5.6.2. Основные фазы водного режима рек

Итак, закономерно повторяющиеся изменения во времени взаимосвязан­ных характеристик водного потока - расхода и уровня воды, укло­на водной поверхности, скоростей течения - определяют водный режим реки. Если построить на графике внутригодовой ход осредненных за месяц расходов воды, то мы получим т.н. гидрограф. Пример гидрографа приведен на рис.5.15.

Рис.5.15. Пример гидрографа. Река Яна, 1980 г.

Гидрограф может отражать как внутригодовой ход расхода воды в реке, так и внутримесячный ход – в зависимости от масштаба осреднения. Межгодовые изменения стока (как и внутримесячные) имеют сложный характер, обычно меняясь достаточно хаотично. Если взять, к примеру, гидрограф, отражающий межгодовой ход стока реки за 100 лет и сравнить любые два десятилетних периода, то они могут как оказаться похожими друг на друга, так и совершенно различными. Однако если взять гидрографы реки в осреднениях за месяц и сравнить разные годы, то сходство гидрографов может показаться поразительным. Мы обнаружим, что летом расходы больше, а зимой – меньше, причем какой бы год мы не взяли, картина принципиально не изменится. Эти характерные особенности режима рек называются фазами водного режима. Всего выделяют три фазы: половодье, межень и паводок.

Половодьем называется ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон продолжительный и высокий подъем уровня и рас­хода воды, обусловленный поступлением воды от главного источника питания реки. Половодье обычно сопровождается затопле­нием поймы.

Половодье может быть как снегового или снего-ледникового, так и дождевого происхождения. На разных реках земного шара оно проходит в разное время года. На Европейской равнине оно наблюдается весной, в бассейне Амура - летом и осенью, а в Среди­земноморье - зимой. Начало половодья обычно определяют по дате устойчивого увеличения расхода воды, обнаруживаемого на гидрографе. Это не представляет трудности. Значительно сложнее определить его конец. Правильнее всего за конец снегового половодья принимать момент времени, когда через замыкающий створ пройдет остаток талой воды с наиболее удален­ной части бассейна. Это делается с помощью данных о сходе снега, а также наблюдений за исчезновением ручьев в балках и оврагах.

Половодье существенно зависит от гидромете­орологических факторов. Размеры и фор­ма гидрографа половодья одной и той же реки сильно различаются по годам в зависимости от метеорологи­ческих условий. Главными факторами, влияющими на размеры половодья, являются:

а) запас воды в снежном покрове;

б) осадки, выпавшие на снежный покров и обнажившуюся почву;

в) испарение с почвы и снежного покрова во время снеготаяния;

г) инфильтрация воды в почву;

д) температура воздуха.

В отличие от половодья, паводки характеризуются непродол­жительным и быстрым подъемом воды, вызванным ливневыми дождями в теплый период или оттепелями зимой. Они возникают нерегулярно, хотя в некоторых климатических условиях наблю­даются в определенные сезоны года. На реках лесной и лесостеп­ной зоны европейской части России, например, они проходят в осенние месяцы, а на реках северо-востока страны (в бассейнах Лены, Индигирки, Колымы) - с июля по октябрь.

В паводке самое важное не расход воды, а высота паводка, т.к. высокий паводок может привести к серьезным, иногда даже катастрофическим, последствиям. Высота паводка зависит от ряда гидрометеорологических факторов и различна в разных физико-географиче­ских районах. Она определяется климатом и ландшафтными осо­бенностями территории, но зависит также от площади бассейна - модуль максимального стока уменьшается с увеличением бассей­на. Поэтому, сравнивая модули разных рек, всегда следует учи­тывать размеры бассейна. В конкретном бассейне величина паводкового стока зависит: а) от характеристик дождя - слоя выпавших осадков, их интенсивности и продолжительности, б) от влагонасыщенности бассейна к началу дождя - дефицита влаги в почве и наличия воды на поверхности.

Наиболее благоприятные условия для образования паводков наблюдаются после весеннего снеготаяния, когда почва увлажнена до наименьшей влагоемкости.

Меженью называется период низкой водности, когда река питается преимущественно подземными водами. Выделяют летнюю и зимнюю межень. Летняя межень наблюдается на реках, где снег сходит весной, а летние дожди не настолько значительны, чтобы вызвать подъем уровня воды. Зимняя межень свойственна рекам районов с устойчивой отрица­тельной температурой воздуха зимой. В некоторых случаях зимой сток рек может полностью прекращаться из за полного промерзания воды (например, р.Яна, рис.5.15). В отличие от половодья и паводка, межень не является опасным явлением, однако прогнозировать минимальный уровень рек важно, особенно в условиях засушливого климата с тем, чтобы заранее знать о возможной засухе и недостатке воды.