Гидрологический режим
Физико-географические факторы водного режима
Классификация рек по водному режиму
Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
Физико-географические факторы водного режима
Гидрологический (водный) режим – один из важнейших факторов, который следует учитывать при распределении зон сельского хозяйства. Он определяется такими показателями, как: скорость течения реки, уровень воды, ее расход и уклон поверхности воды. Под годовыми циклами гидрологического режима ученые понимают изменение элементов климата в связи со сменой времен года, неравномерность поступления воды в русла рек.
Реки – один из определяющих элементов ландшафта, в режиме их изменений (в том числе спад или подъем воды) отражается весь комплекс климатических и физико-географических особенностей природных зон, по которым реки протекают. В основном внимание уделяется годовому распределению осадков, также важны испарение, фильтрация воды, температура воздуха. Все эти факторы на равнинных территориях меняются зонально. Аналогично им изменяется и баланс воды в русле реки и ее режим.
Выделяют несколько природных зон со свойственными каждой из них гидрологическими режимами: пустынная сухая, тундровая влажная и так далее. Всем зонам присущи общие черты, такие как: последовательные смены повышения и понижения годичной водности. Такие смены называют фазами водного режима. Их установленный ритм может меняться под воздействием специфических факторов, таких как азональные характеристики речного бассейна, рельеф бассейна реки, особенности ландшафта: присутствие болот, водоемов, лесных массивов.
Все эти факторы неодинаково влияют на гидрологический режим. Они могут менять климатические условия, а могут и менять уровень добегания вод в русла рек со склонов.
Существуют три главные фазы режима:
- Половодье. Под ним понимают повышение уровня воды в водоемах, продолжающееся в течение достаточно продолжительного периода. К половодью приводит переполнение водой основных источников питания русел рек. Это может происходить из-за процесса стаивания снегов и льдов. Во всех регионах наблюдаются свои сезоны половодья. В области Русской равнины они наблюдаются, как правило, весной, а на Дальнем Востоке – в летне-осенний календарный период. Сроки наступления половодья в различные годы неодинаковы и находятся в прямой зависимости от обильности и степени интенсивности стаивания снегов в бассейнах рек.
- Межень. Так называют предельно низкий уровень воды. Во время межени поступление вод осуществляется из подземных источников.
- Паводок. При этом уровень воды быстро повышается после прохождения объемных дождей или быстрых оттепелей зимой.
Классификация рек по водному режиму
Согласно исследователю Б.Д. Зайкову, реки Российской Федерации можно классифицировать по трем видам:
- С паводочным режимом;
- С наступлением половодья весной и летом, в периоды, характеризующиеся высокими температурами воздуха;
- С весенним половодьем.
Две последние группы водоемов характеризуются тем, что повышение уровня воды в них происходит в установленные периоды, в прочие сезоны уровень воды низок. Такое явление, как паводок, случается редко.
Для рек с паводочным режимом характерны непродолжительные паводки, происходящие в определенный сезон. Протекают реки, для которых характерно весеннее половодье. В зависимости от региона и климатической зоны паводки наблюдаются в различные месяцы с марта по июнь.
Для рек с весенним типом половодья выделено пять типов. Критерием такого деления стали особенности протекания половодья и режимы стоков воды.
Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
Хозяйственная деятельность изменяет все элементы ландшафта. Состояние водных объектов в результате воздействия человека так же меняется. Прежде всего, изменениям подлежат условия накопления влаги в бассейне, а также ее расходования. К тому же, меняется режим стока вод.
На изменение водного режима оказывает влияние, прежде всего, сокращение площади лесов в результате их вырубки, осушение болот, хозяйственная обработка почвы. Распаханные земли способны задерживать воды, в результате снижается скорость стекания талой воды с возвышенностей, увеличивается испарение воды, а также ее инфильтрация.
В тех сельскохозяйственных регионах, где почвы получают недостаточно влаги из атмосферы, уровень их влажности повышают посредством работ по снегозадержанию. С этой целью снежные покровы подвергаются перепахиванию поперек склонов. Удобрение почвы так же влияет на ее способность поглощать больший объем влаги. В лесах земля промерзает не так глубоко, как на открытых пространствах, и сток вод там происходит не по поверхностным слоям, а уходит вглубь земли, обогащая массивы подземных вод.
Ученые давно доказали, что создание полезащитных полос является благоприятным фактором, положительно влияющим как на состояние лесов, так и на состояние полей. Происходит это благодаря повышенному скоплению снега на участках и замедленному его стаиванию.
Орошение полей в период с весны по осень приводит к тому, что почти четверть года значительный объем воды из рек изымается. Это может привести к нарушению стоков воды и даже к их невосстановимым потерям. Расход воды происходит, в том числе, из-за испарения, ее аккумуляции в углублениях почвы, не имеющих стока. Все эти потери становятся причиной того, что годовой сток рек становится все меньше.
Также значительное влияние на водный режим оказывает такой вид хозяйственной деятельности человека, как осушительная мелиорация. Принимая решение о применении такого вида мелиорации, хозяйственники обращают внимание на ряд факторов, среди которых:
- Климат региона, в котором располагаются сельскохозяйственные угодья. От его влажности или засушливости зависит интенсивность мелиорации и объем требуемой воды, изымаемой из рек;
- Гидрогеологические характеристики ландшафта;
- Условия залегания болот;
- Размеры рек и особенности поступления в них воды.
Осушительные мелиорации уже давно и успешно используются в сельском хозяйстве, накоплен богатый опыт, который позволяет сделать выводы о пользе или вреде такого типа деятельности как для хозяйственной деятельности, так и для экологии, ландшафта и гидрологического режима в целом. Исследователи, изучив опыт хозяйственников, пришли к следующим выводам:
- В результате мероприятий по осуществлению осушительной мелиорации было замечено значительное увеличение объемов стоков вод во время половодья, а также увеличился годовой сток вод в целом. Особенно явно это проявляется в первые несколько лет после осушения земель;
- Увеличение объема стоков сменяется их заметным снижением, которое практически приравнивается к изначальным показателям;
- После осушения земель практически остаются неизменными такие показатели, как максимальный уровень паводков, наблюдаемых после дождя, и уровень половодья.
Все перечисленные наблюдения исследователей позволяют сделать общий вывод о том, что осушительная мелиорация благоприятно влияет на режим стоков речных вод.
Еще один важный фактор, влияющий на состояние рек и гидрологический режим, – строительство плотин и водохранилищ.
Создание водохранилищ обусловлено потребностями таких отраслей экономики, как речной транспорт, энергетика, сельское хозяйство. Создают водохранилища на участках речных русел, наиболее подходящих для оборудования крупных объектов, задерживающих большой объем воды. Емкость хранилищ варьируется, от ее объема зависит состояние многих рек.
Постройка и запуск в эксплуатацию крупных водохранилищ провоцирует кардинальное изменение водного режима рек на тех их отрезках, которые располагаются ниже плотины. Проявляется это следующим образом. С наступлением половодья значительный объем сточных вод задерживается в водохранилище, расход воды на участках, расположенных ниже плотины, остается на уровне предвесеннего. Повышается он только в период межени – в весенние и летние месяцы.
В зависимости от водоемов, на которых они построены, водохранилища подразделяются на речные и озерные. В Российской Федерации широко представлены эти объекты двух типов. Более сорока из них признаны крупнейшими, свыше шестидесяти – крупными, более двухсот – средними, и менее двухсот – малыми. Строительство водохранилищ в нашей стране производилось в основном в двадцатом веке, среди них есть те, которые признаны крупнейшими водохранилищами мира.