ПИТАНИЕ РЕК
Все реки бассейна имеют преимущественно снеговое питание, несмотря на то, что наибольшее количество осадков выпадает летом. Однако последние не оказывают существенного влияния на поверхностный сток вследствие большой сухости почв в летнее время и значительного испарения.
Накопленные за зиму снежные ресурсы обеспечивают обильную отдачу воды, формирующую в случае значительного промерзания и влажности почвы достаточно высокое и продолжительное весеннее половодье, в течение которого проходит преобладающая часть годового стока.
Доля талых вод в годовом питании рек в среднем за многолетний период составляет 60—70 %. В наиболее многоводные годы снеговое питание достигает 80—90 %, в маловодные снижается до 30—35 % на средних реках и до 20 % на малых (табл. 10).
Таблица 10 Доля весеннего стока в годовом стоке
|
Доля талых снеговых вод в суммарном питании рек зависит от глубины вреза речных русел и соответственно от площади водосбора. Чем меньше водосбор, тем меньше глубина вреза русла реки, меньше водоносных горизонтов оно дренирует, меньше подземное питание и тем больше доля весеннего поверхностного стока в общем годовом стоке. Так, для самых малых рек с площадью бассейна 15—20 км2 доля снегового питания составляет 98— 95 %, для малых рек (200—400 км2) — 78—74 %, для рек с площадью водосбора 1500 км2 и более — 70 % [29, 42].
Снежный покров является не только главным фактором формирования речного стока, но и основным источником увлажнения почвогрунтов водосбора и пополнения запасов подземных вод.
Островной характер кустарниковой и лесной растительности, особенно на водосборах малых рек и временных водотоков, и расчлененность бассейна гидрографической сетью обусловливают неравномерное залегание снежного покрова. При часто наблюдающихся здесь метелях снег сдувается с приводораздельных пространств и наветренных склонов холмов в пониженные формы рельефа и к различного рода препятствиям. В оврагах и балках бассейна к началу весеннего половодья накапливается в среднем 13 % всех снегозапасов, или 0,25 км3, на полевых участках — 74 %, или 1,4 км3, и в лесах — 13 %, или 0,25 км3, а всего по водосбору — 1,9 км3 [28, 41].
Степень накопления снега в оврагах и балках зависит от типа местности. Балки, расположенные на надпойменно-террасовой местности, накапливают снега в среднем в 1,1 раза больше, чем плоскоместные пространства, балки на расчлененном плоскоме — стье — в 1,4—1,8 раза, на склоновой сильно расчлененной — в 1,3—1,8 раза. На верхних участках балок снега сосредоточивается в 1,2—2,1 раза больше, чем на нижних; в отвертках — в 1,6—
2,8 раза больше, чем на плоскоместных пространствах [41].
Снегонакопительная роль лесов зависит от их таксационных характеристик. Наибольшие по сравнению с полем снегозапасы наблюдаются в лиственных взрослых лесах средней густоты. Коэффициент снегонакопления (отношение снегозапасов в лесу к снегозапасам в поле) для таких лесов изменяется в пределах 1,30— 1,70. Для отдельных густых лиственных лесов он достигает 1,90. Задерживающее влияние густого хвойного взрослого леса близко к задерживающему влиянию лиственного молодого леса. Коэффициент снегонакопления изменяется от 1,20 до 1,60 [29, 30, 46].
Распределение максимальных снегозапасов по территории бассейна в основном подчиняется закону широтной зональности. С учетом снегонакопительной роли овражно-балочной сети и леса, при среднем значении 80 мм, норма максимальных запасов воды в снежном покрове изменяется в довольно широких пределах, достигая 110—115 мм в верховьях Лесного и Польного Воронежа, 90 мм в средней части бассейна (бассейн р. Матыры) и 85 мм в низовьях р. Воронеж [41]. В многоснежные зимы снегозапасы к началу весеннего половодья превышают средние многолетние значения примерно в 2 раза, а в малоснежные — в столько же раз бывают ниже средних.
В меженный период питание рек осуществляется за счет подземных вод. Гидрогеологические условия бассейна Воронежа отличаются большим разнообразием и сложностью. Грунтовые воды залегают в породах самого разнообразного возраста. Основное подземное питание (до 99,6 %) реки получают из комплексного флювиогляциально-неогенового водоносного горизонта, гидравлически связанного с рекой. В верхней правобережной части р. Воронеж (до г. Липецка) основное питание (97—98 %) в межень реки получают из верхнедевонских водоносных горизонтов, также гидравлически связанных с рекой.
Доля подземного питания в суммарном питании рек зависит от площади и географического положения водосбора и водности года. В среднем за многолетний период по территории бассейна она изменяется от 25 % (р. Польной Воронеж) до 50 % (р. Пла — вица). В годы с большим весенним половодьем доля подземного питания уменьшается, в годы с малым — возрастает. Например, в исключительно многоводном 1942 г. (объем весеннего половодья 2070 млн м3 был наибольшим за все годы наблюдений) доля подземного питания в общем питании р. Воронеж — г. Липецк составляла лишь 18 %, в 1972 г., когда объем весеннего стока был наименьшим, — всего 230 млн м3, доля подземного питания возросла до 70 %. Аналогичная картина наблюдается и на других реках бассейна.
Дождевые паводки на реках бассейна бывают далеко не каждый год. Например, на р. Польной Воронеж — д. Знаменка за период 1968—1980 гг. их не было в 75 % лет, на р. Становая Ряса — г. Чаплыгин дождевые паводки с 1964 по 1980 г. отсутствовали в 71 % лет и т. д. (табл. 11).
Таблица 11
Дождевой паводочный сток рек
|
В среднем за многолетний период доля дождевого питания на реках с небольшими водосборами (Усмань, Хава и др.) составляет не более 2—3 % суммарного питания, на реках с большими водосборами она еще меньше. В абсолютном выражении дождевой сток в годы с малым количеством дождей не превышает 1,3 мм/год, в средние годы — 1,5—3,3 мм/год и в наиболее дождливые на малых водосборах может достигать 11 — 15 мм/год.