Питание и режим рек

Источники питания рек

Как из­вест­но, на реки ока­зы­ва­ют вли­я­ние кли­мат и ре­льеф. В за­ви­си­мо­сти от того, по какой форме ре­лье­фа про­те­ка­ет река, она может быть гор­ной или рав­нин­ной. А кли­мат опре­де­ля­ет ха­рак­тер пи­та­ния реки и её режим в те­че­ние года.

Ис­точ­ни­ка­ми пи­та­ния в ос­нов­ном бы­ва­ют ат­мо­сфер­ные осад­ки в виде снега или дождя, лед­ни­ки и грун­то­вые воды. Тот ис­точ­ник, ко­то­рый обес­пе­чи­ва­ет наи­боль­шее ко­ли­че­ство стока реки, счи­та­ет­ся пре­иму­ще­ствен­ным. Из­вест­но, что боль­шая часть рек имеет сме­шан­ное пи­та­ние. Сне­го­вое пи­та­ние ха­рак­тер­но для рек, рас­по­ла­га­ю­щих­ся в тех рай­о­нах, где устой­чи­вые мо­роз­ные снеж­ные зимы. В тех рай­о­нах, где зимы непро­дол­жи­тель­ные, неснеж­ные, мяг­кие и осад­ки опа­да­ют в ос­нов­ном в виде до­ждей, пре­об­ла­да­ет дож­де­вое пи­та­ние. В гор­ных рай­о­нах с со­вре­мен­ным оле­де­не­ни­ем пре­иму­ще­ствен­но лед­ни­ко­вое пи­та­ние (рис. 1). Рек с грун­то­вым пи­та­ни­ем очень мало, осо­бен­но в рай­о­нах, где рас­по­ла­га­ет­ся мно­го­лет­няя мерз­ло­та.

Рис. 1. Гор­ная река

В гор­ных реч­ках пре­иму­ще­ство того или иного вида пи­та­ния за­ви­сит от вы­со­ты. В верх­нем поясе, где рас­по­ла­га­ет­ся снег, в ос­нов­ном пи­та­ние будет сне­го­вое, а у вер­ши­ны гор, где рас­по­ла­га­ют­ся лед­ни­ки, будет пре­об­ла­дать лед­ни­ко­вое пи­та­ние, что свя­за­но с вы­сот­ной по­яс­но­стью в горах.

Климатические типы рек

От со­от­но­ше­ния раз­ных ис­точ­ни­ков пи­та­ния рек за­ви­сит и её рас­пре­де­ле­ние внут­ри­го­до­во­го стока, а имен­но: режим рек. С уче­том ис­точ­ни­ков пи­та­ния и ре­жи­ма рек при­ня­то вы­де­лять несколь­ко кли­ма­ти­че­ских типов рек, или типов вод­ных ре­жи­мов, ко­то­рых во всем мире на­счи­ты­ва­ет­ся около 38. В Рос­сии из них встре­ча­ет­ся 18 типов. Рас­смот­рим 5 наи­бо­лее часто встре­ча­ю­щих­ся типов рек.

1 тип: это реки пре­иму­ще­ствен­но сне­го­во­го пи­та­ния с ве­сен­ним по­ло­во­дьем (рис. 2). У таких рек по­ло­во­дье на­сту­па­ет в пе­ри­од та­я­ния сне­гов в тех рай­о­нах, где до­ста­точ­но про­дол­жи­тель­ные снеж­ные зимы.

Рис. 2. По­ло­во­дье

По­ло­во­дье при­хо­дит­ся на весну – на­ча­ло лета. Чем южнее рас­по­ла­га­ют­ся эти реки, тем ак­тив­нее на­чи­на­ет таять снег, а зна­чит, и ак­тив­нее на­чи­на­ет­ся по­ло­во­дье. В се­вер­ных рай­о­нах у этих рек пре­иму­ще­ствен­но позд­нее по­ло­во­дье, т.е. сроки сдви­га­ют­ся на се­ре­ди­ну – конец лета. Для всех рек этого типа ха­рак­тер­ны кон­траст­ные се­зон­ные ко­ле­ба­ния их стока, свя­зан­ные с ис­точ­ни­ком пи­та­ния. На се­ве­ре мно­го­вод­ные лет­ние или ве­сен­ние раз­ли­вы рек со­че­та­ют­ся с крайне ма­ло­вод­ной зим­ней ме­же­нью, когда реки ско­ва­ны льдом и пи­та­ют­ся ис­клю­чи­тель­но грун­то­вы­ми во­да­ми, вплоть до пол­но­го пре­кра­ще­ния стока и в рай­о­нах мно­го­лет­ней мерз­ло­ты ино­гда даже пе­ре­сы­ха­ют. В южных рай­о­нах рас­про­стра­не­ния этого типа реки летом ме­ле­ют или даже пе­ре­сы­ха­ют, несмот­ря на то, что на лето при­хо­дит­ся мак­си­мум осад­ков. Это обу­слов­ле­но зна­чи­тель­ным уве­ли­че­ни­ем ис­па­ре­ния при вы­со­ких лет­них тем­пе­ра­ту­рах. Осе­нью при по­ни­же­нии тем­пе­ра­ту­ры и со­кра­ще­нии ис­па­ре­ния уро­вень воды в реках уве­ли­чи­ва­ет­ся. На долю сне­го­во­го пи­та­ния в дан­ном типе при­хо­дит­ся 50–80% пол­но­го го­до­во­го стока.

2 тип: это реки лед­ни­ко­во­го пи­та­ния с по­ло­во­дьем в теп­лое время года. Такие реки рас­по­ла­га­ют­ся в вы­со­ко­гор­ных и гор­ных рай­о­нах, где есть боль­шие пло­ща­ди лед­ни­ков. Здесь лед­ни­ко­вое пи­та­ние дает боль­ше по­ло­ви­ны всего го­до­во­го стока реки и яв­ля­ет­ся ос­нов­ным ис­точ­ни­ком пи­та­ния. По­сколь­ку лед­ни­ки тают позже, то пе­ри­од по­ло­во­дья сме­ща­ет­ся на теп­лое время, а имен­но, на се­ре­ди­ну-ко­нец года.

3 тип: это реки мус­сон­но­го кли­ма­та с вы­со­кой вод­но­стью в теп­лую часть года. Вли­я­ние мус­со­нов на режим этих рек про­яв­ля­ет­ся в вы­со­ком про­дол­жи­тель­ном па­вод­ке и ма­ло­вод­но­сти рек зимой (рис. 3).

Рис. 3. Па­во­док

Па­вод­ки на­сту­па­ют обыч­но летом, и это свя­за­но с обиль­ны­ми мус­сон­ны­ми до­ждя­ми, ко­то­рые могут быть об­лож­ны­ми и про­дол­жи­тель­ны­ми. Дожди со­став­ля­ют около 50–80% го­до­во­го стока этих рек.

4 тип: это реки рай­о­нов мно­го­лет­ней мерз­ло­ты с мно­го­вод­но­стью в лет­ний пе­ри­од. Пре­об­ла­да­ние дож­де­во­го стока обу­слов­ле­но крайне малым ко­ли­че­ством зим­них осад­ков и незна­чи­тель­ным снеж­ным по­кро­вом, а также скуд­ным грун­то­вым пи­та­ни­ем из-за рас­про­стра­не­ния мно­го­лет­ней мерз­ло­ты. В се­вер­ных и вы­со­ко­гор­ных рай­о­нах снег тает при од­но­вре­мен­ном пи­та­нии рек дож­де­вы­ми осад­ка­ми. Весь сток здесь про­хо­дит в те­че­ние крат­ко­вре­мен­но­го лета, а в осталь­ную часть года реки очень ма­ло­вод­ны или сток у них ис­се­ка­ет. В низ­ко­гор­ных рай­о­нах та­я­ние снега про­хо­дит вес­ной, что обу­слав­ли­ва­ет неко­то­рое по­вы­ше­ние вод­но­сти рек. Сток рек этого типа за теп­лый пе­ри­од до­сти­га­ет 90–95% го­до­во­го.

5 тип: это реки с пре­об­ла­да­ю­щим дож­де­вым пи­та­ни­ем и па­вод­ко­вым ре­жи­мом. Такие реки ха­рак­тер­ны для тех рай­о­нов, в ко­то­рых незна­чи­тель­ный снеж­ный по­кров, по­это­му и по­ло­во­дье бы­ва­ет невы­со­кое. Боль­шую часть стока здесь фор­ми­ру­ют пре­иму­ще­ствен­но дожди, ко­то­рые вы­зы­ва­ют вы­со­кие крат­ко­вре­мен­ные па­вод­ки. И не толь­ко в теп­лое время года, но и в хо­лод­ный пе­ри­од.

Ледовой режим

Из­вест­но, что мно­гие реки за­мер­за­ют. Это ха­рак­тер­но в ос­нов­ном для рек се­вер­но­го по­лу­ша­рия. Тогда на реках на­сту­па­ет ле­до­став – пе­ри­од, когда на­блю­да­ет­ся на реке или дру­гом во­до­е­ме непо­движ­ный ле­дя­ной по­кров. Вес­ной на­сту­па­ет вскры­тие рек, или ле­до­ход (рис. 4), когда по по­верх­но­сти рек или дру­гих во­до­е­мов на­чи­на­ет лед или ле­дя­ные поля бла­го­да­ря дей­ствию вет­ров и те­че­ний.

Рис. 4. Ле­до­ход

По ле­до­во­му ре­жи­му раз­ли­ча­ют реки с устой­чи­вым ле­до­ста­вом раз­лич­ной дли­тель­но­сти и реки с неустой­чи­вым ле­до­ста­вом, ино­гда на­сту­па­ю­щим не каж­дый год.

Сток

Сток – это пе­ре­ме­ще­ние вод по зем­ной коре. Раз­ли­ча­ют по­верх­ност­ный (реч­ной) и под­зем­ный. Сток ха­рак­те­ри­зу­ет­ся рас­хо­дом воды: объ­е­мом воды, про­те­ка­ю­щей в еди­ни­цу вре­ме­ни через живое се­че­ние реки. Он обыч­но вы­ра­жа­ет­ся в м³/с. Сред­не­су­точ­ные рас­хо­ды воды поз­во­ля­ют опре­де­лить мак­си­маль­ные и ми­ни­маль­ные рас­хо­ды, а также объем рас­хо­да воды за год с пло­ща­ди бас­сей­на. Го­до­вой сток Ама­зон­ки (рис. 5) со­став­ля­ет 3787 км³, а у Волги – 270 км³ (рис. 6).

Рис. 5. Река Ама­зон­ка

Рис. 6. Река Волга

Ве­ли­чи­на стока за­ви­сит от ряда фак­то­ров: кли­ма­та, ре­лье­фа мест­но­сти, поч­вен­но­го и рас­ти­тель­но­го по­кро­ва, вли­я­ния болот, круп­ных про­точ­ных озер. Зоной са­мо­го обиль­но­го стока яв­ля­ют­ся эк­ва­то­ри­аль­ные ши­ро­ты, здесь же он и рав­но­мер­но рас­пре­де­лен во вре­ме­ни. Самый обиль­ный сток на­блю­да­ет­ся в Южной Аме­ри­ке. Зона ми­ни­маль­но­го стока при­хо­дит­ся на суб­по­ляр­ные ши­ро­ты се­вер­но­го по­лу­ша­рия. Здесь сток ми­ни­маль­ный, и при­хо­дит­ся он на теп­лое время года: весну и лето.

Реки-крики

Чуть боль­ше по­ло­ви­ны ма­те­ри­ка Ав­стра­лии имеет раз­об­щен­ный сток или от­но­сит­ся к внут­рен­ним бас­сей­нам стока. На за­пад­ном плато сток наи­бо­лее раз­об­щен, и дей­ству­ю­щие здесь по­то­ки функ­ци­о­ни­ру­ют редко и непро­дол­жи­тель­ное время, а за­кан­чи­ва­ют­ся обыч­но во вре­мен­ных озе­рах или бо­ло­тах, при­уро­чен­ных к бес­сточ­ным кот­ло­ви­нам. Боль­шая тер­ри­то­рия в Квинслен­де – се­вер­ная тер­ри­то­рия Южной Ав­стра­лии пло­ща­дью в 1143 км² – при­над­ле­жит к бас­сей­ну озера Эйр (рис. 7), од­но­му из круп­ней­ших бас­сей­нов внут­рен­не­го стока.

Рис. 7. Озеро Эйр

Круп­ные реки этого бас­сей­на Джор­джи­на, Дайа­ман­ти­на и Ку­пер-Крик ха­рак­те­ри­зу­ют­ся очень ма­лы­ми укло­на­ми и обыч­но пред­став­ля­ют собой ла­би­рин­ты сухих пе­ре­пле­та­ю­щих­ся русел. Од­на­ко после до­ждей они могут раз­ли­вать­ся на много ки­ло­мет­ров в ши­ри­ну. Воды этих рек очень редко до­сти­га­ют озера Эйр. В 1950 г. его кот­ло­ви­на за­пол­ни­лась впер­вые со вре­ме­ни ко­ло­ни­за­ции ма­те­ри­ка ев­ро­пей­ца­ми. Такие реки в Ав­стра­лии и на дру­гих ма­те­ри­ках на­зы­ва­ют ре­ки-кри­ки, иначе го­во­ря, пе­ре­сы­ха­ю­щие реки (рис. 8).

Рис. 8. Пе­ре­сы­ха­ю­щие реки

Во время до­ждей они раз­ли­ва­ют­ся, а в дру­гие се­зо­ны, когда недо­ста­точ­но ис­точ­ни­ков пи­та­ния, реки пе­ре­сы­ха­ют.

Ледостав

Рис. 9. Ле­до­став

Дли­тель­ность и ха­рак­тер ле­до­ста­ва (рис. 9), а также тол­щи­на льда за­ви­сит на реках в ос­нов­ном от тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­ма зимы, от её про­дол­жи­тель­но­сти, от ха­рак­те­ра вод­но­го объ­ек­та, от вет­ро­во­го ре­жи­ма и др. Малые реки и непро­точ­ные во­до­е­мы за­мер­за­ют быст­рее, чем боль­шие, а гор­ные реки из-за быст­ро­го те­че­ния ино­гда не имеют сплош­но­го ле­до­ста­ва. Участ­ки, где те­че­ние быст­рое или куда при­те­ка­ют теп­лые воды (сбро­со­вые, грун­то­вые), могут оста­вать­ся сво­бод­ны­ми ото льда. Такие участ­ки на­зы­ва­ют­ся по­лы­нья­ми (рис. 10).

Рис. 10. По­лы­нья

На во­до­е­мах ев­ро­пей­ской части Рос­сии ле­до­став обыч­но на­чи­на­ет­ся во вто­рой по­ло­вине но­яб­ря и за­вер­ша­ет­ся в ос­нов­ном в се­ре­дине де­каб­ря. Вскры­тие боль­шин­ства во­до­е­мов ото льда на­чи­на­ет­ся в на­ча­ле ап­ре­ля и за­кан­чи­ва­ет­ся к на­ча­лу мая.