Виды типов питания рек

Виды питания рек

Поступление воды в реки обусловлено круговоротом воды на земном шаре и поэтому сразу можно сказать, что основной источник питания всех рек на Земле – атмосферные осадки. Практически же необходимо более детально знать, каким образом вода поступает в реки и каково происхождение вод.

Из выпадающих на поверхность бассейна жидких атмосферных осадков только часть (при определенных условиях) образует поверхностный сток и быстро попадает в русловую сеть, непосредственно питая реки. Другая же часть дождевых вод просачивается в верхние слои земли, пополняя запасы грунтовых вод, время попадания которых в русловую сеть изменяется от нескольких дней до многих лет.

Если осадки выпадают в холодное время года в виде снега, то они аккумулируются на поверхности бассейна, а с наступлением тепла образуют талые воды, которые также частично стекают по поверхности, частично просачиваются в грунты. Снег, накопившийся в достаточно высоких горах, в отдельные годы частично стаивает, частично остается лежать выше снеговой линии до нескольких десятков лет и более, образуя ледники и снежники.

Таким образом, выделяют 4 основных вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое, подземное.

Часто источники питания проявляются совместно, например, снеговое и дождевое, тогда питание называют смешанным.

Для рек в условиях теплого климата главный вид питания – дождевой. Сток таких крупнейших рек мира, как Амазонка, Ганг и Брахмапутра, Меконг, формируется в основном за счет дождевых вод. Этот вид питания рек в глобальном масштабе является главнейшим.

Вторым по важности служит снеговое питание. Его роль весьма велика в питании рек в условиях умеренного климата.

Третье место по объему поступающих в реки вод занимает подземное питание (на его долю в среднем приходится около 1 / 3 объема речного стока). Именно подземное питание обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку.

Последнее место по значимости приходится на ледниковое питание (около 1 % стока рек мира).

Наибольшей устойчивостью во времени отличается подземное питание, которое обеспечивает практически непрерывный сток воды в реках в течение года. Поэтому подземный сток имеет большую практическую важность.

Все реки классифицируются по источникам, или видам питания, М. И. Львовича. Для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации.

Если один из видов питания дает более 80 % годового стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания (другие виды питания не учитываются). Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80 % стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания учитываются лишь, если на их долю приходится больше 10 % годового стока). Если же ни один из видов питания не дает больше 50 % годового стока, то такое питание называют смешанным. Указанные диапазоны градаций (80 и 50 %) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25 %.

Размещение рек на территории страны по источникам питания подчинено определенной закономерности. Большая часть нашей страны занята бассейнами рек снегового, преимущественно снегового и смешанного с преобладанием снегового питания.

В равнинной части это размещение носит в значительной мере зональный характер. На крайнем юге расположена область рек чисто снегового типа питания. Здесь дожди вследствие сухости климата не дают стока, грунтовые воды залегают глубоко и в малой мере участвуют в питании рек. К этому типу рек принадлежат например, Большой и Малый Узень, Еруслан и др.

Схема классификации рек по типам питания

1 — С- реки снегового питания (больше 80%, остальные источники менее 10%);

2 — Са – реки преимущественного снегового питания (более 50%);

5 – са – реки смешанного питания с преобладанием снегового

Далее к северу доля снегового питания постепенно уменьшается и увеличивается доля стока подземных вод, а затем усиливается гидрологический эффект дождей и притом настолько, что сток дождевых вод начинает превышать сток подземных. На севере азиатской части России доля подземных вод в питании рек резко снижена (меньше 10%) вследствие распространения многолетней мерзлоты (реки Пясина, Вилюй).

На западе и северо-западе европейской части России расположены бассейны рек смешанного типа питания. В питании этих рек возросла роль дождей и снизилась роль снеговых вод, хотя снеговым водам по-прежнему принадлежит основная роль в формировании стока (реки Тосна, Плюса).

Реки дождевого питания распространены меньше, чем реки с преобладанием снегового питания. Реки чисто дождевого питания встречаются в Колхиде и Ленкорани. На Дальнем Востоке, в области муссонного климата, распространены реки преимущественно дождевого питания с малой долей стока подземных вод.

В горных районах широтная зональность в питании рек сменяется вертикальной поясностью. С увеличением высоты возрастает доля снегового питания, а по достижении границы вечных снегов в питании рек начинают участвовать горные снега и ледники. На северном склоне Главного Кавказского хребта распространены реки смешанного типа питания с преобладанием снегового, на южном склоне значительная роль в питании рек принадлежит дождям. Алтай — страна рек смешанного типа питания. В Средней Азии встречаются реки грунтового, снегового и смешанного типа питания с некоторой долей ледникового. Последняя группа рек невелика и включает в себя верхние участки рек, прилегающие непосредственно к ледникам. Типы водного режима рек автор устанавливает по сочетанию источников питания и сезонного распределения стока.

Таким образом, большая часть рек на территории России имеют преобладающее снеговое питание. Почти исключительно снеговое питание имеют реки Северного Казахстана и Заволжья. Реки дождевого питания занимают южную часть территории к востоку от Байкала, а также бассейны Яны и Индигирки, Черноморское побережье Кавказа и Крыма, Северный Кавказ. Ледниковое питание имеют реки на Кавказе и в Средней Азии.

Особый интерес в гидрологии представляет насколько изменяются соотношения между количеством воды (обычно рассматривают объемы воды за год или отдельные сезоны), поступившим в реки от различных источников, во времени и в пространстве. Различия зависят, главным образом, от климата, а также от ландшафтных условий.

У каждой реки доля отдельных видов питания может быть различной. Количественно оценить роль отдельных источников питания рек, т.е. определить их долю в общем стоке реки, является довольно трудной задачей. Поэтому решается она в настоящее время приближенно, несмотря на исключительно важное научное и практическое значение.

Решение задачи о количественной оценке того или иного источника питания сводится к анализу гидрографа реки, выявлении и графическом выделении на нем объемов воды, сформированных различными источниками питания. Этот прием называют расчленением гидрографа.

Расчленение гидрографа по источникам питания необходимо для исследования процессов формирования стока рек, а также для развития генетических методов гидрологических расчетов и прогнозов.

Расчленение гидрографа ( Q=f(t)) общего стока заключается, прежде всего, в выделении в нем подземной составляющей, динамика которой определяется степенью гидравлической связи поверхностных и подземных вод.

Впервые задача расчленения гидрографа по источникам питания была решена известным советским гидрологом Глушковым, который выделил подземную составляющую путем соединения на гидрографе точек минимальных расходов предвесеннего периода и все частные минимумы меженного периода в промежутках между паводками. Существенным недостатком такого метода является неучет особенностей режима стока подземных вод в реки.

В дальнейшем рядом ученых были предложены способы расчленения гидрографов, в которых устранялся этот недостаток. Из этих способов можно выделить схему определения подземной составляющей речного стока в период половодья Львовича. Она основана на предположении, что общий приток подземных вод достигает максимума на спаде половодья. Учитывая это, можно приближенно по гидрографу установить границу между поверхностным речным стоком и общим подземным притоком.

Одним из наиболее надежных и обоснованных считается способ Куделина, который предложил типовые схемы расчленения гидрографа в зависимости от гидрогеологических условий и режима подземного стока в реку.

Источник

1.Питание рек. Типы питания рек. Классификация рек по типам питания.

2.Расходование воды в бассейне реки. Виды расходования воды.

3.Водный баланс речного бассейна.

1.Питание рек. Типы питания рек. Классификация рек по типам питания.

Речной сток формируется в результате поступления в реки вод атмосферного происхождения, при этом часть атмосферных осад­ков стекает с реками в океан или бессточные озера, другая часть — испаряется. Однако при единстве атмосферного происхождения в конечном счете всех речных вод непосредственные пути поступ­ления вод в реки могут быть различными.

Типы питания рек.

Выделяют четыре вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Атмосфер­ное происхождение вод, участвующих в дождевом, снеговом и лед­никовом питании рек, очевидно и не требует пояснения. Подзем­ное же питание рек, как следует из анализа водного баланса суши и изучения режима подземных вод, также формиру­ется, в конечном счете, в основном из вод атмосферного происхож­дения, но прошедших более сложный путь. Лишь в редких случаях можно говорить об участии в подземном питании рек вод не атмосфер­ного, а «ювенильного» происхождения.

Для рек в условиях теплого климата главный вид питания — дождевое. Сток таких крупнейших рек мира, как Амазонка, Ганг и Брахмапутра, Меконг, формируется в основном за счет дождевых вод. Этот вид питания рек в глобальном масштабе является глав­нейшим. Вторым по важности служит снеговое питание. Его роль весьма велика в питании рек в условиях умеренного климата. Тре­тье место по объему поступающих в реки вод занимает подземное питание (на его долю в среднем приходит­ся около 1/3 объема речного стока). Именно подземное питание обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку. Послед­нее место по значимости приходится на ледниковое питание (около 1 % стока рек мира).

Дождевое питание. Каждый дождь характеризуется слоем выпав­ших осадков (мм), продолжительностью (мин,ч, сут), интенсивно­стью выпадения (мм/мин, мм/ч) и площадью распространения (км 2 ). В зависимости от этих характеристик дожди можно, например, подразделить на ливни и обложные дожди.

Интенсивность, площадь распространения, продолжительность и время выпадения дождей определяют многие особенности фор­мирования речного стока и пополнения подземных вод. Чем боль­ше интенсивность, площадь распространения и продолжительность дождя, тем больше (при прочих равных условиях) величина дожде­вого паводка. Чем больше отношение между площадью распрост­ранения дождя и площадью бассейна, тем также больше величина возможного паводка. Катастрофические паводки происходят по этим причинам обычно лишь на малых и средних реках. Пополнение подземных вод, как правило, происходит при длительных дождях. Чем меньше влажность воздуха и суше почва в период выпадения дождя, тем больше затраты воды на испарение и инфильтрацию и тем меньше величина дождевого стока. Наоборот, дожди, выпа­дающие на влажную почву при пониженной температуре воздуха, дают большую величину дождевого стока. Таким образом, один и тот же дождь в зависимости от состояния подстилающей поверх­ности и влажности воздуха может быть в одних случаях стокообразующим, а в других — почти не давать стока.

Снеговое питание. В умеренных широтах основным источником питания рек служит вода, накапливающаяся в снежном покрове. Снег в зависимости от толщины снежного покрова и плотности может при таянии дать разный слой воды. Запа­сы воды в снеге (величину, очень важную для предсказания объема талого стока) определяют с помощью снегомерных съемок.

Запасы воды в снеге в бассейне зависят от величины зимних осадков, в свою очередь определяемой климатическими условиями. Запасы воды в снежном покрове распределяются по площади бас­сейна обычно неравномерно — в зависимости от высоты местности, экспозиции склонов, неровностей рельефа, влияния растительного покрова и т. д. Вследствие переноса ветром в понижениях, ложби­нах, оврагах обычно за зиму накапливается больше снега, чем на ровной поверхности; много снега накапливается на опушках леса и в местах распространения кустарниковой растительности.

Следует различать процессы снеготаяния и водоотдачи снежно­го покрова, т. е. поступления не удерживаемой снегом воды на поверхность почвы. Снеготаяние начинается после достижения тем­пературой воздуха положительных значений и при условии поло­жительного теплового баланса на поверхности снега. Водоотдача начинается позже начала снеготаяния и зависит от физических свойств снега — зернистости, капиллярных свойств и т. д. Сток возникает только после начала водоотдачи.

Весеннее снеготаяние подразделяют на три периода: 1) началь­ный период (снег залегает сплошным покровом, таяние замедлен­ное, водоотдачи снежного покрова практически нет, сток еще не формируется); 2) период схода основной массы снега (начинается интенсивная водоотдача, возникают проталины, быстро нарастает величина стока); 3) период окончания таяния (стаивают оставши­еся запасы снега). В течение первого периода стаивает около 30 % запасов снега, в течение второго — 50, в течение третьего — 20 %. Водоотдача максимальна в течение второго периода (более 80 % запасов воды в снеге). В это время снежный покров отдает воду, накопившуюся в снеге как за второй, так и за первый периоды.

Территорию, где происходит в данный момент таяние снега, называют зоной одновременного снеготаяния. Эта зона ограничена фронтом таяния (линией, отделяющей зону таяния от области, где таяние снега еще не началось) и тылом таяния (линией, отделяю­щей зону таяния от области, где снег уже сошел). Вся зона одно­временного снеготаяния перемещается весной на равнинах в Се­верном полушарии с юга на север, а в горах — вверх по склонам. Скорость распространения тыла таяния на равнинах обычно со­ставляет 40-80 км/сут, иногда достигая 150-200 км/сут.

Важной характеристикой снеготаяния служит его интенсивность. Она определяется характером изменения температуры воздуха в ве­сенний период («дружностью весны») и особенностями подстилаю­щей поверхности.

Объем весеннего половодья определяется в основном полным запасом воды в снежном покрове, а нарастание расходов воды в реке и величина максимального расхода воды половодья, помимо этого,- интенсивностью снеготаяния и фильтрационными свойства­ми почвы в период снеготаяния (мерзлая или влажная почва умень­шает инфильтрационные потери и увеличивает талый сток).

Расчет таяния снега и оценку его роли в формировании стока проводят различными способами. Простейшие из них основаны на данных об изменении температуры воздуха как главной причины снеготаяния. Так, нередко используют эмпирическую формулу вида

h = T, (6.1)

где h -слой талой воды (мм) за интервал времени t;

T — сумма положительных средних суточных температур воздуха за тот же интервал времени,

 — коэффициент пропорциональности, называ­емый коэффициентом стаивания (это слой талой воды, приходя­щийся на один градус положительной средней суточной темпера­туры воздуха).

Среднее значение коэффициента стаивания а для открытой местности на территории, лежащей к северу от 55° с. ш., приблизи­тельно равно 5 мм на 1, для леса она изменяется от 1,5 мм/град для густых хвойных лесов до 3-4 мм/град для лиственных лесов средней густоты.

Интенсивность снеготаяния более точно можно определить с по­мощью метода теплового баланса.

Подземное питание рек.

Оно определяется характером взаимодей­ствия подземных (грунтовых) и речных вод. Подземные воды формируются в результате просачивания атмосферных осадков (таю­щий снег и дожди) через пустоты в почве и грунтах. При достижении просочившейся воды водо­упорного слоя (чаще всего глинистые отложения), она накапливается и образует водо­носный горизонт, т.е. слой водопроницаемого пласта, насыщенного водой, которая движется по поверхности водоупора в сторону его уклона под влиянием силы тяжести. Там, где отрицательные формы рельефа (речные долины, овраги, озерные котловины) вскрывают водоносный горизонт, подземные воды выходят на поверхность в виде род­ников или рассредоточенного высачивания на участке склона.

При определенном геологическом строении грунтовые воды до выхода на по­верхность перекрываются другим водоупором, затем вторым и.т.д. Воды, перекрытые сверху водоупорными слоями, называются межпластовыми подземными водами. Питание этих вод осуществляется на участках, где соответствующий водоносный гори­зонт не перекрыт сверху водоупором. Для межпластовых вод характерно возникнове­ние напора, вследствие которого вода при вскрытии водоносного горизонта буровой скважиной или по естественным трещинам поднимается вверх. Уровень, до которого поднимается вода, называется пьезометрическим уровнем. Превышение этого уровня над уровнем воды в водоносном горизонте называется высотой напора. Подъем воды под действием напора может достигать земной поверхности. Особенно это свойственно артезианским водам, приуроченным к геологическим структурам синклинального типа — артезианским бассейнам.

Между водоносными горизонтами обычно существует связь вследствие циркуля­ции воды по трещинам в водоупорах или путем медленного просачивания через них по порам.

Подземные воды, приуроченные к водоносным горизонтам, называются пласто­выми водами. В горных породах подземные воды чаще перемещаются по системе те­щин в породах (трещинные воды), по изолированным трещинам или жилам с повы­шенной трещиноватостью (жильные воды), по карстовым пустотам (карстовые во­ды).

В зоне распространения многолетнемерзлых пород различают подмерзлотные воды, залегающие под толщей мерзлых пород, межмерзлотные воды внутри мерзлой толщи и надмерзлотные воды, для которых мерзлые породы служат водоупором.

Грунтовые и тем более межпластовые воды существуют, как правило, в течение всего года и обеспечивают постоянное питание рек. В зоне распространения многолет­немерзлых пород это относится только к подмерзлотным водам.

Верхний слой грунта до уровня грунтовых вод назы­вают зоной аэрации. Воды зоны аэрации, оставшиеся в порах грунта, постепенно расходуются на испа­рение, в основном путем транспирации растений.

Временные скопления гравитационных вод, в зоне аэрации могут возникать над отдельными линзами водоупорных пород (верховодка) и над относительным водоупором, например, над иллювиальным горизонтом подзолистых почв, водопроницаемость которого значительно меньше вышележащих слоев. Перемещение воды по относитель­ному водоупору в сторону его уклона образует почвенный, или внутрипочвенный сток.

Глубина распространения межпластовых подземных вод, участвующих в круго­вороте воды на земле, достигает, как правило, нескольких сотен метров. Глубина зале­гания грунтовых вод, сильно изменяясь по территории в зависимости от локальных ус­ловий в целом, подчинена закону географической зональности, увеличиваясь от долей метра в зоне тундр до десятков метров в степной зоне.

Выделяют следующие типы водного режима грунтовых вод:

1) сезонный (преимущественно весеннего и осеннего питания): максимальный уровень грунтовых вод весной, меньшее повышение осенью, низкий уровень в конце лета и особенно в конце зимы; наблюдается на большей части территории стран СНГ;

2) кратковременный летнего питания: максимальный уровень в июне — июле (иногда августе-сентябре); наблюдается в зоне многолетней мерзлоты;

3) круглогодичный, преимущественно зимне-весеннего питания: максимальный уровень в феврале-апреле, минимальный — в летне-осеннее время (юг и запад террито­рии бывшего СССР с непромерзаемой зоной аэрации).

При оценке подземного питания следует учитывать следующие типы взаимодействия подземных и поверхностных вод:

1) Двухсторонняя гидравлическая связь. При низком уровне воды в реке уровень грунтовых вод находится выше, река получает грунтовое питание. При высоком уровне воды в реке уровень грунтовых вод оказывается ниже. Происходит инфильтрация реч­ной воды в грунт. Этот тип характерен для средних и крупных равнинных рек.

2) Односторонняя гидравлическая связь. Уровень воды в реке постоянно выше уровня грунтовых вод. В течение всего года речная вода питает грунтовые воды. Ха­рактерно для некоторых засушливых, а также карстовых районов.

3) Отсутствие гидравлической связи. Водоупор расположен выше максимального уровня воды в реке. Происходит постоянное питание реки грунтовыми водами, разгру­жающимися на склонах долины в виде ключей или рассредоточенного высачивания. Наиболее характерно для горных районов.

Ледниковое питание. Это питание имеют лишь реки, вытекаю­щие из районов с высокогорными ледниками и снежниками.

Ледники представляют собой движущиеся скопления фирна и льда на поверхности суши, образо­вавшиеся в результате преобразования твердых атмосферных осадков. Способность ледника перемещаться под влиянием силы тяжести обусловлено пластичностью льда.

Ледники образуются в результате превышения накопления снега над его таяни­ем и испарением.Граница между территорией, покрытой снегом и свободной от него, называется снеговой линией. Ее среднее положение — климатическая снеговая линия — опреде­ляется температурными условиями и количеством твердых осадков. Высота климати­ческой снеговой линии над уровнем моря: в Антарктиде 0 м, на Земле Франца-Иосифа — 50-100 м, на Кавказе — 2700-3800 м, в экваториальной области — 4500-5200 м, в тро­пиках — > 6000 м.

Выделяют два основных типа ледников — покровные и горные. Покровные лед­ники занимают сплошным покровом обширные площади на материках и крупных ост­ровах. Образование горных ледников связано с горными поднятиями. Среди них выде­ляют ледники вершин; ледники склонов, занимающие отдельные впадины, кары; до­линные ледники, располагающиеся в горных долинах, часто имеющие сложную фор­му. Отдельные горные ледники, соединяясь, образуют ледниковые системы. Горные поднятия с наибольшей площадью оледенения (в тыс. км 2 ): Гималаи (33), Тянь-Шань (17,9), Каракорум (16,3), Береговые хребты Кордильер Сев. Америки (15,4).

Площадь ледника, где происходит накопление массы ледника, называется обла­стью питания. Избыток льда под влиянием силы тяжести и градиентов давления сме­щается в область, где расход льда на таяние и испарение превышает его накопление. Это область абляции; у горных ледников ее часто называют языком ледника.

Изменение его объема (массы) и фор­мы ледника называется режимом ледника, и он проявляется в наступании и отступании ледника. Эти изменения имеют различ­ную продолжительность геологического, векового, многолетнего, внутригодового масштабов. Наступание ледников наблюдается обычно в холодные и влажные клима­тические периоды, отступание — в теплые и сухие. Во внутригодовом разрезе это соот­ветственно зима и лето.

Доля ледникового питания в речном стоке тем больше, чем больше оледенение бассейна:

Источник

ПИТА́НИЕ РЕК

ПИТА́НИЕ РЕК, по­сту­п­ле­ние в ре­ки вод раз­лич­но­го про­ис­хо­ж­де­ния, оп­ре­де­ляю­щее их вод­ный сток и ре­жим. Весь реч­ной сток фор­ми­ру­ет­ся в ре­зуль­та­те вы­па­де­ния на зем­ную по­верх­ность осад­ков ат­мо­сфер­ных, в за­ви­си­мо­сти от пу­тей их не­по­сред­ст­вен­но­го по­сту­п­ле­ния в ре­ки вы­де­ля­ют 4 осн. ви­да П. р.: до­ж­де­вое, сне­го­вое, лед­ни­ко­вое и под­зем­ное (грун­то­вое). Кро­ме ос­нов­ных, су­ще­ст­ву­ют так­же озёр­ное и бо­лот­ное П. р., в слу­чае ес­ли ре­ки вы­те­ка­ют из озёр или бо­лот. При до­ж­де­вом, сне­го­вом и лед­ни­ко­вом П. р. до­ж­де­вые во­ды, та­лые во­ды снеж­но­го по­кро­ва и гор­ных лед­ни­ков не­по­сред­ст­вен­но по­па­да­ют в ре­ки при пло­ско­ст­ном или ру­чей­ко­вом сте­ка­нии по скло­нам. Часть до­ж­де­вых и та­лых вод по­па­да­ет в ре­ки бо­лее слож­ным пу­тём в ре­зуль­та­те их фильт­ра­ции в поч­во­грун­ты, на­ко­п­ле­ния в под­зем­ных во­до­нос­ных го­ри­зон­тах и по­сле­дую­ще­го под­зем­но­го сто­ка в дре­ни­рую­щие эти го­ри­зон­ты ре­ки. Из­ме­не­ние под­зем­но­го П. р. в те­че­ние го­да за­ви­сит от ха­рак­те­ра взаи­мо­дей­ст­вия по­верх­но­ст­ных (реч­ных) и грун­то­вых вод и ме­ст­ных гид­ро­гео­ло­гич. ус­ло­вий.

Со­от­но­ше­ние ви­дов П. р. за­ви­сит от кли­ма­тич. ус­ло­вий во­до­сбор­но­го бас­сей­на ре­ки. В суб­тро­пич., тро­пич., суб­эк­ва­то­ри­аль­ных и эк­ва­то­ри­аль­ном поя­сах осн. роль при­над­ле­жит до­ж­де­вым во­дам (са­мые мно­го­вод­ные ре­ки ми­ра – Ама­зон­ка, Брах­ма­пут­ра, Ганг, Ира­ва­ди, Кон­го, Ме­конг, Ори­но­ко); в ус­ло­ви­ях уме­рен­ных, суб­ан­тарк­тич. и суб­арк­тич. кли­ма­тич. поя­сов пре­об­ла­да­ют сне­го­вое и до­ж­де­вое пи­та­ние (напр., Амур, Вол­га, Ду­най, Ени­сей, Ле­на, Обь, Рейн и др.); лед­ни­ко­вые во­ды пре­об­ла­да­ют в не­боль­ших ре­ках, сте­каю­щих с лед­ни­ков (напр., в ле­дя­ных рус­лах Ан­тарк­ти­ды и Грен­лан­дии), уча­ст­ву­ют в П. р., бе­ру­щих на­ча­ло в вы­со­ко­гор­ных рай­онах. В вод­ном сто­ке всех рек ми­ра в сред­нем во­ды до­ж­де­во­го про­ис­хо­ж­де­ния со­став­ля­ют ок. 40%, сне­го­во­го и под­зем­но­го – при­бли­зи­тель­но по 30%, лед­ни­ко­во­го – ме­нее 1%. Вклад раз­ных ви­дов П. р. в вод­ный сток из­ме­ня­ет­ся как по те­че­нию рек, так и по се­зо­нам го­да. Напр., в са­мом верх­нем те­че­нии круп­ной ре­ки, вы­те­каю­щей из вы­со­ко­гор­но­го мас­си­ва, су­ще­ст­вен­ную роль мо­жет иг­рать лед­ни­ко­вое пи­та­ние, в пред­гор­ной час­ти – сне­го­вое и до­ж­де­вое, в ни­зовь­ях – под­зем­ное. В ус­ло­ви­ях уме­рен­но­го кли­ма­та (напр., в бас­сей­не Вол­ги) в пе­ри­од ве­сен­не­го сне­го­тая­ния в по­ло­во­дья ре­ки по­лу­ча­ют сне­го­вое пи­та­ние, во вре­мя осен­них па­вод­ков – до­ж­де­вое, в лет­нюю и зим­нюю ме­жень – под­зем­ное (грун­то­вое). У рек в мус­сон­ном кли­ма­те (напр., у Ме­кон­га) обыч­но хо­ро­шо вы­ра­же­ны два се­зо­на: мно­го­вод­ный, «влаж­ный» с до­ж­де­вым мус­сон­ным по­ло­водь­ем и ма­ло­вод­ный, «су­хой», ме­жень с пре­об­ла­да­ни­ем под­зем­но­го пи­та­ния. На ре­ках, вы­те­каю­щих из вы­со­ко­гор­ных мас­си­вов и про­те­каю­щих в ус­ло­ви­ях за­суш­ли­во­го кли­ма­та (напр., у Аму­да­рьи), в тё­п­лое вре­мя го­да мо­жет про­хо­дить по­ло­во­дье, сфор­ми­рован­ное та­лы­ми во­да­ми гор­ных снеж­ни­ков и лед­ни­ков. У рек со сме­шан­ным вод­ным пи­та­ни­ем (напр., у Ду­ная) обыч­но на­блю­да­ет­ся дли­тель­ное ве­сен­не-лет­нее по­ло­во­дье сне­го­во­го и до­ж­де­во­го про­ис­хо­ж­де­ния.

Оп­ре­де­ле­ние в ка­ж­дом кон­крет­ном слу­чае вкла­да разл. ви­дов П. р. в об­щий реч­ной сток – за­да­ча слож­ная. Наи­бо­лее точ­но её мож­но ре­шить с при­ме­не­ни­ем «ме­че­ных ато­мов», т. е. пу­тём ра­дио­ак­тив­ной мар­ки­ров­ки вод разл. про­ис­хо­ж­де­ния, или при ана­ли­зе изо­топ­но­го со­ста­ва при­род­ных вод. Бо­лее про­стой, но при­бли­жен­ный спо­соб вы­де­ле­ния разл. ви­дов П. р. – гра­фич. рас­чле­не­ние гид­ро­гра­фа ре­ки (гра­фик из­ме­не­ния рас­хо­да во­ды в ре­ке в те­че­ние го­да) пу­тём, напр., вы­де­ле­ния сне­го­во­го ве­сен­не­го по­ло­во­дья, до­ж­де­вых осен­них па­вод­ков и лет­ней и зим­ней ме­же­ни, ко­гда пре­об­ла­да­ет под­зем­ное (грун­то­вое) пи­та­ние.

А. И. Во­ей­ков – пер­вый кли­ма­то­лог, пред­ло­жив­ший клас­си­фи­ка­цию рек зем­но­го ша­ра по ви­дам пи­та­ния. Эта клас­си­фи­ка­ция яви­лась од­но­вре­мен­но и рай­они­ро­ва­ни­ем зем­но­го ша­ра по ха­рак­те­ру П. р., в ко­то­ром бы­ли вы­де­ле­ны: об­лас­ти, где ре­ки по­лу­ча­ют пи­та­ние пре­им. от се­зон­но­го тая­ния сне­га и лед­ни­ков; об­лас­ти, где ре­ки по­лу­ча­ют во­ду пре­им. от до­ж­дей; об­лас­ти, где по­сто­ян­ных во­до­то­ков нет. В кон. 20 в. бы­ла раз­ра­бо­та­на и по­лу­чи­ла наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние клас­си­фи­ка­ция рек по ви­дам (ис­точ­ни­кам) пи­та­ния М. И. Льво­ви­ча. Для оп­ре­де­ле­ния сте­пе­ни пре­об­ла­да­ния то­го или ино­го ви­да П. р. при­ня­ты три гра­да­ции: 1) ес­ли один из ви­дов пи­та­ния да­ёт св. 80% го­до­во­го вод­но­го сто­ка ре­ки, сле­ду­ет го­во­рить об ис­клю­чит. зна­че­нии дан­но­го ви­да (др. ви­ды не учи­ты­ва­ют­ся); 2) от 50 до 80% го­до­во­го вод­но­го сто­ка – ви­ду пи­та­ния при­да­ёт­ся пре­иму­ще­ст­вен­ное зна­че­ние (др. ви­ды учи­ты­ва­ют­ся лишь ес­ли на до­лю ка­ж­до­го из них при­хо­дит­ся св. 10% го­до­во­го сто­ка ре­ки); 3) ес­ли ни один из ви­дов пи­та­ния не да­ёт боль­ше 50% го­до­во­го сто­ка ре­ки, пи­та­ние на­зы­ва­ют сме­шан­ным. Ука­зан­ные диа­па­зо­ны гра­да­ций от­но­сят­ся ко всем ви­дам пи­та­ния, кро­ме лед­ни­ко­во­го, для ко­то­ро­го со­от­вет­ст­вую­щие диа­па­зо­ны гра­да­ций умень­ше­ны до 50 и 25%. В пре­де­лах Рос­сии ис­клю­чи­тель­но сне­го­вое пи­та­ние име­ют не­боль­шие ре­ки в За­вол­жье; пре­им. сне­го­вое пи­та­ние (с боль­шой до­лей грун­то­во­го) – Ир­тыш, Ишим, верх­нее те­че­ние То­бо­ла, Дон; пре­им. сне­го­вое пи­та­ние (с уча­сти­ем до­ж­де­во­го и грун­то­во­го) – ре­ки Ал­тая, б. ч. бас­сей­на Вол­ги. Пре­им. до­ж­де­вое пи­та­ние у рек в бас­сей­нах Аму­ра, Ан­га­ры, в верх­них час­тях бас­сей­нов Яны и Ин­ди­гир­ки. Ре­ки с лед­ни­ко­вым пи­та­ни­ем встре­ча­ют­ся в го­рах Кав­ка­за и Ал­тая, со сме­шан­ным пи­та­ни­ем (с пре­об­ла­да­ни­ем сне­го­во­го) на­хо­дят­ся на се­ве­ро-за­па­де стра­ны, а так­же в пред­горь­ях Сев. Кав­ка­за, Сев. Ал­тая, в Сая­нах, в бас­сей­не Ле­ны.

Источник



Водное питание рек и его виды

Речной водный сток формируется в результате поступления в реки с их водосборов вод атмосферного происхождения, при этом часть атмосферных осадков стекает с реками в океан или бессточные озёра, другая часть – испаряется. Однако при единстве атмосферного происхождения в конечном счёте всех речных вод непосредственные пути поступления вод в реки могут быть различными. Выделяют четыре вида (или источника) водного питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Для рек в условиях тёплого климата главный вид питания – дождевое. Сток таких крупнейших рек, как Амазонка, Ганг и Брахмапутра, Меконг, формируется в основном дождевыми водами. Этот вид питания рек в глобальном масштабе – главнейший: на его долю приходится более трети всего водного стока рек. Вторым по важности служит снеговое питание. Его роль весьма велика в питании рек в условиях умеренного климата (не менее 1/3 водного стока). Третье место по объёму поступающих в реки вод занимает подземное питание (на его долю в среднем приходится около 30% объёма речного водного стока). Именно подземное питание обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку. Последнее место по значимости в водном питании рек занимает ледниковое питание (около 1% стока рек мира).

Дождевое питание

Каждый дождь характеризуется слоем выпавших осадков (мм), продолжительностью (минуты, часы, сутки), интенсивностью выпадения (мм в минуту, мм в час) и площадью распространения (км 2 ). В зависимости от этих характеристик дожди можно подразделить, например, на ливни и обложные.

Интенсивность, площадь распространения и продолжительность выпадения дождей определяют многие особенности формирования речного водного стока и пополнения подземных вод. Чем больше интенсивность, площадь распространения и продолжительность дождя, тем больше величина дождевого паводка. Чем больше отношение между площадью распространения дождя и площадью всего бассейна реки, тем также больше величина возможного паводка. Экстремальные паводки происходят по этим причинам обычно лишь на малых и средних реках. Пополнение подземных вод, как правило, происходит при длительных дождях. Чем меньше влажность воздуха и суше почва в период выпадения дождя, тем больше затраты воды на испарение и инфильтрацию и тем меньше величина дождевого стока. Наоборот, дожди, выпадающие на влажную почву при пониженной температуре воздуха, дают большую величину дождевого стока. Таким образом, один и тот же дождь в зависимости от состояния подстилающей поверхности и влажности воздуха может быть в одних случаях стокообразующим, а в других – почти не давать стока.

Снеговое питание

В умеренных широтах основным источником водного питания рек служит вода, накапливающаяся в снежном покрове. Снег в зависимости от его плотности и толщины снежного покрова может при таянии дать разный слой воды. Запасы воды в снеге (величину, очень важную для предсказания объёма талого стока в период половодья) определяют с помощью снегомерных съёмок. Запасы воды в снеге в бассейне реки зависят от величины зимних осадков, в свою очередь определяемой климатическими условиями. Запасы воды в снежном покрове распределяются по площади бассейна реки обычно неравномерно – в зависимости от высоты местности, экспозиции склонов, неровностей рельефа, влияния растительного покрова и т.д. Следует различать процессы снеготаяния и водоотдачи снежного покрова, т.е. поступления не удерживаемой снегом воды на поверхность почвы. Снеготаяние начинается после достижения температурой воздуха положительных значений и при условии положительного теплового баланса на поверхности снега. Водоотдача начинается позже начала снеготаяния и зависит от физических свойств снега – зернистости, капиллярных свойств и т.д. Сток возникает только после начала водоотдачи.

Подземное питание

Оно определяется характером взаимодействия подземных (грунтовых) и речных вод. Направленность и интенсивность этого взаимодействия зависят от взаимного положения уровня воды в реке, высоты кровли водоупорного пласта грунта и уровня грунтовых вод, в свою очередь зависящего от фазы водного режима реки и гидрогеологических условий. Подземное питание рек обычно наибольшее в межень, когда грунтовые воды поступают в реку. В половодье уровень воды в реке, как правило, выше уровня грунтовых вод и поэтому в это время река питает грунтовые воды.

Ледниковое питание

Такое питание имеют лишь реки, вытекающие из районов с высокогорными ледниками и снежниками. Вклад ледникового питания в речной водный сток тем больше, чем больше доля общей площади бассейна реки занята ледниками. Этот вклад наибольший в самых верхних частях горных рек.

У каждой реки доля отдельных видов водного питания может быть разной. Определение в каждом конкретном случае вклада различных видов питания в речной водный сток – задача исключительно сложная. Наиболее точно её можно решить либо с применением «меченых атомов», т.е. путём радиоактивной «маркировки» вод различного происхождения, либо путём анализа изотопного состава природных вод. Более простой, но приближённый способ выделения различных видов питания – это графическое расчленение гидрографа реки.

В настоящее время наиболее распространена классификация рек по видам (или источникам) питания М.И. Львовича Львович Михаил Исаакович (1906–1998), известный советский гидролог, доктор географических наук (1942). Внёс большой вклад в изучение мирового водного баланса, питания и режима рек. Создал первые в СССР карты стока рек мира и водного баланса страны. . Для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации. Если один из видов питания даёт более 80% годового водного стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания (вклад других видов питания не учитывается). Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80% водного стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания упоминаются, если на долю каждого из них приходится больше 10% годового водного стока). Если же ни один из видов питания не дает больше 50% годового стока, то такое питание называют смешанным и иногда указывают некоторые виды питания в порядке убывания их вклада в сток реки. Указанные диапазоны градаций (80 и 50%) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25%.

Бóльшая часть рек на территории бывшего СССР имеет преобладающее снеговое питание. Почти исключительное снеговое питание имеют реки Северного Казахстана и Заволжья. Реки с дождевым питанием занимают южную часть территории к востоку от Байкала, а также бассейны Яны и Индигирки, Черноморское побережье Кавказа, Крым и Северный Кавказ. Ледниковое питание имеют реки на Кавказе и в Средней Азии.

Источник