3.5.2. Виды питания рек

Речной сток формируется в результате поступления в реки вод атмосферных осадков. Часть атмосферных осад­ков стекает по рекам в океан или бессточные озера, но большая их часть испаряется. Выделяются следующие виды водного питания рек: поверхностное питание (дождевое, снеговое, ледниковое) и подземное питание.

1. Поверхностное питание образуется в результате поступления дождевой или талой воды по поверхности склонов в виде ручьев, местами в виде широких потоков. При наличии на поверхности обломочного материала (осыпи, валунно-галечные отложения, щебнистый слой почвы), что характерно для горных территорий, значительная часть дождевых и талых вод довольно быстро достигает ручьев и рек, перемещаясь в толще крупнопористого обломочного материала. Поверхностное питание подразделяется на:

• дождевое, формирующее дождевые паводки;

• снеговое, формирующее весеннее половодье;

• ледниковое, образуется при таянии ледников.

2. Подземное питание – разгрузка в реки грунтовых, межпластовых или артезианских вод. Формируется в результате просачивания дождевой и талой воды в водоносные горизонты и ее стекания путем фильтрации в речные русла. В засушливые летне-осенние периоды, а также зимой при устойчивой отрицательной температуре воздуха, сток рек продолжается в основном за счет подземного питания.

Количественная оценка доли различных видов питания осуществляется с помощью графического расчленения гидрографа по видам питания. Доля того или иного вида питания (например, снегового, дождевого, подзем­ного на рис. 3.17) определяется пропорционально соответствующим площадям на гидрографе. Наибольшие трудности возникают при выделении подземного питания в период половодья или крупных паводков.

Рис. 3.17. Схема расчленения гидрографа реки по видам питания:

питание: I– снеговое, II– дождевое, III– подземное; А, Б и В– нача­ло, конец и пик половодья; 1–5– линии, разделяющие снеговое и под­земное питание в период половодья при различном характере взаимодей­ствия речных и грунтовых вод (пояснение см. в тексте); 6–ледостав; 7– ледоход [О.В. Попов. Подземное питание рек. Л., 1968].

В зависимости от характера взаимодействия поверхностных и подземных вод Б. В. Поляковым, Б. И. Куделиным, К. В. Воскресенским, М. И. Львовичем, О. В. Поповым и другими исследователями предложен ряд схем расчленения гидрографа. При отсутствии гидрав­лической связи речных и грунтовых вод, что характерно для горных рек, подземное питание в период поло­водья или паводка в сглаженном виде повторяет ход гидрографа с некоторым запаздыванием макси­мума подземного питания по сравнению с максимумом расхода воды (рис. 3.17, 1). При наличии постоянной или временной гид­равлической связи речных и грунтовых вод на подъеме половодья в результате подпора рекой грунтовых вод подземное питание уменьшается и достигает минимума при наи­высшем уровне воды в реке (рис. 3.17, 3). При длительном стоянии высоких уровней, что более свойственно крупным рекам, проис­ходит фильтрация речных вод в грунт («отрицательное подземное питание», рис. 3.17, 5), а на спаде половодья или в начале межени эти воды возвращаются в реку (береговое регулирование речного стока). Подчеркнем, что графическое расчленение гидрографа по видам питания достаточно обоснованно характеризует годовую величину этой характеристики, и приближенно – его внутригодовой ход. Кроме того , этот способ не позволяет определить долю внутрипочвенного стока, которая в лесной зоне может формировать существенную часть стока весеннего половодья и дождевых паводков.

Известный отечественный гидрометеоролог А. И. Воейков первым пред­ложил классификацию и районирование рек земного шара по видам питания. Были выделены области, где реки получают питание преимущественно от таяния сезонного снега и ледников; области, где реки получают воду преимуществен­но от дождей; области, где постоянных водотоков нет.

Исследования А.И. Воейкова были продолжены М.И. Львовичем, которым для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации. Если один из видов питания дает более 80 % годового стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания. Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80 % стока, то этому виду питания придается преимущественное значение. Если же ни один из видов питания не дает больше 50 % годового стока, то такое питание называют сме­шанным. Указанные диапазоны градаций (80 и 50 %) не относятся к ледниковому питанию. Для последнего соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25 %.

Большая часть рек на территории бывшего СССР имеет преоб­ладающее снеговое питание. Почти исключительно снеговое пита­ние имеют реки Северного Казахстана, равнинные степные и лесостепные реки Заволжья, а также лесостепные и степные реки Сибири к западу от Байкала.

Реки с дождевым питанием занимают южную часть территории к востоку от Байкала, а также бассейны Яны и Индигирки, Черноморское побережье Кавказа и Крыма, Северный Кавказ.

Ледниковое питание имеют высокогорные реки на Кавказе, Средней Азии, горно-ледниковые реки Алтая и Полярного Урала.

Подземное питание занимает тре­тье место по объему поступающих в реки вод. Именно подземное питание обусловливает постоянство стока реки в течение года (см. раздел 3.3).

Ледниковое питание составляет около 1 % стока рек мира. Ледниковое питание получают реки, вытекаю­щие из ледников. Вклад ледникового питания в речной сток тем больше, чем больше доля общей площади бас­сейна, занятая ледниками. Подробнее эти вопросы рассмотрены в разделе, посвященном гидрологии ледников.