Живое сечение реки. Расход воды. Годовой сток


Изучая по карте ту или иную реку, мы, конечно, без особого труда сможем сказать, куда она впадает, на каком материке и в какой его части находится, течет ли она в горах или по равнине.

Нетрудно нам будет представить себе и то, какова ее длина и площадь бассейна.

Ока течет спокойно и плавно
Ока течет спокойно и плавно

На специальных, очень крупного масштаба, картах можно измерить ширину реки, определить ее глубины, характер берегов и дна. Умелое пользование картами обзорными и специальными позволяет получить немало данных о каждой реке. Однако карты не помогут нам узнать, какое количество воды река выносит, определить скорость течения в разных местах, мутность воды, ее температуру, какие водятся в ней рыбы и пр. Практически же особенно важно знать скорость течения и количество выносимой воды.

Представьте себе поперечное сечение русла реки.

Ту его часть, которую занимает вода, называют живым сечением реки. Нетрудно понять, что чем больше живое сечение реки (т. е. чем глубже и шире река), тем больше через него может пройти воды. Количество прошедшей воды, само собой разумеется, зависит и от скорости течения. Если течение быстрое, воды пройдет больше, если медленное — меньше.

Скорость течения в русле реки неодинакова. У дна, берегов и на поверхности реки вода движется медленнее, чем в толще потока; по линии наибольшей глубины обычно скорость максимальная.

Замедление скорости течения у дна и берегов объясняется трением частиц воды о грунт, а на поверхности реки — сопротивлением воздуха.

Количество воды, проходящее через живое сечение за одну секунду, называется расходом реки. Расход для больших рек выражается в кубических метрах. Например, расход реки Москвы у села Павшино в среднем равен 50 м³/сек. Это значит, что у села Павшино через живое сечение реки Москвы в одну секунду в среднем проходит 50 м³ воды.

Ледокол "Ленин" на Северной Двине
Ледокол "Ленин" на Северной Двине

Расход реки зависит и от времени года. У большинства рек нашей страны самый большой расход воды наблюдается во время весеннего половодья. В горных реках, берущих начало среди снегов, больше всего воды летом, когда эти снега тают.

Количество воды, которое прошло через живое сечение реки за год, называется годовым стоком. Годовой сток больших рек выражают в кубических километрах. Например, годовой сток Дуная равен 200 км³.

Естественно, что годовой сток рек тесно связан с климатом и прежде всего с количеством осадков. Там, где осадков выпадает мало, нет и многоводных рек. Большое значение имеет также испарение воды с поверхности реки и ее бассейна. Чем суше климат, тем испарение больше, а сток соответственно меньше. Например, р. Нил берет начало в экваториальной зоне, где выпадает очень много осадков. Поэтому в верхнем течении Нил многоводен. Однако далее Нил проходит по пустыне, где сухо, жарко и очень много воды испаряется и просачивается в грунт. В результате Нил выносит в Средиземное море меньше воды, чем Северная Двина в Белое море.

Очень большое значение имеет время, за которое вода успевает добраться до устья. Его называют временем добегания. Чем больше время добегания, тем больше времени у реки на испарение, тем меньше ее сток.

Очевидно, что у горных рек с их быстрым течением время добегания будет значительно меньше, чем у медленно текущих равнинных рек.

 

РЕКИ РАВНИННЫЕ И ГОРНЫЕ

По своему характеру реки очень разнообразны, но их можно разделить на два основных типа — равнинные и горные.

Горная река Домбай (Тебердинский заповедник)
Горная река Домбай (Тебердинский заповедник)

Волга, например, — равнинная река. Каждый, кто бывал на Волге, знает, как спокойно движутся ее воды по обширной Восточно-Европейской равнине. Длина реки 3690 км, а высота ее истоков на Валдайской возвышенности едва достигает 228 м над уровнем моря. Постепенное понижение Восточно-Европейской равнины очень незначительно. Оно составляет (в среднем) 7 см на 1 км. Поэтому течение реки медленное.

Можно проследить, как река на своем пути становится все более многоводной. В селе Волговерховье, Калининской обл., находится исток Волги. Он настолько незначителен, что в засушливые годы его можно перешагнуть. Но уже через несколько километров, приняв в себя притоки из малых лесных озер, Волга становится заметной речкой, а пополнившись водой оз. Селигер, делается пригодной для сплава. После того как Иваньковская и другие плотины перегородили Волгу, подняли ее уровень и образовали многоводные водохранилища, она теперь судоходна и в верхнем своем течении.

С каждым новым притоком Волга становится все более многоводной, все большая масса воды проходит по ее руслу. В среднем течении ширина Волги достигает уже 2-2.5 км.

Наибольшее количество воды наши равнинные реки получают весной. Тают снега, вода, стекая по склонам в реку, наполняет ее и ломает подтаявший лед. Начинается весенний паводок, или половодье. Уровень реки поднимается на 5-10 м, и вода выходит из берегов.

Берега Волги не похожи один на другой. Правый почти повсюду высокий, обрывистый, а левый — низкий, луговой, и, разливаясь, река затопляет его на несколько километров. У г. Горького, например, разлив достигает 20-30 км в ширину.

Продолжается половодье в верховьях Волги (у Ярославля) около 24-25 дней, в среднем ее течении — около 75 дней, а у Астрахани около 100 дней.

Весной течение рек гораздо быстрее. Вода размывает дно и стенки русла, отрывает от берега и уносит с собой частицы песка и глины, из которых сложены берега, перекатывает по дну песок, щебень и мелкие камни. Пока течение реки быстрое, песок и ил переносятся вниз по реке, не задерживаясь. Когда же скорость его уменьшается, река начинает откладывать наносы. Так после спада весенних вод на реке появляются новые отмели, перекаты, острова. Пароходам и другим судам после весеннего паводка нередко приходится идти по новому фарватеру, т.е. линии наибольших глубин.

Иногда речные отложения становятся настолько обильными, что путь воде по руслу преграждается. Тогда река прокладывает себе новый путь. Особенно много наносов образуется при впадении реки в море — в дельте. Площадь волжской надводной дельты, например, около 10 тыс. км², а подводная дельта простирается по дну Каспийского моря еще почти на 6 тыс. км².

Волга у города Горького
Волга у города Горького

Главное русло реки разбивается в дельте на огромное количество протоков, прокладывающих себе путь среди нанесенных рекой отложений. После весеннего разлива река постепенно входит в берега и количество воды в ней резко убывает: наступает время самого низкого уровня воды — межёнь.

Осенью, с наступлением холодов, река покрывается льдом, и движение судов по ней прекращается.

Другой тип реки — горная река. Такая река питается не только за счет атмосферных осадков, но и от таяния ледников и вечных снегов в горах.

Тот, кто бывал в горах, не мог не заметить, как велика и могуча сила падающей воды. Поток стремительно несется вниз, перекатывая по дну большие камни. Ударяясь друг о друга, они дробятся, обкатываются, шлифуются. Так образуются булыжники, речная галька, крупнозернистый песок.

Горные реки — мощные источники энергии.

 

ВОДОПАДЫ

Дно реки разрушается неравномерно: рыхлые породы смываются быстрее, а твердые долго остаются на месте. Поэтому если начертить горную реку вдоль ее русла в виде линии, то линия получится ломаной, ступенчатой. Когда такие «ступени» бывают высокие, река низвергается с них водопадом.

Водопад Виктория на реке Замбези в Южной Африке (высота около 120 м)
Водопад Виктория на реке Замбези в Южной Африке (высота около 120 м)

На земном шаре очень много водопадов. Некоторые из них падают с большой высоты и обладают огромной мощностью. Образовавшись, водопад на реке не остается на месте, он медленно отступает вверх по реке, так как поток воды постепенно разрушает ступень в русле.

У подножия водопада нередко можно видеть глубокую чашу. Ее выдолбил падающий поток. Вода в этой чаше кипит и клокочет, шум ее слышен издалека. Высоко в небо вздымаются облака белых брызг. Они разносятся ветром, обдавая окружающую местность холодной водяной пылью

Наибольшие водопады находятся на р. Ниагаре в Северной Америке, на р. Замбези в Африке, на многих горных реках в Кордильерах, Альпах, на Кавказе, в Японии и других странах (см. стр. 534).