Харчування і водний режим річок - промислова екологія

Надходження води в річки обумовлено кругообігом води на земній кулі. Але це сама загальне формулювання. Практично необхідно знати більш детально, яким чином вода надходить в річки і яке походження вод, що визначають водоносність річок в конкретних природних умовах. Сукупність факторів, що обумовлюють водоносність річок, називається харчуванням річок. Розрізняють дощове, снігове, підземне і льодовикове харчування. Якщо джерела живлення проявляються спільно, наприклад снігове і дощове, його називають змішаним харчуванням. Істотна різниця між видами харчування полягає в тому, що час від випадання опадів до безпосереднього їх участі у формуванні витрат води в річках досить по-різному. Найбільш швидко реагують річки на випали в басейні рідкі опади. Тверді опади тільки іноді тануть за кілька годин, наприклад на території Західної Європи. У північній частині Сибіру вони можуть лежати більше 6 місяців. Тверді опади у горах вище снігової лінії можуть лежати десятки років і більше. Час попадання підземних вод у річкову мережу також змінюється від днів до багатьох років. Підземне харчування відрізняється найбільшою стійкістю в часі і забезпечує практично безперервний стік води в річках. Тому підземний стік має особливу практичну значимість.

Роль того чи іншого джерела живлення, їх поєднання і розподіл у часі залежать головним чином від кліматичних умов. Так, наприклад, в країнах з жарким кліматом снігове живлення відсутній, не мають річки і глибоко залягають грунтові води і єдиним джерелом харчування виявляється дощове. У холодному кліматі основне значення в харчуванні річок набувають талі води, а взимку грунтові. У помірному кліматі поєднуються різні джерела живлення.

Залежно від харчування кількість води в річці змінюється. Зміна в часі рівнів, витрат і обсягів води у водних об'єктах і ґрунтах називається водним режимом. В даному випадку водними об'єктами є річки.

Головна кількісна характеристика водного режиму річок - гидрограф - хронологічний графік зміни витрат води в даному перетині водотоку. Вельми частина в якості характеристики водного режиму річок використовують також хронологічні графіки зміни рівнів води, інакше звані графіками коливання рівнів води. Зв'язок між рівнями і витратами води може бути однозначною і неоднозначною. В останньому випадку графіки коливання рівнів можуть представляти самостійний інтерес, наприклад, під час льодових явищ на річках, коли рівні можуть змінюватися (при незмінній витраті води) внаслідок скупчення льоду в руслі річки.

Частина гідрологічного року, в межах якого режим річки характеризується загальними рисами його формування та прояви, зумовленими сезонними змінами клімату, називається гідрологічним сезоном .Сезонние зміни клімату безпосередньо впливають на харчування річок, а отже, і на форму гідрографів. Розрізняють весняний, літньо-осінній та зимовий гідрологічні сезони. Вивчення форми гідрографів різних річок за багато років дозволило виділити характерні періоди підвищених і знижених витрат води і встановити послідовність їх чергування. Обсяг річного стоку може змінюватися з року в рік, але характерні періоди (фази) режиму річок, що залежать від умов харчування, в основному зберігаються. У зв'язку з цим введено поняття «фаза водного режиму» - характерний стан водного режиму річки, що повторюється в певні гідрологічні сезони в зв'язку зі зміною умов харчування. Основними фазами водного режиму річок є повінь, паводок, межень.

Фаза водного режиму річки, щорічно повторювана в даних кліматичних умовах в один і той же сезон, що характеризується найбільшою водністю, високим і тривалим підйомом рівня води і яка спричиняється сніготаненням або спільним таненням снігу і льодовиків називається повінь. Розрізняють повені весняне, весняно-літній і літній. У визначенні поняття «повінь» робиться акцент на його снігове походження. Однак в гідрологічної літературі повінню називають і підвищення водності річок в мусонних і тропічних зонах, викликане літніми дощами. У зв'язку з цим правильніше вважати, що під час повені викликається головним джерелом харчування і проявляється в основному один раз на рік. Фаза водного режиму річки, яка може багаторазово повторюватися в різні сезони року, характеризується інтенсивним, звичайно короткочасним збільшенням витрат і рівнів води називається паводком. Початок і кінець повені та паводку визначаються за формою гидрографа.

Повені та паводки можуть бути настільки значними за інтенсивністю підйому рівня води, по висоті і ступеня затоплення території, що можуть викликати стихійні лиха, руйнування споруд, порушення роботи автомобільних і залізних доріг та ін.

Затоплення території водою, що є стихійним лихом, називають повінню. Інтенсивне збільшення постачання рік, - не єдина причина повеней. Повінь може бути викликано стисненням водного перетину річки льодом, вітровим нагоном води в гирлі річки з боку моря, проривом гідротехнічних споруд.

Фаза водного режиму річки, щорічно повторювана в одні і ті ж сезони, що характеризується малою водністю, тривалим стоянням низького рівня і виникає внаслідок зменшення постачання рік, називається меженью. Харчування багатьох річок істотно зменшується влітку і взимку, тому розрізняють літню і зимову межень.