2. Структура водного баланса бассейна реки

Под структурой водного баланса бассейна реки понимают соот­ношение между различными приходными и расходными составля­ющими уравнения водного баланса.

Рассмотрим уравнение водного баланса для многолетнего пе­риода (6.16) и определим долю расходных членов (стока и испаре­ния) относительно их суммы или, что то же самое,— осадков. Для этого разделим обе части уравнения на х:

1 = у/х + z/x- а + р. (6.17)

Отношение стока к осадкам назовем коэффициентом стока (а-у/х). Этот коэффициент показывает, какая доля осадков пре­вращается в сток; отношение z/x можно по аналогии с коэффици­ентом стока назвать коэффициентом испарения и обозначить через р. Сумма аи(3 должна давать 1.

Диапазон возможного изменения коэффициента стока для мно­голетнего периода следующий: 0 ^ а ^ 1. Величина а уменьшается

с возрастанием «индекса сухости» z₀/x- В условиях избыточного и достаточного увлажнения (тундра, лесотундра, леса) значения а находятся обычно в пределах 0,4—0,6. В условиях недостаточного увлажнения (лесостепь, степь) величины коэффициента стока су­щественно меньше (приблизительно в пределах 0,4—0,1). Наконец, в условиях очень засушливого климата (полупустыни и пустыни) величина а приближается к 0.

4. Водный режим рек

   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.

Как было показано в разд. 6.1, 6.4—6.6, водный режим рек зависит от комплекса физико-географических факторов, среди кото­рых важнейшая роль принадлежит факторам метеорологическим и климатическим. Поскольку эти факторы на Земле подвержены целой гамме разнопериодных изменений, в водном режиме рек (как, впрочем, и других объектов гидросферы, о чем речь шла во Введении) также проявляются колебания различной длительности.

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. Понятие «водность реки» используется для оценки изменений стока данной реки.

От понятия «водность реки» следует отличать понятие «водо­носность реки». Водоносность — это величина среднего многолетне­го стока реки (м³/с, км³/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.

Вековые колебания водности рек отражают вековые изменения климатических условий и увлажнения материков с периодом сотни и тысячи лет. О вековых колебаниях водности рек известно мало, хотя палеогеографические исследования свидетельствуют о том, что в истории различных регионов планеты были периоды, когда вод­ность рек была существенно больше, чем сейчас. Недавние палео- гидрологические исследования показали, что в Европе водный сток рек увеличивался в холодные и влажные периоды. Такими были, например, 1400-1300, 900-300 гг. до н.э., 400-750, 1150-1300, 1550-1850 гг. н. э. Последние упомянутые годы характеризовались активным наступанием ледников в Альпах и получили название «малого ледникового периода». Наоборот, в теплые и засушливые годы водный сток рек уменьшался. В Европе к таким периодам относят, например, 900—1100 гг., названные «средневековым кли­матическим оптимумом».

Многолетние колебания водности рек также 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 (см. гл. 3) и сток отдельных рек (табл. 6.2).

Для характеристики многолетних колебаний стока рек обычно используют четыре приема: 1) сравнивают средний сток реки за некоторые характерные периоды (см. табл. 6.2); 2) анализируют