5.3.1. Водосборы и водоразделы

Поверхность Земли имеет об­щий наклон либо по направлению к океанам и морям, либо к замкнутым бессточным областям. Часть суши, с которой реки несут воду в моря, соединенные с Мировым океаном, называется областью внешнего стока (78%), а часть, с которой вода поступает в замкнутые, находящиеся на суше водоемы, не имеющие стока в океан, называется областью внутреннего стока (22%). В пределах внешних и внутренних склонов сток воды осуще­ствляется в направлении уклонов местности преимущественно в форме русловых потоков. Небольшие ручьи, зарождающиеся на склонах, сливаясь, постепенно образуют реки. Совокупность сливающихся рек вместе с главной рекой, выносящей воду в Ми­ровой океан или замкнутую бессточную область, называется речной системой. Территория, с которой в данную реку или речную си­стему стекает вода, назы­вается водосбором. Водосборы двух соседних рек или речных си­стем отделяются друг от друга полосой местности, или линией на карте, называемой водоразделом, проходящим по наиболее воз­вышенным местам между рассматриваемыми водосборами.

Итак, каждый водный объект на поверхности суши имеет свою область питания (водосбор), представляющий собой часть земной поверхности и толщу почв и горных пород, откуда вода поступает к водному объекту. Бассейн любого водного объекта состоит из поверхностного и подземного водосборов. Водо­сборы водных объектов отделяются друг от друга водоразделами, т.е. линиями, проходящими по наивысшим точкам земной поверх­ности, расположенной между ними. На суше существует множество водоразделов и множество водосборов, как существует множество рек и речных систем. Водоразделы, отделяющие части суши, сток с которых происходит в те или иные речные системы, называют водоразделами речных бассейнов.

В горных и всхолмленных равнинных районах водоразделы обычно хорошо выражены и проходят по линии пересечения двух смежных склонов горных хребтов или возвышенностей. На слабо­всхолмленных равнинах и в заболоченных районах водо­разделы выражены неясно и провести их на топографических картах бывает трудно.

Помимо поверхностных, различают и подземные водоразделы, которые отделяют области подземных вод, питающие соседние вод­ные объекты. Поверхностные и подземные водоразделы не всегда совпадают, особенно у малых водосборов. Однако на практике в гидрологиче­ских расчетах за площадь водосбора часто принимают размер только поверхностного водосбора из-за отсутствия необходимых данных для определения подземного. В результате этого могут возникать существенные погрешности при расчетах гидрологиче­ских характеристик, в основном для малых водосборов. Иногда не вся площадь водосбора дает сток в водный объект. Это проис­ходит в случае, когда на поверхности водосбора имеются замкнутые понижения (котловины, западины, бессточные озера), кото­рые аккумулируют стекающие воды, а затем тратят их в основном на испарение – бессточные области. Такие бессточные области должны исключаться из общей площади водосбора.

К физико-географическим характеристикам водосбора следует отнести: географическое положение, геологическое строение, рельеф, климатические условия, растительный покров и почвы, водные поверхности на площади водосбора. Они оказывают боль­шое влияние на процесс формирования стока и связаны как между собой, так и с режимом водных объектов.

Географическое положение водосбора определяется широтой и долготой крайних точек, а иногда и его расположением по отношению к горным хребтам и другим водосборам. Географи­ческое положение тесно связано с климатическими условиями.

Геологическое строение водосбора играет существен­ную роль в формировании поверхностного и подземного стока, так как водно-физические свойства различных почв и грунтов оказы­вают большое влияние на потери осадков при их просачивании. Близкое залегание водонепроницаемых пород к земной поверхно­сти вызывает процессы заболачивания, наличие карстовых пород значительно меняет гидрологический режим водных объектов.

Рельеф водосбора оказывает влияние на его климатические условия, включая температуру воздуха, количество и распределе­ние осадков и испарения, и тем самым играет большую роль в процессе формирования стока.

Климатические условия оказывают решающее влияние на про­цессы формирования стока и определяют водный режим водоемов. Наибольшее влияние на режим водоемов оказывают атмосферные осадки и испарение с поверхности водосбора. Атмосферные осадки определяют количество воды, поступающей на поверхность водо­сбора, а испарение - потери воды с его поверхности. Таким обра­зом, сток с водосбора является функцией осадков и испарения, а остальные физико-географические характеристики водосбора влияют на сток в меньшей степени. Причем их влияние на сток связано с их же непосредственным влиянием на осадки и испарение. Так, испарение с поверхности водосбора в основном зависит от дефицита влажности воздуха. Этот дефицит рассчитывается по температуре испа­ряющей поверхности, степени турбулентного перемешивания воздуха (обычно определяемой скоростью ветра), влажности почвы и вида растительности.

Растительный покров обычно характеризуется сведениями о его основных видах (лесах, лугах, сельскохозяйственных культу­рах и т.п.) с указанием размеров занимаемых ими площадей. Из всех видов растительности наибольшее влияние на сток оказывает лесистость водосбора, так как она увеличивает количество атмо­сферных осадков примерно на 10 % по сравнению с безлесными территориями. В результате облесенные водосборы имеют больший сток. Испарение с поля и леса примерно одинаково.

Почвенный покров определяет интенсивность просачивания атмосферных осадков, тем самым существенно влияет на формиро­вание поверхностного и подземного стока.

Водные объекты на площади водосбора в основном пред­ставлены озерами, водохранилищами и прудами. Они уменьшают сток за счет большого испарения по сравнению с сушей, но в то же время регулируют сток во времени.