а) б)

Рис. 6.18. Типичные графики изменения расходов воды и взвешенных наносов (а)

И связи между ними (б):

1 — подъем половодья; 2—спад половодья (I—XII — месяцы)

максимум расхода воды и отмечается на подъеме половодья или паводка. В это время идет наиболее активный смыв грунтов с по­верхности водосбора.

С помощью графика связи R=f(Q) по известным средним су­точным значениям Q легко определить и соответствующие величи­ны R. Средние расходы наносов за любой период R определяют точно так же, как и средние расходы воды (см. формулы 6.18— 6.19)). Сток наносов рассчитывают по формуле, аналогичной (6.20):

W_H=RAt, (6.47)

где сток наносов W_H, кг; средний расход наносов R, кг/с; интервал времени At, с. Сток наносов чаще удобнее представить не в кило­граммах, а в тоннах или даже в миллионах тонн. В этих случаях применяют формулы

W_H (T)=RAt-10~³, (6.48)

W_H (млн т) = RAt• lO'⁹. (6.49)

Если речь идет о годовых величинах, то вместо (6.49) записы­вают

W_H (млн т) = R • 31,5 • lO ³. (6.50)

Модулем стока наносов называют сток наносов в тоннах с 1 км² площади водосбора:

М_н = WJF. (6.51)

Для годовых величин стока наносов получим М_н, т/км²:

M_H=R -31,5' IQ³/F. (6.52)

Модуль стока наносов характеризует эрозионную деятельность речных потоков (напомним, однако, что фактическая денудация в бассейнах рек во много раз больше модуля стока наносов, рас­считанного только что описанными способами, так как огромное количество смытых со склонов наносов не попадает в реки, а от­лагается у подножья склонов, в устьях балок, оврагов, малых при­токов, на поймах).

Модуль стока взвешенных наносов и средняя мутность воды рек, так же как и модуль стока воды, неравномерно распределены по территории. Так, на севере Европейской территории России (тундра, лесная зона) он часто не превышает 1—2 т/км² в год, в северной и западных частях Европейской равнины повышается до 10—20 т/км². На юге Европейской территории бывшего СССР он ; достигает 50—100 т/км², а в ряде районов Кавказа —даже 500 т/км² ’ в год. Для бассейнов некоторых рек мира модуль стока взвешенных

наносов в естественных условиях стока составлял: у Волги — 10,3 т/км², Дуная —63,6, Терека — 350, Хуанхэ— 1590 т/км² в год. Мутность рек также довольно закономерно распределяется по территории. Так, например, средняя годовая мутность рек на севере Европей­ской части России весьма невелика — 10—50 г/м³, в бассейнах Оки, Днепра, Дона увеличивается до 150—500 г/м³, на Северном Кавказе иногда превышает 1000 г/м³.

Из суммарного годового стока наносов всех рек мира (15 700 млн т) наибольшая доля в естественных условиях приходи­лась на Амазонку (1200 млн т), Хуанхэ (1185 млн т), Ганг с Брах­мапутрой (1060 млн т), Янцзы (471 млн т), Миссисипи (400 млн т) (см. табл. 6.1). Среди наиболее мутных рек на планете — Хуанхэ (средняя годовая мутность воды более 25 кг/м³, а максимальная — в 10 раз больше), Инд, Ганг, Янцзы, Амударья, Терек.

Сток наносов рек испытывает изменения, сходные с изменени­ями стока воды (см. разд. 6.7.1). Однако, поскольку связь между расходами воды и взвешенных наносов нелинейная (см. форму­лу (6.46)), как многолетние, так и сезонные колебания стока наносов рек обычно более значительные, чем стока воды (см., например, рис. 6.18, а).

Так же как сток воды, сток наносов рек увеличивается в холод­ные и влажные и уменьшается в теплые и засушливые климатиче­ские периоды. Вместе с тем в изменениях стока наносов рек отме­чаются два проявления антропогенных факторов. Сведение лесов и распашка склонов ведут к усилению эрозии в речных бассейнах и, как следствие, к увеличению стока наносов рек. В Европе пе­риодами существенного увеличения стока наносов рек были эпохи Римской империи и Возрождения, а также XVIII — начало XX вв. Факты увеличения стока наносов рек в эти периоды подтверждены косвенно —по возрастанию интенсивности выдвижения дельт не­которых рек (Эбро, Роны, По, Тибра) в Средиземное море. Наоборот, во второй половине XX в. начал действовать (и в про­тивоположном направлении) другой сильнейший антропогенный фактор — отложение речных наносов в водохранилищах, активное сооружение которых происходило во многих странах мира в это время. В результате гидротехнического строительства на реках сток наносов многих рек заметно уменьшился (см. табл. 6.1 и 6.2). Сток наносов таких рек, как Волга, Дунай, Дон, Кура, Енисей, Мисси­сипи, сократился в 1,3—3 раза; Сулак, Тибр, Нил —в 8—10 раз; Эбро — в 250 (!) раз. Степень антропогенного уменьшения стока наносов рек зависит от параметров водохранилища (объема, высо­ты плотины) и от расстояния рассматриваемого гидроствора от гидроузла: чем ближе створ к плотине, тем сильнее выражено со­кращение стока, так как ниже по течению обычно начинается крупномасштабный размыв русла и частичное восстановление транс­портирующей способности речного потока. Так, на Нижнем Дунае (ниже по течению плотины водохранилища Железные Ворота) сток наносов восстанавливается приблизительно наполовину. Значитель­ное сокращение стока наносов р. Эбро в Испании объясняется близостью к устью реки двух крупных водохранилищ.