Водний режим річок, харчування, стік і класифікація річок

Водний режим річок характеризується сукупним зміною в часі рівнів та обсягів води в річці. Рівень води (Н) – висота водної поверхні річки відносно постійною нульової позначки (ординара або нуля графіка водомірного поста). Серед коливань рівнів води в річці виявляються багаторічні, обумовлені віковими змінами клімату, і періодичні: сезонні і добові. У річному циклі водного режиму річок виділяють кілька характерних періодів, званих фазами водного режиму. У різних річок вони різні і залежать від кліматичних умов і співвідношення джерел живлення: дощового, снігового, підземного і льодовикового. Наприклад, у річок помірно-континентального клімату (Волги, Обі та ін.) Виділяються наступні чотири фази: весняна повінь, літня межень, осінній підйом води, зимова межень. Повінь – щорічно повторюване в один і той же сезон тривале збільшення водності річки, що викликає підйом рівня. У помірних широтах воно настає навесні за рахунок інтенсивного сніготанення.

Межень – період тривалих низьких рівнів і витрат води в річці при переважанні підземного харчуванні («маловоддя»). Літній межень обумовлена ??інтенсивним випаровуванням і просочуванням води в грунт, незважаючи на найбільшу кількість опадів у цей час. Зимова межень – результат відсутності поверхневого харчування, річки існують лише за рахунок підземних вод.
Паводки – короткочасні неперіодичні підйоми рівні води та збільшення обсягів води в річці. На відміну від повеней вони трапляються в усі сезони року: в тепле півріччя вони викликані сильними або тривалими дощами, взимку – таненням снігу під час відлиг, в гирлах деяких річок – за рахунок нагона води з морів, куди вони впадають. У помірних широтах осінній підйом води в річках називають іноді паводковий періодом; він пов’язаний зі зменшенням температури і скороченням випаровування, а не зі збільшенням опадів – їх менше, ніж влітку, хоча восени частіше буває похмура дощова погода. Осінні паводки па річці Неві в Санкт-Петербурзі викликані насамперед наганянням води з Фінської затоки західними вітрами; максимально високу повінь 410 см відбулося в Санкт-Петербурзі в 1824 р Паводки зазвичай бувають короткочасними, підйом рівня води нижче, а обсяг води менше, ніж під час повені.

Однією з найважливіших гідрологічних характеристик річок є річковий стік, що утворюється за рахунок надходження поверхневих і підземних вод з водозбірної площі. Для кількісної оцінки стоку річок застосовується ряд показників. Основним з них є витрата води в річці – кількість води, яка проходить через живий переріз річки за 1 секунду. Він обчислюється за формулою Q = v * ?, де Q – витрата води в м3 / c, v – середня швидкість річки в м / с. ? – площа живого перетину в м2. За даними щоденних витрат будується календарний (хронологічний) графік коливань витрат води, званий гидрографом.
Модифікацією витрати є обсяг стоку (W в м3 або км3) – кількість води, що протікає через живий переріз річки за тривалий термін (місяць, сезон, найчастіше рік): W = Q * T, де Т – період часу. Обсяг Cток від року до року змінюється, середня багаторічна величина стоку називається нормою стоку. Наприклад, річна норма стоку Амазонки близько 6930 км3, що становить близько> 5% загального річного стоку всіх річок земної кулі, Волги – 255 км3. Річний обсяг стоку підраховується нема за календарний, а за гідрологічний рік, у межах якого завершується повний річний гідрологічний йікл кругообігу води. У регіонах з холодними сніжними зимами за початок гідрологічного року приймається 1 листопада або 1 жовтня.
Модуль стоку (М, л / с км2) – кількість води в літрах, стікаюче з 1 км2 площі басейну (F) в секунду:
M = Q / F * 103

(103 – множник для переведення м3 в літри).
Модуль стоку річок дозволяє дізнатися ступінь водонасиченому території басейну. Він зонален. Найбільший модуль стоку у Амазонки – 30641 л / с км2; у Волги він дорівнює 5670 л / с км2, а у Ніла – 1010 л / с км2.
Шар стоку (Y) – шар води (у мм), рівномірно розподілений по площі водозбірного басейну (F) і стікає з нього за певний час (річний шар стоку).
Коефіцієнт стоку (К) – відношення обсягу стоку води в річці (W) до кількості атмосферних опадів (х), що випадали на площа басейну (F) за одне і те ж час, або відношення шару стоку (Y) до шару атмосферних опадів (х ), що випали на цю ж площу (F) за той же проміжок часу (величина безмірна або виражена у%):
K = W / (x * F) * 100%, або K = Y / x * 100%.
Середній коефіцієнт стоку всіх річок Землі становить 34%. т. е. лише одна третина опадів, що випадають на сушу, стікає в річки. Коефіцієнт стоку зонален і змінюється від 75-65% в зонах тундри і тайги до 6-4% в напівпустелях і пустелях. Наприклад, у Неви він дорівнює 65%, а у Ніла – 4%.
З водним режимом річок пов’язане поняття зарегульованості стоку: чим менше річна амплітуда витрат води в річці і рівнів води в ній, тим більше зарегульований стік.
Річки є найбільш мобільною частиною гідросфери. Їх стік являє собою інтегральну характеристику водного балансу території суші.
На величину стоку річок і його розподіл протягом року впливає комплекс природних факторів і господарська діяльність людини. Серед природних умов основним є клімат, особливо опади і випаровування. При рясних опадах стік річок великий, але треба враховувати їх вигляд і характер випадання. Наприклад, сніг дасть більший стік, ніж дощ, оскільки взимку менше випаровування. Зливові опади збільшують стік в порівнянні з обложними при однаковому їх кількості. Випаровування, особливо інтенсивне, зменшує стік. Крім високої температури, йому сприяють вітер і дефіцит вологості повітря. Справедливо висловлювання російського кліматолога А. І. Воєйкова: «Річки – продукт клімату».
Почвогрунти впливають на стік через інфільтрацію і структуру. Глина збільшує поверхневий стік, пісок його скорочує, але збільшує підземний стік, будучи регулятором вологи. Міцна зерниста структура грунтів (наприклад, у чорноземів) сприяє проникненню води вглиб, а на безструктурні розпорошених суглинних грунтах часто утворюється кірка, яка збільшує поверхневий стік.
Вельми важливо геологічна будова річкового басейну, особливо речовинний склад порід і характер їх залягання, оскільки вони визначають підземне живлення річок. Водопроникні породи (потужні піски, тріщинуваті породи) служать акумуляторами вологи. Стік рік в таких випадках більше, так як менша частка опадів витрачається на випаровування. Своєрідний стік в карстових областях: річок там майже немає, так як опади поглинаються воронками і тріщинами, але на контакті їх з глинами або глинистими сланцями спостерігаються потужні джерела, що живлять річки. Наприклад, закарстованной Кримська яйла сама по собі суха, але біля підніжжя гір б’ють потужні джерела.
Вплив рельєфу (абсолютної висоти і ухилів поверхні, густоти і глибини розчленування) велике і різноманітне. Сток гірських річок зазвичай більше, ніж рівнинних, так як в горах на навітряних схилах рясніше опади, менше випаровування через більш низької температури, за рахунок великих ухилів поверхні коротше шлях і час добігання опадів, що випали до річки. Через глибоке ерозійного врізу рясніше підземне живлення відразу з декількох водоносних горизонтів.
Вплив рослинності – різних типів лісів, луків, посівів і т. Д. – Неоднозначно. В цілому рослинність регулює стік. Наприклад, ліс, з одного боку, посилює транспирацию, затримує опади кронами дерев (особливо хвойні ліси сніг взимку), з іншого боку, над лісом зазвичай випадає більше опадів, під пологом дерев нижче температура і менше випаровування, довше сніготанення, краще просочування опадів у лісову підстилку. Виявити вплив різних типів рослинності в чистому вигляді досить важко зважаючи спільного компенсуючого дії різних факторів, особливо в межах великих річкових басейнів.
Вплив озер однозначно: вони зменшують стік річок, оскільки з водної поверхні більше випаровування. Однак озера, як і болота, є потужними природними регуляторами стоку.
Вплив господарської діяльності на стік досить значно. Причому людина впливає як безпосередньо па стік (його величину і розподіл у році, особливо при будівництві водосховищ), так і на умови його формування. При створенні водосховищ змінюється режим річки: в період надлишку вод відбувається накопичення їх у водосховищах, в період нестачі – використання на різні потреби, так що стік річок виявляється зарегульованим. Крім того, стік таких річок в загальному скорочується, бо збільшується випаровування з водної поверхні, значна частина води витрачається на водопостачання, зрошення, обводнення, зменшується підземне живлення. Але ці неминучі витрати з надлишком перекриваються користю від водосховищ.
При перекиданні вод з однієї річкової системи в іншу стік видозмінюється: в одній річці зменшується, в іншій – збільшується. Наприклад, при будівництві каналу імені Москви (1937) у Волзі він скоротився, в річці Москві зріс. Інші транспортні канали для перекидання води зазвичай не використовуються, наприклад Волго-Балтійський, Біломорсько-Балтійський, численні канали Західної Європи, Китаю та ін.
Велике значення для регулювання річкового стоку мають заходи, що виконуються в басейні річки, бо його початковою ланкою є схиловий стік на водозборі. Основні проведені заходи наступні. Агролісомеліоративні – лісопосадки, гідромеліоративні – греблі та ставки в балках і на струмках, агрономічні – осіння оранка, снігонакопичення і снігозатримання, оранка впоперек схилу або поконтурної на пагорбах і увалах, залуження схилів та ін.
Крім внутрішньорічної мінливості стоку, відбуваються його багаторічні коливання, пов’язані, мабуть, з 11-річними циклами сонячної активності. На більшості річок чітко простежуються багатоводні і маловодні періоди родолжітельностью близько 7 років: протягом 7 років водоносність річки перевищує середні значення, повені і межень високі, стільки ж років водоносність річки менше середньорічних значень, витрати води в усі фази водного режиму малі.

Посилання на основну публікацію