59. Питание рек. Типы водного режима и климатическая классификация рек

Питанием рек называется поступление воды в их русла; ее приносят поверхностный и подземный стоки. Различают три вида питания: дождевыми, талыми снеговыми и талыми лед­никовыми водами или, сокращенно, дождевое, снеговое и леднико­вое. До недавнего времени выделяли еще грунтовое питание. Од­нако совершенно очевидно, что оно составляет часть дождевого, снегового или ледникового. Только под­земные воды обеспечивают непрерывность течения рек и регули­руют их уровень. В тех зонах, где атмосферное увлажнение недо­статочное и грунт не промачивается осадками, реки пересыхают на сезон без дождей или даже текут только во время весеннего таянья снега.

От суммарного объема поступающей в русла воды зависит водоносность рек. Например, среднегодовой расход реки Урал при длине ее в 2534 км равен только 360 м³/с, тогда как в Зам­бези (длина 2660 км) уже у водопада Виктория (в 1200 км от устья) он равен 1400 м³/с.

Очень важно сезонное распределение поступающей в русла воды. С ним связано колебание уровней рек. Так, минимальный расход Урала в том же пункте, для которого выше приведен сред­негодовой расход, 13,6 м³/с, а максимальный 13 500 м³/с. Замбези во все сезоны многоводна.

Выделяют следующие зональные типы водного режима рек:

1. Экваториальный тип. Питание только дождевое, обильное и равномерное в течение всего года. На месяцы равноденствия приходятся бурные половодья. Такой режим рек обеспечивается водным балансом: осадков около 2000 мм, испарение около 1000 мм, на сток расхо­дуется до 50%, подземное питание обильное, иногда до 50% пол­ного стока, так как мощный почвенный покров впитывает много влаги.

2. Субэкваториальный, или саванновый, тип. Питание только дождевое. Большая часть осадков (900-1800 мм) выпада­ет в сезон дождей. В сухом сезоне испарение настолько велико, что к концу его все запасы почвенной влаги истощаются, и расход воды в реках становится крайне и реки пересыхают. Первые дожди полностью идут на насыщение почвы и только по­сле этого расход в реках резко возрастает. От середины сезона дождей уровень рек быстро повышается и становится очень высоким.

3. Тропический пустынный. Тропические пустыни бессточны. Все осадки (менее 200 м) расходуются на испаре­ние. Ливневые короткие дожди могут дать только поверхностный сток в виде бурных паводков, инфильтрация влаги незначительна и наблюдается только в песках или трещиноватых известняках. Подземные воды за счет современных осадков не образуются.

4. Субтропический средиземноморский. Питание рек исключительно дождевое. Основная масса осадков приходится на зиму. В это время года повышается уровень рек. В сухой сезон реки маловодны, многие пересыхают. При большом испарении (до 90% суммы осадков) инфильтрация в грунте мала и подзем­ное питание рек практического значения не имеет, они несут толь­ко поверхностную воду. Естественно, что режим их неравномер­ный, паводочный.

5. Субтропический муссонный. Питание рек тоже дождевое, но в отличие от средиземноморского типа осадков больше и реки полноводнее. Осадки выпадают и зимой и летом, причем макси­мум дают летние муссонные дожди; течение рек в это время паводочное, бурное; зимой уровень падает. Например, амплитуда уровня Хуан­хэ на равнине достигает 5 м с максимумом в июле – августе и минимумом в январе – феврале.

6. Умеренный морской, или западноевропейский. Питание почти только дождевое. Оно сравнительно равномерно распределяется по сезонам. Осадки примерно пополам расходуются на испарение и речной сток. Подземное питание составляет также около поло­вины от полного стока. Зимой осадков несколько больше, а испа­рение меньше. Реки всегда полноводны, максимальный уровень бывает зимой.

7. Умеренный континентальный, или русский тип. Питание дождевое и снеговое. Летом и осенью только дождевое, зимой только грунтовое, весной - талыми водами и меньше дождевыми. Подземное питание составляет от 25 до 30 % общего стока; оно обеспечивает течение рек и зимой подо льдом, и в жаркие летние месяцы. Водный режим рек неравномерный: бурное весеннее поло­водье сменяется низкой летней меженью; осенью водность повы­шается за счет сокращения испарения и уменьшается зимой – зимняя межень. На заболоченных равнинах, например в Западной Сибири, по­ловодье растягивается на значительное время.

8. Умеренный полупустынный, или казахстанский. Питание дождевое и снеговое, преобладают талые снеговые воды весеннего периода. Летние дожди не промачивают почвогрунты, и грунтовое питание настолько мало, что летом многие реки пере­сыхают, в других сток так мал, что вода становится солоноватой, а реки не доходят до моря или озера и заканчиваются слепыми устьями (Тургай, Иргиз).

9. Умеренный пустынный. Сток только за счет весенних талых вод в виде кратковременных потоков. Общая величина стока близ­ка к нулю. Реки только транзитные.

10. Умеренный муссонный, или дальневосточный. Питание дождевое и снеговое, общий сток значительный, около 300 мм; летнее за счет муссонных дождей. В конце июля – начале августа высокие паводки приобретают характер катастрофических наводнений. Весеннее таянье снегов в отличие от рек рус­ского типа не вызывает половодья. Низка зимняя межень. Однако грунтовое питание все-таки обеспечивает постоянство даже малых рек.

8. Вечномерзлотный, или восточносибирский. Сильные зимние морозы, малое количество осадков, малый снеговой покров и особенно вечная мерзлота придают водному балансу и рекам Восточной Сибири значительное своеобразие. Слой осадков изменяется от 330 на Яне до 540 мм на Витиме. Благодаря вечной мерзлоте крайне мал подземный сток: 21 и 58 мм. В летнюю жару таянье мерзлоты дает рекам еще один источник питания. Питание почти исключительно снеговое и мерзлотными водами, на дождевое приходится 1-2 %. По этой причи­не, а также из-за мерзлоты, весеннее половодье бурное, уровень поднимается на 10-15 м. Летний ре­жим паводочный от дождей. Характерно промерзание воды до дна. Малые реки промерзают по всей длине, большие только на перекатах. Так как зимой грунтового питания из-за мерзлоты нет, то и сток прекращается не только на малых реках, но даже на Яне, Индигирке, Вилюе. Зимой на реках образуются наледи.

12. Полярный. Сток происходит только в короткое полярное лето в виде временных водотоков, питающихся талой водой; на­стоящих рек нет.

13. Озерный тип. К нему относятся реки Нева, Свирь, Святого Лаврентия, Нельсон, Макензи, Ангара. Они несут почти исключи­тельно озерную воду, поверхностный и подземный сток дельно малы. Реки-протоки всегда полноводны и заре­гулированы огромными озерами, уровень их не зависит от атмосферных осадков, склонового стока и таянья снега.

14. Горный тип. Горным рекам свойственна вертикальная пояс­ность питания и режима. В высокогорьях они питаются талой лед­никовой водой, поэтому сток увеличивается летом. На склонах средней высоты к талой воде прибавляется дождевая, причем осадков в горах много. В низовьях режим рек определяется при­родой географической зоны, в которой находятся подножья горной страны.

В горном типе различают два подтипа: среднеазиатский и аль­пийский. Реки пустынь Средней и Центральной Азии и других аридных зон по выходе из гор осадков не получают, текут транзитно, в низовьях объем воды в них уменьшается и они или впа­дают в замкнутые озера, или оканчиваются слепыми устьями. В реках альпийского типа – Альп, Кавказа, Алтая и других гор­ных стран гумидных зон – обильное ледниковое питание внизу дополняется столь же обильным дождевым. Реки многоводны.

Речной сток состоит из паводочного и устойчивого. В обеспечении водой почв, растений и особенно в водоснабжении населения Земли важен устойчивый сток.

Непериодические колебания уровня рек. Кроме периодических половодий на реках случаются эпизодические увеличения массы воды и повышения уровней. К ним относятся паводки и навод­нения.

Паводком называется быстрое, кратковременное поднятие уров­ня воды в реке, вызванное сильными ливнями, быстрым таяньем снега, загромождением русла льдом. Вниз по реке паводок распространяется волной, высокой в лобовой части и сниженной в тыльной. Скорость движения паводковой волны изменяется от 45 в горах до 3 км/ч на равнинах. Постепенно распластываясь, волна затухает.

Иногда паводки сопровождаются наводнениями – значитель­ными затоплениями местности. Они часты на реках Дальнего Востока, случаются на Огайо и Миссисипи, на Дунае, Роне, По. Очень часто наводнения бывают на Неве.