Особенности горных рек

Особенности рек в горных районах и предгорьях страны обусловлены в первую очередь источниками их питания. Это оказывает влияние на следующие характеристики реки.

Резкие сезонные и суточные колебания уровня воды.

Зимой уровень воды в горных реках резко снижается, скорость течения падает, а участки поверхности реки с наиболее спокойным движением воды замерзают. Летом в верховьях реки наибольший уровень воды наблюдается в самые жаркие месяцы - июле и августе. Для горных рек характерно и суточное изменение уровня воды, которое летом, в жаркие солнечные дни может превысить в верховьях 50 см. Вода в реке начинает прибывать после восхода солнца и достигает максимума в начале второй половины дня-в 15-16 ч. Чем ближе к зоне таяния снежников и ледников, тем раньше поднимается уровень воды. Для средней части течения реки, т. е. далеко от источников ее питания, максимальный уровень воды наблюдается с 16-17 ч и до самой темноты. Но уже в позднее вечернее время, а тем более ночью, когда процесс таяния снега и льда в горах резко сокращается из-за понижения температуры воздуха, уровень воды начинает снижаться, достигая минимального значения к началу рассвета. Поэтому наиболее целесообразное время для переправы вброд - утренние часы - с 5 до 9 часов.

В период пасмурной прохладной и без осадков погоды уровень воды изменяется незначительно, почти не отличаясь от максимального суточного значения.

Во время дождей или теплых ветров (фенов) уровень воды изменяется очень резко, независимо от времени суток. Продолжительные ливневые дожди приводят даже к паводкам, в результате которых могут быть снесены временные мосты и кладки.

Изменение мощности потока.

В верховьях реки сила потока, а также глубина русла относительно невелики. В русле реки, как правило, много крупных камней. В утренние часы они закрыты водой не полностью. Все это позволяет достаточно легко организовать переправу вброд или над водой по камням.

В средней части течения сила потока значительно возрастает за счет стока в основное русло реки горных ручьев с окружающих долину хребтов. Сильное течение увлекает вниз по долине даже большие камни; над водой возвышаются только наиболее крупные из них. Возможность переправы вброд, а также по камням здесь значительно сокращается, целесообразны лишь переправы над водой.

В нижней части течения реки в связи с дальнейшим увеличением ширины и глубины русла и некоторым снижением скорости потока рекомендуется организовывать переправы по воде: на плотах, лодках, с помощью надувных средств (при скорости течения не выше 2,5 м/с).

Сильный поток, помимо непосредственного воздействия на переправляющегося вброд туриста (о чем будет сказано ниже), оказывает влияние и на устойчивость камней. Достаточно небольшого дополнительного движения со стороны туриста: опоры, удара ногой при переправе вброд, прыжка при переправе над водой, чтобы неустойчиво лежащие камни пришли в движение. Но не только сам движущийся камень может сбить туриста с ног, придавить или заклинить его ногу. Попытка избежать встречи с движущимся камнем приводит к потере равновесия, а быстрое течение тут же сбивает туриста с ног. Упавший в воду турист, несмотря на страховку, может получить травму в результате ударов о камни при неуправляемом движении в бурном потоке.

Отсутствие видимости характера дна реки.

Если у значительного количества рек Кавказа, Алтая и Центрального Тянь-Шаня в обычных условиях при глубине потока 50-60 см прозрачность воды позволяет рассмотреть характер дна, то у горных рек Памира, Северного и Западного Тянь-Шаня, Памиро-Алая и Фанских гор из-за наличия в воде мельчайших взвешенных частиц почвы и легкоразмываемых пород дно не просматривается даже на незначительной глубине. В периоды дождей, а также весной во время сильного таяния снега на склонах окружающих долину реки хребтов, схода к реке грунтовых лавин такое явление характерно для всех рек горных районов и предгорий.

Когда дна реки не видно, турист, выбирая опоры для очередного шага, должен буквально прощупывать ногой каждый камень, расположенный по линии движения. Окончательно масса тела на эту ногу переносится только после опробования выбранной опоры на прочность и возможность упора, выдерживающего поток воды.

Низкая температура воды.

Время допустимого пребывания человека в холодной воде зависит от степени погружения тела и, в некоторой степени, от закалки организма. Так, при погружении по колено в воду, имеющую температуру плюс 5°С, это время не должно превышать 12-15 мин. Но в верховьях горной реки вблизи зоны таяния снежников и льда температура воды нередко падает до плюс 2°С. Даже непродолжительное пребывание в такой воде рассеивает внимание туриста, заставляет, вопреки элементарным требованиям обеспечения безопасности, двигаться скорее, не уделяя должного внимания страховке.

Во время сложной переправы вброд через широкую водную преграду в условиях длительного пребывания в воде следует избегать резких движений, так как эластичность связочно-сумочного аппарата ног при охлаждении резко снижается, возможность травматизма возрастает. В том числе и по этой причине достаточно сложные переправы необходимо совершать не только в обуви, но и в носках.

На характер горных рек существенное влияние оказывает рельеф дна долины.

Каменистое, неровное дно придает движению воды турбулентный (беспорядочный) характер, способствующий некоторому снижению общей скорости потока. Вместе с тем, большие камни разбивают поток на отдельные струйные течения, скорость движения которых может превысить максимальную скорость течения неразветвленной части потока.

Крутые берега затрудняют спуск к воде и подъем на противоположный берег переправляющегося, натяжение на нужной высоте над поверхностью потока перил для переправы остальных участников.

Скорость движения потока

Из-за того, что дно горной долины, особенно в верховьях, имеет значительный перепад высот, может достигать 6-7 м/с. На отдельных участках (в теснинах или каньонах), а также на отвесах, где поток превращается в водопад, скорость движения воды еще выше.

Неровное, каменистое и непроглядываемое дно, низкая температура воды, движение, камней по дну реки, крутое берега, шум воды рассеивают внимание переправляющегося, не дают возможности руководителю корректировать передвижение туриста. Внимание туриста отвлекает и мелькание на солнце водных струй и бурунов. Мелькание вызывает даже у некоторых участников головокружение и потерю ориентировки. Все это серьезно осложняет туристам преодоление серьезной водной преграды.

Но самая главная сложность и опасность при переправе вброд - сила воздействия потока, определяемая рядом факторов, важнейшими из которых являются скорость течения и глубина реки (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость силы воздействия потока на туриста от скорости течения воды и глубины погружения человека

1 - глубина погружения до колена; 2 - до паха; 3 - до пояса

При переправе вброд в верховьях горной реки сила воздействия потока на туриста имеет следующие величины (табл. 1).

Величина силы потока, способного сбить человека с ног, должна быть больше или равна силе трения ног туриста о дно реки. На силу трения влияют масса человека, сила сцепления подошв с дном реки. Эта сила в свою очередь зависит от того - босиком турист или в обуви, какая подошва: обычная гладкая, профилированная или отриконенная), от положения ступней ног, величины и расположения камней, характера их поверхности (ровные, скользкие и т. д.). К уменьшению силы трения, начиная с глубины переправы порядка 0,8-1,0 м, приводит и уменьшение массы тела человека. Так, в момент погружения до пояса масса человека средней комплекции уменьшается примерно на 40 кг.

На силу воздействия потока оказывают влияние и габариты той части тела человека, которая погружена в воду. В этом случае имеют значение комплекция туриста, его положение по отношению к потоку, вид одежды (облегающая и нет), погружается дно рюкзака в воду или нет и т. д. С учетом перечисленных моментов получены следующие экспериментальные данные о силе воздействия потока (в кгс) на человека (масса 70 кг, глубина погружения до паха), при которой величина трения уменьшается до нуля, т. е. человека начинает сносить (табл. 2).

Область значений силы потока, при которой возможна организация переправы вброд в зависимости от глубины реки и скорости течения потока, показана на рис. 2.

Рис. 2. Степень опасности переправы вброд в зависимости от скорости течения, характера дна реки, обуви и других факторов (при глубине погружения туриста до паха)

Однако туристы не должны рассчитывать на максимальные нагрузки, которые человек может выдержать в обычных условиях. Неровное дно, характер уклона поверхности камня, на который опирается турист, скользкие или непрочно лежащие камни, резкое изменение скорости течения воды при переправе вброд вблизи скопления больших камней, рывок провисшей (провисающей) страховочной веревки в момент касания ею поверхности воды, возможный удар камнем, который сильный поток тащит за собой по дну реки, наконец, низкая температура воды - все это может привести к потере устойчивости, в результате чего турист будет сбит с ног, даже при средних нагрузках.

У каждого туриста имеются свои данные (рост, масса, сила и опыт), определяющие его индивидуальную "проходимость" водной преграды. Тем не менее, подготовка к сложной переправе и сама переправа вброд требуют от туристов серьезного отношения.

Гидрологи́ческий режи́м – совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта .

Термин «режим» происходит от франц. regime, из лат. regimen – «управление», «правление», regere – «управлять», «направлять», «исправлять» (восходит к праиндоевр. «reg-» «выпрямлять»).

Любой водный объект и его режим могут быть описаны с помощью некоторого набора гидрологических характеристик. Эти характеристики делятся на несколько групп. Приведём основные:

Кроме того, к числу гидрологических обычно относят и очень важные для описания любого водного объекта такие характеристики, как гидрохимические – минерализацию воды (мг/л) или её соленость (г/кг или ‰), содержание отдельных ионов солей, газов, загрязняющих веществ и др.; гидрофизические – плотность воды (кг/м 3), вязкость воды и др.; гидробиологические – состав и численность водных организмов (экз/м 2) и величину биомассы (г/м 3 , г/м 2) и др.

Совокупность гидрологических характеристик данного водного объекта в данном месте и в данный момент времени определяет гидрологическое состояние этого водного объекта.

Гидрологическое состояние водного объекта подобно погоде применительно к состоянию атмосферы подвержено постоянным пространственно-временным изменениям. Это состояние зависит от множества факторов и определяется характером процессов, происходящих в самом водном объекте, его связью с другими водными объектами, атмосферой, литосферой, влиянием хозяйственной деятельности человека и т. д. Однако вследствие сложности и многофакторности этих процессов и связей и недостаточного знания их природы мы часто вынуждены подходить к оценке гидрологического состояния водного объекта как явлению, подверженному случайным изменениям, которые подчиняются вероятностным законам и поддаются статистическому анализу.

При длительных наблюдениях за любым водным объектом обнаруживаются некоторые закономерности в изменениях его гидрологического состояния, например, в течение года. Совокупность закономерно повторяющихся изменений гидрологического состояния водного объекта – это и есть его гидрологический режим. Некоторым аналогом гидрологического режима применительно к атмосфере можно считать климат.

Сущность гидрологического режима водных объектов – это изменения гидрологических характеристик в пространстве и во времени. Под изменением гидрологических характеристик в пространстве понимают их изменение от места к месту (вдоль, поперёк или по глубине реки , вдоль или по глубине моря или озера и т.д.), от одного водного объекта к другому.

Изменение гидрологических характеристик во времени (временная изменчивость) может быть разных масштабов. Например, выделяют изменчивость вековую (с интервалами времени или периодами, исчисляемыми веками); многолетнюю (периоды колебаний – от нескольких лет до многих десятков лет), внутригодовую, или сезонную (изменения в течение года), кратковременную, имеющую период в несколько суток (например, колебания синоптического масштаба с периодом 3–10 дней), сутки (суточная или внутрисуточная изменчивость), минуты и секунды. Главные причины вековой и многолетней изменчивости гидрологических характеристик – долгопериодные изменения климата, а также воздействие хозяйственной деятельности человека. Основные причины внутригодовых (сезонных) изменений – смена сезонов года; колебаний синоптического масштаба – процессы в атмосфере (перемещение циклонов, антициклонов и атмосферных фронтов), изменчивости суточного масштаба – вращение Земли вокруг оси и сопутствующие ему смена дня и ночи и приливы. Природа колебаний самого малого временного масштаба (минуты, секунды) – волны на поверхности воды, макро- и микротурбулентность в водных потоках.

Гидрологический режим водного объекта – хотя и закономерное, но всё же лишь внешнее проявление некоторых более сложных процессов, свойственных водному объекту, или обусловленных его взаимодействием с другими водными объектами, атмосферой, литосферой. Наблюдая за уровнем или расходом воды в реке, например, и выясняя закономерности их изменений, т. е. изучая их режим, мы пока оставляем в стороне причины этих изменений. Для того чтобы их вскрыть, необходимо изучить уже некоторые как внутренние, так и внешние процессы, воздействующие на режим водного объекта. Поэтому гидрологи изучают не только гидрологический режим водных объектов, но и гидрологические процессы, под которыми понимается совокупность физических, химических и биологических процессов, определяющих закономерности формирования гидрологического состояния и режима водного объекта.

Чтобы познать гидрологические процессы в любом водном объекте необходимо изучить, во-первых, явления, происходящие в водной толще рассматриваемого объекта (перемешивание вод, формирование температурной и плотностной стратификации, образование внутриводного льда, продуцирование кислорода благодаря жизнедеятельности зелёных растений и т. д.); во-вторых, процессы на твёрдых границах водного объекта – его дне и берегах (взаимодействие водного потока и грунтов, размыв грунта или аккумуляция наносов и т. д.); в-третьих, явления, происходящие на водной поверхности водного объекта – границе раздела вода–воздух (тепло- и газообмен с атмосферой, испарение воды и конденсация водяного пара, образование или таяние ледяного покрова, возникновение волн и течений под действием ветра и т. д.); в-четвёртых, взаимосвязь данного водного объекта с его водосбором (условия формирования стока воды, наносов, растворённых веществ, теплоты и т. д.).

В качестве примера рассмотрим некоторые характерные черты водного, термического и ледового режима рек в климатических условиях средней полосы России.

Водный режим рек

Во внутригодовом (сезонном) режиме таких рек выделяют ряд типичных периодов (фаз). Для большинства рек различают следующие фазы водного режима: половодье , паводки , межень . Эти фазы режима зависят прежде всего от характера водного питания рек. Выделяют четыре вида (источника) водного питания рек: снеговое, дождевое, ледниковое, подземное.

Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью , высоким и продолжительным подъёмом уровня воды. Половодье формируется как талыми снеговыми, так и дождевыми водами. Таяние снега на равнинах вызывает весеннее половодье, таяние высокогорных снегов и ледников, а также выпадение длительных и сильных летних дождей (например, в условиях муссонного климата) – половодье в тёплую часть года (т. е. весенне-летнее или летнее половодье). Половодье, особенно обусловленное дождями, нередко имеет многовершинную форму.

Паводок – это фаза водного режима, которая может многократно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. В отдельных случаях расход воды на пике паводка может превысить максимальный расход воды половодья, в особенности на малых реках. Различают однопиковые и многопиковые паводки, одиночные паводки и паводочные периоды, когда на реке проходят серии паводков. Иногда паводок накладывается на волну половодья.

В половодья (как весеннее, так и летнее) часто заливается речная пойма . За исключением катастрофических случаев, заливание поймы – событие обычное, регулярное и поэтому не может стать неожиданным для населения и хозяйства. В отличие от половодья паводки обычно менее регулярны и трудно предсказуемы. Поэтому именно неожиданные дождевые паводки и приводят нередко к катастрофическим последствиям.

Межень – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки. В межень реки обычно питаются только подземными водами. На многих реках России выделяют два периода пониженного стока – летнюю и зимнюю межень. В условиях холодного климата малые реки зимой могут иногда промерзать до дна. В условиях засушливого климата малые реки в летнюю межень могут пересыхать.

Для характеристики сезонных изменений водного режима рек обычно строят графики изменения расходов воды в течение года (гидрографы) для типичных по водности лет: самого многоводного и самого маловодного года за весь период наблюдений и года, близкого по водности к средней.

В нашей стране широко распространена довольно простая классификация рек по водному режиму. В этой классификации все реки бывшего СССР (исключая искусственно сильно зарегулированные) разделены на три большие группы: с весенним половодьем, с половодьем в тёплую часть года и с паводочным режимом.

На первом рисунке приведен схематический гидрограф – график изменения расхода воды в течение года (от января до декабря), типичный для рек с весенним половодьем и осенними паводками. Здесь же показано расчленение гидрографа на три вида водного питания: снеговое (в период половодья), дождевое (при паводках) и подземное (грунтовыми водами) (в зимнюю и летнюю межень). У разных рек или даже разных участков одной и той же реки разделение снегового и подземного питания во время половодья представляет сложную гидрологическую задачу. Это разделение зависит от гидрогеологических условий ближайших к реке территорий: водопроницаемости грунтов, высоты залегания водоупора и др. Поэтому в разных условиях возможно разное сочетание снегового и подземного питания и во время половодья. У некоторых рек на пике половодья подземное питание вообще прекращается, и речные воды в это время питают водоносные горизонты . В других случаях в период половодья подземное питание реки, наоборот, возрастает. Возможны и промежуточные ситуации.

Термический режим рек

Поскольку на температуру воды в реке влияют изменения температуры воздуха, основная причина временных изменений температуры воды в реках – метеорологическая.

В условиях умеренного климата наиболее типичны сезонные изменения температуры воды в реках, показанные на втором рисунке. Зимой под ледяным покровом вода у поверхности реки имеет температуру около 0°С. Весной в период повышения температуры воздуха и осенью в период её понижения изменения температуры воды следуют с некоторым отставанием за изменениями температуры воздуха. Максимальная температура воды по величине меньше максимальной температуры воздуха (например, на реках Подмосковья эти температуры соответственно равны приблизительно 22–24 и 28–30°С). Максимум температуры воды наступает несколько позже максимальной температуры воздуха. В связи с тем, что температура воды в реках, как правило, не может приобретать отрицательные значения, среднегодовая температура воды в реках заметно выше, чем среднегодовая температура воздуха.

Помимо сезонных колебаний температура воды в реках обычны и её суточные изменения, которые также отстают от изменения температуры воздуха. Минимальная температура воды обычно наблюдается в утренние часы, максимальная – в 15–17 часов (максимум температуры воздуха обычно наступает на 1–2 ч раньше). На больших реках суточные изменения температуры воды обычно не более 1–2°С, на малых реках они могут быть заметно больше. Суточные колебания температуры воды хорошо выражены на реках, берущих начало из ледников.

Температура речной воды имеет и пространственные изменения. Хорошо известно подчиняющееся широтной зональности изменение температуры воды вдоль крупных рек, текущих в меридиональном направлении. У таких рек наибольшее различие температуры воды вдоль реки отмечается в период нагревания. Часто температура воды в реках изменяется ниже впадения крупных притоков, или весенних ледовых явлений. Замерзание и вскрытие реки происходит через несколько дней после перехода температуры воздуха через 0ºС.

В периоды осенних и весенних ледовых явлений обычно наблюдаются осенний и весенний ледоходы , заторы и зажоры .

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова

Температура подо льдом 0,1-0,3° выше нуля, весной во время ледохода она не превышает 1°. В периоды без ледовых явлений температура воды зависит в основном от температуры воздуха. Среднесуточная температура воды до середины лета обычно ниже, чем воздуха, в конце лета и осенью - выше.

Ниже водохранилищ температура речной воды летом существенно ниже обычной, зимой выше, что приводит к возникновению многокилометровых незамерзающих уча­стков реки. Обильное подземное питание реки охлаждает ее воду в летний период, зи­мой приводит к уменьшению ледяного покрова, а иногда - к образованию полыньей.

Суточные максимумы температуры воды запаздывают на 1-2 часа по сравнению с температурой воздуха.

На малых и средних реках температура воды по глубине практически не меняется, на крупных реках возможно ее уменьшение летом в нижних слоях на 1-2°.

Тепловой сток (W m в Дж или ккал) - количество тепла, проносимое через задан­ный створ реки за интервал времени (∆t ):

W m = L тпл ·ρ·T·V, где V - объем водного стока за тот же интервал времени, Т - средняя температура воды, ρ - ее плотность, L тпл - удельная теплоемкость воды.

Крупные реки, текущие в меридиональном направлении - трансзональные реки - имеют температуру воды, не свойственную рекам данной местности.

Реки по характеру ледового режима делятся на три группы: замерзающие, с неус­тойчивым ледоставом и незамерзающие.

На замерзающих реках выделяют три периода с характерными ледовыми явле­ниями: 1) замерзания, или осенних ледовых явлений, 2) ледостава, 3) вскрытия, или ве­сенних ледовых явлений.

Замерзание рек.При снижении температуры воды до нуля в реке начинаются осенние ледовые явления. Сало- плывущие пятна ледяной пленки, состоящие из кри­сталликов льда в виде тонких игл. Примерно в то же время образуются забереги- по­лосы неподвижного льда у берегов. При переохлаждении воды (до долей градуса ниже нуля) в ее толще и на дне может образовываться внутриводный лед- непрозрачная губчатая, ледяная масса из хаотически сросшихся кристалликов льда. Скопление внут-риводного льда на поверхности или в толще потока образуют шугу.Ее движение назы­вается шугоходом.Одновременно на поверхности образуются льдины, состоящие из кристаллического льда. Их движение - осенний ледоход.Закупорка русла шугой назы­вается зажором,а льдинами - затором.

Ледостав- образование сплошного неподвижного ледяного покрова. Небольшие незамерзающие участки - полыньи.Они связаны с выходами подземных вод или с бурным течением, иногда со сбросом в реку теплых вод промышленными и комму­нальными предприятиями. По мере нарастания толщины ледяного покрова, поперечное сечение русла уменьшается. Под влиянием возникающего напора вода может изливать­ся на поверхность льда. При ее замерзании образуется наледь.

Вскрытие рек. При наступлении положительных температур воздуха весной на­чинается таяние снега, а затем и льда. На реке у берегов образуются полосы чистой во­ды - закраины. Сцепление ледяного покрова с берегом прекращается, появляются трещины. Иногда после этого наблюдаются небольшие (в несколько метров) смещение ледяных полей - подвижки льда. Затем ледяной покров разбивается на отдельные льдины, движение которых образуют весенний ледоход. Чаще, чем осенью, возникают заторы, особенно на крупных реках, текущих с юга на север. На малых реках ледяной покров нередко тает на месте без ледохода.

Глубокая осень. Дни становятся всё короче и короче. Солнце выглянет на минуту из-за тяжёлых туч, скользнёт по земле своим косым лучом и снова скроется. Холодный ветер свободно гуляет по опустевшим полям и обнажённому лесу, выискивая где-нибудь ещё уцелевший цветок или прижавшийся к ветке лист, чтобы сорвать его, высоко поднять и потом бросить в ров, канаву или борозду. По утрам лужи уже покрываются хрустящими льдинками. Только глубокий пруд все ещё не хочет замёрзнуть, и ветер по-прежнему рябит его серую гладь. Но вот уже замелькали пушистые снежинки. Они подолгу крутятся в воздухе, как бы не решаясь упасть на холодную неприветливую землю. Идёт зима.

Тонкая корка льда, образовавшегося сначала у берегов пруда, ползёт на середину к более глубоким местам, и вскоре вся поверхность покрывается чистым прозрачным стеклом льда. Ударили морозы, и лёд стал толстым, чуть не в метр. Однако до дна ещё далеко. Подо льдом даже в сильные морозы сохраняется вода. Почему же глубокий пруд не промерзает до дна? Обитатели водоёмов должны быть благодарны за это одной из особенностей воды. В чём же заключается эта особенность?

Известно, что кузнец сначала нагревает железную шину, а затем надевает её на деревянный обод колеса. Охладившись, шина сделается короче и плотно обожмёт обод. Рельсы никогда не укладываются плотно друг к другу, иначе, нагревшись на солнце, они обязательно изогнутся. Если налить полную бутылку масла и поставить её в тёплую воду, то масло станет переливаться через край.

Из этих примеров ясно, что при нагревании тела расширяются; при охлаждении они сжимаются. Это справедливо почти для всех тел, но для воды этого нельзя утверждать безоговорочно. В отличие от других тел вода при нагревании ведёт себя по-особому. Если при нагревании тело расширяется, значит, оно становится менее плотным, - ведь вещества в этом теле остаётся столько же, а объём его увеличивается. При нагревании жидкостей в прозрачных сосудах можно наблюдать, как более тёплые и потому менее плотные слои поднимаются со дна вверх, а холодные опускаются вниз. На этом основано, между прочим, устройство водяного отопления с естественной циркуляцией воды. Остывая в радиаторах, вода становится плотнее, опускается вниз и поступает в котёл, вытесняя вверх уже нагретую там и потому менее плотную воду.

Подобное движение происходит и в пруду. Отдавая своё тепло холодному воздуху, вода охлаждается с поверхности пруда и, как более плотная, стремится опуститься на дно, вытесняя собой нижние тёплые, менее плотные слои. Однако такое движение будет совершаться только до тех пор, пока вся вода не остынет до плюс 4 градусов. Собравшаяся на дне при температуре 4 градуса вода уже не будет подниматься вверх, хотя бы поверхностные её слои и имели температуру более низкую. Почему?

Вода при 4 градусах имеет самую большую плотность. При всех других температурах - выше или ниже 4 градусов - вода оказывается менее плотной, чем при этой температуре.

В этом и заключается одно из отступлений воды от закономерностей, общих для других жидкостей, одна из её аномалий (аномалия - это отклонение от нормы). Плотность всех других жидкостей, как правило, начиная от температуры плавления, при нагревании уменьшается.

Что же произойдёт дальше при остывании пруда? Верхние слои воды становятся всё менее и менее плотными. Поэтому они остаются на поверхности и при нуле градусов превращаются в лёд. По мере дальнейшего остывания корка льда растёт, а под ним по-прежнему находится жидкая вода с температурой, лежащей между нулём и 4 градусами.

Здесь, вероятно, у многих возникает вопрос: почему же нижняя кромка льда не тает, если она находится в соприкосновении с водой? Потому, что тот слой воды, который непосредственно соприкасается с нижней кромкой льда, имеет температуру нуль градусов. При этой температуре одновременно существуют и лёд и вода. Для того чтобы лёд превратился в воду, необходимо, как увидим дальше, значительное количество тепла. А этого тепла нет. Лёгкий слой воды с температурой в нуль градусов отделяет ото льда более глубокие слои тёплой воды.

Но представьте теперь себе, что вода ведёт себя так, как большинство других жидкостей. Достаточно было бы незначительного мороза, как все реки, озёра, а может быть и северные моря, в течение зимы промёрзли бы до дна. Многие из живых существ подводного царства были бы обречены на гибель.

Правда, если зима очень продолжительна и сурова, то многие не слишком глубокие водоёмы могут промёрзнуть до дна. Но в наших широтах это наблюдается крайне редко. Промерзанию воды до дна препятствует и сам лёд: он плохо проводит тепло и защищает собой нижние слои воды от охлаждения.

Как известно, сильно сказывается на поведении рыбы, особенно когда оно резко падает: рыба в таких случаях чувствует себя плохо, кормится меньше или совсем перестает. Правда, она может несколько улучшить свое самочувствие, поднимаясь к поверхности воды или опускаясь на дно.

Этим частично объясняется тем, что один и тот же вид рыбы мы в разное время ловим в разных слоях воды. Однако если атмосферное давление нормальное, то это вовсе не значит, что будет обеспечен улов, так как на поведение рыбы влияют и другие факторы. Колебания атмосферного давления рыба испытывает зимой , подо льдом. Более того, зимой давление сказывается даже сильнее, чем летом - ведь в это время рыба ослаблена недостатком кислорода в воде и оскудением кормовой базы. Поэтому зимой клев менее устойчив, чем летом.

Следует учесть, что давление в 760 мм ртутного столба, которое многие рыболовы принимают за оптимальное, для рыб благоприятно только на море или на уровне моря - там такое давление нормально. В других случаях оптимальным атмосферным давлением считается 760 мм минус высота местности над уровнем моря: на каждые 10 м подъема приходится 1 мм падения ртутного столба. Так, если вы собираетесь ловить в местности, которая на 100 м выше уровня моря, то расчет должен быть такой: 760-100/10=750.

И еще одно замечание: если давление долго скакало: было то выше нормального, то ниже - нельзя ждать, что клев станет хорошим сразу же после установления нормального - необходимо, чтобы оно стало устойчивым.

Температура воды летом

Изменяется медленно, значительно отстает от изменений температуры воздуха. Поэтому к таким колебаниям рыба успевает привыкнуть и они обычно на поведение не влияют.

Кроме того, изменение температуры воды на разные виды рыб действует неодинаково. Так, если она понижается, то карасю, сазану, карпу, линю это не нравится, активность же налима, форели и хариуса возрастает. Работники рыболовных хозяйств давно заметили: в холодное лето они со своих голубых нив снимают урожай меньше обычного.

Это объясняется тем, что с понижением средней температуры воды снижается интенсивность обмена веществ у рыб. Ухудшается и клев. И наоборот, повышение температуры воды в определенных пределах ведет к улучшению обмена веществ, а значит, и к улучшению клева.

Температура воды зимой

Не изменяется, поэтому споры удильщиков, скажем, о том, хорошо или плохо лещ клюет в сильные морозы, беспредметны. Дело в том, что подо льдом колебания температуры воздуха не заметны. Удильщик должен знать, что около нижней плоскости льда температура воды всегда одинакова, примерно 0 градусов.

Если она хотя бы на несколько десятых долей градуса будет ниже 0, то толщина льда увеличивается, он нарастает. Если же стоит оттепель, толщина льда обычно не увеличивается. Верхний слой волы всегда имеет положительную температуру, притом чем ближе ко дну, тем она выше, однако более 4 градусов не бывает. Таким образом, изменения температуры воздуха зимой на температуру воды не влияют, значит, не влияют они и на поведение рыбы.

Активность большинства рыб зимой снижается, но не одинаково. Вот что показали, например, опыты, проведенные в дельте Волги. Жерех зимой все время кормится, держится на тех же местах, что и летом - там, где течение быстрое. У судака активность значительно снижена, питается он нерегулярно, иногда залегает в ямы.

Неплохой уловчик!

Еще больше изменений происходит в образе жизни леща: зимой он испытывает угнетение жизненных процессов, однако в глубокое оцепенение не впадает. У сазана зимой угнетены основные жизненные процессы, в это время он малоподвижен, плотными скоплениями почти полного оцепенения. Сом, видимо, бывает близок к анабиозу. Порой ему начинает угрожать удушье из-за недостатка кислорода, но и тогда он не делает попыток уйти в другой район водоема и часто гибнет.

Ветер

Некоторые рыболовы считают ветер причиной своих неудач. Среди них часто идут разговоры, что ветер такого-то направления благоприятствует ловле, а при другом клева не будет. Например, многие считают, что при северном ветре наступает бесклевье. Однако летом, в сильную жару такой ветер благоприятствует ловле: он охлаждает воздух, воздух - воду, и рыба начинает вести себя активнее. Таких противоречий набирается много, и напрашивается вывод: ветер не влияет на поведение рыб .

Ученые тоже так считают, и вот почему. Как известно, ветер - это перемещение воздуха из-за неравномерного распределения атмосферного давления по земной поверхности. Массы воздуха передвигаются в направлении от высокого давления к низкому. Чем больше разность давления в том или ином районе, тем быстрее движется воздух и, стало быть, сильнее ветер. Для рыбы имеет значение не направление ветра и его скорость, а другое: он изменяет атмосферное давление - ведет к повышению его или, наоборот, к понижению

Поэтому можно сказать, что ветер - не причина плохого клева, а примета, которая в определенной местности и в определенное время года может помочь рыболову.

Щука на крючке

Но ветер все же влияет на поведение рыбы, хотя совсем не так, как об этом думают некоторые удильщики: не прямо, а косвенно. Он может привести к волнению воды, а волны оказывают на рыбу прямое механическое воздействие. Например, во время сильных волнений морская рыба в большинстве случаев опускается в более глубокие слои воды, где тихо. На речную и озерную рыбу сильно влияет волнение воды в прибрежных участках.

Многие удильщики, наверное, замечали, что если летом на берег подует сильный ветер, клев ухудшается и может совсем прекратиться. Объясняется это тем, что стоящая вблизи берега рыба отходит в глубину. В такое время хороший клев может быть у противоположного берега, где тихо и рыба чувствует себя спокойно. Здесь собирается много верховой рыбы - она приходит, чтобы полакомиться насекомыми, которых ветер может сдуть на воду. Однако если он, хотя и дует к берегу, но не очень сильный, а дно илистое, к берегу тоже подойдет рыба и ловля здесь может стать успешной. Объясняется это тем, что волна вымывает из донного грунта корм.

По различным причинам в некоторых водоемах летом не хватает кислорода, и рыбу это угнетает, что особенно сказывается в тихую погоду. В Азовском море, например, в штиль могут даже возникнуть летние заморы, приводящие к гибели донной рыбы. Если же подует ветер, безразлично какого направления, начинается перемещение воды, вода получит достаточное количество кислорода - и рыба начнет вести себя активно, начнет клевать.

Атмосферные осадки

Могут влиять на поведение рыбы, но совсем не так, как об этом пишут некоторые авторы. Например, утверждения о том, что, якобы, если пошел снег, то станет активно клевать плотва, а если начал накрапывать дождь, то жди хорошего улова окуня, не имеют под собой никакой почвы.

Эти сообщения объясняются тем, что снегопад и дождь обычно бывают связаны изменением атмосферного давления, а оно-то и оказывает влияние на поведение рыбы. Снег может повлиять, видимо, лишь в одном случае - если он покроет первый, прозрачный лед: рыба перестанет пугаться удильщика и начнет клевать более уверенно.

Правда, дождь может вызвать помутнение воды, а это влияет по-разному. Если помутнение значительное, жабры у рыбы засоряются и она чувствует угнетение. Если же помутнение небольшое, рыба может подойти к берегу в поисках корма, который смывают с берега рожденные дождем ручьи. Какого-то другого влияния атмосферные осадки на рыбу обычно не оказывают. Так что их, как ветер, можно отнести к приметам, а не к причинам.

Слух

Иные удильщики, чтобы не спугнуть рыбу, на берегу или в лодке разговаривают шёпотом, а другие не придают значения даже ударам веслом по борту лодки, удилищем по воде, поленом по берегу. Можно с уверенностью сказать, что у них неправильное представление о том, как рыба слышит, как в воде распространяется звук.

Углы слуха рыбы

Конечно, разговор удильщиков, сидящих в лодке или на берегу, рыба слышит очень плохо. Это объясняется тем, что звук почти полностью отражается от поверхности воды, так как плотность ее очень отличается от плотности воздуха и граница между ними для звука почти непреодолима. Но если звук исходит от предмета, который соприкасается с водой, рыба слышит его хорошо. По этой причине звук удара пугает рыбу. Хорошо слышит она и раздающиеся в воздухе резкие звуки, например выстрел, пронзительный свист.

Зрение

Зрение у рыб развито слабее, чем у наземных позвоночных: большинство видов различает предметы только в пределах 1-1,5 м, а максимально, видимо, не более 15 метров. Однако поле зрения у рыб очень широкое, они способны охватывать большую часть окружающей среды.

Обоняние

У рыб развито исключительно сильно, но различные виды рыб различные вещества воспринимают по-разному. Удильщикам известны многие вещества, положительно действующие на рыб, и потому добавление их в растительные насадки увеличивает количество поклевок. Таковы применяемые в ничтожно малых дозах конопляное, льняное, подсолнечное, укропное, анисовое и другие масла, настойки валерианы, ваниль и т.д. Но если применить большую дозу, скажем, масла, то можно и насадку испортить, и отпугнуть рыбу.

На месте ловли нельзя бросать в воду помятую или раненую рыбу, потому что она, как установили ученые, выделяет особое вещество, которое отпугивает рыб, служит как бы сигналом опасности. Такие же вещества выделяет и жертва в момент захвата ее хищником.

При ловле эти вещества могут попасть на руки, с них на леску или насадку, что тоже может распугать стаю. Поэтому на рыбалке надо аккуратно обращаться с добычей, чаще мыть руки.

Вкус

У рыб тоже хорошо развит, что подтверждено многими научными опытами советских и зарубежных ихтиологов. У большинства животных органы вкуса расположены в пасти. Не такова рыба. Некоторые виды могут определять вкус, например, поверхностью кожи, притом любым ее участком. Другие используют для такой цели усы, удлиненные лучи плавников. Это объясняется тем, что рыба живет в воде и вкусовые вещества имеют для нее значение не только тогда, когда попадают в рот - они помогают, скажем, ориентироваться в водоеме.

Свет

Различно влияет на рыбу. Давно замечено, что налим подходит к берегу, на котором ночью разведен костер, что лещ любит держаться в той части акватории, которая освещена лунным светом. Есть рыбы, которые отрицательно реагируют на свет, например, сазан. Промысловики этим воспользовались: с помощью света они выгоняют его из неудобных для лова мест - закоряженных участков пруда.

В различное время года, в различном возрасте один и тот же вид рыбы по-разному относится к свету. Например, молодой гольян прячется от света под камни - это помогает ему спасаться от врагов. Во взрослом же состоянии ему этого не требуется. Несомненно, что рыба во всех случаях реагирует на свет приспособительно: и тогда, когда она избегает его, чтобы не быть замеченной хищником, и в тех случаях, когда идет на свет в поисках корма.

Ловля сазана в ночное время

Несколько особняком стоит вопрос о влиянии лунного света. Нельзя сказать, что Луна не оказывает никакого влияния на рыбу. Ведь чем лучше освещенность водоема, тем выше активность рыб, ориентирующихся на пищу при помощи зрения. Если Луна на ущербе, то до Земли доходит мало света, а в полнолуние - больше. Сказывается и место нахождения Луны: если она у горизонта, то свет на Землю падает под очень острым углом - и освещенность слабая. Если же Луна в зените (свет падает прямо), то освещенность водоема повышается. При хорошей же освещенности рыба легче находит корм. Хищникам это помогает в поисках добычи, а про верховку известно, что при снижении освещенности она потребляет корма меньше.

Сильно сказывается влияние Луны на поведении морской рыбы. Это и понятно: здесь играет роль не только освещенность, а и вызванные Луной приливы и отливы, которых во внутренних водоемах почти не бывает. Хорошо известно, что в приливы рыба подходит к берегу в поисках корма и что некоторые рыбы нерестятся именно в это время.

Условные рефлексы

У рыбы вырабатываются так же, как и у других позвоночных животных. Необходимые в этом случае раздражители могут быть самыми разными.

Сколько раз удильщики замечали, что на редко посещаемых озерах, на речках протекающих где-либо в глухих местах, рыба клюет уверенно. На тех же водоемах, на которые часто приезжают удильщики, наученная рыба ведет себя очень осторожно. Поэтому здесь стараются вести себя особенно тихо, лески привязывают потоньше, а способы ловли применяют те, при которых рыбе труднее заметить подвох.

Интересны опыты, проведенные голландским ученым Ж. Ж. Бейкамом. Запустив карпов в пруд, он затем несколько дней непрерывно вылавливал их удочкой. Каждого пойманного карпа ихтиолог метил и сразу же отпускал. При подведении результатов эксперимента выяснилось, что самым удачным днем был первый, на второй и третий день дела шли хуже, а на седьмой и восьмой день карпы вообще перестали клевать.

Карп в воде

Значит, у них выработались условные рефлексы, они стали умнее. Продолжая эксперимент, голландец пустил в пруд карпов, которые еще не побывали на крючке. Через год меченные карпы попадались в три-четыре раза реже, чем необученные. Значит, даже спустя год условные рефлексы еще действовали.

Нерест

Очень важное событие в жизни рыб. У каждого вида он происходит лишь при определенных условиях,в присущее ему время. Так, сазану, карпу, лещу необходима спокойная вода и свежая растительность. Для других же рыб, например лососевых, нужны быстрые течения и плотный грунт.

Обязательным условием нереста всех рыб является определенная температура воды. Однако она устанавливается не каждый год в одно и то же время. Потому и нерест порой происходит то несколько раньше обычного, то несколько позже. Похолодание может задержать нерест, а ранняя весна, наоборот, ускорить. Большая часть видов рыб нерестится весной или в начале лета, и только некоторые - осенью, а налим даже зимой.

Опытный рыболов обращает внимание не столько на шкалу термометра, сколько на то, что он наблюдает в природе. Ведь все явления, которые в ней происходят, теснейшим образом связаны друг с другом. Приметы, проверенные временем, не подводят. Так, давно известно, что язь начинает нереститься, когда у березы набухают почки, а окунь и плотва - когда листья березы пожелтеют. Среднего размера лещ нереститься, когда зацветает черемуха, а крупный - когда заколосится рожь. Если зацветает бузина и груша, значит, начинает нереститься марена (усач). Сом нереститься во время цветения шиповника, а сазан - одновременно с цветением ириса.

Перед нерестом рыба набирает сил и активно кормится. Так бывает всегда почти у всех видов. После нереста она восстанавливает силы и тоже активно кормится, но начинается это не сразу, а некоторое время спустя. Продолжительность посленерестового отдыха не одинакова у всех видов. Некоторые кормятся даже во время нереста, в особенности, если он затянулся.

Суточный и годичный ритм питания

Особенность жизни рыб, которую удильщикам необходимо знать: это обеспечивает успех. Вот к каким выводам пришли ихтиологи, например, в результате летних наблюдений на Цимлянском водохранилище, где они изучали суточный ритм питания леща. Оказалось, что в десять часов вечера он не кормился, а лишь переваривал корм, в два часа ночи его кишечник был пустым. Кормиться лещ начал только около четырех часов утра.

Состав корма менялся в зависимости от освещенности: чем она выше, тем больше в кишечнике обнаруживали мотылей. С ухудшением освещенности в корме преобладали моллюски - они менее подвижны и крупнее, поэтому их легче обнаружить в темноте. Напрашивается вывод: на глубоком месте, где утром освещенность наступает позже, а вечером заканчивается раньше, чем на мелководье, лещ и клевать начинает позже, а оканчивает раньше.

Конечно, это относится не только к лещу, но и к другим рыбам, а в первую очередь к тем, которые ищут корм главным образом при помощи зрения. У тех же видов, которые ориентируются на пищу преимущественно по запаху, освещенность водоема имеет меньшее значение. Можно сделать и другой вывод: в том водоеме, где вода прозрачная, клев наступает раньше, чем там, где она темная или мутная. Конечно, и у других видов рыб суточный ритм питания очень тесно связан с поведением кормовых организмов. Вернее, от их поведения в значительной степени зависит не только ритм питания, но и состав корма.

Ритмика в питании есть как у хищных рыб, так и у мирных. Разница в их ритмике объясняется видом корма. Скажем, вобла кормится примерно каждые 4 часа, а у хищников перерывы могут быть очень продолжительными: дело в том, что хищнику необходимо, чтобы желудочный сок растворил чешую жертвы, а на это уходит много времени.

Имеет значение и температура воды: чем она ниже, тем дольше длится процесс пищеварения. Значит, зимой переваривание пищи длится дольше, чем летом, а потому и клевать хищник будет хуже, чем летом.

Количество потребленного за день корма, как и годовой рацион, зависит от его качества: чем он калорийнее, тем в меньшем количестве требуется. Значит, если корм питательный, рыба быстро утоляет голод, а если наоборот,то кормежка растягивается. Сказывается и количество корма в водоеме: в бедных рыба кормится более продолжительное время, чем в водоемах с богатой кормовой базой. Интенсивность потребления корма находится и в тесной связи с состоянием рыбы: упитанная потребляет корма меньше, чем худая. Суточный ритм питания рыбы в одном году может быть совсем иным, чем в следующем или предыдущем.

---