Водное питание рек и его виды
Речной водный сток формируется в результате поступления в реки с их водосборов вод атмосферного происхождения, при этом часть атмосферных осадков стекает с реками в океан или бессточные озёра, другая часть – испаряется. Однако при единстве атмосферного происхождения в конечном счёте всех речных вод непосредственные пути поступления вод в реки могут быть различными. Выделяют четыре вида (или источника) водного питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. Для рек в условиях тёплого климата главный вид питания – дождевое. Сток таких крупнейших рек, как Амазонка, Ганг и Брахмапутра, Меконг, формируется в основном дождевыми водами. Этот вид питания рек в глобальном масштабе – главнейший: на его долю приходится более трети всего водного стока рек. Вторым по важности служит снеговое питание. Его роль весьма велика в питании рек в условиях умеренного климата (не менее 1/3 водного стока). Третье место по объёму поступающих в реки вод занимает подземное питание (на его долю в среднем приходится около 30% объёма речного водного стока). Именно подземное питание обусловливает постоянство или большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку. Последнее место по значимости в водном питании рек занимает ледниковое питание (около 1% стока рек мира).
Дождевое питание
Каждый дождь характеризуется слоем выпавших осадков (мм), продолжительностью (минуты, часы, сутки), интенсивностью выпадения (мм в минуту, мм в час) и площадью распространения (км 2 ). В зависимости от этих характеристик дожди можно подразделить, например, на ливни и обложные.
Интенсивность, площадь распространения и продолжительность выпадения дождей определяют многие особенности формирования речного водного стока и пополнения подземных вод. Чем больше интенсивность, площадь распространения и продолжительность дождя, тем больше величина дождевого паводка. Чем больше отношение между площадью распространения дождя и площадью всего бассейна реки, тем также больше величина возможного паводка. Экстремальные паводки происходят по этим причинам обычно лишь на малых и средних реках. Пополнение подземных вод, как правило, происходит при длительных дождях. Чем меньше влажность воздуха и суше почва в период выпадения дождя, тем больше затраты воды на испарение и инфильтрацию и тем меньше величина дождевого стока. Наоборот, дожди, выпадающие на влажную почву при пониженной температуре воздуха, дают большую величину дождевого стока. Таким образом, один и тот же дождь в зависимости от состояния подстилающей поверхности и влажности воздуха может быть в одних случаях стокообразующим, а в других – почти не давать стока.
Снеговое питание
В умеренных широтах основным источником водного питания рек служит вода, накапливающаяся в снежном покрове. Снег в зависимости от его плотности и толщины снежного покрова может при таянии дать разный слой воды. Запасы воды в снеге (величину, очень важную для предсказания объёма талого стока в период половодья) определяют с помощью снегомерных съёмок. Запасы воды в снеге в бассейне реки зависят от величины зимних осадков, в свою очередь определяемой климатическими условиями. Запасы воды в снежном покрове распределяются по площади бассейна реки обычно неравномерно – в зависимости от высоты местности, экспозиции склонов, неровностей рельефа, влияния растительного покрова и т.д. Следует различать процессы снеготаяния и водоотдачи снежного покрова, т.е. поступления не удерживаемой снегом воды на поверхность почвы. Снеготаяние начинается после достижения температурой воздуха положительных значений и при условии положительного теплового баланса на поверхности снега. Водоотдача начинается позже начала снеготаяния и зависит от физических свойств снега – зернистости, капиллярных свойств и т.д. Сток возникает только после начала водоотдачи.
Подземное питание
Оно определяется характером взаимодействия подземных (грунтовых) и речных вод. Направленность и интенсивность этого взаимодействия зависят от взаимного положения уровня воды в реке, высоты кровли водоупорного пласта грунта и уровня грунтовых вод, в свою очередь зависящего от фазы водного режима реки и гидрогеологических условий. Подземное питание рек обычно наибольшее в межень, когда грунтовые воды поступают в реку. В половодье уровень воды в реке, как правило, выше уровня грунтовых вод и поэтому в это время река питает грунтовые воды.
Ледниковое питание
Такое питание имеют лишь реки, вытекающие из районов с высокогорными ледниками и снежниками. Вклад ледникового питания в речной водный сток тем больше, чем больше доля общей площади бассейна реки занята ледниками. Этот вклад наибольший в самых верхних частях горных рек.
У каждой реки доля отдельных видов водного питания может быть разной. Определение в каждом конкретном случае вклада различных видов питания в речной водный сток – задача исключительно сложная. Наиболее точно её можно решить либо с применением «меченых атомов», т.е. путём радиоактивной «маркировки» вод различного происхождения, либо путём анализа изотопного состава природных вод. Более простой, но приближённый способ выделения различных видов питания – это графическое расчленение гидрографа реки.
В настоящее время наиболее распространена классификация рек по видам (или источникам) питания М.И. Львовича Львович Михаил Исаакович (1906–1998), известный советский гидролог, доктор географических наук (1942). Внёс большой вклад в изучение мирового водного баланса, питания и режима рек. Создал первые в СССР карты стока рек мира и водного баланса страны. . Для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации. Если один из видов питания даёт более 80% годового водного стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания (вклад других видов питания не учитывается). Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80% водного стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания упоминаются, если на долю каждого из них приходится больше 10% годового водного стока). Если же ни один из видов питания не дает больше 50% годового стока, то такое питание называют смешанным и иногда указывают некоторые виды питания в порядке убывания их вклада в сток реки. Указанные диапазоны градаций (80 и 50%) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25%.
Бóльшая часть рек на территории бывшего СССР имеет преобладающее снеговое питание. Почти исключительное снеговое питание имеют реки Северного Казахстана и Заволжья. Реки с дождевым питанием занимают южную часть территории к востоку от Байкала, а также бассейны Яны и Индигирки, Черноморское побережье Кавказа, Крым и Северный Кавказ. Ледниковое питание имеют реки на Кавказе и в Средней Азии.
Источник
Типы питания рек
Источники питания рек
Питание реки — процесс ее пополнения водами извне.
Речные русла не пересыхают благодаря постоянному пополнению извне. Классификация источников питания:
- атмосферные осадки;
- грунтовые воды;
- ледниковые воды.
Вместе с речными они стекают в озера или океаны.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Существуют реки только с подземным питанием или дождевым, но чаще встречается смешанный вид пополнения водных запасов. Примером могут служить реки бассейна Оби, которые зимой подпитываются подземными водами, а летом осадками.
С помощью гидротехнических сооружений человек может искусственно регулировать уровень воды в реках.
Дождевое и снеговое питание
Тип осадков, пополняющих бассейны рек, зависит от климатической зоны, в которой они протекают. Для экваториальных и муссонных областей характерно дождевое питание. В зонах с более холодным климатом основным источником становится снег. В умеренном климате происходит смешанное питание.
Подавляющее число рек в мире пополняется выпадающими дождями. Если их интенсивность, продолжительность и площадь распространения довольно велики, происходят паводки. Это явление характерно для малых и средних рек.
Объемы снегового питания зависят от толщины снежного покрова, образовавшегося за зиму. Снег скапливается в низинах и местах с кустарниковой растительностью. Пополнение речных ресурсов происходит в результате весеннего таяния снега. Происходит оно постепенно, в связи с повышением температуры воздуха. Иногда объемы половодья превышают возможности реки, а береговые поверхности не способны впитать излишки влаги. В этом случае происходят разливы и наводнения.
Грунтовое
Основой подземного питания служат грунтовые воды. Они накапливаются в пластах почвы за счет просачивания дождевых и талых вод. В некоторых областях рельефа грунтовые воды просачиваются на поверхность, подпитывая реки. Этот процесс происходит круглогодично. Благодаря подземным ключам реки не иссякают зимой и не пересыхают летом.
Ледниковое
Характерно для рек, чьи истоки находятся в высокогорных областях. Язык ледника — скопившиеся излишки льда на склоне гор — по мере температурных колебаний подтаивает, а талые воды поступают в реки. В засушливые периоды ледник регулирует уровень вод. Он также способствует переносу половодья с весеннего периода на летний.
Источник
Питание и водный режим рек
Питание рек. Типы питания рек. Источники питания рек.
Питание рек зависит от многих факторов. Основным из них является размер водосборного бассейна, так как большой и стабильный сток требует значительной дренируемой территории. Климат является решающим фактором; нередко более крупный бассейн реки сухого региона дает воды столько же, сколько и гораздо меньший бассейн реки региона с влажным климатом. При отсутствии осадков реки переходят на питание грунтовыми водами.
В настоящее время существует несколько классификаций рек по типам питания и водному режиму, авторами которых являются А. И. Воейков, М. И. Львович, и М. Б. Зайков. Первая классификация, взятая впоследствии за основу другими учеными, была предложена Александром Ивановичем Воейковым в 1884 году. Классификация А. И. Воейкова не потеряла своей актуальности и в наше время. Впоследствии данная классификация была усовершенствована другими учеными.
Классификация рек по питанию и водному режиму по А. И. Воейкову (Климатическая классификация рек).
Среди типов питания рек А. И. Воейков выделил два основных типа — снеговое и дождевое, и два производных – ледниковое и смешанное. В данной классификации, помимо различных типов питания рек (например, отсутствие или наличие на реках половодья), учтены и некоторые фазы водного режима рек, основные формы рельефа (горы и равнины), а также географическое положение выделенных типов рек. В круговороте воды Воейков рассматривал испарение как противоположность осадкам, и считал, что соотношение между данными противоположными процессами определяет режим рек и густоту речной сети.
В зависимости от источников водного питания и климата ученый выделил девять главных типов рек.
1) Тип А. Реки, которые получают воду от таяния снега на равнинах и на невысоких, до 1000 м, горах. В чистом виде этот тип нигде не существует. Наиболее приближены к нему реки в северной части Северо-Американского материка и Сибири, где продолжительность снежного покрова составляет 8-10 месяцев.
2) Тип B. Реки, которые получают воду от таяния снега в горах. В чистом виде данный тип также не существует, но существует большее приближение к нему, чем к типу А. Реки данного типа протекают в западных частях горных массивов, расположенных в центре Азии. Среди них такие реки, как Сыр-Дарья, Амур-Дарья, Верхний Инд, Тарим.
3) Тип С. Реки, которые получают от дождей и имеют половодье в летний период. Данный тип рек приурочен к тропическим дождям и дождям муссонов.
4) Реки Типа D. Для них характерно половодье в весенний период или в начале лета, связанное с таянием снега, при этом значительную часть воды получающие от дождей. Реками данного типа охвачена вся Европейская Россия, Северная и Западная Сибирь, Восточная Германия, север США и часть Канады.
5) Реки типа Е — получающие воду от дождей. Данные реки полноводнее в холодные месяцы года, но разница невелика. Реки этого типа преобладают в Средней и Западной Европе.
6) Тип F. Реки, получающие воду от дождей. Эти реки полноводнее в зимний период, и разница значительна. Реки данного типа протекают в Южной Европе (Испания, Италия).
7) Тип G. Отсутствие постоянных водотоков, в том числе и рек, вследствие сухости климата. Данный тип относится к большей части Аравии, Сахаре, большей части центральных плоскогорий Азии, части территории Южной Америки, части Аралокаспийской низменности, к большей части внутренней Австралии, обширным плоскогорьям Северной Америки.
8) Тип Н. Реки, которые получают воду лишь в короткий период дождей и некоторое время после. В остальное время либо пересыхают, либо превращаются в ряд луж с подземным течением в промежутках между ними. К таким рекам можно отнести реки части киргизских степей, степной части Крыма, части Монголии, реки степей по нижнему течению Аракса и Куры, реки многих местностей Северной Америки и Австралии.
9) Тип I. Отсутствие рек вследствие сплошного покрытия ледниками и снегом. Здесь реки заменяются ледниками с подледными водотоками, выносящими избыток осадков в более низкие долины или испарением.
Классификация рек по питанию и водному режиму по М. И. Львовичу.
М. И. Львович усовершенствовал классификацию А. И. Воейкова за счет количественной оценки источников питания рек и сезонного распределения стока. К дождевому, снеговому и ледовому источникам питания, выделенных Воейковым, Львович добавил подземный (грунтовый) тип питания.
Для каждого из четырех источников питания существует три градации:
1. «Почти исключительно». Основной источник питания имеет более 80 % годового стока, остальные источники питания не учитываются.
2. «Преимущественно» — если доля годового стока, приходящаяся на основной источник питания составляет от 50 до 80 %.
3. «Преобладает». Вклад основного источника не превышает 50 %.
Эти же градации приняты и для характеристики сезонов года – весны, лета, осени и зимы. Таким образом, классификационная система Львовича позволяет рассчитывать сочетание 12 групп источников питания (дождевой, снеговой, ледовый, грунтовый, по три градации в каждом) с 12-ю группами распределения речного стока по сезонам (весна, лето, осень, зима, по три градации в каждом). Получается 144 различных варианта режима рек. Некоторые из вариантов теоретически возможны, например, преобладание ледникового или снегового питания зимой, однако часть сочетаний, теоретически возможных, на практике еще не обнаружена.
Из естественных сочетаний комбинаций источников питания с разными вариантами распределения стока выделено 6 основных зональных типа водного режима рек: экваториальный, тропический, субтропический, умеренный, субарктический, полярный.
Естественные сочетания различных комбинаций источников питания с разными вариантами распределения стока позволили выделить основные зональные типы водного режима равнинных рек: полярный, субарктический, умеренный, субтропический, тропический и экваториальный.
Реки полярного типа – большую часть года замерзшие, в период короткого лета имеют ледниковое питание и сток.
Реки субарктического типа. Имеют преимущественно снеговое питание, подземное питание почти полностью отсутствует из-за многолетней мерзлоты. Зимой многие небольшие реки промерзают до дна и не имеют стока. Вскрываются в конце мая — начале июня, половодье летнее. К данному типу рек относятся Яна , Индигирка , Хатанга.
Реки умеренного типа, в свою очередь, подразделяются на четыре подтипа рек по сезонному распределению стока и источникам питания:
— реки на западных побережьях с морским климатом имеют преимущественно дождевое питание с равномерным годовым распределением стока с небольшим увеличением зимой за счет сокращения испарения (Сена, Темза и другие);
— реки, протекающие в районах с переходным климатом от морского к континентальному имеют смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним половодьем (Эльба, Одер, Висла и другие);
— реки, протекающие в районах континентального климата имеют преимущественно снеговое питание и весеннее половодье ( Волга , Обь , Лена, Енисей и другие);
— реки на восточных побережьях с муссонным климатом имеют, в основном, дождевое питание и летнее половодье (Амур).
Реки субтропического типа имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока разделяются на два подтипа:
— у рек на западных побережьях материков с средиземноморским климатом основной сток зимний (Гвадалквивир, Гвадиана, Дуэро, Тахо и другие);
— у рек, протекающих на восточных побережьях в муссонном климате сток летний (Хуанхэ, притоки Янцзы).
Реки тропического типа. Сток рек тропического типа формируется за счет летних муссонных дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому для данных рек характерно половодье в летний период. Реки: Ориноко, Замбези, и другие.
Для рек экваториального типа характерно обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток на протяжении всего года. Увеличение стока наблюдается осенью соответствующего полушария. Реки экваториального типа: Амазонка, Конго и другие.
Это что касается равнинных рек. Для горных же рек характерна вертикальная поясность: с возрастанием высоты над уровнем уровнем моря гор у рек увеличивается доля снегового, а затем и ледникового питания. У горных, и в особенности у высокогорных рек, период половодья приходится на лето.
Наиболее интенсивные, а нередко даже и катастрофичные летние половодья происходят на реках, берущих начало высоко в горах, а в среднем и нижнем течении имеющих обильное питание муссонными дождями. Это реки Инд, Ганг, Меконг,Брахмапутра, Иравади, Хуанхэ , Янцзы и другие.
Классификация рек России по гидрологическому режиму Б. Д. Зайкова.
В России, наряду с классификацией рек М. И. Львовича, весьма популярна классификация рек по гидрологическому режиму, предложенная Б. Д. Зайковым.
Гидрологический режим включает в себя следующие фазы: половодье, межень, паводки и т. п. В соответствии с этой типизацией, все реки России и СНГ подразделяются на три группы.
1. Реки с весенним половодьем. Среди этой группы выделяются:
— реки казахстанского типа, для которых характерно ярко выраженное короткое половодье и сухая межень остальную часть года;
— реки восточноевропейского типа, имеющие высокое недлинное половодье, зимнюю и летнюю межени;
— реки западносибирского типа, для которых характерно растянутое невысокое половодье, повышенной сток летом и зимняя межень;
— реки восточносибирского типа, характеризующиеся высоким половодьем, летней меженью с дождевыми паводками, и очень низкой зимней меженью;
— реки алтайского типа – неравномерное невысокое и растянутое по времени половодье, повышенный сток летом, зимняя межень.
2. Реки с летним половодьем и паводками. Среди данной группы выделяются:
— реки дальневосточного типа, для которых характерны низкая зимняя межень, а также невысокое растянутое по времени половодье с паводками муссонного происхождения;
— реки тянь-шаньского типа, имеющие растянутое невысокое половодье ледникового происхождения.
3. Реки с паводочным режимом. Здесь также выделяются:
— реки причерноморского типа, для которых характерны паводки на протяжении всего года;
— реки крымского типа, характеризующиеся паводками в зимний и весенний периоды, и меженью в летний и осенний периоды;
— реки северокавказского типа – паводки летом, межень зимой.
Подведем итог, обобщив все вышеперечисленное. Для всех рек характерно питание снеговое, дождевое, ледовое и грунтовое. В чистом виде каждый из типов питания практически не встречается, чаще же встречается смешанный тип. Снег, дождь, и ледники – эти источники питания имеют одно происхождение – атмосферные осадки. Часть выпадающих жидких осадков при определенных условиях образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются в виде снежного покрова на поверхности земли. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. В более высоких горах снег, накопившийся в отдельные годы, стаивает не весь, пополняя запасы вечных снегов и давая начало ледникам.
Ситуация с грунтовыми водами несколько иная. Большая часть грунтовых вод также формируется за счет атмосферных осадков, вод болот, озер, водохранилищ и рек, инфильтрующих землю на некоторую глубину. Второй способ образование подземных вод – конденсация водяных паров в горных породах. Однако существует и третий способ, отличиющийся от двух других – ювенильное образование вод. Теорию ювенильного образования вод выдвинул австрийский геолог Э. Зюсс в 1902 году. Согласно этой теории, часть подземных вод в районах современной или недавней вулканической активности, характеризующихся повышенной температурой и значительной концентрацией солей, образовалась из газообразных продуктов, в изобилии выделяющихся при дифференциации магматического очага. Более поздние исследования показали, что чистых ювенильных вод также не существует, и все воды, возникшие разные путем, смешиваются друг с другом.
Источник