Термический и ледовый режим рек

В ледовом режиме рек выделяется 3 фазы: замерзание, ледостав и вскрытие.

3амерзание рек происходит глубокой осенью. Когда температура воды снижается до 0 градусов Цельсия, начинаются ледовые явления, выраженные различными формами льда.

Сало - начальная фаза осенних ледовых явлений. Это плывущие куски ледовой пленки из игольчатых кристаллов льда.

Забереги - узкие полоски неподвижного тонкого льда у берегов, образующихся одновременно с сало.

Внутриводный (глубинный) лед образуется перед началом ледостава в толще воды. Одновременно на дне встречаются скопления донного льда. Иногда донный лед образует большие скопления - ледяные плотины.

Снежура (снежница) образуется в виде снеговых комковатых рыхлых несмерзающихся масс на водной поверхности.

Шуга - комковатые скопления внутриводного льда, плывущие на поверхности реки. К ней добавляется битый лед и снежура, образуя шугоход.

С появлением первых ледяных форм начинается осенний ледоход, который продолжается 7-12 дней и предшествует ледоставу. Непосредственно перед ледоставом формируются зажоры, заторы и пятры.

Зажоры возникают, когда во время ледохода русло реки подо льдом забивает шуга и битый лед.

Затор образуется при закупорке русла плывущими льдинами.

Пятры - это ледяные острова в виде шапки или конуса, малое сечение которого прикреплено ко дну.

Ледостав - это наличие сплошного ледяного покрова на поверхности реки (озера, пруда). Говорят, что река стала.

В период ледостава некоторые участки не замерзают, образуя полыньи, на других участках образуется толстый слой вторичного льда - наледи в виде наростов и бугров.

При ледоставе толщина льда в южных районах: 0,2-0,4 м, а в северных: 1-2 м. Малые реки нередко промерзают до дна.

Вскрытие рек начинается весной с момента перехода температуры воздуха выше 0 градусов Цельсия. Начинается таяние снега на льдах и берегах реки.

Закраины - полосы воды у берегов, свободные ото льда.

Подвижки льда - небольшие перемещения отдельных ледяных полей.

В ледяном покрове появляются промоины, прогалины, трещины.

Весенний ледоход образуется плывущими по реке льдинами и ледяными полями. Мощные ледоходы сопровождаются заторами, приводящими к образованию паводочной волны.

Весенний ледоход на юге Европы начинается в марте, в центральной части - в апреле, в северной Европе и Сибири - в мае.

На малых реках покров тает без весеннего ледохода.

Гидрохимический режим рек

По величине минерализации О.А. Алекин выделяет реки четырех типов:

- реки с малой минерализацией (до 200 мг/л);

- реки со средней минерализацией (200-500 мг/л);

- реки с повышенной минерализацией (500-1000 мг/л);

- реки с высокой минерализацией (более 1000 мг/л).

Минерализация речных вод зависит от характера питания реки. Снеговое, дождевое и ледниковое питание дают минимальное количество солей. При ведущей роли грунтового питания минерализация возрастает. Поскольку в течение года доля различных видов питания и фаз водности могут существенно изменяться, меняется и минерализация. Установлено, что максимальная минерализация приходится на межень, когда превалирует подземное питание, а минимальные значения соответствуют периодам половодья и паводков.

Ионный сток – это сток растворенных солей. Он определяется как произведение расхода воды Q на минерализацию М, выраженную в кг/м³. Если полученный результат умножить на количество секунд в году, можно рассчитать годовой сток W растворенных солей (в т):

W = QM∙31,54×10³

В пределах стран СНГ около 70% ионного стока выносится в океан, а 30% - в области внутреннего стока.

По химическому составубольшинство рек с малой и средней минерализацией относятся к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе. Они занимают около 85% территории СНГ. Около 15% занимают высокоминерализованные воды сульфатного и хлоридного классов, которые приурочены к засушливым степным и полупустынным районам Средней Азии и Казахстана. Для рек северного полушария с севера на юг характерно увеличение минерализации и смена гидрокарбонатного класса, сульфатным и хлоридным. Эта закономерность может нарушаться азональными факторами, например, выходами легкорастворимых пород (солей, гипсов), разгрузкой гидротермальных источников.

 

Устья рек

 

Устье реки - это особый географический объект, охватывающий район впадения реки в приемный водоем (океан, море, озеро) и имеющий природный комплекс, который регулируется устьевыми процессами: взаимодействием и смешением речных и морских вод, отложением речных и частично морских отложений.

Различают два типа устьев:

- Дельта - это низменные периодически затопляемые земли со сложным многорукавным руслом, сетью водотоков и водоемов, с зарослями влаголюбивой растительности.

- Эстуарии - сравнительно узкие и глубокие заливы и губы воронкообразной формы или лиманы, представляющие собой нижние участки долин, затопленные морскими водами при опускании суши.

Устьевая область реки (рис.14) подразделяется на приустьевой, устьевой участки реки и устьевое взморье, которые разделяются морским краем дельты или вершиной лимана, лагуны, эстуария.

 

Рис.14. Схема речного устья.

 

В своем развитии устьевая область реки проходит три стадии:

- бездельтовую (Кача);

- формирования дельты выполнения залива, лимана, лагуны или эстуария (Обь);

- формирования дельты выдвижения на открытом морском побережье (Лена).

Гидрологический режим в устьевой области имеет особенности:

а) на устьевом участке реки (от места деления реки на рукава до морского края дельты) господствует речной режим. Проявление морского режима заключается в распространении волн морских приливов и нагонов, проникновений в реку осолоненных вод и смешивания речных и морских вод. Известно, например, что солёные воды могут распространяться вверх по Северной Двине - на 40 км, по Миссисипи – на 240 км. Мощные приливные волны в устьях и эстуариях рек известны во Франции (маскарэ), в Бразилии (поророка) и др.

б) для устьевого взморья характерен морской режим. Здесь хорошо выражены ветровые и приливные течения, волновые процессы. Взморье занимает пространство от морского уреза края дельты до места, где влияние речных вод на взморье почти исчезает и соленость воды приближается к солености морских вод. Основное влияние речного режима в устьевом взморье выражается в опреснении вод и большом стоке наносов и их отложений в связи с затуханием скоростей течения речных потоков.

в) наносы, выносимые рекой, а иногда и приносимые морем, откладываясь в устьях рек, образуют косы, отмели, формируя характерный устьевой бар, из которого в дальнейшем образуется дельта. Зона отложения речных наносов постепенно смещается в сторону моря с выдвижением дельты в море, которое называется устьевым удлинением. Скорость выдвижения иногда достигает 4 км/год (например, р. Амударья).

 

§12. Хозяйственное значение рек и антропогенное влияние нареки

 

Хозяйственное значение рек заключается в том, что во многих регионах мира реки это главные источники используемых в хозяйстве вод. Основными водопотребителями являются промышленность, тепловая и атомная энергетика, коммунальное хозяйство, орошаемое земледелие. Главными водопользователями являются гидроэнергетика, речной транспорт, рыбное хозяйство, рекреация.

Влияние хозяйственной деятельности на реки можно подразделить на 2 группы.

Первая группа включает такие виды хозяйственной деятельности, которые связаны с изъятием, перераспределением и регулированием, то есть прямым воздействием на речной сток. Это забор вод на орошение, промышленное и коммунальное водоснабжение, регулирование речного стока с помощью водохранилищ, переброска вод из других бассейнов, нерациональное использование природных вод, их загрязнение.

Вторая группа хозяйственных мероприятий косвенно влияет на сток рек через изменение элементов водного баланса (главным образом, испарения) и через изменение условий стекания вод со склонов в речных бассейнах. Это вырубка леса и его восстановление, осушение болот, агротехнические мероприятия (вспашка, распашка целины, снегозадержание и т.д.) и урбанизация территории.

Совокупное влияние всех видов хозяйственной деятельности сказывается на общем снижении величины годового речного стока. Во всем мире сток уменьшается на 700 км³/год (по М.И. Львовичу) и соответственно этой величине возрастает испарение. Это создает угрозу водного голода для человечества. Необходимы меры по экологической оптимизации водопользования.

 

Реки Крыма и Украины

 

В пределах Крыма насчитывается 1657 малых рек и водотоков протяженностью около 6 тыс. км. Наиболее крупными из них являются на северном склоне Крымских гор:

Салгир - 238 км со среднегодовым расходом воды 1,8 м³/с и со слоем стока - 140 мм/год; Мокрый Индол - 27 км, Чорох-Су - 33 км;

на северо-западном склоне:

Альма - 84 км, Кача - 69 км, Бельбек - 63 км, Зап. Булганак - 52 км, Черная - 41 км;

на южном берегу Крыма:

Улу-Узень - 15 км, Демерджи - 14 км, Дерекойка - 12 км, Учан-Су - 8,4 км, Вост. Улу-Узень - 16 км.

Средний речной местный сток в Крыму составляет 0,43 км³/год.

Используется в хозяйстве около 450 млн. м³/год воды из местного стока речных и подземных вод. А всего, с учетом Северо-Крымского канала используется 2,5 км³ пресной воды в год.

На Украине насчитывается более 71 тыс. рек и ручьев с общей длиной 248 тыс. км. Из них 67 тыс. (94%) малых водотоков с длиной менее 10 км, которые имеют общую длину 131 тыс. км.

Самой крупной рекой является Днепр (981 км на территории Украины от общей длины 2201 км) - водоносность 1663 м³/с.

К главным рекам Украины относятся: Днестр -1352 км, Сев. Донец -1053 км, Юж. Буг - 806 км, Дунай.

Водные ресурсы рек Украины составляет 87,1 км³/год. Общий объем водозабора на Украине достигает 34,5 км³/год, а объем используемой воды 29 км³/год. Речной сток очень зарегулирован (72%): построено 8 крупных каналов (1190 км длиной) и 10 крупных водоводов с общей длиной 1091 км (суммарная их производительность - 22,2 км³/год).

ГИДРОЛОГИЯ ОЗЕР