Водный режим рек
Реки области относятся к типу равнинных с преобладанием снегового питания. Режим их стока в годовом разрезе характеризуется высоким весенним половодьем, двумя меженями (летне-осенней и зимней), периодическими летними и осенними паводками. В осенний период отмечается чаще повышенная водность, связанная с уменьшением испарения и относительно большим количеством осадков. Водный режим рек сильно изменяется по годам в зависимости от погодных условий. Заметное влияние оказывают и физико-географические факторы: рельеф, характер почвогрунтов, растительность, озерность, заболоченность. Питание рек в весенний период осуществляется за счет талых снеговых вод. В летний и осенний периоды реки имеют смешанное питание – дождевое и грунтовое. Зимой и в засушливые периоды летнего сезона реки питаются в основном подземными водами. Смена источников питания является причиной изменения водности рек в различные сезоны года. Значительная межгодовая изменчивость климатических условий и особенно количества выпадающих осадков обуславливают существенные колебания водности рек из года в год.
Сток весеннего половодья для большинства рек составляет 60-70% годового. На реках, водосборы которых сложены хорошо водопроницаемыми породами, облесены или имеют значительное количество болот и озер, доля весеннего стока ниже на 10-15%.
Средние сроки начала половодья приходятся на конец марта - начало апреля. Характеризуется половодье резким подъемом уровня до пика и относительно медленным спадом после его прохождения. Крайние сроки начала половодья – середина марта и конец апреля. Подъем уровня на малых реках продолжается 6-10 дней, на основных реках области – 14-20 дней. Средняя интенсивность подъема уровня составляет на разных по величине реках от 10 до 60 см/сут, максимальная на реках Сож, Хмара, Ельша – 70 см/сут, Днепре – 150 см/сут, Каспле – 200 см/сут.
В поздние весны при дружном снеготаянии пик половодья наиболее высокий. На реках Днепр (г. Смоленск) и Каспля (с. Лобанове) максимальная высота уровня воды весной, по сравнению с наиболее низким меженным, достигает 10-11 м, на р. Зап. Двина – 8 м, на остальных реках колеблется чаще в пределах 3-6 м. Наивысший уровень половодья наступает дружно на всей территории области.
Для большинства рек пик половодья приходится обычно на первую декаду апреля или начало второй его декады. На самых больших реках он бывает позже на 7-10 дней и более. Высокие половодья чаще всего бывают и более поздними, так как в такие годы снеготаяние при быстром нарастании температуры воздуха проходит интенсивнее.
Наивысшие за период наблюдений подъемы уровней воды в реках были в 1908, 1916, 1931, 1932, 1944. 1947. 1953. 1956, 1958, 1978, 1987, 1990, 1996 гг.
В последние десятилетия на многих наиболее крупных реках области, и особенно Днепре, не отмечено подъема уровня воды в пик весеннего половодья до значений, близких к максимальным. Связано это с некоторыми изменениями погодных условий зимнего периода. Увеличилось число лет с более значительным количеством оттепелей в зимний период, стали более заметными повышения температуры воздуха в период оттепелей. Все это способствует уменьшению накопления снега к началу снеготаяния. На снижении пика половодья существенно сказалось значительное увеличение площади лесов и закустаренных земель на водосборах многих рек. Лес, особенно хвойный, заметно увеличивает продолжительность снеготаяния (в условиях области на 10-20 дней), способствует переводу поверхностного стока в подземный, что растягивает период половодья и уменьшает пик подъема воды.
Выход воды на пойму у большинства рек области начинается за 3-4 дня до прохождения пика половодья и прекращается через 5-10 дней после его прохождения. На ряде рек затопление пойм, целиком или на отдельных участках, происходит не ежегодно, а один раз в два и даже три года. Освобождаются поймы от воды преимущественно в период с 10 по 20 апреля. Но бывают годы, когда вода уходит с поймы в первой декаде мая, а на р. Днепр (у городов Смоленск и Дорогобуж) – во второй декаде мая.
Заканчивается половодье на малых реках в основном во второй декаде мая, на Днепре, Зап. Двине чаще в конце мая. На реках с заболоченными и сильно залесенными водосборами спад половодья может продолжаться до 50-60 дней. Общая продолжительность половодья на малых и средних реках составляет 30-50 дней, на больших – до двух месяцев.
Размеры разливов бывают разными в зависимости от высоты отдельных участков поймы, ее ширины, высоты подъема уровня воды. В большинстве случаев ширина разлива составляет около 200-500 м, в верховьях рек и на малых реках она не превышает 100-200 м. В озеровидных расширениях долин, в устьевых участках и особенно при подпоре от более крупных рек ширина разлива может достигать 1-2 км. Глубина воды на поймах при разливах не превышает обычно 1,5-2,0 м, на крупных реках может быть более 4-5 м.
Катастрофических последствий в период весеннего половодья в области не наблюдалось. Но были годы, когда при наиболее высоком подъеме уровня воды в реках наводнения приносили значительный материальный ущерб, особенно в г. Смоленске.
После окончания половодья в реках устанавливается межень, продолжительность которой изменяется чаще от 110 до 130 дней. Питание рек в этот период смешанное – дождевое и грунтовое.
Самый низкий уровень летне-осенней межени наблюдается в августе-сентябре. В засушливые годы можно наблюдать пересыхание небольших рек (с площадью водосбора менее 50 кв. км). Продолжительность маловодного периода летне-осенней межени для малых и средних рек колеблется в среднем от 5 до 30 дней, для крупных – от 14 до 50 дней.
Почти все малые и средние реки в вегетационный период зарастают водной растительностью, которая создает подпор уровня в среднем на 20-30 см. Наибольшее зарастание русел наблюдается в июле-августе. В октябре растительность отмирает.
Период летне-осенней межени характеризуется незначительными колебаниями уровня. При отсутствии интенсивных или продолжительных дождей колебания уровня обычно не превышают 20-40 см.
Плавный ход уровня в межень практически ежегодно нарушается дождевыми паводками. В среднем бывает 2-3 паводка за сезон. Наиболее резко выражены они на малых реках и особенно тех, бассейны которых отличаются расчлененностью рельефа и преобладанием слабоводопроницаемых почвогрунтов.
Продолжительность паводков колеблется от 8 до 30 дней, иногда дольше. В годы, обильные дождями, паводки проходят несколькими волнами с короткими межпаводочными периодами. Общая продолжительность паводков достигает в такие годы двух месяцев и более. Продолжительность паводков более двух месяцев была, например, в 1998 году. Наиболее высокий подъем уровня при прохождении паводков на основных реках области изменяется от 2 до 5 м. Средняя их высота на большинстве рек составляет 1,0-1,5 м. Наиболее высокий подъем воды при прохождении пика паводков характерен для Западной Двины у г. Велижа (более 6 м), Днепра у г. Смоленска (около 5 м), Каспли, Угры (около 4 м).
В целом по высоте подъема уровня воды паводки значительно уступают весеннему половодью и лишь изредка достигают высоты среднего максимума или превышают его. Превышение подъема воды в паводок над средним весенним уровнем было особенно заметно выражено на многих малых реках в 1998 году.
Интенсивность подъема воды в паводок изменяется обычно от 20-30 см/сутки до 60-80 см/сутки. На отдельных небольших реках с крутыми берегами (Каспле, Соже и др.) интансивность подъема может достигать 1,5 м/сутки.
Паводки летнего периода несколько выше, чем осеннего, но последние более продолжительны.
На пойму во время паводка вода выходит крайне редко. Продолжительность затопления в таких случаях обычно незначительна - максимум несколько дней.
Зимняя межень устанавливается в конце ноября – середине декабря, заканчивается во второй половине марта. В среднем ее продолжительность составляет 100-110 дней. Почти для всех рек зимняя межень выше летне-осенней, что особенно хорошо выражено после дождливой осени. Чаще она превышает летнюю на 10-25 см. Для рек восточной части области летняя межень нередко превышает зимнюю. Зимняя межень отличается наиболее плавным изменением хода уровня воды.
Зимние паводки по сравнению с летне-весенними бывают заметно реже. В течение зимы чаще проходит всего один паводок. По высоте зимние паводки в большинстве случаев бывают ниже летних.
В зимний период, особенно для малых рек, заметно нарушается соответствие в режиме уровней и расходов воды. В связи с этим более высоким уровням воды в зимний период соответствуют в целом более низкие, чем в летний период, показатели стока. Так, минимальный среднемесячный сток рек за зимний период колеблется чаще от 0,7 до 1,40 л/с км2, тогда как изменения летнего стока наблюдаются чаще в пределах 0,80-1,80 л/с км2. Минимальный сток в зимний период, также как и в летний, существенно зависит от физико-географических условий водосбора и его размеров. Модули стока малых рек в зимнюю межень меньше, чем модули стока крупных водотоков, что связано с небольшой врезанностью их русла в водоносные грунты.
В отдельные зимы мелкие речки промерзают. Промерзание рек, как и пересыхание, наблюдается в редкие, аномальные по метеорологическим условиям годы.
Изменение стока рек по годам выражено на территории области более заметно, чем пространственные его изменения. Связано это с весьма значительными изменениями величины осадков – основного источника питания рек. В многоводные годы средние годовые расходы воды превышают расходы маловодных лет в 2-3 раза, а на Днепре у города Смоленска – в 4 раза и даже более.
В связи с изменением количества осадков на территории области прослеживаются достаточно отчетливо изменения нормы стока с севера на юг и с запада на восток. Норма годового стока рек бассейна Зап. Двины, где выпадает наибольшее количество осадков, изменяется в основном в пределах 7-9 л/с км2. Притоки верхнего Днепра, где осадков выпадает заметно меньше, имеют норму годового стока от 6,5 до 7,5 л/с км2. На остальной территории области, где осадков выпадает еще меньше, величина модуля стока изменяется от 6 до 7 л/с км2 (рис. 14).
Величины среднего годового стока и стока за отдельные периоды изменяются в зависимости от местных условий. Это особенно хорошо заметно при анализе стока малых рек, по водосборам которых легче проследить различия природных условий. Для выявления различий в природных условиях водосборов лучше всего использовать ландшафтный подход, позволяющий дать комплексную оценку их состояния.
Оценка ландшафтных условий водосборов ряда рек Смоленской области и сопредельных районов Тверской, Псковской областей позволила выявить особенности стока в зависимости от ландшафтного устройства территорий. Преобладание на водосборах урочищ, зандровых равнин, представленных хорошо фильтрующими влагу песчаными почвами, способствует увеличению нормы годового стока. Норма стока таких рек может превышать средние значения, обозначенные на картах норм стока, на 15-30%. Годовой сток таких рек отличается наиболее значительной зарегулированностью, чему способствует увеличение в их питании доли подземных вод и, как правило, значительная залесенность этих природных комплексов. Меженный сток рек, дренирующих эти урочища, заметно выше, а в пик весеннего половодья значительно ниже, чем рек, водосборы которых сложены слабоводопроницаемыми породами.
Рис. 14. Основные характеристики стока рек Смоленской области
Причина такого влияния этих урочищ на сток рек заключается прежде всего в инфильтрационных свойствах почвогрунтов. Поверхностный склоновый сток дождевых вод с водосборов, сложенных песчаными почвами, чрезвычайно мал и может играть заметную роль лишь при очень интенсивных осадках порядка 1-2 мм/мин. Поэтому даже дождевые паводки рек, дренирующих эти урочища, проходят при решающей роли грунтового стока и отличаются меньшей интенсивностью и большей продолжительностью. Песчаные почвогрунты являются своеобразным резервуаром грунтовых вод, обеспечивая высокие летние и зимние меженные расходы воды в реках, значительную внутригодовую зарегулированность их стока.
Лес в пределах этих урочищ не оказывает определяющего влияния на годовой сток рек, но он может оказывать заметное влияние на сток в весенний период, существенно снижая пик весеннего половодья.
Реки, водосборы которых представлены в основном урочищами моренных равнин, отличаются меньшей величиной годового стока, более низкими расходами воды в межень, слабой внутригодовой зарегулиро-ванностью стока. Условия стока определяются здесь также литогенной основой. Сквозное промачивание слабо фильтрующих влагу суглинистых почв в этих урочищах наблюдается обычно лишь осенью и весной. В летний период выпадающие осадки аккумулируются в основном слое 0-40 см, расходуясь затем на испарение.
Аккумуляция в почвенной толще выпадающих в теплый период осадков и расход их на испарение обуславливают более низкий, чем в рассмотренных выше урочищах, меженный и годовой стоки. Слабая водопроницаемость почвогрунтовой толщи является здесь основной причиной более значительного поверхностного стока. Это находит отражение в крайне неравномерном внутригодовом распределении стока рек, дренирующих эти урочища.
Своеобразно в пределах этих урочищ влияние на сток леса. Значительная часть талых вод и осадков летнего периода в этих урочищах, занятых лесом, накапливается в верхних горизонтах почвенного профиля, расходуясь в дальнейшем главным образом на транспирацию. Поэтому сток рек, дренирующих облесенные урочища этой группы, отличается невысоким пиком весеннего половодья, что связано с почти полным отсутствием в это время поверхностного стока. Но повышение стока в межень может иметь место здесь только для рек, полностью дренирующих подземный сток. Для малых водотоков, не дренирующих подземный сток, или дренирующих его в незначительной степени, увеличение стока в межень происходить не будет.
Отмеченные особенности стока с рассмотренных природных комплексов подтверждают данные таблиц 9 и 10, где обобщены результаты гидрологических наблюдений по двум небольшим водотокам - ручьям Зеревня и Тепенинский. Оба водотока относятся к бассейну реки Каспли. Площадь водосбора первого из них, дренирующего урочища полого-волнистых моренных равнин, равна 10,8 км2, второго, где преобладают урочища песчаных зандровых равнин, - 2,9 км2.
Таблица 9
- Природа смоленской области
- Оглавление
- Предисловие
- Краткая история изучения природы смоленской области
- Глава 1 географическое положение смоленщины, его значение в различные периоды ее развития
- Глава 2 Геологическое строение и полезные ископаемые
- Геологическая история
- Геологическое строение
- Полезные ископаемые
- Запасы твердых полезных ископаемых разведанных в Смоленской области месторождений (по данным Смоленскгеоуправления, 1998 г.)
- Освоение недр области
- Глава 3 основные особенности рельефа Общие черты орографии
- Возвышенности:
- Низменности:
- История формирования рельефа области
- Доледниковый этап развития рельефа
- Изменения в рельефе под влиянием четвертичных оледенений
- Развитие рельефа в послеледниковый период
- Наиболее распространенные формы морфоскульптурного рельефа и их комплексы
- Положительные формы рельефа
- Отрицательные формы рельефа
- Морфологические комплексы рельефа
- Морфологические комплексы рельефа территории смоленской области
- Глава 4 климат и климатические ресурсы
- Солнечная радиация
- Годовой ход составляющих радиационного баланса (г. Смоленск), вдДж/м2
- Циркуляция атмосферы
- Условия подстилающей поверхности
- Температура воздуха
- Пределы изменений основных показателей климата на территории Смоленской области по месяцам (средние многолетние данные)
- Температура почвы
- Атмосферные осадки
- Снежный покров
- Высота, плотность снега и запасы воды в снегу в конце зимы на залесенном и открытом участках слабоволиистой моренной равнины в связи с отдельными показателями метеорологических условий
- Промерзание почвы
- Влажность воздуха
- Облачность
- Характеристика климата по сезонам года
- Начало, конец и средняя продолжительность периодов с температурой воздуха ниже -5°с, выше 0°с, 5°с, 10°с, 15°с и безморозного периода
- Климатические ресурсы
- Агроклиматические ресурсы
- Опасные и неблагоприятные явления погоды
- Характеристика суховеев различной интенсивности
- Изменения в климате за последнее столетие
- Глава 5 общая характеристика рек. Основные реки области Реки Смоленской области
- Общая характеристика рек
- Площади ступеней высот (в % от общей площади речного бассейна)
- Водный режим рек
- Максимальные и минимальные модули стока ручьев Зеревня и Тепенинский (л/с км2)
- Распределение месячного и сезонного стока рек (в процентах от годового)
- Термический и ледовый режим рек
- Сток взвешенных наносов
- Гидрохимический режим рек
- Значение рек
- Влияние хозяйственной деятельности на состояние рек, их гидрологический и гидрохимический режимы
- Основные реки области
- Основные характеристики стока рек Смоленской области
- Глава 6 озера Общая характеристика озер
- Генетические типы озер
- Основные морфометрические показатели озер
- Уровениый, температурный и гидрохимический режимы озер
- Растительность и животный мир озер
- Глава 7 водохранилища, пруды, родники Водохранилища
- Водохранилища на территории Смоленской обл. С объемом более 1,0 млн. М3 воды
- Водные источники (ключи, родники)
- Глава 8 болота Общие сведения о болотах области
- Районирование и классификация болот области
- Северо-западный район крупных верховых торфяников
- Центральный район низинных торфяников
- Северо-восточный район небольших низинных и верховых торфяников
- Южный район разнотипных торфяников
- Использование болот Смоленской области
- Характеристика основных типов болот Смоленской области
- Добыча торфа (тыс. Тони условной влажности) тоосЬопоедпоиятиями области
- Глава 9 подземные воды
- Основные особенности гидрогеологических условий Смоленской области
- Грунтовые и межпласговые воды четвертичного комплекса
- Современное использование и санитарное состояние подземных вод
- Эксплуатационные ресурсы и использование питьевых и технических подземных вод (данные за 1997 год)
- Использование подземных и поверхностных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения по административным районам Смоленской области
- Удельное водопотребление подземных и поверхностных вод на хозяйственно-питьевое водоснабжение по административным районам Смоленской области в 1997 г. В л/сутки на одного человека
- Эксплуатационные запасы и использование минеральных подземных вод Смоленской области (данные за 1997 г.)
- Влияние подземных вод на развитие экзогенных процессов
- Глава 10 лесная и луговая растительность
- Лесистость районов Смоленской области (на 1.01.1998 г.)
- Формирование современной флоры Смоленской области
- Основные этапы развития растительности на территории Смоленской области с третичного периода
- Лесорастительные районы Смоленской области
- Площади покрытых лесом земель по основным породам в лесах, находящихся в ведении гослесхозов на 1.01.2001 г.
- Возрастная структура основных лесообразующих пород лесов, находящихся в ведении Федеральной Службы лесного хозяйства России на 1.01.2001 г. (тыс. Га от покрытой лесом площади)
- Перспективы изменения породной структуры лесов Смоленской области
- Характеристика и классификация основных типов леса
- Еловые леса
- Сосновые леса
- Широколиственные леса
- Мелколиственные леса
- Флора лугов
- Типология лугов области
- Изменение лугов под воздействием человека
- Распространение лугов и оценка их состояния
- Глава 11 животный мир смоленской области
- Беспозвоночные животные
- Водные беспозвоночные
- Почвенные беспозвоночные
- Наземные беспозвоночные (насекомые)
- Позвоночные животные
- Земноводные
- Пресмыкающиеся
- Млекопитающие
- Глава 12 почвенный покров
- Факторы почвообразования
- Процессы почвообразования
- Основные типы почв
- Особенности распространения почв на территории области
- Современнее состояние почв и пути повышения их плодородия
- Площади эрозионноопасных и подверженных водной эрозии сельскохозяйственных угодий, га
- Степень кислотности и содержание гумуса в почвах по районам Смоленской области (средние показатели)
- Среднее содержание в почвах подвижного фосфора и обменного калия
- Земельные ресурсы области
- Распределение земельного фонда Смоленской области по категориям земель и угодьям на 01.01.99 г. (тыс. Га)
- Глава 13
- Индивидуальные единицы физико-географического районирования территории Смоленской области
- Физико-географические районы и ландшафты области
- Основные комплексы урочищ территории области
- Глава 14 экологическое состояние территории области
- Основные этапы в изменении экологического состояния области
- Валовые выбросы от стационарных источников области по отраслям промышленности (тыс. Тонн)
- Мелиоративное строительство на Смоленщине (в фактически действовавших ценах)
- Известкование кислых почв в сельскохозяйственных предприятиях
- Внесение минеральных удобрений под посевы в сельскохозяйственных предприятиях Смоленской области
- Здоровье населения и санитарно-гигиеническое состояние мест его проживания
- Динамика основных демографических показателей (в целом по Смоленской области)
- Умершие по основным классам причин смерти (в целом по Смоленской области)
- Возрастные коэффициенты смертности населения Смоленской области
- Заболеваемость населения по основным группам болезней (на 1000 населения, случаев)
- Динамика выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников
- Выбросы наиболее распространенных вредных веществ, отходящих от стационарных промышленных источников загрязнения атмосферного воздуха (тысяч тонн)
- Динамика выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников
- Выбросы наиболее распространенных вредных веществ, отходящих от стационарных промышленных источников загрязнения атмосферного воздуха (тысяч тонн)
- Поступление загрязняющих веществ в окружающую среду
- Истощение природных ресурсов
- Нарушение генетической целостности ландшафтов
- Глава 15 охрана природы
- Сохранение генофонда растений и животных
- Национальный парк «Смоленское Поозерье»
- Государственный историко-культурный и природный музей-заповедник «Хмелита»
- Биологические заказники
- Памятники природы
- Сохранение природных условий, благоприятных для жизнедеятельности человека
- Обеспечение условий нормального воспроизводства возобновимых и рациональное использование иевозобновимых природных ресурсов
- Оптимизация ландшафтов