Меандры. Реки, характеристика и типы рек

Река - природный постоянный водный поток (водоток) значительных размеров с естественным течением по руслу (выработанном им естественном углублении) от истока вниз до устья и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна.

Реки являются составной частью гидрологического цикла. Вода в реке, как правило, собирается с поверхностных стоков, образующихся в результате атмосферных осадков с определённой площади, ограниченной водоразделом (бассейн реки), а также из других источников, например запасов подземных вод, влаги, хранящейся в естественном льду (в процессе таяния ледников) и снеговом покрове.

В местах естественных или искусственных препятствий течению реки возникают водохранилища (проточные озёра либо искусственные моря). Лимнология (греч. λίμνε - озеро, λόγος - учение) или озероведение - раздел гидрологии, наука о физических, химических и биологических аспектах озёр и других пресных водоёмов, в том числе и водохранилищ. В свою очередь реки являются предметом одного из крупнейших разделов гидрологии суши - речной гидрологии или потамологии (от др.-греч. ποταμός - река, λόγος - учение - буквально наука о реках), которая занимается изучением строения речных сетей, стока рек, морфометрией речных бассейнов и так далее. Как правило, реки прокладывают свой путь и текут по зонам наименьшего напряжения и сопротивления - по тектоническим разломам.

Издавна энергия быстрых рек и водопадов широко используются в хозяйственной деятельности человека в качестве источника возобновляемой энергии для работы водяных мельниц и турбин гидроэлектростанций.

Общие сведения

В каждой реке различают место её зарождения - исток и место (участок) впадения в море, озеро или слияния с другой рекой - устье.

Реки, непосредственно впадающие в океаны, моря, озёра или теряющиеся в песках и болотах, называются главными; впадающие в главные реки - притоками.

Главная река со всеми её притоками образует речную систему, характеризующуюся густотой.

Поверхность суши, с которой речная система собирает свои воды, называется водосбором, или водосборной площадью. Водосборная площадь вместе с верхними слоями земной коры, включающая в себя данную речную систему и отделённая от других речных систем водоразделами, называется речным бассейном.

Реки обычно текут в вытянутых пониженных формах рельефа - долинах, наиболее пониженная часть которых называется руслом, а часть дна долины, заливаемая высокими речными водами, - поймой, или пойменной террасой.

В руслах чередуются более глубокие места - плёсы и мелководные участки - перекаты. Линия наибольших глубин русла называется тальвег, близко к которому обычно проходит судовой ход, фарватер; линия наибольших скоростей течения называется стрежнем.

Границей водотока реки называется берег, в зависимости от расположения по течению относительно средней линии русла водотока различают правый и левый берега водотока.

Разность высот между истоком и устьем реки называется падением реки; отношение падения реки или отдельных её участков к их длине называется уклоном реки (участка) и выражается в процентах (%) или в промилле (‰).

По поверхности земного шара реки распределены крайне неравномерно. На каждом материке можно наметить главные водоразделы - границы областей стока, поступающего в различные океаны. Главный водораздел Земли делит поверхность материков на 2 основных бассейна: атлантико-арктический (сток с площади которого поступает в Атлантический и Северный Ледовитый океаны) и тихоокеанский (сток в Тихий и Индийский океаны). Объём стока с площади первого из этих бассейнов значительно больше, чем с площади второго.

Густота речной сети и направление течения зависят от комплекса современных природных условий, но часто в той или иной мере сохраняют черты прежних геологических эпох. Наибольшей густоты речная сеть достигает в экваториальном поясе, где текут величайшие реки мира - Амазонка, Конго; в тропических и умеренных поясах она также бывает высокой, особенно в горных районах (Альпы, Кавказ, Скалистые горы и так далее). В пустынных областях распространены эпизодически текущие реки, превращающиеся изредка при снеготаянии или интенсивных ливнях в мощные потоки (реки равнинного Казахстана, уэды Сахары, Крик (пересыхающая река) и Австралии и другие).

Классификация

Классификация рек по величине

• Большими реками называются равнинные реки, имеющие бассейн площадью более 50000 км2, а также реки преимущественно горные с площадью водосбора более 30000 км2. Как правило, их бассейны располагаются в нескольких географических зонах, а гидрологический режим не свойственен для рек каждой географической зоны в отдельности.
• Средними реками называются равнинные реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеющие площадь от 2000 до 50000 км2, гидрологический режим которых свойственен для рек этой зоны.
• Малыми реками называются реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеют площадь не более 2000 км2 и гидрологический режим которых под влиянием местных факторов может быть не свойственен для рек этой зоны.

Топографическая классификация

В зависимости от рельефа местности, в пределах которой текут реки, они разделяются на горные и равнинные. На многих реках перемежаются участки горного и равнинного характера.

• Горные реки, как правило, отличаются большими уклонами, бурным течением, текут в узких долинах; преобладают процессы размыва.
• Для равнинных рек характерно наличие извилин русла, или меандр, образующихся в результате русловых процессов. На равнинных реках чередуются участки размыва русла и аккумуляции на нём наносов, в результате которой образуются осерёдки и перекаты, а в устьях - дельты. Иногда ответвлённые от реки рукава сливаются с другой рекой.

Гидробиологическая классификация

Классификация по возможности водного спорта

По Международной шкале сложности рек существует шесть уровней сложности.

Классификация по конфигурации сети притоков

Различают 12 классов рек по характеру сети притоков, определяемому Числом Стралера. Истоки рек по этой системе относятся к первому классу, а река Амазонка - к двенадцатому.

Использование рек

С древних времён реки используются в качестве источника пресной воды, для добывания пищи (рыболовство), для транспортных целей, в качестве защитной меры, разграничения территорий, как источник неисчерпаемой (возобновляемой энергии (вращение машин (например, водяная мельница) или турбин ГЭС), для купания, орошения сельскохозяйственных угодий и как средство избавления от отходов.

Тысячелетиями реки используют в навигационных целях. Самые ранние свидетельства о навигации по рекам относятся к цивилизации долины реки Инд, существовавшей на северо-западе современной территории Пакистана около 3 300 года до нашей эры. Применение речной навигации в хозяйственной деятельности человека обеспечивает дешёвым (водным) транспортом, и до сих пор широко используется на самых крупных реках мира, таких как Амазонка, Инд, Ганг, Нил и Миссисипи (река). Количество вредных выбросов, производимых речными суда́ми, во всём мире чётко не регламентируется и не регулируется, что способствует постоянному выбросу в атмосферу Земли большого количества парниковых газов, а также повышению заболеваемости местного населения злокачественными новообразованиями в результате постоянного вдыхания вредных частиц, выбрасываемых в воздух водным транспортом.

Реки играют важную роль в определении политических границ и защиты страны от нашествия внешних врагов. Например, Дунай был частью древней границы Римской империи, а сегодня эта река формирует бо́льшую часть границы между Болгарией и Румынией. Миссисипи в Северной Америке и Рейн в Европе являются основными границами, разделяющими восток и запад стран, расположенных на соответствующих континентах. В южной части Африки реки Оранжевая и Лимпопо образуют границы между провинциями и странами, расположенными вдоль их маршрутов.

Наводнение

Разлив (или половодье) является частью естественного цикла реки - одна из фаз водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон года, - относительно длительное и значительное увеличение водности реки, вызывающее подъём её уровня. Обычно сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы.

Паводок - фаза водного режима реки - сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, вызванное усиленным таянием снега, ледников или обилием дождей. В отличие от половодья, паводок не повторяется периодически и может возникать в любое время года. Значительный паводок может вызвать наводнение. В процессе перемещения паводка по реке образуется паводочная волна.

Наводнение - затопление местности в результате подъёма уровня воды в реках, озёрах, морях из-за дождей, бурного таяния снегов, ветрового нагона воды на побережье и других причин, которое наносит урон здоровью людей и даже приводит к их гибели, а также причиняет материальный ущерб. Ветровые нагоны воды в морских устьях рек и на ветреных участках побережья морей, крупных озёр, водохранилищ. Возможны в любое время года. Характеризуются отсутствием периодичности и значительным подъёмом уровня воды.

Большая часть процесса эрозии русел рек и осаждения вымытых пород на соответствующих поймах происходит во время паводка. Во многих развитых районах земного шара хозяйственная деятельность человека изменила форму русла рек, оказав влияние на величину (интенсивность) и частоту возникающих наводнений. В качестве примеров воздействия человека на естественное состояние рек можно привести возведение (создание) дамб, выпрямление русла (строительство каналов) и осушение природных водно-болотных угодий. В большинстве случаев бесхозяйственная деятельность человека в поймах рек ведёт к резкому увеличению риска возникновения наводнений:

• искусственное выпрямление русла реки позволяет воде течь быстрее вниз, увеличивая риск затопления местности, расположенной ниже по течению;
• изменение характера речной поймы (спрямление) удаляет естественные противопаводковые водохранилища, тем самым повышая риск возникновения паводков в низовьях рек;
• создание искусственной насыпи или дамбы может только защитить область, лежащую ниже по течению реки (позади дамбы), а не тех местностей, которые расположены выше по течению;
• наличие дамбы, а также спрямление и укрепление берегов (например, создание набережных и так далее) также может увеличить риск возникновения наводнения на территориях, расположенных вверх по течению реки. В результате чего происходит затруднение оттока и повышение давления, оказываемого на нисходящий поток, связанного с препятствием для нормального оттока воды из-за узости канала, заключённого между уреплёнными берегами.

Подземная река

Большинство, но не все реки текут по поверхности Земли. Подземные реки несут свои потоки под землёй в пещерах. Подобного рода реки часто встречаются в регионах с известняковыми (карстовыми) отложениями в геологических формациях. Кроме того, различают пещеры, образуемые в теле ледников талой водой. Такие пещеры встречаются на многих ледниках. Талые ледниковые воды поглощаются телом ледника по крупным трещинам или на пересечении трещин, образуя ходы, иногда проходимые для человека. Длина таких пещер может составлять несколько сот метров, глубина - до 100 м и более. В 1993 г. в Гренландии был обнаружен и исследован гигантский ледниковый колодец «Изортог» глубиной 173 м, приток воды летом в него составлял 30 м3 и более. Из-за наличия «крыши», образованной из геологических пород, непроницаемых для воды (или льда) и высокого давления, направленного в сторону вышележащих массивов ледника, создаётся так называемый топографический градиент - такие потоки способны даже течь в гору. Ещё один тип ледниковых пещер - пещеры, образуемые в леднике в месте выхода внутриледниковых и подледниковых вод на краю ледников. Талые воды в таких пещерах могут течь как по ложу ледника, так и по ледниковому льду.

Вода, как правило, находится во многих пещерах, а карстовые пещеры обязаны ей своим происхождением. В пещерах можно встретить конденсатные плёнки, капель, ручьи и реки, озёра и водопады. Сифоны в пещерах существенно усложняют прохождение, требуют специального снаряжения и особой подготовки. Нередко встречаются подводные пещеры. В привходовых участках пещер вода часто присутствует в замёрзшем состоянии, в виде ледяных отложений, часто очень значительных и многолетних.

Подземная река Пуэрто-Принсеса - подземная река около филиппинского города Пуэрто-Принсеса, на острове Палаван (Филиппины). Данная река, длиной около 8 км, протекает под землёй, в пещере, в направлении Южно-Китайского моря. В районе её местонахождения создан Национальный парк подземной реки города Пуэрто-Принсеса (Puerto Princesa Subterranean River National Park) - заповедник, расположенный в 50 км от города. Парк находится в районе горного хребта Сент-Пол в северной части острова и ограничен бухтой Сент-Пол и рекой Бабуян. Известна подобная река на полуострове Юкатан в Мексике, но эта признана крупнейшей. Обе подземные реки своим возникновением обязаны карстовому рельефу. Вода в этих реках изменила направление своего течения, найдя дорогу вниз, благодаря растворению карбонатных пород и формированию обширной подземной речной системы.

Река Хамза (порт. Rio Hamza) - неофициальное именование подземного течения под руслом Амазонки. Об открытии «реки» было объявлено в 2011 году. Неофициальное название дано в честь индийского учёного Валия Хамза, который более 45 лет занимался исследованием Амазонки.

Крупнейшие реки мира

Величайшие реки мира

(Visited 247 times, 1 visits today)

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?

Расход воды Q , м/с – количество воды, проходящее через поперечное сечение реки за 1 секунду. Расход воды равен произведению площади водного сечения реки на среднюю для этого сечения скорость течения.

Объем стока V , мили км- это количество воды, проносимое рекой через ее поперечное сечение за больший промежуток времени (сутки, месяц, год).

,

где Q – средний расход воды за рассматриваемый промежуток времени;

t – количество секунд в этом промежутке (для годаt = 31,54·10с).

Для сравнения величины речного стока с атмосферными осадками или испарением, сток характеризуют высотой слоя воды. Слой стока , мм – это такой слой, который получается, если объем стока распределить равномерно по всей площади речного бассейна:
.

Для сравнения условий формирования стока в различных бассейнах часто используют величину расхода воды, отнесенную к площади бассейна, т.е. количество воды, стекающее с каждого квадратного километра – это модуль стока
, л/c∙км.

Отношение слоя стока к слою выпавших на площадь бассейна осадков, обуславливающих возникновение данной величины стока, называется коэффициентом стока . Он показывает, какая часть осадков расходуется на образование стока:
.

8.3 Питание, водный режим рек, водный баланс речного бассейна

Для рек необходимо различать: процесс питания, режим водного стока и процесс формирования русла и долины.

Источники питания рек – дождевые, снеговые, ледниковые и подземные воды.

Дождевое питание преобладает в теплом поясе и в районах умеренного пояса с муссонным климатом. Доля стекающих дождевых осадков увеличивается при выпадении на увлажненную почву.

Снеговое питание преобладает в холодном и умеренном поясах. Стеканию снеговых вод способствуют повышенная интенсивность снеготаяния, зимнее промерзание грунта и особенно наличие ледяной корки на почве.

Ледниковое питание происходит в результате таяния ледников. Основные факторы – площадь водосбора, занятая ледниками, и температура воздуха.

Подземное питание – поступление в реку грунтовых и межпластовых вод (сток в реки почвенных вод и верховодки условно относится к поверхностному питанию). Зависит от геологического строения и распространения в бассейне водопроницаемых почв, трещиноватых пород, от лесистости.

Поверхностный сток, весьма неравномерный во времени, обычно существенно преобладает над медленным подземным стоком. Периоды максимального поверхностного стока всегда приурочены к определенному времени года. Быстрое поступление в реку огромных масс воды в периоды максимального поверхностного стока вызывает в ней резкое увеличение расходов и соответствующее повышение уровней воды.

Для большинства равнинных рек РФ сток весеннего половодья составляет более 50 % суммарного годового стока.

Питание рек подземными водами наиболее устойчиво и равномерно в течение круглого года. Подземное питание в той или иной мере имеют почти все реки, например у Волги оно составляет около 30 %. На некоторых малых реках подземное питание достигает 60 %.

В зависимости от условий питания в режиме рек выделяют : половодье, паводки и межень.

Половодье – фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды. Половодье вызывается на равнинных реках - снеготаянием (весеннее половодье), на высокогорных – таянием снега и ледников (летнее половодье), в муссонных и тропических зонах – выпадением летних, затяжных дождей.

Паводок - фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным, обычно кратковременным, увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. Выдающийся по величине и редкий по повторяемости паводок (половодье), могущий вызвать жертвы и разрушения, называюткатастрофически паводком .

В инженерной практике термин половодье часто заменяют словомпаводок.

Межень - фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в одни и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания рек. К летней (летне-осенней) межени относят период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии – до начала зимнего периода, то есть до возникновения на реке ледовых явлений. Летняя межень может быть устойчивой, продолжительной, а также прерывистой, неустойчивой (периодически нарушаемой дождями).

Зимняя межень совпадает обычно с периодом ледостава. Расходы воды от начала замерзания рек постепенно снижаются, достигая минимума перед вскрытием; это связано с истощением запасов подземных (грунтовых) вод.

Чередование на реках маловодных и многоводных периодов стока является объективным и объяснимым свойством рек, в конечном счете, оказывающем существенное влияние на работу дорожных водопропускных сооружений и мостовых переходов.

Общие закономерности изменения стока по территории можно проследить на примере распределения стока на европейской части бывшего СССР. На широтах 60-65наблюдается «климатический гребень стока» со значением 350-400 мм. Отсюда понижение стока к северу до 300-350 мм из-за уменьшения осадков при более медленном уменьшении испарения. На севере Кольского полуострова повышение стока под влиянием относительно теплого Баренцева моря. Понижение стока к югу до 50-100 мм в степной зоне, до 20 мм на побережье Азовского моря и 5 мм в Прикаспийской низменности, связанное с уменьшением осадков и увеличением испаряемости. Некоторое увеличение стока на возвышенностях (Валдайская, Донецкий кряжи и др.) и существенное в горах – В Крыму с 20 до 150 мм, на Кавказе до 2000-3000 мм.

Классификация рек по водному режиму.

Реки с весенним половодьем, типы:

Казахстанский – характеризуется очень высокой волной половодья и низким (до полного пересыхания) стоком в остальную часть года. Сток дают почти исключительно зимние осадки, быстрое таяние которых вызывает высокое, но не продолжительно е половодье;

Восточноевропейский – характеризуется высоким весенним половодьем, летней меженью, прерываемой эпизодически ливнями, низкой зимней меженью и повышенным осенним стоком. Некоторые реки этого типа имеют два максимума: весной и осенью;

Западносибирский – имеет небольшое, растянутое половодье, повышенный летне-осенний сток и низкую зимнюю межень. Наличие в бассейнах рек этого типа болт, озер, обширных, заливаемых пойм оказывает регулирующее влияние на сток. Длительная зима предопределяет низкий зимний сток;

Восточносибирский – характеризуется высоким половодьем, систематическими летне-осенними паводками и очень низким зимним стоком. Этот тип рек связан с обильными дождями летом и осенью и ограниченностью подземного питания;

Алтайский – отличается невысоким, растянутым, гребенчатовидным половодьем, повышенным летне-осенним и низким зимним стоком. Характер половодья рек этого типа обуславливается особенностями таяния снега в горах. На снеговое половодье накладываются дождевые паводки. Устойчивый зимний сток обусловлен запасом подземных вод.

Реки с половодьем в теплую часть года , типы: дальневосточный, тяньшанский.

Реки с паводочным режимом , типы: причерноморский, крымский, северокавказский.

Естественный водный баланс речного бассейна:

где x – осадки на поверхность бассейна;

z – суммарное испарение с его поверхности;

y – речной сток;

- приток подземных вод, получающих питание за пределами данного бассейна;

- отток подземных вод, сформировавшихся в данном бассейне, за его пределы не в составе речного стока;

- изменение запасов воды в бассейне, содержащейся в подземных водоносных горизонтах, в почве, в водоемах и русловой сети, в снежном покрове и ледниках.

В среднем за многолетний период в целом за год
, величиныиимеют значение, как правило, лишь для части малых рек, поэтому уравнение водного баланса можно записать в простом виде:

.

). Реки, как правило, постоянные водотоки.

Этимология

Слово «река» есть во всех славянских языках. Оно родственно словам «рой», «ринуть(ся)», «реять». Более древние и дальние родственники слова «река»: древне-инд. ráyas – «течение», «ток», лат. rīvus – «ручей», «канава», галльское rēnos – «Рейн», «дорога», древне-англ. ríđ – «ручей», «река».

Место и роль рек на земном шаре

Реки и их системы – характерные элементы поверхности всех материков Земли (кроме Антарктиды). Реки находятся в разных географических зонах суши: среди тундры, тайги, пустынь и тропических лесов. Реки очень разнообразны и отличаются друг от друга размером и характером режима . По оценкам (ГГИ), единовременно во всех реках земного шара находится около 2 120 км 3 воды, или менее 0,0002% объёма вод в водной оболочке Земли, равного 1 388 млн км 3 воды, или 0,006% запасов пресных вод на Земле, составляющих 38,77 млн км 3 . Несмотря на такой малый объём речных вод, реки играют важнейшую роль в формировании природных условий планеты и в развитии человеческого общества. Большое функциональное значение рек на земном шаре объясняется прежде всего особенностями самой речной воды: она возобновляемая, подвижная и пресная. В результате постоянно происходящего на Земле водообмена между сушей, атмосферой и Мировым океаном и благодаря дождям и таянию сезонного снега вода в реках возобновляется (в среднем для всех незарегулированных рек мира за 16 суток). Стекая с поверхности материков в океаны и связанные с ним моря, реки «замыкают» глобальный круговорот природных вод, объединяя его материковое и океаническое звенья. Водный сток рек в океан, по данным ГГИ, в среднем составляет 39,5 тыс. км 3 /год, или 36% расходной части водного баланса областей внешнего стока суши и 7,9% приходной части водного баланса Мирового океана. Тем самым реки поддерживают в некотором равновесии водный баланс всей планеты и объединяют не только все объекты гидросферы, но и всю географическую оболочку Земли.

Вместе с водой реки переносят с материков в океаны и моря взвешенные и растворённые вещества и теплоту. Текущие речные воды обладают большой кинетической энергией и могут совершать механическую работу. Реки и речной сток – одни из важнейших на Земле геологических и геоморфологических факторов. Совместно с физическим выветриванием реки участвуют в крупномасштабном эрозионном процессе на поверхности планеты: они эродируют горы и возвышенности, создают долины, глубокие ущелья и каньоны. Одновременно с этим реки отлагают в своих низовьях продукты эрозии и формируют толщи отложений, аллювиальные равнины, поймы , дельты , конусы выноса. Велика самоочищающая способность речных вод.

Реки представляют собой очень специфические и ценные экосистемы. Воды рек – места обитания многих водных организмов (растений и животных – моллюсков, ракообразных, рыб и др.), в том числе представляющих экономический интерес.

Люди с глубокой древности используют реки и их природные ресурсы, селятся около рек, чтобы заниматься рыболовством, а на плодородной илистой почве речных пойм и дельт – земледелием.

Именно с рекой связано появление на Земле первых очагов орошаемого земледелия и развития человеческой цивилизации в целом. Историками и археологами изучены следы древних поселений в низовьях рек Хуанхэ и Янцзы, Инда и Ганга, Тигра и Евфрата, Амударьи в Азии, Нила и Нигера – в Африке.

Через реки шло освоение европейцами Северной и Южной Америки, а русскими землепроходцами – Сибири и Дальнего Востока. На реках появились первые поселения, а позже – города, промышленные и портовые центры, столицы ряда государств. Реки – важнейшие транспортные артерии, связывающие разные территории между собой и с морями.

В наши дни реки и связанные с ними водные, земельные, биологические ресурсы широко используются людьми. Реки и их ресурсы используются гидроэнергетикой, водным транспортом, рыбным хозяйством; большие объёмы речной воды потребляют тепловая и атомная энергетика, многие отрасли промышленности, сельское и коммунальное хозяйство. Рациональное использование рек и их природных ресурсов, охрана их от загрязнения и истощения требуют как постоянных наблюдений за состоянием рек и их естественными и антропогенными изменениями, так и серьёзного изучения происходящих в реках природных процессов.

Основные характеристики реки

Основные гидрологические характеристики рек – качественные и количественные показатели составляющих речного стока и элементов гидрологического режима .

Типы рек

Реки типизируют по размеру бассейна, условиям протекания, окружающему ландшафту, гидрологическому режиму.

По размеру реки подразделяют на большие, средние и малые. Большие реки имеют бассейн с площадью более 50 тыс. км 2 , обычно расположенный в нескольких географических зонах. Гидрологический режим больших рек в целом не свойствен режиму рек каждой зоны в отдельности и поэтому полизонален. Иногда выделяют очень большие (или крупнейшие) реки, площадь бассейна которых более 1 млн км 2 . Это Волга в Европе, Обь , Енисей , Лена , Амур , Янцзы в Азии, Нил, Конго, Нигер, Замбези в Африке, Маккензи, Святого Лаврентия, Миссисипи в Северной Америке, Ориноко, Амазонка, Парана в Южной Америке, Муррей в Австралии. Самая крупная река мира и по площади бассейна (7 180 тыс. км 2), и по длине (7 100 км) и по водоносности (7 280 км 3 /год) – Амазонка.

Самые большие реки в России: по площади бассейна – Обь, Енисей, Лена, Амур, Волга; по длине – Обь с Иртышом , Лена, Волга, Енисей, Амур; по величине водного стока – Енисей, Лена, Обь, Амур, Волга.

Средние реки имеют бассейн с площадью 2 тыс. – 50 тыс. км 2 , который обычно находится в пределах одной географической зоны. Гидрологический режим средних рек характерен для большинства рек данной зоны и поэтому зонален.

Малые реки с площадью 50–2 тыс. км 2 также имеет бассейн, расположенный в пределах какой-либо одной географической зоны. Гидрологический режим таких рек, как правило, зонален, но под влиянием местных условий (например, наличие карста в горных породах) может существенно отличаться от режима, свойственного большинству рек данной зоны, и стать азональным. Нижняя граница площади бассейна (10–50 км 2), отделяющая малые реки от ручьёв, весьма условна.

Чем крупнее река и больше площадь её бассейна, тем больше, при прочих равных условиях, её водоносность, т.е. среднемноголетний сток воды. Прямой связи водоносности с площадью бассейна, однако, нет, так как сток определяется не только размером речного бассейна, но и его климатическими условиями и водным балансом, зависящим от соотношения осадков и испарения в пределах бассейна.

По условиям протекания реки подразделяют на равнинные, полугорные и горные. Равнинная река (или равнинная часть всей реки) характеризуется спокойным гидравлическим режимом, имеет малые уклоны и скорости течения и русло, обычно сложенное песчаными и илистыми отложениями. Горная река (или горный участок всей реки) характеризуется бурным гидравлическим состоянием потока, имеет большие уклоны и скорости течения, каменистое дно. Полугорная река (или полугорный участок всей реки) занимает промежуточное положение между горной и равнинной рекой. Русло таких рек может быть сложено крупным песком, гравием, галькой.

По ландшафту окружающей местности выделяют, например, реки тундровые, таёжные, степные. Реки, вытекающие из озёр или протекающие через озёра, называют озёрными. Реки, вытекающие из болот , протекающие через болота или имеющие в пределах своего бассейна значительные массивы болот, называют болотными. Реки, вытекающие из ледников и имеющие в своем стоке большую долю талых ледниковых вод, относят к категории ледниковых.

Кроме того, выделяют типы рек по источникам (видам) питания, водному, термическому, ледовому, гидрохимическому и другим видам режима.

Водный режим рек

Водный режим рек – главный компонент гидрологического режима этих объектов. Водный режим – это пространственно-временные изменения водного стока рек, а также уровней воды, уклонов водной поверхности, скоростей течения. Все эти изменения определяются условиями водного питания реки. Различают четыре вида (источников) питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое, подземное. Соотношение вклада разных видов питания в водный сток реки определяется физико-географическими условиями бассейна реки .

В водном режиме рек выделяют несколько характерных фаз: половодье , паводки , межень . Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон года и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продолжительным подъёмом уровня воды. По происхождению выделяют половодье снеговое (весеннее, в период таяния снежного покрова), дождевое (например, в период морского муссона), ледниковое (в период таяния горных ледников), смешанное (например, в результате и снеготаяния, и дождей). Паводок – фаза водного режима, которая может многократно повторяться в течение года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расхода воды и подъёмом уровней. Паводки формируются в результате интенсивных дождей или снеготаяния в период оттепелей. Межень – фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон и характеризующаяся малой водностью и длительным стоянием низких уровней воды. Причины формирования межени – уменьшение водного стока вследствие наступления засушливого сезона (летняя межень), истощения подземного питания (зимняя межень). На многих крупных реках в условиях муссонного климата выделяют две фазы водного режима (сезона) – влажный и сухой. Реки России по характеру водного режима делят на три группы: с весенним половодьем, с половодьем в тёплую часть года, с паводочным режимом.

В связи с глобальным потеплением климата в областях достаточного и избыточного увлажнения отмечено увеличение осадков и, как следствие, водного стока реки, а в областях сухих или недостаточного увлажнения – уменьшение осадков и водного стока, что обычно усугубляется значительным забором речной воды на орошение земель и водообеспечение населения.

Другие элементы гидрологического режима рек

Изменения стока воды рек сопровождается изменениями стока взвешенных и влекомых наносов. Основной перенос наносов происходит в период половодья и паводков. Все реки мира ежегодно выносят в океаны и моря около 16 млрд т взвешенных наносов как продуктов денудации поверхности континентов. До середины ХХ в. величина стока взвешенных наносов была на 20–25% больше. Причина уменьшения стока наносов – их отложение в водохранилищах . После сооружения водохранилищ существенно уменьшился сток наносов Нила, Миссисипи, Замбези, Эбро, Дуная, Дона , Кубани , Волги, Енисея и др. Кроме того, к уменьшению стока наносов реки приводят изъятие песка из русел рек на строительные нужды и мероприятия по защите земель в речных бассейнах от эрозии.

Термический и ледовый режим реки зависит от местных климатических условий. Изменения температуры речной воды в году и в течение суток всегда отстают от изменений температуры воздуха; температура речной воды, как правило, не может опускаться ниже 0ºС, а её максимальные значения обычно меньше наибольших величин температуры воздуха и отмечаются с некоторым запаздыванием.

Ледовые явления на реке наступают тогда, когда температура речной воды опустится до 0ºС. Все реки мира можно подразделить на три группы: замерзающие, с неустойчивым ледоставом и незамерзающие. У замерзающих рек, текущих в основанном в средних и высоких широтах Северного полушария, период с ледовыми явлениями делится на три фазы: замерзание ледостава , уменьшением толщины ледяного покрова.

Реки мира вместе со стоком воды выносят ежегодно в океаны и моря более 3 млрд т растворённых минеральных веществ, называемых стоков солей или ионным стоком. Речные воды имеют небольшую минерализацию и относятся к пресным водам. Выделяют реки с малой (до 200 мг/л), средней (200–500 мг/л), повышенной (500–1000 мг/л) и высокой (>1000 мг/л) минерализацией. Большинство рек России относятся к первым двум категориям. В половодье и паводки, когда преобладает снеговое или дождевое питание рек, минерализация речных вод уменьшается, а в межень, когда возрастает вклад в питание рек более минерализованных подземных вод, – увеличивается. Речные воды по химическому составу , как правило, относятся к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе.

Водные ресурсы рек обычно считают возобновляемыми водными ресурсами . Водный сток рек, поступающий в океаны и моря составляет 39,5 км 3 /год. В бессточных областях формируется речной сток в объёме около 1 км 3 /год. Распределены водные ресурсы рек на земном шаре неравномерно. Среди стран наибольшими речными водными ресурсами обладают Бразилия, Россия, Канада, США и Китай. В среднем водные ресурсы рек России составляют 4 258,6 км 3 /год.

По оценкам ГГИ за предшествующие 20 лет водные ресурсы рек страны увеличились на 220 км 3 /год. По прогнозам, в ХХI в. на бóльшей части территории России следует ожидать увеличения возобновляемых водных ресурсов рек.

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова

(Амазонка). Место впадения реки в другую реку, озеро или море называют устьем. Нетрудно заметить, что река течет в понижении в рельефе, которое называется речной долиной. На дне ее есть углубление, по которому течет река. Это углубление называется руслом. Во время разлива река выходит из берегов и затопляет пониженную часть речной долины, которая называется поймой реки.

Всякая река имеет притоки, которые обычно короче главной реки. В местах, где выпадает много, река имеет много притоков (Амазонка), а , где осадки крайне редки, притоков мало, а иногда и вообще нет (). Приток, который впадает в главную реку справа, если смотреть вниз по течению, называют правым, а слева - левым. Река со всеми своими притоками образует речную систему. Местность, с которой речная система собирает воду, называется бассейном реки. Граница между бассейнами называется водоразделом. Чаще всего им служат .

Реки, текущие по горной местности, несутся с большой скоростью, бурлят, пенятся. Истоки их расположены высоко в горах. Местность, по которой они текут, имеет большой уклон. Как правило, горные реки текут в узких скалистых долинах с крутыми склонами. Десятки и даже сотни тысяч лет уходят на то, чтобы река прорезала себе в горах долину. Часто русла горных рек, в отличие от равнинных, занимают все дно долины.

Многие реки, начинаясь в горах, при выходе изменяются. Примером такой реки может быть Терек. Он берет начало на высоте более 5000 метров и впадает в . Первые этапы своего пути Терек проходит как горная река. Здесь он мчится 600 км, спускаясь с высоты 5000 метров по каменистому ущелью. Выйдя на равнину, река течет медленно и извивается по дну широкой долины, выстланной принесенными сверху наносами.

Чаще на горных, реже на равнинных реках могут быть участки, на которых течение реки резко изменяется. Это связано с порогами. Дно речных долин, прежде всего у равнинных рек, сложено рыхлыми (речными наносами). Эти рыхлые породы сравнительно легко размываются течением. Но в некоторых местах река пересекает твердые породы, например граниты, сланцы. Они размываются горными потоками медленно и могут в виде нагромождения скал, пересекающих русло, образовывать выход твердых пород. Этот выход твердых пород в русло реки образует пороги. Преодолевая их, река пенится, высоко вверх взлетают брызги, возникают водовороты. Пороги очень мешают судоходству, а на отдельных участках из-за их обилия суда вообще не могут пройти. Но порожистую реку можно сделать судоходной. В среднем течении путь судам преграждали пороги, которые поднимались со дна реки на несколько метров. Участок реки на протяжении 80 км был непроходим для судов. В 1932 году ниже порогов построили плотину. Вода затопила пороги, и они перестали мешать судоходству. Много порогов было на . С постройкой плотины Братской ГЭС пороги скрылись под водой.

Если река на своем пути встречает высокий крутой уступ, состоящий из твердых горных пород, то вода падает с него, образуя водопад. Чаще всего водопады встречаются в горах, но можно встретить их и на возвышенных равнинах. Самый высокий водопад в мире - . Он находится в на реке Чурун (бассейн Ориноко). Поток воды падает с высоты 1054 метра на дно глубокого ущелья. Этот водопад был открыт в 1935 году с самолета летчиком Анхелем.

В на реке Ниагара находится один из самых широких водопадов мира - Ниагарский. Высота уступа этого водопада равна 50 м. Шум его слышен на расстоянии 25 км, а вблизи рев воды настолько силен, что не слышны человеческие голоса. Недаром слово «ниагара» по-индейски означает «грохочущая вода». Водопады есть и на некоторых реках России.

Питание рек - это пополнение их поверхностными и . Различают следующие типы питания: дождевое (Амазонка, Конго); ледниковое (Амударья); смешанное (большинство рек России). Зимой такие реки питаются за счет выхода грунтовых вод в русло реки, весной - за счет таяния снегов, летом - за счет дождей. Есть реки, имеющие снеговое питание и питание грунтовыми водами.

Режимом реки называют характер ее поведения во времени: распределение и изменение величины расхода воды по сезонам года, колебания уровня, образование ледяного покрова. В режиме реки различают несколько периодов:

1. половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон значительное увеличение водоносности реки, вызывающее на длительный срок подъем уровня реки и выход воды из русла, возникающее в результате таяния снега;
2. паводки - внезапные кратковременные и нерегулярные подъемы уровня воды в реках, возникающие в результате обильных дождей;
3. межень - период низких уровней воды во время сухой или морозной погоды, когда река питается лишь грунтовыми водами. На режим влияют падение и уклон реки.

Изменение рек и их долин в пространстве является результатом работы рек. Она может быть разрушительной, и тогда она называется речной , и созидательной, называемой . Речная эрозия и речная аккумуляция проявляются на всем протяжении русла реки. Однако соотношение их в разные стадии развития долины реки различно.

В начальной стадии развитая речной долины скорость реки велика, так как существует большое падение ее русла. В этот момент речная эрозия проявляется значительно сильнее, чем речная аккумуляция. На последующих стадиях речная эрозия идет не только вглубь, углубляя русло реки, но и вширь. При этом образуются глубокие и широкие речные долины с пологими стенками. Уменьшается уклон реки, а следовательно, и ее скорость. Эрозия постепенно ослабевает. Из-за спокойного течения начинают отлагаться речные наносы и формируются аккумулятивные формы: , мели, пляжи, косы. Образуются меандры и старицы.

Меандры - повторяющиеся на большом протяжении долины реки изгибы ее русла. Они обычно возникают в долинах равнинных рек с медленным течением и с широкой поймой. Для возникновения меандров достаточно небольшого отклонения водотока по различной причине (неровность рельефа, залом, обвал берега), чтобы возникли изгибы реки и в них формировались крутые, подмываемые берега и песчаные косы на противоположных берегах. Во время паводков вода, вышедшая из берегов, иногда соединяет расположенные рядом изгибы, русло выпрямляется, а один из изгибов русла изолируется и превращается в пойменное озеро - старицу.

В молодую стадию развития речной долины эрозия стремится дойти до такого уровня, ниже которого она невозможна. Этот уровень называется базисом эрозии. Общий базис эрозии для всех рек - это , но бывают и местные базисы эрозии. Если река впадает в озеро, ее базис эрозии - уровень озера. При достижении базиса эрозии устанавливается равновесие между эрозией и аккумуляцией. Но это равновесие может существовать только до тех пор, пока не произойдут тектонические поднятия местности. Если это случится, речная долина опять будет переживать стадии своего развития, а река будет совершать разрушительную и созидательную работу. Но если тектоническое поднятие случается, происходит процесс «омоложения» речной долины и образование уступа. Вместе со сформировавшейся речной долиной этот уступ составляет речную террасу, нижним этажом которой становится пойма. В долине может быть несколько речных террас.

Террасы - остатки бывших пойм, расположенных на разной высоте, подобные огромным ступеням. Некогда их поверхности затапливались паводком, но затем реки врезались еще глубже, оформив новую пойму на более низком уровне, а прежняя пойма превратилась в террасу. Они свидетельствуют об этапах изменения базиса эрозии. Верхние террасы являются более древними, чем нижние.

Аккумулятивная работа ярко проявляется в устье реки. Здесь из года в год река мелеет из-за принесенных рекой наносов. В устье возникают островки, которые потом соединяются, образуя равнину, на которой река делится на рукава. Эта равнина называется дельтой. Она является результатом аккумулятивной работы рек. Самую большую дельту в России имеет . Большие дельты также у рек Нила, Миссисипи, Волги.

Реки имеют большое хозяйственное значение. Много воды расходуется в промышленности и для бытовых нужд. Важна роль рек как путей сообщения, особенно в государствах, обладающих большой территорией: России, . Вода многих рек используется для полей и садов, прежде всего в тех районах, где дожди выпадают редко и растения страдают от засухи. На многих реках нашей планеты строятся гидроэлектростанции, которые являются источником получения самой дешевой электроэнергии, которая крайне необходима для электроемких производств.