9. Річковий стік та його формування

Стік утворюється в результаті випадання дощів або танення снігу і льоду в горах. Частина води, яка надходить на поверхню землі, затримується рослинністю, заповнює від'ємні форми рельєфу та йде на зволоження грунтів. Тільки після заповнення окремих поглиблень і насичення грунтів виникає стік. Стік по поверхні землі називається поверхневим стоком. Стік по русловій мережі водозбору називається русловим, або річковим стоком. Крім того, виділяють ґрунтовий стік і підземний стік із зони аерації і водоносних горизонтів.

Стік являє собою складний природний процес, обумовлений впливі комплексу фізико-географічних факторів і господарської діяльності.

Основними факторами стоку є кліматичні фактори. Клімат впливає на стік не тільки безпосередньо, але і через інші не кліматичні фактори: грунти, рослинність, рельєф, геологічну будову річкового басейну, наявність озер і боліт. Вплив цих факторів тим помітніше, чим менше розміри басейну і чим коротше період, за який розглядається цей вплив.

Відповідно, річки поділяються на великі, середні та малі. Великі річки захоплюють декілька географічних (кліматичних) зон і мають, як правило, площу басейну, яка перевищує 50000 км². Гідрологічний режим великих річок не характерний ні для якої з окремих зон. Середні річки мають басейн в одній і географічній зоні з характерним для рік цієї зони гідрологічним режимом. Площа средніх рік коливається в межах від 2000 до 50000 км². Малі річки відрізняються від середніх тим, що їх гідрологічний режим може відхилятися від характерного режиму рік даної географічної зони під впливом місцевих факторів. Площа басейну не перевищує 2000 км² .

Взаємозалежність стоку та фізико-географічних факторів розкривається при вивченні стоку як елемента водного балансу.

Водний баланс - це співвідношення за певний проміжок часу (рік, місяць, декаду і т.д.) припливу, витрати та акумуляції води в межах річкового басейну, ділянки території, чи будь-якого водного об'єкту.

Розглянемо методику складання водного балансу для будь-якої замкнутої території

П рихідна частина балансу складається із опадів (X), конденсації вологи (К), поверхневого (у_пов.) та підземного (Упідз.) припливів.

Витратна частина складається із випарування з поверхні території (E); поверхневого (у'_пов ) та підземного (у'_підз ) відтоків.

Для будь-якого річкового басейну можна скласти рівняння водного балансу, яке має вигляд

X = Y + Z ±U,

де X - сума річних атмосферних опадів; У - стік за рік; Z - випаровування за рік; U - накопичення або витрачання вологи в басейні.

Якщо припустити, що за багаторічний період незмінних кліматичних умов накопичення і витрачання вологи врівноважується, то середню багаторічну кількість стоку визначають як різницю між середніми багаторічними кількостями опадів і випаровування:

Yо ⁼ Xо ^- Z₀,.

10.Основні кількісні характеристики стоку

У практиці гідрологічних розрахунків для кількісної оцінки стоку річок застосовують ряд його характеристик, які поділяють на розмірні та безрозмірні. До розмірних характеристик відносяться витрата води, об'єм, модуль та шар стоку; до безрозмірних - модульний коефіцієнт та коефіцієнт стоку.

Витратою води (Q) називається кількість води, що протікає через поперечний переріз річки за одиницю часу і виражається в м³/с або л/с. Витрата води може бути миттєвою, що характеризує водність річки в якийсь момент часу або середньою за певний період (добу, декаду, місяць, рік).

Об'єм стоку (W) - кількість води, що протікає через попереч­ний переріз річки за деякий проміжок часу і, в залежності від тривалості періоду та водності річки, виражається в кубічних метрах (м³) або в кубічних кілометрах (км³).

Об'єм стоку визначається за формулою

W = Q·t, (15)

де Q - середня витрата за даний період, t - кількість секунд в цьому періоді.

Модуль стоку (М) - кількість води, що стікає з одиниці площі водозбору за одиницю часу. Ця величина виражається в л/с-км², л/с- га або в м³/с -км² . Модуль стоку визначається за формулою

M = Q / A, (16)

де А - площа водозбору, км².

Шар стоку (у) - характеризує висоту шару води в міліметрах, яку можна отримати, якщо об' єм стоку рівномірно розподілити по всій площі водозбору річки. Шар стоку визначається за формулою

у = W / A·10³. (17)

Між шаром і модулем існує залежність

у = 31,56M.

Модульний коефіцієнт (К) є відношенням величини стоку за будь-який період до середньобагаторічного значення, тобто

К= Q_i / Q₀ = W_i,/ W₀,= Y_i / Y₀

де Q_i, Mi, Y_i - стік за прийнятий період; Q₀, W₀, M₀, Y₀ - середнє багаторічне значення стоку.

Коефіцієнт стоку (а) характеризує відношення шару стоку (Y) за будь-який період до шару опадів (X) за цей же період

а = Y / X. (19)

Співвідношення між характеристиками стоку наведені в табл.2.

Одиниці вимірювання	Витрата,	Модуль,	Об'єм,	Шар,
стоку	Q, м3/с	М, л/с·км	W, м3	у, мм
Витрата,		M ·А/103	W/t	у А·103/t
Q, м3/с
Модуль,	Q·103 /А		W·103/t А	у/31,56
М, л/с-км2
Об'єм,	Q·t	M·А t103		у·А·103
W, м3
Шар,	Q·t/А 103	31,56M	W/А·103
у, мм