Характеристики рек россии. Интересные факты о реках

Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский

В нашей стране большое количество рек, по которым можно плавать на туристских судах. Все они непохожи друг на друга и в то же время имеют общие признаки, позволяющие объединять их в типы. Туристами-водниками разработаны по крайней мере пять классификаций. Их применение позволяет правильно решить задачу, которую ставит перед собой каждая туристская группа, выбирая маршрут; куда пойти, когда пойти и для чего пойти.

РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ И РЕКИ

Эта классификация отражает прежде всего характер реки в зависимости от рельефа географического района, где она протекает. По этой классификации реки делятся на равнинные, горно-таежные (иногда их называют предгорными) и горные.

Равнинные реки. Равнинных рек на территории России очень много. Они имеют широкие долины, с незначительной глубиной и крутизной склонов, небольшие уклоны, русла их, как правило, извилисты и сложены из мягких осадочных материалов (песка и глины), скорость течения воды в русле невелика, как правило, не более 1 м/с, берега чаще всего покрыты лесом или кустарником. Скальных пород в русле обычно нет, препятствия представлены песчаными отмелями и перекатами, а также завалами из подмытых или принесенных водой деревьев. Наиболее ярко представляют этот тип рек большие реки европейской части страны - Волга, Днепр, Западная Двина и их притоки, например Ветлуга, Десна, притоки нижнего течения Оби, например Ляпин.

Однако в руслах рек европейской части, протекающих через возвышенности и горные кряжи, встречаются участки, где выходят на поверхность коренные породы, образующие пороги. Наиболее известны затопленные ныне Днепровские пороги, Мигейские пороги на р. Южный Буг, Опеченские пороги р. Мсты. В большом количестве встречаются пороги на реках Севера европейской части. Пороги чередуются с длинными спокойными, почти без течения плесами. Эти реки относят к особому карельскому типу, например р. Охта в Карелии, р. Кожа в Архангельской области.

Горно-таежные реки. К этому типу принадлежат реки старых горных районов, например Урала или сравнительно низких горных систем Саян, Восточной Сибири и Дальнего Востока. Реки часто текут в скальных берегах, образуя пороги, шиверы, водопады, щеки. Встречаются на них и завалы, а также отмели и перекаты из крупной гальки и булыжника. Уклоны горно-таежных рек достигают 10 м/км, скорость течения в порогах - 4 м/с. Горно-таежные реки имеют, как правило, достаточно разработанные ущелья и долины, порожистые участки прерываются довольно длинными плесами и быстринами. Типичными горно-таежными реками можно считать р. Кожим на Урале, р. Кантегир в Саянах, р. Витим в Забайкалье.

Горные реки. К ним относят реки высокогорных районов Кавказа, Тянь-Шаня, Памиро-Алая, Памира, Алтая. По сравнению с горно-таежными они имеют еще более крутое падение (до 20 м/км), совсем мало плесов, пороги переходят один в другой часто без перерыва, скорость течения в порогах достигает 6-7 м/с. Долины горных рек расположены на значительной высоте и часто слабо разработаны. Примеры горных рек-Обихингоу и Муксу на Памире, Зеравшан на Памиро-Алае, Нары на Тянь-Шане, Шавла на Алтае. К этому же типу принадлежат некоторые крутопадающие реки Карпат, например истоки Черемоша, Прута.

Необходимо отметить, что границы между типами горной и горно-таежной реки несколько размыты. Кроме того, одна и та же река может принадлежать трем или двум типам обычно соответственно в верхнем, среднем и нижнем течении. Так, Чулышман почти на всем своем протяжении-горная река, Бия, являющаяся как бы продолжением Чулышмана ниже Телецкого озера,- горно-таежная река, а Обь, одним из истоков которой является Бия,-равнинная река. Косью, приток Усы,- в верхнем течении горно-таежная река, а в нижнем течении-равнинная. Имеются примеры и обратного чередования. Так, Ципа, приток Битима,-в верхнем течении, в пределах Баунтовской котловины, равнинная река, в нижнем течении-горно-таежная.

ВЕЛИЧИНА РЕК И ВОДНОСТЬ

К большим рекам относят реки, протекающие в пределах нескольких географических зон и имеющие площадь бассейна более 50000 км 2 , например Волга, Днепр. Средние по величине реки протекают в пределах одной географической зоны и имеют площадь бассейна от 2 000 до 50 000 км 2 , например реки Кемь, Мета, Сакмара, Обихингоу, Чулышман. К малым относят реки с площадью бассейна от 1 000 до 2 000 км 2 , например, реки Сандалаш, Улуг-О.

ХАРАКТЕР ПИТАНИЯ И ВОДНЫЙ РЕЖИМ

Реки с высоким весенним половодьем . К этому типу относятся большинство рек нашей страны, протекающих в районах с обильным снежным покровом (Восточно-Европейская равнина, Западно-Сибирская низменность, Урал). Весеннее половодье, вызванное таянием снега, дает до 40-60%, а иногда и больше всего годового стока. Половодье переходит в летний меженный уровень, который может быть низким в сухое лето, средним в среднее по количеству осадков лето и высоким в дождливое лето. Меженный уровень очень устойчив и меняется медленно.

Реки с умеренным весенним половодьем и летними дождевыми паводками. Это реки Карпат, западных предгорий Кавказа и Закавказья, гор Южной Сибири. Довольно высокое весеннее половодье, обязанное таянию снегов, растягивается до начала лета из-за высоты бассейнов над уровнем моря. Обильные летние дожди вызывают дождевые паводки. Из-за узости долин и крутых склонов дождевая вода быстро стекает в реки. Поэтому весеннее половодье практически без перерыва переходит в летние паводки, которых бывает 8-10 за лето. Тем самым доля летнего стока увеличивается, а доля весеннего падает до 30-40%.

Реки с низким весенним половодьем и преобладанием летних паводков. К этому типу относятся реки высокогорий Кавказа и гор Средней Азии и реки, расположенные в восточных районах страны с муссонным климатом (большая часть Восточной Сибири и Дальний Восток). На реках высокогорий устойчивый летний паводок вызывается таянием ледников, на реках Восточной Сибири и Дальнего Востока-муссонными дождями. Удельный вес весеннего стока падает до 20-30, доля летнего возрастает до 50-60%.

СЛОЖНОСТЬ СПЛАВА

Эта классификация является чисто туристской. Она содержится в «Перечне классифицированных туристских маршрутов» и пересматривается один раз в четыре года в связи с появлением новых судов, развитием техники водного туризма, появлением новых средств и способов обеспечения безопасности. Она может изменяться также в зависимости от расхода воды в реке (при большом расходе воды в период половодья или паводка сложность прохождения реки обычно возрастает). Эта классификация зависит также от класса применяемых судов: для байдарок река, как правило, сложнее.

Все равнинные реки по своей технической сложности не превосходят первой категории, то есть не содержат препятствий, имеющих индивидуальный характер и требующих индивидуального подхода (порогов и шивер). Исключение составляют реки карельского типа с маршрутами до третьей категории сложности включительно.

Наиболее характерные препятствия на реках первой категории сложности-мели, перекаты и завалы, а также искусственные препятствия - низкие мосты, плотины и т. п. Однако эти же реки представляют повышенную опасность в период весеннего половодья.

Большие реки интересны для водного туризма, как правило, в верхнем течении, существенно выше начала судоходства. На средних и малых горно-таежных и горных реках возможны маршруты от второй до шестой категории сложности. Маршруты по рекам высокогорья безопаснее совершать весной до начала летнего паводка или осенью после его завершения.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДОЛИНЫ И РЕЧНОГО РУСЛА

Реки – это естественные значительные и непрерывные потоки воды, питающиеся в основном атмосферными осадками (дождями, талыми снеговыми водами, ледниковыми водами), образуются везде, где местность имеет хотя бы незначительный уклон. Река сама формирует русло, по которому течет, и этим она отличается от искусственных водотоков. Соединение рек между собой, совокупность всех рек, изливающих свои воды в одно озеро или море, называется речной системой. В каждой речной системе различают главную реку и ее притоки, которые, в свою очередь, могут принимать притоки второго, третьего порядка и т. д.

Каждая речная система собирает поверхностные и подземные воды с занятой ею территории, которая называется водосборной площадью, или бассейном реки. Бассейны соседних рек отделяются друг от друга водоразделами, проходящими обычно по самым возвышенным местам района. Изредка встречаются бифуркации, то есть разделение рек на два потока, один из которых вливается в реку другого бассейна.

Место, где вода, образующая реку, впервые принимает вид поверхностного потока, называется истоком. Река может начинаться родником, вытекать из озера, болота, брать начало от языка ледника.

Некоторые реки образуются от слияния двух, обычно близких по водности рек, например, Обь начинается от слияния Бии и Катуни, Северная Двина - от Сухоны и Юга. В этом случае при определении длины реки за исток принимают более длинную из составляющих рек.

Конечный участок реки в месте впадения ее в море, озеро или другую реку называется устьем. В устье скорость течения воды замедляется и большая часть переносимых водой частиц осаждается напротив устья в виде отмели.

Долина реки – это узкие и вытянутые в длину, большей частью извилистые полые формы рельефа, образованные в результате деятельности речного потока. Долины ограничены береговыми склонами, или бортами.

Рис. 1. Элементы речной долины:

1 - бровка; 2 и 3 - левый и правый склоны (борта); 4 - пойма; 5 - уровень в половодье 6 -уровень в межень; 7 - высота берега; 8-ширина реки в половодье; 9 - ширина реки в межень; 10-терраса; 11- ширина долины

Самая низкая точка долины называется дном, верхний край берегового склона - бровкой. Ложе реки, по которому она течет в меженный уровень, называется руслом. Во время половодья, то есть с подъемом воды, река выходит из русла и затопляет дно долины - пойму.

Склоны речной долины имеют вид уступов или ступеней с более или менее горизонтальными поверхностями, которые называются террасами. Террас может быть несколько. Каждая речная терраса-это след древнего, более высокого дна долины.

Классическая форма речной долины с полным набором ее элементов встречается только на равнинных реках. На горных реках зачастую отсутствует пойма и русло реки занимает все дно долины и подходит вплотную к коренному берегу.

В горных и горно-таежных местностях реки протекают зачастую в глубоких узких долинах с крутыми склонами - каньонах, которые в зависимости от твердости скальных пород могут быть той или иной формы. Скалистые, обрывистые высокие берега реки (в горно-таежных районах) называются щеками (сибирское название). Щеками называют также утесы, расположенные друг против друга по обе стороны реки. Отвесная скалистая стена высотой более 5 м в узком месте речной долины или мыс, вдающийся в реку и затрудняющий путь по берегу, называется бомом.

Поперечное сечение русла реки редко бывает симметричным, особенно несимметрично оно на поворотах, где возникает циркуляция воды по поверхности от выпуклого берега к вогнутому, а у дна наоборот. Поэтому вогнутый берег на поворотах размывается, приближаясь постепенно к борту долины, где достигает в конце концов коренного берега, сложенного более древними породами.

Наиболее высокая, крутая и обрывистая часть коренного берега называется яром. Верхняя по течению реки часть яра, соединяющаяся с прямолинейным участком берега, называется верхним плечом яра, а нижняя по течению часть яра, соединяющаяся с прямолинейным участком берега, - нижним плечом.

Продукты размыва вогнутого, или внешнего, берега переносятся донным течением и откладываются у выпуклого, или внутреннего, берега, образуя низкую пологую песчаную отмель. Глубина русла от выпуклого берега к вогнутому (яру) нарастает медленно. Сразу за концом яра песок становится обрезным, то есть берег имеет вид невысокой стенки с достаточной для всех туристских судов глубиной у самого берега. В непосредственной близости от яра и отрезного песка проходит стрежень - линия наибольших скоростей воды в потоке. За нижним плечом яра стрежень переходит к противоположному берегу, поэтому у ярового берега скорость течения замедляется и за нижним плечом яра формируется побочень - подводная песчаная отмель небольших сравнительно размеров.

Все речные долины, а тем более русла извилисты, то есть состоят из чередующихся поворотов, или меандр. Меандры с близко сходящимися началом и концом называются лукой. Характерный пример-известная Самарская лука на Волге в районе г. Куйбышева, заключающая в себе Жигулевские горы. Путь по реке между началом и концом Самарской луки более чем в 7 раз превышает кратчайшее расстояние между ними по суше.

В начале Самарской луки в Волгу впадает р. Уса, протекающая очень близко к концу луки у с. Переволоки. Это сделало возможным известный кольцевой водный маршрут с небольшим волоком первой категории сложности «Жигулевская кругосветка».

Русло реки часто меандрирует в пределах долины. Пологие меандры русла в пределах долины называются излучинами, крутые и короткие – коленами. Меандры речного русла в пределах долины часто изменяются, река промывает новое русло, образуется остров, омываемый двумя протоками. Более короткая и прямая протока становится главной, более длинная протока, которая ранее была излучиной или коленом, закрывается наносами сначала на выходе, а затем и на входе, образуя вытянутое пойменное озеро – старицу. Старица в половодье соединяется с рекой.

Рис. 2. Повороты русла и долины реки:

1 - извилина; 2 - граница долины; 3 - излучина; 4 - лука

ПРЕПЯТСТВИЯ НА РЕКАХ

Перекат. Сложное образование из двух отмелей, растущих с противоположных берегов навстречу друг другу. Перекаты часто существуют в местах смены направления поворотов русла, то есть в местах перехода стрежня потока от одного берега к другому. Перекаты длительное время существуют на одном и том же месте русла. Различают три типа перекатов: нормальный (рис. 3), сдвинутый и россыпь. Все перекаты состоят из верхней и нижней кос или отмелей, между которыми находится гребень переката, где глубина наименьшая, а скорость течения наибольшая. В гребне переката имеется корыто – канал с наибольшими глубинами. Сверху, к гребню переката ведет напорный скат с постепенно падающей глубиной, сразу за гребнем вниз по течению расположено подвалье переката с резким увеличением глубины.

Части русла, расположенные выше и ниже гребня переката, называются верхней и нижней плесовой лощиной.

На равнинных реках все элементы песчаного переката легко выделить на реке по цвету воды – более глубокие места темные, на более мелких просвечивает желтый песок. На горных и горно-таежных реках также встречаются перекаты, отмели и другие описанные выше элементы, сложенные продуктами размыва русла, они могут быть сложены как песком, так и галькой разного размера, вплоть до булыжников.

Сдвинутый перекат (рис. 4) отличается тем, что верхняя и нижняя плесовые лощины сильно заходят друг за друга, продолжаясь каждая вдоль своего берега, при этом гребень

переката может быть направлен по продольной оси реки или даже так, что направление течения в корыте будет составлять угол более 90° с направлением течения реки. В сдвинутом перекате появляются свальные течения через гребень помимо корыта, которые Могут ввести туриста в заблуждение и затянуть судно на мель. Перекаты-россыпи имеют несколько гребней, нечетко выраженные корыта и косы, расположенные в русле без видимой закономерности, поэтому они особенно трудны для прохождения.

Туристская лоция классифицирует элементы русла и водного потока, не встречающиеся на судоходных реках и свойственные в основном малым и средним рекам, на которых проводятся спортивные туристские походы.

Порог. Участок русла реки с резким возрастанием уклона и скорости течения относительно участков выше и ниже порога. Пороги образуются в местах пересечения рекой скалистых гряд, морен, выходов трудноразмываемых коренных горных пород, скоплений валунов, продуктов горных обвалов и селей, последствий человеческой деятельности, например взрывных работ при прокладке дорог (искусственные или взрывные пороги). Перед локальными порогами с особенно крутым падением иногда образуются участки спокойной воды (плесы), возникающие из-за подпруживания реки порогом.

Характерными элементами порога являются водосливы, водяные ямы, или бочки, и стоячие волны.

Водосливы. Делятся на водопадные (угол падения более 45°), водоскаты (угол падения около 45°) и просто сливы (угол падения менее 45°). Сливы пологие обычно имеют форму треугольника, образованного линией наибольшего перегиба продольного профиля русла реки и косыми струями от скал, ограничивающих слив у основания. Сходящиеся косые струи приводят к появлению стоячей волны или дорожки стоячих волн за вершиной треугольника. Крутые сливы, водоскаты и водопады образуют обычно сразу за сливом водяную яму, или бочку, – область обратного течения по поверхности, а за ней систему стоячих волн. Треугольника в этом случае не образуется. В пороге может быть один слив во всю ширину реки, он может быть также разделен выступающими скалами и камнями на несколько сливов различной ширины и мощности.

Порог может состоять также из нескольких последовательных сливов. Если в пороге один слив или последовательные сливы порога идут один за другим с интервалом, не превышающим длину судна, порог называют одноступенчатым. Если между последовательными сливами порога судно может свободно осуществить маневр по переходу от одного берега к другому, порог называют многоступенчатым. Если между двумя последовательными сливами можно причалить к берегу на плоту, эти сливы целесообразно считать относящимися к разным порогам. Если линия наибольшего перегиба продольного профиля русла реки в сливе перпендикулярна к направлению течения воды, то слив называют прямым. Слив называют косым, когда угол между линией перегиба продольного профиля и течением острый. Иногда в узком косом сливе на линии перегиба продольного профиля глубина русла у берегов сильно отличается, тогда слив будет крученым, или винтовым.

Стоячие волны, или валы. Образуются при движении воды в сливах из-за сложения продольных, поперечных и обратных местных скоростей воды в потоке, возникающих при встрече воды с неоднородностями в сечении русла. Стоячая волна образуется ниже той неоднородности, которой она обязана своим рождением. Волны называются стоячими потому, что они неподвижны относительно берегов в отличие от подвижных ветровых и приливных волн. Высота стоячих волн доходит до нескольких метров и зависит от расхода воды в реке, скорости течения, глубины реки и рельефа дна.

Стоячие волны, гребни которых перпендикулярны направлению течения воды, называются прямыми, волны, гребни которых расположены под острым углом к потоку, называются косыми. Источниками прямых стоячих волн являются, как правило, искажения сечения потока у дна реки, например гряда подводных камней. Косые стоячие волны образуются чаще всего из-за искажений береговой черты, например у выступов берега. Стоячие волны возникают также при слиянии двух потоков, например при впадении крупного притока. В таких местах иногда возникает система множества крутых точечных стоячих волн-толчея. Важной характеристикой стоячей волны является длина ее ската, которая сравнивается с длиной туристского судна. Волны бывают крутыми, или короткими, когда скат меньше половины длины туристского судна, и пологими, или длинными, когда скат волны равен или больше длины туристского судна. Очень короткие стоячие волны имеют обратный гребень, как бы водяной козырек, направленный против течения.

Водяные ямы, или бочки. Образуются за очень мощными и крутыми сливами (рис. 5). Они характеризуются сильным обратным течением воды на поверхности. Бочку можно считать малой, если ее размер меньше половины длины судна, и большой, если больше. Вода в бочках часто содержит много воздуха, поэтому имеет меньший удельный вес и хуже держит судна.

Шивера. Каменистый участок русла реки с быстрым течением, небольшими глубинами и беспорядочно разбросанными в русле подводными и выступающими из воды камнями. На шиверах из-за высокой скорость течения в потоке возникают стоячие волны, обратные течения, иногда водяные ямы (бочки). В отличие от порогов шиверы не имеют чистых мощных сливов, в шивере сливы локальны, плохо прослеживается связь последовательных сливов друг с другом, поэтому трудно выделить линию преимущественного стока воды - струю. Протяженность шивер колеблется от нескольких десятков метров до нескольких километров. Шиверами часто начинаются и заканчиваются пороги.

Прижимы. На реках с быстрым течением часто образуются прижимы, то есть навалы воды на отвесный, чаще всего скальный, внешний берег поворота реки под действием центробежных сил. Прижимы образуются на очень крутых поворотах, так как на поворотах стрежень потока располагается близко к внешнему берегу поворота, на него наваливается значительная масса воды, и непосредственно у берега создаются различные распределения скоростей поперек потока. Если водность реки значительна, а поворот очень крут, у самого берега образуются отбойные валы. Распределение течений в прижиме в этом случае будет иметь вид, представленный на рис.6б. При высокой водности реки, но на менее крутом повороте, а также при отрицательной крутизне берега под водой отбойный вал может не возникать. Тогда распределение течений в прижиме будет иметь вид, приведенный на рис. 6 а. Аналогичная картина возникает в прижиме на достаточно крутом повороте в потоке с малым расходом воды. Прижимы с отбойным валом легко распознаются на реке по отбойному валу, прижимы без отбойного вала распознать гораздо сложнее, а подсос к берегу в них гораздо сильнее.

Уловы. На реках с быстрым течением могут образоваться противотоки в плоскостях, параллельных дну реки,-уловы (рис. 7). Возникновение их связано с отрывом течения от

берега по тем или иным причинам (выступ берега, впадение притока и т. п.). Уловы создаются у прижимов, вблизи перекатов, при резких расширениях русла, на отмелях и при резких ускорениях отдельных частей потока (струй), например при слиянии двух проток. Из улова бывает иногда трудно выбраться, так как нужно успеть уйти из струи, образующей улов, пересекая ее за короткое время.

Граница противоположных течений или течений с разными скоростями. Возникает при впадении притоков в реку (особенно если притоки сравнимы по расходу воды с основной рекой), при обтекании потоком крупных надводных препятствий (камни, скалы, плиты). Эти границы очень малы по протяженности (иногда длина перехода от одной скорости к другой составляет 30-50 см) и опасны тем, что туристское судно, имеющее скорость одного потока, внезапно отдельными своими частями попадает в поток с другими скоростями, мгновенно испытывая действие разнообразных сил. Чтобы избежать переворота судна при пересечении границы противоположных течений, необходимо использовать разнообразные технические приемы.

Завал или залом. Характерные препятствия, свойственные равнинным рекам таежной зоны и горно-таежным рекам, образуются стволами деревьев, нанесенными на приверх острова, на вход в малую протоку, на внешний берег поворота реки. В половодье завалы сносит, но на спаде воды они вновь возникают, возникают и во время летних паводков, а на малых и узких таежных речках они могут существовать и увеличиваться годами. Завал-очень опасное препятствие, его трудно распознать, так как издали он кажется частью берега и только в непосредственной близости начинает ощущаться сильное течение, подсасывающее под завал. На горно-таежных реках большую опасность представляют расположенные на внешних подмываемых берегах поворотов реки частично подмытые, но еще не упавшие низко наклоненные над водой деревья. Особенно опасны такие деревья для судов со сравнительно высоко расположенными гребцами- плотов и катамаранов.

На реках, протекающих в населенной местности, встречаются искусственные, то есть созданные людьми, препятствия.

Мосты. Часто встречаются транспортные и пешеходные мосты и мостики. Мосты устанавливаются на опорах, стоящих в русле реки. Опоры представляют такую же опасность для туристского судна, как одиночные надводные камни на участке с быстрым течением, имеют значение ширина прохода между опорами и направление течения. Около современных железобетонных мостов в русле обычно много бетонных блоков и арматуры. Пешеходные мосты имеют чаще деревянные опоры, расположенные ближе друг к другу, и низкие настилы. Около современных, новых мостов в русле могут встретиться остатки опор или свай старых мостов, располагающихся рядом.

Плотины. В основном встречаются плотины двух типов - современные железобетонные действующие и старинные каменно-деревянные мельничные или регулирующие расход для лесосплава. Плотины второго типа находятся в различных стадиях разрушения и представляют собой водосливы различной крутизны и высоты, в разной степени засоренные. Часто эти водосливы проходимы, особенно для байдарок. Железобетонные плотины требуют обноса.

Заколы. Изгороди из деревянных кольев, вбитых в дно реки, перегораживающие всю реку. В заколах имеются узкие ворота, куда устанавливаются верши для ловли рыбы. Заколы в большинстве случаев встречаются на небольших реках в виде остатков, но колья могут представлять опасность для оболочки судов.

Тросы. Представляют опасность для туристских судов нависающие над водой тросы паромных переправ. Обычно эти тросы высоко подняты над водой у берегов реки, где и следует проходить под ними. Очень важно вовремя заметить этот трос.

Молевой сплав. Хотя молевой сплав леса уже почти не используется, все же туристу, может быть, придется с ним столкнуться. Во время сплава туристам выходить на реку нельзя. Молевой сплав начинается обычно сразу за половодьем. На малых реках он заканчивается быстро, на средних реках может затянуться до середины, а на больших – до конца лета. Реки, по которым много лет проводился молевой сплав леса, обычно засорены топляком-бревнами, один конец которого лежит на дне реки, а другой конец неглубоко под поверхностью воды. Этот конец бревна незаметен, а встреча с ним при движении, в особенности против течения, кончается повреждением оболочки, а иногда и повреждением каркаса судна.

Запани. На реках, где проводится молевой сплав леса, все лето стоят запани-системы из узких, в несколько бревен плотиков, удерживаемых стальными тросами и перегораживающих отдельные протоки реки с целью направления сплавляемого леса в основное русло. Бывают и накопительные запани, перегораживающие все русло с целью накопления леса для сплачивания или перевалки на берег. Как препятствие запань аналогична завалу-под нее уходит затягивающее течение, а пройти нельзя.

Запань можно пройти под высоким берегом, где трос поднят высоко над водой, а бревна не доходят до берега. Можно также, находясь на запани, развести временно или притопить звенья запани. У накопительных запаней обычно всегда много леса, поэтому их необходимо обносить.

Ряжевые стенки. На малых сплавных реках (особенно характерно это для рек европейского Севера и Карпат) часто встречаются ряжевые стенки-стенки из бревен, расположенные на вогнутых внешних берегах поворотов русла, удерживаемые изнутри бревенчатыми клетками с камнями. Ряжевая стенка как препятствие аналогична прижиму, но из нее часто торчат отщепы от бревен, металлические скобы, скрепляющие бревна.

К последнему типу искусственных препятствий следует отнести общую захламленность русла самыми различными, в том числе острыми, предметами в пределах населенных пунктов.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
СЛОЖНОСТЬ СПЛАВА

Расход воды. Важной для туриста-водника характеристикой реки является расход воды, то есть объем воды, протекающей через поперечное сечение потока за единицу времени (м 3 /с). Расход воды зависит от величины бассейна, его водности, характера рельефа, геологического строения, почвенного покрова и растительности территории. Расход воды прямо пропорционален площади бассейна, поэтому, чем ниже по течению, тем многоводнее река, так как все больше притоков впадает в нее. Исключение составляют реки, текущие через пустыню, и реки, часть воды которых расходуется на орошение, например Амударья, Сырдарья, Кубань, Терек.

Рельеф бассейна влияет на количество осадков - чем выше горы, тем больше осадков, и на скорость поступления талых и дождевых вод в русло - чем круче горы, тем быстрее река собирает талые и дождевые воды, тем острее пики летних дождевых паводков. На скорость поступления в реку талых и дождевых вод влияет также характер растительности. В лесу медленнее тает снег, лес дольше задерживает талые и дождевые воды; степь, пустыня быстро отдают воду реке.

Для сравнения между собой различных водосборных бассейнов по величине стока вводят величину модуля стока, то есть отношение расхода воды в данном створе реки к площади бассейна выше этого створа. Модуль стока - количество воды в литрах, которое река получает с каждого квадратного километра бассейна за одну секунду, измеряется в л/км 2 *с. Наибольший сток в горах. На северном склоне Кавказа он достигает 50, а в Западном Закавказье 75 л/км 2 *с. Крупные проточные озера являются одними из наиболее мощных регуляторов стока. Если в бассейне реки много озер, то все паводковые пики будут сглажены, растянуты во времени и невелики по амплитуде.

На расход воды влияют и климатические факторы: температура и распределение осадков по сезонам года.

Половодье. Это фаза самого высокого стояния воды в реке. На равнинных реках умеренного климата вызывается таянием снегов (весеннее половодье), на горных реках-таянием ледников и снега (летнее половодье).

Паводок. Сравнительно кратковременный подъем воды в реке в результате обильных дождей. Обычно имеет явно выраженный пик-наиболее высокий уровень, который движется по реке со средней скоростью ее течения, образуя паводковую волну. До прохождения пика вода прибывает, после прохождения - убывает. Паводковый пик может быть вызван искусственно, например открытием плотины водохранилища в верхнем течении реки, а также прорывом плотины (ледяной или грунтовой), держащей озеро в верховьях горной реки.

Паводковый подъем (рис. 8 а) характеризуется более высоким уровнем воды на стрежне и поперечной циркуляцией ее по поверхности от середины к берегам (мелкий мусор плывет у берегов). Спад паводка (рис. 8б) отличается более высоким уровнем воды у берегов и поперечной циркуляцией ее по поверхности от берегов к середине (мелкий мусор плывет в середине русла). Половодье, и особенно паводок, характеризуется также мутной, грязной водой. Паводок может быть вызван также таянием ледников в бассейне реки.

Меженный уровень. Летнему сезону в подавляющем большинстве туристских районов страны соответствует меженный уровень - самое низкое стояние воды, когда в реку нет значительного притока снеговых и дождевых вод, В высокогорных районах и на Дальнем Востоке межень сдвигается на осень. Средний меженный уровень соответствует среднему по климатическим условиям году. В межень река находится как бы в установившемся режиме, русловые процессы почти не идут, русло наиболее полно соответствует текущему в нем водному потоку. Однако в случае более дождливого лета туристы сталкиваются с высокой водой.

Это не паводок, а просто больший, чем средний, приток в реку воды, то есть более высокое стояние меженного уровня. Вода, как правило, прозрачна, резких колебаний уровня нет, подходит вплотную к прибрежным кустам, заливая галечные отмели и почти все острова.

В засушливое лето турист может столкнуться с низкой водой - стоянием ее ниже среднего меженного уровня. Характерный признак низкой воды-значительная разница в скоростях течения на плесах, в порогах и шиверах. На плесах течения почти не чувствуется. На реке много галечных, круто уходящих в воду отмелей и островов. При устойчивой смене погоды может наблюдаться переход от высокой или низкой воды к среднему меженному уровню. В отличие от резких паводковых спадов и подъемов этот переход растягивается на одну-две недели и идет при прозрачной воде.

Уклон. Очень важная характеристика реки, выражается отношением разности урезов воды начала и конца данного участка реки к его длине (измеряется в м/км или записывается безразмерной десятичной дробью). Уклон реки – параметр, в значительной степени определяющий скорость течения. Реку в целом или большой ее участок можно характеризовать средним уклоном, но условия плавания на малых участках будут определяться, в числе прочих факторов, местными уклонами этих малых участков.

Продольный профиль реки. График, по вертикальной оси которого отложены урезы воды, а по горизонтальной - расстояния соответствующих точек от истока или устья реки. На продольном профиле легко выделить участки с различными уклонами. Обычно река с хорошо разработанным руслом вырабатывает продольный профиль в виде параболы - он называется профилем равновесия. В среднем уклон плавно уменьшается от истока к устью.

В верхнем течении уклон может быть значительно выше среднего, но река маловодна. Скорости воды высокие, река чаще течет одним руслом, преобладает эрозионная (размывающая) деятельность воды. В среднем течении уклон близок к среднему, водность реки возрастает, появляются протоки и острова, размывающая и аккумулирующая деятельность реки примерно уравновешены. В нижнем течении уклон ниже среднего, водность реки значительно возросла, много проток и островов, река в основном откладывает материал, вымытый выше. Но все это верно в среднем. На практике в любом течении горной или горно-таежной реки могут встретиться участки как с малым, так и с большим уклоном. Некоторые реки в верховьях текут по болотистым водораздельным плато и имеют малый уклон, а большой имеют только в среднем течении, прорывая окаймляющие хребты (например, такие сибирские реки, как Ципа, Темник).

ПРОХОДИМОСТЬ РЕК

Туристов-водников в первую очередь интересует проходимость реки – та основная и нелегко уловимая характеристика, которая складывается из многих факторов и которая различна для разных типов рек и разных классов судов.

Проходимость равнинных рек определяется в основном достаточным расходом воды в точке начала сплава и количеством многолетних непроходимых завалов на реке. Проходимость горно-таежных рек зависит от расхода воды в точке начала сплава, уклона и скорости течения, а также от характера долины. Завал имеет уже второстепенное значение. При проходимости горных рек, в особенности с преобладанием ледникового питания, приходится рассматривать не только минимально необходимый расход воды в точке начала сплава, но и максимально допустимый для безопасного сплава (на средних реках).

В средний по климатическим условиям год ориентировочно можно считать равнинные реки страны, текущие в лесной зоне, доступными для плавания на байдарках на расстоянии не менее 40 км от истока (по карте масштаба 1:1 000000) или от самого истока, если река служит единственным стоком озера площадью не менее 80 км 2 . Это соответствует меженному расходу воды 3-6 м 3 /с. На горно-таежных и горных реках минимальный расход воды в точке начала сплава должен быть 7-12 м 3 /с в зависимости от уклона, скорости течения, характера долины. На горных реках с ледниковым питанием такой расход может достигаться в 10-15 км от истока (на реках Средней Азии иногда непосредственно от ледника), на большинстве горно-таежных рек - в 20-30 км. Чем больше уклон и скорость течения, тем больший расход воды требуется для, начала плавания. Однако для обеспечения должного уровня безопасности все эти характеристики ограничиваются сверху, причем с усовершенствованием техники сплава, средств сплава и средств страховки этот уровень постепенно растет. Для наиболее универсальных современных судов-многоместных катамаранов-сейчас доступны реки со средним уклоном до 20 м/км и максимальными уклонами отдельных коротких участков (3-5 км) до 40 м/км при расходах воды от 10 м 3 /с до 60 м 3 /с. Для катамаранов с увеличенным запасом плавучести и современных плотов на надувных элементах эти величины могут быть взяты выше на 10%, для каркасно-надувных байдарок-ниже на 20%, для жесткокаркасных байдарок-ниже на 30- 40%.

Однако сам по себе уклон влияет главным образом только на скорость течения реки. Для определения ее проходимости гораздо важнее знать степень разработанности русла и долины, что устанавливается взятыми вместе уклоном реки и расходом воды в зависимости от твердости и неоднородности пород русла и долины. Маленький ручеек и большая река, проходя один и тот же перепад уровней, совершают разную работу, следовательно, при одинаковом материале русла и долины размываются они по-разному. Там, где воды мало, перепад уровней в твердых породах будет срабатываться ступеньками, водопадами, непригодными для плавания; там же, где воды больше, можно ожидать, даже в твердых породах, образования более однородного русла, возможно пригодного для плавания. Поэтому с точки зрения проходимости важно знать материал и степень разработанности русла и долины реки.

Реки со слабо разработанными каньонообразными ущельями менее доступны для плавания. Малая разработанность ущелья говорит о твердости пород или о недостаточной мощности потока: и в том и в другом случае в слабо разработанном ущелье можно ожидать труднопроходимые или непроходимые препятствия в виде водопадов, крутых высоких сливов. В слабо разработанном ущелье трудно также организовать разведку и страховку, прохождение рек с такими ущельями под силу только хорошо подготовленным и специально оснащенным группам.

На речной поток действуют различные силы, прежде всего сила тяжести. Величина ее составляющей, воздействующей на воду в направлении стока, зависит от уклона реки. Чем больше уклон, тем больше эта составляющая, тем выше скорость воды. Скорость течения в конечном счете-основной фактор, определяющий сложность и опасность реки для туриста. Составляющей силы тяжести противостоят сила трения воды о берега и дно реки и сила внутреннего трения между слоями воды. Эти силы определяются степенью шероховатости материала дна и берегов реки, глубиной и шириной русла. Чем крупнее частицы, составляющие дно и берега, тем больше сила трения.

На воду в реке действуют также центробежная сила (на поворотах русла) и сила Кориолиса, вызываемая вращением Земли. Центробежная сила действует от центра по радиусу поворота, сила Кориолиса в северном полушарии направлена всегда вправо по течению. Эти силы вызывают поперечные течения в реке (течение, вызванное силой Кориолиса, в туристской практике можно не учитывать). Имеется некоторая средняя скорость потока и местная скорость. Местная скорость равна нулю у дна и берегов и максимальна на некоторой линии ниже поверхности воды (соответствующая ей линия на поверхности воды называется стрежнем).

По распределению скоростей в сечении потока различаются потоки ламинарный, турбулентный и с пространственным режимом. Ламинарные потоки, характеризующиеся параллельным перемещением слоев жидкости, редко встречаются в туристской практике: они могут существовать только при очень малых глубинах, скоростях воды и уклонах русла. Так, при глубине реки 20 см ламинарный поток может существовать при скорости течения не более 1 см/с. Турист почти всегда имеет дело с турбулентным потоком, отличающимся образованием вихрей в объеме потока, то есть тем, что различные части жидкости имеют не только продольные, но и поперечные составляющие скорости. Вихри, возникающие у дна и берегов, отрываются и движутся к центру потока. В турбулентном потоке линия максимальных местных скоростей также находится ниже поверхности потока, однако возрастание скорости при удалении от дна происходит неравномерно. У самого дна имеется очень тонкий слой нулевых и малых скоростей, а затем скорости быстро нарастают и могут достигать, например, уже на глубине в одну десятую 40-50% максимальной скорости, а на половинной глубине-80-90% максимальной скорости. Для турбулентного потока можно вычислить максимальную скорость. Она прямо пропорциональна уклону и глубине реки и обратно пропорциональна шероховатости дна (полудиаметру частиц, слагающих дно) в различных степенях. Ниже приведены графики зависимости максимальной скорости v от уклона i при различных глубинах H и шероховатости русла Д, (рис. 9) и от глубины при различных уклонах (рис. 10) при условии, что русло принято прямоугольным.

На рис. 11 дан график постоянных скоростей при изменении уклона, глубины реки постоянной шероховатости русла. Если принять какую-то скорость граничной, например 2 м/с, то можно определить, при каких комбинациях уклона, глубины и шероховатости дна скорость течения будет выше или ниже граничной. Зная, что скорость течения в значительной степени определяет сложность и опасность реки, можно, задавшись определенными граничными скоростями, например 1,5 м/с, 3 м/с, получить из этого графика приблизительные данные об уклонах и глубинах, при которых река будет несложной, сложной и очень сложной.

Если препятствие подводное и с ровным гребнем (большой камень, подводная гряда, уступ русла, плотина), то нарушение структуры потока происходит главным образом в вертикальной плоскости. В зависимости от скорости течения и относительной (к глубине реки) высоты препятствия за ним образуется либо система стоячих волн, параллельная гребню препятствия, либо вертикальная водоворотная зона с противоположным потоку движением поверхностного слоя воды (водяная яма, или бочка, – рис. 5).Иногда в туристских отчетах сложность и опасность реки оцениваются таким параметром, как произведение расхода воды на уклон. Этот параметр в какой-то степени дает представление о максимальной скорости реки, поскольку она пропорциональна уклону в степени одной второй, а расход воды пропорционален скорости течения. Привлекательность этого параметра в том, что и уклон, и расход воды можно получить из таблиц основных гидрологических характеристик реки. Но пользоваться им надо осторожно. Более точные результаты дает вычисление максимальной скорости реки. Величина максимальной скорости реки в межень приводится также на топографических картах. На скорость течения влияют препятствия в русле. Степень их влияния может быть вычислена. Например, массивные выступы в русле диаметром 1 м , следующие друг за другом с интервалом 5 м , уменьшают скорость течения примерно в 1,8 раза, а густая водная растительность высотой от дна до поверхности воды-до 10 раз.

Русло реки вырабатывается таким образом, чтобы на перемещение воды расходовалась наименьшая энергия. Это условие выполняется обычно на реках с хорошо разработанным руслом и в межень. Реки с недостаточно разработанным руслом (в молодых горных районах), а также в паводок переносят много частиц разных размеров, и закономерности, указанные выше, не всегда действуют (идут так называемые русловые процессы, то есть формирование русла). Эти закономерности не действуют и в местах сужения реки. В подобных случаях может наблюдаться совершенно иной по типу поток с пространственной структурой, характеризующийся сильным смещением линии максимальных скоростей в глубину, а также наличием устойчивого поперечного течения по поверхности реки от берегов к середине русла и по дну от середины к берегам. Такая структура не имеет видимых отличительных признаков и может встретиться в порогах, каньонах, щеках, вообще в слабо разработанных руслах при высоком расходе воды. Турист узнает эту структуру потока, когда судно сильно затягивает в струю, когда выход из струи требует значительных усилий экипажа. Пространственный режим потока – один из случаев устойчивой поперечной скорости течения воды в русле. Поперечные скорости, достигающие 30-40% максимальной скорости течения и направленные от берега к середине реки, возникают также за счет вихреобразования у берегов турбулентного потока. Эти скорости имеют случайное распределение во времени и в пространстве.

Устойчивая поперечная скорость возникает на повороте реки за счет центробежной силы. На повороте всегда есть циркуляционное течение. На поверхности вода смещается от внутреннего берега поворота к внешнему. У внешнего берега скорость воды направлена от поверхности ко дну, а вдоль дна вода смещается от внешнего берега поворота к внутреннему (рис. 8 в). Максимальная величина поперечной скорости достаточно велика (она может достигать 30-50% средней скорости потока) и се необходимо учитывать при преодолении поворотов. Поперечная скорость приводит к смещению стрежня потока к внешнему берегу поворота.

Циркуляционное течение на поворотах вызывает размыв внешнего берега и образование отмелей у внутреннего. На горных реках с высокой скоростью течения на крутых поворотах циркуляционное течение вызывает навал воды на внешний скальный берег (прижим). За счет циркуляционного течения на крутых поворотах высокоскоростных рек образуется заметный поперечный уклон поверхности воды. Заметные поперечные скорости возникают также при быстром паводковом подъеме или спаде воды. При подъеме воды река как бы вспухает, середина потока поднимается, поперечное течение по поверхности направлено от середины русла к берегам. При спаде воды середина потока проваливается, поперечное течение по поверхности направлено от берегов к середине реки (рис. 8 а, б).

При обтекании препятствий в русле также образуются области поперечных и даже обратных течений. Обтекание потоком препятствий, как и течение в русле, может быть ламинарным или турбулентным. Ламинарное обтекание без нарушения структуры потока с плавным раздвижением и смыканием струй наблюдается либо при очень малых скоростях потока, либо при идеально обтекаемой форме препятствия. Оба случая в туристской практике почти не встречаются. Турбулентное обтекание препятствий характеризуется нарушением структуры потока.

Если препятствие выступает над водой (камень, выступ берега), то нарушение структуры потока происходит главным образом в горизонтальной плоскости. Перед препятствием образуется зона повышенного давления, за счет чего возникает водяная «подушка» (вода поднимается, и создается поперечное течение вдоль лобовой части препятствия). За препятствием появляется зона пониженного давления (так называемая водоворотная зона) за счет того, что струя срывается с препятствия. В зависимости от скорости течения, формы и размеров препятствия срыв струи происходит с боковой или почти с лобовой поверхности препятствия. Протяженность водоворотной зоны может превышать поперечник препятствия в 10 раз. За большими выступами берега водоворотная зона образует иногда участок с регулярным круговым движением воды – уже знакомым нам уловом (рис. 7). При раннем срыве струи вблизи лобовой части препятствия возникают косые стоячие валы, расходящиеся в стороны от него. Область стоячей воды за надводным камнем часто называют скоростной, или просто «тенью» камня.

Обратные течения могут возникать и под действием внешних сил, например ветра или прилива. Известен ветровой нагон воды в устье Невы, вызывающий наводнения, а также приливные волны, поворачивающиеся вспять реки в приустьевой части на протяжении 30-50 км (на некоторых реках европейского Севера, впадающих в Белое и Баренцево моря). Такие особенности рек должны быть выяснены при подготовке похода.

Река, протекая в своем русле, с одной стороны, размывает его, а с другой - откладывает материал размыва в местах, где течение замедляется. Чем больше уклон, тем выше скорость течения, тем больше размывающая деятельность реки в паводок преобладает над аккумулирующей. Можно считать, что для некоторого участка реки, там, где уклон больше среднего, преобладает размывающая деятельность, а там, где уклон меньше среднего, - аккумулирующая. Участкам с преобладанием размывающей деятельности свойственны пороги, щеки, шиверы. Для участков с преобладанием аккумулирующей деятельности свойственны перекаты, наносные шиверы и особенно завалы. Это не обязательное правило, но господствующая тенденция.

При прорыве рекой массы однородных горных пород образуются щеки, причем не только в мягких породах, но и в достаточно твердых. Известны сланцевые каньоны-щеки на Восточном Кавказе, щеки тувинской реки Ка-Хем в лавовом массиве и другие. Обычно щеки изобилуют порогами, ибо в массе одной горной породы встречается много неоднородностей. Кроме того, в щеках часты обвалы, также способствующие появлению порогов. Пороги, щеки и шиверы, встречающиеся на участках реки с большим уклоном, имеют индивидуальный характер, и линия движения в них должна определяться в зависимости от строения каждого препятствия после его разведки.

На участках с меньшим уклоном, с преобладанием аккумулирующей деятельности реки можно уже выделять некоторые закономерности образования и строения препятствий, однозначно определяющие выбор линии движения. Река переносит материал различного размера - от взвешенного в воде песка до так называемых влекомых наносов (камней до 1-2 м в поперечнике). Закономерности отложения таких наносов сходны: все они откладываются в местах, где происходят замедления течения.

Где же эти места в русле? Если на реке есть остров, то течение замедляется при разделении проток и сбивке струй из проток, то есть в голове и хвосте острова, где образуются вытянутые отмели-косы. Если две протоки неравной длины, то в более длинной течение медленнее, ибо в ней меньше уклон. Значит, и забита она наносами больше, да и воды в ней должно быть меньше, поскольку река постепенно засорила ее. Можно ожидать, что наиболее засоренным будет выход более длинной протоки: именно на выходе вода ее сильно тормозится подпором более быстрой воды короткой протоки. Нередко, особенно на горных реках, более длинная протока кончается крутым и очень мелким спадом из нанесенного водой галечника. Массу наносов несут притоки, особенно круто падающие, и эти наносы выпадают у устья притока - там, где течение его замедляется подпором воды основной реки. В местах впадения притоков создаются обычно наносные шиверы или отмели.

Отмеченные выше участки с большим уклоном (преобладание размывающей деятельности) и с меньшим уклоном (преобладание аккумулирующей деятельности) хорошо различаются на карте и на местности. Они отличаются прежде всего характером долины. На участках с большим уклоном долина узкая, типа ущелья, русло обычно одно, без проток. На участках с меньшим уклоном долина широкая, река нередко делится на протоки. Места перехода от одних участков к другим и места перелома профиля также хорошо видны на местности. В месте перехода от большего уклона к меньшему течение замедляется, поэтому в конце сложного участка с большим уклоном можно ожидать длинную наносную шиверу. Замедление воды перед порогом типа простой ступени тоже может привести к образованию предпорожной наносной шиверы.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОТОКА НА ПЛЫВУЩЕЕ СУДНО

Рассмотрим кратко воздействие потока на плывущее судно. Воздействие потока на плывущий предмет происходит в пределах глубины его погружения. Любой свободно плывущий предмет движется со скоростью текущей воды или быстрее. Чем больше масса предмета, уклон реки и чем меньше площадь соприкосновения поверхности его с водой, тем больше его скорость отличается от скорости воды.

Наиболее интересны для туриста воздействия на однокорпусное судно уже упоминавшихся противоположно направленных течений (граница улова и струи, течения в стоячих волнах и т. п.). Общая закономерность – чем меньше осадка судна и больше его размеры, тем слабее воздействие на него местных течений. В области стоячих волн это воздействие выражается в возникновении (за счет различного направления поверхностных течений на скатах стоячих волн) вращающего момента, стремящегося поставить судно поперек течения (лагом), то есть в положение наименьшей устойчивости для однокорпусного судна. Подобные же силы возникают, когда корма и нос попадают в области течений с разными или даже противоположно направленными скоростями. В этом случае момент сил, противоположно действующих на нос и корму, может быть достаточным не только для разворота лагом, но и для переворота узкого и длинного малоостойчивого судна, например байдарки. Двухкорпусные (катамараны) и многокорпусные (плоты) суда гораздо остойчивее в этих случаях. Вертикальные составляющие течения, например в водоворотах, притапливают и кренят суда в зависимости от того, на какую часть их действует вертикальное течение. Очень большие водовороты могут переворачивать малые суда. В потоках с пространственной структурой наблюдается затягивание судна в область максимальных скоростей (в струю) под действием поперечной составляющей скорости течения.

Текучие воды – временные водотоки, ручьи и реки, выравнивающие поверхность Земли; они разрушают возвышенности, горы, уносят продукты разрушения в более низкие места.

Велико значение текучих вод и в хозяйственной деятельности человека. Родники, реки и ручьи – основные источники водоснабжения. Вдоль ручьев и рек расположены населенные пункты, реки используют как пути сообщения, для строительства гидроэлектростанций и лова рыбы. В засушливых областях вода рек идет на орошение.

Реки – это естественные постоянные водотоки, текущие по уклону и заключенные в берега.

Начало рекам часто дают источники, выходящие на земную поверхность. Многие реки берут начало в озерах, на болотах, в горных ледниках.

Каждая река имеет исток, верхнее, среднее и нижнее течение, притоки, устье. Исток – это место, откуда река берет начало. Устье – место впадения в другую реку, озеро или море. В пустынях реки иногда теряются в песках, их вода расходуется на испарение и фильтрацию.

Реки, протекающие по какой-либо территории, образуют речную сеть, которая состоит из отдельных систем, включающих главную реку и ее притоки. Обычно главная река длиннее, полноводнее и занимает осевое положение в речной системе. Как правило, она старше своих притоков. Иногда бывает и наоборот. Например, Волга несет воды меньше, чем Кама, но считается главной рекой, поскольку ее бассейн исторически был заселен раньше. Некоторые притоки бывают длиннее главной реки (Миссури длиннее Миссисипи, Иртыш – Оби).

Притоки главной реки подразделяют на притоки первого, второго и последующих порядков.

Бассейном реки называют территорию, с которой она получает питание. Площадь бассейна можно определить по крупномасштабным картам с помощью палетки. Бассейны различных рек разделяют водоразделы. Они чаще проходят по возвышенностям, в отдельных случаях по равнинным заболоченным местам.

Густота речной сети – это отношение суммарной протяженности всех рек к площади бассейна (км/км 2). Она зависит от рельефа, климата, местных горных пород. В местах, где выпадает большее количество осадков и испарение незначительное, речная сеть имеет большую густоту. В горах густота речной сети больше, чем на равнине. Так, на северных склонах Кавказских гор она составляет 0,49 км/км 2 , а в Предкавказье – 0,05 км/км 2 .

Питание рек. Осуществляется подземными водами, а также атмосферными осадками, выпадающими в виде дождей и снегов. Дождевая вода, выпавшая на поверхность, частично испаряется, а часть ее просачивается в глубь земли или стекает в реки. Выпавший снег весной тает. Талые воды стекают по склонам и в конечном счете попадают в реки. Таким образом, постоянными источниками питания рек являются подземные воды, дожди летом и талые воды снегов весной. В горных районах реки питаются водами от таяния ледников и снега.

От характера питания зависит уровень воды в реках. Наибольший подъем воды на территории нашей страны наблюдается весной, во время таяния снегов. Реки выходят из берегов, заливая огромные пространства. В период весенних разливов стекает более половины годового объема воды. В местах, где больше осадков выпадает летом, реки имеют летний разлив. Например, Амур имеет два разлива: менее мощный – весенний и более сильный – в конце лета, во время муссонных дождей.

Наблюдения за уровнем рек позволяют выделить периоды самой высокой и низкой воды. Они получили названия «половодье», «паводок» и «межень».

Половодье – ежегодно повторяющийся подъем воды в один и тот же сезон. Весной при таянии снега в течение 2–3 месяцев в реках удерживается высокий уровень воды. В это время происходят разливы рек.

Паводок – кратковременный непериодический подъем воды в реках. Например, при сильных продолжительных дождях некоторые реки Восточно-Европейской равнины выходят из берегов, затопляя обширные пространства. На горных реках паводки происходят в жаркую погоду, когда снега и ледники интенсивно тают.

Высота подъема воды во время половодья различна (в горных странах – выше, на равнинах – ниже) и зависит от интенсивности таяния снега, выпадения дождей, лесистости территории, ширины поймы и характера ледохода. Так, на больших сибирских реках во время образования заторов льда подъем воды достигает 20 м.

Межень – наиболее низкий уровень воды в реке. В это время река питается в основном грунтовыми водами. В средней полосе нашей страны межень наблюдается в конце лета, когда вода сильно испаряется и просачивается в грунт, а также в конце зимы, когда нет поверхностного питания.

По способу питания все реки можно подразделить на следующие группы:

– реки дождевого питания (в экваториальном, тропическом и субтропическом поясах – Амазонка, Конго, Нил, Янзцы и др.);

– реки, получающие питание от таяния снегов и ледников (реки горных областей и Крайнего Севера – Амударья, Сырдарья, Кубань, Юкон);

– реки подземного питания (реки склонов гор в засушливом поясе, например небольшие реки северного склона Тянь-Шаня);

– реки смешанного питания (реки умеренного пояса с ярко выраженным устойчивым снежным покровом – Волга, Днепр, Обь, Енисей и др.).

Работа рек. Реки постоянно производят работу, которая проявляется в эрозии, переносе и аккумуляции материала.

Под эрозией понимают разрушение горных пород. Различают эрозию глубинную, направленную на углубление русла, и боковую, направленную на разрушение берегов. На реках можно видеть излучины, которые называют меандрами. Один берег реки обычно подмывается, другой – намывается. Намытый материал река может переносить и откладывать. Отложение начинается, когда течение замедляется. Сначала оседает более крупный материал (камни, галька, крупный песок), потом мелкий песок и т. д.

Особенно активно накопление принесенного материала происходит в устьях рек. Там образуются острова и мели с протоками между ними. Такие образования называют дельтами.

На карте можно видеть большое количество рек, образующих дельты. Но есть реки, например Печора, устья которых походят на расширяющийся клин. Такие устья называют эстуариями. Форма устья обычно зависит от устойчивости дна моря в районе впадения реки. Там, где оно постоянно понижается в результате вековых движений земной коры, образуются эстуарии. В местах, где дно моря поднимается, формируются дельты. Реки могут не иметь дельт в том случае, если в море в районе впадения реки проходит сильное течение, уносящее речные наносы далеко в море.

Строение речной долины. У речных долин различаются следующие элементы: русло, пойма, террасы, склоны, коренные берега. Руслом называют пониженную часть долины, по которой протекает река. Русло имеет два берега: правый и левый. Обычно один берег пологий, другой – крутой. Русло равнинной реки чаще имеет извилистую форму, поскольку кроме силы тяжести и трения на характер движения потока влияет и центробежная сила, возникающая на поворотах реки, а также отклоняющая сила вращения Земли. Под действием этой силы на повороте поток прижимается к вогнутому берегу, а струи воды разрушают его. Направление течения меняется, поток направляется к противоположному, пологому берегу. Отклоняющая сила вращения Земли заставляет поток прижиматься к правому берегу (в Северном полушарии). Он разрушается, русло реки перемещается.

Процесс образования излучин (меандров) непрерывен. Иногда петли меандров приближаются друг к другу на такое расстояние, что соединяются, и вода начинает течь по новому руслу, а часть бывшего русла становится старицей, озером серповидной формы.

В русле равнинных рек обычно чередуются плёсы и перекаты. Плёсы – наиболее глубокие участки реки с медленным течением. Они образуются на ее изгибах. Перекаты – мелкие части реки с быстрым течением. Они образуются на спрямленных участках. Плёсы и перекаты постепенно смещаются по реке.

Река постоянно углубляет русло, однако глубинная эрозия останавливается, когда уровень воды в реке опустится до той же отметки, что и в месте впадения реки в другую реку, озеро, море. Этот уровень называют базисом эрозии. Конечным базисом эрозии для всех рек является уровень Мирового океана. При понижении базиса эрозии река сильнее эродирует, углубляет русло; при повышении этот процесс замедляется, идет отложение наносов.

Поймой называют часть долины, заливаемую вешними водами. Поверхность ее неровная: обширные вытянутые понижения чередуются с небольшими возвышениями. Наиболее высокие участки – береговые валы располагаются вдоль берегов. Обычно они покрыты растительностью. Террасы представляют собой выровненные площадки, тянущиеся вдоль склонов в виде ступенек. На крупных реках наблюдают по нескольку террас, счет их ведут от поймы вверх (первая, вторая и т. д.). У Волги прослеживается от четырех до семи террас, а на реках Восточной Сибири – до 20.

Склоны ограничивают долину с боков. Чаще один склон крутой, другой – пологий. Например, у Волги правый склон крутой, левый – пологий. Заканчиваются склоны коренными берегами, обычно не затронутыми эрозией.

У молодых рек в продольном профиле нередко имеются участки с порогами (места с быстрым течением и выходом скального грунта на поверхность воды) и водопадами (участки, где вода падает с отвесных уступов). Водопады встречаются на многих горных реках, а также на таких равнинных, в долинах которых на поверхность выходят твердые породы.

Один из самых крупных водопадов мира – Виктория на реке Замбези – падает с высоты 120 м при ширине 1800 м. Шум падающей воды слышен за десятки километров, а водопад всегда окутан облаком брызг – водяной пылью.

Воды Ниагарского водопада (Северная Америка) падают с высоты 51 м, ширина потока 1237 м.

Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них – Анхель на реке Ориноко. Его вода падает с высоты 1054 м.

При строительстве населенных пунктов очень важно знать, достаточно ли воды в реке, может ли она обеспечить водой население и предприятия. С этой целью определяют расход, т. е. количество воды (в м 3), проходящее через живое сечение реки за 1 с.

Например, скорость течения реки 1 м/с, площадь живого сечения 10 м 2 . Значит, расход воды в реке составляет 10 м 3 /с.

Расход воды в реке за продолжительный период называется речным стоком. Обычно он определяется по многолетним данным и выражается в км 3 /год.

Величина стока зависит от площади бассейна реки и климатических условий. Большое количество осадков при малом испарении способствует увеличению стока. Кроме того, сток зависит от горных пород, которыми сложена данная территория, и рельефа местности.

Многоводность самой полноводной в мире реки Амазонки (3160 км 3 в год) объясняется огромной площадью ее бассейна (около 7 млн км 2) и обилием осадков (более 2000 мм в год). У Амазонки 17 притоков первого порядка, каждый из которых приносит почти столько же воды, сколько Волга.

Внутренние воды - озёра, болота, реки, водохранилища, подземные воды и ледники - это основной источник пресной воды на планете. Они очень важны для нас, так как человек использует для своих нужд преимущественно этот тип воды.

Внутренние воды являются ещё и компонентом ландшафта и взаимосвязаны с другими его компонентами. Кроме того, они могут сами влиять на ландшафт. Подземные воды, например, постепенно подмывают почву и изменяют непосредственно рельеф поверхности, грунтовые воды влияют на формирование почв и растительность. Реки постепенно смывают своё дно и углубляются, обмывают камни и делают причудливые узоры на поверхности.

Бассейны Рек

Россия очень богата речными системами. Они очень важны для хозяйства. Их используют для ловли рыбы, судоходства, орошения полей, энергоснабжения и водообеспечения населённых пунктов.

Распределены реки неравномерно, так как их жизнь суммирует в себе климатический режим, особенности рельефа и другие важные черты природы. Несут свои воды они в 14 морей, омывающих территорию нашей Родины: 13 морей трёх океанов (Тихого, Атлантического и Северного Ледовитого) и в бессточный Арало-Каспийский бассейн, границы которых проходят по плоскогорьям, горным системам, возвышенностям, среди лесов, болот, степей и полупустынь.

Самую обширную площадь России занимает бассейн Северного-Ледовитого океана . Его площадь достигает 11,7 млн. м^2. Принимает он воды рек Урала, Восточно-Европейской равнины и Сибири. В него впадают крупнейшие реки России - Индигирка, Обь, Печора, Енисей, Лена, Северная Двина, Колыма. Самая длинная река, впадающая в бассей - это Лена (4400 км), самая обширная площадь водосбора у реки Оби 2990 тыс. кв. км; наибольшим среднегодовым стоком в устье обладает Енисей 630 куб. км.

Восточную часть России занимает бассейн Тихого океана , площадью 3,3 млн. км^2. Издалека несет воды в Татарский пролив Амур, чья длина достигает 2820км. Остальные реки имеют сравнительно небольшую длину, так как водораздел проходит по горам и приближен к берегам Тихого океана.

На западе находится бассейн Атлантического океана . Реки в этой территории впадают в 3 разных моря - Чёрное, Азовское и Балтийское. У речных систем этого бассейна есть одна особенность: они расположены достаточно близко, чтоб сооружать каналы.

В северной части огромного бессточного бассейна Евразии находится Бессточный Арало-Каспийский бассейн , площадью 4,9 млн. км^2. Он, в свою очередь, состоит из трёх бассейнов: Балхашского, Аральского и Каспийского. Наибольшую площадь занимает Каспийский бассейн (3 млн км^2, что составляет 60% от всей площади). С севера и юга в этот бассейн устремляются крупнейшие реки мира: Волга (3530 км), Сырдарья (2660 км), Амударья (2540 км), Урал (2430 км), Кама (1805 км) и Кура (1360 км).

Питание рек России

Российские реки получают воду от дождей, ледников, подземных водостоков и тающих снегов. По источникам питания выделяют несколько типов: дождевой, снеговой и смешанные с преобладанием снегового, дождевого, грунтового и ледникового.

Наиболее распространено снеговое питание , или смешанное с преобладанием снегового. К этому типу относятся реки Причерноморской и Прикаспийской низменностей (80% годового стока), а так же Волга, Енисей, Обь и др.

Реки этого типа разделяют на 3 группы: с весенним половодьем, с весенне-летним и летним половодьем и с паводочным режимом. Наиболее распространены реки с весенним половодьем, так как Россия покрывается устойчивым снежным покровом. Менее распространены реки с весенне-летним и летним половодьем.

Половодье в тёплые периоды года обусловлено дождями и таянием ледников в горных районах. Наименее распространены реки с паводочным режимом. Они характеризуются резким подъемом воды во время сильных дождей. В районах черноморского склона Кавказа климат тёплый и много влаги, поэтому паводки на реках бывают в течение всего года.

От дождя питаются реки с муссонным климатом, такие как Амур. От ледников питаются горные реки с современным оледенением. Долю грунтового питания получают абсолютно все реки.

Тепловой режим рек

Тепловой режим рек зависит от климата, температуры, грунтовых вод, которые подпитывают реку, наличия в бассейне многолетней мерзлоты, ледников и озёр. На Кольском полуострове и в Карелии средняя температура речной воды летом равняется +14 С0, а на юге в низовьях Волги, она достигает +24 С0. В Северо-Восточной части Сибири температура рек летом не поднимается выше +6 С0. Очень низкая температура (+1+2С0) воды в истоках рек, которые вытекают из-под ледников.

Зимой почти все реки России замерзают . На таймырском полуострове реки покрываются льдом уже в начале сентября, а к концу сентября они уже принимают обледеневший вид. Позже всего льдом покрываются реки на юго-западе России.

По ледовому режиму реки делятся на 4 группы. Большинство рек имеют устойчивый ежегодный ледосостав с разной продлжительностью, чуть меньше имеют неустойчивый ледосостав, который наблюдается не ежегодно. Так же есть реки, у которых наблюдаются ледовые явления, но нету ледосостава и совершенно без ледовых образований (места, где в зимнее время наблюдается температура воздуха выше 0).

Нужна помощь в учебе?

Река - естественный водный поток, текущий в выработанном углублении. Ее работа проявляется в эрозии, т. е. в разрушении горных пород, по которым протекает река. В результате образуются речные долины.

Речная долина

Речная долина — линейно-вытянутое понижение, по дну которого течет река. Выделяют следующие элементы речной долины: русло, пойму, террасы, коренной берег (рис. 178).

Рис. 178. Строение речной долины

Углубление в речной долине, но которому постоянно текут воды реки, носит название русла реки.

Речное русло обычно имеет извилистую форму. Плавные изгибы речного русла называются излучинами , или меандрами (рис. 179).

На определенной стадии развития река может спрямлять свое русло. Остатки прежних речных русел образуют старицы — продолговатые, извилистые или подковообразные озера.

Рис. 179. Меандры рек: а — начальная стадия; б — рост и смещение меандра; в — выпрямление русла реки и образование остаточного водоема — старицы

Рис. 180. Фарватер, плес и перекат

Линии наибольших глубин русла реки называются фарватером (рис. 180).

Русло реки характеризуется чередованием более глубоких участков (плесов) с более мелкими (перекатами) (см. рис. 180). Могут быть и водопады - падение водного потока с резко выраженного уступа.

Место, где река берет свое начало, от которого наблюдается постоянное течение воды в русле, называется истоком. Им могут служить озеро, болото, ледник, родник.

Место впадения реки в другую реку, озеро, море или океан — это устье. Устья рек могут быть различными по форме; например, дельта или эстуарий.

Дельта - низменная равнина в низовьях реки, сложенная речным аллювием и прорезанная сетью потоков. Образуется у тихо текущих рек, выносящих в мелководные моря большое количество твердых осадков.

Эстуарий — воронкообразный, суживающийся к вершине залив, образующийся в результате подтопления низовьев речной долины под воздействием волнового, речного и приливного факторов. Немноговодные пустынные реки иногда оканчиваются слепыми устьями, т. е. не доходят до водоема (Мургаб, Теджент, Купере-Крик).

Часть речной долины, которая заполняется водой в периоды половодий, — это пойма. Ширина пойм равнинных рек может достигать 40 км. Край поймы часто отмечен крутым склоном, на бровке которого иногда расположены вдольбереговые валы.

Над поймой поднимаются склоны речной долины. Они могут быть высокими или низкими, крутыми или пологими. По крутизне оба склона долины бывают одинаковыми либо различными (асимметричными). У асимметричных долин Северного полушария более крутым чаще бывает правый (действие силы Кориолиса).

Склон долины часто имеет ступенчатую форму. Эти ступени называются террасами. Чаще всего они возникают в результате размывающей деятельности реки: русло опускается, прорезая пойму, которая становится террасой. Изредка террасы возникают при перекосах земной поверхности, вызванных тектоническими движениями, а также вследствие климатических изменений.

Самой нижней речной террасой является пойма, ее называют пойменной террасой , все остальные - надпойменными.

В зависимости от геологического строения выделяют следующие террасы:

• эрозионные (аллювий, слагающий террасу, имеет небольшую мощность);
• цокольные (аллювия много, и коренные породы обнажаются только в нижней части бортов долины);
• аккумулятивные (река прорезает только древний аллювий).

Террасы бывают также продольными, поперечными и коренными.

Формы речных долин могут быть разнообразными, потому что на их формирование оказывают влияние многие факторы: рельеф местности; состав горных пород; процессы эрозии и др.

По форме поперечного профиля различают следующие типы речных долин (рис. 181): щель (каньон), теснина, ущелье, U-образная долина, корытообразная долина, трапецеидальная долина, ящикообразная долина, неясно выраженная долина. По очертанию в плане лолины подразделяют на прямые, извилистые (ме- андрируюшие) и долины с озеровидными расширениями (четкообразные).

Рис. 181. Типы поперечных профилей речных долин: а — щель (каньон); б — теснина, ущелье; в — U-образная долина; г — корытообразная долина; д — трапецеидальная долина; е — ящикообразная долина; ж — неясно выраженная долина

Сильно различаются между собой горные и равнинные долины. Для первых характерна значительная глубина при относительно небольшой ширине и неравномерное падение продольного профиля. Вторые, как правило, широки, имеют незначительную глубину и крутизну склонов, небольшие уклоны и т. п.

Главная река с притоками образуют речную систему. Главной обычно считается самая длинная и многоводная река, однако целый ряд названий главных рек укрепился исторически. В этом случае главной рекой становилась та, которую люди знали раньше, дольше и лучше. Например, река Миссури длиннее и полноводнее главной реки Миссисипи. Наряду с речными существуют озерно-речные системы. Они формируются гам, где реки протекают через озера, например, р. Нева протекает через Ладожское озеро.

Каждая река обладает определенными характеристиками, в том числе длиной, площадью водосборного бассейна, годовым стоком, максимальным и средним расходом воды и еще целым рядом показателей.

Длина реки - протяженность реки от истока до устья.

Речной бассейн

Речной бассейн (водосборный бассейн реки) — территория земной поверхности, с которой все поверхностные и грунтовые воды стекают в реку с ее притоками. Бассейн реки включает поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого поступают воды в данную речную систему или определенную реку. Подземный водосбор образуют толщи рыхлых отложений, из которых вода поступает в речную сеть. Но так как определить границы подземного водосбора очень сложно, за величину речного бассейна принимается только площадь поверхностного водосбора.

Таблица 30. Крупнейшие реки мира

Самый большой на Земле водосборный бассейн имеет р. Амазонка — 7,2 млн км 2 . Далее по порядку идут бассейны рек Конго и Миссисипи (табл. 31).

Таблица 31. Крупнейшие по площади бассейна реки мира

Бассейны отдельных рек разделяются водоразделами.

Водораздел - граница между речными бассейнами. Он лучше выражен в горах, чем на равнинах.

Густота речной сети определяется отношением суммарной протяженности всех рек к площади водосборного бассейна.

Падение - разница высот между истоком и устьем.

Уклон реки — отношение падения к длине реки, измеряемое в метрах на километр (м/км).

Речной сток

Речной сток (в широком смысле) — это перемещение воды в виде потока по речному руслу. На него оказывают влияние многие факторы.

Справедливо высказывание русского климатолога А. И. Воейкова: «Реки — продукт климата». Так, при обильных осадках сток рек большой, но надо учитывать их вид и характер выпадения: снег дает больший сток, чем дождь, ливневые осадки увеличивают сток по сравнению с обложными при одинаковом их количестве. А вот испарение, особенно интенсивное, уменьшает сток.

Весьма важны геологическое строение речного бассейна, особенно химический состав горных пород и характер их залегания, так как они определяют подземное питание рек. Водопроницаемые породы (мощные пески, трещиноватые породы) являются аккумуляторами влаги, сток рек в таких случаях больше, так как меньшая доля осадков затрачивается на испарение, и он зарегулирован.

Своеобразен сток в карстовых областях: рек там немного, поскольку осадки поглощаются воронками и трещинами, но на контакте их с глинами или глинистыми сланцами в речных долинах и предгорьях наблюдаются мощные родники, питающие реки. Например, сухая Крымская яйла, но мощные родники у подножия гор.

Влияние рельефа на речной сток (абсолютной высоты и уклонов поверхности, густоты и глубины расчленения) велико и разнообразно. Сток горных рек обычно больше, чем равнинных, так как в горах на наветренных склонах обильнее осадки, меньше испарение из-за более низкой температуры и т. д.

На сток рек оказывает влияние и деятельность человека. Прежде всего это относится к рекам, расход воды в которых зарегулирован созданными водохранилищами. Сток таких рек в общем сокращается, так как увеличивается испарение с водной поверхности, значительная часть воды расходуется на водоснабжение, орошение, обводнение, уменьшается подземное питание.

При переброске вод из одной речной системы в другую сток видоизменяется: в одной реке уменьшается, в другой увеличивается. Например, при постройке Канала имени Москвы (1937 г.) в р. Волге он сократился, а в р. Москве — возрос.

Для регулирования речного стока проводятся мероприятия, выполняемые в бассейне реки, ибо его начальным звеном является склоновый сток на водосборе. Основные проводимые мероприятия следующие: агролесомелиоративные - лесопосадки и др., гидромелиоративные - плотины и пруды на балках и ручьях и др., агрономические - осенняя вспашка, снегонакопление и снегозадержание, пахота поперек склона или поконгурная на холмах и увалах, залужение склонов и др.

В узком смысле речной сток — это расход воды в реке за определенный период (обычно за год).

Расход воды — количество воды, которое протекает через живое сечение реки в единицу времени. Обычно величину расхода принято выражать в кубических метрах в одну секунду (м 3 /с), а малые расходы (меньше 0,1 м 3 /с) — в литрах в секунду (л/с).

Живое сечение реки - площадь поперечного сечения водного потока.

Годовой сток — количество воды, протекающей за год через устье реки (табл. 32).

Таблица 32. 10 крупнейших рек мира по годовому стоку

Движение воды в реке непрерывно изменяется по величине и направлению, что приводит к горизонтальному и вертикальному перемешиванию воды. Течение реки характеризуется скоростью. Ее можно определить поплавками или специальными приборами — гидротермическими вертушками. Выражается она в метрах в секунду.

При открытой водной поверхности в штилевую погоду наименьшие скорости наблюдаются у берегов и дна, что обусловлено трением, и нарастают к поверхности и середине реки. При попутном ветре максимальная скорость бывает на поверхности, при встречном ветре и зимой при наличии ледяного покрова максимальная скорость наблюдается на некоторой глубине.

Движущаяся вода способна производить работу, т. е. обладает энергией. Ее называют живой силой реки. Она прямо пропорциональна массе воды и скорости.

Кроме воды, реки переносят большое количество твердых веществ. Их условно подразделяют на взвешенные — движущиеся вместе с водой в толще потока, и влекомые — перемещаемые по дну путем перекатывания и волочения.

Массы взвешенных, влекомых и растворенных химических и биогенных веществ, горных пород, которые сносятся поверхностным стоком, называют твердым стоком. Измеряется твердый сток в тоннах, проносимых рекой за определенный промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год) через живое (поперечное) сечение реки. В крупных реках объем твердого стока достигает десятков и даже сотен миллионов тонн в год.

Первое место в мире по объему твердого стока занимает р. Хуанхэ (в переводе на русский «желтая река»). Ее название связано с обилием переносимых твердых веществ, придающих воде желтый оттенок (1300 млн т/год). Китайцы говорят, что такая вода чересчур густа, чтобы ее пить, но слишком жидка, чтобы ее пахать. Русло р. Хуанхэ быстро заиливается.

При выходе реки к морю или впадении в другую реку материал твердого стока образует конусы выноса или дельты, обычно с плодородными землями.

От величины твердого стока зависит мутность воды в реке.

Мутность воды - количество взвешенных частиц, содержащихся в 1 м 3 воды (г/м 3) или в литре воды (мг/л).

Одной из самых мутных рек мира является р. Янцзы. Этому способствуют слабая устойчивость горных пород, по которым протекает река, возвышенный и горный рельеф, интенсивные дожди, вырубка лесов и распашка земель.

Небольшой мутностью обладают многие реки Евразии и Канады, где на них «нанизаны» озера-отстойники, хорошо сохранилась естественная растительность, грунты скованы многолетней мерзлотой, преобладают низменные прибрежные равнины.

Помимо твердых частиц в речных водах содержится небольшое количество растворенных веществ. Они попадают в реки за счет поверхностного и подземного стока. В целом минерализация речных вод небольшая (обычно менее 200 мг/л, но может доходить до 500 мг/л), так как поверхностные воды стекают с хорошо промытых почвогрунтов междуречий, и в реках происходит быстрая смена воды. В зонах избыточного увлажнения в реках встречаются кальциевые воды. В водах степных рек появляются сульфаты, в транзитных реках полупустынь и пустынь — хлориды. Самая незначительная минерализация у горных рек, питающихся ледниковыми и снеговыми водами, самая большая — у рек, питающихся преимущественно подземными водами (например, реки Казахстана: Ишим — 12 г/л, Эмба — 16 г/л, Тургай — 19 г/л). Помимо минеральных веществ в речной воде всегда содержатся биогенные вещества, необходимые для жизни в самих реках.

Тепловой режим рек зависит от климата и источников питания. По тепловому режиму выделяют три основных типа рек:

• с постоянно теплой водой без сезонных колебаний температуры: Амазонка, Конго, Нигер и др.;
• с сезонными колебаниями температуры воды, но не замерзающие зимой: Сена, Темза и др.;
• с большими сезонными колебаниями температуры, замерзающие зимой: Волга, Амур, Маккензи и др. в умеренном и субарктическом климатических поясах.

В теплое полугодие температура воды по живому сечению из-за перемешивания мало различается. Изменение температуры по длине реки зависит от направления течения: оно меньше у широтных рек, нежели у рек, текущих в меридиональном направлении. У рек, текущих с севера на юг, температура повышается от истока до устья (Волга и др.), у текущих с юга на север, наоборот (Обь, Енисей, Лена, Макензи). Эти реки несут огромные запасы тепла в Северный Ледовитый океан, облегчая там ледовую обстановку в весеннее время, и смещают к северу границы природных зон.

В зимнем периоде застывающих рек выделяются три основные фазы: замерзание, ледостав, вскрытие.

Замерзание рек начинается при температуре воздуха чуть ниже О °С с появления кристаллов — игл, потом сала и блинчатого льда . При обильных снегопадах в воде образуется снежура. Одновременно появляются полосы льда у берегов - забереги. На перекатах (быстринах) может возникнуть донный лед, который потом всплывает, образуя вместе с блинчатым льдом, снежурой и оторвавшимися от заберегов льдинами осенний ледоход.

Ледяной покров на реках устанавливается в основном в результате заторов — скопления льдин на мелководьях, в извилистых и узких местах и смерзания их друг с другом и с заберегами. Малые реки замерзают раньше больших.

Продолжительность ледостава и толщина льда разная и зависит от климатических условий. Например, р. Волга в среднем течении покрыта льдом 4-5 месяцев и толщина льда составляет до 1 м, р. Лена в среднем течении — 6-7 месяцев с толщиной льда до 1,5-2 м. Толщина и прочность льда определяют возможность и продолжительность переправ через реки и движения по их льду — по дорогам-зимникам. При ледоставе на реках могут наблюдаться такие явления, как полыньи: динамические — на порожистых участках русла, термические — в местах выхода теплых подземных вод или сброса технических вод.

В районах с многолетней мерзлотой и сильными морозами часты речные наледи — наросты льда в виде плоско-выпуклых ледяных тел при излиянии речной воды на поверхность из-за сужения живого сечения потока. Толщина наледей в среднем 3-5 м. По длине реки они обычно располагаются цепочками на протяжении десятков километров, то сужаясь, то расширяясь в зависимости от формы речной долины. Известны случаи, когда наледи «брали в плен» деревни. Самая крупная в мире наледь (по данным В. М. Котлякова) — Большая Момская (более 100 км 3) существует в долине р. Момы, правого притока Индигирки. Она имеет протяженность 40 км и толщину 3-8 м. В ее образовании участвует поток подземных вод. Нередко на реках можно увидеть рядом, казалось бы, антагонистические явления — полыньи и наледи. На самом деле они тесно связаны друг с другом: наледи своим верхним краем прилегают к полыньям в местах выхода сравнительно мощных теплых источников.

На реках бывают и зажоры - закупорка живого сечения реки массой внутриводного и донного битого льда. Они затрудняют работу ГЭС, гак как лед забивает водоприемные отверстия плотин. Наконец, возможно и полное промерзание рек (на северо-востоке Сибири и Аляске).

Вскрытие рек весной происходит через 1,5-2 недели после перехода температуры воздуха через О °С за счет солнечного тепла и прихода теплого воздуха. Таяние льдов начинается под влиянием поступающих в реку талых снеговых вод, у берегов появляются полосы воды - закраины , а при таянии снега на поверхности льда - проталины. Потом происходят подвижки льда, он разрушается, наблюдается весенний ледоход и половодье. На реках, вытекающих из озер, помимо основного речного, наблюдается вторичный ледоход, вызванный выносом озерного льда. Высота половодья зависит от годового количества снежных запасов на водосборе, интенсивности весеннего снеготаяния и дождей в этот период. На реках, текущих с севера на юг, ледоход и половодье на разных отрезках проходят разновременно, начиная с низовьев, бывает несколько пиков половодий, и в целом все проходит спокойно, но растянуто во времени (Днепр, Волга и др.).

Водный режим рек характеризуется совокупным изменением во времени уровней и объемов воды в реке.

Уровень воды — высота водной поверхности реки относительно определенной нулевой отметки.

Характерные периоды с определенными уровнями и объемами воды в реке называют фазами водного режима. У разных рек они различны и зависят от климатических условий и соотношения источников питания: дождевого, снегового, подземного и ледникового.

Основные фазы водного режима — это половодье и межень.

Половодье - ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон высокий и длительный подъем уровня воды в реке, сопровождающийся затоплением поймы. В этот период реки имеют наибольшую водность. На половодье приходится большая часть годового стока рек (до 60-80 %). Половодья вызываются весенним таянием снега на равнинах, летним таянием снега и льда в горах и в полярных областях, длительными обильными дождями в теплый период года. В зависимости от того, что является причиной половодья, этот период на различных реках бывает в разные сезоны года, например, летом на р. Ганг, Инд, Янцзы, Меконг вследствие муссонных летних дождей и таяния ледников в горах; зимой на реках Средиземноморья (Гвадиана, Гвадалквивир и др.) из-за зимних дождей.

Таблица 33. Распределение основных типов источников питания рек по материкам и частям света

е — области внутреннего стока большой плошали.

Межень (маловодье) — период длительных низших уровней и расходов воды в реке при преобладании подземного питания. Летняя межень обусловлена интенсивным испарением и просачиванием воды в грунт, несмотря на наибольшее количество осадков в это время. Зимняя межень — результат отсутствия поверхностного питания. В это время реки существуют лишь за счет подземных вод.

Внезапный кратковременный непериодический подъем уровня воды в реке называется паводком. В отличие от половодий паводки случаются во все сезоны года: летом они могут быть вызваны сильными дождями; зимой — таянием снега во время оттепелей; в устьях некоторых рек за счет нагона воды из морей (осенние паводки на р. Неве в Санкт-Петербурге вызваны нагоном воды из Финского залива западными ветрами).

Осенний подъем воды в реках, называемый иногда поводочным периодом , связан с уменьшением температуры и сокращением испарения, а не с увеличением осадков — их меньше, чем летом, хотя осенью чаще стоит пасмурная погода.

Прогноз водоносности рек и их режима в течение года имеет большое значение для решения вопросов о разумном использовании водных ресурсов стран. Очень важен прогноз стока в период половодий, которые в отдельные годы бывают чрезвычайно высокими и приводят к негативным последствиям.

По условиям питания и водному режиму реки подразделяются на отдельные группы. Первая такая классификация была создана А. И. Воейковым (1842-1916) в 1884 г. В дальнейшем она была усовершенствована М. И. Львовичем в 1964 г. за счет количественной оценки роли отдельных источников питания рек и сезонного распределения стока. Им выделено шесть зональных типов водного режима равнинных рек.

Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток в течение всего года, некоторое увеличение его наблюдается осенью соответствующего полушария. Это реки Амазонка, Конго и др.

Реки тропического типа. Сток этих рек формируется за счет муссонных летних дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому половодье летнее. К этому типу относятся реки Нигер, Ориноко, Нил.

Реки субтропического типа в целом имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока выделяются два подтипа: на западных побережьях материков в средиземноморском климате основной сток — зимний (р. Гвадиана, Гвадалквивир, Дуэро, Тахо и др.), на восточных побережьях в муссонном климате — летний (притоки р. Янцзы, р. Хуанхэ).

Реки умеренного типа. В пределах умеренного климатического пояса выделяются четыре подтипа рек по источникам питания и сезонному распределению стока. На западных побережьях в морском климате у рек преимущественно дождевое питание с равномерным распределением стока в течение года с некоторым увеличением зимой за счет сокращения испарения (Сена, Темза и др.); в районах с переходным климатом от морского к конти-
ментальному у рек смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним половодьем (Эльба, Одер, Висла); в районах континентального климата у рек преимущественно снеговое и весеннее половодье (Волга, Обь, Енисей, Лена); на восточных побережьях с муссонным климатом у рек в основном дождевое питание и летнее половодье.

Реки субарктического типа имеют преимущественно снеговое питание при почти полном отсутствии подземного из-за многолетней мерзлоты. Эти реки в холодный период года (8-9 мес.) промерзают до дна и не имеют стока. Половодье на реках этого типа летнее, так как они вскрываются в конце мая — начале июня (Яна, Индигирка, Хатанга и др.).

Реки полярного типа в короткий период лета имеют снеговое и ледниковое питание и сток, большую же часть года они замерзшие.

Подобные типы и подтипы водного режима характерны для рек, сток которых формируется в более или менее однотипных климатических условиях. Режим крупных транзитных рек, пересекающих несколько природно-климатических зон, сложнее. Он тем более сложен для рек горных областей, которым присущи закономерности вертикальной поясности. С увеличением высоты гор у рек возрастает доля снегового, а потом и ледникового питания. Поэтому реки, которые начинаются в горах и имеют дополнительно снеговое и ледниковое питание, характеризуются летними половодьями (Амударья, Сырдарья и др.). Летние половодья особенно интенсивны и даже катастрофичны на реках, которые начинаются высоко в горах, а в среднем и нижнем течении имеют обильное питание от муссонных дождей: Инд, Ганг, Брахмапутра, Меконг, Иравади, Янцзы, Хуанхэ и др.

Хозяйственное значение и охрана рек

Реки имеют большое хозяйственное значение. С ними связано становление и развитие человеческого общества. С исторических времен реки использовались как источники пресной питьевой воды, пути сообщения, для рыболовства и рыбоводства, сплава леса, орошения и обводнения земель, водоснабжения населения. Они используются для снабжения водой промышленных предприятий, получения электроэнергии.

Реки имеют большое эстетическое и рекреационное значение, являясь местами отдыха и проведения различных спортивных занятий. Они служит коллекторами, водоприемниками при осушительных мелиорациях заболоченных земель.

Широкое вовлечение рек в хозяйственный оборот стало для них губительным. К сожалению, многие реки сильно загрязнены промышленными и бытовыми стоками, ядохимикатами и минеральными удобрениями с полей и стоками из животноводческих предприятий. Далеко не везде по берегам рек существуют водоохранные зоны. Многие из рек, особенно протекающие в южных районах, где велика потребность в орошении, сильно разбираются. По этой причине Амударья и Сырдарья уже практически не впадают в Аральское море, и оно стремительно высыхает. Реки нуждаются в охране и поддержке их естественного водного режима и его разумном улучшении путем создания водохранилищ, каналов и проведения различных работ в русле и бассейне реки.

Река – водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное, сформированное самим потоком, русло. Поток постоянен в течение года. Реками считаются водотоки площадью водосбора не менее 50 км 2 . Каналы, фьорды и заливы не относятся к рекам. Важный фактор ланлшафтообразования и наличия видового разнообразия живых форм.

Сток – процесс стекания воды с водосбора вместе с содержащимися в ней веществами и теплом. Речной сток важный геологический и геоморфологический фактор.

Во всех реках единовременно содержится 2000 км 3 воды. Самый большой бассейн у Амазонки 6,9 млн. км 2 . Она самая водоносная 16% стока рек. Самая длинная – Нил 6670 км. Крупные: Конго, Миссисипи, Ла-Плата, Янцзы, Лена, Маккензи, Нигер. В СНГ: Лена, Обь, Енисей, Амур, Волга. В Крыму: 1675 малых рек общей протяженностью 5996 км. 30 из них малые, остальные временные и пересыхающие. Средний сток в Крыму,04 л/с с км 2 . Годовой местный сток рек Крыма 450 млн. км 3 /год.

Типы рек.

По размеру : большие (50 тыс. км 2) Обь, Енисей; средние (2-50 тыс. км 2); малые (50 км 2 – 2 тыс. км 2).

По условиям протекания : равнинные (медленное течение, малые уклоны, широкие долины, хорошо развитая пойма), горные (быстрое течение, значительные уклоны, узкие долины), полугорные переходные (имеют переходные черты).

По питанию : дождевого, снегового, грунтового, ледникового.

По водному режиму : с весенними половодьями, с половодьем в теплую часть года, с паводковым режимом.

По ледовому режиму : замерзающие и незамерзающие.

Морфология и морфометрия реки и её бассейна.

Морфология:

Водосбор – часть земной поверхности и толщи грунтов, откуда данная река получает свое питание. Выделяют: поверхностный и подземный водосбор.

Бассейн – часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная водоразделами. Бассейны рек объединяются в бассейны морей и океанов, в которые они впадают.

Характеристики бассейна:

Средняя высота H cp =(h 1 +h 2 +h n)/n

Уклон – так же.

Физико-географические характеристики бассейна: геоположение (природная зона), геологическое строение и рельеф, климат, почвенно-растительный покров, коэффициенты озерности, болотистости, лесистости, степень преобразованности бассейна хозяйственной деятельностью.

Водораздел – линия на земной поверхности, разделяющая сток атмосферных осадков по 2 противоположно направленным склонам. 2 типа: речных бассейнов, морей и океанов.

Главный водораздел Земли : мыс Горн-Анды-Скалистые горы-Берингов пролив-Колымское нагорье-Алданское нагорье-Памир-Тянь-Шань-Гиндукуш-Аравия-горы восточной Африки-берег Индийского океана.

Морфометрия: площадь бассейна, длина бассейна (от устья реки до точки на водоразделе вблизи истока), максимальная ширина (перпендикуляр к длине в самом широком месте), средняя ширина (отношение площади к длине), длина водораздельной линии, средняя высота, средний уклон.

Речная сеть и река.

Гидрографическая сеть бассейна – совокупность водотоков, водоемов и особых водных объектов (болот, ледников).

Речная сеть – совокупность главной реки со всеми притоками, сбрасывающими свои воды через главную реку в приемный водоем.

Основные элементы реки : исток (родник, ключ, источник, озеро, болото, ледник и т.д.), устье (место впадения в приемный водоем или другую реку), длина реки (расстояние вдоль русла от истока до устья), коэффициент извилистости k изв =l/rгдеr– прямая от истока к устью, густота речной сети (отношение общей протяженности всех водотоков к площади бассейна g=L/S [м/км 2 ].

Схема Штраера.

Река (приток) 1 порядка – река, не имеющая притока. Река 2 порядка – слияние двух рек 1 порядка и т.д. Если в реку впадает приток низшего порядка, то порядок главной реки не увеличивается. Увеличение порядка происходит только при слиянии двух рек одного порядка. Это важно для гидрорайонирования речной сети внутри бассейна, а также определения возраста рек: с малым порядком – более молодые, древние – с большим порядком.

Рисунок гидрографической сети:

1. Параллельный – реки и притоки одного порядка в соседних бассейнах имеют направление одинаковое.

2. Перистый – одна основная река со множеством притоков.

3. Центростремительный – реки стекаются в центре в одну реку или приемный бессточный бассейн (индикатор тектонических впадин).

4. Центробежный – реки вытекают из одного места – центра. Индикатор тектонических поднятий.

Долина и русло реки:

Долина реки – узкая вогнутая отрицательная форма рельефа, выработанная рекой, обладающая набором речных террас, пойм, руслом, имеющая общий наклон своего ложа, обеспечивающего сток.

В поперечном разрезе выделяют склоны и дно долины. Дно: русло и пойма. Склоны: речные террасы.

Низкая пойма – затопляемая ежегодно во время паводков и половодий.

Высокая пойма – затопляемая раз в несколько лет максимальным паводком. Она зарастает лугами.

Речные террасы : аккумулятивные (аллювий, песчаник, галька), эрозионные цокольные (в твердых скальных породах).

По террасам можно определить активность реки в палеовремя.

Корнинский и Головкинский: речные террасы соответствуют тектоническому спокойствию, а террасы тектоническому активному движению.

По характеру аллювия можно определить скорости течения в различное время – активные и пассивные фазы.

Осовы - неглубокие циркообразные вмятины на крутых склонах долин и балок; образуются в результате поверхностных смещений суглинистых масс, обильно увлажнённых грунтовыми и поверхностными водами, особенно при медленном таянии снега на теневых склонах.

Русла рек (по форме в плане):

1. Прямолинейное.

2. Меандрирующее.

3. Русла, разделенные на рукава.

4. Блуждающие (разбросанные) русла.

Морфологические элементы русла:

1. Меандры – признак типичных равнинных рек (малые уклоны и низкие скорости течений). Надо схему формирования меандр и стариц.

2. Осередки – затапливаемые подвижные возвышения дна, отделенные от берегов водой.

3. Острова – высокие стабильные и закрепленные растительностью осередки, а также отклинившиеся участки поймы.

4. Рукава – крупные части русла, разделенные островами.

5. Протоки – короткие и мелкие ответвления русла, отделенные осередками.

6. Плёсы – самое глубокое место реки. В меандре напротив пляжа.

Перекат - мелководный участок русла реки.

7. Донные гряды : донные дюны, песчаные волны, ленточные гряды, рифели (небольшие донные гряды).

8. Фарватер – линия глубин, благоприятных для судоходства.

Морфометрические характеристики:

Изобаты – линии равных глубин, отсчитанных от поверхности.

Водное сечение – сечение потока в плоскости перпендикулярной его течению. Живые и мертвые сечения.

1. Площадь поперечного сечения (методом трапеций) S= S треуг +S трап.

2. Ширина русла – кратчайшее расстояние между урезами берегов по поверхности воды.

3. Максимальная глубина (эхолотом).

4. Средняя глубина – отношение площади поперечного сечения к ширине.

5. Смоченный периметр – кратчайшее расстояние между урезами берегов, взятое по дну.

6. Гидравлический радиус – отношение площади поперечного сечения к смоченному периметру.

Генезис речных долин: эрозионные, тектонические, ледниковые, карстовые.

Поперечный профиль долины : корытообразный (равнины), ящикообразный (среднее течение рек), трапециидальный (для тех же районов), v-образные (предгорные и низкогорные реки), каньоны теснины ущелья (горные).

Продольный профиль долины – это график изменения отметок дна и водной поверхности вдоль русла. 3 типа: плавновогнутые (в тект.спок.), прямолинейные, выпуклые (тект.актив.).

В пределах любого профиля есть геоморфологические аномалии – резкие увеличения уклона вниз по течению, которое превышает уклон на вышележащем уровне (каскады). Их причины: резкое увеличение водности потока, изменение залесенности бассейна, смена стойких гонных пород податливыми, наличие тектонических разломов, антропологическая деятельность (дамбы, плотины).

Классификация рек по видам питания:

Воейкова : 1) Реки, возникающие от таяния сезонных снежников и ледников, 2) Реки, возникающие в результате дождевого питания, 3) Регионы, где постоянный поверхностный сток отсутствует.Львовича : исключительные (вид питания дает более 80% стока), преимущественные (50-80%), смешанные (все виды дают менее 50%).

Водный режим рек.

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

Водность реки – мгновенный срез величины речного стока за определенный период времени.

Водоносность реки – абсолютная средняя многолетняя величина стока.

Гидрограф реки – график изменения водности (расхода) в данном месте в течение года.

Колебания водности : 1. Вековые. Глобальные космические причины. 2. Многолетние. Причины метео природы. 3. Сезонные. Годовые изменения составляющих водного баланса. 4. Кратковременные. Ливни + суточные изменения.

Фазы водного режима рек.

1. Половодье . Ежегодная. Наибольшая водность, подъем уровня, затопление низкой поймы. Виды: весеннее (таяние), летнее (ледники), весенне-летнее (муссоны), зимнее (средиземноморье).

2. Паводок . Многократно повторяется. Интенсивное и кратковременное увеличение уровня и водности (ливень).

3. Межень . Малая водность и низкий уровень. Зимняя и летняя.

Гидрологический год – период, охватывающий все фазы водного режима.

Режим уровней.

Зависит от водного режима и фаз водности. С изменением уровня связано изменение показателей площади живого сечения, скорости потока, расхода.

Термический режим рек.

Зависит от метео факторов (рад. баланс, температура). Выделяют: сезонные изменения и суточные.

Факторы термического режима: активная вертикальная циркуляция вод, теплообмен с подстилающей породой, теплообмен с термальными водами, тепловые сбросы ГЭС и АЭС, динамические полыньи.

Ледовый режим рек.

Замерзание .Сало – плывущие куски ледяной пленки и игольчатые кристаллы.Забереги – узкие полоски неподвижного льда у берегов. Сне жура – комковатые рыхлые несмерзающиеся массы.Шуга – комковатые скопления внутриводного льда, плывущие по поверхности.Зажоры возникают во время осеннего ледохода, когда русло подо льдом забирается снежурой, салом и шугой.Пятры – ледяные острова в виде шапки или конуса, тонкое основание которого прикреплено ко дну.

Ледостав .Полыньи – незамерзшие участки на поверхности льда.Наледи – повторно замерзшие излившиеся воды.

Вскрытие .Закраины – полосы свободной воды у берегов без льда. Подвижки льда – перемещение отдельных ледяных полей. Их столкновение формируетзаторы .

тонкий осенний лед, который носит и крошит по зазимью в море и в устьях рек.

Нилас - тонкий осенний лед, который носит и крошит по зазимью в море и в устьях рек.

Речной сток.

Сток – главный элемент материкового звена глобального круговорота воды и энергии на земле. Поверхностный сток состоит из речного и ледникового. Речной сток – сток всех водотоков.

Количественные характеристики стока.

1. Расход воды – количество воды, протекающей через замыкающий створ за единицу времени. 2.Объем стока – количество воды, протекающей через створ в год. W=QT 3.Слой стока – слой воды, равномерно распр.по поверхности водосбора и стекающий с него за год.A=W/F4.Модуль стока – количество воды, стекающее с единицы площади в единицу времени.M=Q/F5.Коэффициент стока L=A/xх-количество осадков. 6.Средний многолетний расход Y=AF/T

Движение воды.

Движение воды в реке определяется её скоростью.

Изотахи – линии равных скоростей течения.

Гидродинамическая ось потока – участки в плане реки, обладающие наибольшими скоростями течений.

Классификации движения воды.

Зависит от характера движения воды, состояния водной поверхности, действующей силы.

По характеру движения : ламинарное (движение частиц по параллельным траекториям), турбулентное (хаотическое).

Число Рейнольдса:

Re=Vh/DгдеV- скорость течения,h- глубина,D- кинематический показатель вязкости воды. ЕслиReменее 300 – ламинарное, 300-3000 – переходное, более 3000 – турбулентное.

По состоянию водной поверхности : спокойные потоки, бурные.

Число Фруда:

Fr=V 2 /ghгдеg– ускорение свободного падения. Если менее 1 – спокойный, 1 – критическое состояние, более 1 – бурный.

По действующей силе: сила Кориолиса, поперечная циркуляция (центробежная сила и сила тяжести).

Сила Кориолиса:

Fk=2mVSinφω гдеm– масса воды,V– скорость течения, ω – угловая скорость вращения земли,Sinφ – географическая широта.

Скорость воды рассчитывается с помощью эллиптических формул:

Формула Шези:

V=c*koreniz(h cp Y) гдеc– коэффициент Шези (глуб.), У – гидравлический уклон.

Формула Маннинга:

C=h cp 1/6 /wгдеw– коэффициент шероховатости.

Русловые процессы – это постоянно происходящие изменения морфологического строения русла и поймы, обусловленные действием текущей воды.Причины – нарушение баланса наносов в реке вследствие: увеличения расхода наносов вдоль реки – происходит размыв русла, при уменьшении – аккумуляция; изменение соотношения между фактическим расходом наносов и транспортирующей способностью русла. Русловые процессы есть обратимые и необратимые. Если процесс необратим, то – эволюция русла. Устойчивость речного русла показывает степень его противостояния разрушению.

Движение речных наносов.

Речные наносы – твердые минеральные частицы, переносимые потоком и формирующие русловые, пойменные и донные отложения.

2 вида эрозии: 1) В поверхности водосборов и склонов бассейна. Зависит от интенсивности дождей, характера снеготаяния, рельефа, рыхлости грунтов. 2) Русловая эрозия. Зависит от скорости течения и от устойчивости грунтов дна и берегов.

Характеристики наносов: 1. Геометрическая крупность (диаметр). 2. Гидравлическая крупность (скорость осаждения частиц в неподвижной воде). 3. Плотность частиц (концентрация частиц в данном объеме). 4. Мутность воды. 5. Расход наносов (количество наносов, пропускаемое рекой через поперечное сечение в единицу времени).

2 вида наносов: влекомые и взвешенные.

Движение влекомых наносов.

Влекомые – наносы, перемещающиеся речным потоком в придонном слое и движущиеся за счет скольжения, перекатывания, сальтации.

Валуны, галька, гравий, песок.

2 силы: а)сила лобового давления воды, б) сила трения.

Движение начинается когда а больше б. а зависит от скорости потока.

Между массой частицы и скоростью потока есть зависимость:

Формула Эри:

W=aV 6 гдеW– вес частицы, а – коэф.проп.,V– скорость потока.

Увеличение скорости течения в три раза увеличит вес частицы в 729 раз.

Движение взвешенных наносов.

Взвешенные – частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в толще речного потока вследствие его турбулентности и неравномерности, и обуславливающие мутность потока.

В верхней части мутность меньше, чем в нижней.

R=SQгдеR– расход взв.наносов,S– мутность воды,Q– расход воды.

Сток наносов.

Это суммарное количество влекомых и взвешенных наносов, проносимое рекой через поперечное сечение в единицу времени. Годовой сток :W=RT.Модуль стока наносов характеризует сток наносов в т с км 2 площади водосбора.

Ионный сток.

Главные ионы. Сток ионов определяется минерализацией вод и расходом воды. R=AQCгдеR– ионный сток,A– коэф.проп.,Q– расход воды,C– минерализация.

Устье реки – особый географический объект, охватывающий район впадения реки в приемный водоем, и имеющий природный комплекс, который регулируется устьевыми процессами (перемешивание морских и пресных вод, отложение морских и речных осадков).

Дельта – низменная, периодически затопляемая поверхность со сложным многорукавным руслом, сетью водоемов и водотоков с зарослями водолюбивой растительности.

Эстуарий – сравнительно узкие и глубокие заливы воронкообразной формы или лиманы, представляющие собой затопленные низкие участки рек при опускании суши и наступлением моря.

Приустьевой участок – могут проникать морские воды. Устьевая область проходит три стадии формирования: бездельтовая, формирование дельты, выдвижение на открытое морское побережье.

Дельты выдвижения: лопастные, клювовидные (течение), сложные, бухтовые.

Бухта - небольшая часть моря, залива, озера, водохранилища, обособленная от открытых вод частями суши (выступами берегов, скалами и близлежащими островами) и защищённая ими от волн и ветра.

Губа́ - далеко вдающийся в сушу морской залив или бухта, в которую обычно впадают крупные реки.