Водный режим

Питание, водный режим рек, водный баланс речного бассейна

Поступление воды в реки обусловлено выпадением атмосферных осадков в процессе круговорота воды в природе. Вода, образовавшаяся на поверхности суши в результате выпадения дождей, таяния снега и льда, стекая по поверхности земли и фильтруясь через грунт, будет формировать (поверхностный и грунтовый) сток воды рек.

В конкретных природных условиях поступление воды в реку зависит от определенных источников, и будет характеризовать ее питание. В зависимости от источников питания различают дождевое, снеговое и ледниковое питание.

Дождевое питание преобладает в теплом поясе и в районах умеренного пояса с муссонным климатом. Доля стекающих дождевых осадков увеличивается при выпадении на увлажненную почву.

Снеговое питание преобладает в холодном и умеренном поясах. Стеканию снеговых вод способствуют повышенная интенсивность снеготаяния, зимнее промерзание грунта и особенно наличие ледяной корки на почве.

Ледниковое питание происходит в результате таяния ледников. Основные факторы – площадь водосбора, занятая ледниками, и температура воздуха.

Подземное питание – поступление в реку грунтовых и межпластовых вод (сток в реки почвенных вод и верховодки условно относится к поверхностному питанию). Подземное питание зависит от геологического строения, распространения в бассейне водопроницаемых почв, трещиноватых пород, от лесистости.

Поверхностный сток, весьма неравномерный во времени, обычно существенно преобладает над медленным подземным стоком. Периоды максимального поверхностного стока всегда приурочены к определенному времени года. Быстрое поступление в реку огромных масс воды в периоды максимального поверхностного стока вызывает в ней резкое увеличение расходов и соответствующее повышение уровней воды.

Большинство рек Российской Федерации имеют смешанное питание – дождевое и снеговое. В некоторых районах преобладают другие источники. Например, для рек Дальнего Востока преобладающую часть стока составляет дождевое питание. В горных районах – на Алтае, Кавказе преобладающую часть в стоке играет ледниковое питание.

Для большинства равнинных рек Российской Федерации сток весеннего половодья составляет более 50 % суммарного годового стока.

Питание реки поверхностными водами зависит от размеров площади водосбора. Чем она больше, тем больший объем стока стекает с нее в русло реки.

Питание рек подземными водами наиболее устойчиво и равномерно в течение круглого года. Подземное питание в той или иной мере имеют почти все реки, например у Волги оно составляет около 30 %. На некоторых малых реках подземное питание достигает 60 %.

В зависимости от условий питания в режиме рек выделяют: половодье, паводки и межень.

Половодье – фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды. На равнинных реках половодье вызывается снеготаянием (весеннее половодье), на высокогорных – таянием снега и ледников (летнее половодье), в муссонных и тропических зонах – выпадением летних затяжных дождей.

Паводок – фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным, обычно кратковременным, увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. Выдающийся по величине и редкий по повторяемости паводок, который может вызвать жертвы и разрушения, называют катастрофически паводком. В инженерной практике термин «половодье» часто заменяют термином «паводок».

Межень – фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания рек. К летней (летне-осенней) межени относят период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии – до начала зимнего периода, то есть до возникновения на реке ледовых явлений.

Летняя межень может быть устойчивой, продолжительной, а также прерывистой, неустойчивой (периодически нарушаемой дождями). Зимняя межень совпадает обычно с периодом ледостава. Расходы воды от начала замерзания рек постепенно снижаются, достигая минимума перед вскрытием; это связано с истощением запасов подземных (грунтовых) вод.

Летняя межень характерна для рек степной и полупустынной зон, в этот период река питается преимущественно подземными водами.

Зимняя межень типична для рек континентального климата, часто совпадает с периодом ледостава. В этот период река питается грунтовыми водами. В районах с суровым климатом малые реки иногда промерзают до дна.

Реки с весенним половодьем по своему водному режиму классифицируют на типы:

– Казахстанский – характеризуется очень высокой волной половодья и низким (до полного пересыхания) стоком в остальную часть года. Сток дают почти исключительно зимние осадки, быстрое таяние которых вызывает высокое, но не продолжительно е половодье.

– Восточноевропейский – характеризуется высоким весенним половодьем, летней меженью, прерываемой эпизодически ливнями, низкой зимней меженью и повышенным осенним стоком. Некоторые реки этого типа имеют два максимума: весной и осенью.

– Западносибирский – имеет небольшое, растянутое половодье, повышенный летне-осенний сток и низкую зимнюю межень. Наличие в бассейнах рек этого типа болт, озер, обширных, заливаемых пойм оказывает регулирующее влияние на сток. Длительная зима предопределяет низкий зимний сток.

– Восточносибирский – характеризуется высоким половодьем, систематическими летне-осенними паводками и очень низким зимним стоком. Этот тип рек связан с обильными дождями летом и осенью и ограниченностью подземного питания.

– Алтайский – отличается невысоким, растянутым, гребенчатовидным половодьем, повышенным летне-осенним стоком и низким зимним стоком. Характер половодья рек этого типа обуславливается особенностями таяния снега в горах. На снеговое половодье накладываются дождевые паводки. Устойчивый зимний сток обусловлен запасом подземных вод.

Реки с половодьем в теплую часть года по своему водному режиму классифицируют на типы:

– Дальневосточный – имеет растянутое, гребенчатовидное половодье и низкий сток в холодное полугодие (зимних осадков мало). Подземное питание ограничено вследствие наличия вечной мерзлоты.

– Тяньшанский – распространен в горах Средней Азии, Большого Кавказа и Камчатки, отличающийся от предыдущего более высоким зимним стоком. Питание рек ледниковое.

Реки с паводочным режимом классифицируют на типы:

– Причерноморский – характеризуется паводочным режимом в течение всего года. Основной источник питания – дожди. Частично питание происходит за счет снега, выпавшего в горах и быстро растаявшего.

– Крымский – отличается от предыдущего низким стоком летнего сезона.

– Северокавказский – распространен в восточной части северного склона Большого Кавказа, характеризуется паводками в теплое время и устойчивой меженью в холодное (подземное питание незначительно).

Колебания водности рек тесно связаны с понятиями водный режим и водность.

Водный режим – это закономерные изменения стока, скорости течения, уровней воды и уклонов водной поверхности во времени и вдоль реки, зависящие, прежде всего, от метеорологических и климатических факторов.

Водность реки – это относительная величина речного стока за определенный период по сравнению со средним многолетним стоком этой же реки. Следует отличать понятия водность и водоносность реки.

Водоносность реки – это абсолютная средняя многолетняя величина стока реки.

В зависимости от масштаба времени виды колебаний водности рек могут быть следующими:

– Вековые – отражают вековые и тысячелетние изменения климатических условий и увлажнения материков.

– Многолетние – имеют метеорологическую природу и периодичность в десятки лет.

– Сезонные – обусловлены сезонными изменениями элементов водного баланса бассейна реки в течение года.

– Кратковременные – обусловлены метеорологическими факторами (ливневые дожди), геологическими процессами (прорыв морен, горные обвалы) и антропогенными (сброс воды в гидроузлах, плотинах).

Чередование на реках маловодных и многоводных периодов стока является объективным и объяснимым свойством рек, в конечном счете, оказывающем существенное влияние на работу дорожных водопропускных сооружений и мостовых переходов.

Естественный водный баланс речного бассейна записывается в виде равенства:

где x – осадки, выпадающие на поверхность речного бассейна;

z – суммарное испарение с поверхности речного бассейна;

ω₁ – приток подземных вод, получающих питание за пределами данного бассейна;

ω₂ – отток подземных вод, сформировавшихся в данном бассейне, за его пределы не в составе речного стока;

± ΔU – изменение запасов воды в бассейне, содержащейся в подземных водоносных горизонтах, в почве, в водоемах и русловой сети, в снежном покрове и ледниках.

77.243.189.108 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

7.5. Водный режим рек

7.5.1. Виды колебаний водности рек

Под водным режимом рек понимают закономерные изменения стока воды, скорости течения, уровней воды и уклонов водной поверхности, прежде всего во времени, но также и вдоль реки.

Изменения режима реки характеризуются прежде всего колеба­ниями ее водности. Водность – это количество воды, переносимое рекой за какой-либо интервал времени (месяц, сезон, год, ряд лет) в сравнении со средней многолетней величиной стока воды этой реки или со стоком в другие периоды.

От понятия “водность реки” следует отличать понятие “водо­носность реки”. Водоносность – это величина среднего многолетне­го стока реки (м 3 /с, км 3 /год); это понятие используют для сравне­ния величины стока воды разных рек.

В водном режиме и водности рек выделяют прежде всего веко­вые, многолетние, внутригодовые (сезонные) и кратковременные колебания.

Многолетние колебания водности рек имеют в основном климатическую природу. Периодичность таких колебаний – десят­ки лет. О многолетних изменениях водности за последние 50–100 лет известно значительно больше, чем о вековых колебаниях. Данные непосредственных наблюдений свидетельствуют о том, что многолетним колебаниям подвержен и суммарный сток всех рек земного шара и сток отдельных рек.

При анализе многолетних колебаний водности рек следует раз­личать естественную и антропогенную изменчивость. Первая из них обусловлена лишь климатическими факторами, вторая – искусствен­ным изменением стока (забором вод на хозяйственные нужды, безвозвратными потерями стока, сопутствующими преобразованию режима рек, например, после создания водохранилищ).

Наиболее показательны многолетние изменения стока воды Волги. Последние исследования показали, что в ко­лебания водности Волги главный вклад вносит климатический фак­тор.

Рис. 20. Изменения стока воды Волги в XX в.

Внутригодовые (сезонные) колебания водности рек обусловлены сезонными изменениями составляющих водного баланса речного бассейна

Кратковременные колебания водности рек могут быть прежде всего естественными и обусловленными как метеорологическими факто­рами (ливневые дожди, колебания температуры воздуха в леднико­вых районах), так и геологическими процессами (спуск вод ледни­ковых озер в результате прорыва морен на реках с ледниковым питанием, запруживание рек в результате горных обвалов и др.).

7.5.2. Фазы водного режима рек. Половодье, паводки, межень

Во внутригодовом (сезонном) режиме рек выделяют ряд харак­терных периодов (фаз) в зависимости от изменения условий питания и особенностей водного режима. Для большинства рек мира разли­чают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень.

Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторя­ющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продол­жительным подъемом уровня воды.

Паводок – это фаза водного режима, которая может многократ­но повторяться в различные сезоны года и характеризуется интен­сивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уров­ней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время отте­пелей. В отдельных случаях расход воды паводка может превышать расход воды половодья, в особенности на малых реках

В половодья (как весеннее, так и летнее) часто происходит заливание речной поймы. За исключением катастрофических слу­чаев заливание поймы – событие обычное, регулярное и поэтому не может быть неожиданным для населения и хозяйства. Неожиданные дождевые паводки приво­дят нередко к катастрофическим последствиям.

Межень – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, дли­тельным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие умень­шения питания реки. В межень реки обычно питаются только за счет подземных вод. Малые реки в летнюю межень могут даже пересыхать.

Водный режим

Во́дный режи́м — 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.

• Ледоход — движение льдин и ледяных полей на реках.

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

• Приокеанические субтропики (Флорида, низовьяЯнцзы) и прилегающие районы Юго-Восточной Азии — режим определяется муссонами, наибольшая водность летом и наименьшая — зимой

• 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.

Источники:

http://studopedia.ru/6_32893_pitanie-vodniy-rezhim-rek-vodniy-balans-rechnogo-basseyna.html
http://studfile.net/preview/1971369/page:39/
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/6449