На равнинных реках России максимальные расходы воды наблюдаются в весеннее время, когда тают снега и половодье затапливает пойму, ширина которой может достигать десятка, а на Оби и Лене — нескольких десятков километров. Накопившийся за холодный период снег в бассейне реки за несколько недель стаивает, и русла рек переполняются водой.
Естественно, климатические особенности разных регионов России, сказываются достаточно четко в подъемах и спадах воды на реках.
В Европейской России более 70 процентов стока паводков проходят за две — три декады. На реках Восточной Сибири высокие уровни воды в руслах поддерживаются летними осадками, иногда до августа месяца. Реки Дальнего Востока, благодаря приносу дождей муссонами в июле — августе, выходят из берегов и затапливают днище долин. Тогда на помощь призываются сотрудники МЧС, воинские соединения, которые эвакуируют в безопасные места жителей пострадавших от наводнения районов.
Но еще одно грандиозное явление, характерное для рек России, заслуживает внимания. Это — ледяной панцирь, который сковывает русла рек на месяцы, а иногда они остаются подо льдом большую часть года. Такое явление характерно для рек севера Восточной Сибири и Северо-Востока нашей страны. Здесь реки лишаются ледяного покрова только на 3–4 месяца в году.
А вот известные реки Северного Кавказа — Терек и Кубань — замерзают не каждый год, да и толщина льда на них редко превышает 10–15 см.
Чем дальше на восток, а точнее на северо-восток нашей страны, тем толще ледяной панцирь. Если на Волге (до постройки водохранилищ) лед имел максимальную толщину в 100–110 см, а у Астрахани — 50 см, то на р. Лене, в низовьях, мощность льда может превышать 2 м. Местами, на отмелях и прибрежных мелководьях, река промерзает до дна, сужая живое сечение русла. Тогда грунтовое питание поддерживает русловой поток, но расход воды в нем падает в десятки раз.
Половодье и ледоход — две составляющие единого процесса таяния снегов. Подъем воды в русле срывает льды — «тяжелые покровы свои» (М.В. Ломоносов) и начинается движение льдин, которые трутся друг о друга, крошатся, а над рекой стоит шорох, изредка, треск, ломающихся льдин. Но на северных реках и реках Сибири волна половодья движется с юга на север. Поэтому в верховьях раньше наступает тепло, реки раньше вскрываются, ледоход натыкается на еще не нарушенный ледовый покров, образуются заторы — ледяные плотины, подпруживающие реку, уровень воды повышается. Например, на Лене раньше всего половодье начинается в верхнем течении (в конце апреля), а затем постепенно доходит до низовья (в середине июня). Подъем воды над средним, или меженным, т.е. самым низким уровнем воды в реке, может достигать 20 и даже 30 м. Очевидно, что такая плотина под напором воды прорывается, и колоссальная масса воды и льда сметает все на своем пути. Замерзает река, наоборот, от низовий к верхам. На некоторых участках этот процесс происходит довольно необычно: замерзание начинается не с поверхности, а со дна.
Наводнения на Лене (а их предшественниками бывают сильные морозы), превращающие долины в огромные озера, повторяются раз в 20–30 лет, а с периодичностью в 50–100 лет — становятся катастрофическими. Таким было и наводнение в 2001 г. Зима была исключительно суровой, на юге Восточной Сибири долго держалась температура около –50°С, лед образовался очень мощный. Весна настала дружная. Еще один фактор — промерзание грунта, препятствующее просачиванию в него воды, — в Восточной Сибири действует постоянно, там многолетняя мерзлота. Тогда затор льда у острова Бата, что расположен ниже г. Ленска, вызвал подъем воды на 20 м. Большая часть города была затоплена, только усилиями работников МЧС удалось избежать жертв.
Но наводнения возможны из-за морских приливов, ветрового нагона воды в устьях рек. Классический пример подобных наводнений в мире — Венеция, в России — Петербург. Нева за триста с лишним лет около 350 раз выходила из берегов, затопляя город. 19 ноября 1824 г. уровень воды в устье Невы поднялся на 421 см, т.е. на высоту второго этажа жилого дома. Взбунтовавшаяся водная стихия описана А.С. Пушкиным в поэме «Медный всадник»:
Осада! Приступ! Злые волны.
Как воры лезут в окна. Челны
С разбега стекла бьют кормой.
Лотки под мокрой пеленой,
Обломки хижин, бревна, кровли,
Товар запасливой торговли,
Пожитки бледной нищеты,
Грозой снесенные мосты,
Гробы с размытого кладбища
Плывут по улицам…
Катастрофические наводнения не обошли и Москву. В 1908 г. разбушевавшаяся Москва-река затопила первые этажи домов в Замоскворечье и Дорогомилово, люди вылезали на крыши и взывали о помощи. Киевский вокзал был окружен водой и к нему причаливали лодки.
Причиной учащающихся наводнений и все более высоких подъемов воды в городе послужила огромная по масштабам вырубка лесов в бассейне реки Москвы. Имеющиеся данные с XVII в. наглядно увязывают площади вырубленных в речном бассейне лесов с увеличением частоты катастрофических наводнений. Чтение летописей дает обширный материал о наводнениях, да и вообще о колебаниях уровня воды в руслах рек. Великоустюжская летопись пестрит сведениями о подтоплении города за последние пять — шесть веков. Воды Сухоны вливались в город по сохранившимся понижениям и «промывам» его с частотой раз в три — четыре года.
Наводнения могли быть спасительными — они защищали от врагов. Так полчища монголов в XIII в., шедшие на запад, на Новгородские земли, были остановлены колоссальными разливами рек: водная гладь простиралась до горизонта.
Только регулирование стока с помощью огромных водохранилищ или создание дамб вдоль русел рек, защитит от наводнений, может обезопасить людей от разгула водной стихии.
Причиной локальных наводнений на небольших и средних по размерам реках лесной зоны могут быть заломы — древесные завалы, перегораживающие русла рек. С подмываемых рекой берегов деревья валятся в воду. В излучинах и на мелководье они скапливаются, переплетаясь ветвями, и создают природную деревянную плотину, иногда высотой в 5–8 метров, которая перегораживает русло и приводит к подъему воды. Наиболее часто они возникают на таежных реках Сибири.
Но не только наводнения приносят беду. Минимальные расходы воды в реках (межень), кода только грунтовые воды подпитывают русла рек, приводят к «суши великой», тогда даже такие большие реки, как Днепр у Киева, по летописным сведениям, можно было перейти вброд. Такое падение уровня воды в реках нарушает водоснабжение поселений, наносит ущерб сельскому хозяйству. Недавний пример — сухое лето 2010 г. Неурожай зерновых из-за аномальной засухи в России превратил страну из экспортера в импортера зерновых.
Поэтому в гидрологии, кроме максимальных и средних расходов воды приводятся сведения о минимальных. При среднем расходе в низовьях р. Лены в 17 000 м3/сек, наибольшем, максимальном, 200 000 м3/сек, наименьший расход — 366 м3/сек. Различия в сотни раз!
Реки часто были и остаются естественными границами между государствами: Амур между Россией и Китаем, Самур — между Азербайджаном и Россией. Но существуют трансграничные реки — Днепр, Урал, Иртыш, Западная Двина (Даугава). Трансграничные воды рек принадлежат территориям приграничных государств и составляют часть этих территорий. Поэтому вопросы использования трансграничных водных ресурсов, порой стоят очень остро. Чаще всего не столько из-за забора воды и лова рыбы, сколько из-за интенсивного сброса промышленных отходов и неочищенных сточных вод.