Ре'ки, водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счёт поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Р. являются предметом изучения одного из разделов гидрологии суши — речной гидрологии.
Общие сведения. В каждой р. различают место её зарождения — исток и место (участок) впадения в море, озеро или слияния с др. р. — устье.
Р., непосредственно впадающие в океаны, моря, озёра или теряющиеся в песках и болотах, называются главными; впадающие в главные Р. — притоками. Главная Р. со всеми её притоками образует речную систему, которая характеризуется густотой речной сети. Поверхность суши, с которой речная система собирает свои воды, называется водосбором, или водосборной площадью. Водосборная площадь вместе с верхними слоями земной коры, включающая в себя данную речную систему и отделённая от др. речных систем водоразделами, называется речным бассейном (см. Бассейн речной).
Р. обычно текут в вытянутых пониженных формах рельефа — долинах, наиболее пониженная часть которых называется руслом, а часть дна долины, заливаемая высокими речными водами, — поймой, или пойменной террасой. В руслах чередуются более глубокие места — плёсы и мелководные участки — перекаты. Линия наибольших глубин русла образует фарватер, а линия наибольших скоростей течения называется стрежнем. Разность высот между истоком и устьем Р. называется падением Р.; отношение падения Р. или отдельных её участков к их длине называется уклоном Р. (участка) и выражается в % или в ‰.
В зависимости от рельефа местности, в пределах которой текут Р., они разделяются на горные и равнинные. На многих Р. перемежаются участки горного и равнинного характера. Горные Р., как правило, отличаются большими уклонами, бурным течением, текут в узких долинах; преобладают процессы размыва. Для равнинных Р. характерно наличие извилин русла, или меандр, образующихся в результате русловых процессов. На равнинных Р. чередуются участки размыва русла и аккумуляции на нём наносов, в результате которой образуются мелководья и перекаты, а в устьях — дельты. Иногда ответвленные от Р. рукава сливаются с др. Р. (см. Бифуркация рек).
По поверхности земного шара Р. распределены крайне неравномерно. На каждом материке можно наметить главные водоразделы — границы областей стока, поступающего в различные океаны. Главный водораздел Земли делит поверхность материков на 2 основных бассейна: атлантико-арктический (сток с площади которого поступает в Атлантический и Северный Ледовитый океаны) и тихоокеанский (сток в Тихий и Индийский океаны). Объём стока с площади первого из этих бассейнов значительно больше, чем с площади второго. Густота речной сети и направление течения зависят от комплекса современных природных условий, но часто в той или иной мере сохраняет черты прежних геологических эпох. Наибольшей густоты она достигает в экваториальном поясе, где текут величайшие Р. мира — Амазонка, Конго; в тропических и умеренных поясах она также бывает высокой, особенно в горных районах (Альпы, Кавказ, Скалистые горы и др.). В пустынных областях распространены эпизодически текущие Р., превращающиеся изредка при снеготаянии или интенсивных ливнях в мощные потоки (Р. равнинного Казахстана, уэды Сахары, крики Австралии и др.).
Водный режим. Скорость течения в Р. колеблется в больших пределах — от нескольких см/сек (равнинные Р.) до 6—7 м/сек (горные Р.) и распределяется неравномерно по живому сечению Р. С повышением уровня воды скорость течения, как правило, увеличивается на плёсах и уменьшается на перекатах. Кроме течения, направленного в общем вдоль русла, в речных потоках наблюдаются циркуляционные, винтообразные течения, характер и направление которых зависят от конфигурации русла в поперечном разрезе и в плане. Вследствие турбулентного перемешивания на многих Р. температура воды распределяется равномерно по всему живому сечению Р. температура воды в Р. в тёплый период следует (с некоторым отставанием) за ходом температуры воздуха. Во время ледостава температура воды около 0°С.
Ледовые явления на Р. наблюдаются примерно на 1/4 территории суши, почти исключительно в Северном полушарии. В СССР ледостав раньше всего наступает на Р. Северо-Восточной Сибири (в конце сентября), а позднее всего на Р. юго-западе Европейской части и в Средней Азии (конец декабря — начало января). Наиболее мощный ледяной покров образуется на Р. Восточной Сибири (толщина льда в среднем 1,5—2 м) и сохраняется в течение 9—10 мес. Бурное течение горных Р. не позволяет образоваться ледовому покрову, но многие из них зимой несут большое количество шуги.
Колебания уровня воды в Р. связаны с изменением расходов воды, под которыми понимается количество воды, протекающей в Р. в м3/сек. Уровни и расходы воды и их колебания — главные характеристики водного режима Р. Колебания расходов воды разнообразны и зависят главным образом от сезонной многолетней цикличности и сезонной периодичности их водности.
Р. — важное звено круговорота воды на Земле. Они распределяют ресурсы пресных вод на суше и возвращают воду в Мировой океан. Речные воды обладают весьма высокой активностью водообмена. При объёме русловых вод Р. мира, приблизительно равном 1200 км3, их смена происходит около 33 раз в течение года, т. е. каждые 11 сут.
Источники питания Р. — жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники, подземные воды. Однородного питания Р. в природе почти не наблюдается; оно обычно бывает смешанным (например, р. Риони в СССР в нижнем участке питается жидкими атмосферными осадками, а в верхнем — снеговыми и ледниковыми водами), с преобладанием того или иного источника. В зависимости от особенностей питания различают основные фазы водного режима Р.: половодье, паводок, межень.
Р. экваториального пояса многоводны в течение всего года с некоторой тенденцией увеличения стока осенью; поверхностный сток исключительно дождевого происхождения. В тропической саванне также преобладает дождевое питание, а водность пропорциональна продолжительности влажного и сухого периодов; во влажной саванне половодье на Р. продолжается 6—9 мес, в сухой — уменьшается до 3; довольно существен летний сток. В субтропиках средиземноморского типа Р. преимущественно средней и низкой водности, при преобладании стока зимой. В восточных приокеанических секторах этого пояса (Флорида, низовья р. Янцзы) и в обширных прилегающих к ним районах Юго-Восточной Азии режим Р. находится под влиянием муссонов, с наибольшей водностью летом и наименьшей — зимой. Для умеренного пояса Северного полушария характерна повышенная водность весной — на Ю. преимущественно за счёт дождевого питания; в средней полосе и на С. — половодье снегового происхождения, при более или менее устойчивой летней и зимней межени. Крайний тип режима Р. умеренного пояса, формируемый в условиях резкой континентальности, — кратковременное весеннее половодье при пересыхании Р. в течение большей части года (Р. северного Прикаспия и равнинного Казахстана). На реках Дальнего Востока под влиянием муссонов образуется летнее половодье дождевого происхождения. В районах развития многолетней мерзлоты характерно зимнее пересыхание Р., которое иногда неточно называется перемерзанием Р. На некоторых Р. Восточной Сибири и Урала во время ледостава образуются наледи. В Субарктике таяние снежного покрова происходит поздно, поэтому весеннее половодье переходит на лето. На полярных покровных ледниках Антарктиды и Гренландии процессы абляции происходят на периферийных нешироких полосах, в пределах которых образуются своеобразные Р. в ледяных руслах. Они питаются исключительно ледниковыми водами в течение кратковременного лета.
Особым водным режимом отличаются горные Р. Их питание и водность подчиняются закономерностям высотной поясности, проявление которой меняется в зависимости от экспозиции склонов. Типы режима горных Р. в общем повторяют сказанное в типах широтной зональности: от снеголедникового питания в высокогорном поясе до типа, свойственного данной широтной зоне у подножия гор. Горные Р. (исключая горы Центральной Азии и горы пустыни Атакама) чаще всего весьма водоносны. Особенно это относится к северо-западному склону Скандинавских гор, южной Аляске и Южному острову Новой Зеландии, где годовой слой стока некоторых Р. достигает 10—12 тыс. мм. Данные о размерах и водности главнейших Р. мира приведены в табл. 1.
Табл. 1. — Главнейшие реки земного шара
* Собственно Миссисипи — 3950 км.
Примечание. Все измерения длины рек и площади их бассейнов производятся по картам. Имеющиеся в этом случае расхождения в цифрах объясняются главным образом следующими причинами: различной точностью измерений, зависящей от применяемой методики и от масштаба используемых карт; различной точностью карт; условностью понятий начальной и конечной точек реки, а также главных рукавов (в случае ветвления); фактическим изменением длины реки, в результате естественного и искусственного спрямления русла (достигает десятков и даже сотен км).
Р. производят огромную эрозионную работу: линейную — речными потоками в руслах и на пойме, а на водосборах смыв почвы поверхностным (склоновым) стоком. Сведения о наносах, транспортируемых Р. (т. н. твёрдом стоке), и ионном стоке (растворённых водой веществ) приведены в табл. 2. Современная механическая и химическая работа Р., выраженная в годовом слое продуктов твёрдого и ионного стока, для всей суши составляет 0,077 мм в год, при максимальном значении для Азии (0,16 мм) и минимальном для Африки (0,014 мм).
Табл. 2. — Речные водные ресурсы, твёрдый и ионный сток рек континентов и СССР
1 Исключая Канадский Арктический архипелаг и включая Центральную Америку и Вест-Индию.
2Включая острова Тасманию, Новую Гвинею и Новую Зеландию.
3Исключая Гренландию, Канадский Арктический архипелаг и Антарктиду, общий сток льда и воды с которых оценивается приблизительно в 2200 км3.
4 Включая сток, зарегулированный озёрами.
5 Исключая около 300 км3 транзитного стока.
Речной сток является важнейшим источником ресурсов пресных вод (см. Водные ресурсы). По годовому объёму речного стока (1/8 часть объёма стока Р. земного шара) Советский Союз после Бразилии наиболее богат речными водными ресурсами, но на единицу площади (по слою стока) относится к странам, небогатым водой. Объясняется это прежде всего тем, что по среднему количеству осадков, выпадающих на территории СССР (около 500 мм в год), он ощутимо уступает остальной площади земного шара, что сказывается на стоке Р. Из полного речного стока выделяют 2 части, различные по происхождению и хозяйственному значению: подземный сток и поверхностный сток (см. табл. 2). Важнейшая черта первого — естественная зарегулированность, благодаря чему он может быть использован в течение всего года. Второй вид чаще всего становится доступным для использования после регулирования его с помощью водохранилищ.
Ежегодный объём зарегулированного стока оценивается в 1855 км3, что увеличивает мировой устойчивый речной сток на 15% (соответствующие значения по СССР 280 км3 и 28%). Его преобразования происходят также под влиянием различных мер по увеличению продуктивности земледелия и лесного хозяйства, способствующих повышению инфильтрационной способности почвы, аккумуляции воды в почве и росту расходования почвенной влаги на испарение; в результате этого речной сток уменьшается (например, в ФРГ по этой причине в 1931—60 приблизительно на 15% в сравнении с периодом 1891—1930).
Органический мир. Флора и фауна Р. слагается из бентоса, планктона и нектона. В зависимости от характера дна в Р. обитают различные бентические (донные) животные, состав которых зависит от характера дна и особенно разнообразен на плотных грунтах. Заросли высшей водной растительности (фитобентос) встречаются преимущественно на участках Р. с медленным течением. Эти заросли, а также камни, обрастающие водорослями (а иногда и мхами), служат местом обитания и пищей многочисленных мелких животных. Свободно плавающие взвешенные в воде организмы (планктон) представлены полумикроскопическими и микроскопическими животными (зоопланктон: рачки, коловратки) и водорослями (фитопланктон). К нектону, т. е. подвижным организмам, способным двигаться против течения, относятся рыбы. Беспозвоночные животные, а также некоторые растения, как плавающие, так и придонные, служат пищей для рыб. Наиболее богаты рыбой низовья Р. и их дельты.
Под влиянием планомерного или стихийного воздействия хозяйственной деятельности человека на Р. биологическая продуктивность их значительно изменяется. Создание водохранилищ увеличило площадь водного зеркала многих Р., изменило их режим и кормность (не только по составу кормовых организмов, но и по биомассе), увеличилось количество планктона, который в руслах Р. обычно развит слабо. Т. о. появляются новые рыбохозяйственные угодья, позволяющие получить дополнительную продукцию. Но с созданием плотин и гидроузлов ухудшаются условия миграции и размножения наиболее ценных проходных рыб (особенно лососёвых и осетровых). Отрицательно влияет на биологическую продуктивность загрязнение промышленными и бытовыми сточными водами, отходами лесосплава, а также за счёт выноса с полей удобрений и ядохимикатов. Для компенсации урона широко применяется искусственное разведение проходных и пресноводных рыб, проводятся опыты по акклиматизации отдельных видов, расширяется прудовое рыборазведение.
Хозяйственное значение. Р. — важнейший элемент природной среды, тесно связанный с др. её компонентами. Р. издавна привлекали к себе население как источник питьевой и промышленной воды, естественный водный и санный (в зимнее время) путь (см. Речной транспорт), постоянно возобновляемый источник гидроэнергии (см. Гидроэнергетика), коллектор для вод при осушении прилегающих заболоченных земель. Р. — ценнейшие рыбные угодья. Поймы обладают, как правило, плодородными почвами и богатейшими заливными лугами, часто используемыми под огородные культуры. По долинам Р. в большинстве случаев проходят основные наземные транспортные артерии (железные и автодороги); вдоль Р. располагается преобладающая часть городов и населённых пунктов.
Речные воды служат главнейшим источником водных ресурсов. Ежегодный мировой водозабор из Р., отчасти из подземных горизонтов, в начале 70-х гг. 20 в. достиг почти 3600 км3, более 75% этого объёма расходуется на орошаемое земледелие. Из 600 км3 воды, отбираемой из источников водных ресурсов на все виды водоснабжения, безвозвратный расход (вода, включаемая в состав продукции и потери воды на испарение) составляет 150 км3, т. е. менее 1% устойчивого речного стока. Но при этом образуется 450 км3 отработанных сточных вод, которые после предварительной очистки или без неё сбрасываются в Р. и водоёмы и загрязняют около 5—6 тыс. км3 речного стока, что уже достигает 15% всех ресурсов полного речного стока. В результате этих неблагоприятных явлений воды многих Р. особенно в периоды между паводками загрязнены настолько, что использование их для питьевых и бытовых целей уже невозможно без трудоёмкой предварительной очистки. В связи с этим в районах существенных загрязнений для водоснабжения используются подземные воды (см. Водное хозяйство).
Вопрос о загрязнении речных вод стоит очень остро в Европе и Северной Америке, особенно на В. США, и в некоторых районах Азии. Для борьбы с загрязнением Р. предпринимается ряд мер законодательного, технического и санитарного направлений, которые в конечном счёте должны привести к постепенному прекращению сброса сточных вод в Р. и водоёмы, т. е. к изоляции загрязнённых вод от источников водных ресурсов. В числе этих мер — развитие технологии безводного и безотходного промышленного производства, повторное использование специально подготовленных сточных вод в промышленности и сельском хозяйстве, снижение расходования воды на единицу промышленной и с.-х. продукции, тщательная очистка сточных вод с развитием методов их полной регенерации и др. Существенное значение имеет также регулирование речного стока поверхностными и особенно подземными водохранилищами, отчасти переброска речных вод из районов, где они в избытке.
Лит.: Лопатин Г. В., Наносы рек СССР, М., 1952; Давыдов Л. К., Гидрография СССР, ч. 1—2, Л., 1953—55; Жадин В. И., Герд С. В., Реки, озёра и водохранилища СССР, их фауна и флора,М., 1961: Воскресенский К. П., Норма и изменчивость годового стока рек Советского Союза, Л., 1962; Аполлон Б. А., Учение о реках, 2 изд., М., 1963; Алекин О. А., Бражникова Л. В., Сток растворённых веществ с территории СССР, М., 1964; Великанов М. А., Гидрология суши, 5 изд., Л., 1964; Глушков В. Г., Вопросы теории и методы гидрологических исследований, М., 1961; Соколов А. А., Гидрография СССР, Л., 1964; Авакян А. Б., Шарапов В. А., Водохранилища гидроэлектростанций СССР, 2 изд., М., 1968; Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, Л., 1968; Соколовский Д. Л., Речной сток, Л., 1968; Шнитников А. В., Внутривековая изменчивость компонентов общей увлажненности, Л., 1969; Львович М. И., Реки СССР, М., 1971; Давыдов Л. К., Дмитриева А. А., Конкина Н. Г., Общая гидрология, Л., 1973; Львович М. И., Мировые водные ресурсы и их будущее, М., 1974; Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, Л., 1974.
М. И. Львович.