2.4.6. Поняття про водний режим річок
Водний режим річок пов’язаний зі змінами їх багатоводності. Основною її характеристикою є витрата води в річці (Qм3/с). Зі змінами витрат пов’язані зміни інших характеристик: рівнів, похилів, швидкостей течії, глибин та інших. Тому водний режим річки можна визначити як закономірні зміни в просторі і часі витрат води і пов’язаних з ними гідравлічних характеристик потоку.
Витрати води, багатоводність річки характеризуються коливаннями та однонаправленими змінами. Останні проявляються за дуже тривалі періоди, або пов’язані з діяльністю людини. Коливання водності різної тривалості обумовлені відповідними природними процесами. Дослідження їх закономірностей — одне з головних завдань гідрології. Довготривалі, вікові коливання як правило пов’язані зі змінами клімату (зволоженості територій). В їх дослідженнях поєднують використання палеогідрологічних, палеокліматичних та історичних даних. Кліматичний фактор є важливим також і для багаторічних та сезонних коливань водності річок. Останні як правило і включають власне у поняття «водний режим». Вони носять найбільш закономірний характер і мають велике практичне значення.
У сезонних змінах водності річок виділяють характерні складові. Вони пов’язані з дією певних джерел живлення. Їх називають фазами водного режиму. До них відносять:
1) повінь (водопілля);
2) паводок;
3) межень.
Повінь — це фаза водного режиму, яка, в даних кліматичних умовах, повторюється в одну пору року і характеризується великою водністю річки, високим та тривалим підняттям рівнів води. Розрізняють такі основні види повені:
1) весняна снігова повінь, характерна переважно для рівнинних річок помірного континентального клімату;
2) весняно-літня та літня повінь гірських річок, що живляться талими водами льодовиків та високогірних снігів;
3) дощова повінь, вологої (теплої) пори року, характерна для річок мусонного та теплого сезонно-дощового клімату.
Повені можуть бути однопіковими та багатопіковими.
Паводок — це фаза водного режиму, яка може повторюватися в різні пори року неодноразово, характеризується інтенсивним, як правило короткочасним, збільшенням витрат і підняттям рівнів води. Основними типами є:
1) паводки теплої пори року (або теплого клімату), які формуються виключно дощовими водами;
2) паводки холодної пори року, які характеризуються змішаним живленням (дощовим та сніговим).
Другий тип паводків характерний для Закарпаття, де з ним пов’язані катастрофічні наводнення. Їх формування пов’язане з одночасним випаданням дощів і таненням снігу у горах під час відлиг, які в свою чергу пов’язані з приходом взимку теплих вологих мас повітря з Атлантики.
Особливими типами паводків є паводки прориву та попуски води через гідровузли. Прориви пов’язані з руйнуванням природних або штучних гребель і катастрофічним спуском гірських озер, або водосховищ. Катастрофи локального характеру можуть бути пов’язані навіть з проривом ставків, чи інших невеликих штучних водойм.
Межень — це фаза водного режиму, яка щорічно повторюється в одну пору року, характеризується малою водністю річки та тривалим стоянням низьких рівнів. Під час межені річки живляться в основному підземними водами. Основними видами межені є літня та зимова. Але можуть бути і інші (наприклад літньо-осіння). Під час межені деякі річки на окремих ділянках пересихають (уходять в ґрунт).
Багатоводність річок є основним показником стоку води з суходолу. Кількісними характеристиками цього процесу є витрати води та об’єми стікання за певні періоди часу. Об’єми розраховують через витрати:
(2.23)
Якщо об’єм стоку віднести до всієї площі водозбору то отримаємо шар стоку за цей же період:
(2.24)
Якщо середню витрату за певний період часу віднести до площі водозбору, то отримаємо модуль стоку:
(2.25)
Якщо стік порівняти з опадами, то отримаємо безрозмірний коефіцієнт стоку:
(2.26)
Він завжди менший одиниці.
Наведені кількісні характеристики стоку широко використовують у дослідженнях водності річок.