4.11. Термічний режим річок

Температурний режим річок формується в результаті обміну теплом між водною масою і атмосферою та ложем русла. У літній період, коли поверхня річок вільна від льоду, інтенсивний теплообмін відбувається з атмосферою; взимку за наявності льодового покриву більш інтенсивний обмін теплом має місце з руслом річки. Влітку водна маса віддає тепло ложу річки, а взимку, навпаки, потік тепла іде від дна до води.

Зміна температури річкової води – це наслідок зміни складових теплового балансу даної ділянки річки. Рівняння теплового балансу має такий вигляд:

Sв + Sср + Sва – Sів ± Sma ± Sвк ± Sлр + Sгв ± Sос ± Sл + Sке – Sн = St,

де Sв – тепло, що надходить разом із водою через верхній створ;

Sср – сумарна сонячна радіація;

Sва – зустрічне випромінювання атмосфери;

Sів – витрати тепла поверхнею води шляхом довгохвильового випромінювання;

Sma – турбулентний обмін тепла з атмосферою;

Sвк – тепло, що витрачається на випаровування або виділяється при конденсації;

Sлр – теплообмін із ложем річки;

Sгв – тепло, що надходить із ґрунтовими водами;

Sос – тепло, що надходить із рідкими опадами або витрачається на танення твердих опадів;

Sл – тепло, що виділяється під час утворення льоду або витрачається під час його танення;

Sке – тепло, що виділяється при розсіюванні кінетичної енергії;

Sн – тепло, що виноситься разом із водою через нижній створ;

St – зміна запасу тепла у водній масі за час на безприточній ділянці річки.

Співвідношення між елементами теплового балансу змінюються разом із зміною метеорологічних елементів. Тому кожному сезону рокувластиві певні співвідношення між прибутком і витратою тепла. Навесні і влітку прибуток тепла перевищує витрату і вода нагрівається.Максимальна температура водибуває в липні-серпні (25 –34°С),коли утворюється рівновага між прибутком і витратою тепла. У цей період вода нагрівається, стає тепліша від порід, які складають русло, і частину тепла віддає ложу річки. Восени вода, а через неї і ложе русла починають віддавати тепло в атмосферу. Взимку під льодом температура води майже постійна і близька до 0°С.Мінімальна температура води– на початку льодоставу. Максимальна температура води менша від максимальної температури повітря і настає дещо пізніше від неї. Температура води в річках не буває від’ємною, і тому середня річна температура води в річках значно вища, ніж середня річна температура повітря.

Крім сезонних коливань температури води в річках, відбуваються і добові зміни: максимальна температура води о 15–17 годині (повітря на 1–2 години раніше), мінімальна – вранці. Температура води змінюєтьсяпо живому перерізу, довжині й глибині річки.По ширині й глибині річкитемпература води змінюється мало внаслідок турбулентного перемішування. Так, влітку температура біля берегів вища ніж на середині річки, а восени – навпаки. Влітку– вдень вода на поверхні тепліша, ніж біля дна, а вночі – навпаки.

По довжинірічок зміна температури води обумовлюється зміною джерел живлення, проточності, кліматичних умов природних зон. Так, температура води великих річок, які течуть із півночі на південь, підвищується до самого гирла, якщо вони не приймають приток з більш холодною водою. На річках широтного напрямку температура води змінюється мало, за винятком верхів’я цих річок, де температура поступово підвищується на деякій відстані від витоку. При зміні напряму течії річки температура води по довжині її знижується або підвищується залежно від того, куди (на північ, південь) тече річка. На гірських річках температура води також підвищується вниз за течією.