5.2 Морфологія та морфометрія річок.

Річки – це постійно діючі водні потоки. Вони виникають по-різному, найчастіше з малих струмочків, що утворюються внаслідок прорізання ними водоносних горизонтів. Крім того, річки можуть брати початок з талих вод гірських льодовиків, з озер, боліт, карстових вод тощо. Відповідно річки живляться підземними, атмосферними або озерними водами.

Головна річка із впадаючими в неї притоками – це річкова система, а площа, яку охоплює річкова система, - річковий басейн. Басейни обмежені вододілами, які є найбільш піднятими ділянками місцевості.

Виділяють головний вододіл земної кулі, який розділяє басейни річок, які впадають в Тихий та Індійський океани, з одного боку, та басейни річок, які впадають в Атлантичний та Північний Льодовитий океани, з іншого. Крім того, виділяють безстічні області земної кулі, звідки ріки, що там знаходяться, не доносять воду до Світового океану. До безстічних областей відносять басейни Каспійського та Аральського морів, які включають басейни таких крупних річок, як Волга, Терек, Кура, Амудар”я, Сирдар”я.

 Основними морфометричними характеристиками річкового басейну є:

- площа річкового басейну;

- довжина басейна, пряма, яка з”єднує гирло (устье) та витік річки (исток);

- максимальна та середня ширина басейна;

- середня висота басейна;

- середній уклін поверхні басейна.

До числа найголовніших фізико-географічних та геологічних характеристик басейна річки відносять: 

1) географічне положення басейна на континенті ( віддаленість від океану в км, широту та довготу центра та крайніх точок басейна).

2) географічна зона (зони) та висотні пояси.

3) геологічна будова, тектоніка, фізичні та водні властивості підстилаючих грунтів, гідрогеологічні умови. 

4) рельєф ( середня висота басейна та середній нахил ).

5) клімат ( характер циркуляції атмосфери, режим температури та вологості повітря, кількість та режим опадів, випаровування). 

 6) грунтово-рослинний покрив ( частка площі басейна (в %) зайнятої лісами та грунтами того чи іншого типу).

7) характер річкової сітки.

8) наявність та особливості інших водних об”єктів – озер, боліт, льодовиків.

Найважливішою особливістю будь-якого річкового басейну є ступінь його перетворення господарською діяльністю. Розрізняють штучне перетворення поверхні басейна (зведення лісів, розорювання земель та інші меліоративні заходи та штучне перетворення гідрографічної сітки басейна та режиму самих річок (спорудження гребель (плотин) та водосховищ, каналів, шлюзів та інші гідротехнічні заходи).

Сукупність водотоків ( річок, струмків, тимчасових водотоків, каналів), водойм (зер, водосховищ) та особливих водних об”єктів (боліт, льодовиків) в межах річкового басейну складає гідрографічну сітку басейна. 

Витік(исток) - місце початку річки (вихід з озера, болота, льодовика, джерела і т.д.). 

Гирло( устье) - місце безпосереднього впадання річки в приймальну водойму (океан, море, озеро) або іншу річку.

 Річкова сітка – це складний результат тектонічних та ерозійно – акумулятивних процесів, руху льодовиків та ін. Багато річок на окремих ділянках успадкували свій напрямок від крупних розломів земної кори ( Ніл, Місісіпі, Амазонка, Лєна та ін.), інші – змінювали свій напрямок в результаті власної ерозійно – акумулятивної діяльності ( пониззя Хуанхе, Амудар”ї, Терека, Місісіпі та ін.). 

Долини – найбільш повно розроблена діяльністю води ланка гідрографічної сітки, що характеризується великою протяжністю, вимірюваною десятками, сотнями та тисячами кіломет­рів та наявністю постійного потоку. Річкова система включає в себе одну головну річку, ряд притоків головної річки, притоки цих притоків і т. д. Річки, які безпосередньо впадають в головну річку називаються притоками першого порядку. Притоками другого порядку по відношенню до головної річки називаються річки, які впадають в притоки першого порядку і т. д. 

Річкові долини за походженням можуть бути тектонічними, льодовиковими та ерозійними. Ерозія –це руйнування гірських порід текучими водами. 

У поперечному профілі долини виділяють схили долини ( разом з виступом (уступом) долини та надзаплавними (надпойменными) терасами ідно долини. У межах дна (ложа) долини знаходиться русло річки та заплава (пойма). 

Русло річки – це найбільш низька частина долини, зайнята водним потоком у межень ( низький рівень води в річці).

Заплава – частина річкової долини, що заливається водами паводків та повені. Високий рівень води в річці - повінь, низький рівень – межень.Паводки – короткочасні підвищення рівня води в річках під час довготривалих дощів та інтенсивного сніготанення. 

Русла річок по формі в плані поділяються на прямолінійні, звивисті (извилистые) – меандруючі, поділені на рукави, розкидані ( блукаючі) та ін. 

Основні морфологічні елементи русла слідуючі: 

- закрути ( излучины) – меандри – петлеподібні вигини навколо власних наносів;

- мілина (банка) – неглибоке місце в річці, озері, морі, небезпечне для судноплавства;

- осередки – затоплювані рухливі підвищення дна;

- острови – більш високі, на відміну від осередків, більш стабільні та закріплені рослинністю ділянки;

- плесо (плес) – глибока ділянка русла;

- перекат – мілкі ділянки русла;

- фарватер – полоса в руслі річки з глибинами, найбільш сприятливі для судноплавства;

- рукав – частина русла ррічки, відділена островом;

- пляж - широка рівна берегова полоса, що прими­кає до русла, складена річковими наносами (найчастіше піщаними).

Лінії на дні річкового русла, які з”єднують точки з однаковими глибинами, називають ізобатами. 

Тема 6. Основні закономірності живлення річок.

План:

6.1 Основні закономірності живлення річок.

6.2 Принципи витрати води в басейні річки.

6.3 Водний баланс та водний режим річкового басейну.

6.1 Основні закономірності живлення річок.

Річковий стік формується внаслідок надходження в річки вод атмосферного походження, при цьому частина атмосферних опадів стікає з ріками в океан або безстічні озера, решта – випаровується.

Виділяють чотири основних види живлення річок: дощове, снігове, льодовикове та підземне.

Для річок в умовах теплого клімата головний вид живлення – дощовий. За рахунок дощових вод формується стік таких крупних річок світу, як Амазонка, Ганг і Брахмапутра. Цей вид живлення річок є найважливішим. Другим за значимістю є снігове живлення. Його роль досить велика в живленні річок в умовах помірного клімату. Третє місце за об”ємом поступаючих в річки вод займає підземне живлення. На його частку припадає в середньому 1/3 річкового стоку. Останнє місце за значимістю займає льодовикове живлення. 

Зупинемося детальніше на основних видах живлення річок.

Дощове живлення.

Кожний дощ характеризується шаром випавших опадів (мм), тривалість (хв, год, сут), інтенсивність випадіння (мм/хв, мм/год) та площею розповсюдження (км2). У зв”язку з цим дощі можна поділити на зливи та обложні дощі. Чим більше інтенсивність, площа розповсюдження та тривалість дощу, тим більше величина дощового паводка. Чим більше відношення між площею розповсюдження дощу та площею басейна, тим також більше величина можливого паводка. Катастрофічні паводки відбуваються з цих причин найчастіше лише на малих та середніх річках. Поповнення підземних вод відбувається під час тривалихдощах. Чим менше вологість повітря і грунт більш сухий в період випадання дощу, тим більше витрати води на випаровування та інфільтрацію і тим менша величина дощового стоку.

І, навпаки, якщо дощі випадають на вологу поверхню при пониженій температурі повітря, збільшується величина дощового стоку.

Таким чином, один і той дощ в залежності від стану підстилаючої поверхні та вологості повітря може бути в одному випадку стокоутворюючим, а в другому – не давати

Снігове живлення.

Сніг в залежності від товщі снігового покриву та щільності може під час таяння давати різний шар води. Слід розрізняти процеси сніготанення та водовіддачі сніжного покриву, тобто надходження не утримуємої снігом води на поверхню грунту. Сніготанення починається після досягнення температурою повітря позитивних значень та виникнення позитивного теплового баланса на поверхні снігу. Водовіддача починається пізніше початку сніготанення та залежить від фізичних властивостей снігу – зернистості, капілярних властивостей і т. д. Стік починається тільки після початку водовіддачі.

Територію, де відбувається в даний момент танення снігу, називають зоною одночасного сніготанення.

Підземне живлення річок.

Воно визначається характером взаємодії підземних (грунтових) та річкових вод. 

Виділяють 3 типи взаємодії річкових та грунтових вод:

- наявність постійного гідравлічного зв”язку;

- наявність тимчасового гідравлічного зв”язку;

- відсутність гідравлічного зв”язку.

Перший тип включає два підтипи: наявність одностороннього та двостороннього постійного гідравлічного зв”язку. Характер зв”язку річкових та грунтових вод залежить від співвідношення висоти стояння рівня води в річці в повінь та межень, з одного боку, та положення крівлі водотривкого пласта і рівня грунтових вод, які над ним знаходяться, з другого.

При дуже низькому положенні водоупору та рівня грунтових вод річка протягом всього року через свої береги та дно живить підруслові та прибережні грунтові води, тобто постійно втрачає воду на живлення грунтових вод.

При більш високому положенні водоупору річка живить грунтові води лише в повінь; в межень річка, навпаки, дренує грунтові води та ними живиться. Під час зменшення повені та в межень частина акумульованої в грунті води повертається в русло річки. Таке явище називається береговим регулюванням річкового стоку. 

В цілому підземні води є одним з найважливіших видів живлення річок. Частка підземного живлення річок становить 30% річкового стоку. Роль підземного живлення особливо зростає в межень, коли живлення інших видів (дощове, снігове) зовсім припиняється.

Льодовикове живлення.

Таке живлення мають лише річки, які витікають з районів з високогірними льодовиками. Внесок льодовикового стоку в сумарний стік річки та регулюючий вплив льодовиків на стік тим більше, чим більша відносна площа зледеніння. Завдяки акумульованим у товщі льодовика великим масам води льодовики впливають на регулювання річкового стоку.

Багаторічне регулювання стоку льодовиками полягає в тому, що тала вода льодовиків компенсує нестачу води в річках в посушливий період. Справа в тому, що підвищення річних температур повітря та низька кількість опадів спостерігаються одночасно.

Сезонне регулювання також виявляється в посиленні танення льодовиків в теплий, посушливий період, коли інші джерела живлення річок виснажуються. Крім того, сам льодовик із порожнинами, заповненими водою, а також його снігово-фірновими товщами, які містять гравітаційну воду, є причиною регулювання стоку.