Особенности гидрологического режима устьевого участка реки

Особенности речного режима на устьевом участке реки проявля­ются прежде всего в довольно быстром распластывании волн по­ловодья и паводков. Если на верхней границе устьевой области величина колебаний уровня воды приблизительно такая же, как и в целом в низовье реки, т. е. может достигать и даже превышать 10 м, то вблизи моря величина колебаний уровня, обусловленных речным стоком, обычно не превышает 0,3—0,4 м.

Как уже указывалось, важной чертой устьевого участка реки является наличие дельты. Самые крупные дельты находятся в усть­ях Ганга и Брахмапутры (105 600 км²), Амазонки (100 000 км²), Хуанхэ (36 300 км²), Инда (29 500 км²), Меконга (28 500 км²), Миссиси­пи (26 200 км²). Самые крупные дельты в России у Лены (32 000 км²), Волги (11000), Терека (8 900), Яны (6 600 км²).

Дельты формируются двумя путями: медленным (эволюцион­ным) и быстрым (скачкообразным). Второй путь характерен для рек, имеющих большую мутность воды (более 1 кг/м³), и проявля­ется в периодических прорывах потока либо непосредственно в мо­ре (как в устьях Миссисипи, Сулака, Куры), либо в пониженные места старой дельты (как в устьях Терека, Амударьи, Или, Хуанхэ). В этом случае процессы могут носить катастрофический характер и приводить к сильным наводнениям. Так, в дельте Хуанхэ в про­шлом нередко происходили такие разрушительные наводнения. После прорыва защитных валов в 1642 г. погибло 200 тыс. человек, в 1889 г. после аналогичного прорыва было затоплено 22 тыс. км² земель и погибло более 1 млн человек.

В периоды повышенного стока наносов дельта выдвигается в море, и ее площадь увеличивается. Увеличение длины рукавов дельты при их выдвижении в море или озеро получило название устьевого удлинения. Если сток наносов реки достаточно большой, то величина устьевого удлинения может быть очень велика. В не­далеком прошлом были зафиксированы величины выдвижения дельты Амударьи в Аральское море с интенсивностью до 4 км/год, а дельты Хуанхэ в Желтое море со скоростью до 10 км/год.

С выходом дельты на большие морские глубины ее выдвижение замедляется. Замедлению выдвижения дельты в море или даже ее отступанию способствуют: уменьшение стока наносов реки (в том числе антропогенное), повышение уровня приемного водоема (моря или озера), просадка грунта, вызванная уплотнением и обезво­живанием дельтовых отложений, активизация волнения. В связи с сокращением стока наносов многих рек во второй половине XX в. выдвижение в море многих дельт мира сменилось размывом их морского края и деградацией. Повышение уровня Каспийского моря в 1978—1995 гг. на 2,35 м привело к частичному затоплению дельт Терека, Сулака и Куры и усилению их размыва.

Если в устье реки имеется дельта, то ее важной особенностью является периодическое затопление водами половодья и распреде­ление и перераспределение стока по ее рукавам.

Особенности проявления морского режима на устьевом участке реки заключаются в распространении на некоторое расстояние волн приливов и нагонов. По мере распространения вверх по реке они постепенно затухают. Предельная дальность распространения приливов и нагонов тем больше, чем больше их величина в море и меньше обусловленный речным стоком уклон водной поверхно­сти в реке.

Приливные колебания уровня наибольших величин достигают именно в устьях рек: до 18 м (зал. Фанди), 13 м (Пенжинская губа), 8—10 м (эстуарий Мезени), 5—7 м (устье Северна), 5—6 м (дельта Ганга и Брахмапутры), 5 м (устье Амазонки). Причина того, что в устьях рек приливы (и штормовые нагоны тоже) больше, чем в открытом море,— уменьшение глубин и сужение русла, способ­ствующие концентрации энергии приливной волны.

Приливы и нагоны на больших реках (а чем больше река, тем меньше уклон ее водной поверхности) могут распространяться на огромные расстояния. Так, приливы проникают на Северной Дви­не на 135 км, Печоре—190, Меконге — 350, Миссисипи — 400, Сенегале — 450, Янцзы — 600, на Амазонке — на 1400 км. Дальность распространения нагонов в устье Дона 150 км, Индигирки — 200, Колымы — 280, Оби — 350, Енисея — 870 км.

Штормовые нагоны нередко вызывают в устьях рек катастро­фические наводнения. Такие наводнения бывали, например, в дельте Невы, когда уровень воды поднимался на 4,2 м (1824 г.) и 3,8 м (1924 г.), в дельте Волги (2,5 м, 1952 г.), в устьях Рейна (4,0 м, 1953 г.) и Эльбы (5,7 м, 1962 г.), в дельте Кубани (3,5 м, 1969 г.). Вызванное тайфуном наводнение в дельте Ганга в ноябре 1970 г. (уровень воды поднялся на 9,1 м) привело к гибели 200 тыс. чело­век и более 4,7 млн человек оставило без крова. Бороться с такими наводнениями чрезвычайно трудно. В многорукавной и низменной дельте обваловать и защитить от затопления все острова невозмож­но. Единственный выход — это строительство защитных дамб (с си­стемой регулирующих шлюзов, водопропускных отверстий, «проти- вонагонных барьеров и ворот») либо по периферии дельты (как в устье Рейна и Мааса), либо поперек эстуария или морского за­лива (как в устье Темзы или в Невской губе).

Важной чертой проявления морского режима на устьевом уча­стке служит проникновение в реку осолоненных вод. Возможны три типа смешения речных и морских вод на устьевом участке реки: полное перемешивание, частичное перемешивание, страти­фицированное состояние («клин соленых вод»). Чем больше при­ливы или нагоны и меньше сток воды реки, тем сильнее переме­шивание речных и морских вод. Морские воды проникают в устье реки тем дальше, чем больше глубина русла и плотность (соле­ность) морской воды и меньше расход речных вод. Этот вывод подтверждает известный факт, что после углубления речного русла в устье реки для судоходства дальность проникновения морских вод в реку резко увеличивается (это явление отмечено в устьях Дуная, Миссисипи, Яны и др.). В межень морские воды под вли­янием приливов или нагонов могут распространяться, например, вверх по Северной Двине на 45 км, Амуру — на 50, Яне — на 60, Эльбе — на 70, по Миссисипи — на 240, Сенегалу — на 300 км.

Схема, иллюстрирующая сопряжение уровней воды в реке и море при одновременном изменении стока реки (половодье — межень) и приливных явлений в море (прилив — отлив), приведена на рис. 6.27. Из этой схемы видно, что в межень приливные колеба­ния уровня распространяются в реку на большие расстояния, чем в половодье. Кроме того, зона обратных течений на устьевом уча­стке реки во время прилива короче, чем дальность распростране­ния приливных колебаний уровня (£_обрт < Х_пр). Наибольшая даль­ность распространения в реку осолоненных морских вод еще коро­че (L_s< L_o6pr). При этом на наибольшее расстояние морские воды проникают в реку в межень и во время прилива. В половодье морская вода «выталкивается» из реки в море.