Водність, водний режим та елементи водного режиму.
Під впливом ряду причин, про які буде сказано нижче, змінюється водність річок, тобто глибини, швидкості, витрати, рівні і похили вільної поверхні. Змінення водності річок протягом часу називається водний (або гідрологічний) режимом, а змінення окремих елементів водності – елементами водного режиму
Фази водного режиму (річкового стоку).
В режимі стоку річок виділяють ряд характерних фаз (періодів) залежно від зміни умов живлення. Такими фазами є повінь, паводок та межень.
Повінь - фаза водного режиму, що характеризується найбільшою в році водністю і тривалим підняттям рівня, що супроводжується виходом води на заплаву. Повінь викликається головним джерелом живлення і для річок однієї кліматичної зони повторюється щорічно в один і той же сезон з різною інтенсивністю і тривалістю. Весняна повінь викликається на рівнинних річках таненням снігів, а весняно-літня та літня - таненням високогірних снігів і льодовиків, а також випаданням дощів.
Паводок - значне, порівняно короткочасне, підвищення водності річки. На відміну від повені виникає нерегулярно. Паводки звичайно виникають від дощів або танення снігу під час зимових відлиг.
Величина підняття рівня і збільшення витрат води при паводках нерідко може перевищувати рівні і витрати повеней.
Межень - період в середині річного циклу, що характеризується тривалою низькою водністю внаслідок зменшення або припинення поверхневого стоку. В цей період річки живляться переважно за рахунок підземних вод. Розрізняють літню та зимову межень. До літньої межені відносять період від кінця повені до осінніх паводків, а при їхній відсутності - до початку зимового періоду. За зимову межень приймають період від початку зимового періоду до початку повені.
4. Режим рівнів річок
Рівень води (Н) - це висота поверхні води, яку відраховують від певної сталої площини зрівняння.
Коливання рівнів води в річках тісно пов'язано з характером живлення. Проте на режим рівнів водотоків значний вплив мають і морфологічні особливості і будови русла (характер і розміри поперечного профілю, похили, заплава тощо).
Широке і неглибоке русло при одних і тих же витратах характеризується незначними змінами рівнів порівняно з ділянками, де глибоке і вузьке русло. Наявність заплави, її значні розміри викликають зменшення амплітуди коливань рівнів внаслідок акумуляції значних мас води на заплаві та повільного стоку.
Заростання русла, льодові явища, розмивання або намивання русла також порушують відповідність рівнів і витрат.
Особливий характер має режим рівнів у гирлових ділянках річок, які впадають у моря і перебувають під впливом припливно-відпливних явищ. У гирлах деяких річок, які впадають у море, спостерігаються коливання рівнів згінно - нагінного характеру, викликані сильними вітрами.
Рівень води в річках весь час змінюється. Характеристику рівнів за тривалий період може дати типовий графік. Його будують за такими характерними елементами, які щороку спостерігаються протягом багатолітнього періоду: рівні на початок року, максимальний рівень навесні, влітку, восени, взимку; мінімальний рівень взимку, влітку, восени; початок підвищення і кінець спаду рівнів повеней і паводків; рівні на початок і кінець фаз льодового режиму (льодоходу восени і навесні, льодоставу); рівні на кінець року. Вибравши за ряд років максимальні і мінімальні значення рівнів для типових явищ і крайні дати їх появи та обчисливши і середні рівні і дати для кожного явища, будують типовий графік рівнів.
Спостереження за рівнями води проводять на водомірних постах, які бувають рейковими або пальовими. Перші складаються з однієї або кількох рейок, прикріплених до опор містка або до спеціально забитих у руслі річки паль.
Рис. Водомірний пост з вертикальною рейкою:
1 – рейка, закріплена на палі; 2 – частина водомірної рейки; 3 – огородження
рейки; 4 – рівень високих вод; 5 – рівень низьких вод
При влаштуванні пальових постів у берег річки перпендикулярно до течії забивають ряд паль з таким розрахунком, щоб крайні з них були на 0,5 м вище і нижче найвищого і найнижчого рівня води, а перевищення між головками сусідніх пінії. - не більше 0,8 м. Спостереження на пальовому посту ведеться за допомогою переносної водомірної рейки о 8.00 і 20.00 .
Рис. . Пальовий водомірний пост
1 – репер; 2 – рівень високих вод; 3 – рівень низьких вод
Усі спостереження над рівнями приводяться до однієї площини - нуля графіка. За нуль графіка приймають горизонтальну площину, яка знаходиться приблизно на 0,5 ...1,0 м нижче найнижчого рівня.
Рис. Поперечний переріз потоку;
1 – рівень води; 2 – мінімальний рівень води; 3 – нуль графіка водопоста; В –
ширина потоку
Рейки, палі і нуль графіка прив’язують нівелюванням до репера водомірного поста. За даними вимірювань обчислюють рівні за кожний день і складають таблицю щоденних рівнів за рік. У цій же таблиці подають середні, максимальні і мінімальні рівні за кожний місяць і рік; їх називають характерними рівнями.
Якщо порівняти графіки коливань рівнів води за даними водомірних постів, розташованих зверху вниз по течії річки, то легко помітити, що ці графіки в загальних рисах подібні. Проміжок часу запізнення характерних точок на графіках називають часом добігання, а рівні в цих точках - відповідними. Між відповідними рівнями завжди існує чітко виражена залежність, яку зображають графічно і яка дозволяє за даними спостережень в одному пункті встановити відповідні рівні в іншому.