4.2.6. Поздовжній профіль річки

Поздовжній профіль річки – це графік зміни відміток дна і водної поверхні вздовж берега (рис. 6).

П оздовжні профілі бувають плавноувігнутими (1) – зменшення похилу від витоку до гирла; прямолінійними (2) – похил має майже постійне значення від витоку до гирла; опуклими (3) – зниження похилів у верхів’ях потоку і збільшення – в пониззі;ступінчастими (4) – із різкими змінами похилів по довжині річки (рис. 5).

Рис. 6. Поздовжній профіль річки

Поздовжній профіль будь-якого водного потоку є результатом взаємодії вод річки, порід і ґрунтів, які складають русло. Водний потік на одних ділянках розмиває русло, на інших відкладає наноси. По всій річці він проносить якусь кількість їх у завислому стані або пересуває по дну. Велике значення у формуванні профілю має висотне положення базису ерозії. При підвищенні базису ерозії розмив зменшується, при зниженні – посилюється, при сталому положенні базису ерозії встановлюється рівновага між розмивом русла, відкладенням наносів та перенесенням їх. В результаті утворюється відносно сталий поздовжній профіль, який має правильну ввігнуту форму – профіль рівноваги.

Поздовжній профіль водної поверхні потоку не залишається постійним протягом року. Так, при збільшенні стоку води похили на плесах збільшуються, а на перекатах – знижуються, при зменшенні стоку – навпаки. Це явище можна пояснити так. Припустимо, що в якийсь момент витрати води в річці такі малі, що вода заповнює тільки глибокі місця (плеса). У цей момент поздовжній профіль водної поверхні матиме східчастий характер. При збільшенні витрат і підвищенні рівнів вода в річці почне переливатися через перекати, похили на плесах будуть малими, а на перекатах – підвищеними. При дальшому збільшенні витрат і підвищенні рівнів води різниця в похилах на плесах і перекатах зменшуватиметься і зовсім зникне.

Різниця відміток дна або водної поверхні річки на якій-небудь її ділянці –падіння (∆h). Різниця відміток витоку і гирла річки складають повне падіння річки.

Величина падіння подається в метрах на 1 км (м/км). Для характеристики крутості поздовжнього профілю річок користуються поняттям похил. Похил – величина безрозмірна і записується в долях одиниці, ‰, %. Похил річки – відношення величини падіння (∆h_і) до довжини річки (L_і) на даній ділянці:

І =∆h_і /L_і.

4.3. Живлення річок

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

Дощове живлення

Дощ характеризується шаром опадів (мм), тривалістю (хвилини, години, доба), інтенсивністю випадання (мм/хв, мм/рік) і площею поширення (км²).

Зі збільшенням інтенсивності, площі поширення і тривалості дощу збільшується величина паводка. Чим більше відношення між площею поширення дощу і площею басейну, тим також більша величина можливого паводку. Поповнення підземних вод відбувається під час тривалих опадів. Якщо вологість повітря незначна і сухий ґрунт у період випадання дощу, то необхідно більше витратити води на випаровування й інфільтрацію, і тому величина дощового стоку менша. Навпаки, якщо дощі випадають на добре зволожений ґрунт при зниженій температурі повітря, то вони дають велику величину стоку.

Снігове живлення

В помірних широтах основними джерелами живлення річок є води, що накопичуються в сніговому покриві. Сніг, залежно від товщини снігового покриву, щільності і запасів води, під час танення може утворити різний шар води. Запаси води, снігу в басейні залежать від величини опадів узимку, що визначаються кліматичними умовами і розподіляються по площі басейну нерівномірно залежно від висоти місцевості, експозиції схилів, нерівностей рельєфу, впливу рослинності та ін.

Слід розрізняти процеси сніготанення і водовіддачі снігового покриву, тобто надходження на поверхню ґрунту води, яка не утримується снігом. Сніготанення починається після досягнення температурою повітря позитивних значень і виникнення позитивного теплового балансу на поверхні снігу. Водовіддача розпочинається після сніготанення і залежить від фізичних властивостей снігу – зернистості, капілярних властивостей тощо. Стік виникає тільки після початку водовіддачі.

Весняне сніготанення поділяють на три періоди:

1. Початковий період – сніг залягає суцільним покривом, танення сповільнене, водовіддача снігового покриву практично відсутня, стік ще не формується.

2. Період сходу основної маси снігу – починається інтенсивна водовіддача, виникають проталини, швидко наростає величина стоку.

3. Період закінчення танення – закінчується танення запасів снігу.

Зона одночасного танення – це територія, де в даний момент відбувається танення снігу. Ця зона обмежена фронтом танення – лінією, що відділяє зону танення снігу від області, в якій ще не відбувається танення, і тилом танення – лінією, що відділяє зону танення від області, в якій вже не має снігу. Ця зона переміщується восени на північ, а в горах – угору вздовж схилів. Важливою характеристикою сніготанення є його інтенсивність, яка визначається характером зміни температури повітря у весняний період і особливостями підстилаючої поверхні.

Підземне живлення

Воно визначається характером взаємодії підземних (ґрунтових) і річкових вод. Залежить від взаємного положення рівня води в річці і рівня ґрунтових вод. У випадку постійного гідравлічного зв’язку річки і ґрунтових вод ріки отримують підземне живлення протягом року, окрім періоду повені.

Льодовикове живлення

Це живлення мають тільки ті річки, що витікають із районів високих гір і які мають льодовики. Величина щорічного льодовикового живлення річок у середньому складає 412 км³, тобто 1 % від загального об’єму річкового стоку.

Уперше роль клімату в живленні річок відзначив О. І. Воєйков (1884). Сьогодні вважається, що річки є продуктом клімату на загальному фоні ландшафту.

Кількість води, яку одержують річки від того або іншого джерела живлення, неоднакова в різних районах і залежить в основному від кліматичних умов. Так, у спекотних районах, де снігу не буває і ґрунтові води залягають на значній глибині, єдиним джерелом живлення річок є дощі. В районах із холодним кліматом, тривалою і сніжною зимою основна роль у живленні річок належить талим і ґрунтовим водам.

Кількість води, яку одержують річки від того або іншого джерела живлення, неоднакова в різних районах і залежить в основному від кліматичних умов. Так, в жарких країнах, де снігу не буває і ґрунтові води залягають на значній глибині, єдиним джерелом живлення річок є дощі.

Вперше роль клімату у живленні річок помітив у 1884 р. О. І. Воєйков і висловив думку, що «річка – продукт клімату їх басейнів». Виходячи з цього положення він поділив їх на такі типи: