2.3. Вплив фізико-географічних умов на річковий стік
де ω - площа поперечного (живого) перерізу потоку, м 2;
vср ― середня швидкість течії, м/с.
Модуль стоку
де
F― площа водозбору, км 2 .
Обсяг стокуW, млн. м 3 (м 3 , км 3 ) - кількість води, що стікає з басейну річки за якийсь проміжок часу (рік, сезон, місяць і т.д. д.); для річного стоку:
де
Т- кількість секунд на рік, що дорівнює в середньому 31,56 млн.
W― обсяг стоку, млн. м 3 /рік.
Шар стокуh, мм - обсяг води, що стікає з басейну річки за який-небудь проміжок часу (рік, сезон, місяць і т.д.), виражений у вигляді водного шару; для річного стоку:
деW- обсяг стоку, м 3 .
F― площа водозбору, км 2 .
Величина шару стокуh(мм) використовується при воднобалансових розрахунках, у яких вона зіставляється з атмосферними опадами, випаровуванням, при побудові карт стоку та інших випадках.
Коефіцієнт стокуη (безрозмірна величина, менша одиниці) - відношення величини стокуh(мм) до величини атмосферних опадівх(мм), що випали на площу басейну річки :
Величина коефіцієнта стоку η показує, яка частина атмосферних опадів, що випали на площу басейну річки, перетворюється на річковий стік.
2.3. Вплив фізико-географічних умов на річковий стік
Основними факторами та умовами формування річкового стоку є кліматичні умови, геоморфологічні (рельєф) фактори, ґрунтово-гідрогеологічні умови, рослинний покрив та геологічні умови (тектоніка).
Кліматичні умови. Об'єм річкового стоку та його режим знаходиться в тісній залежності від умов, що визначають співвідношення тепла та вологи. Для того, щоб існувала річка, кількість атмосферних опадів, що випали на водозбір, має бути достатньою для підтримки постійної течії та компенсації втрат на випаровування, транспірацію, фільтрацію в ґрунти тощо.
Мінімальна величина річного шару опадів, необхідна на утворення та існування річок, становить у середніх широтах 250 мм, у субтропіках – 500 мм, у тропіках – 700-1000 мм. Разом з тим, існують транзитні річки, що живляться водою у вологих областях, водність яких настільки значна, що вони можуть перетинати посушливі території, втрачаючи лише частину води, але не пересихаючи (наприклад, Ніл).
Нерівномірність випадання опадів у сезонному розрізі позначається на нерівномірності стоку. У зоні помірного клімату основний обсяг річного стоку формується внаслідок сніготанення. У посушливому кліматі стік більш мінливий: у періоди тривалої відсутності дощів він може тимчасово бути відсутнім, при цьому на максимальний стік великий вплив надає інтенсивність та тривалість злив (зона мусонного клімату тощо).
Геоморфологічні фактори (рельєф). Характер рельєфу водозбору визначає ухили та густоту річкової та ярово-балкової мережі. Велика величина крутості схилів і ухилів русел сприяють зростанню швидкостей стікання води зі схилів і швидкостей течії в руслах, отже, і збільшення річкового стоку.
Грунтово-гідрогеологічні умови. Вплив цих умов проявляється у формі акумуляції води у ґрунтоґрунтах. Чим більшеводопроникність порід і потужніша відкладення, тим більше підземна ємність та її регулююча здатність. В областях з сильно розвиненим карстом схиловий стік поглинається карстовими воронками, частка підземного живлення у стоку при цьому підвищена (порівняно з зональними величинами. Чим глибше врізані долина та русла, тим більше водоносних горизонтів бере участь у харчуванні річки.
Рослинний покрив. Рослинний покрив, впливаючи на інтенсивність сніготанення та швидкість стікання води по земній поверхні, тим самим впливає і на водний режим. Вплив лісу на режим стоку проявляється подвійно. З одного боку, за рахунок запізнення сніготанення в лісі, весняна повінь затягується; з іншого боку, за рахунок великої інфільтраційної здатності лісових ґрунтів та лісової підстилки, значна частина поверхневого стоку переходить у підземний. Внаслідок цього стік із лісових ділянок відбувається більш рівномірно, ніж з безлісих.
Геологічні умови. Тектонічні рухи земної кори можуть спричинити міграцію річок, зміну режиму стоку та інтенсивність ерозії.
У багатьох районах значний вплив на величину та режим річкового стоку надає господарська діяльність (її вплив на руслові процеси розглянуто у наступних розділах).
Помітне впливом геть величину і рівномірність стоку надає величина водозбору. Чим більша площа водозбору, тим рівномірніший стік завдяки збільшенню частки підземного (ґрунтового) живлення. На великих водозборах більш явно виражена зональність формування стоку, на малих водозборах істотний внесок роблять азональні чинники.
Оскільки умови та фактори формування стоку змінюються у просторі, то й величина стоку води розподілена територією нерівномірно. Отриматиоб'єктивне уявлення про просторовий розподіл річкового стоку можна двома шляхами:
1) аналізуючи зміну витрати води чи обсягу стоку по довжині річки;
2) розглядаючи розподіл за територією характеристик стоку, які не залежать від площі басейну і тому допускають їх картографування, тобто модуля (шару або коефіцієнта) стоку.
Як приклад першого підходу до аналізу просторового розподілу стоку можна навести стрибкоподібне збільшення стоку після впадання приток, що призводить до збільшення площі водозбору головної річки.
При другому підході аналізується розподіл середнього багаторічного модуля (шару чи коефіцієнта) стоку територією. Найбільш характерні особливості розподілу середнього багаторічного річного модуля стоку на території Білорусі наступні:
а) широтна зональність, що виявляється у закономірному зменшенні модуля стоку з півночі на південь: від 7,5 л/с∙км 2 - на півночі та північному сході до 3,0 л/с∙км 2 - на півдні та південному сході , де у зв'язку з віддаленням від джерела вологи (Атлантичного океану) спостерігається зменшення опадів та стоку.
б) збільшення стоку на височинах (Ошмянська, Мінська, Гродокська) та його зменшення в межах Поліської низовини (Прип'ятського прогину).
в) зміна стоку (порівняно з зональним), пов'язане із впливом азональних факторів, особливо на водозборах малих річок (ґрунтово-гідрогеологічні умови, рослинність, господарська діяльність тощо).