Biblioteka-Lektsii_gidrologia_ukr

11

Лекція 3 Фізичні властивості води

1.Агрегатні стани води. Щільність води.

2.Теплові властивості води: теплоємність, теплопровідність.

3.В'язкість води.

4.Поверхневий натяг води.

5.Електропровідність.

1.Агрегатні стани води. Щільність води.

Вода - єдина на землі сполука, що може знаходитися одночасно в трьох агрегатних станах - при тиску 610 Па і темп. 0,010С чи 273,1600К.

Урідкій фазі структура молекул води ототожнюється з кристалічними ґратами кварцу; у твердій фазі (лід) вона ідентична ґратам тридиміту.

При охолодженні води кількість асоційованих молекул зростає, але тому що при зниженні температури ґрати води безупинно деформуються, наближаючися до ґрат льоду, до моменту замерзання повна перебудова молекул завершується збільшенням обсягу, тоді як для більшості тіл при переході з рідкої фази у тверду характерно зменшення питомого обсягу і

збільшення щільності. При замерзанні води питомий обсяг збільшується приблизно на 10 %. Щільність чистого льоду при температурі 0° С дорівнює 0,9167 кг/дм3, тобто менше, ніж

води. Тому лід тримається на поверхні, охороняючи водойми від промерзання до дна. Складною структурою молекул води і перебудовою їхніх ґрат можна пояснити

збільшення щільності води з підвищенням температури від 0 до 4°С, аномальна зміна її питомої теплоємності зі зміною температури, високу теплоту плавлення, паротворення, діелектричну постійну.

Відповідно до кінетичної теорії газів і рідини, питомий обсяг усіх тіл при підвищенні температури збільшується, тобто зменшується щільність. Вода відрізняється від інших тіл і в цьому відношенні:

- в інтервалі від 0 до +4° С її щільність збільшується в зв'язку з частковим руйнуванням тетраедральної структури,

- при подальшому підвищенні температури щільність зменшується (питомий обсяг збільшується) унаслідок збільшення відстані між молекулами.

Уморської води температура найбільшої щільності залежить і від солоності. З підвищенням температури і зниженням солоності щільність зменшується, а зі зниженням температури і збільшенням солоності збільшується.

Сніг має високу щільність.

Зміни щільності зв'язані з перебудовою молекул води.

2 Теплові властивості води: теплоємність, теплопровідність.

Зміна агрегатного стану води супроводжується великими витратами тепла при плавленні і виділенням великої кількості тепла при випарі.

Питомою теплоємністю речовини називається кількість теплоти, необхідне для нагрівання 1 кг речовини на 10К (чи С).

Вода володіє найбільшої з усіх речовин питомою теплоємністю, рівної 1,000 кал/г-град, (у системі СИ 4,19 х 103 Дж/К), за винятком водню і рідкого аміаку. Якщо неї прийняти за 1, то спирт володіє ТЕ=0,3, пісок - 0,2, залізо - 0,1. якщо нагрівати рівні кількості цих речовин, вода поглинає в 5 разів більше тепла, чим пісок.

При нагріванні земної поверхні велика кількість тепла витрачається на танення льоду, нагрів і випар води, у результаті нагрів земної поверхні сповільнюється.

Навпаки, при охолодженні земної поверхні в результаті конденсації водяної пари і замерзання води виділяється велика кількість тепла і стримує процес охолодження.

Теплоємність морської води трохи нижче, ніж прісної, тому що присутні в її розчині речовини мають незначну теплоємність. Звичайно теплоємність усіх тіл, як рідких, так і твердих, збільшується з підвищенням температури. Теплоємність води з підвищенням температури від 0 до 40° С падає, а потім починає підвищуватися.

Питома теплоємність повітря і порід земної кори значно менше питомої теплоємності води. Велика теплоємність води в порівнянні з теплоємністю повітря і порід суші має

величезне кліматичне значення, впливає на теплові і динамічні процеси, що протікають на

Землі.

Теплопровідність води дуже незначна. Вода, лід і повітря погано проводять тепло, тому в природних водоймах передача тепла в глибини відбувається надзвичайно повільно. Обігрівання ж глибинних вод зв'язано з процесами вертикального перемішування. Для Світового океану важливу роль грає теплопровідність, зв'язана з турбулентністю, коефіцієнт якої в тисячі разів перевершує коефіцієнт молекулярної теплопровідності. Для оцінки швидкості переносу тепла визначають температуропровідність. Вона дорівнює відношенню коефіцієнта теплопровідності води до її щільності і теплоємності при постійному тиску. Дуже мала теплопровідність води, льоду і снігу і висока теплоємність сприятливі для розвитку життя у водоймах.

Схована теплота випару і льодоутворення. При переході води з рідкої фази в пароподібний стан процес випару відбувається повільно, а з підвищенням температури більш інтенсивно. Коли пружність водяних пар стає рівної зовнішньому тиску, вода закипає.

Температура кипіння хімічно чистої води при нормальному тиску 1013 мб (760 мм) відповідає 100° С, при тиску 970 мб - 98,8° С, а при 1020 мб 100,2° С.

При випарі і при конденсації 1 кг води затрачається і виділяється визначена кількість тепла, називана схованою питомою теплотою паротворення (випару), величина якого при 2730К дорівнює 2,5х106 Дж/кг (597 кал/г). З підвищенням температури вона знижується. Схована теплота паротворення чистого чи льоду снігу більше, ніж води, на величину теплоти плавлення.

Температура замерзання і плавлення льоду при нормальному тиску дорівнює 2730К. Кількість тепла в джоулях, затрачувану на перетворення 1 кг льоду у воду, називають схованою теплотою плавлення; рівну йому кількість тепла, затрачувана на перетворення 1 кг води в лід, - схованою питомою теплотою льодоутворення. Для прісного льоду і води вона дорівнює 3,35х105 Дж/кг (80 кал/г). Для морської води, що замерзає при різній температурі в залежності від кількості розчинених речовин, тобто від солоності, теплота плавлення змінюється від 80 кал/м до 48 кал/м.

Висока теплота випару води і плавлення льоду має важливе значення для теплового балансу Землі.

Діелектрична постійна води (е) дуже висока - вона дорівнює 81. У більшості тіл вона знаходиться в межах 2-8, це зв'язано з високим дипольним моментом. Тільки деякі сполуки володіють високої діелектричної постійний (нітробензол 36, спирти метиловий 33, етиловий 26 і рутил 170). Унаслідок великий діелектричний постійної вода відрізняється великою іонізуючою здатністю (здатністю розщеплювати молекули розчинених речовин на іони) і високою розчинністю різних елементів, що входять до складу ґрунтів і гірських порід.

3 В'язкість води.

Вода має в'язкість, чи внутрішне тертя. Для ламінарних рухів з малими швидкостями, коли шари води, не змішуючи, як би сковзають друг по другу, характерна молекулярна в'язкість. З підвищенням температури молекулярна в'язкість помітно знижується, а зі збільшенням солоності підвищується.

Вода відрізняється великою рухливістю. Під впливом різних зовнішніх і внутрішніх сил води природних водойм починають рухатися . Поряд з такими великомасштабними рухами, як припливи, сейсмічні хвилі, плини, а також хвилювання, коливання рівня, вертикальне перемішування, рух води може відбуватися під впливом молекулярних сил.

Сили взаємного притягання і. відштовхування між частками води і речовин, з якими вони взаємодіють, визначають рух води в капілярах ґрунтів і ґрунтів.

У прісної води ці сили залежать головним чином від змін температури і тиску, а в морський, крім того, і від солоності. Так, наприклад, морська вода, представляючи собою высокоіонизирований розчин різних солей, добре проводить електричний струм.

13

4 Поверхневий натяг

Внутрімолекулярні сили виявляються усередині води у виді сил зчеплення, а на вільній поверхні- у виді сил прилипання. Перші обумовлюють в'язкість, другі - поверхневий натяг.

На вільній поверхні межмолекулярні сили прагнуть утягти всі молекули в усередину рідині і зменшити вільну поверхню. У результаті цього виникає сила поверхневого натягу, спрямована нормально до поверхні води.

5 Електропровідність

Електропровідність морської води залежить від температури і солоності. При зміні температури від 0 до 24° С и солоності від 6 до 4 °/оо електропровідність збільшується.

Прісна вода погано проводить електричний струм.

У воді виявлені телуричні струми, обумовлені корпускулярним випромінюванням Сонця, зв'язаним з числом сонячних плям. Величина цих струмів у Світовому океані вище, ніж у земній корі, унаслідок кращої електропровідності морської води. Ці струми підсилюються при магнітних бурах і збільшенні інтенсивності сонячних сяйв, тобто в періоди сонячної активності.

Крім телуричних струмів, у воді виявлені струми індукції, викликані рухом води щодо силових ліній магнітного полючи Землі.

При вивченні фізичних і хімічних властивостей води необхідно приймати в увагу не тільки будова молекул води, їхню структуру, але й ізотопні сполуки водню і кисню.

В даний час виявлені п'ять ізотопів водню і п'ять кисню.

Ізотопи водню: з масовим числом 1 (Н1); з масовим числом 2 (дейтерій) H2 = D, хитливий

радіоактивний ізотоп (тритій) Н3 = Т и два отриманих лабораторним шляхом з масовими числами 4 і 5 (Н4 і Н5).

Ізотопи кисню О16, О17 і О18 зустрічаються в природних умовах, ізотопи О15 і О19 у природних умовах не зустрічаються. Шляхом комбінації перших двох ізотопів водню (Н1 і Н2) і трьох кисні (О16, О17, О18) можна одержати більш дев'яти видів води.

Основний є вода, утворена ізотопами Н1 і О16 (Н21О16), а суміш інших видів називається важкою водою, під якою звичайно розуміють головним чином окис дейтерію D2O (Н22О). По своїх фізичних властивостях важка вода відрізняється від звичайної і складає дуже незначну частку від загального обсягу води (0,000003 %).

14

Лекція 4 Гідрологія рік

1)Поняття "Ріки", річкова мережа, гідрографічна мережа, водозбір і басейн рік.

2)Морфометричні характеристики басейну річки.

3)Типи рік.

1Поняття "Ріки", річкова мережа, гідрографічна мережа, водозбір і басейн рік

Рікою називається водяний потік, що протікає в природному руслі і харчується за

рахунок поверхневого і підземного стоку річкового басейну.

Вода надходить на земну поверхню за рахунок поверхневого і підземного стоку з її басейну.

Ріка, що впадає в море, чи озеро іншу водойму, називається головною рікою, а ріки, що впадають у неї, - її припливами.

Сукупність усіх рік, що скидають свої води через головну ріку в море чи озеро, називається річковою системою чи річковою мережею.

Ріки, озера, болота, балки, яри даної території складають гідрографічну мережу цієї території. Таким чином, річкова мережа є частину гідрографічної мережі.

Розрізняють припливи різних порядків. Ріки, що впадають безпосередньо в головну ріку, називаються припливами першого порядку, припливи цих припливів - припливами другого порядку і т.д..

Довжина - сумарна довжина всіх рік, що складають дану систему.

Звивистість ріки характеризується коефіцієнтом звивистості - відношення відстані по прямої лінії між початковим і кінцевим пунктами ділянки до довжини ріки на цій ділянці.

Густота річкової мережі характеризується коефіцієнтом густоти - відношення сумарної довжини річкової мережі на даній площі до величини цієї площі. Коефіцієнт густоти річкової мережі виражається в км/км2.

Густота річкової мережі залежить від ряду природних факторів: рельєфу, геологічної будови місцевості, властивостей ґрунтів, клімату, особливо від кількості опадів і умов їхнього стоку. Густота річкової мережі міняється в широких межах. На півночі вона звичайно більше, ніж на півдні, у горах більше, ніж на рівнинах. Так, наприклад, на рівнинах Предкавказзя коефіцієнт густоти річкової мережі дорівнює усього лише 0,05 км/км2, а в найбільш

зрошуваними опадами районах північних схилів Головного Кавказького хребта він досягає 1,49 км/км2.

Лінія на земній поверхні, що розділяє стік атмосферою опадів по двох протилежно спрямованих схилах, називається вододілом. Усю земну кулю можна розділити на дві основні спадистості, по яких води стікають з континентів у Світовий океан: Атлантичну і Тихоокеансько-Індийску. Вододіл між цими двома покатостями називається Світовим вододілом. Світовий вододіл, чи Головний вододіл Землі, простирається від мису Горн на крайньому півдні Південної Америки по Андам і Кордильєрам до Берингової протоки. На северо-сході Євразії він вступає в межі Азії і проходить по Чукотському хребті, Анадырському плоскогір'ю, гірським хребтам Гидан, Джугджур, Становому, Яблоновому, далі уходит за межі Росії, проходить через Центральну Азію, перетинає північну частину Аравійського півострова і вступає в Африку. Тут він простирається майже в меридіональному напрямку, наближаючи в східній частині материка до Індійського океану.

Вододіли між периферійними областями й областями внутрішнього стоку називаються внутрішніми вододіламі.

В Україні нараховується більш 63 тис. рік.

Самою водяною рікою у світі є Амазонка, її стік складає 16,6 % стоку всіх рік. Сама довга ріка - Ніл (з Ніагарою) - 6670 км.

Водозбір і басейн рік

Частина земної поверхні, що включає в себе дану річкову систему і відділена від інших річкових систем вододілами, називається ресковим басейном цієї систему. Басейни рік нерідко відрізняються значною асиметрією.

Поверхня суші, з яким річкова система збирає свої води, називається водозбором чи

15

водозбірною площею. Басейн кожної ріки включає поверхневий і підземний водозбір. Поверхневий - площа земної поверхні, з яким води надходять у дану водяну чи систему ріку. Підземний водозбір - товщі почвогрунтів, з яких вода надходить у річкову мережу.

Поверхневий водозбір кожної ріки відокремлюється від сусіднього вододілом, що приходиться на найбільш високі крапки земної поверхні.

2 Морфометричні характеристики басейну ріки

Джерелом називається місце на земній поверхні, де русло ріки здобуває чітко виражені обриси і де в ньому спостерігається плин. Ріка може утворитися зі злиття двох рік. Тоді за початок ріки приймається місце злиття цих рік.

Нерідко на рівнинах ріки беруть початок з болота. Іноді з одного болота випливають струмки і річки, що належать до різних річкових систем. Наприклад, з Пінських боліт з однієї сторони випливають припливи Дніпра, а з іншого боку - припливи Вісли.

Багато рік випливають з озер, і в цьому випадку джерело ріки виражене цілком чітко (Нева, Свір, Ангара й ін.). Іноді, порівняно рідко, з одного озера випливають дві ріки, що належать до різних систем. Це спостерігається в тому випадку, якщо озеро розташоване на високогірному плато, на вододільному просторі. Прикладом може служити безіменне озеро на Тянь-Шані, з якого випливають дві ріки: одна, що впадає в р. Джууку, - приплив оз. Іссик-Куль, інш - приплив р. Арабель, що впадає в р. Кумтар (басейн Нарына).

Іноді струмки і річки беруть початок із джерел. У гірських районах, там, де розвите заледеніння, багато рік випливають з льодовиків. Такі, наприклад, р. Зеравшан, що випливає могутнім потоком із Зеравшанського льодовика, Кумтар у джерелах Нарина - льодовика Петрова, Сельдара - з льодовика Федченко, на Кавказі - припливи Тереку, Кубані й ін.

Плин рік можна розділити на три частини, що мають звичайно більш-менш загальні риси для різних рік: верхній, середній і нижній плин. У верхньому плині ріка звичайно відрізняється великими ухилами і швидкостями, вона енергійно розмиває своє русло. У середній і нижній частинах плину ухили водяної поверхні і швидкості плину зменшуються, ерозійна діяльність потоку слабшає. У середній частині ріка проносить транзитом продукти розмиву, принесені зверху. У нижньому плині відбувається по перевазі акумуляція продуктів розмиву, що надійшли з верхніх частин річкового басейну. Іноді на окремих ділянках ріка під впливом особливостей рельєфу втрачає зазначені риси, характерні для верхнього, середнього і нижнього плину.

Місце, де ріка впадає в іншу ріку, озеро чи море, називається устям ріки. Іноді унаслідок витрат на випар і почасти фільтрацію в ґрунт, що складає русло, ріки закінчуються "сліпими устями". Так називаються ділянки, де такі ріки припиняють свій плин. У результаті розбору води на зрошення багато рік (Зеравшан, Ангрен у Середній Азії) закінчуються в нижньому плині поруч іригаційних каналів, веероподібно розбіжних у різні сторони.

Довжина ріки - відстань від джерела до устя.

3 Типи рік

1.Ріки, що одержують воду від танення снігу на рівнинах і невисоких горах (до 1000 м).

Учистому виді цей тип не існує ніде. Найбільше наближення до нього спостерігається в північній частині Сибіру і Північної Америки, де сніжний покрив тримається 8-10 місяців і велику частину вод ріки одержують від танення снігу.

2.Ріки, що одержують воду від танення снігу в горах. Цей тип теж не існує в чистому виді. До нього наближаються ріки західних частин гірських масивів, що займають середину Азії: Сырдарья, Тарим, Інд у верхніх плинах. Правильний хід температури повітря з максимумом влітку обумовлює регулярно спостерігається літнє повіддя.

3.Ріки, що одержують воду від дощів і, що мають повіддя в літню пору. Цей тип рік характерний для областей із тропічними дощами і мусонами. Такі, наприклад, ріки Амазонка, Конго, Оріноко, Ганг, Брахмапутра, ріки Далекого Сходу.

4.Ріки, у яких повіддя відбувається внаслідок танення снігу чи навесні в початку літа, причому значна частина води рік доставляється дощами. До цього типу відносяться ріки країн із суворою і сніжною зимою і дощовим літньо-осіннім періодом: більшість рівнинних рік Росії

5.Вода доставляється дощами; вона вище в холодні місяці, але правильна періодична зміна невелика. Цей тип переважає в Середній і Західній Європі - басейни рік Везера, Маасу, Шельди, Сени, ріки Англії (крім північно-західних) і ін.

6.Вода доставляється дощами; вона вище в холодний час, чим улітку, і різниця значна. Ріки одержують воду тільки в дощовий час восени й узимку. Улітку ріки нерідко пересихають. До цього типу належать ріки Іспанії (поза горами), деяких частин Ірану, Малої Азії, північного берега Африки (від Тунісу до Марокко), Каліфорнії, Чилі, південної і західної частин Австралії.

6.Вода доставляється дощами; дощовий час короткий, тому вода в ріках є тільки під час дощів, інший час пересихають чи перетворюються в ряд калюж з підземним плином - у проміжках між ними. (Північна степова частина Криму, степу по нижньому плині Кури й Араксу, частина Монголії).

7.Річкові долини і їхні типи по походженню і характеру поперечного профілю. Елементи річкових долин.

8.Річкове русло і його звивистість у плані. Морфометричні елементи русла. Подовжній профіль ріки.

9.Види харчування рік.

10.Водяний режим рік. Фази водяного режиму.

11.Класифікація рік по водяному режимі.

1 Річкові долини і їхні типи по походженню і характеру поперечного профілю. Елементи річкових долин.

Ріки течуть у вузьких витягнутих знижених формах рельєфу, що характеризуються загальним нахилом свого ложа від одного кінця до іншого і називаних долинами.

Елементами річкової долини є:

1.дно, чи ложе, долини;

2.тальвег;

3.русло ріки;

4.заплава;

5.схили долини;

6.тераси;

7.брівка.

Дно, чи ложе, долини - найбільш знижена частина її.

Тальвег-безупинна звивиста лінія, що з'єднує найбільш глибокі крапки дна долини.

Дно долини в подовжньому напрямку перетинається річковим руслом, що представляє собою ерозійний врез, утворений водяним потоком.

Частина дна долини, що заливається високими річковими водами, називається заплавою. Схили долини рідко бувають рівними. На них часто утворяться уступами на деякій висоті над тальвегом більш-менш горизонтальні площадки, називані річковими терасами. Заплава являє собою нижню терасу. Лінія сполучення схилів долини з поверхнею прилягаючої

місцевості називається брівкою.

Будова річкових долин, їхня форма, розміри дуже впливають на ряд гідрологічних процесів, що відбуваються в них, на властивості ріки й особливості її режиму.

Велика чи менша крутість схилів долини сприяє прискоренню чи уповільненню стоку поверхневих вод з них у русло ріки, посиленню чи ослабленню процесів розмиву поверхні схилів долини, а отже, і надходженню продуктів розмиву в річкове русло.

Могутні алювіальні відкладення, що зібралися в долинах рік, є вмістищем ґрунтових вод і впливають на харчування рік ґрунтовими водами.

Розміри річкової заплави мають істотне значення для уровенного і видаткового режиму рік. У період високих вод заплави затримують велика кількість води для того, щоб пізніше віддати їх ріці (при зниженні рівнів), будучи, таким чином, природним регулятором водяного режиму рік. На заплаві в період високих вод відбувається нагромадження річкових наносів.

2 Річкове русло і його звивистість у плані. Морфометричні елементи русла. Подовжній профіль ріки.

Розміри і форма русла сильно міняються по довжині ріки в залежності від її водності, будови долини, характеру порід, що складають русло.

Морфологічні особливості русла можуть бути охарактеризовані за допомогою плану русла з нанесеними на ньому ізобатами, чи горизонталями, і поперечного профілю русла.

Перетин русла вертикальною площиною, перпендикулярної напрямку плину, називається водяним перетином потоку.

Частина площі водяного перетину, де спостерігаються швидкості плину, називається

18

площею живого перетину.

Та частина площі водяного перетину, де плин практично відсутній, називається площею мертвого простору.

Елементами водяного перетину є його площа, змочений периметр Р, що представляє собою довжину лінії, що обмежує змочену частину водяного перетину, гідравлічний радіус R, ширина русла, максимальна глибина і середня глибина. У межах точності обчислень гідравлічний радіус можна дорівняти середній глибині.

Елементи водяного перетину не залишаються постійними. Величини їх знаходяться в прямої залежності від рівня води в ріці.

Подовжній профіль ріки характеризується подовжнім профілем русла і подовжнім профілем водяної поверхні. Різниця висот двох яких-небудь крапок водяної поверхні по довжині ріки називається падінням. Відношення величини падіння до довжини даної ділянки називається ухилом ріки. Падіння виражається звичайно в метрах, ухил же являє собою величину безрозмірну і виражається у виді десяткового чи дробу в проміле (у тисячних частках довжини ділянки).

Подовжні профілі русявів окремих рік розрізняються в залежності головним чином від ухилу долини, властивостей порід і ґрунтів, що складають русло. По характері розподілу падінь і ухилів по довжині ріки виділяють чотири основних типи подовжніх профілів рік. Профіль рівноваги, що має вид увігнутої кривої, більш крутий у джерелах ріки і положистої ближче до устя. Цей тип характерний для більшості рік.

2 Види харчування рік

Основне джерело харчування всіх рік на земній кулі - атмосферні опади. Частина рідких опадів, що випадають, утворить поверхневий стік і служить безпосереднім джерелом харчування рік у періоди паводків. Тверді опади акумулюються на поверхні землі у виді сніжного покриву. На рівнинах і невисоких горах сніг, що нагромадився за зиму, тане в теплий час і також служить джерелом харчування рік. Сніг, що нагромадився в більш високих горах, в окремі роки тає не весь, поповнює запаси вічних снігів і дає початок льодовикам.

Поталі води цих снігів і льодовиків є ще одним джерелом харчування рік. Частина поталих і дощових вод просочується у верхні шари землі і при деяких умовах швидко дренується ріками, при цьому трохи розтягується процес стоку цих вод у річкову мережу. Деяка частина поталих і дощових вод йде на поповнення запасів підземних вод, що значно повільніше попадають у русла рік.

Підземні води також є джерелом харчування рік; вони забезпечують стійкість річкового стоку. Таким чином, існують чотири джерела харчування рік - рідкі опади, сніжний покрив, високогірні сніги і льодовики і підземні води.

Співвідношення між кількістю води, що надходить у ріки від того чи іншого джерела харчування, неоднакові в різних районах. Міняються вони і від сезону до сезону для однієї і тієї ж ріки. Ці розходження залежать головним чином від кліматичних умов: режиму опадів і температури повітря протягом року.

4 Водяний режим рік. Фази водяного режиму

Річний цикл водяного режиму рік можна підрозділити на кілька характерних періодів, називаних фазами водяного режиму. Характерні риси цих фаз і їхня тривалість залежить від клімату річкових басейнів. Число фаз може бути неоднаковим для різних рік і коливається від чотирьох до двох. На одних ріках, як, наприклад, у рівнинній частині нашої країни, спостерігаються чотири фази: весняне повіддя, літня межень, осінні паводки, зимова межень. На інші (крайній південь Російської рівнини) фаза осінніх дощових паводків відсутня; на ріках із тривалим літнім повіддям не буває літньої межені.

Повіддя - фаза водяного режиму, що характеризується щорічно повторюваним у той самий сезон тривалим і значним збільшенням водності ріки, що викликає підйом її рівня. Під час повіддя води ріки звичайно затопляють заплаву. Значні підйоми рівня приводять іноді до катастрофічних повеней.

19

Урізних кліматичних зонах повіддя спостерігається в різні сезони року. Якщо основними джерелами харчування рік є поталі води сезонних чи снігів льодовиків, то повіддя проходить чи навесні влітку. Весняне повіддя характерне для рівнинних рік континентального клімату. Виключення складають ріки північних районів із тривалою зимою і пізнім сніготаненням. На цих ріках повіддя спостерігається влітку (ріки Анадир, Юкон). Значну частину літа захоплює повіддя на ріках гірських районів у зв'язку з подовженням періоду танення сезонних снігів унаслідок вертикальної поясності цього явища. Для високогірних рік, у харчуванні яких беруть участь високогірні сніги і льодовики, характерно літнє повіддя (ріки Паміру, Тянь-Шаню, Кавказу).

Повіддя, викликане дощами, буває в усі сезони року. Час його настання визначається режимом опадів і температурою повітря. Щорічно повторювані протягом тривалого періоду часу дощі обумовлюють можливість утворення дощового повіддя; температурний режим (високі температури) і сухість повітря обмежують цю можливість унаслідок утрат дощових вод на інфільтрацію і випар.

Урайонах з мусонним кліматом дощові повіддя охоплюють весь теплий час року, включаючи весну і літо (ріки Далекого Сходу). На ріках середньої частини Європи, півдня Скандинавії і Північної Америки (США), центральної і північної частин Малої Азії й уздовж південного берега Каспію дощові повіддя проходять навесні. Осінні повіддя характерні для рік екваторіальної зони (Амазонка в нижньому плині, праві і ліві її припливи, ріки Ніл, Нігер і ін.). Узимку повіддя спостерігається в районах зі средиземноморським кліматом. До районів з підвищеним зимовим стоком відносяться Південна і Західна Європа, Південно-Західна Азія, західна і південна частини Австралії, Нова Зеландія, Північна Африка (Алжир), Тихоокеанське узбережжя Південної і Північної Америки.

Дощовими паводками називаються відносно короткочасні і швидкі підйоми рівнів і збільшення витрат води під впливом дощів, що випадають у річковому басейні, і настільки ж швидкий спад їх. Відносна короткочасність проходження паводків, малі обсяги стоку в порівнянні з повіддям і різний час проходження їх протягом року на одній і тій же ріці і складають відмінність паводків від повідь.

На одних ріках паводки проходять в осінній період (ріки Російської рівнини, ЗахідноСибірської рівнини, Східного Сибіру); на інші вони бувають переважно узимку і навесні (ріки Криму, південної і середньої частини Італії), на третіх - улітку. Іноді паводки спостерігаються протягом усього року (ріки, що стікають з Карпат). У цьому випадку виділення в річному циклі водяного режиму окремих фаз носить умовний характер.

Межень - фаза водяного режиму, що характеризується малою водністю щодо періоду чи повіддя фази паводків. Причина малої водності - різке зниження надходження води з водозбірної площі ріки.

5 Класифікація рік за водяним режимом Воейкова

Розглядаючи ріки як продукт клімату їхніх басейнів, Воейков вважав за можливе використовувати особливості їхнього режиму як індикатор клімату. Для цієї мети їм була розроблена кліматична класифікація рік. Воейков розділив усі ріки на наступні типи.

Класифікація рік по джерелами харчування

Незважаючи на недосконалість методів кількісної оцінки і ролі джерел харчування в річному стоці, застосування цих методів дає можливість зробити генетичний аналіз водяного режиму рік і класифікувати їх по джерелах харчування. Така класифікація для рік СРСР була розроблена М. І. Львовичем. При кількісній оцінці кожного джерела харчування - сніжного покриву S, дощових вод R і ґрунтових водЛьвович принял наступні градації: більш 80, 50-80 і менш 50%. Для льодовикового харчування G, з огляду на специфіку цього джерела харчування, запропонована своя градація: більш 50, 25-50 і менш 25%. Якщо в річному стоці рік більш 80% приходиться на один з перших трьох джерел харчування, то ріка, по Львовичу, належить до типу рік 1 чисто снігового, дощового чи підземного харчування. Якщо частка стоку за рахунок одного з джерел харчування складає 50-80 %, ріка відноситься до типу рік переважно снігового, дощового чи підземного харчування. І нарешті, при долі стоку за рахунок одного з трьох джерел харчування менш 50 % ріка належить до типу рік змішаного харчування. Віднесення

20

ріки до того чи іншого типу при участі в харчуванні її поталих вод високогірних снігів і льодовиків виробляється відповідно до встановленого для цього випадку градаціями.

Розміщення рік на території СРСР по джерелах харчування підлегло визначеної закономірності. Велика частина нашої країни зайнята басейнами рік снігового, переважно снігового і змішаного з перевагою снігового харчування. У рівнинній частині це розміщення носить значною мірою зональний характер. На крайньому півдні розташована область рік чисто снігового типу харчування. Тут дощі внаслідок сухості клімату не дають стоку, ґрунтові води залягають глибоко й у малій мері беруть участь у харчуванні рік. До цього типу рік належать, наприклад, Великий і Малий Узень, Еруслан, Нура в Північному Казахстану й ін.

Далі до півночі частка снігового харчування поступово зменшується, збільшується частка стоку підземних вод, а потім підсилюється гідрологічний ефект дощів і притім настільки, що стік дощових вод починає перевищувати стік підземних. На півночі азіатської частини СРСР частка підземних вод у харчуванні рік різко знижена (менше 10 %) унаслідок поширення багаторічної мерзлоти (ріки Пясина, Вілюй). На заході і північно-заході європейської частини СРСР розташовані басейни рік змішаного типу харчування.