Река и приток: кто есть кто?

Проблема определения главного водотока в речной системе

По поручению жюри конкурса:

Роб Гонсэлвес. Притоки

Важнейший критерий, по которому из двух сливающихся рек чаще всего выделяют главную, — водность реки. Нужно, однако, иметь в виду, что сток рек непо­стоянен. И формулируя этот критерий, чтобы быть вполне корректным, следует оговорить, за какой период измеряется водность. Как правило, за год. Но теоретически возможен такой случай: сливаются две реки, у реки А годовой сток больше, чем у реки Б, но почти весь сток А выносится из нее бурным потоком в один месяц половодья, и остальные 11 месяцев она скромно струящийся ручеек, значительно меньший по водности, чем Б. То есть 11 месяцев в году Б — главная река, а 1 месяц, и при этом весь год в сумме, главная — А. Как быть в таком случае, кому отдать первенство?

Мы намеренно начали разбор с такой аффектированно запутанной ситуации, чтобы показать богатые возможности для размышления, для оттачивания ума, заключенные в разбираемом задании «Географического пополнения».

Когда речь идет о небольших реках, важен признак постоянности водотока в течение всего года. Ясно, что постоянный водоток — фаворит в гонке за звание главной реки. Но и здесь не всё просто. Во-первых, р. Постоянноводная, показанная на схеме, может оказаться аналогом рассмотренной выше реки Б, а р. Пересыхаю­щая — аналогом А;как с ними быть? Во-вторых, многие реки полярных и субполярных широт в зимний период промерзают *. В аридных районах Земли в засушливые периоды года, когда из-за отсут­ствия дождей поверхностное питание прекращается, а грунтовое истощается, течение в реках, особенно в верховьях, исчезает. А проблема выбора «истинного истока» остается.

Лежащие, что называется, на поверхности критерии — ширина и глубина водотоков. Но ими нужно пользоваться осторожно: эти характеристики могут заметно меняться даже на сравнительно коротких дистанциях течения (не говоря уж об изменении по сезонам). Возможна ситуация, когда при слиянии А и Б река А заметно шире, но стоит чуть продвинуться вверх по течению обеих рек, чтобы увидеть обратную картину: А стиснута бортами ущелья, а Б привольно разливается по пойме.

Важен — по условию задания — четко сформулированный критерий выбора главной реки.

Основные критерии по выделению истока главной реки можно разделить на несколько групп: гидрологические (включая и морфометрические, почти геометрические); геолого-геоморфологические, ландшафтно-географические, биотиче­ские, социокультурные и экономико-географиче­ские.

 

 

Гидрологические и морфометрические критерии

 

Из двух сливающихся — главная река та, у которой больше расход воды (количество воды, проходящее через поперечное сечение русла реки в единицу времени, обычно секунду) или модуль стока (объем стока в единицу времени с единицы площади водосбора).

 

Характер течения реки и ее режимные характе­ристики: насколько похожи водный и ледовый режимы сливающихся водотоков и скорость их течения на режим реки ниже по течению. Чем больше схожести, тем вернее направление к истоку.

 

Внешние характеристики и свойства водного потока: цвет, мутность, температура. Из двух сливающихся рек главной является та, у которой вода по внешним признакам больше похожа на ту, что образуется ниже слияния.

 

Аналогично — но по химическому составу вод.

Из двух сливающихся рек всякий раз выбирается та, у которой больше притоков или (вариант) — больше водотоков в ее речной сети.

 

Длина водотока. Как главный может быть выбран водоток с наибольшей длиной (т.е. имеющий наиболее удаленный от места слияния исток, если измерять расстояние устье—исток по течению).

 

Удаленность истока от устья. Как главный (как «река») может быть выбран водоток, начало которого наиболее удалено от устья при измерении по прямой (по ортодромии).

 

В качестве главного из двух сливающихся может быть выбран водоток, у которого «за спиной» (выше по течению) большая площадь водосборного бассейна.

 

В качестве главной выбирается та из двух сливающихся рек, чей исток расположен на большей абсолютной высоте. Вариант: главный — водоток с наибольшими значениями падения и уклона (возможный противоположный вариант — с наименьшими).

 

Геометрия слияния. Редко когда два сливающихся водотока образуют идеальный Y с «рогами», расходящимися абсолютно симметрично относительно вертикальной палочки. В качестве главного выбирается тот водоток, ось которого выше слияния в большей мере служит продолжением реки ниже слияния. Иными словами, главная река та, у которой α k β.

 

Геолого-геоморфологические критерии

Прежде чем раскрывать эти критерии, условимся в этой публикации считать водотоки в речной системе «сверху вниз»: самые малые притоки (ручейки, у которых нет своих притоков) будем именовать водотоками 1-го порядка, а по мере слияния водотоков и приближения к устью реки будем увеличивать порядковый номер водотока**.

Схема поясняет один из возможных способов условной нумерации водотоков в речной сети.

В данном случае — «элементарный» водоток, не имеющий притоков, имеет номер 1. Два слившихся водотока образуют водоток 2-го порядка и т.д.

Такая схема лишь отчасти помогает решению задачи, поставленной в конкурсном задании, — в тех случаях, когда сливаются разнопорядковые водотоки. В случаях же слияния водотоков одного порядка, чтобы выбрать, что' «река», а что'  «приток», нужно применять иные, дополнительные критерии.

 

Сложность

 геоморфологического строения долины,

ее геоморфологическая зрелость.

Водоток 1-го порядка имеет простую структуру (русло и фрагментарную пойму); водоток 2-го порядка — русло, хорошо выраженную пойму, прирусловой вал, надпойменную террасу; водоток 3-го порядка — русло, 1—2 поймы, прирусловой вал, староречье; водоток 4—5-го порядка — русло, три поймы (низкая, средняя, высокая), прирусловой вал, староречье, надпойменные террасы. Из двух сливающихся — водоток с более развитой, более сложной по строению долиной и будет являться верным направлением к истоку главной реки***.

Например, если вы, поднимаясь вверх по реке, шли по «многотеррасной» в поперечном профиле долине и, подойдя к очередной «развилке», обнаружили, что по левую руку вам навстречу приходит такая же «многотеррасная» долина, а справа вдается «простодолинная» река, — ваш путь налево. Если, конечно, вы ищите «истинный» исток.

Тип геологических структур,

в которых заложены долины водотоков.

Различают долины синклинальные, антиклинальные, моноклинальные, а также долины, совпадающие с линиями продольных разломов, и долины-грабены. Каждый из этих типов долин характеризуется своими, свойственными только ему, морфологическими чертами и характером процессов, протекающих на их склонах. Из двух сливающихся водотоков главная река та, у которой геологическое строение долины больше похоже на строение долины ниже по течению.

 

 

Рисунок гидрографической сети водотоков тоже зависит от особенностей геологического строения территории. По характеру рисунка гидрографической сети различают: древовидный (образуется на равнине, пример — Волжская речная система), перистый (характерен для больших продольных долин складчатых областей), дважды перистый (формируется в куэстовых областях), решетчатый (присущ складчатым областям), параллельный (возникает по периферии складчатых областей), радиальный (характерен для вулканов центрального типа с центробежной системой речной сети и межгорных котловин с центростремительным рисунком речной сети) и кольцевидный (возникает в районах с соляной тектоникой, обычно по периферии соляно-купольных структур) типы.

При применении этого критерия, из двух сливающихся водотоков главная река — та, у которой рисунок гидрографической сети больше похож на рисунок сети водотока ниже по течению.

 

Многие участники конкурса приводили такой способ определения истока: в каком из водотоков лучше проявляются следы ускорения Кориолиса, значит, тот и является главной рекой. Хорошо, если у вас на роль главной реки претендуют действительно реки, а если ручьи, то этот критерий не сработает, ведь ускорение Кориолиса (или его частный случай — закон Бэра) проявляет себя лишь в мощных развитых долинах. Кроме того, действие этого закона не универсально: есть множество причин, определяющих неодинаковую крутизну склонов речных долин: геологическое строение, уклон поверхности, ориентация самой реки и др. — эти факторы, по отдельности или все вместе, могут оказаться сильнее, чем действие ускорения Кориолиса, и есть тому множество примеров.

Сливающиеся реки могут различаться по характеру донных отложений. Логично считать главным тот из водотоков, дно которого более сходно с дном русла ниже по течению.

 

Характер меандрирования. Водотоки более высокого порядка характеризуются значительно большей извилистостью. Это объясняется уменьшением скорости течения водотока, что, в свою очередь, определено уменьшением уклона реки по мере ее приближения к базису эрозии. Происходит замещение глубинной эрозии на боковую, в результате чего извилистость водотока увеличивается. В то же время водотоки меньшего порядка характеризуются преобладанием глубинной эрозии, т.к. они еще не достигли своего базиса эрозии и отличаются меньшими коэффициентами извилистости.

 

Донные отложения и аллювий поймы могут быть не только формальным признаком выделения главной реки. Они на практике могут стать нитью Ариадны для первопроходца. Знаменитые кимберлитовые трубки Якутии были открыты по похожему принципу «восхождения к истокам»: геолог идет по ручью, через определенные дистанции делая пробы отложений на предмет наличия пиропа — минерала, сопутствующего алмазу. Если в следующей, выше по течению, пробе пиропа не оказывается, значит, «проскочили»: возвращаемся и идем в другой приток по схваченному следу.

 

Ландшафтно-географические критерии

Возможны два противоположных друг другу способа определения линии главной реки, базирующиеся на ландшафтном признаке.

Первый: река, пересекающая больше ландшафтно-географических зон или типов ландшафтов, местностей, урочищ, и является главной.

Второй: главная река та, «за спиной» у которой более однородный ландшафт. Этот вариант частенько проскальзывал в работах конкурсантов, и жюри оценивало его как верный (логически он, во всяком случае, обоснован). Но стоит заметить, что «внутриландшафтными» чаще бывают все-таки небольшие реки, поэтому первый способ предпочтителен.

 

Возможный вариант критерия — более разнообразные ландшафты самой речной долины. Как правило — ландшафтное разнообразие речной долины возрастает с увеличением расхода воды в русле реки. Соответственно, в этом случае речная долина главной реки будет отличаться большим набором ландшафтных структур и большей экотонностью (наличием переходных, граничных градиентов между ландшафтами).

Этот признак хорошо коррелирует с признаком многоводности (с. 16) и сложности геоморфологического строения долины (с. 18).

 

Биота (совокупность живых организмов) также может служит индикатором верного пути к истоку главной реки. Из сливающихся рек главной является та, которая больше похожа по гидробиологическим особенностям на реку ниже по течению. К числу таких особенностей могут быть отнесены донная растительность, виды рыб, линии обитания наиболее ценных промысловых рыб, особенности миграции проходных рыб.

Для определения реки как главной особенно важными могут оказаться расселение и миграция ценных промысловых рыб — ведь именно на них обращают главное внимание люди. А называют реки люди — исходя из своего восприятия водотоков.

 

Социокультурные и экономико-географические факторы

Значение этих факторов особенно велико: сплошь и рядом народная традиция оказывается сильнее гидрологической, физико-географической или геологической логики. Ведь, повторим еще раз, именно люди давали названия рекам, определяли, кто — главный, а кто — приток.

Вот некоторые возможные, поддающиеся формализации критерии.

Численность жителей и число населенных пунктов (или — вариант — городов) вдоль рек, соревнующихся за право быть истоком. Водоток, более населенный по берегам своей долины, может быть определен как главный. Обратим внимание на то, что размеры самой реки вовсе не обязательно соответствуют ее населенческой и градообразующей мощи.

Водоток, по которому сформировались важные, структурообразующие для территории, торговые пути, может быть назван главным.

Тесно связанные с этим признаки: судоходный — несудоходный (порожистый, мелеющий, забиваемый упавшими стволами или зарастающий тропической растительностью, как нильский Сэдд в Судане, и т.п.). В районах лесозаготовок может работать и признак пригодности реки для сплава.

Расселение народа, объединившего в государственном отношении земли от истока до устья водотока. Из двух сливающихся рек главной становилась та, которая протекала по территории проживания данного народа или через его ключевые города.

Расселение народа, в прошлом объединявшего земли вдоль водотока и давшего этому водотоку название, которое было усвоено последующими народами. Может быть диагностировано, например, по числу откры­­ваемых вдоль долин археологических памятников определенной культуры.

Названия рек меняются относительно редко, по крайней мере, куда более вяло, чем названия стран и населенных мест.

Но не следует исключать, что в исторической перспективе номенклатура рек будет деформироваться под влиянием сдвигов в системе расселения, в ходе новых переделов мира и изменения политических границ, в результате хозяйственного освоения речных долин.

Например, если вдоль определенной водной линии (состоящей из участков «реки» и ее «притоков») будет выстраиваться каскад ГЭС, именно эта линия может со временем стать «рекой» — объединиться под общим названием. Представим себе, что в результате стонов «экологов» на Верхней и Средней Волге демонтируют плотины ГЭС и спустят водохранилища, а ниже Камского устья плотины сохранятся. Сохранятся они и на Каме. Тогда единый каскад ГЭС будет выстраиваться от Перми до Волгограда. И как знать, не станет ли это когда-нибудь экономико-географическим основанием для того, чтобы считать впадающей в Каспий именно пермскую реку. То есть чтобы вернуться к древнему представлению об Итиле (Идели) — ведь именно Камо-Волга понималась под этим именем у тюрок в дорусское время. Врезавшиеся же в нее с правого фланга русские в буквальном смысле сплавили по Итилю вниз от Камского устья свою географическую номенклатуру.

Таких, эпохальных перенаименований речных структур в ближайшей перспективе, может, и не будет, но отдельные подвижки в речной номенклатуре школьникам, которые сегодня участвуют в конкурсе «Географическое пополнение», а завтра станут интеллектуальными локомотивами отечественной географии, предстоит фиксировать на протяжении своей жизни.

Вот частный пример: две реки, пересекающие Новосибирскую область с северо-востока на юго-запад, в направлении оз. Чаны, — Чулым и Каргат. Краткая географиче­ская энциклопедия, самое авторитетное профессиональное издание начала 60-х годов, пишет, что в Малые Чаны впадает Каргат, а Чулым — приток Каргата. Согласно же энциклопедии «География России», выпущенной в 1998 г. (более авторитетного энциклопедического издания с тех пор не было), в Малые Чаны впадает Чулым, а Каргат — го правый приток. Что произошло за годы между выходом двух изданий, что заставило географов изменить номенклатуру в нижнем течении рек? Возможно, пояснения дадут новосибирские коллеги? Любопытно, что Атлас мира, выпущенный Федеральной службой геодезии и картографии России в 2003 г. (официальное издание), недву­смысленно подписывает Каргат как главную реку, как в 60-е годы. Не хотим сказать, что вопрос о том, как именовать два десятка километров текущей воды от слияния Чулыма и Каргата до озера Малые Чаны, является серьезной научной проблемой. Назовем так или иначе —ало что изменится. Однако за каждым наименованием и переименованием просматривается некоторый принцип. И вот о принципах уже имеет смысл думать ученому. И  о  п р и н ц и п а х   с успехом размышляло весной 2009 г. наше ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОПОЛНЕНИЕ.

* * *

Конкурсное задание потребовало от участников логики и способности к абстракции, применения системного подхода.

Немало участников конкурса выходили на нужные критерии, но их сбило с толку обилие информации в разнородных источниках. В результате, наметившийся критерий заболтали красиво звучащими и общими словами, переписанными из книг и учебников.

Хотя задание требовало больше абстрактного мышления, чем конкретных знаний карты, в ходе проверки работ выяснилось, что часть участников даже и не заглядывает в географические атласы. Исковерканы названия известных географических объектов (и удивительно то, что это в наибольшей степени коснулось именно российских топонимов).

Лучший результат за тур составил 3,3 балла. Столько получили Л. Челомбитко (тренер — Н.Ф. Калигина) и группа учащихся (А. Зайцев, С. Низова, Н. Пономаренко, О. Крючков) под руководством тренера Н.К. Костарновой. 3,2 балла — у А. Прудченко, А. Первяковой (тренер — Л.И. Прудченко). Третий результат, 3,0 балла, — А. Цивинский (тренер — И.И. Михайлов) и группа «Три реки» под руковод­ством Л.В. Емельяновой. Эти участники предложили обоснованные и поддающиеся формализации критерии, придумали подходящие, «говорящие» названия рек, всё это проиллюстрировали выразительными схемами.

Типичная ошибка: многие решили, что в задании речь шла о реально суще­ствующих реках и много сил впустую потратили на то, чтобы отыскать подходящую речную систему и втиснуть ее в моделируемые критерии. В некоторых работах вместо способов определения истока главной реки почему-то описывалась речная бифуркация. Так многие конкурсанты, не дав себе труда вдумчиво вчитаться в задание, сами себе усложнили работу, ушли от сути проблемы, требующей осмысления.

Парадоксальную, но очень любопытную работу прислала группа учащихся экологического кружка «Гармония» под руковод­ством Н.Н. Никитиной. Ребята, хотя и впали в «конкретное» заблуждение и стали натягивать золушкин башмачок задания на реку Нигер, смогли при этом так изучить и мысленно отпрепарировать систему этой реки, что все предложенные способы определения речного главенства успешно проиллюстрировали на ее примере. В результате изначальный промах в подходе к решению задания превратился в оригинальный подход. К сожалению, пришлось снизить баллы за несоответствие придуманных названий рек критериям определения главной реки.