Назовите форму поперечного профиля реки

Поперечный профиль водной поверхности реки. Поперечный профиль водной поверхности реки, вообще говоря, не представляет собой горизонтальную линию. Он характеризуется, с одной стороны, наличием превышения уровня воды у одного берега над уровнем у другого, а с другой - в ряде случаев представляет собой довольно сложные кривые линии.Причины, вызывающие разность в уровнях у противоположных берегов, заключаются в следующем. Русло реки никогда не бывает прямолинейным. При движении воды на участке с закруглением развивается центробежная сила. Степень кривизны русла характеризуется так называемым радиусом кривизны, представляющим собой радиус окружности дуга которой совпадает с кривой, изображающей очертания русла на данном участке. Центр окружности принято называть центром кривизны. Каждая частица воды, движущаяся на закруглении, испытывает действие центробежной силы, направленной по радиусу кривизны (рис.7).Величина этой силы(1)где m - масса частицы; v - продольная скорость движения частицы; R - радиус кривизны. На рис 7а эта сила изображена в виде вектора, направленного в сторону вогнутого берега. Под действием этой силы частица будет устремляться к вогнутому берегу.Каждая частица, кроме того, находится под действием силы тяжести f , изображенной на рис. 7б в виде вектора, направленного сверху вниз по вертикали. На этом же рисунке сила Р1 изображена в виде горизонтальной линии.Равнодействующая обеих сил Р образует некоторый угол a с вертикально направленным вектором, изображающим силу f.Известно, что уровенная поверхность всегда нормальна к равнодействующей всех сил, направленных на нее. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, уровенная поверхность под действием обеих сил - центробежной Р1 и силы тяжестиf- займет положение ДЕ, составляющее угол a, равный углу между силами Р и f, так как стороны углов fМР и ЕМВ взаимно-перпендикулярны. Известно, что сила тяжести f = mg, где m - масса частицы; g - ускорение силы тяжести. Из треугольника fМР видно, что tga = Р1 :Так как угол a обычно невелик, то можно принять sinaравным tga. Из треугольника ЕМВследует, что Так к примеру, в случае если V= 2.5 м/c, B = 200 м, R=200 м, то а следовательно, т.е уровень воды у вогнутого берега на 32 см выше, чем у выпуклого. Рис. 7. Действие центробежной силы на водную поверхность на изгибе.а - план участка, б - живое сечение.Другая причина, вызывающая разность уровней у противоположных берегов. - сила Кориолиса. Известно, что под действием вращения Земли вокруг оси все движущиеся тела отклоняются от первоначального направления движения в северном полушарии вправо, в южном - влево. Величина силы Кориолиса (2)где m - масса частицы; w - угловая скорость суточного вращения Земли; j - широта места. Подобно тому, как и в предыдущем случае, равнодействующая двух сил - силы тяжести и Кориолиса Р2 будет составлять некоторый угол с направлением силы тяжести, следовательно, и поверхность воды составит такой же угол с горизонтальной плоскостью. Отсюда поперечный уклон, вызванный действием силы Кориолиса, будет равенили, так как 2 w = 0.0001458,.Важно заметить, что для случая , рассмотренного ранее, ᴛ.ᴇ. для реки со скоростью течения V=2.5 м/cекпри ширине реки 200 ми для j = 550 , поперечный уклон i= 0.000030, а превышение уровня воды у правого берега над уровнем у левогоDh = 0.003 м, или 0.3 см.В тех случаях, когда направление силы Кориолиса совпадает с направлением центробежной силы потока на закруглениях, равнодействующая этих сил будет равна их сумме, ᴛ.ᴇ. Р1 +Р2 , при противоположных направлениях этих сил равнодействующая будет равна их разности ᴛ.ᴇ. Р1 -Р2.