Температура подо льдом 0,1-0,3° выше нуля, весной во время ледохода она не превышает 1°. В периоды без ледовых явлений температура воды зависит в основном от температуры воздуха. Среднесуточная температура воды до середины лета обычно ниже, чем воздуха, в конце лета и осенью - выше.
Ниже водохранилищ температура речной воды летом существенно ниже обычной, зимой выше, что приводит к возникновению многокилометровых незамерзающих участков реки. Обильное подземное питание реки охлаждает ее воду в летний период, зимой приводит к уменьшению ледяного покрова, а иногда - к образованию полыньей.
Суточные максимумы температуры воды запаздывают на 1-2 часа по сравнению с температурой воздуха.
На малых и средних реках температура воды по глубине практически не меняется, на крупных реках возможно ее уменьшение летом в нижних слоях на 1-2°.
Тепловой сток (W m в Дж или ккал) - количество тепла, проносимое через заданный створ реки за интервал времени (∆t ):
W m = L тпл ·ρ·T·V, где V - объем водного стока за тот же интервал времени, Т - средняя температура воды, ρ - ее плотность, L тпл - удельная теплоемкость воды.
Крупные реки, текущие в меридиональном направлении - трансзональные реки - имеют температуру воды, не свойственную рекам данной местности.
Реки по характеру ледового режима делятся на три группы: замерзающие, с неустойчивым ледоставом и незамерзающие.
На замерзающих реках выделяют три периода с характерными ледовыми явлениями: 1) замерзания, или осенних ледовых явлений, 2) ледостава, 3) вскрытия, или весенних ледовых явлений.
Замерзание рек.При снижении температуры воды до нуля в реке начинаются осенние ледовые явления. Сало- плывущие пятна ледяной пленки, состоящие из кристалликов льда в виде тонких игл. Примерно в то же время образуются забереги- полосы неподвижного льда у берегов. При переохлаждении воды (до долей градуса ниже нуля) в ее толще и на дне может образовываться внутриводный лед- непрозрачная губчатая, ледяная масса из хаотически сросшихся кристалликов льда. Скопление внут-риводного льда на поверхности или в толще потока образуют шугу.Ее движение называется шугоходом.Одновременно на поверхности образуются льдины, состоящие из кристаллического льда. Их движение - осенний ледоход.Закупорка русла шугой называется зажором,а льдинами - затором.
Ледостав- образование сплошного неподвижного ледяного покрова. Небольшие незамерзающие участки - полыньи.Они связаны с выходами подземных вод или с бурным течением, иногда со сбросом в реку теплых вод промышленными и коммунальными предприятиями. По мере нарастания толщины ледяного покрова, поперечное сечение русла уменьшается. Под влиянием возникающего напора вода может изливаться на поверхность льда. При ее замерзании образуется наледь.
Вскрытие рек. При наступлении положительных температур воздуха весной начинается таяние снега, а затем и льда. На реке у берегов образуются полосы чистой воды - закраины. Сцепление ледяного покрова с берегом прекращается, появляются трещины. Иногда после этого наблюдаются небольшие (в несколько метров) смещение ледяных полей - подвижки льда. Затем ледяной покров разбивается на отдельные льдины, движение которых образуют весенний ледоход. Чаще, чем осенью, возникают заторы, особенно на крупных реках, текущих с юга на север. На малых реках ледяной покров нередко тает на месте без ледохода.
Глубокая осень. Дни становятся всё короче и короче. Солнце выглянет на минуту из-за тяжёлых туч, скользнёт по земле своим косым лучом и снова скроется. Холодный ветер свободно гуляет по опустевшим полям и обнажённому лесу, выискивая где-нибудь ещё уцелевший цветок или прижавшийся к ветке лист, чтобы сорвать его, высоко поднять и потом бросить в ров, канаву или борозду. По утрам лужи уже покрываются хрустящими льдинками. Только глубокий пруд все ещё не хочет замёрзнуть, и ветер по-прежнему рябит его серую гладь. Но вот уже замелькали пушистые снежинки. Они подолгу крутятся в воздухе, как бы не решаясь упасть на холодную неприветливую землю. Идёт зима.
Тонкая корка льда, образовавшегося сначала у берегов пруда, ползёт на середину к более глубоким местам, и вскоре вся поверхность покрывается чистым прозрачным стеклом льда. Ударили морозы, и лёд стал толстым, чуть не в метр. Однако до дна ещё далеко. Подо льдом даже в сильные морозы сохраняется вода. Почему же глубокий пруд не промерзает до дна? Обитатели водоёмов должны быть благодарны за это одной из особенностей воды. В чём же заключается эта особенность?
Известно, что кузнец сначала нагревает железную шину, а затем надевает её на деревянный обод колеса. Охладившись, шина сделается короче и плотно обожмёт обод. Рельсы никогда не укладываются плотно друг к другу, иначе, нагревшись на солнце, они обязательно изогнутся. Если налить полную бутылку масла и поставить её в тёплую воду, то масло станет переливаться через край.
Из этих примеров ясно, что при нагревании тела расширяются; при охлаждении они сжимаются. Это справедливо почти для всех тел, но для воды этого нельзя утверждать безоговорочно. В отличие от других тел вода при нагревании ведёт себя по-особому. Если при нагревании тело расширяется, значит, оно становится менее плотным, - ведь вещества в этом теле остаётся столько же, а объём его увеличивается. При нагревании жидкостей в прозрачных сосудах можно наблюдать, как более тёплые и потому менее плотные слои поднимаются со дна вверх, а холодные опускаются вниз. На этом основано, между прочим, устройство водяного отопления с естественной циркуляцией воды. Остывая в радиаторах, вода становится плотнее, опускается вниз и поступает в котёл, вытесняя вверх уже нагретую там и потому менее плотную воду.
Подобное движение происходит и в пруду. Отдавая своё тепло холодному воздуху, вода охлаждается с поверхности пруда и, как более плотная, стремится опуститься на дно, вытесняя собой нижние тёплые, менее плотные слои. Однако такое движение будет совершаться только до тех пор, пока вся вода не остынет до плюс 4 градусов. Собравшаяся на дне при температуре 4 градуса вода уже не будет подниматься вверх, хотя бы поверхностные её слои и имели температуру более низкую. Почему?
Вода при 4 градусах имеет самую большую плотность. При всех других температурах - выше или ниже 4 градусов - вода оказывается менее плотной, чем при этой температуре.
В этом и заключается одно из отступлений воды от закономерностей, общих для других жидкостей, одна из её аномалий (аномалия - это отклонение от нормы). Плотность всех других жидкостей, как правило, начиная от температуры плавления, при нагревании уменьшается.
Что же произойдёт дальше при остывании пруда? Верхние слои воды становятся всё менее и менее плотными. Поэтому они остаются на поверхности и при нуле градусов превращаются в лёд. По мере дальнейшего остывания корка льда растёт, а под ним по-прежнему находится жидкая вода с температурой, лежащей между нулём и 4 градусами.
Здесь, вероятно, у многих возникает вопрос: почему же нижняя кромка льда не тает, если она находится в соприкосновении с водой? Потому, что тот слой воды, который непосредственно соприкасается с нижней кромкой льда, имеет температуру нуль градусов. При этой температуре одновременно существуют и лёд и вода. Для того чтобы лёд превратился в воду, необходимо, как увидим дальше, значительное количество тепла. А этого тепла нет. Лёгкий слой воды с температурой в нуль градусов отделяет ото льда более глубокие слои тёплой воды.
Но представьте теперь себе, что вода ведёт себя так, как большинство других жидкостей. Достаточно было бы незначительного мороза, как все реки, озёра, а может быть и северные моря, в течение зимы промёрзли бы до дна. Многие из живых существ подводного царства были бы обречены на гибель.
Правда, если зима очень продолжительна и сурова, то многие не слишком глубокие водоёмы могут промёрзнуть до дна. Но в наших широтах это наблюдается крайне редко. Промерзанию воды до дна препятствует и сам лёд: он плохо проводит тепло и защищает собой нижние слои воды от охлаждения.
Особенности горных рек
Особенности рек в горных районах и предгорьях страны обусловлены в первую очередь источниками их питания. Это оказывает влияние на следующие характеристики реки.
Резкие сезонные и суточные колебания уровня воды.
Зимой уровень воды в горных реках резко снижается, скорость течения падает, а участки поверхности реки с наиболее спокойным движением воды замерзают. Летом в верховьях реки наибольший уровень воды наблюдается в самые жаркие месяцы - июле и августе. Для горных рек характерно и суточное изменение уровня воды, которое летом, в жаркие солнечные дни может превысить в верховьях 50 см. Вода в реке начинает прибывать после восхода солнца и достигает максимума в начале второй половины дня-в 15-16 ч. Чем ближе к зоне таяния снежников и ледников, тем раньше поднимается уровень воды. Для средней части течения реки, т. е. далеко от источников ее питания, максимальный уровень воды наблюдается с 16-17 ч и до самой темноты. Но уже в позднее вечернее время, а тем более ночью, когда процесс таяния снега и льда в горах резко сокращается из-за понижения температуры воздуха, уровень воды начинает снижаться, достигая минимального значения к началу рассвета. Поэтому наиболее целесообразное время для переправы вброд - утренние часы - с 5 до 9 часов.
В период пасмурной прохладной и без осадков погоды уровень воды изменяется незначительно, почти не отличаясь от максимального суточного значения.
Во время дождей или теплых ветров (фенов) уровень воды изменяется очень резко, независимо от времени суток. Продолжительные ливневые дожди приводят даже к паводкам, в результате которых могут быть снесены временные мосты и кладки.
Изменение мощности потока.
В верховьях реки сила потока, а также глубина русла относительно невелики. В русле реки, как правило, много крупных камней. В утренние часы они закрыты водой не полностью. Все это позволяет достаточно легко организовать переправу вброд или над водой по камням.
В средней части течения сила потока значительно возрастает за счет стока в основное русло реки горных ручьев с окружающих долину хребтов. Сильное течение увлекает вниз по долине даже большие камни; над водой возвышаются только наиболее крупные из них. Возможность переправы вброд, а также по камням здесь значительно сокращается, целесообразны лишь переправы над водой.
В нижней части течения реки в связи с дальнейшим увеличением ширины и глубины русла и некоторым снижением скорости потока рекомендуется организовывать переправы по воде: на плотах, лодках, с помощью надувных средств (при скорости течения не выше 2,5 м/с).
Сильный поток, помимо непосредственного воздействия на переправляющегося вброд туриста (о чем будет сказано ниже), оказывает влияние и на устойчивость камней. Достаточно небольшого дополнительного движения со стороны туриста: опоры, удара ногой при переправе вброд, прыжка при переправе над водой, чтобы неустойчиво лежащие камни пришли в движение. Но не только сам движущийся камень может сбить туриста с ног, придавить или заклинить его ногу. Попытка избежать встречи с движущимся камнем приводит к потере равновесия, а быстрое течение тут же сбивает туриста с ног. Упавший в воду турист, несмотря на страховку, может получить травму в результате ударов о камни при неуправляемом движении в бурном потоке.
Отсутствие видимости характера дна реки.
Если у значительного количества рек Кавказа, Алтая и Центрального Тянь-Шаня в обычных условиях при глубине потока 50-60 см прозрачность воды позволяет рассмотреть характер дна, то у горных рек Памира, Северного и Западного Тянь-Шаня, Памиро-Алая и Фанских гор из-за наличия в воде мельчайших взвешенных частиц почвы и легкоразмываемых пород дно не просматривается даже на незначительной глубине. В периоды дождей, а также весной во время сильного таяния снега на склонах окружающих долину реки хребтов, схода к реке грунтовых лавин такое явление характерно для всех рек горных районов и предгорий.
Когда дна реки не видно, турист, выбирая опоры для очередного шага, должен буквально прощупывать ногой каждый камень, расположенный по линии движения. Окончательно масса тела на эту ногу переносится только после опробования выбранной опоры на прочность и возможность упора, выдерживающего поток воды.
Низкая температура воды.
Время допустимого пребывания человека в холодной воде зависит от степени погружения тела и, в некоторой степени, от закалки организма. Так, при погружении по колено в воду, имеющую температуру плюс 5°С, это время не должно превышать 12-15 мин. Но в верховьях горной реки вблизи зоны таяния снежников и льда температура воды нередко падает до плюс 2°С. Даже непродолжительное пребывание в такой воде рассеивает внимание туриста, заставляет, вопреки элементарным требованиям обеспечения безопасности, двигаться скорее, не уделяя должного внимания страховке.
Во время сложной переправы вброд через широкую водную преграду в условиях длительного пребывания в воде следует избегать резких движений, так как эластичность связочно-сумочного аппарата ног при охлаждении резко снижается, возможность травматизма возрастает. В том числе и по этой причине достаточно сложные переправы необходимо совершать не только в обуви, но и в носках.
На характер горных рек существенное влияние оказывает рельеф дна долины.
Каменистое, неровное дно придает движению воды турбулентный (беспорядочный) характер, способствующий некоторому снижению общей скорости потока. Вместе с тем, большие камни разбивают поток на отдельные струйные течения, скорость движения которых может превысить максимальную скорость течения неразветвленной части потока.
Крутые берега затрудняют спуск к воде и подъем на противоположный берег переправляющегося, натяжение на нужной высоте над поверхностью потока перил для переправы остальных участников.
Скорость движения потока
Из-за того, что дно горной долины, особенно в верховьях, имеет значительный перепад высот, может достигать 6-7 м/с. На отдельных участках (в теснинах или каньонах), а также на отвесах, где поток превращается в водопад, скорость движения воды еще выше.
Неровное, каменистое и непроглядываемое дно, низкая температура воды, движение, камней по дну реки, крутое берега, шум воды рассеивают внимание переправляющегося, не дают возможности руководителю корректировать передвижение туриста. Внимание туриста отвлекает и мелькание на солнце водных струй и бурунов. Мелькание вызывает даже у некоторых участников головокружение и потерю ориентировки. Все это серьезно осложняет туристам преодоление серьезной водной преграды.
Но самая главная сложность и опасность при переправе вброд - сила воздействия потока, определяемая рядом факторов, важнейшими из которых являются скорость течения и глубина реки (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость силы воздействия потока на туриста от скорости течения воды и глубины погружения человека
1 - глубина погружения до колена; 2 - до паха; 3 - до пояса
При переправе вброд в верховьях горной реки сила воздействия потока на туриста имеет следующие величины (табл. 1).
Величина силы потока, способного сбить человека с ног, должна быть больше или равна силе трения ног туриста о дно реки. На силу трения влияют масса человека, сила сцепления подошв с дном реки. Эта сила в свою очередь зависит от того - босиком турист или в обуви, какая подошва: обычная гладкая, профилированная или отриконенная), от положения ступней ног, величины и расположения камней, характера их поверхности (ровные, скользкие и т. д.). К уменьшению силы трения, начиная с глубины переправы порядка 0,8-1,0 м, приводит и уменьшение массы тела человека. Так, в момент погружения до пояса масса человека средней комплекции уменьшается примерно на 40 кг.
На силу воздействия потока оказывают влияние и габариты той части тела человека, которая погружена в воду. В этом случае имеют значение комплекция туриста, его положение по отношению к потоку, вид одежды (облегающая и нет), погружается дно рюкзака в воду или нет и т. д. С учетом перечисленных моментов получены следующие экспериментальные данные о силе воздействия потока (в кгс) на человека (масса 70 кг, глубина погружения до паха), при которой величина трения уменьшается до нуля, т. е. человека начинает сносить (табл. 2).
Область значений силы потока, при которой возможна организация переправы вброд в зависимости от глубины реки и скорости течения потока, показана на рис. 2.
Рис. 2. Степень опасности переправы вброд в зависимости от скорости течения, характера дна реки, обуви и других факторов (при глубине погружения туриста до паха)
Однако туристы не должны рассчитывать на максимальные нагрузки, которые человек может выдержать в обычных условиях. Неровное дно, характер уклона поверхности камня, на который опирается турист, скользкие или непрочно лежащие камни, резкое изменение скорости течения воды при переправе вброд вблизи скопления больших камней, рывок провисшей (провисающей) страховочной веревки в момент касания ею поверхности воды, возможный удар камнем, который сильный поток тащит за собой по дну реки, наконец, низкая температура воды - все это может привести к потере устойчивости, в результате чего турист будет сбит с ног, даже при средних нагрузках.
У каждого туриста имеются свои данные (рост, масса, сила и опыт), определяющие его индивидуальную "проходимость" водной преграды. Тем не менее, подготовка к сложной переправе и сама переправа вброд требуют от туристов серьезного отношения.
Гидрологи́ческий режи́м – совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта .
Термин «режим» происходит от франц. regime, из лат. regimen – «управление», «правление», regere – «управлять», «направлять», «исправлять» (восходит к праиндоевр. «reg-» «выпрямлять»).
Любой водный объект и его режим могут быть описаны с помощью некоторого набора гидрологических характеристик. Эти характеристики делятся на несколько групп. Приведём основные:
Кроме того, к числу гидрологических обычно относят и очень важные для описания любого водного объекта такие характеристики, как гидрохимические – минерализацию воды (мг/л) или её соленость (г/кг или ‰), содержание отдельных ионов солей, газов, загрязняющих веществ и др.; гидрофизические – плотность воды (кг/м 3), вязкость воды и др.; гидробиологические – состав и численность водных организмов (экз/м 2) и величину биомассы (г/м 3 , г/м 2) и др.
Совокупность гидрологических характеристик данного водного объекта в данном месте и в данный момент времени определяет гидрологическое состояние этого водного объекта.
Гидрологическое состояние водного объекта подобно погоде применительно к состоянию атмосферы подвержено постоянным пространственно-временным изменениям. Это состояние зависит от множества факторов и определяется характером процессов, происходящих в самом водном объекте, его связью с другими водными объектами, атмосферой, литосферой, влиянием хозяйственной деятельности человека и т. д. Однако вследствие сложности и многофакторности этих процессов и связей и недостаточного знания их природы мы часто вынуждены подходить к оценке гидрологического состояния водного объекта как явлению, подверженному случайным изменениям, которые подчиняются вероятностным законам и поддаются статистическому анализу.
При длительных наблюдениях за любым водным объектом обнаруживаются некоторые закономерности в изменениях его гидрологического состояния, например, в течение года. Совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта – это и есть его гидрологический режим. Некоторым аналогом гидрологического режима применительно к атмосфере можно считать климат.
Сущность гидрологического режима водных объектов – это изменения гидрологических характеристик в пространстве и во времени. Под изменением гидрологических характеристик в пространстве понимают их изменение от места к месту (вдоль, поперёк или по глубине реки , вдоль или по глубине моря или озера и т.д.), от одного водного объекта к другому.
Изменение гидрологических характеристик во времени (временная изменчивость) может быть разных масштабов. Например, выделяют изменчивость вековую (с интервалами времени или периодами, исчисляемыми веками); многолетнюю (периоды колебаний – от нескольких лет до многих десятков лет), внутригодовую, или сезонную (изменения в течение года), кратковременную, имеющую период в несколько суток (например, колебания синоптического масштаба с периодом 3–10 дней), сутки (суточная или внутрисуточная изменчивость), минуты и секунды. Главные причины вековой и многолетней изменчивости гидрологических характеристик – долгопериодные изменения климата, а также воздействие хозяйственной деятельности человека. Основные причины внутригодовых (сезонных) изменений – смена сезонов года; колебаний синоптического масштаба – процессы в атмосфере (перемещение циклонов, антициклонов и атмосферных фронтов), изменчивости суточного масштаба – вращение Земли вокруг оси и сопутствующие ему смена дня и ночи и приливы. Природа колебаний самого малого временного масштаба (минуты, секунды) – волны на поверхности воды, макро- и микротурбулентность в водных потоках.
Гидрологический режим водного объекта – хотя и закономерное, но всё же лишь внешнее проявление некоторых более сложных процессов, свойственных водному объекту, или обусловленных его взаимодействием с другими водными объектами, атмосферой, литосферой. Наблюдая за уровнем или расходом воды в реке, например, и выясняя закономерности их изменений, т. е. изучая их режим, мы пока оставляем в стороне причины этих изменений. Для того чтобы их вскрыть, необходимо изучить уже некоторые как внутренние, так и внешние процессы, воздействующие на режим водного объекта. Поэтому гидрологи изучают не только гидрологический режим водных объектов, но и гидрологические процессы, под которыми понимается совокупность физических, химических и биологических процессов, определяющих закономерности формирования гидрологического состояния и режима водного объекта.
Чтобы познать гидрологические процессы в любом водном объекте необходимо изучить, во-первых, явления, происходящие в водной толще рассматриваемого объекта (перемешивание вод, формирование температурной и плотностной стратификации, образование внутриводного льда, продуцирование кислорода благодаря жизнедеятельности зелёных растений и т. д.); во-вторых, процессы на твёрдых границах водного объекта – его дне и берегах (взаимодействие водного потока и грунтов, размыв грунта или аккумуляция наносов и т. д.); в-третьих, явления, происходящие на водной поверхности водного объекта – границе раздела вода–воздух (тепло- и газообмен с атмосферой, испарение воды и конденсация водяного пара, образование или таяние ледяного покрова, возникновение волн и течений под действием ветра и т. д.); в-четвёртых, взаимосвязь данного водного объекта с его водосбором (условия формирования стока воды, наносов, растворённых веществ, теплоты и т. д.).
В качестве примера рассмотрим некоторые характерные черты водного, термического и ледового режима рек в климатических условиях средней полосы России.
Водный режим рек
Во внутригодовом (сезонном) режиме таких рек выделяют ряд типичных периодов (фаз). Для большинства рек различают следующие фазы водного режима: половодье , паводки , межень . Эти фазы режима зависят прежде всего от характера водного питания рек. Выделяют четыре вида (источника) водного питания рек: снеговое, дождевое, ледниковое, подземное.
Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью , высоким и продолжительным подъёмом уровня воды. Половодье формируется как талыми снеговыми, так и дождевыми водами. Таяние снега на равнинах вызывает весеннее половодье, таяние высокогорных снегов и ледников, а также выпадение длительных и сильных летних дождей (например, в условиях муссонного климата) – половодье в тёплую часть года (т. е. весенне-летнее или летнее половодье). Половодье, особенно обусловленное дождями, нередко имеет многовершинную форму.
Паводок – это фаза водного режима, которая может многократно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. В отдельных случаях расход воды на пике паводка может превысить максимальный расход воды половодья, в особенности на малых реках. Различают однопиковые и многопиковые паводки, одиночные паводки и паводочные периоды, когда на реке проходят серии паводков. Иногда паводок накладывается на волну половодья.
В половодья (как весеннее, так и летнее) часто заливается речная пойма . За исключением катастрофических случаев, заливание поймы – событие обычное, регулярное и поэтому не может стать неожиданным для населения и хозяйства. В отличие от половодья паводки обычно менее регулярны и трудно предсказуемы. Поэтому именно неожиданные дождевые паводки и приводят нередко к катастрофическим последствиям.
Межень – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки. В межень реки обычно питаются только подземными водами. На многих реках России выделяют два периода пониженного стока – летнюю и зимнюю межень. В условиях холодного климата малые реки зимой могут иногда промерзать до дна. В условиях засушливого климата малые реки в летнюю межень могут пересыхать.
Для характеристики сезонных изменений водного режима рек обычно строят графики изменения расходов воды в течение года (гидрографы) для типичных по водности лет: самого многоводного и самого маловодного года за весь период наблюдений и года, близкого по водности к средней.
В нашей стране широко распространена довольно простая классификация рек по водному режиму. В этой классификации все реки бывшего СССР (исключая искусственно сильно зарегулированные) разделены на три большие группы: с весенним половодьем, с половодьем в тёплую часть года и с паводочным режимом.
На первом рисунке приведен схематический гидрограф – график изменения расхода воды в течение года (от января до декабря), типичный для рек с весенним половодьем и осенними паводками. Здесь же показано расчленение гидрографа на три вида водного питания: снеговое (в период половодья), дождевое (при паводках) и подземное (грунтовыми водами) (в зимнюю и летнюю межень). У разных рек или даже разных участков одной и той же реки разделение снегового и подземного питания во время половодья представляет сложную гидрологическую задачу. Это разделение зависит от гидрогеологических условий ближайших к реке территорий: водопроницаемости грунтов, высоты залегания водоупора и др. Поэтому в разных условиях возможно разное сочетание снегового и подземного питания и во время половодья. У некоторых рек на пике половодья подземное питание вообще прекращается, и речные воды в это время питают водоносные горизонты . В других случаях в период половодья подземное питание реки, наоборот, возрастает. Возможны и промежуточные ситуации.
Термический режим рек
Поскольку на температуру воды в реке влияют изменения температуры воздуха, основная причина временных изменений температуры воды в реках – метеорологическая.
В условиях умеренного климата наиболее типичны сезонные изменения температуры воды в реках, показанные на втором рисунке. Зимой под ледяным покровом вода у поверхности реки имеет температуру около 0°С. Весной в период повышения температуры воздуха и осенью в период её понижения изменения температуры воды следуют с некоторым отставанием за изменениями температуры воздуха. Максимальная температура воды по величине меньше максимальной температуры воздуха (например, на реках Подмосковья эти температуры соответственно равны приблизительно 22–24 и 28–30°С). Максимум температуры воды наступает несколько позже максимальной температуры воздуха. В связи с тем, что температура воды в реках, как правило, не может приобретать отрицательные значения, среднегодовая температура воды в реках заметно выше, чем среднегодовая температура воздуха.
Помимо сезонных колебаний температура воды в реках обычны и её суточные изменения, которые также отстают от изменения температуры воздуха. Минимальная температура воды обычно наблюдается в утренние часы, максимальная – в 15–17 часов (максимум температуры воздуха обычно наступает на 1–2 ч раньше). На больших реках суточные изменения температуры воды обычно не более 1–2°С, на малых реках они могут быть заметно больше. Суточные колебания температуры воды хорошо выражены на реках, берущих начало из ледников.
Температура речной воды имеет и пространственные изменения. Хорошо известно подчиняющееся широтной зональности изменение температуры воды вдоль крупных рек, текущих в меридиональном направлении. У таких рек наибольшее различие температуры воды вдоль реки отмечается в период нагревания. Часто температура воды в реках изменяется ниже впадения крупных притоков, или весенних ледовых явлений. Замерзание и вскрытие реки происходит через несколько дней после перехода температуры воздуха через 0ºС.
В периоды осенних и весенних ледовых явлений обычно наблюдаются осенний и весенний ледоходы , заторы и зажоры .
В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова
С приходом зимы в жизни рыбы происходит много изменений, и основной из них это изменение пищевых пристрастий. Большинство рыб, которых можно поймать зимой, мечут икру весной, поэтому именно в этот холодный период они ее вынашивают. Естественно, для формирования икры рыба должна питаться. Но зимой нет насекомых, личинки малочисленны и не всегда доступны, солнечного света, кислорода и различных веществ не хватает для роста фито и зоопланктона.
К счастью, рыбы холоднокровны, и их метаболизм зимой очень замедлен, что значительно сокращает их потребность в еде. Но все же питаться рыбе необходимо, и она поедает все фито и зоопланктон, моллюсков, водных червей, нимф и мальков рыб всех видов.Фитопланктон представляет собой скопления микроскопических растений, именно он находится в основании пирамиды кормления в зимний период. Эти растения составляют основу рациона различных мальков. Если солнечного света достаточно (периоды первого и последнего льда), планктон развивается, и его активно поедают мальки и микроскопические животные, составляющие зоопланктон, а последний также поедают мальки.
Питаясь планктоном, мальки подрастают, и уже их размера и количества хватает, чтобы мальком могла кормиться крупная хищная рыба. Также в зимнее время могут быть доступны ракообразные и улитки, личинки некоторых насекомых.
РАСПОЛОЖЕНИЕ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБЫ ЗИМОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАЛИЧИЯ КОРМА
Зимой рыба кормится тем, что доступно, и не особо перебирает, следовательно, она будет находиться там, где расположен этот доступный корм. Например, судак, который кормится сбившейся в стаю мелочью белой рыбы, может находиться в толще воды на открытом месте. Тогда как судак, кормящийся мальком окуня, будет посещать места с тонкими водорослями или глубокие места с твердым дном. При этом окунь, питающийся планктоном, может находиться на отмелях с водной растительностью или стоять в полводы на открытой местности, а окунь, предпочитающий мотыля, будет питаться у дна, причем дно будет илистым.
АКТИВНОСТЬ РЫБЫ ПОДО ЛЬДОМ
Температура воды важна для рыбы, особенно зимой, когда она самая холодная. Температура зимней воды не очень сильно меняется от 0°С сразу подо льдом до +4°С у самого дна водоема. Чем холоднее вода, тем меньше потребность рыбы в пище и кислороде. Но есть еще одна потребность рыбы, которая не зависит от сезона, это безопасность. Именно три эти фактора определяют местоположение и поведение рыбы подо льдом. Рыба должна искать место, где будет в безопасности, где сможет найти корм и где в воде содержится достаточно кислорода.
Эти три фактора напрямую зависят от размера водоема, структуры дна, разнообразия глубин и представленных видов живых организмов, наличия течения, прозрачности воды и т.д. С учетом всего этого рыба и ищет место, наиболее отвечающее ее требованиям.
НЕБОЛЬШИЕ И МЕЛКИЕ ОЗЕРА
Ранней зимой, как только становится лед, рыбу можно найти практически на любой глубине, но все же рыба стремится держаться в самых глубоких местах, где вода более теплая и с устойчивым химическим составом. В середине зимы, когда слой льда становится толще и покрывается снегом, доступ солнечного света ограничивается, из за чего растения вырабатывают намного меньше кислорода. Это заставляет рыбу уходить в более глубокие места в поисках кислорода. Но при этом она покидает место, где была в безопасности и поближе к корму. Из за этого рыба начинает меньше питаться.
Когда лед становится максимально толстым и покрывается большим слоем снега, доступ света к растениям почти полностью блокируется. Они перестают вырабатывать кислород, погибают и не могут больше служить для рыбы укрытием, зоной кормления, и рыба уходит с этих мест, полностью сконцентрировав свои силы на выживании, в этот период ей становится не до еды. Ловить рыбу в это время крайне трудно. Если такая ситуация сохраняется достаточно долго, это может привести к массовой гибели рыбы в водоеме.
БОЛЬШИЕ, ГЛУБОКИЕ ОЗЕРА
По первому льду рыбу можно найти в ямах и на средних глубинах, на отмелях с растительностью. Теплая вода в глубоких ямах обычно удерживает больше рыбы. В середине зимы происходит то же, что и в мелких водоемах, то есть из за ограниченного доступа света растения вырабатывают меньше кислорода. Но в большом водоеме кислорода больше и рыба больше зависит от температуры воды. Поэтому в таких водоемах рыба может скатиться в ямы, но может и стоять в полводы.
При толстом слое льда солнечный свет перестает поступать под лед, но так как в большом водоеме достаточно кислорода, рыба может свободно перемещаться в нем, и ее местонахождение снова диктуется безопасностью, температурой воды и наличием корма.
СЕЗОННЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НЕБОЛЬШИХ И МЕЛКИХ ОЗЕРАХ
Ранняя зима. Лед формируется в основном холодными ночами, но если днем оттепель, то лед может таять. В это время рыба может находиться в любом слое воды, но все же большая ее часть уходит на глубину, где вода теплее.
Середина зимы . Чем глубже, тем меньше света и меньше кислорода. Разлагающиеся растения и животные потребляют кислород, и рыба будет вынуждена перемещаться на все еще богатые кислородом отмели.
Поздняя зима. Кислорода все меньше и только самые верхние слои воды содержат его в достаточном количестве. Если кислород не начнет поступать в водоем с талой водой, то рыба начнет задыхаться и умирать. Светочувствительные рыбы, например, судаки, часто перемещаются по водоему в зависимости от проникновения солнечного света. В глубоких озерах с прозрачной водой, где солнечного света достаточно, судак предпочитает охотиться днем на глубине, а вечером на отмели. Если лед и снег создают тень, то судак может перейти в еще более мелкое место или будет питаться только днем, в зависимости от наличия корма и укрытия. В мелких озерах с мутной водой доступ света ограничен, и в таких водоемах судак больше склонен к кормлению утром и до полудня.
ПОГОДА
Большинство рыболовов понимают, что влияние погоды на рыбу зимой и летом очень похоже. В условиях ясного дня, при высоком давлении рыба менее склонна к кормлению, чем в пасмурный день при низком давлении.
РЕЛЬЕФ ДНА
В озерах с полукруглой формой дна и небольшими препятствиями на дне рыба будет держаться в специфических местах, характерных для данного водоема. Озера, дно которых усеяно многочисленными неровностями, ямами, возвышенностями, предоставляют рыбе больший выбор мест, где много кислорода, укрытий, корма. И чем больше таких неровностей на дне, тем больше рыбы в этом месте.
ПРЕПЯТСТВИЯ НА ДНЕ
Препятствия на дне в виде растительности, коряг, камней, искусственных сооружений всегда привлекают рыбу. Ведь они являются укрытием для кормовой рыбы и засадой для хищника. Зона, в которой присутствуют такого рода подводные преграды, особенно если она достаточно насыщена кислородом, будет самой продуктивной, тем более при подходящих погодных условиях.
ТЕЧЕНИЕ
Еще один важный фактор для подледной ловли. Если у водоема есть приток, то он несет с собой воду, насыщенную кислородом, что привлекает как рыбу, так и объекты ее питания. Течения в местах с небольшими глубинами подмывают лед и тормозят его нарастание, поэтому через тонкий слой льда хорошо проникает солнечный свет. В таких местах растительность на дне живет намного дольше, предоставляя рыбе место для укрытия и насыщая воду кислородом.
СУТОЧНЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЫБЫ
Серьезные зимние рыболовы проводят на льду очень много времени, изучая водоем, рельеф его дна, течения. Когда водоем изучен, они начинают рассматривать, как влияют на поведение рыбы различные факторы погода, степень освещенности, и стараются определить место и время суток, которые лучше всего подходят для ловли того или иного вида рыб. Такие рыболовы знают, что рыба при похожих погодных условиях каждый день посещает те же места, что и днем ранее. Например, судак очень чувствителен к свету, поэтому предпочитает слабо освещенные места и охотится в периоды пониженной освещенности, когда другая рыба уже не охотится, поэтому у судака нет конкурентов.
Щука и окунь склонны держаться на глубине или в укрытиях в разгар дня и предпочитают охотиться именно в дневной период, даже в абсолютно прозрачной воде и при хорошем освещении. Возможно, потому что в это время их основной конкурент судак не активен, и щуке с окунем достается добыча.
Рыба может ежедневно перемещаться от глубины к мелководью и наоборот. Обычно на мелководье рыба выходит, когда она активна, и уходит на глубину, когда ее активность снижается. Рыба не уходит очень далеко в глубину, так как предпочитает находиться вблизи от мелководных укрытий, где много корма. Поэтому не стоит искать самое глубокое место в яме, достаточно найти место, где отмель переходит в свал. Некоторые виды рыб непосредственно подо льдом.
Знать, когда рыба активна, хорошо, но недостаточно для богатого улова. Для полного счастья надо знать, где и когда. И вот это «где» зависит от особенностей водоема.
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ОЗЕРА
Для успешной рыбалки на естественных озерах нужно хорошо изучить очень многие их качества. Каждая из характеристик может помочь открыть тайны зимнего озера. Помня об этом, зимние рыболовы тщательно изучают его глубину, рельеф дна, прозрачность воды, ее насыщенность кислородом, рыб, населяющих водоем.
КАРЬЕРЫ И ПРУДЫ
Очень большое количество рыболовов проводят свое время именно на таких водоемах. В больших прудах и карьерах с глубинами 4,5 6 м хотя бы в четвертой их части состав воды достаточно стабилен и в них редко бывает замор. В более мелких и небольших водоемах обязательно должен быть приток воды, чтобы вода обогащалась кислородом. Наиболее теплые водоемы отличаются активным ростом растительности, в которой водится достаточно много окуня и различной мирной рыбы. Глубокие и холодные водоемы также содержат много кислорода, хотя там меньше растительности, а рыба может быть самых разных видов и в различных количествах.
Карьеры обычно отличаются резким увеличением глубины у берега, причем к середине она может быть очень большой. Дно обычно песчаное или гравийное, поэтому вода в этих водоемах отличается высокой прозрачностью. В карьерах обычно преобладает окунь, разные виды мирной рыбы, реже встречается щука.
ВОДОХРАНИЛИЩА
Искусственные моря образуются, когда реку перегораживают дамбой. Каждый из таких водоемов может иметь свои уникальные характеристики. Так как все эти водоемы создаются на реках, в них есть течение. Речной поток приносит в водоем обогащенную кислородом воду. Но постоянная смена уровня воды может нарушать состояние льда. Как и естественные озера, водохранилища могут отличаться размером, глубинами, рельефом дна, прозрачностью воды и пр.
БОЛЬШИЕ РЕКИ
Из-за постоянного течения русловые участки многих рек могут не покрываться постоянным льдом, поэтому подледная ловля в таких местах не всегда возможна. Однако на участках, расположенных в стороне от основного русла, где подледный лов все же возможен, уловы могут быть очень хорошими. В таких местах результативна ловля судака, окуня и щуки, особенно ближе к последнему льду, когда рыба начинает двигаться вверх по течению к нерестилищам.
На крупных реках, таких, как Днепр, некоторые большие, глубокие с медленным течением участки и ямы возле дамб могут быть населены судаком. Однако постоянное изменение силы течения и уровня воды делает лов на таких реках небезопасным. Состояние льда может меняться чуть ли не ежедневно. Лед, который еще вчера казался таким надежным, уже на следующий день из за подъема уровня воды и течения может ломаться и превращаться в шугу.
