Реки, их хозяйственное значение и использование
Речная сеть наиболее развита в северной части района, в зоне избыточного увлажнения (лесная зона). По мере продвижения на юг поверхностный и подземный сток все более уменьшается, снижается количество осадков, увеличиваются относительные потери на испарение, более глубоко залегают подземные воды и т. д. В соответствии с этим и речная сеть становится все реже, а в засушливых степях и особенно в полупустыне появляются уже обширные бессточные пространства, т. е. области, лишенные постоянных рек.
Гидрографическая сеть представлена в таких местах сухими руслами, действующими короткое время в период снеготаяния или интенсивных ливней. Большие реки - Волга и Днепр, - протекая через степные пространства, принимают лишь сравнительно небольшие притоки и мало увеличивают свою водность. В полупустынной зоне они даже теряют часть своей воды на испарение и фильтрацию (Волга ниже Сталинграда, Урал, Эмба).
В степной и лесостепной зонах, особенно в районах распространения лессовых грунтов, широкое развитие получила овражно-балочная сеть, представляющая густую сеть временных водотоков, действующих лишь в период снеготаяния или выпадения интенсивных ливней. В некоторых местах быстро растущая сеть оврагов наносит большой ущерб сельскому хозяйству, разрушая плодородные черноземные почвы.
Большинство водотоков района относится к числу типичных равнинных рек. Они обычно имеют хорошо разработанные долины с широкими, часто заболоченными поймами, изобилующими озерами и староречьями. Малы также скорости их течения и уклоны, не превышающие 0,1-0,3°/оо. Резкие переломы продольного профиля редки и приурочены к местам неглубокого залегания коренных пород, прорезаемых кое-где реками. В руслах рек отмечается большое число неустойчивых песчаных перекатов.
На больших реках (Волга, Дон, Днепр и др.) отчетливо выражена асимметрия склонов долин: правый берег обычно высокий и крутой, левый пологий и низменный. Объяснение этому находят в отклонении течения рек вправо под влиянием вращения Земли (сила Кориолиса).
Главной рекой черноморско-каспийского склона является Волга, за ней идут Днепр и Дон. К числу крупных рек относятся: на западе - Южный Буг, Днестр и Прут, а на юго-востоке - Урал и Эмба.
Волга (рис. 65) является одной из самых больших рек: Европы. Среди рек СССР она занимает шестое место, уступая по площади водосбора лишь сибирским рекам-гигантам - Оби, Енисею, Лене, Амуру и Иртышу. Свое начало она берет на Валдайской возвышенности где за исток принимают ключ, крепленный деревянным срубом у д. Волгине. Отметка истока 225 м над уровнем моря. Впадает Волга в Каспийское море. Длина реки - 3690 км, площадь бассейна 1380000 км2.
Рис. 65. р. Волга у г. Чебоксары.
Широко разветвленная речная сеть в верхней части бассейна (рис. 66) образуется из двух систем: Верхней Волги и Камы, Ниже впадения Камы, в лесостепной и степной частях бассейна, Волга принимает лишь небольшие маловодные реки, а ниже Сталинграда вообще не имеет притоков.
Рис. 66. Гидрографическая схема р. Волги.
Протекая в пределах Восточно-Европейской равнины, Волга представляет собой классический пример равнинной реки. Продольный профиль ее (рис. 67) близок к так называемому профилю равновесия. Средний уклон составляет всего 0,06°/оо. Особенно мало падение в нижнем течении, где оно не превышает 0,02°/оо. По величине и характеру течения Волгу принято делить на три части: верхнее течение (Верхняя Волга) - от истока до г. Щербакова, среднее течение (Средняя Волга) - от г. Щербакова до устья Камы и нижнее течение (Нижняя Волга) - от впадения Камы до устья.
Рис. 67. Продольный профиль р. Волги.
В верхнем течении, в пределах Валдайской возвышенности, Волга проходит через цепь Верхневолжских озер - Верхит, Стерж, Вселуг, Пено и Волго. В истоке из оз. Волго еще в середине прошлого столетия (1843 г.) была сооружена плотина - Верхневолжский бейшлот, - предназначенная для усиления питания реки в межень и поддержания судоходных глубин. Главнейшие притоки Верхней Волги - Селижаровка, Тверда, Молога и Шексна. В годы сталинских пятилеток Верхняя Волга реконструирована, т, е. коренным образом переустроена. Здесь сооружены три мощные гидроэлектростанции: Иваньковская, Угличская и Щербаковская. Плотины этих гидроэлектростанций превратили Верхнюю Волгу в цепочку озер-водохранилищ, среди которых Рыбинское водохранилище является крупнейшим в мире. Воды: этого водохранилища затопили нижние течения pp. Мологи и Щексны и все Молого-Шекснинское междуречье.
В среднем течении, ниже г. Щербакова, река становится еще более полноводной; здесь впадает в нее ряд крупных притоков, главнейшими из которых являются Ока, Унжа, Ветлуга и Сура. Режим среднего течения реки значительно изменился и в сильной степени зависит от попусков из Рыбинского водохранилища. Ниже впадения Камы, которая по своей водности почти не уступает самой Волге, последняя становится особенно полноводной. Ширина долины достигает 20-30 км. В районе г. Куйбышева Волга, огибая Жигулевские горы, образует гигантскую излучину - Самарскую луку, где долина суживается до 2-З км. Характерно асимметричное строение долины: правый берег всюду высокий и крутой, а левый - пологий и низменный. Особенно сильно долина расширяется ниже Сталинграда. Здесь Волга слева отделяет первый рукав - р. Ахтубу, которая дальше течет как самостоятельный поток параллельно основному руслу Волги.
Обширное пространство между Волгой и: Ахтубой, изрезанное многочисленными протоками и староречьями, носит название Волго-Ахтубинской поймы. Разливы в пределах Волго-Ахтубинской поймы достигают 20-30 км. Нижняя Волга принимает лишь сравнительно небольшие притоки: Самару, Большой Иргиз и Еруслан.
Место отделения рукава Ахтуба иногда принимается за начало волжской дельты. Правильнее, однако, начало дельты (рис. 68) считать от места отделения рукава Бузан. Отсюда Волга дробится на густую сеть рукавов и проток. Волжская дельта одна из самых больших дельт в нашей стране. Многочисленные рукава, протоки, острова, озера (называемые здесь ильменями и полоями) и песчаные гряды (Бэровские бугры) занимают в общей сложности пространство свыше 13000 км2.
Рис. 68. Дельта р. Волги.
1 - морской фарватер, 2 - берег по съемке 1817 г., 3 - берег по съемке 1863 г., 4 - берег, по съемке 1914 г., 5 - берег по съемке 1940 г.
Основная часть бассейна Волги расположена в лесной зоне (зоне избыточного увлажнения), поэтому река отличается относительно высокой водностью. Средний годовой расход воды ее у Сталинграда равен 8150 м3/сек, что соответствует среднему модулю стока 5,9 л/сек км2. Ниже Сталинграда Волга не только не получает дополнительного питания, но теряет часть своего расхода (около 2%).
Изменение расходов воды по длине Волги показано в табл. 42, из которой видно, как наряду с увеличением расхода воды (до Сталинграда) относительная водность закономерно падает от истока к устью. Суммарный объем стока Волги в Каспийское море составляет в среднем около 250 км3 в год.
Таблица 42. Изменение расходов воды по длине Волги
| Река и участок реки | Площадь водосбора, км2 | Модуль стока, л/ сек км2 | Расход воды, м3/сек | ||
| реки, участка | общая от истока | реки, участка | нарастающий по длине | ||
| Волга выше устья Оки | - | 7,3 | - | ||
| Ока | 5,0 | ||||
| Волга выше устья Камы | 4,9 | ||||
| Кама | 7,2 | ||||
| Волга у г. Сталинграда | 2,1 | ||||
| Волга у устья | - |
В питании Волги основную роль играют талые снеговые воды, которые формируют в среднем около 65% ее годового стока, остальные 35% идут за счет дождевого и грунтового питания. Водный режим реки является типичным для рек лесной зоны Восточно-Европейской равнины. Его основные черты таковы: весной наблюдается высокое половодье, а летом устанавливается относительно низкая межень, изредка прерываемая паводками от дождей, осенью отчетливо выражен ежегодно наблюдаемый осенний паводок и, наконец, зимой снова наступает меженнее состояние. Наличие наряду с весенним половодьем осеннего паводка, обусловленного обычно обложными дождями, является одной из характерных особенностей режима реки.
Максимальные расходы воды Волги в нижнем течении в период половодья превышают 50000 м3/сек. Большое регулирующее влияние оказывает широкая пойма реки, которая в период нарастания половодья задерживает большое количество воды, а в по следующем, при спаде, вновь отдает эту воду реке. В результате этого в нижнем течении Волги наблюдается характерное явление, когда максимальный расход воды не увеличивается, а уменьшается по мере движения вниз основной волны половодья. Это можно иллюстрировать величинами максимальных расходов воды в разных пунктах по длине реки:
г. Чебоксары (выше устья Камы) - 17800 м3/сек
г. Тетюши - 67000
г, Куйбышев - 63000
г. Камышин - 56000
г. Сталинград - 51000
В периоды летней и зимней межени расход воды Волги даже в нижнем течении уменьшается почти до 1000 м3/сек.
Во время весеннего половодья уровень воды Волги высоко поднимается и она затопляет полыми водами свою широкую пойму, разливаясь на 10-15 км и более. Особенно большие разливы (до 30 км) наблюдаются в низовьях реки - в районе Волго-Ахтубинской поймы.
Амплитуда колебания уровня (рис. 69) Волги велика и за многолетний период наблюдений в отдельных ее пунктах достигает следующих величин: у г. Ржева - 6,9 м, у г. Щербакова - 13 м (до строительства Щербаковской гидроэлектростанции), у г. Горького- 14 м, у устья Камы- 17 м, у г. Куйбышева - 16 м, у г. Сталинграда - 10,4 м. Особенно велика амплитуда колебания уровня воды в среднем ее течении. Это почти самая большая амплитуда колебания уровня воды, какая наблюдается на реках Европейской части СССР. Столь высокие подъемы воды объясняются в основном строением долины и русла, направлением течения реки и характером половодья. Половодье, сформировавшееся в верховьях, по мере его продвижения вниз по течению усиливается за счет местного снеготаяния. В нижнем течении под влиянием регулирующего воздействия поймы амплитуда колебания уровня уменьшается и в устье, у г. Астрахани, она уже не превышает 4,0 м. Выдающееся по высоте весеннее половодье на Волге наблюдалось в 1926 г. и носило катастрофический характер. Исключительно маловодным являлся 1921 г., когда засуха охватила весь волжский бассейн. Весеннее половодье по мере движения вниз по реке распластывается, и продолжительность его с 1-1,5 месяца в верховьях к Сталинграду увеличивается до 3 месяцев.
Рис. 69. Совмещенные графики колебания уровня воды р. Волги.
После создания верхневолжских водохранилищ, особенно Рыбинского водохранилища, водный режим Волги в среднем ее течении сильно изменился и амплитуда колебания уровня воды резко уменьшилась; весеннее половодье теперь выражено слабо (рис. 70), так как весенний сток почти полностью аккумулируется водохранилищем.
Рис. 70. Изменение режима р. Волги у г. Ярославля в связи с постройкой Рыбинского водохранилища.
Волга ежегодно выносит к устью в среднем около 25,5 млн. т наносов; средняя годовая мутность ее вод составляет в верхнем течении около 50 г/м3, а в нижнем - примерно 100 г/м3, что видно из данных табл. 43.
Таблица 43. Изменение твердого стока по длине Волги
| Пункт | Годовой сток взвешенных наносов,млн. т | Средняя мутность г/м3 |
| У г. Горького (выше устья Оки) | 2,66 | |
| Выше устья Камы | 9,93 | |
| Ниже устья Камы | 21,8 | |
| У г. Сталинграда | 31,8 | |
| Устье |
При столь большом выносе взвешенного материала дельта Волги быстро растет, продвигаясь вглубь моря в среднем до 180 ж в год. В последние годы она значительно увеличила свои размеры в связи с общим понижением уровня Каспийского моря почти на 2 м.
Еще больше выносит Волга химически растворенных в воде веществ - в среднем около 50 млн. т в год, что примерно вдвое превышает количество взвешенных наносов. Волга, отличающаяся большой водностью, покрывается льдом несколько позже, чем смежные с ней средние и малые реки.
В верхнем течении она замерзает в конце ноября - начале декабря, а в нижнем - около 10 декабря, т. е. на 10-15 дней позже других, смежных рек. Вскрытие от льда почти на всем протяжении Волги происходит в среднем в первой декаде апреля и только ниже Сталинграда этот процесс наступает ранее - в конце марта.
Притоки Волги.
Кама является самым большим и мощным притоком Волги. Она занимает, после Волги, второе место среди рек Европейской части СССР по площади водосбора (522000 км2) и длине, равной 2030 км.
Свое начало Кама берет в пределах Верхне-Камского плато, представляющего собой северную часть Высокого Заволжья. Сначала река течет на север, затем под прямым углом поворачивает на восток и, достигнув предгорий Урала, вновь меняет свое направление, резко поворачивая на юг. Таким образом, в верхнем течении Кама образует как бы гигантскую петлю. При общей длине ее, превышающей 2000 км, расстояние от истока до устья по прямой равно около 445 км. Такое своеобразное направление течения Камы и резкое его изменение объясняется влиянием оледенения, в результате которого произошло переформирование речной сети бассейна Камы.
Кама, как и Волга, принадлежит к числу равнинных рек; средний ее уклон, однако, почти в 2 раза больше последней, но также невелик и составляет около 0,11°/оо.
В верховьях Кама сравнительно маловодна. Только после впадения в нее Вишеры, отличающейся очень высокой водностью, река действительно становится полноводной.
От устья Вишеры и до впадения следующего большого притока - Чусовой - Кама течет преимущественно в глубокой долине с высокими берегами.
Водный режим Камы более сложный, чем у других равнинных рек Европейской части CCСP. На ее режиме существенно сказывается влияние левобережных горных притоков, отличающихся не только высокой относительной водностью, но и несколько иным режимом (значительные и довольно частые летние дождевые паводки (по сравнению с другими реками бассейна. Особенно это заметно после впадения Вишеры.
Основную роль в питании Камы играют талые снеговые воды, доля которых в общем годовом стоке превышает 50%. Значительным является также дождевое и грунтовое питание. Основные черты водного режима (рис. 71) такие же, как и у Волги. Однако для Камы характерна более неустойчивая летняя межень, часто прерываемая дождевыми паводками, иногда достигающими значительной силы. Амплитуда колебания уровня воды достигает 10-12 м (у г. Молотова). Замерзает река в середине ноября, вскрывается во второй половине апреля.
Рис. 71. График колебания уровня воды р. Камы у г. Чистополя.
Кама принимает большое число притоков, из которых главнейшими являются Вишера, Чусовая, Белая и Вятка; основные сведения о них приводятся в табл. 44.
Таблица 44. Основные сведения о главных притоках Камы
| Река | Длина, км | Площадь бассейна, км2 | Средний головой расход воды, м3/сек |
| Вишера Чусовая Белая Вятка | 450 735 1420 1370 | 31300 47600 142000 129000 | 475 420 950 890 |
Ока - второй по величине, после Камы, приток Волги. Берет начало в центре Средне-Русской возвышенности, на высоте 226 м над уровнем моря. Впадает в Волгу справа, у г. Горького. Бассейн Оки (245000 км2) составляет 51% всей площади водосбора Верхней Волги. Длина реки 1480 км. В целом это типичная равнинная река Европейской части СССР со средним уклоном 0,11°/оо.
Главнейшими притоками реки являются Москва (длина 502 км, площадь бассейна 17500км2), Мокша (614 км, 50900 км2) и Клязьма (547 км, 42200 км2).
По характеру долины и русла Ока резко делится на две части: верхнюю - от истока до впадения р. Москвы - и нижнюю, охватывающую остальную часть реки.
В верхнем течении река проходит по Средне-Русской возвышенности, где имеет глубоко врезанную, преимущественно узкую речную долину и довольно значительные для равнинной реки уклоны - от 0,2-0,3 до 1,0-3,0°/оо (в самых верховьях).
Ниже впадения р. Москвы Ока вступает в область обширной Окской низины (Мещерской низменности), изобилующей болотами и озерами и по своему характеру напоминающей Белорусское Полесье. Долина ее сильно расширяется, достигая местами в озеровидных расширениях 25-30 км. На широкой пойме Оки встречаются многочисленные гривы; понижения между ними заняты озерами-старицами.
Бассейн Оки расположен в области широколиственных лесов, где потери на испарение значительно выше, чем в бассейне Верхней Волги, и только 7з осадков идет на образование стока. Средний годовой расход воды реки равен 1200 м3/сек, а соответствующий модуль стока - 5 л/сек км2.
Водный режим характеризуется обычными для рек лесной зоны Европейской части СССР чертами. Особенностью режима Оки являются довольно частые и иногда высокие летние и особенно осенние паводки; в отдельные годы они достигают размеров среднего весеннего половодья. Ока отличается большими колебаниями уровня воды, особенно в верхнем и среднем течении. Катастрофически высокое половодье наблюдалось в 1908 г., когда подъем уровня у г. Калуги достигал 18,0 м. Столь большие колебания уровня на верхней Оке объясняются в значительной мере особенностями строения долины и бассейна. В верховьях река течет с юга на север, и, как следствие этого, талые воды поступают к Калуге почти одновременно со всего бассейна верхней Оки. На рис. 72 показано развитие весеннего половодья 1908 г. по длине реки. Отчетливо виден постепенный сдвиг пика и распластывание волны половодья.
Рис. 72. Совмещенные графики колебания уровня воды р. Оки за 1908 г.