Реки

Реки, водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счёт поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Р. являются предметом изучения одного из разделов гидрологии суши — речной гидрологии.

  Общие сведения. В каждой р. различают место её зарождения — исток и место (участок) впадения в море, озеро или слияния с др. р. — устье.

  Р., непосредственно впадающие в океаны, моря, озёра или теряющиеся в песках и болотах, называются главными; впадающие в главные Р. — притоками. Главная Р. со всеми её притоками образует речную систему, которая характеризуется густотой речной сети. Поверхность суши, с которой речная система собирает свои воды, называется водосбором, или водосборной площадью. Водосборная площадь вместе с верхними слоями земной коры, включающая в себя данную речную систему и отделённая от др. речных систем водоразделами, называется речным бассейном (см. Бассейн речной).

  Р. обычно текут в вытянутых пониженных формах рельефа — долинах, наиболее пониженная часть которых называется руслом, а часть дна долины, заливаемая высокими речными водами, — поймой, или пойменной террасой. В руслах чередуются более глубокие места — плёсы и мелководные участки — перекаты. Линия наибольших глубин русла образует фарватер, а линия наибольших скоростей течения называется стрежнем. Разность высот между истоком и устьем Р. называется падением Р.; отношение падения Р. или отдельных её участков к их длине называется уклоном Р. (участка) и выражается в % или в ‰.

  В зависимости от рельефа местности, в пределах которой текут Р., они разделяются на горные и равнинные. На многих Р. перемежаются участки горного и равнинного характера. Горные Р., как правило, отличаются большими уклонами, бурным течением, текут в узких долинах; преобладают процессы размыва. Для равнинных Р. характерно наличие извилин русла, или меандр, образующихся в результате русловых процессов. На равнинных Р. чередуются участки размыва русла и аккумуляции на нём наносов, в результате которой образуются мелководья и перекаты, а в устьях — дельты. Иногда ответвленные от Р. рукава сливаются с др. Р. (см. Бифуркация рек).

  По поверхности земного шара Р. распределены крайне неравномерно. На каждом материке можно наметить главные водоразделы — границы областей стока, поступающего в различные океаны. Главный водораздел Земли делит поверхность материков на 2 основных бассейна: атлантико-арктический (сток с площади которого поступает в Атлантический и Северный Ледовитый океаны) и тихоокеанский (сток в Тихий и Индийский океаны). Объём стока с площади первого из этих бассейнов значительно больше, чем с площади второго. Густота речной сети и направление течения зависят от комплекса современных природных условий, но часто в той или иной мере сохраняет черты прежних геологических эпох. Наибольшей густоты она достигает в экваториальном поясе, где текут величайшие Р. мира — Амазонка, Конго; в тропических и умеренных поясах она также бывает высокой, особенно в горных районах (Альпы, Кавказ, Скалистые горы и др.). В пустынных областях распространены эпизодически текущие Р., превращающиеся изредка при снеготаянии или интенсивных ливнях в мощные потоки (Р. равнинного Казахстана, уэды Сахары, крики Австралии и др.).

  Водный режим. Скорость течения в Р. колеблется в больших пределах — от нескольких см/сек (равнинные Р.) до 6—7 м/сек (горные Р.) и распределяется неравномерно по живому сечению Р. С повышением уровня воды скорость течения, как правило, увеличивается на плёсах и уменьшается на перекатах. Кроме течения, направленного в общем вдоль русла, в речных потоках наблюдаются циркуляционные, винтообразные течения, характер и направление которых зависят от конфигурации русла в поперечном разрезе и в плане. Вследствие турбулентного перемешивания на многих Р. температура воды распределяется равномерно по всему живому сечению Р. температура воды в Р. в тёплый период следует (с некоторым отставанием) за ходом температуры воздуха. Во время ледостава температура воды около 0°С.

  Ледовые явления на Р. наблюдаются примерно на ¹/₄ территории суши, почти исключительно в Северном полушарии. В СССР ледостав раньше всего наступает на Р. Северо-Восточной Сибири (в конце сентября), а позднее всего на Р. юго-западе Европейской части и в Средней Азии (конец декабря — начало января). Наиболее мощный ледяной покров образуется на Р. Восточной Сибири (толщина льда в среднем 1,5—2 м) и сохраняется в течение 9—10 мес. Бурное течение горных Р. не позволяет образоваться ледовому покрову, но многие из них зимой несут большое количество шуги.

  Колебания уровня воды в Р. связаны с изменением расходов воды, под которыми понимается количество воды, протекающей в Р. в м³/сек. Уровни и расходы воды и их колебания — главные характеристики водного режима Р. Колебания расходов воды разнообразны и зависят главным образом от сезонной многолетней цикличности и сезонной периодичности их водности.

  Р. — важное звено круговорота воды на Земле. Они распределяют ресурсы пресных вод на суше и возвращают воду в Мировой океан. Речные воды обладают весьма высокой активностью водообмена. При объёме русловых вод Р. мира, приблизительно равном 1200 км³, их смена происходит около 33 раз в течение года, т. е. каждые 11 сут.

  Источники питания Р. — жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники, подземные воды. Однородного питания Р. в природе почти не наблюдается; оно обычно бывает смешанным (например, р. Риони в СССР в нижнем участке питается жидкими атмосферными осадками, а в верхнем — снеговыми и ледниковыми водами), с преобладанием того или иного источника. В зависимости от особенностей питания различают основные фазы водного режима Р.: половодье, паводок, межень.

  Р. экваториального пояса многоводны в течение всего года с некоторой тенденцией увеличения стока осенью; поверхностный сток исключительно дождевого происхождения. В тропической саванне также преобладает дождевое питание, а водность пропорциональна продолжительности влажного и сухого периодов; во влажной саванне половодье на Р. продолжается 6—9 мес, в сухой — уменьшается до 3; довольно существен летний сток. В субтропиках средиземноморского типа Р. преимущественно средней и низкой водности, при преобладании стока зимой. В восточных приокеанических секторах этого пояса (Флорида, низовья р. Янцзы) и в обширных прилегающих к ним районах Юго-Восточной Азии режим Р. находится под влиянием муссонов, с наибольшей водностью летом и наименьшей — зимой. Для умеренного пояса Северного полушария характерна повышенная водность весной — на Ю. преимущественно за счёт дождевого питания; в средней полосе и на С. — половодье снегового происхождения, при более или менее устойчивой летней и зимней межени. Крайний тип режима Р. умеренного пояса, формируемый в условиях резкой континентальности, — кратковременное весеннее половодье при пересыхании Р. в течение большей части года (Р. северного Прикаспия и равнинного Казахстана). На реках Дальнего Востока под влиянием муссонов образуется летнее половодье дождевого происхождения. В районах развития многолетней мерзлоты характерно зимнее пересыхание Р., которое иногда неточно называется перемерзанием Р. На некоторых Р. Восточной Сибири и Урала во время ледостава образуются наледи. В Субарктике таяние снежного покрова происходит поздно, поэтому весеннее половодье переходит на лето. На полярных покровных ледниках Антарктиды и Гренландии процессы абляции происходят на периферийных нешироких полосах, в пределах которых образуются своеобразные Р. в ледяных руслах. Они питаются исключительно ледниковыми водами в течение кратковременного лета.

  Особым водным режимом отличаются горные Р. Их питание и водность подчиняются закономерностям высотной поясности, проявление которой меняется в зависимости от экспозиции склонов. Типы режима горных Р. в общем повторяют сказанное в типах широтной зональности: от снеголедникового питания в высокогорном поясе до типа, свойственного данной широтной зоне у подножия гор.(городской) Горные Р. (исключая горы Центральной Азии и горы пустыни Атакама) чаще всего весьма водоносны. Особенно это относится к северо-западному склону Скандинавских гор, южной Аляске и Южному острову Новой Зеландии, где годовой слой стока некоторых Р. достигает 10—12 тыс. мм. Данные о размерах и водности главнейших Р. мира приведены в табл. 1.

Табл. 1.— Главнейшие реки земного шара

  * Собственно Миссисипи — 3950 км.

  Примечание. Все измерения длины рек и площади их бассейнов производятся по картам. Имеющиеся в этом случае расхождения в цифрах объясняются главным образом следующими причинами: различной точностью измерений, зависящей от применяемой методики и от масштаба используемых карт; различной точностью карт; условностью понятий начальной и конечной точек реки, а также главных рукавов (в случае ветвления); фактическим изменением длины реки, в результате естественного и искусственного спрямления русла (достигает десятков и даже сотен км).

  Р. производят огромную эрозионную работу: линейную — речными потоками в руслах и на пойме, а на водосборах смыв почвы поверхностным (склоновым) стоком. Сведения о наносах, транспортируемых Р. (т. н. твёрдом стоке), и ионном стоке (растворённых водой веществ) приведены в табл. 2. Современная механическая и химическая работа Р., выраженная в годовом слое продуктов твёрдого и ионного стока, для всей суши составляет 0,077 мм в год, при максимальном значении для Азии (0,16 мм) и минимальном для Африки (0,014 мм).

  Табл. 2.—Речные водные ресурсы, твёрдый и ионный сток рек континентов и СССР

¹ Исключая Канадский Арктический архипелаг и включая Центральную Америку и Вест-Индию.

²Включая острова Тасманию, Новую Гвинею и Новую Зеландию.

³Исключая Гренландию, Канадский Арктический архипелаг и Антарктиду, общий сток льда и воды с которых оценивается приблизительно в 2200 км³.

⁴ Включая сток, зарегулированный озёрами.

⁵ Исключая около 300 км³ транзитного стока.

  Речной сток является важнейшим источником ресурсов пресных вод (см. Водные ресурсы). По годовому объёму речного стока (¹/₈ часть объёма стока Р. земного шара) Советский Союз после Бразилии наиболее богат речными водными ресурсами, но на единицу площади (по слою стока) относится к странам, небогатым водой. Объясняется это прежде всего тем, что по среднему количеству осадков, выпадающих на территории СССР (около 500 мм в год), он ощутимо уступает остальной площади земного шара, что сказывается на стоке Р. Из полного речного стока выделяют 2 части, различные по происхождению и хозяйственному значению: подземный сток и поверхностный сток (см. табл. 2). Важнейшая черта первого — естественная зарегулированность, благодаря чему он может быть использован в течение всего года. Второй вид чаще всего становится доступным для использования после регулирования его с помощью водохранилищ.

  Ежегодный объём зарегулированного стока оценивается в 1855 км³, что увеличивает мировой устойчивый речной сток на 15% (соответствующие значения по СССР 280 км³ и 28%). Его преобразования происходят также под влиянием различных мер по увеличению продуктивности земледелия и лесного хозяйства, способствующих повышению инфильтрационной способности почвы, аккумуляции воды в почве и росту расходования почвенной влаги на испарение; в результате этого речной сток уменьшается (например, в ФРГ(Федеративная Республика Германии) по этой причине в 1931—60 приблизительно на 15% в сравнении с периодом 1891—1930).

  Органический мир. Флора и фауна Р. слагается из бентоса, планктона и нектона. В зависимости от характера дна в Р. обитают различные бентические (донные) животные, состав которых зависит от характера дна и особенно разнообразен на плотных грунтах. Заросли высшей водной растительности (фитобентос) встречаются преимущественно на участках Р. с медленным течением. Эти заросли, а также камни, обрастающие водорослями (а иногда и мхами), служат местом обитания и пищей многочисленных мелких животных. Свободно плавающие взвешенные в воде организмы (планктон) представлены полумикроскопическими и микроскопическими животными (зоопланктон: рачки, коловратки) и водорослями (фитопланктон). К нектону, т. е. подвижным организмам, способным двигаться против течения, относятся рыбы. Беспозвоночные животные, а также некоторые растения, как плавающие, так и придонные, служат пищей для рыб. Наиболее богаты рыбой низовья Р. и их дельты.

  Под влиянием планомерного или стихийного воздействия хозяйственной деятельности человека на Р. биологическая продуктивность их значительно изменяется. Создание водохранилищ увеличило площадь водного зеркала многих Р., изменило их режим и кормность (не только по составу кормовых организмов, но и по биомассе), увеличилось количество планктона, который в руслах Р. обычно развит слабо. Т. о. появляются новые рыбохозяйственные угодья, позволяющие получить дополнительную продукцию. Но с созданием плотин и гидроузлов ухудшаются условия миграции и размножения наиболее ценных проходных рыб (особенно лососёвых и осетровых). Отрицательно влияет на биологическую продуктивность загрязнение промышленными и бытовыми сточными водами, отходами лесосплава, а также за счёт выноса с полей удобрений и ядохимикатов. Для компенсации урона широко применяется искусственное разведение проходных и пресноводных рыб, проводятся опыты по акклиматизации отдельных видов, расширяется прудовое рыборазведение.

  Хозяйственное значение. Р. — важнейший элемент природной среды, тесно связанный с др. её компонентами. Р. издавна привлекали к себе население как источник питьевой и промышленной воды, естественный водный и санный (в зимнее время) путь (см. Речной транспорт), постоянно возобновляемый источник гидроэнергии (см. Гидроэнергетика), коллектор для вод при осушении прилегающих заболоченных земель. Р. — ценнейшие рыбные угодья. Поймы обладают, как правило, плодородными почвами и богатейшими заливными лугами, часто используемыми под огородные культуры. По долинам Р. в большинстве случаев проходят основные наземные транспортные артерии (железные и автодороги); вдоль Р. располагается преобладающая часть городов и населённых пунктов.

  Речные воды служат главнейшим источником водных ресурсов. Ежегодный мировой водозабор из Р., отчасти из подземных горизонтов, в начале 70-х гг. 20 в. достиг почти 3600 км³, более 75% этого объёма расходуется на орошаемое земледелие. Из 600 км³ воды, отбираемой из источников водных ресурсов на все виды водоснабжения, безвозвратный расход (вода, включаемая в состав продукции и потери воды на испарение) составляет 150 км³, т. е. менее 1% устойчивого речного стока. Но при этом образуется 450 км³ отработанных сточных вод, которые после предварительной очистки или без неё сбрасываются в Р. и водоёмы и загрязняют около 5—6 тыс. км³ речного стока, что уже достигает 15% всех ресурсов полного речного стока. В результате этих неблагоприят