Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 120-129
Константность площади суммарного водосбора водотоков одного масштаба и распределение этого водосбора между водотоками большего масштаба
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 25.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-120-129
Статья начинается с проверки предположения о том, что суммарная площадь водосбора водотоков одного порядка (по Хортону – Стралеру) составляет постоянную часть изучаемой территории и эта часть не зависит от номера порядка. Данное предположение следует из отношений Хортона, а предложенный ранее закон Хортона даёт размер этой части. Наши ГИС измерения по цифровой модели рельефа участка Дальнего Востока подтвердили это предположение. Предложена гипотеза о равномерном распределении водотоков между водотоками старших порядков. Эта гипотеза в сочетании с установленной константностью площади водосбора позволила формально представить, как именно водотоки распределяются между водотоками старших порядков. Полученные формулы дали возможность аналитически описать: коэффициенты Токунага; распределение площади водосбора водотоков одного порядка между водосборами последующих порядков; формирование площади водосбора водотоков одного порядка из водосборов предыдущих порядков; суммарную площадь водосбора прямого стока в водотоки каждого порядка. Наши прямые измерения, а также экспериментальные данные других исследователей подтвердили результаты, полученные аналитически. Сделано предположение, что эти закономерности — и константность суммарной площади водосбора, и распределение этой площади по водосборам большего масштаба — не связаны с порядковой организацией водотоков, а диктуются масштабом водотоков. Дело в том, что очень близкие экспериментальные результаты мы получили, разделив водотоки на участки одного масштаба не с помощью системы порядков, а непосредственно по их площади водосбора: попадает ли она в заданный интервал значений. Вероятно, и гипотезу о равномерном распределении водотоков между водотоками большего масштаба можно сформулировать без упоминания порядков. Утверждения в статье имеют статистический характер, выполняются при измерениях на большом числе водотоков.
Ключевые слова: ЦМР, расчёт сети водотоков, порядок водотоков, масштаб водотоков, статистические характеристики водотоков, соотношения Хортона, площадь водосбора, коэффициенты Токунага
Полный текстСписок литературы:
- Гарцман Б. И., Бугаец А. Н., Тегай Н. Д., Краснопеев С. М. Анализ структуры речных систем и перспективы моделирования гидрологических процессов // Речные системы Дальнего Востока России: четверть века исследований. Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 273–285.
- Златопольский А. А. Порядковая статистика долин, найденных по цифровой модели рельефа. Базовый расчет и приведенный порядок // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 133–142. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-133-142.
- Златопольский А. А. Масштабная статистика долин, найденных по цифровой модели рельефа. Модифицированные законы Хортона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 3. С. 87–95. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-3-87-95.
- Златопольский А. А., Шекман Е. А. Порядковая статистика долин, найденных по цифровой модели рельефа. Масштабный фактор и уравнения Хортона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. С. 113–122. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-113-122.
- Златопольский А. А., Шекман Е. А. Порядковая и масштабная статистика долин, найденных по цифровой модели рельефа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 125–134. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-125-134.
- Pelletier J. D. Self-organization and scaling relationships of evolving river networks // J. Geophysical Research. 1999. V. 104. Iss. B4. P. 7359–7375. https://doi.org/10.1029/1998JB900110.
- Wang K., Zhang L., Li T. et al. Side Tributary Distribution of Quasi-Uniform Iterative Binary Tree Networks for River Networks // Frontiers in Environmental Science. 2022. V. 9. Article 792289. DOI: 10.3389/fenvs.2021.792289.