Основные черты режима рек. Главным источником питания рек черноморско-каспийского склона, как и большинства рек Европейской части СССР

Главным источником питания рек черноморско-каспийского склона, как и большинства рек Европейской части СССР, являются талые снеговые воды. Однако доля снегового питания в общем годовом стоке в различных частях этой обширной территории различна. Наблюдается закономерное увеличение роли снегового питания в направлении от более влажного и более теплого запада к более холодному и более континентальному востоку. В то время как на западе (бассейны Припяти, Днестра и Прута) доля снегового питания не превышает 40-50%, на востоке и особенно на юго-востоке (Нижнее Поволжье) его доля возрастает до 80-90 %, т. е. примерно в 2 раза. Вместе с тем к юго-востоку уменьшается доля грунтового и дождевого питания. Увеличение роли снегового питания и соответственное уменьшение доли других источников питания происходит также и в направлении с севера на юг.

В зависимости от соотношения отдельных видов питания в пределах района можно выделить следующие основные типы рек:

1. Реки смешанного питания с преобладанием снегового (доля снегового питания менее 50%). К этому типу относятся реки запада и юго-запада (бассейны Припяти и Днестра). Для них характерна повышенная роль дождевого и грунтового питания (последнее в бассейне Припяти местами составляет до 50% годового стока). 2. Реки преимущественно снегового питания (доля снегового питания от 50 до 80%). К этому типу принадлежит подавляющее большинство рек района (бассейны Днепра, Дона и Волги).
3. Реки почти исключительно снегового питания (доля снегового питания составляет более 80%). К этому типу принадлежат малые реки Нижнего Поволжья и юга степной зоны (район Причерноморской низменности). Здесь влага от летних дождей теряется почти полностью на испарение и стока обычно не дает, а уровень грунтовых вод лежит глубоко, ниже дна долин рек.
Надо иметь в виду, что соотношение источников питания зависит от размера реки, особенно в лесостепной и степной зонах. Чем меньше река, тем, как правило, менее глубоко врезана ее долина и тем меньше, следовательно, ее грунтовое питание. Малые реки лесостепной и степной зон не достигают уровня глубоко залегающих здесь грунтовых вод и поэтому питаются почти исключительно за счет таяния снега. Таким образом, чем меньше бассейн реки, тем больше доля снегового питания.

Изменение доли весеннего (в основном стока от талых снеговых вод) в зависимости от величины площади водосбора можно видеть из табл. 46, составленной по данным К. П. Воскресенского.

Таблица 46. Изменение доли весеннего стока в зависимости от величины площади водосбора

Таким образом, на малых реках лесостепной зоны с площадью водосбора до 50 км², а степной - до 1000 км² сток проходит исключительно весной за счет таяния снега. В Сальских степях, на реках с площадью водосбора до 10000 км², сток проходит исключительно весной.

Для подавляющего большинства рек района характерны следующие основные черты режима: высокое весеннее половодье, низкая летняя межень, лишь изредка прерываемая дождевыми паводками, и зимняя межень. На реках лесной зоны, кроме того, отчетливо выражен осенний паводок, формирующийся за счет вод от обложных дождей. На реках лесостепной и степной зон летние паводки крайне редки, а осенний паводок отсутствует, так как здесь, как отмечено выше, влага не только от летних, но и от осенних дождей почти полностью фильтруется в почву и расходуется на испарение. В этом существенное различие режима, например, Верхней Волги, расположенной в лесной зоне, и Дона, бассейн которого полностью находится в лесостепной и степной зонах.

В южной и особенно в юго-восточной частях района, где местные водотоки имеют почти исключительно снеговое питание, для рек характерно высокое весеннее половодье и почти полное или полное отсутствие стока в остальные сезоны.

Существенно отличаются по своему режиму реки западной и особенно юго-западной части района (бассейны Припяти, Днестра и Прута). Здесь наряду с весенним половодьем отмечаются частые летние паводки, иногда по высоте даже превосходящие весеннее половодье. Особенно характерен такой паводочный режим для Днестра. Значительны и часты также летние паводки на многих реках Урала.

При резких изменениях водности в течение года режим рек отличается большими амплитудами колебания уровня, достигающими на Волге 16-17 м, на Оке - 18 м, на Дону - 10-12 м и на Днепре - 12-14 м. На средних и малых реках колебания уровня также значительны - до 6-8 м.

Величина поверхностного стока и относительная водоносность рек резко падают в направлении с севера на юг. Это, с одной стороны, объясняется уменьшением к югу количества атмосферных осадков, с другой стороны - резким возрастанием относительных потерь на испарение.

Наиболее высокой относительной водностью обладают реки лесной зоны, где коэффициент стока в среднем составляет 0,4-0,5, а годовой модуль стока - 5-10 л/сек км². Особенно большой водоносностью отличаются реки Карпат и западных склонов Урала, где модуль стока возрастает до 15-20 и даже до 25 л/сек км² (бассейн Вишеры).

Более низкой относительной водностью в пределах лесной зоны отличаются реки западной части и особенно Полесья, где годовой модуль стока, несмотря на большое количество осадков, равен 4 л/сек км². Это объясняется очень низким коэффициентом стока (0,22 для бассейна Припяти), что в свою очередь связано с равнинным характером местности и большими потерями влаги на испарение.

В лесостепной зоне потери на испарение значительно возрастают и коэффициент стока уменьшается до 0,2-0,3, а относительная водность обычно не превышает 2-4 л/сек км².

В степной зоне примерно только 10% осадков идет на образование поверхностного стока, а 90% тратится на испарение. Поэтому модули стока здесь низки и обычно не превышают 0,5- 2,0 л/сек км². И, наконец, в полупустынной зоне (Прикаспийская низменность) при малом количестве осадков лишь незначительная доля (менее 5%) идет на сток. Речная сеть в этих условиях крайне редка или совсем отсутствует.

По мере движения на юг не только падает относительная водность рек, но повышаются также ее колебания. В то время как в северных частях района (бассейн Камы, Верхней Волги, верхнего Днепра) величина стока за многолетний период колеблется сравнительно в небольших пределах, на юге в степной зоне различия водности отдельных лет выступают более отчетливо. Это подтверждается закономерным изменениям коэффициента вариации годового стока от 0,2-0,3 на севере до 0,85 и более на юге.

Максимальные расходы воды в году наблюдаются на большинстве рек в периоды весеннего половодья. Летние и осенние дождевые паводки значительно уступают по высоте весеннему половодью. Только на юго-западе (бассейны Днестра и Прута и на реках Урала) максимумы летних дождевых паводков в отдельные годы могут достигать и даже превышать максимумы весенних половодий. Изложенное справедливо только для относительно больших рек, на малых же водотоках интенсивность дождевых паводков резко возрастает и с некоторого предела, которого достигают площади водосборов, дождевые максимумы начинают всюду преобладать над снеговыми. Причина этого кроется в том, что в Европейской части СССР особо интенсивные ливни могут одновременно охватывать лишь небольшие площади.

В то время как в лесной зоне дождевые максимумы могут преобладать над снеговыми только на очень малых бассейнах - менее 50-100 км², на юге в степной зоне дождевые максимумы бывают выше снеговых уже на значительных реках, с площадями водосбора до 4-5 тыс. км². Для территории Украины А. В. Огиевский, например, дает следующие пределы площадей, водосборов, ниже которых дождевые максимумы могут преобладать над снеговыми:

Северная часть 50-100 км²
Центральная часть 1200-1600
Южная часть 2800-3600

На очень малых бассейнах (балках) модули ливневых максимумов могут достигать очень высоких значений: для водосборов; с площадями 0,4-0,5 км² - 50-70 тыс. л/сек км².

Чем дальше на юг, тем реки в межень становятся все более маловодными. На севере в лесной зоне модули стока даже в низкую межень не падают ниже 1,0-1,5 л/сек км², на юге в степной зоне минимальный сток в реках характеризуется очень низкими значениями - до 0,1-0,05 л/сек км²; многие реки совсем пересыхают и сток их летом прекращается. В бассейнах верхнего Днепра, Верхней Волги и Камы могут пересыхать в летнее время или перемерзать зимой лишь малые реки, с площадями водосборов не более 100-250 км².

Южнее, в лесостепной зоне, могут пересыхать уже значительно большие реки, с водосборами до 500 км². Наконец, в степной зоне сток может прекращаться на реках, площади бассейнов которых достигают 5-10 тыс. км². В тех случаях, когда река несет свои воды через полупустынную зону, явление пересыхания наблюдается даже на таких относительно больших реках, как Эмбэ (площадь водосбора 45800 км²).

На большинстве рек района ежегодно наблюдается ледостав. Только на крайнем юге и особенно на юго-западе (бассейны Днестра и Прута) ледостава в отдельные годы с мягкими зимами может и не быть. Сравнительно редко ледостав наблюдается на Дунае.

Замерзание рек начинается раньше на северо-востоке района (в бассейне Камы) - обычно в первой половине ноября. Отсюда процесс замерзания постепенно распространяется в направлении на юго-запад, причем на крайнем юго-западе (бассейны Днестра иІ Прута) замерзание наблюдается позже - в конце декабря или в начале января.

Вскрытие, наоборот, начинается раньше на юго-западе (в бассейне Днестра) - в начале марта - и отсюда распространяется на северо-восток, где оно происходит во второй половине апреля. Таким образом, длительность ледостава от 60-70 дней на юго-западе увеличивается до 150-170 дней на северо-востоке. С увеличением длительности ледостава возрастает также и мощность ледяного покрова.

В направлении с северо-востока на юго-запад растет также многолетняя амплитуда колебания сроков вскрытия и замерзания. В бассейне Камы, например, разница между ранними и поздними сроками не превышает 40-50 дней, а в бассейне Днепра она увеличивается до 70-90 дней. В бассейне Днестра вообще понятие амплитуды сроков вскрытия и замерзания становится неопределенным, поскольку в отдельные годы Днестр может вообще не замерзать.

Остановимся кратко на характеристике эрозионной деятельности рек и их гидрохимии.

Замечено, что эрозионная деятельность рек повышается в направлении с севера на юг. В то время как в лесной зоне развитию эрозии препятствуют леса и болота, в лесостепной и особенно степной зонах, при их почти полном безлесье, а также при большой распаханности склонов, последствия от водной эрозии приобретают местами катастрофические размеры. Способствуют развитию эрозии и широко распространенные лессовидные грунты, легко поддающиеся размыву. На реках это проявляется в увеличении мутности их вод от 30-50 г/м³ в лесной зоне до 600-1000 г/м³ в степной (табл. 47).

Таблица 47. Изменение мутности речных вод в различных ландшафтных зонах

На малых бассейнах лесостепной и степной зон ежегодный вынос взвешенных в воде веществ нередко достигает огромных величин - до 50-80 т, а иногда до 250 т/га; при этом уносятся плодороднейшие частицы почвы. Если учесть к тому же, что здесь широко развита овражная эрозия, то можно сказать, что в целом эрозионная деятельность вод в степной и лесостепной зонах наносит большой ущерб сельскому хозяйству.

В лесной зоне все воды пресные (минерализация менее 100 мг/л), мягкие и очень мягкие (жесткость 0-8°). В лесостепной зоне минерализация увеличивается до 100-500 мг/л, появляются признаки засолонения, воды становятся более жесткими. В степной зоне все воды малых рек в той или иной степени минерализованы (до 500-1000 мг/л) и отличаются большой жесткостью (18-30°). Наконец, в полупустыне минерализация л жесткость вод являются еще более высокими (минерализация возрастает до 1000-1500 мг/л и более, жесткость превышет 30°). На первый взгляд кажется несколько неожиданным значительное превышение химического стока над стоком взвешенных наносов. У рек лесной зоны района сток химически растворенных веществ в 2-4 раза больше стока наносов.