4.6. Річковий стік

4.6.1. Складові річкового стоку

Стік – переміщення води по земній поверхні, а також у товщі ґрунту та гірських породах у процесі кругообігу її в природі.

Річковий стік включає стік води, стік наносів, стік розчинених речовин і стік теплоти.

Крива, яка характеризує закономірність зменшення величини стоку внаслідок виснаження запасів води в річковому басейні – крива виснаження стоку.

Багаторічні циклічні коливання стоку – це зміни величини стоку, що характеризуються чергуванням маловодних і багатоводних років.

Стік води – одночасно і процес стікання води в річкових системах, і характеристика кількості води, що стікає. Стік води – один із найважливіших фізико-географічних і геологічних факторів; вивчення стоку води – головна задача гідрології суші.

Стік наносів – сумарна кількість принесених річкою мінеральних і органічних речовин за проміжок часу. Вимірюється в тоннах. На території України найбільший стік наносів спостерігається на річках Українських Карпат (50–230 т/км²), Гірського Криму (6–130), у басейнах Сіверського Дінця та Південного Бугу (5–140), Дніпра (1–10 т/км²). Найменші значення цього показника на річках Полісся – до 2–3 т/км².

Стік розчинених речовин – кількість розчинених речовин, яку проносить річка через будь-який живий переріз за певний проміжок часу (добу, місяць, рік):

W_p = T· Q · M,

де Т – 31,54·10⁶ – кількість секунд у році; Q – середня річна витрата води, м³/с; М – середня річна мінералізація води, кг/м³.

Стік теплоти – процес перенесення теплоти разом із річковими водами та його кількісна характеристика.

Формування стоку річок. Стік утворюється внаслідок випадання опадів або танення снігу й льоду. Стік, який спостерігається на поверхні землі, називається поверхневим стоком. У різних ландшафтних зонах співвідношення між поверхневим і підземним стоком неоднакові. Так, у лісовій зоні значні маси води просочуються в глибину, підвищують рівень ґрунтових вод і створюють сприятливі умови для дренування цих вод річковою мережею. У степовій зоні значна частина дощових і талих вод збігає по поверхні землі в річкову мережу, тобто поверхневий стік перевищує підземний.

Стік – це складний природний процес, який відбувається в географічному середовищі і перебуває під різноманітним впливом фізико-географічних факторів: клімату, ґрунтів, рослинності, наявності озер і боліт у басейні річки. Основним фактором, який стимулює стік і визначає його розвиток, є клімат. Клімат впливає на стік не лише безпосередньо, а й через інші природні фактори: ґрунти, рослинність, рельєф. Усі ці фактори перебувають у постійній взаємодії.

Річний стік протягом року розподіляється нерівномірно. Коливання величин стоку в часі – мінливість стоку, залежить від ряду фізико-географічних факторів, котрі можуть змінюватися протягом року або протягом багатьох років залишатися незмінними.

На території України пересічне значення модуля стоку на рік змінюється від 5–6 л/с км² у зоні широколистяних лісів, 3–4 л/с км² у зоні мішаних лісів до 1,53 л/с км² у лісостеповій і 0,5 л/с км² у степовій зонах, в Українських Карпатах – 10–30 л/с км² .

Максимальний стік – підвищений стік води в річці у вигляді повеней або дощових паводків [7]. Максимальний стік формується в результаті надходження талих снігових і льодовикових вод або за рахунок дощів. Причому на річках з переважанням снігового живлення можливі максимуми від снігу і від дощу, тоді як на річках в основному дощового живлення – лише від дощу. Величина максимального стоку при інших однакових умовах залежить від інтенсивності сніготанення і сили дощу, величини втрат вологи на просочування й акумуляцію, розмірів площі, охопленої одночасно сніготаненням або дощем. Зменшують величину максимального стоку поширені у басейні річки ліси або озера. На річках України (великих і середніх) найбільші витрати води спостерігаються під час сніготанення в період весняної повені, а на малих річках може переважати максимальний стік дощових паводків. На річках Закарпаття бувають паводки змішаного походження – снігово-дощові.

Мінімальний стік річок України формується за рахунок підземного живлення, яке визначається місцевими гідрогеологічними і кліматичними умовами, характером підстильної поверхні (рельєф, ґрунти, рослинність, заболоченість, озерність, залісеність) та господарською діяльністю. Таким чином мінімальний стік підлягає впливу, з одного боку, загальних кліматичних факторів, а з іншого – місцевих азональних факторів, таких як глибина врізу русла, характер гідрогеологічних умов, розмір басейну. Чим більший розмір басейну, тим вплив місцевих азональних факторів стає менш помітним і ясніше виступає роль зональних факторів формування мінімального стоку.

Серед характеристик мінімального стоку найбільший практичний інтерес становлять середньомісячні та середньодобові літні й зимові мінімальні витрати води, або модулі стоку, їх величини різної забезпеченості, тривалість пересихання та перемерзання річок.

У зоні достатнього зволоження ґрунтові води, які живлять річки розташовані близько до поверхні землі і забезпечують стійкі низькі витрати води навіть малих річок. В зоні недостатнього зволоження ґрунтові водоносні горизонти малопотужні, і основне живлення річкам дають глибоко розташовані підземні води. Річки цих зон відрізняються нестійким характером мінімального стоку, який залежить найчастіше від місцевих умов залягання і характеру ґрунтових води, ніж від кліматичних факторів.