Wody płynące znane są nam najczęściej pod pojęciem rzek – płynących od źródła do ujścia, będących źródłem wody, ryb i rozmaitych form terenu przez nie ukształtowanych. Niosą one jednak także ze sobą zagrożenie powodziowe.

Spis tematów (kliknij, aby przejść do wyboru tematów)


Hydrosfera

III Rzeki na Ziemi

Rzeka to jeden z cieków występujących na Ziemi, który charakteryzuje się stałym przemieszczaniem wody w określonym kierunku. Jest jedną z możliwości występowania na Ziemi wód powierzchniowych. Cieki mniejsze od rzek ale o szybkim nurcie nazywane są strumieniami (głownie na nizinach) lub potokami (na terenach o dużych spadkach terenu np. w górach). Cieki powolne na nizinach to z kolei strugi.

Dział hydrologii zajmujący się wodami powierzchniowymi to potamologia.

1. System rzeczny

Prosty schemat systemu rzecznego

Źródło: Opracowanie własne – Julia Babś

System rzeczny to rzeka główna wraz z jej dopływami. Zaczyna ona swój bieg u źródła, najczęściej położonego w górach lub na innych obszarach wyniesionych (choć nie musi tak być). Biegnie ona do ujścia, które może mieć różny charakter. Elementem systemu rzecznego jest zlewnia czyli obszar, z którego wody spływają do jednej rzeki. Zlewnia całej rzeki głównej wraz ze zlewniami wszystkich jej dopływów (czyli taka zlewnia, która obejmuje cały system rzeczny) tworzy z kolei dorzecze.

Granica zlewni (dorzecza) – dział wodny (wododział), na mapach najczęściej zaznaczany czerwoną linią, biegnie po punktach, które rozgraniczają obszar zasilania danego obszaru np. po szczytach wzniesień (które w naturalny sposób rozgraniczają obszary z których wody spływają do jednej rzeki od innych obszarów) i zamyka się w miejscu zakończenia rzeki (u jej ujścia do morza/jeziora lub do innej rzeki).

Większość dużych rzek ma także dopływy czyli (mniejsze) rzeki, które kończą swój bieg zasilając inną (większą) rzekę swoimi wodami. Dopływy można zhierarchizować numerycznie. Dopływami pierwszego rzędu są rzeki bezpośrednio wpadające do rzeki głównej, ale one również mogą mieć swoje własne dopływy, które dla rzeki głównej są dopływami kolejnego rzędu (np. II, III itd.).

Osobną kategorią systemu są obszary bezodpływowe. To takie tereny, z których wody nie uchodzą (drogą powierzchniową) do mórz i oceanów. Dzieje się tak najczęściej w górach, gdzie naturalne wyniosłości terenu uniemożliwiają części wody deszczowej zasilanie rzek uchodzących do morza. W zlewni obszaru bezodpływowego mogą powstawać rzeki i jeziora, ale są one odcięte od innych systemów. W obszarze bezodpływowym dochodzi jednakże do wsiąkania i parowania, o intensywności zależnej od czynników lokalnych.

2. Rzeki na Ziemi

Rozmieszczenie systemów rzecznych na Ziemi jest silnie zróżnicowane. Łatwo można wskazać miejsca, gdzie występuje wiele rzek o licznych dopływach. Są jednak także na Ziemi miejsca o bardzo skąpych systemach lub wręcz pozbawione rzek.

Rozmieszczenie najistotniejszych rzek na Ziemi

Źródło: https://public.tableau.com/profile/ben.jones#!/vizhome/WorldRivers_Robinson/Robinson

Czynnikami, które kształtują rozmieszczenie systemów rzecznych są:

  • Klimat – bardzo istotny czynnik. Zależność wydaje się logiczna – miejsca, gdzie występują istotne opady pokrywają się z miejscami występowania większości rzek (strefy równikowe i umiarkowane). Z kolei obszary suche (strefy zwrotnikowe, miejsca oddziaływania zimnych prądów morskich) są praktycznie pozbawione naturalnych cieków (wyjątek to rzeki mające źródło poza tym obszarem i tylko przez ten obszar przepływające np. Nil). Rzeki nie występują też na obszarach polarnych (zbyt zimno – zamarzają).
  • Ukształtowanie terenu – wpływa lokalnie na miejsce rozpoczęcia rzeki, gdyż większość źródeł (zwłaszcza dużych rzek) zlokalizowana jest w górach. Wpływa także na kierunek płynięcia i obszary zlewisk mórz i oceanów. Obszary górskie w naturalny sposób mają także większe opady (opad orograficzny) i tym samym częściej stają się obszarami źródłowymi dla rzek.
  • Warunki geologiczne – ten czynnik odnosi się przede wszystkim do typu skał budujących podłoże (skały przepuszczalne i nieprzepuszczalne). Jednym ze skutków mogą być źródła artezyjskie. Głębokość zalegania skał nieprzepuszczalnych wpływa także na miejsce lokalizacji źródeł klasycznych, zwłaszcza w górach.

3. Podział rzek

Rzeki można podzielić według różnych kryteriów, ale najczęściej robi się to uwzględniając ciągłość ich płynięcia. Dzielimy je na:

  • Stałe – płyną przez cały rok. Poziom wody w rzece może ulegać zmianie, ale nigdy nie wysychają całkowicie. Większość istotnych rzek jest tej kategorii.
  • Okresowe (sezonowe/periodyczne) – płyną przez część roku (np. kilka miesięcy), ale w sposób powtarzalny w cyklu wieloletnim. Dotyczy to takich obszarów klimatycznych, gdzie typowe dla klimatu jest występowanie pory deszczowej i pory suchej. Rzeki pojawiają się w porze deszczowej, a w porze suchej zanikają.
  • Epizodyczne  – nietypowe rzeki, które pojawiają się tylko po dużych opadach, które nie występują regularnie. Mogą pojawiać się wielokrotnie w tym samym miejscu lub wyłącznie jeden raz. Koryto poza epizodem wystąpienia deszczu jest całkowicie suche. Taka sytuacja zachodzi często na pustyniach strefy zwrotnikowej, gdzie opady występują rzadko i mają gwałtowny charakter. Paradoksalnie rzeki epizodyczne są bardzo groźne, gdyż gwałtownie przybierają wody i często płyną w sposób trudny do przewidzenia.

Ciekawym zjawiskiem związanym z rzekami okresowymi i rzadziej epizodycznymi, jest występowanie suchych dolin rzecznych, które wypełniają się wodą tylko w porze deszczowej (w przypadku rzek okresowych) lub po gwałtownych opadach (w przypadku rzek epizodycznych). Takie doliny nazywamy wadi lub ued. Nazwa pochodzi od arabskiego określenia doliny. Zjawisko obserwowane jest wyłącznie na obszarach pustynnych.

Wadi (ued) rzeki Nahal Paran w Izraelu

Źródło: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/81/NachalParan1.jpg/220px-NachalParan1.jpg

4. Ustroje rzek

Wszystkie (stałe) rzeki na Ziemi mają określone ustroje (nazywane też reżimami), czyli typowy dla siebie rytm wahań poziomu wody w rzece, mierzonej na podstawie wielkości przepływu (ilości wody płynącej przez koryto, najczęściej w m3/s lub l/s, albo w km3/rok) lub stanu wody (wysokości poziomu wody w korycie w metrach i centymetrach, najczęściej w odniesieniu do jakiegoś poziomu). Okresy zwiększenia ilości wody w rzece nazywamy wezbraniami (które mogą także prowadzić do powodzi), z kolei okresy obniżenia poziomu wody to niżówki.

Nazwy ustrojów odnoszą się do sposobu zasilania rzek. Zależą one w największym stopniu od klimatu. Źródłem wody w rzece mogą być:

  • opady (zwłaszcza deszcz)
  • roztopy śniegu lub lodowców górskich
  • wody podziemne
  • jeziora

Rodzajami ustrojów rzecznych są:

1. Ustroje proste – charakteryzują się jednym głównym źródłem zasilania i (z pewnymi wyjątkami) jednym okresem wezbrania, a przez pozostałą część roku znacznie niższym poziomem wody. Należą do nich:

  • Ustrój deszczowy – woda w rzece pochodzi wyłącznie lub głównie z zasilających ją opadów deszczu (które bezpośrednio lub pośrednio spływają do koryta). Wahania poziomu wody zależą od sezonowego rozkładu opadów typowych dla danego klimatu. Taki ustrój cechuje obszary o wysokich temperaturach, istnieje kilka odmian tego ustroju:

a) Równikowy – praktycznie jedyny przypadek, gdy poziom wody w rzece jest względnie stały. Obejmuje obszary w strefie równikowej. Niewielkie wahania związane są ze zmianą zenitalnego położenia Słońca. Występują wahania sezonowe, ale wysoki poziom wody występuje przez cały rok, ze względu na całoroczne wysokie opady.

Ustrój deszczowy równikowy – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

b) Podrównikowy – charakteryzuje się wezbraniem w porze deszczowej (latem – w czasie zenitalnego położenia Słońca) i niżówką w porze suchej (zimą). Obejmuje obszary w strefie podrównikowej. Wahania poziomu wody są bardzo wysokie, w porze deszczowej koryto może nawet niemal całkowicie wyschnąć.

Ustrój deszczowy podrównikowy – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

c) Monsunowy – podobny do podrównikowego, ale wahania poziomu wody wywołane są przez rytm monsunu (wezbranie w czasie monsunu letniego i niżówka w czasie monsunu zimowego). Obejmuje obszary oddziaływania monsunu w Azji Południowej i Azji Połduniowo-Wschodniej. Wahania poziomu wody są bardzo wysokie, w porze suchej koryto może prawie całkowicie wyschnąć.

Ustrój deszczowy monsunowy – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

d) Śródziemnomorski – charakteryzuje się wezbraniem zimą (okres zwiększonych opadów) i niżówką latem (mniejsze opady, duże parowanie). Obejmuje obszary Europy Południowej i innych fragmentów basenu Morza Śródziemnego leżących w strefie klimatu podzwrotnikowego wilgotnego. Wahania poziomu wody w rzece są znaczące.

Ustrój deszczowy śródziemnomorski – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

e) Oceaniczny – mimo dużych całorocznych opadów, wezbranie występują zimą ze względu na niższe parowanie. Latem wzrost parowania prowadzi do niżówki. Obejmuje obszary klimatów umiarkowanych położnych w bezpośrednim sąsiedztwie mórz i oceanów, a także obszarów poddanych działaniu ciepłych prądów morskich np. w Europie Zachodniej. Poziom wody w rzece jest wysoki przez cały rok, ale znacznie wyższy zimą.

Ustrój deszczowy oceaniczny – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.
  • Ustrój śnieżny – woda w rzece może pochodzić z różnych źródeł, ale decydującą rolę odgrywają wiosenne roztopy śniegu, kiedy poziom wody jest najwyższy, a przez pozostałą część roku pozostaje niewielki (im dłuższy czas od roztopów tym niższy poziom wody). Wzrost wielkości przepływu na wiosnę jest bardzo gwałtowny. Taki ustrój cechuje niektóre rzeki obszarów chłodnej strefy umiarkowanej. Niektórzy badacze dzielą także ustroje śnieżne ze względu na okres wystąpienia wezbrania na śnieżne górskie (późna wiosna) i śnieżne równinne (wczesna wiosna).

Ustrój śnieżny – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.
  • Ustrój lodowcowy – źródłem wody w rzece jest topniejący lodowiec górski. Topnienie rozpoczyna się późną wiosną, a szczyt przypada na lato – wtedy też poziom wody w rzece jest najwyższy. W okresie ochłodzenia (od jesieni do wczesnej wiosny), gdy lodowiec przyrasta zamiast topnieć, poziom wody znacząco się obniża.

Ustrój lodowcowy – przykłady rzek

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

2. Ustroje złożone – charakteryzują się dwoma źródłami zasilania – najczęściej deszczem i śniegiem. Najczęściej mają dwa wezbrania i dwie niżówki. Należą do nich:

  • Ustrój śnieżno-deszczowy – woda w rzece pochodzi z roztopów (wiosną) oraz z opadów deszczu (latem). Wezbranie spowodowane roztopami (wiosenne) jest wyższe niż wezbranie spowodowane opadami (letnie). Taki reżim określa się dla większości rzek w Polsce, zwłaszcza w środkowym i dolnym biegu, w tym dla Wisły.
  • Ustrój deszczowo-śnieżny – woda w rzece pochodzi z roztopów (wiosną) oraz z opadów deszczu (latem). Wezbranie spowodowane deszczem (letnie) jest wyższe niż wezbranie spowodowane roztopami (wiosenne). Dotyczy przede wszystkim górskich rzek i górskich odcinków innych rzek, w tym min. na Dunajcu.

Porównanie ustroju rzecznego Wisły w Warszawie (śnieżno-deszczowy) z Tczewem (większa przewaga śnieżnego)

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych rozproszonych.

Inne, rzadsze możliwości: ustrój deszczowy o kilku typach (dotyczy długich rzek, płynących w układzie południkowym np. Nil), ustrój śnieżno-deszczowy (Amur) lub deszczowo-śnieżny, gdzie część deszczowa jest typu monsunowego, ustrój deszczowo-lodowcowy (dolny Rodan i Ren) lub lodowcowo-deszczowy, a także taki sam ustrój z wariantem deszczu monsunowego (oba ostatnie typy dotyczą niemal wyłącznie Azji np. Mekong). Istnieją także rzeki o ustroju mieszanym: lodowcowo-śnieżno-deszczowym (Indus) i inne.


5. Powodzie

Nie każde podniesienie poziomu wody w rzece jest równoznaczne z powodzią. Nawet przelanie się wody przez koryto jest nadal tylko wezbraniem. O powodzi mówimy dopiero wtedy, gdy zostaną spowodowane jakiekolwiek straty społeczno-gospodarcze.

Powódź i jej przeciwieństwo – susza, są zjawiskami hydrologicznymi, ale największy wpływ na ich powstawanie mają zjawiska meteorologiczne.

Powodzie dzielimy ze względu na sposób powstawania na:

  • Roztopowe – występujące na wiosnę, związane z szybkim topnieniem pokrywy śnieżnej i ewentualnie – lodowców górskich. Szczególnie niebezpieczne są sytuacje, gdy śnieg i lód topią się najpierw w górnej części biegu rzeki, a dopiero później w odcinku ujściowym, co zwiększa obciążenie koryta ilością odprowadzanej wody. W Polsce z takim zagrożeniem mamy do czynienia od marca do maja.
  • Opadowe – występują w sezonie deszczowym, najczęściej latem, często jako skutek długotrwałych, a czasem dodatkowo gwałtownych opadów deszczu. Najczęściej trwają krócej, ale są postępują zdecydowanie bardziej dynamicznie. W Polsce pojawiają się głównie w okresie od lipca do września.
  • Zatorowe – są związane nie tyle ze samym zwiększeniem poziomu wody, co z zapchaniem mechanicznym koryta. Może być ono spowodowane (najczęściej) zaleganiem kry lodowej na rzece w dolnym biegu, przy jednoczesnym niezamarzniętym górnym biegu skąd napływa woda. Inne elementy fizyczne np. powalone drzewa mogą na mniejszych rzekach skutkować podobnie. W Polsce mamy z takimi sytuacjami do czynienia rzadko, najczęściej w okresie od grudnia do lutego.
  • Sztormowe – dotyczą wybrzeża i ujściowych odcinków rzek. Pojawiają się gdy silne wiatry wieją z nad morza w kierunku lądu, spychając uchodzące do morza rzeki z powrotem w górę nurtu, spiętrzając poziom wody w dolnym biegu rzeki. Najgroźniejszą możliwością jest, gdy taki typ powodzi współwystępuje z innym. Takie zagrożenie ma charakter całoroczny.

Skutki powodzi są katastrofalne i bardzo drogie w usuwaniu. Ze szczegółami możesz zapoznać się klikając tutaj.