Питание для горного типа рек

Питание для горного типа рек

Типизация в гидрологии, как и во всякой науке, имеет весьма важное значение. Она помогает разобраться в сложном многообразии явлений природы. Тем более это важно в отношении режима рек Советского Союза, отличающегося большим разнообразием.

Классификацию рек впервые дал в 1884 г. выдающийся русский ученый А. И. Воейков в своем замечательном труде «Климаты земного шара, в особенности России». Эта классификация сыграла большую роль в развитии знаний о водном режиме рек и известна в литературе под названием климатической классификации. Так она названа потому, что основой ее являлось известное положение А. И. Воейкова о том, что «реки можно рассматривать как продукт климата». Следовательно, по режиму рек можно судить о климате и наоборот.

Позднее, уже в современный период, М. И. Львович на основе генетического расчленения гидрографа стока рек дал не только качественную, но и количественную характеристику отдельных видов питания. Он же составил карту распространения типов рек ло источникам питания на территории СССР (рис. 26). Следует иметь в виду, что эта карта относится лишь к средним и малым речным бассейнам. Большие реки со сложным режимом имеют комбинированное питание.

Рис. 26. Типы рек СССР по источникам питания (по М. И. Львовичу).

Рассмотрим основные типы рек по источникам питания и их географическое распространение на территории СССР. Для краткости обозначим виды питания следующими символами: снеговое — Ss, дождевое — Rr, грунтовое — Uu и ледниковое — Gg, причем большими буквами будем пользоваться в случаях, если доля того или иного вида питания превышает 50%, а малыми, когда она менее 50% годового стока. Если тот или иной источник является явно преобладающим и его доля составляет более 80% годового стока, то реки можно отнести к типу с почти исключительно снеговым (дождевым, ледниковым или грунтовым) питанием; реки, в питании которых это преобладание менее резко выражено и доля одного из источников составляет от 50 до 80% годового стока, можно причислить к водотокам преимущественно снегового (дождевого, грунтового или ледникового) питания; наконец, реки, в питании которых нет резкого преобладания какого-либо из источников питания и доля каждого из них не превышает 50% общего годового стока, можно считать водотоками со смешанным питанием. В зависимости от той роли, которую играет тот или иной источник питания в формировании режима рек, можно выделить четыре основные группы рек: реки с преобладанием:

1) снегового,
2) дождевого,
3) ледникового,
4) грунтового питания.

Первая группа рек, с преобладанием снегового питания, является наиболее распространенной; к ней принадлежит подавляющее большинство рек нашей страны, причем примерно на 80 % ее территории талые снеговые воды являются основным источником питания, формирующим сток рек.

Среди этой группы можно выделить целый ряд характерных типов, отличающихся друг от друга как по количественной доле основного источника питания (снега), так и в части того значения, которое имеют второстепенные источники питания. Реки, у которых доля снегового питания составляет более 80%, распространены в засушливых степных и полупустынных районах, а именно: в Нижнем Поволжье, Казахстане, в Причерноморской низменности (район нижнего Днепра). Примерами этого типа рек могут служить: Большой и Малый Узени, Эмба, Нура, Сары-Су и др. К рекам, у которых доля снегового питания составляет от 50 до 80%, относятся почти все большие реки: Печора, Северная Двина, Днепр, Дон, Волга, Обь, Енисей и др. Значительное место среди водотоков этой группы занимают реки смешанного питания с преобладанием снегового. К этому типу принадлежат, например, реки северо-запада Европейской части СССР (Волхов, Нева, Западная Двина и др.), а также реки горных районов Кавказа, Средней Азии, Алтая (за исключением высокогорных областей).

В зависимости от доли участия и места, которое занимаюг другие источники питания, кроме снегового, можно выделить еще несколько характерных типов. В их числе тип преимущественно снегового питания со значительной долей дождевого питания (Sr). Важнейшей особенностью, отличающей его от других типов, является исключительно бедное грунтовое питание, которое обычно составляет не более 1-5% от годового стока. Границы распространения рек этого типа питания совпадают с границей мерзлотной геозоны, занимающей почти половину территории СССР, где грунтовые воды большую часть года скованы вечной мерзлотой.

В лесной зоне (вне области вечной мерзлоты) распространен тип рек также преимущественно снегового питания, но со значительной долей дождевого и грунтового питания (Sru). К нему принадлежат бассейны Верхней Волги, Камы, Северной Двины, Печоры и других рек. Примером рек этого типа может служить р. Москва, у которой на долю снегового питания (S) падает 65%, дождевого (r) -20% и грунтового (u) — 15%.

Южнее, в лесостепной и степной зонах, возрастает доля снегового питания и вместе с тем резко уменьшается роль дождевого питания, так как осадки от дождей обычно теряются здесь на испарение и стока не дают. Поэтому для этих зон характерен тип рек преимущественно снегового питания со значительной долей грунтового и при очень малом дождевом питании (Su). Примером рек данного типа является Дон, который имеет следующее распределение стока по источникам питания: S = 70%, u = 27% и r = 3%.

Читайте также:  Мельница на реке сестре

Такое распределение стока по источникам питания в условиях лесостепной и степной зон имеет место лишь для относительно больших рек с эрозионным врезом ниже уровня грунтовых вод.

Что касается малых рек, то у них доля снегового питания еще больше возрастает (до 80-100%), тогда как грунтовое питание уменьшается до 0-20%.

Если рассмотреть смену типов рек данной группы по территории Европейской части СССР в направлении с севера на юг, то можно заметить следующую закономерность. В северной части, в районе распространения вечной мерзлоты, преобладает тип рек Sr, южнее, в лесной зоне, он сменяется типом Sru, еще южнее, в лесостепной и степной зонах, распространен тип Su и, наконец, в полупустынных районах Прикаспия — S. Характерно, что в направлении с севера на юг доля снегового питания растет: от 50-60% в северной части, до 80-100% годового стока — на юге.

Вторая группа рек, с преобладанием дождевого питания, имеет уже значительно меньшее распространение по сравнению с реками преимущественно снегового питания.

Почти исключительно дождевое (R) и преимущественно дождевое питание (Ru) характерно для рек Закавказья (Колхидская низменность). Для территории Дальнего Востока, с его муссонным климатом, преобладающим является тип рек преимущественно дождевого питания (Rs); снеговое питание здесь имеет второстепенное значение, а грунтовое питание очень мало. Этот же тип встречается в верховьях Яны и Индигирки, что объясняется исключительно бедными зимними осадками в этом районе.

Тип Rs, выделенный М. И. Львовичем для верховьев Яны и Индигирки, едва ли правильно отождествлять с типом рек Дальнего Востока, ибо значительную роль здесь играет высокогорно-снеговое, а отчасти ледниковое питание, а также питание за счет наледей, особенно заметное на малых реках; это не было учтено автором классификации по причине того, что современное оледенение в районе Верхояно-Колымской горной страны было установлено позднее.

Реки смешанного питания с преобладанием дождевого встречаются в Закавказье, Крыму и Карпатах. Третья группа рек, с преобладанием ледникового питания, имеет сравнительно ограниченное распространение. Различные типы рек этой группы встречаются в высокогорных районах, где значительные площади покрыты ледниками и вечными снегами. Чисто ледниковое питание обычно трудно отделить от высокогорно-снегового.

Рек почти исключительно ледникового питания (G), т. е. таких, у которых этот вид питания составлял бы более 50%, нет, за исключением верховьев некоторых рек. К числу рек почти исключительно ледникового питания (включая и снеговое) условно, повидимому, можно отнести реки Арктической зоны. Преимущественно ледниковое питание (25-50% годового стока) свойственно многим горным рекам Средней Азии (Gus) и Большого Кавказа (Grsu). Ледниковое питание играет здесь важную роль и накладывает характерный отпечаток на режим рек. Смешанное питание с преобладанием ледникового отмечается на реках Алтая (gsru) и в некоторых районах Камчатки (gsu).

Четвертая группа рек, с преобладанием грунтового питания, имеет малое распространение на территории СССР. Грунтовые воды являются неотъемлемым элементом питания почти всех рек, однако в количественном отношении они занимают подчиненную роль среди других видов питания. Более или менее значительных рек, у которых доля грунтового питания превышала бы 50% годового стока, практически на территории СССР почти нет. Имеют место лишь сравнительно небольшие районы, где распространены реки смешанного питания с преобладанием грунтового. К таким районам относятся: южная часть Армянского нагорья (us), где обильное грунтовое питание связано с особым геологическим строением (вулканические туфы, поглощающие осадки), и подгорные шлейфы Средней Азии (us), где обильный сток с гор поглощается мощными рыхлыми отложениями, а в более низких частях дает начало выходам ключей.

Грунтовое питание учитывается, однако, еще весьма не точно. В западных районах Европейской части СССР (например, в бассейне Припяти) доля грунтового питания, повидимому, значительно выше, чем предполагалось до сих пор, и достигает 50% годового стока.

Рис. 27. Типы полного режима рек СССР (по Б. Д. Зайкову).

Источник

Притание рек

Источники питания рек

Основной источник питания всех рек на земном шаре — атмосферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих жидких осадков образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного покрова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь, пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источником, питания рек. Часть талых и дождевых вод просачивается в верхние слои земли и при некоторых условиях быстро дренируется реками, при этом несколько растягивается процесс стока этих вод в речную сеть. Некоторая часть талых и дождевых вод идет на пополнение запасов подземных вод, которые значительно медленнее попадают в русла рек. Подземные воды являются также источником питания рек; они обеспечивают устойчивость речного стока. Таким образом, существуют четыре источника питания рек — жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники и подземные воды.

Читайте также:  Переправа пострадавшего через реку

Соотношения между количеством воды, поступающим в реки от того или иного источника питания, неодинаковы в различных районах. Меняются они и от сезона к сезону для одной и той же реки. Эти различия зависят главным образом от климатических условий: режима осадков и температуры воздуха в течение года.

Впервые роль климата в питании рек и влияние на их режим были оценены известным русским ученым А. И. Воейковым в его работе «Климаты земного шара, России в особенности», опубликованной в 1884 г. В этой работе Воейков высказал положение, которое до сего времени сохранило свое значение: «Реки суть продукт климата их бассейнов». В настоящее время это положение получило более широкую формулировку: «Реки и их режим представляют собой продукт климата на общем фоне воздействия и других компонентов ландшафта и хозяйственной деятельности». Этим подчеркивается ведущая роль климата и указывается, что, помимо климата, определенное значение имеют геологическое строение бассейнов, их почвы, растительность, озерность и заболоченность, а также хозяйственная деятельность человека.

Климатическая классификация рек А. И. Воейкова

Рассматривая реки как продукт климата их бассейнов, Воейков считал возможным использовать особенности их режима как индикатор климата. Для этой цели им была разработана климатическая классификация рек. Воейков разделил все реки на следующие типы.

Тип А. Реки, получающие воду от таяния снега на равнинах и невысоких горах (до 1000 м). В чистом виде этот тип не существует нигде. Наибольшее приближение к нему наблюдается в северной, части Сибири и Северной Америки, где снежный покров держится 8-10 месяцев и большую часть вод реки получают от таяния снега.

Тип В. Реки, получающие воду от таяния снега в горах. Этот тип тоже не существует в чистом виде. К нему приближаются реки западных частей горных массивов, занимающих середину Азии: Сырдарья, Тарим, Инд в верхних течениях. Правильный ход температуры воздуха с максимумом летом обусловливает регулярно наблюдающееся летнее половодье.

Тип С. Реки, получающие воду от дождей и имеющие половодье в летнее время. Этот тип рек характерен для областей с тропическими дождями и муссонами. Таковы, например, реки Амазонка, Конго, Ориноко, Ганг, Брахма-путра, реки Дальнего Востока нашей страны.

Тип D. Реки, у которых половодье происходит вследствие таяния снега весной или в начале лета, причем значительная часть воды рек доставляется дождями. К этому типу относятся реки стран с суровой и снежной зимой и дождливым летне-осенним периодом: большинство равнинных рек нашей страны (Восточно-Европейская равнина, Западно-Сибирская равнина), реки Скандинавии, Восточной Германии, северной части США.

Тип Е. Вода доставляется дождями; она выше в холодные месяцы, но правильное периодическое изменение невелико. Этот тип преобладает в Средней и Западной Европе — бассейны рек Везера, Мааса, Шельды, Сены, реки Англии (кроме северо-западных) и др.

Тип F. Вода доставляется дождями; она выше в холодное время, чем летом, и разница значительна. Реки получают воду только в дождливое время осенью и зимой. Летом реки нередко пересыхают. К этому типу принадлежат реки Испании (вне гор), некоторых частей Ирана, Малой Азии, северного берега Африки (от Туниса до Марокко), Калифорнии, Чили, южной и западной частей Австралии.

Тип G. Отсутствие рек и вообще постоянных водотоков вследствие сухости климата. К районам без рек принадлежат Сахара, Каракумы и Кызылкум, большая часть Аравии, центральные плоскогорья Азии, обширные плоскогорья Северной Америки по обе стороны Скалистых гор и др.

Тип Н. Страны, где дождливое время коротко и реки имеют воду тогда и несколько времени после, а в остальное время пересыхают или превращаются в ряд луж с подземным течением в промежутках между ним и. Таковы, например, северная степная часть Крыма, степи по нижнему течению Куры и Аракса, часть Монголии и др.

Тип I. Страны без рек вследствие того, что они сплошь покрыты снегом и ледниками; здесь реки заменяются ледниками с их подледниковыми потоками. К такому типу стран можно отнести, например, Гренландию.

Количественная характеристика роли отдельных источников питания рек

Количественная оценка роли отдельных источников питания рек представляет собой довольно трудную задачу и решается в настоящее время приближенно. В ряде районов значительная часть дождевых и снеговых вод попадает в речную сеть не в виде поверхностного стока, а дренируется речной сетью в результате инфильтрации этих вод в поверхностные слои земли. Это характерно для лесных районов, где лесные почвы обладают способностью хорошо поглощать снеговые и дождевые воды. Аналогичное явление имеет место в горных районах, где происходит интенсивное поглощение поверхностных вод обильным скоплением обломочного материала. Обычно решение задачи о количественной оценке роли источников питания рек производится путем расчленения гидрографа. Впервые эта задача была решена известным советским гидрологомВ. Г. Глушковым. Простейший способ расчленения гидрографа заключается в том, что на гидрографе прямыми или плавными линиями соединяются точки минимальных расходов предвесеннего периода и все частные минимумы меженного периода в промежутках между паводками. При таком способе расчленения гидрографа не учитываются особенности режима стока подземных вод в реки, что является существенным недостатком.

Читайте также:  Сочинение на английском про москву реку

В дальнейшем был предложен ряд других способов расчленения гидрографов, учитывающих режим стока подземных вод в реки (А. В. Огиевский, Б. В. Поляков, М. И. Львович и др.). Б. И. Куделин составил типовые схемы выделения подземного питания на гидрографе в зависимости от условий залегания водоносных пластов, дренирования их речной долиной и выхода подземных вод на дневную поверхность по отношению к урезу воды (рис. 79). Для случая питания реки из водоносного горизонта, гидравлически связанного с рекой (подпорный тип режима подземного стока в реки), способ расчленения основан на учете берегового регулирования, период которого равен периоду половодья (паводка) и времени добегания поступивших ранее в русловую сеть подземных вод в верхней части бассейна.

М. И. Львович составил схему определения подземной составляющей речного стока в период половодья (паводков), основанную на предположении, что общий приток подземных вод, как гидравлически связанных, так и не связанных с русловыми, достигает максимума на спаде половодья. Учитывая это, можно приближенно по гидрографу установить границу между поверхностным речным стоком и общим притоком подземных вод по линии 4, указанной на рис. 80.

Классификация рек по источникам питания

Несмотря на несовершенство методов количественной оценки роли источников питания в годовом стоке, применение этих методов дает возможность произвести генетический анализ водного режима рек и классифицировать их по источникам питания. Такая классификация для рек СССР была разработана М. И. Львовичем. При количествен-ной оценке каждого источника питания — снежного покрова S, дождевых вод R и грунтовых вод U — Львович принял следующие градации: более 80, 50-80 и менее 50%. Для ледникового питания G, учитывая специфику этого источника питания предложена своя градация: более 50, 25-50 и менее 25% Если в годовом стоке рек более 80% приходится на один из первых трех источников питания, то река, по Львовичу, принадлежит к типу рек чисто снегового, дождевого или подземного питания. Если доля стока за счет одного из источников питания составляет 50-80% река относится к типу рек преимущественно снегового, дождевого или подземного питания. И наконец, при доле стока за счет одного из трех источников питания менее 50% река принадлежит к типу рек смешанного питания. Отнесение реки к тому или иному типу при участии в питании ее талых вод высокогорных снегов и ледников производится в соответствии с установленными для этого случая градациями.

Размещение рек на территории СССР 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.

Далее к северу доля снегового питания постепенно уменьшается 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 в СССР 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 ледикам. Типы водного режима рек автор устанавливает по сочетанию источников питания и сезонного распределения стока.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24