Лекція 4 гідрологія річок

План

1. Загальні поняття та типи річок

2. Морфологічні і морфометричні показники річки та її басейну

3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейна річки

4. Річка й річкова мережа

5. Річкові режими

1. Річка - це природний водний потік, що тече в зниженні рельєфу, утвореному її рухом,порівняно великих розмірів, живиться атмосферними опадами зі свого водозбору і має чітко виражене сформоване самим потоком русло. До річок зазвичай відносять лише водотоки із площею басейну не менше 50 км². Водотоки меншого розміру називають струмками.

Річки - це, як правило, постійні водотоки, що течуть протягом усього року. Однак зустрічаються ріки, які можуть протягом деякого нетривалого періоду перемерзати або пересихати. Якщо ж водотік пересихає більшу частину року (як, наприклад, сухі долини в пустелях - вади), то такий водотік рікою не вважають. До річок не належать водотоки, які не мають водозбору (як, наприклад, русла, сформовані течіями під час припливів). Не вважаються ріками навіть великі водотоки (протоки), що з'єднують лагуни з морем. Не можуть вважатися річками й водотоки зі штучним руслом (канали).

Одночасно в усіх річках земної кулі знаходиться в середньому 2115 км³ води, або всього лише 0,0002 % обсягу вод гідросфери. Незважаючи на такий малий обсяг річкових вод їх роль, як шляхів зосередженого стоку в круговороті речовини й енергії на земній кулі дуже велика. Ріки зв'язують між собою материкові й океанічні ланки глобального круговороту води на Землі.

Найбільшому російському кліматологу А.І. Воєйкову належить вираз: "Ріки - продукт клімату". У цьому визначенні підкреслюється провідна роль кліматичних умов у формуванні річок і їх режиму. Разом з тим не слід забувати, що й інші компоненти природного середовища (рельєф, ґрунти й рослинність, геологічна будова й ін.), а також господарська діяльність людини впливають на режим річок і формують їхній природний вигляд.

Якщо, по образному вислову географів, вода - це кров ландшафту, то ріки - це кровоносна система ландшафту, що переносить речовину й енергію й перетворює сам ландшафт.

У цьому зв'язку найважливіше значення набуває поняття "стік". Стік у широкому значенні (як його розумів відомий гідролог С. Д. Муравейський) - це процес стікання води з водозборів разом з речовинами й теплотою, що містяться в ній. Тому річковий стік - найважливіший елемент материкової ланки глобального круговороту води й речовин, а також потужний геологічний агент, найголовніший фактор, що визначає взаємозв'язок між різними об'єктами суші й гідросфери.

Річки типізують за різними ознаками, наприклад, за розміром, умовами протікання, джерелами (видами) живлення, водним режимом, ступенем стійкості русла, льодовим режимом і т.д.

За розміром ріки поділяються на великі, середні й малі. До великих відносять ріки із площею басейну більше як 50 000 км², до середніх - із площею басейну в межах 2000-50 000 км², до малих - із площею басейну менше 2000 км². Нижня границя площі басейну (50 км2), що відокремлює малі ріки від струмків,- досить умовна.

Велика річка зазвичай має басейн, розташований у кількох географічних зонах. Гідрологічний режим великої річки в цілому не властивий річкам кожної географічної зони окремо й тому називається полезональний

Середня річка зазвичай має басейн у межах однієї географічної зони. Гідрологічний режим середньої річки характерний для більшості річок даної географічної зони й тому зональний

Мала річка також має басейн, розташований у межах однієї якої-небудь географічної зони, але її гідрологічний режим під впливом місцевих умов може суттєво відрізнятися від режиму, властивого більшості річок даної географічної зони, і стати, таким чином, азональним. Малі ріки, на відміну від середніх і великих, можуть не повністю дренувати ґрунтові води, що також визначає відмінність їх режиму від режиму, властивого більшим річкам даної географічної зони.

За умовами протікання річки розподіляють на рівнинні, напівгірськи, гірськи. В річках перших двох типів характер протікання води спокійний,а врічках третього типу - бурхливий.

За джерелами (видами) живлення річки поділяють на різні типи, залежно від внеску снігового, дощового, льодовикового й підземного живлення у формування річкового стоку.

За водним режимом, тобто характером внутрішньорічного розподілу стоку, виділяють ріки з весняним повіддям, з повіддям у теплу частину року, з паводковим режимом.

За ступенем стійкості русла можна виокремити, наприклад, ріки стійкі й нестійкі, а за льодовим режимом - ріки замерзаючі й незамерзаючі.

Виділяють також річки, що промерзають (перемерзають) і пересихають. Слід розрізняти промерзання й перемерзання рік. Промерзання - це замерзання всієї товщі води до дна на великій території ріки. Перемерзання - цей утворення крижаних перемичок лише на окремих мілководних ділянках русла (наприклад, на перекатах). Промерзають або перемерзають звичайно малі й середні ріки під час суворих зим, коли поверхневе живлення відсутнє, а підземне виснажується через промерзання ґрунтових вод.

Деякі ріки пересихають у посушливі періоди року, коли через відсутність дощів поверхневе живлення припиняється, а підземне (ґрунтове) виснажується. Тимчасово пересихають звичайно лише малі ріки.

Слід розрізняти водозбір і басейн річки. Водозбір ріки - це частина земної поверхні й товщі ґрунтів, звідки дана річка одержує своє живлення. Оскільки живлення річок може бути поверхневим і підземним, розрізняють поверхневий і підземний водозбори, які можуть не збігатися. Басейн ріки - це частина суші, що включає дану річкову систему й обмежена орографічним водорозділом.

Зазвичай водозбір і басейн ріки збігаються. Однак нерідкі випадки їх розбіжності. Так, якщо в межах річкового басейну частина території виявляється безстічною, то вона, залишаючись частиною басейну, до складу водозбору ріки не входить. Такі випадки дуже характерні для посушливих районів із пласким рельєфом. Безстічні території в межах річкових басейнів можуть іноді досягати більших площ, наприклад Херсонська область.

Розбіжність меж басейну, які виділяються по орографічному вододілу, і меж водозбору може бути й у тих випадках, коли межі поверхневого й підземного водозборів не збігаються, тобто коли частина підземного стоку або надходить через межі даного басейну, або йде за його межі.

Басейни (водозбори) річок, що впадають у ту саму приймальну водойму (озеро, море, океан), поєднуються відповідно в басейни (водозбори) озер, морів, океанів. Виділяють головний вододіл земної кулі, який розділяє басейни рік, що впадають у Тихий і Індійський океани, з одного боку, і басейни рік, що впадають в Атлантичний і Північний Льодовитий океани,- з іншого. Крім того, виділяють безстічні області земної кулі, звідки ріки не доносять воду до Світового океану. До таких безстічних областей належать, наприклад, басейни Каспійського й Аральського морів, що включають басейни Волги, Уралу, Тереку, Кури, Амудар'ї, Сирдар’ї.

3. Кожна річка має витік і гирло (пригадай, що означають ці поняття). Витоком річки може бути озеро, болото, джерело, а в горах — льодовики. Будь-яка річка тече по звивистому заглибленню, що простягається від витоку до гирла. Це річкова долина. На плані місцевості вона нагадує великі сходинки. Найглибшу частину річкової долини, де водний потік постійний, називають річищем. Долини рівнинних річок широкі, звивисті. Гірські річки мають глибокі, вузькі долини, кам'янисте дно. Частину річкової долини, що заливається водою в період повені, називають заплавою. Вище від заплави розташовані тераси, які в минулому були заплавами. Вони виникли внаслідок руйнівної дії вод річок. Тераси — частини річкової долини, які ніколи не заливаються водою. Кожна річка має притоки, які зазвичай коротші за головну річку.

3.Основними морфометричними характеристиками річкового басейну служать: площа басейну F; довжина басейну L_б зазвичай обумовлена як пряма, що з'єднує устя річки й крапку на вододілі, що прилягає до початку ріки; максимальна ширина басейну В_бmax, яка визначається по прямій, нормальній до довжини басейну в найбільш широкій його частині; середня ширина басейну В_бср, що обчислюється по формулі

В_бср = F/ L_б

довжина вододільної лінії L_вдр.

Важливою характеристикою басейну служить розподіл площі басейну по висотах місцевості, представлене гіпсографічною кривою, що показує, яка частина площі басейну (у км² або %) розташована вище будь-якої заданої позначки місцевості.

За допомогою гіпсографічної кривої можна розрахувати таку важливу характеристику, як середня висота басейну. Для цього площу фігури F', обмеженої гіпсографічною кривою і осями координат, ділять на площу басейну F. Середню висоту басейну можна визначити й без гіпсографічної кривої по формулі

H_cp = 1/F ΣH₁f₁

де Н₁- середня висота будь-яких висотних інтервалів у межах басейну, що обчислюється як середнє з позначок горизонталей (ізогіпс), що обмежують ці інтервали;f₁ - площа частини басейну між цими горизонталями; F - повна площа басейну; n - число висотних інтервалів.

Середній уклон поверхні басейну визначають по формулі

i_cp = ∆H/F ∑ l₁

де l₁ -довжини горизонталей; ∆H - різниця позначок суміжних горизонталей (перетин рельєфу); F - повна площа басейну; n - число висотних інтервалів.