,0 2 1 л. пр. р. Уржумка 3,4 0,8 2,1 3 1а пр. пр. 1-го л.. пр. р. Уржумка 1,7 - 0,7 4 2а пр.пр.р. Уржумка 89,4 - 1,3 5 2 л. пр. р. Уржумка 90,9 2,7 2,9 6 3 л. пр. р. Уржумка 90,6 1,9 5.3 7 4 л. пр. р. Уржумка 88,9 0,7 3,4 8 5 л. пр. р. Уржумка 85,8 7,8 6,6 9 1 пр. пр. 5-го л. пр. р. Уржумка 6.9 3,4 3,3 10 6 пр.пр.из Б. Опарино 85,0 4,3 1,7 11 1 пр.пр 6-го пр. 1,2 0,2 1,2 12 7 л. пр. из Б. Пиштанки 84,3 14,1 11,7 13 1 пр. 7-го л. пр. из Б. Пиштанки 8,1 5,3 2,9 14 1л. 1-го пр. 4,8 требует натурных измерений 15 2 пр. 1 -го пр. 4,8 16 3л. 1-го пр. 4,4 17 4 пр. 1 -го пр. 0,6 18 2 л. пр. 7-го пр. из Б. Пиштанки 4,4 1,1 1,5 19 8 пр. пр. - р. Масаринка 78,9 22,7 23,9 20 1 пр. пр. выше Орловска 20,3 требует натурных измерений 21 2 пр.пр. из Сизнер 17,9 4,5 3,9 22 1 л. пр. 2-го пр. 0,04 2,7 3,8 23 1 л. 1-го л. пр. 1,8 2,5   24 3 пр. пр. р. Масаринка 16,4 2,5 1,0 25 4 пр.пр. из Семеновки 16,2 1,1 1,3 26 5 л. пр. из Печищено 12,3 1,5 1,3 27 6а пр. пр. 10,8 - 1,0 28 6 пр. пр. у Рус. Масар 9,3 0,6 1,6 29 1 л. 6-го пр. 0,5 - 0,6 30 7 л.пр.из Руйки 7,6 7,0 5,9 31 8 пр. пр. в Ниж. Масара 7,1 1,6 1,1 32 9 пр. пр. из Верхнего Крупино 5,1 5,3 5,1 33 1а пр. пр. 9-го пр. 2,5 - 1,3 34 9 л. пр. р. Уржумка - р. Шумба 78,7 13,4 11,6 35 1 л. пр. 9-го л. пр. 11,6 2,3 2,5 36 1а л. пр. 1-го л. пр. 1,9 - 0,6 37 2 л пр. 9-го л. пр. 11,0 1,1 1,4 38 3а пр. пр. 9-го л. пр. 10,4 - 2.3 39 3 л. пр. 9-го л. пр. 7,7 2,0 3,2 40 1а л. 3-го л. пр. 2,6 - 0,3 41 4а пр.пр. 9-го л. пр. 7,4 - 1,2 42 4л. пр. 9-го л. пр. 5,5 3,4 3,2 43 1а л. пр. 4-го л. пр. 3,0 - 0.2 44 5а л. пр. 9-го л.пр. 4,0 - 0,9 45 6а л. пр. 9-го л.пр. 2,6 - 0,9 46 10 пр. пр. р. Уржумка ниже Поповки 77,0 1,5 требует уточнения 47 10а л. пр. р. Уржумка 75,4 - 1,3 48 Нал. пр. р. Уржумка 72,6 - 1,1 49 1 пр. пр. р. Уржумка 75,9 1,2 0,8 50 между 11-12 пр.пр. - родник 69,4 - 0,7 51 12 пр. пр. р. Уржумка 74,0 4,1 3,4 52 1 пр. пр. 12-го пр.пр. 2,5 1,3 0,9 53 13 л. пр. р. Уржумка 73,8 3,9 3,6 54 1 пр. пр. 13-го л. пр.   2,3 1,0 55 14 л. пр. из Сенды 69,0 7,1 8,6 56 16а л. пр. р. Уржумка 68,2 - 3,4 57 16 л. пр.-р. Ноля 62,7 45,1   58 1 л.пр. 41,9 2,5 требует уточнения 59 2 пр. пр.из Ильпанур 39,7 2,6 2,1 60 3 л. пр. из Вочермы 38,8 5,5 5,1 61 1 пр. пр. в Вочерму 3,8 1,1 требует уточнения 62 4 пр. пр. р. Ноля 38,0 2,4 2,0 63 5 пр. пр. из Тоштояла 34,1 5,8 5,3 64 1а л. пр. 5-го пр. 4,2 - 0,9 65 1 л. из Мари-Кашпай 2,7 2,2 2,4 66 1а пр. пр. 1го л. пр. 1,9 - 0,8 67 6 л. пр. из Халтурино 30,7 10,9 10,4 68 1а л. пр. 9,8 - 1.1 69 2а л. пр. 8,1 - 1,3 70 1а пр. пр. 2гоал. 0,6 - 0,4 71 3а пр.пр. 6,8 - 1,2 72 1 пр. пр. 6-го из Игенчеляр 2,2 9,2 9,4 73 1 л. пр. 1-го пр. 8,5 0,3 требует уточнения 74 2л. пр. 1-го пр. 8,2 0,5 75 3 л. пр. 1-го пр. 7,1 0,3 76 4 пр. пр. 1-го пр. 6,0 0,5 77 5 л. пр. 1-го пр. 5,6 0,9 78 6 л. пр. 1-го пр. 1,3 0,3 79 7 пр. пр. из Олоры 27,8 7,2 8,9 80 1 л. пр. 7-го пр. 5,6 0.8 требует уточнения 81 2 пр. пр. из Тошкемнура 5.4 1,4 1,6 82 3 пр.пр. 3,6 2,5 1,7 83 4 пр.пр. 1,0 4,0 4,7 84 1 л.пр.из Сидорово 2,3 1,2 1,8 85 1 пр. пр. 8-го пр. пр. 2,9 1,1 3,0 86 Родник 8-го пр. 0,2 - 0,1 87 9 пр. пр. р.Ноля 22,8 1,4 1,0 88 10 пр. пр. из Русского Возармаш 20,2 3,6 4,3 89 1 пр. пр. 10-го пр. 1,2 0,7 0,4 90 11 л. пр. из Русского Шолнер 19,3 9,2 12,1 91 1а пр. пр. 6,7 - 0,8 92 2а пр. 11 гол. пр. 5.0 - 0,2 93 12 пр. пр. р. Ноля 18,0 1,0 1,3 94 13 л. пр. из Китнемучаш 15,4 13,2 13,2 95 1а пр.пр. 13-гол. 12,3 - 2,8 96 14 пр. пр. из Алань 15,0 3,0 2,0 97 15 л. пр. из Кукарска 10,3 26,0 15,3 98 1а л. пр. из Лебедево 24,6 - 1,1 99 1 пр. пр. из Тульского 23,1 2,3 1,7 100 2а пр. пр. из Малая Купта 19,3 - 0,8 101 2 пр. пр.из Аимково 14.9 1,2 требует уточнения 102 3а л. пр. 11,3 - 0,8 103 3 л. пр. из Пинженер 8,6 1,0 1,9 104 1а пр. пр. 3-го л. пр. 0.8 - 0,3 105 16а пр. пр. р. Ноля 8,3 - 1,5 106 17а л. пр. из Большой Ноли 6,7 - 1,4 107 17а л. пр. р. Уржумка из Мари-Билямор 60,7 - 2,7 108 17 л. пр. р. Уржумка - р. Ашланка 58,9 11,2 12,1 109 1 л. пр. из Канганур 9,0 2,0 3,0 10 Родник 6,4 - 0,6 11 1 а родник 0,2 - 0,2 12 Родник 6,3 - 0,3 13 2а пр.пр. 3,8 - 2,1 14 1а пр.пр. 2-го а пр. 1,1 - 0,6 15 3а пр. пр. 3,1 - 0,8 16 4а л. пр. 2,9 - 1,6 17 18 пр. пр. р. Уржумка - р. Ирека 57,2 21,0 20,8 18 1 пр.пр. 19,8 0,8 1,0 119 1 л. пр. 1-го пр. пр. 0,4 0,5 0,3 120 2 пр. пр. 18,3 0,6 1,4 121 3 л. пр. 14,9 4,6 0,5 122 4 пр. пр. из Большие Коршуны 13,8 3,6 3,5 123 1 л. пр. 4-го пр. 1,6 1,9 1,6 124 5 пр. пр. - р. Мумза 11,8 4,5 3,9 125 1 л. пр. 5-го пр. 3,2 1,1 1,0 126 1ал. пр. 1гол. пр. 0,4 - 0,3 127 6 пр.пр. 8,6 4,9 5,2 128 1а пр. пр. 6-го пр. 1,8 - 1,4 129 1а л. пр. 1-го а пр. 0,1 - 0,7 130 7а пр.пр. 5,7 - 0,9 131 8а л.пр. 4,9 - 1,0 132 7 пр. пр. 2,6 6,0 5,3 133 2а пр. пр. 7-го пр. 2,0 - 1,3 134 3а пр. пр. 7-го пр. 0,4 - 0,7 135 19а л. пр. р. Уржумка 55,4 - 1,2 136 19 пр. пр. р. Уржумка 52,7 2,2 1,9 137 20 пр. пр. р. Уржумка 51,0 4,6 3,6 138 1а пр. пр. 3,1 - 0,4 139 1 пр.пр. 2,6 1,2 0,8 140 21 л. пр. из Витли 50,2 4,9 9,8 141 1а л. пр. 5,0 - 0,9 142 2а пр.пр. 4,6 - 0,9 143 22 л. пр. - р. Пилинка 46,0 20,4 20,6 144 1а л. пр. 17,9 - 1,1 145 2а пр. пр. 17,5 - 1,3 146 3а пр. пр. 14,6 - 1,9 147 4а пр.пр. 14,5 - 0,5 148 5а пр. пр. 11,5 - 1,9 149 Родник л. 5,9 - 0,6 150 Родник л. 5,2 - 0,3 151 6а л. пр. 4,4 - 0,6 152 23а л. пр. р. Уржумка 45,7 - 2,4 153 23б пр. пр. р. Уржумка 44,6 - 0,5 154 23в пр. пр. р. Уржумка 42,7 - 0,8 155 23 л. пр. р. Уржумка из Кузнечата 40,0 4,2 5,9 156 родник 2,9 - 0,3 157 24 л. пр. р. Уржумка 39,9 12,2 12,7 158 1а л. пр. 24-гол. пр. 6,3 - 0,6 159 2а л. пр. 24-гол. пр. 1,2 - 1,3 160 Родник пр. 39,2 - 0,2 161 25а л. пр. р. Уржумка 38,0 - 2,4 162 25б пр. пр. из Нижнего Вичмарь 37,6 - 2,3 163 25 пр. пр. Шикшерь 34,6 2,6 2,4 164 1 пр.пр.25-го пр. 0,4 1,0 требует уточнения 165 26 л. пр. р. Уржумка 33,2 1,7   166 27 пр. пр. из Собакино 30,0 3,4 3,7 167 28 л. пр. - р. Ашланка 28,4 23,9 21,1 168 1а пр. пр. 28-гол. пр. 16,5 - 2,6 169 1б л. пр. - р. Пижмарь 12,9 - 6,0 170 1 л. пр. из Тихоны 12,6 4,9 5,3 171 1 пр. пр. 1-гол. пр. 1,0 2,4 1,6 172 2а пр. пр. - р. Кузовошка 11,5 - 12,6 173 Родник л. 4,7 - 0,2 174 2 л. пр. из Щипок   8,6 9,5 175 1а пр. пр. 2-гол. пр. 2,5 - 1,9 176 Родник пр. 6,5 - 1,4 177 Родник пр. 0,5 - 0,9 178 3а л. пр. 5,4 - 1,2 179 3 л. пр. 28-го л. пр. из Гоголевки 2,0 5,3 3,9 180 29 пр. пр. р. Уржумки выше Бажино 26,1 1,3 1,1 181 30 пр. пр. из М. Шуран - р. Шуран 17,9 6,4 5,8 182 1а пр. пр. 1,4 - 0,6 183 31 пр. пр. в Белой Речке 15,4 3,8 3,9 184 1 л. пр. 2,9 0,3 требует уточнения 185 2 пр.пр. 2,0 0,5   186 3 пр.пр. 1,7 0,5   187 32 л. пр. р. Уржумка 11,3 3,9 4,5 188 1а пр. пр. 32 л. пр. 3,7 - 2,4 189 2а пр. пр. 32 л. пр.   -   190 33 л. пр. из Поповки 9,6 7,8   191 Родник л.   - 0,5 192 1 л. пр.из Поповки 6,5 1,0 0,8 193 2 л. пр. 2,3 3,7 4,4 194 34а л. пр. р. Уржумка   -   195 34 л. пр. р. Уржумка 8,1 7,5 6,9 196 1 л. пр. 34го л. пр. Б. Мачехино 4,9 0,4 требует уточнения 197 2 л. пр. 34-го л. пр. из Мал. Мачехино 5,6 1,2 1,3 198 35а л. пр. р. Уржумка - р. Сиг 1,0 - 9,2 199 1 а пр. пр. 6,1 - 0,7 200 2а л. пр. 5,8 - 1,0 201 3а пр. пр. 3,3 - 0,5 202 4а пр.пр. 1,2 - 1,5

Всего оказалось 203 водотока, включая и саму реку Уржумка. При этом, как и общепринято пока среди гидрологов, в существующих методических документах расстояние вдоль самой реки отсчитывается от устья до места впадения основного, среднего или же мелкого притока.

Длина реки Уржумка составляет 99,0 км, а с учетом всех учтенных притоков общая длина притоков речной сети равна 494,1 км. По требующим уточнения в табл. 1 притокам было принято значение длины по данным до проведения картографических измерений.

Тогда коэффициент структурного развития водотоков речной сети малой реки Уржумка будет равен

Этот показатель позволяет сравнивать между собой отдельные речные системы. Причем чем больше значение коэффициента развитости речной сети, то тем выше и его экологические свойства.

По множеству значений длины притоков вычисляют по интервалам значений длины притоков по формуле Г.А.Стреджеса:

где L_min, L_max - соответственно максимальное и минимальное значение длины притоков, n - число членов статистической выборки, то есть количество учтенных притоков речной сети, при этом выражение в знаменателе формулы характеризует число групп наблюдений m = 8,6655, однако для повышения точности распределений притоков по отдельным группам это число не округляем.

Для удобства пользования в последующих расчетах округлим значение интервала длины притоков в 2,75 км. В табл. 2 приведены сводные данные распределений девяти групп притоков по интервалам изменения длины всех притоков речной сети малой реки Уржумка.

Таблица 2 Количество мелких притоков у притоков реки Уржумка по отдельным группам Наименование и код основного притока Кол-во притоков n_ч, шт. Группы по интервалам длины притоков 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Интервалы длины притоков, км 0,00-2,75 2,76-5,50 5,51-8,25 8,26-11,00 11,01-13,75 13,76-16,50 16,51-19,25 19,26-22,00 22,01-24,75 Речная сеть 203 142 34 6 7 7 - - 3 3 П01 9 5 1 1 1 - - - - - П02 10 6 3 - - - - - - - П03 10 8 1 - - - - - - - П01+П02+П03 29 19 5 1 1 - - - - - П04* 12 7 4 - - - - - - - П03 8 5 2 - - - - - - - П06 10 6 1 2 - - - - - - П07 9 7 1 - - - - - - - П08 6 1 2 1 - 1 - - - - Река Уржумка 33 17 5 6 3 1 - - - - Примечание: * Без учета структуры пяти основных притоков у этого основного притока.

Таблица 3 Коэффициенты качества реки Уржумка, ее речной сети и структурных частей Наименование и код основного притока Кол-во притоков n_ч, шт. Мелкие притоки основных притоков Общее кол-во притоков n, шт. Притоки первой группы 0,00-2,75 0,00-2,75 Речная сеть - - - 203 142 0.700 П 01 9 5 0.556 14 10 0.714 П 02 10 6 0.600 14 10 0.714 П 03 10 8 0.800 13 11 0.846 П 01+П02+П03 29 19 0.655 41 31 0.756 П 04 12 7 0.583 57 35 0.614 П 05 8 5 0.625 14 11 0.786 П 06 10 6 0.600 16 12 0.750 П 07 9 7 0.778 10 8 0.800 П 08 6 1 0.167 10 4 0.400 Река Уржумка 33 17 0.515 - - - Примечание: Полужирным шрифтом выделен экологически неблагополучный приток.

С учетом дополнительных мелких притоков, впадающих в отдельные притоки основных притоков реки Уржумка, повышает экологическую оценку речной сети. Однако учет мелких притоков на теле основного притока, включая и саму малую реку, объективнее отражает экологическую оценку по коэффициенту по сравнению с коэффициентом По данным табл.3, экологическая оценка тела речной сети в виде малой реки Уржумка составляет всего 0,515. Часть мелких притоков на малой реке высохла и по мере усиления хозяйственного воздействия будут постепенно пропадать и другие мелкие притоки на теле реки Уржумка.

Предлагаемый способ обладает простотой применения в расчетах, так как для экологической оценки в минимальном случае необходима таблица с длинами притоков (в более сложном случае нужна дополнительно таблица со значениями площади водосбора притоков или даже с объемами рельефа на данном природном ландшафте) и схема гидрографической сети малой реки по отдельным частям (желательно в одном масштабе) и всей речной сети.

Изобретение относится к области гидрографии и может быть использовано для гидрографической оценки речной сети. Сущность: определяют количество водотоков. Уточняют длину каждого притока реки в речной сети по результатам полевых или иных измерений. Строят гидрографическую схему речной сети. По отношению длины водотоков всей речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети. По множеству значений длины притоков принимают шаг группировки притоков. После этого распределяют значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков. По отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтом качестве речной сети. Затем речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока. После этого подсчитывают по гидрографической схеме речной сети количество мелких притоков у реки и основных ее притоков. По отношению численности мелких притоков к общей численности всех водотоков судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение достоверности оценки. 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

1. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков, включающий измерение численности водотоков, уточнение значений длины каждого притока реки в речной сети по результатам полевых или иных измерений, принятие шага группировки по интервалам длины притоков, отличающийся тем, что по измеренным значениям длины учтенных притоков строят гидрографическую схему речной сети, отношением длины водотоков всей речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети, по множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков, после этого распределяют значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков, а по отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети, затем речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока реки, после этого подсчитывают по гидрографической схеме речной сети количество мелких притоков у реки и основных ее притоков, а по отношениям численности мелких притоков к общей численности всех водотоков судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков.

2. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что гидрографическую схему речной сети и отдельных ее частей по основным притокам строят в масштабе, начиная от истока до устья реки слева направо, при этом притоки показывают отрезками прямых линий под углом примыкания в 45°.

3. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что отношением длины водотоков речной сети к длине самой реки оценивают развитость водотоков речной сети по формуле: K=L_c/L_p, где К - коэффициент развитости водотоков речной сети; L_c - общая длина всех водотоков речной сети, включая длину самой реки и всех ее учтенных притоков, км; L_p - длина реки от истока до устья, км.

4. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что по множеству значений длины притоков вычисляют и принимают шаг группировки по интервалам значений длины притоков по формуле Г.А.Стерджесса:
,
где x_max, x_min - соответственно максимальное и минимальное значение влияющей переменной (длины притоков), n - число членов статистической выборки, то есть количество учтенных водотоков речной сети, при этом выражение в знаменателе формулы характеризует число групп наблюдений m, поэтому для удобства применения значения параметров распределения n и m по Г.А.Стерджессу приведены в нижеследующей таблице
n 15-24 25-44 45-89 90-179 180-359 360-719 720-1439 m 5 6 7 8 9 10 11

5. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что значения длины притоков по принятым для речной сети интервалам длины притоков распределяют с учетом масштаба карты и точности перенесения из натуры на карту только тех притоков, которые имеют длину больше масштаба карты, а при натурных измерениях за учтенные притоки принимают все круглогодичные, сезонные или же кратковременные водотоки, влияющие на изучаемый ландшафт местности, например на территории водосбора истока реки или же истока основных притоков реки.

6. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.5, отличающийся тем, что реку или каждый ее приток принимают за один водоток, а при наличии в речной сети сложных по гидрографической структуре частей у них определяют множества водотоков, например, при учете островов и отмелей приток может разделяться на два водотока и более, а также учитывают устьевые водотоки по их количеству при впадении мелких притоков в более крупные притоки и саму реку в море или другой водный объект.

7. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что по отношению численности притоков первой группы к численности всех притоков речной сети судят о ландшафтном качестве речной сети по формуле:
k_pс=n_I/_n,
где k_pc - коэффициент ландшафтного, орографического или гидрографического качества речной сети; n_I - численность притоков или водотоков, попавших в первую группу по интервалу длины притоков или водотоков, шт.; n - общее количество притоков или водотоков, включая и саму реку, в речной сети, шт.

8. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что речную сеть разделяют на части по основным притокам, примыкающим к реке, начиная от истока реки, причем за приток истока принимают водоток длиной от начала реки до устья впадения первого основного притока, при этом за основной приток принимают водоток длиной, примерно сопоставимой с длиной водотока истока, а затем по направлению к устью аналогичным образом оценивают принадлежность примыкающих к реке водотоков к основным притокам.

9. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.8, отличающийся тем, что сопоставимость притоков речной сети и ее частей между собой оценивают по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стерджесса интервалы длины притоков всей речной сети.

10. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что по гидрографической схеме речной сети подсчитывают количества тех мелких притоков у реки и основных ее притоков, которые попадают в первую группу по попаданию в рассчитанные по формуле Г.А.Стерджесса интервалы длины притоков всей речной сети.

11. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что по отношению численности мелких притоков, которая может оказаться равной или меньшей количеству учтенных притоков первой группы по Г.А.Стерджессу, к общей численности всех водотоков речной сети или же ее структурной части, причем по отдельным частям речной сети по основным притокам или же по нарастающей от истока к устью по полной структуре речной сети судят об экологическом качестве реки и основных ее притоков по формуле:
k_эк=n_minL/n_ч,
где k_эк - коэффициент экологического качества речной сети или же ее отдельных структурных частей; n_minL - количество мелких притоков или водотоков, попавших в первую группу по формуле Г.А.Стерджесса интервалов длины притоков или водотоков всей речной сети, относящихся к самой реке или к ее основным притокам, шт.; n_ч - общее количество притоков или водотоков в речной сети или в ее отдельных структурных частях, шт.

12. Способ гидрографической оценки речной сети по численности водотоков по п.1, отличающийся тем, что дополнительно к измеренным значениям длины учтенных притоков измеряют и учитывают при гидрографической оценке речной сети по численности водотоков площадь водосбора реки и ее притоков, а также объем ландшафтного пространства по орографическим параметрам речной сети.