Что такое режим реки определение. Гидрология рек

Река — водный поток, который протекает в углублении рельефа, называемом руслом, и питается за счет стока воды. Начало этого потока называется истоком, а место впадения в озеро море или другой поток — устьем. На всем протяжении от истока до устья в него могут впадать другие потоки, которые называются притоками. Количество притоков зависит от климата местности, количества выпадающих осадков. Истоками часто становятся родники, болота, озера или ледники. Площадь, с которой собирается вода, называется бассейном. Граница между бассейнами – это водораздел. Классификацию рек проводят по нескольким признакам: характеру течения, типу питания и режиму.

по характеру течения

По этому признаку классификация рек позволяет выделить следующие их виды: равнинные, горные и смешанные. Их различия напрямую зависят от рельефа, по которому они протекают.

Равнинные водные потоки имеют медленное течение, потому что их истоки расположены на небольшой высоте относительно устья. Текут они по территории с малым уклоном. Они характеризуются широкими долинами и покатыми склонами. К этому виду относятся Волга, Нил, Днепр, Амазонка, Конго и многие другие.

В отличие от равнинных, горные речки имеют большую скорость течения. Истоки их расположены на большой высоте высоко в горах, уклон местности, где они протекают, очень велик. Долины их узкие и скалистые, а склоны крутые. Часто они образуют водопады. Самым высоким из них является водопад Анхель в Южной Америке, высота которого 1054 м.

Смешанные берут начало высоко в горах, но потом выходят на равнину. Поэтому в верховьях их можно отнести к горным, а в среднем и нижнем – к равнинным. При выходе на равнину их вид резко меняется, они замедляются, а русло расширяется. Так выглядит Терек на различных своих участках.

Река Волга

Различия по типу питания

Питаются реки за счет сбора вод со своих бассейнов. Они различаются в зависимости от вида территории, где протекают и сезонного наличия осадков. Существуют дождевые, озерные, болотные, ледниковые, карстовые и смешанные.

Дождевое питание наблюдается обычно в зонах экваториального климата, где нет сезонности, а дожди идут постоянно. К этому типу относятся Амазонка и Конго.

Озерное пополнение характерно для речек, вытекающих из озер. К ним можно отнести Ангару, Волхов, Неву, Бию и некоторые другие. Также существует и болотное питание на особо влажных участках. Обычно здесь имеет место плоский рельеф, а речки текут очень медленно, неся болотные воды. Такой тип характерен для всей Западной Сибири.

Ледниковое питание обеспечивает таяние ледников. Так получают воду Амударья и притоки Амазонки, которые берут начало высоко в Андах. Также иногда для горных речек характерен карстовый тип, когда они получают воду из подземных карстовых углублений. Самый распространенный тип питания – смешанный.

Река Амур

по режиму

Режим реки – различия в ее поведении по сезонам. Он делится на половодье, паводок и межень. Половодье – значительное увеличение уровня воды и водоносности потока. Паводок – кратковременное поднятие уровня в результате обильных осадков. Межень – период низкого уровня воды. Режим может быть: экваториальным, тропическим, умеренным, и арктическим.

Экваториальный режим характерен отсутствием каких-либо сезонных различий. Для тропического обычным являются паводки в период дождей и пересыхание или обмеление в сухой период. Для умеренного характерны значительные колебания уровня: паводки – весной, а зимой и летом – межень. Арктический отличается снеговым питанием, промерзанием на длительный период, очень коротким стоком.

Проведение четкой классификации рек данной местности позволяет определить их особенности, что немаловажно для возможности их грамотного использования в хозяйственной деятельности. Так на речках с быстрым течением строят гидроэлектростанции, а в засушливых районах вода применяется для орошения полей.

На стоке рек и их водном режиме в течение года лежит печать зональности, поскольку они определяются прежде всего условиями питания. Первая классификация рек по условиям питания и водному режиму была создана А. И. Воейковым в 1884 г. В дальнейшем она усовершенствовала М. И. Львовичем за счет количественной оценки роли отдельных источников питания рек и сезонного распределения стока. При определенных условиях каждый из источников питания может оказаться почти исключительным, если его доля составляет более 80%; может иметь преимущественное значение (50-80%) или преобладать над другими (менее 50%). Те же градации применяются им и для стока рек по сезонам года. По сочетанию источников питания (дождевое, снеговое, подземное, ледниковое) и сезонному распределению стока им выделено на Земле шесть зональных типов водного режима рек, хорошо выраженных на равнинах.

Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток в течение всего года, увеличение его наблюдается осенью соответствующего полушария. Реки: Амазонка. Конго и др.

Реки тропического типа. Сток этих рек формируется за счет муссонных летних дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому половодье летнее. Реки: Замбези, Ориноко и др.

Реки субтропического типа в целом имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока выделяются два подтипа: на западных побережьях материков в средиземноморском климате основной сток зимний (Гвадиана, Гвадалквивир, Дуэро, Тахо и др.), на восточных побережьях в муссонном климате сток летний (притоки Янцзы, Хуанхэ).

Реки умеренного типа. В пределах умеренного климатического пояса выделяются четыре подтипа рек по источникам питания и сезонному распределению стока. На западных побережьях в морском климате у рек преимущественно дождевое питание с равномерным распределением стока в течение года с некоторым увеличением зимой за счет сокращения испарения (Сена, Темза и др.); в районах с переходным климатом от морского к континентальному у рек смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним половодьем (Эльба, Одер, Висла и др.); в районах континентального климата у рек преимущественно снеговое питание и весеннее половодье (Волга, Обь, Енисей, Лена и др.); на восточных побережьях с муссонным климатом у рек в основном дождевое питание и летнее половодье (Амур).

Схема классификации рек по источникам питания (по М.И. Львовичу).

Реки субарктического типа имеют преимущественно снеговое питание при почти полном отсутствии подземного из-за многолетней мерзлоты. Поэтому многие небольшие реки зимой промерзают до дна и не имеют стока. Половодье на реках в основном летнее, так как они вскрываются в конце мая – начале июня (Яна, Индигирка, Хатанга и др.).

Реки полярного типа в короткий период лета имеют ледниковое питание и сток, большую же часть года они замерзшие.

Подобные типы и подтипы водного режима характерны для равнинных рек, сток которых формируется в более или менее однотипных климатических условиях. Режим крупных транзитных рек, пересекающих несколько природно-климатических зон, сложнее.

Рекам горных областей присущи закономерности вертикальной поясности. С увеличением высоты гор у рек возрастает доля снегового, а потом и ледникового питания. Причем в аридном климате у рек ледниковое питание является основным (Амударья и др.), в гумидном наряду с ледниковым осуществляется и дождевое питание (Рона и др.). Горные, особенно высокогорные, реки характеризуются летними половодьями.

Наиболее интенсивны и даже катастрофичны летние половодья на реках, которые начинаются высоко в горах, а в среднем и нижнем течении имеют обильное питание от муссонных дождей: Инд, Ганг, Брахмапутра, Меконг, Иравади, Янцзы, Хуанхэ и др.

Классификация рек Б. Д. Зайкова

Наряду с классификацией рек М. И. Львовича в России пользуется популярностью типизация рек по гидрологическому режиму Б. Д. Зайкова. Под гидрологическим режимом в данном случае понимается распределение и характер прохождения различных фаз водного режима: половодья, межени, паводков и т. п. Согласно этой типизации, все реки России и СНГ разделены на три группы:

с весенним половодьем;
с летним половодьем и паводками;
с паводочным режимом.

Внутри этих групп по характеру гидрографа выделяются реки с различными типами режима.

Среди рек c весенним половодьем выделяются реки: казахстанского типа (резко выраженное короткое половодье и почти сухая межень большую часть года); восточноевропейского типа (высокое недлинное половодье, летняя и зимняя межени); западносибирского типа (невысокое растянутое половодье, повышенный сток летом, зимняя межень); восточносибирского типа (высокое половодье, летняя межень с дождевыми паводками, очень низкая зимняя межень); алтайского типа (невысокое неравномерное растянутое половодье, повышенный летний сток, зимняя межень).

Среди рек с летним половодьем выделяются реки: дальневосточного типа (невысокое растянутое половодье с паводками муссонного генезиса, низкая зимняя межень); тянь-шаньского типа (невысокое растянутое половодье ледникового генезиса).

С паводочным режимом выделяются реки: причерноморского типа (паводки в течение всего года); крымского типа (паводки зимой и весной, летом и осенью межень): северокавказского типа (паводки летом, зимой межень).

Прогноз водности рек и режима их в течение года имеет большое значение для решения вопросов о разумном использовании водных ресурсов стран. Очень важен прогноз стока в период половодий, которые в отдельные годы бывают чрезвычайно высокими (например, на реках Приморского края в августе 2000 г.) и приводят к негативным последствиям.

Известным фактом является то, что не существует даже двух рек которые обладали бы одинаковым химическим составом, одинаковой фауной, имели бы одинаковый цвет и другие характеристики. То же самое можно сказать и о речном режиме, который претерпевает изменения на протяжении всего времени существования самой реки. Согласно определению, данному в литературе географической направленности, режим реки представляет собой обычный для каждой реки ход изменений уровня, скорости и температуры, а также движения, состава и берегового рельефа, который отвечает за форму реки.

Питание рек

Поступление воды в реки называется их питанием. Различают четыре основных источника питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Питание рек, как и их режим, зависит главным образом от климатических условий. Дождевое питание свойственно рекам тропических и муссонных областей, а также многим рекам Западной Европы, отличающейся мягким климатом; снеговое - рекам, где в течение холодного периода накапливается много снега (большая часть рек СССР); ледниковое- рекам высоких горных областей; подземное - рекам, текущим в широких долинах. Однако значительно чаще встречаются реки со смешанным питанием.

Режим рек - закономерное изменение состояния реки во времени (изменение уровня, расходов, стока, скорости, температуры и т. д.). В годовом водном режиме рек выделяются периоды с типично повторяющимися уровнями, которые называются меженью, половодьем и паводком. Межень - наиболее низкий уровень воды в реке. В межень расход и сток рек незначительны, главным источником питания являются подземные воды. В умеренных и высоких широтах различают летнюю и зимнюю межень. Летняя межень наступает в результате большого поглощения осадков почвой и сильного испарения, зимняя - в результате отсутствия поверхностного питания.

Рис.1. Паводок в устье Совца (г. Дзержинск, Россия)

Половодье - высокий и длительный подъем уровня воды в реке, обычно сопровождающийся затоплением поймы; наблюдается ежегодно в один и тот же сезон. В половодье реки имеют наибольшую водность, на этот период приходится значительная часть годового стока (нередко до 60-80 %). Половодья вызываются весенним таянием снега на равнинах, летним таянием снега и льда в горах и в полярных странах, обильными дождями. Время наступления и продолжительность половодья в разных географических условиях различны.

Паводок - быстрое, но кратковременное поднятие уровня воды в реке и значительное увеличение ее водности; в отличие от половодья возникает нерегулярно. Образуется обычно от дождей, иногда в результате быстрого таяния снега, а также пропусков воды из водохранилищ. Вниз по реке паводок распространяется волной. Постепенно распластываясь, волна затухает. Наиболее высокие подъемы воды приводят к наводнениям - затоплениям местности, расположенной в речной долине выше ежегодно затопляемой поймы. Образуются наводнения в многоводные годы в результате обильного притока воды в период снеготаяния или ливней, а также вследствие загромождения русла льдом во время ледохода. На устьевых участках некоторых равнинных рек наводнения возникают вследствие ветровых нагонов воды со стороны моря и подпора речного потока, например на Неве, для предупреждения чего ведется строительство защитных сооружений со стороны моря.

Наводнения часты на реках Дальнего Востока, где вызываются обильными муссонными дождями, случаются на Миссисипи, Огайо, Дунае и других реках. Они причиняют большой вред. Высота подъема воды в половодье и паводки весьма различна. Так, весенний подъем воды на большинстве крупных рек европейской части СССР достигает 4 м; на больших сибирских реках в связи с заторами льда подъем воды может доходить до 15-20 м. Человек активно воздействует на сток рек. Он строит плотины, водохранилища, каналы, изменяет поверхностный сток путем лесонасаждения, устройства прудов и снегозадержания. Накопленные весенние воды в летний сезон поддерживают более высокий уровень рек. Реки холодных и умеренных стран в холодный период года покрываются льдом. Мощность ледяного покрова может достигать 2 м и более.

Рис.2. Последствия наводнения на реке Кроуфиш (Висконсин, США, 2008 г.)

Однако некоторые участки рек зимой не замерзают. Эти участки называются полыньями. Чаще всего полыньи наблюдаются в местах быстрого течения, при выходе реки из глубокого озера, на месте большого количества источников. Замерзание и вскрытие рек сопровождаются ледоходом, при котором наблюдаются заторы и зажоры. Заторы - скопления плывущего льда, вызванные какими-либо препятствиями. Зажоры - скопления внутриводного льда. Те и другие вызывают уменьшение поперечного сечения реки (иногда на 30 %), подъем уровня воды, а при прорыве - быстрое ее движение вместе со льдом. Заторы особенно характерны для рек, текущих с юга на север (Северная Двина, Макензи, Лена и др.), вскрытие которых начинается с верховьев.

Тепловой режим рек, уравнение теплового баланса участка реки

Уравнение теплового баланса Sсн+Scp+Sиа-Sив+-Sта+-Sик,

где Sсн - итоговый приход тепла к снегу в кал/(см2-мин); Sср - суммарная радиация; Sиа, Sив - излучение атмосферы и воды; Sта - турбулентный теплообмен с атмосферой; Sик - теплообмен с атмосферой при испарении и конденсации.

Процессы и факторы, влияющие на температуру воды в реках. Нагревание и охлаждение воды в реках и озерах происходит под влиянием теплообмена, совершающегося между массой воды и окружающей ее средой, выражением чего является тепловой баланс участка реки. Процесс обмена теплом водной массы с окружающей средой происходит по границе раздела воды с атмосферой и грунтами. Перенос тепла от поверхности раздела в толщу водной массы осуществляется в результате турбулентного перемешивания.

Некоторую роль в распространении тепла вглубь, помимо перемешивания, особенно в озерах и застойных участках рек, играет непосредственное проникновение солнечной энергии в воду. Таким путем в зависимости от мутности и цвета воды на глубину 1 м проникает от 1 до 30%, а на глубину 5 м -от 0 до 5% падающей да поверхность воды лучистой энергии. Процесс теплообмена существенно изменяется в течение суток я по времени года с изменением метеорологических условий и высоты солнца.

В соответствии с изменением теплового потока и ход температуры воды имеет периодический характер. Днем, весной и летом преобладает возрастание температуры, ночью, осенью и зимой - уменьшение. Особенно существенные изменения в процесс теплообмена вносит появление ледяного и снежного покрова. С его возникновением теплообмен с атмосферой резко уменьшается: прекращается турбулентный теплообмен и влагообмен с атмосферой и проникновение в воду лучистой энергии. В это время непосредственный обмен теплом между водной массой и атмосферой осуществляется только путем теплопроводности сквозь лед и снег.

Распределение температуры по живому сечению реки, длине и по времени

Распределение температуры по живому сечению реки. Турбулентный характер течения в реках, обусловливающий непрерывное перемешивание водных масс, создает условия для выравнивания температуры по живому сечению реки. В летнее время днем вода на поверхности несколько теплее, чем у дна, ночью же температура у дна несколько выше.

При установлении ледяного покрова более низкие температуры (0° С) наблюдаются у поверхности воды. При образовании ледяного покрова и появлении на нем снега толщиной 10-20 см практически прекращается доступ к воде лучистой энергии и исключается встречное излучение воды. При отсутствии же лучистого теплообмена тепловой режим воды будет целиком определяться потоком тепла от дна и берегов реки, что" приводит к возникновению теплового потока, направленного от придонных слоев воды к ее поверхности. Различия в температурах воды отдельных точек живого сечения обычно невелики: они находятся в пределах десятых и сотых долей градуса, редко достигая 2-3° С. В условиях сложного очертания русла при наличии заводей и зон с малыми скоростями течения распределение температуры по живому сечению и по глубине может быть более сложным. Но эти случаи являются исключениями из общей картины распределения температур по живому сечению.

Изменение температуры воды во времени. Изменение интенсивности теплового потока, поступающего в воду, и расходования полученною тепла в течение суток и года, вызывает соответствующие колебания температуры воды.

Суточный ход температуры воды наиболее четко выражен в теплую часть года. Основным фактором, определяющим амплитуду суточных колебаний температуры воды, является водность реки: чем больше водность реки, тем меньше суточная амплитуда. Кроме водности, амплитуда колебаний температуры воды зависит также от широты места. Меньшая амплитуда на северных реках является следствием того, что в этих районах в весенне-летний период ночь коротка и, следовательно, нет условий для большого ночного охлаждения. Суточные амплитуды колебания температуры воды в значительной степени зависят от условий погоды: при ясной погоде они больше, при пасмурной — меньше. Годовой ход температуры воды характеризуется следующими особенностями. В течение зимних месяцев температура воды весьма мало отличается от 0° С и практически принимается равной 0° С.

Изменение температуры по длине реки. Температура воды рек, особенно имеющих достаточно большую длину, изменяется и вдоль по течению в соответствии с изменением прежде всего климатических условий и характера водного питания. Изменение температуры воды равнинных рек, текущих в меридиональном направлении (с юга на север или с севера на юг), зависит от многих причин: времени года, источника питания, приточности, наличия в бассейне реки озер, а также от смены ландшафтных зон, через которые протекает река. По мере удаления от истока вода в реке нагревается. Достигнув наиболее высокого для данной реки значения, далее на некотором участке вниз по течению температура воды существенно не меняется. Длина участка с относительно более высокими температурами зависит, в частности, от длины самой реки: чем меньше река, тем короче этот участок.

В период охлаждения происходит выравнивание температуры воды по длине реки, в некоторые моменты времени и в нижнем ее течении температуры могут быть выше, чем в верхнем. Это объясняется более высокой водностью реки в нижнем течении и, следовательно, большей тепловой инерцией. Температура воды рек, текущих с севера на юг, обычно повышается до самого устья, но это повышение различно и зависит от ряда указанных выше причин.

Зимний режим рек. Фазы зимнего режима – замерзание, ледостав, вскрытие рек

Ледовый режим рек. При охлаждении воды до 00С и продолжающейся после этого отдаче тепла с водой поверхности на реках возникают ледовые образования- реки вступают в фазу зимнего режима. За начало зимнего периода условно принимают установление отрицательных температур воздуха, сопровождающихся возникновения на реке ледовых образований. Концом зимнего периода считают момент очищения реки ото льда. Для многих рек отождествление конца зимнего периода с моментом очищение их ото льда зачастую может оказаться нецелесообразным, так как часто даже максимум весеннего половодья сопровождается ледоходом или значительная часть паводка проходит поверх льда. Поэтому правильнее с точки зрения выделения зимней фазы стока за момент окончания зимнего режима принимать момент начало первой интенсивной прибыли весенней воды.

Рис.3. Ледостав на реке Томь (Западная Сибирь, Россия)

Период жизни реки, связаны с ледовыми явлениями, может быть разделен на 3 характерные части: замерзание реки, включающее время осеннего ледохода, ледостав и вскрытие реки. В зимний период реки бывшего СССР живут исключительно за счет питания грунтовыми водами. Только на юге и в период сравнительно кратковременных оттепелей в северных районах может наблюдаться более или менее значительный поверхностный сток. В огромном же большинстве случаев расходы рек в зимний период резко уменьшаются (на некоторых реках до полного прекращения стока) за счет промерзания грунтов и иссякания запасов грунтовых вод.

Ледостав. С увеличением числа льдин и их размеров скорость движения ледяных полей уменьшается и в местах сужения русла, на мелких участках, у островков и у искусственных сооружений происходят временные задержки, приводящие в условиях отрицательных температур воздуха к быстрому смерзанию ледяных полей и образованию сплошного ледяного покрова, или ледостава. Описанный процесс замерзания рек является наиболее типичным, однако на малых реках и даже на отдельных участках больших рек с очень спокойным течением ледостав может установиться в течение короткого периода времени с низкими температурами без осеннего ледохода.

Вскрытие рек. С наступлением периода положительных температур начинается таяние льда и поступление воды в реки за счет поверхностного стока. Вследствие таяния снега появляется вода поверх льда сначала у берегов, затем снег на всем ледяном покрове пропитывается постепенно скапливающейся водой. Таяние льда наиболее интенсивно происходит вдоль берегов как за счет поступления талых вод с бассейна, так и в результате того, что почва нагревается быстрее. Вследствие подъема уровня воды лед несколько вспучивается. Вдоль берегов образуется понижение, по которому течет вода и размывает ледяной покров. Образующиеся при этом полосы воды, свободные ото льда, называются закраинами.

Испарение и его роль в балансе влаги. Испаряемость и суммарное испарение

Характеристика процесса испарения с водной поверхности. Процесс испарения состоит в том, что вода из жидкого или твердого состояния превращается в газ (пар). Молекулы воды, находясь в непрерывном движении, преодолевают силу взаимного молекулярного притяжения и вылетают в воздух, находящийся над поверхностью воды. Чем выше температура воды, тем больше скорость движения молекул и тем, следовательно, большее количество молекул воды отрывается от ее поверхности и переходит в атмосферу - испаряется. Поэтому интенсивность испарения зависит, прежде всего, от температуры испаряющей поверхности. Кроме того, часть молекул, оторвавшихся от поверхности воды и находящихся в воздухе, в процессе движения может снова попасть в воду.

Если количество молекул, переходящих из воздуха в жидкость, окажется больше, чем количество молекул, вылетающих из жидкости в воздух, происходит процесс, обратный испарению. Такой процесс называется конденсацией. Испарение зависит от разности между упругостью водяного пара, насыщающего пространство при температуре испаряющей поверхности, и упругостью водяного пара, фактически находящегося в воздухе. Интенсивность испарения возрастает, если в прилегающем к испаряющей поверхности слое воздуха существуют восходящие и нисходящие токи, называемые конвекционными. Они возникают в том случае, когда температура воздуха, непосредственно прилегающего к испаряющей поверхности, выше, чем температура вышележащих слоев.

Над большими водными пространствами, где испарение происходит одновременно с большой площади, горизонтальное перемещение воздуха не может обеспечить сколько-нибудь значительный горизонтальный приток более сухих масс воздуха. Однако с увеличением горизонтальной скорости ветра увеличиваются и вертикальные составляющие, вызывающие вертикальное перемещение масс воздуха, проходящих над поверхностью водоема. Это вертикальное перемещение воздуха и является основным для процесса испарения над обширными водными пространствами (океаны, моря, крупные озера). Испарение с поверхности почвы и испарение растительным покровом протекает значительно сложнее. Испарение с поверхности почвы определяется не только разностью упругости водяного пара и коэффициентом обмена, но и количеством влаги, находящейся в почве, и особенностями строения почвы. Суммарное испарение с поверхности почвы и растительным покровом (транспирация). С участков суши, покрытых растительностью, суммарное испарение формируется из трех составляющих: испарение непосредственно с почвы, испарение растительностью в процессе ее жизнедеятельности (транспирация), испарение осадков, задержанных растительной массой. Для определения испарения могут быть использованы следующие методы: а) испарителей, б) водного баланса, в) турбулентной диффузии, г) теплового баланса.

Тип питания рек. Фазы водного режима

Питание рек происходит поверхностными и подземными водами. Поверхностное питание в свою очередь подразделяется на снеговое, дождевое и ледниковое.

Снеговое питание рек обусловлено таянием снега весной, который накопился в течение зимы.

Для большинства равнинных рек Европейской территории РФ (ЕТС) сток весеннего половодья составляет более 50% суммарного годового стока.

Дождевое питание рек происходит в основном за счет выпадения обложных дождей и ливней. Отличается значительным колебанием в течение года. Обложные дожди охватывают большие территории.

Поэтому дождевой сток может длится более или менее продолжительное время. Напротив, ливни распространяются на небольшие территории.

Они, как правило, кратковременны, но могут вызвать большой максимальный сток. Для рек юга РФ и Дальнего Востока дождевое питание может достигать 70…80 % и более от годового стока.

Ледниковое питание происходит в результате таяния ледников и вечных снегов в высокогорных районах.

Наибольший ледниковый сток наблюдается в самые жаркие летние месяцы года.

Питание рек подземными водами является наиболее устойчивым и равномерным в течение года.

Его имеют почти все реки. Доля подземного питания в годовом стоке изменяется в очень широких пределах: от 10 до 50…60% и зависит от геологических условий и степени дренирования водосбора.

Наибольшее распространение имеет смешанное водное питание.

Питание водных объектов закономерно изменяется в течение года, формируя их гидрологический (водный) режим.

Под гидрологическим режимом понимается совокупность закономерно повторяющихся изменений состояния водного объекта, присущих ему и отличающих его от других водных объектов.

Гидрологический режим проявляется в многолетних, сезонных и суточных колебаниях: уровня, стока и температуры воды, ледовых явлений, наносов, состава и концентрации химических веществ в воде, русловых процессов

В гидрологическом режиме рек РФ выделяют три фазы: половодье, паводки и межень , каждая из которых имеет характерное состояния водного режима, повторяющееся в определенные гидрологические сезоны, в связи с изменением условий питания.

Половодье – фаза, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды.

Вызывается на равнинных реках снеготаянием (весеннее половодье), на высокогорных – таянием снега и ледников (летнее половодье), выпадение летних обложных дождей в муссонных и тропической зонах (например, летнее половодье на реках Дальнего Востока).

Паводок – фаза, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным, обычно, кратковременным увеличение расходов и уровней воды, вызываемых дождями или снеготаянием во время оттепелей.

Межень – фаза, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны и характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня воды и возникающая при уменьшении питания реки.

Преобладает подземное питание. К летней (летне-осенней) межени относят период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии до начала зимнего периода. Летняя межень может быть устойчивой, продолжительной, а также прерывистой и неустойчивой.

Зимняя межень совпадает обычно с периодом ледостава.

Расходы воды от начала замерзания рек постепенно снижаются, достигая минимума перед вскрытием, что связано с истощением запасов подземных вод, питающих водотоки.

Тема № 3

Гидрограф стока. Характеристики и факторы

Стока. Режим уровней воды в водотоках.

Связь расходов и уровней воды. Ледовый режим

Мониторинг состояния водных объектов

Гидрограф стока

Общее представление о гидрологическом режиме реки даёт гидрограф стока – хронологический график изменения расхода воды в течение года или сезона в данном конкретном створе водотока.

Установление закономерностей в распределении стока внутри года имеет важное практическое значение для различных водохозяйственных целей, например, для определения основных параметров водохранилищ и гидротехнических сооружений.

При гидрологических расчетах обычно оперируют типовым гидрографом стока, т.е. с гидрографом, отражающим общие черты гидрографов за ряд многоводных, маловодных или средних по водности лет.

При построении типового гидрографа по оси ординат проводят осреднение модульных коэффициентов расходов, а по оси абсцисс — время наступления характерных точек гидрографов (начало, максимум, конец) также в относительных единицах времени.

Типовой гидрограф уровней воды, идентичный гидрографу стока для равнинных рек РФ, приведен на рис. 6.

6. Гидрограф уровней воды в реках

На нем можно выделить и оценить объемы стока, сформированные из различных источников водного питания. При этом учитывается характер гидравлической связи подземных и поверхностных вод. Наиболее простой способ расчленения гидрографа стока по типам водного питания это соединение ординат, соответствующих последнему дню зимней межени и первому дню летней межени по прямой (при отсутствии гидравлической связи между подземными и речными водами) или плавной кривой.

Аналогичным образом выделяется дождевое питание путем соединения ветвей подъема и спада паводков.

Водный режим - изменения во времени расхода воды, уровней воды и объёмов воды в водотоках (реках и других), водоёмах (озёрах, водохранилищах и других) и в других водных объектах (болота и другие).

В районах с тёплым климатом на водный режим рек основное влияние оказывают атмосферные осадки и испарение. В районах с холодным и умеренным климатом также очень существенна роль температуры воздуха.

Фазы водного режима

Различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень, ледостав, ледоход.

Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня; обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.

Паводок - сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей.
Следующие один за другим паводки могут образовать половодье. Значительные паводки могут вызвать наводнение.

Межень - ежегодно повторяющееся сезонное стояние низких (меженных) уровней воды в реках.
Обычно к межени относят маловодные периоды продолжительностью не менее 10 дней, вызванные сухой или морозной погодой, когда водность реки поддерживается, главным образом, грунтовым питанием при сильном уменьшении или прекращении поверхностного стока.

В умеренных и высоких широтах различают летнюю (или летне-осеннюю ) и зимнюю межень.

Ледостав - период, когда наблюдается неподвижный ледяной покров на водотоке или водоёме. Длительность ледостава зависит от продолжительности и температурного режима зимы, характера водоёма, толщины снега.

Неравномерный в течение года режим питания рек связан с неравномерностью выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда и поступления их вод в реки.

Колебания уровня воды вызываются в основном изменением расхода воды, а также действием ветра, ледовых образований, хозяйственной деятельностью человека.

Типы водных режимов

Типичные водные режимы рек различаются по климатическим зонам:

Экваториальный пояс - реки многоводны в течение всего года, сток несколько возрастает осенью; поверхностный сток исключительно дождевого происхождения

Тропическая саванна - водность пропорциональна продолжительности влажного и сухого периодов; преобладание дождевого питания, при этом во влажной саванне половодье продолжается 6-9 месяцев, а в сухой -до трёх; довольно существенный летний сток

Субтропики средиземноморского типа - средняя и низкая водность, преобладает зимний сток

Умеренный пояс Северного полушария - повышенная водность весной (на юге преимущественно за счёт дождевого питания; в средней полосе и на севере - половодье снегового происхождения при более или менее устойчивой летней и зимней межени)

Умеренный пояс в условиях резко континентального климата (Северный Прикаспий и равнинный Казахстан) - кратковременное весеннее половодье при пересыхании рек в течение большей части года

Дальний Восток - режим определяется муссонами, летнее половодье дождевого происхождения.

Районы многолетней мерзлоты - пересыхание рек зимой.
На некоторых реках Восточной Сибири и Урала во время ледостава образуются наледи. В Субарктике таяние снежного покрова происходит поздно, поэтому весеннее половодье переходит на лето. На полярных покровных ледникахАнтарктиды и Гренландии процессы абляции происходят на периферийных нешироких полосах, в пределах которых образуются своеобразные реки в ледяных руслах.

Они питаются исключительно ледниковыми водами в течение кратковременного лета.

См. также

CC© wikiredia.ru

Статья: Питание и режим рек

Водоносность реки определяется ее питанием, которое в зависимости от физико-географических условий может быть дождевым, снеговым, ледниковым, подземным, озерным и болотным.

Чаще всего питание носит смешанный характер с преобладанием одного из видов.

Роль того или иного источника питания, их сочетание и распределение во времени зависят главным образом от климатических условий. Так, например, в странах с жарким климатом снеговое питание отсутствует, напротив в полярных областях играет главную роль. В умеренном климате, как правило, различные источники питания.

В зависимости от питания объем воды в реке изменяется, что проявляется в колебаниях уровня. На равнинных реках, питающихся в основном талыми водами, наивысшие уровни наблюдаются весной.

На реках Дальнего Востока-летом и осенью, в период выхода на этот район тропических циклонов. Уровень рек, вытекающих из озер, отличается плавным ходом в течение всего года.

Уровень воды в реке зависит от расхода.

Изменение во времени уровней и расходов воды в реках представляет собой водный режим реки.

Годовой цикл водного режима рек подразделяется на характерные фазы: половодье, паводки, межень (летняя и зимняя).

Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное значительное увеличение количества воды в реке, обычно сопровождается выходом воды из русла и затоплением поймы. Оно вызывается весенним таянием снега на равнинах, ранним таянием снега и льда в горах.

Время прохождения весеннего половодья зависит от географического положения водосбора. Так, на юге Европы оно проходит в среднем в марте-апреле, а на Севере - в мае-июле.

Продолжительность половодья на малых реках колеблется в широких пределах и определяется интенсивностью снеготаяния; в нижнем течении больших рек она составляет два - три месяца.

Паводки - относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, возникающие в результате быстрого таяния снега при оттепели, обильных дождях, попусках воды из водохранилищ. Обычно дождевые максимумы на средних и больших реках уступают по высоте максимума весенних половодий, но на реках с малыми водосборами, которые могут быть целиком охвачены интенсивными дождями, они значительно превосходят их.

В районах с дождевым питанием рек (Дальний Восток), где доля талого стока в годовом цикле незначительна, максимальные расходы дождевых паводков независимо от размера реки превышают максимальные расходы половодий.

Межень - фаза водного режима продолжительностью не менее 10 дней, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью.

В умеренных и высоких широтах различают летнюю и зимнюю межень.

Меженный сток зависит как от климатических условий (осадков и испарения), так и, главным образом, от количества и характера грунтового питания рек.

Питанием рек называют поступление воды в их русла; ее приносят поверхностный и подземный токи. Различают три виды питания: дождевыми, талыми снеговыми и талыми ледниковыми водами или, сокращенно, дождевое , снеговое и ледниковое .

До недавнего времени выделяли еще грунтовое питание, но оно составляет часть дождевого, снегового или ледникового.

Вода в реку может поступать из атмосферы – с осадками (жидкими – дождь, и твердыми – снег), от таяния ледниковых покровов, от подземных вод.

Соответственно, питание у реки может быть: атмосферное (снеговое, дождевое), ледниковое и подземное .

У большинства рек уровень воды в течение года меняется.

Периодическое изменение уровня воды в реке в течение года называется режимом реки. Режим каждой конкретной реки определяется источником питания и режимом атмосферных осадков.

Половодье – фаза в водном режиме рек, характеризуется ежегодным повторяющимся в один и тот же сезон длительным и значительным увеличением уровня воды, увеличением ее водности с частичным или полным затоплением поймы.

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.

Межень – фаза в водном режиме рек, характеризующаяся наименьшей водностью относительно половодья и паводков.

Классификацию рек впервые дал в 1884 г.

выдающийся русский ученый А.И. Воейков . Эта классификация известна в литературе под названием климатической классификации. Согласно этой классификации, различают три типа рек: I – реки, питающиеся исключительно талой водой (снегом или льдом), II – реки, питающиеся только дождевой водой, и III – реки, получающие воду как от талого снега, так и от дождя.

I – реки, питающиеся исключительно талой водой (снегом или льдом), встречаются: 1) в пустынях, окаймленных высокими горами, и 2) на равнинах холодного пояса.

К первым относятся: Сырдарья, Амударья, Тарим и другие реки Средней и Центральной Азии, берущие начало в горах, где осадки выпадают преимущественно в виде снега.

Половодье у таких рек бывает летом или весной, т. е. во время таяния снега или льда в предгорьях или на горах. Реки полярных стран (реки в северных частях Северной Америки и Сибири) питаются также талой водой и отличаются сильным весенним разливом, который объясняется тем, что осадки вследствие мерзлоты почвы не могут просачиваться в глубину и стекают по поверхности.

II – реки, питающиеся только дождевой водой. К ним принадлежат реки Западной Европы: Сона, Сена, Майн, Мозель, Неккар, Энс.

Реки характеризуются относительно малым колебанием уровня вследствие равномерного распределения осадков. Максимум подъема воды приходится на апрель и май; летний уровень вследствие большого испарения понижается, хотя количество осадков в это время может быть и наибольшим.

Реки, питающиеся исключительно дождями, но протекающие по субтропическим странам, с наибольшим количеством осадков зимой, имеют и максимум воды тоже зимой.

Этот тип рек называется средиземноморским . К нему относятся, например, многие реки Италии и Испании и некоторые реки Крыма и Кавказа. Для субтропических стран характерны фиумары – потоки, совершенно пересыхающие летом и имеющие очень бурный характер зимой (реки южной Италии, Сицилии).

Различают еще тип тропический, или муссонный . Разливы рек этого типа происходят летом вследствие зенитальных дождей или дождей, приносимых муссонами.

Самый низкий уровень бывает зимой. Так, Нил у Хартума максимум имеет в сентябре, минимум приходится па апрель-май. Сюда же относятся отчасти реки Индостана — Ганг, Инд. Реки экваториальные, как, например, Амазонка и Конго, имеют еще более постоянный режим вследствие отсутствия сухого периода, хотя на них и влияют притоки с тропическим режимом.

Разливы левых и правых притоков Амазонки бывают в различное время: во время лета северного полушария и лета южного.

III — Реки, питающиеся как талой, так и дождевой водой , называют русским типом. Большая часть рек европейской части России, Западной Сибири, восточной Германии, Скандинавского полуострова и Соединенных Штатов Америки могут быть отнесены сюда.

Разливы их происходят весной. Несмотря на то, что наибольшее количество осадков выпадает в этих странах летом или в начале осени, как раз в это время реки имеют низкий уровень вследствие значительного испарения; зимой питание осуществляется грунтовыми водами.

У рек, получающих питание с высоких гор (альпийский тип), половодье бывает или весною, или чаще летом, вследствие таяния снега на горах и выпадения большого количества осадков в это время года (июль), например Рейн в верхнем течении, Терек, Кубань.

Многие большие реки не могут быть отнесены к одной какой-либо из перечисленных категорий; они имеют сложный режим вследствие изменений, вносимых притоками, и смены климата на протяжении их течения (Дунай, Рейн, Нил).

Позднее М.И.

Львович дал не только качественную, но и количественную характеристику отдельных видов питания рек . Для снеговых, дождевых, грунтовых вод он принял градации по доли их питания в режиме рек:

– более 80% – чисто дождевое, чисто снеговое, чисто подземное питание;

– 50–80% – преимущественно дождевое, снеговое, подземное;

– менее 50% – смешанный тип.

⇐ Предыдущая17181920212223242526

Слово «режим», наверное, не только у меня вызывает негативные ассоциации. Режимы пионерских лагерей, режимные предприятия, в общем, тюрьма и ничего хорошего. Что интересно, у рек, оказывается, тоже существует свой режим, и в этом случае слово имеет совершенно иное значение.

Что подразумевают под термином «режим реки»

В зависимости от времени года большинство параметров реки меняется. Весной, когда к речкам стекаются тысячи ручейков талой воды, изменяются уровень и химический состав рек, а порой и скорость течения. Летом наблюдается иная картина - русло мелеет, а остатки воды принимают зеленоватый оттенок, поскольку в этот период происходит размножение водорослей. Осенью уровень вновь поднимается, а зимой реки покрывает лед. Все эти преображения в полной мере раскрывают смысл термина, а говоря языком науки, это сезонные изменения ряда параметров той либо иной реки. Гидрология различает 3 фазы, которые определяют тип водного режима. Итак, это:

Половодье. При этом происходит резкое увеличение объема потока, которое повторяется ежегодно.
Паводок. В принципе, это то же половодье, однако при всей внезапности паводков они крайне непродолжительны.
Межень. Уровень воды становится минимальным, и единственное, что не дает потоку полностью исчезнуть - подземные источники.

Что касается тех причин, которые приводят к изменениям, то они весьма разнообразны, но есть и ключевые:

климат и характер питания реки;
рельеф и свойства пород русла;
растения, животные и человек.

Водные режимы рек России

Для нашей Родины характерны реки следующих режимов, которые, кстати, определяются особенностями локального климата. Итак, это:

Весеннее половодье. Например, Волга и другие реки в пределах умеренных широт.
Летнее половодье и паводки. К примеру, Амур, равно как и другие реки, расположенные на Дальнем Востоке.
Паводочный режим - Терек, как и другие реки, что протекают в пределах Северного Кавказа.

Что касается моего родного города Астрахани, то для Волги, на берегу которой он расположен, присущ первый тип, то есть весеннее половодье.

Основные типы режима рек

Классификация рек по источникам питания все же не дает еще достаточно полного представления о режиме рек и о колебании их расходов и уровней в течение года. В этом отношении весьма интересной представляется попытка Б. Д. Зайкова установить характерные для рек СССР типы режима. Б. Д. Зайков все реки СССР делит на три основные группы:

1) реки с весенним половодьем;
2) реки с половодьем в теплую часть года;
3) реки с паводочным режимом.

Реки первой группы характеризуются периодически повторяющимися весенними половодьями, формирующимися за счет таяния снега в их бассейнах. Ко второй группе относятся реки, у которых половодье наблюдается в теплую половину года и обусловливается выпадением дождей или таянием высокогорных снегов и ледников. Наконец, к третьей группе относятся реки, отличающиеся частыми кратковременными паводками, которые могут проходить в любое время года; в межпаводочные же периоды у них наблюдается резкое снижение стока. Перечисленные группы в свою очередь делятся на ряд типов, распространение которых по территории СССР показано на карте (рис. 27).

К группе рек с весенним половодьем принадлежит большинство рек СССР. По характеру весеннего половодья и другим особенностям режима реки этой группы разделяются на несколько типов, а именно: казахстанский, восточноевропейский, западносибирский, восточносибирский и алтайский.

Реки с казахстанским типом режима отличаются исключительно резко выраженной высокой волной весеннего половодья; в остальное время года они крайне маловодны, причем многие из них вообще пересыхают. Распространены они в засушливых полупустынных и степных районах Казахстана, Южном Заволжье, на северной окраине Арало-Каспийской низменности, т. е. в местах, где снег является основным и почти единственным источником питания рек. В качестве, примера можно привести pp. Hypy, Сары-Су и др. Почти аналогичный характер режима имеют реки Барабинской, Кулундинской и Ишимской степей Западной Сибири и верховьев р. Тобола.

Восточноевропейский тип режима рек, характеризуется высоким весенним половодьем, низкой летней и зимней меженью и повышенным осенним стоком за счет дождей. Наиболее ярким примером данного типа режима является Волга. На реках, расположенных в более южных районах Восточно-Европейской равнины, осенний паводок выражен слабо (Дон и другие реки).

Западносибирский тип режима рек отличается невысоким и растянутым весенним половодьем, повышенным летне-осенним стоком и низкой зимней меженью. Сглаженное половодье обусловливается не только равнинным характером рельефа, но и сильной заболоченностью Западно-Сибирской низменности. Особенно хорошо этот тип режима выражен у рек лесной зоны: Западной Сибири (pp. Васюган, Кеть, Омь и др.).

Для рек восточносибирского типа режима характерно высокое весеннее половодье, летне-осенние паводки и исключительно-низкий сток в зимний период вплоть до полного перемерзания к прекращения руслового стока даже на значительных реках. Это объясняется скудностью грунтового питания рек в условиях вечной мерзлоты. Примером данного типа режима могут служить pp. Алдан, Нижняя Тунгуска, Колыма и др.

Алтайский тип режима рек отличается невысоким и растянутым половодьем, имеющим на графике гребенчатый вид, повышенным летне-осенним стоком и низким стоком в зимнее-время. Растянутый характер половодья в основном определяется режимом таяния снега в горах и условиями стока дождевых осадков. Таяние снега в горных условиях, даже в границах небольших бассейнов, происходит не одновременно по всей площади, а по отдельным высотным зонам и склонам, в силу чего талые воды поступают в реки одновременно со сравнительно небольших площадей, а это делает половодье затяжным и обусловливает относительно невысокие амплитуды колебания уровня воды. В случаях, когда происходит интенсивное таяние снега, наблюдаются отдельные, более или менее высокие волны преимущественно в лобовой части основной волны половодья. Осадки, выпадающие в виде дождей, также вызывают увеличение стока в реках, однако подъемы воды от них обычно характерны для тыловой части основной волны половодья. Кроме Алтая, реки с таким типом режима распространены на Кавказе, в Средней Азии и Сахалине.

Группа рек с половодьем в теплую часть года. Эта группа рек может быть разделена на два типа: дальневосточный и тянь-шанский.

Для рек с дальневосточным типом режима характерно невысокое и сильно растянутое половодье в теплую часть года, имеющее гребенчатый вид, и очень низкий сток в остальное время. Основным источником питания рек этого типа являются дождевые осадки. Многие реки зимой полностью перемерзают, и русловой сток их прекращается. Этот тип режима охватывает реки Дальнего Востока, Восточных Саян, Забайкалья, Витимо-Олек-минской горной страны и Яно-Индигирского района.

Тянь-шанский тип по внешнему характеру половодья несколько сходен с дальневосточным, однако летние паводки рек этого типа имеют иное происхождение; дело в том, что половодье формируется не. дождевыми, а талыми водами, образующимися от таяния высокогорных снегов и ледников. Таким образом, режим стока теснейшим образом связан с ходом температуры, причем наибольшие его значения относятся к периоду наиболее высоких температур воздуха. Эта связь проявляется не только в сезонном разрезе, но и в течение суток (суточный ход стока, примерно соответствующий суточному ходу температуры воздуха). Характерно, что обычно максимум стока несколько запаздывает по сравнению со временем наступления максимума температуры воздуха. Тянь-шанский тип режима свойственен рекам горных систем Средней Азии - Тянь-Шаня и Памира - и рекам высокогорных областей Большого Кавказа и Камчатки.

Группа рек с паводочным режимом. Среди рек этой группы можно выделить следующие характерные типы: причерноморский, крымский и северокавказский.

Причерноморский тип режима, образующийся в условиях теплого и влажного климата западного Закавказья, отличается паводочным режимом в течение всего года. Он обусловлен обильными дождями от влажных ветров, дующих со стороны моря. Типичным примером является р. Сочи. Примерно похожий режим имеют притоки Днестра, стекающие с Карпатских гор.

У рек с крымским типом режима паводки наблюдаются в течение всего года, за исключением летнего или летне-осеннего периода, когда устанавливается межень, причем многие реки даже пересыхают; примером является р. Салгир. Близки к этому типу по своему режиму реки Ленкорани на Кавказе и Жмудских высот в Прибалтике.

Реки с северокавказским типом режима имеют устойчивую межень в холодную часть года, а в летний период для них характерны частые паводки. К ним относятся преимущественно водотоки, стекающие с восточной половины северного склона Большого Кавказа.