Температура воды в реке зимой подо льдом. Особенности поведения рыбы в воде

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.

Русская народная традиция - купаться в проруби в Крещенье, 19 января, привлекает все больше и больше людей. В этом году в Петербурге были организованы 19 прорубей, называемых «купель» или «иордань». Проруби были хорошо оснащены деревянными мостками, везде дежурили спасатели. И интересно, что, как правило, купающиеся люди говорили журналистам, что они очень довольны, вода теплая. Я сама не купалась зимой, но знаю, что вода в Неве действительно, по данным измерений была + 4 + 5 °С, что значительно теплее температуры воздуха - 8 °С.

Тот факт, что температура воды подо льдом на глубине в озерах и реках выше нуля на 4 градуса известен многим, но, как показывают обсуждения на некоторых форумах, не все понимают причину этого явления. Иногда повышение температуры связывают с давлением толстого слоя льда над водой и изменением в связи с этим температуры замерзания воды. Но большинство людей, успешно изучавших физику в школе, уверенно скажут, что температура воды на глубине связана с известным физическим явлением - изменением плотности воды с температурой. При температуре +4°С пресная вода приобретает свою наибольшую плотность .

При температурах вблизи 0 °С вода становится менее плотной и более легкой. Поэтому при охлаждении воды в водоёме до +4 °С прекращается конвекционное перемешивание воды, дальнейшее её охлаждение происходит только за счет теплопроводности (а она у воды не очень высокая) и процессы охлаждения воды резко замедляются. Даже в лютые морозы, в глубокой реке под толстым слоем льда и слоем холодной воды всегда будет вода с температурой +4 °С. До дна промерзают лишь мелкие пруды и озера.

Мы решили разобраться, почему при охлаждении вода ведет себя так странно. Оказалось, что исчерпывающее объяснение этому явлению еще не найдено. Существующие гипотезы не нашли пока экспериментального подтверждения. Надо сказать, что вода — не единственное вещество, имеющее свойство расширяться при охлаждении. Подобное поведение характерно также для висмута, галлия, кремния и сурьмы. Однако именно вода вызывает наибольший интерес, поскольку является веществом, очень важным для жизнедеятельности человека и всего растительного и животного мира.

Одна из теорий - существование в воде двух типов наноструктур высокой и низкой плотности, которые изменяются с температурой и порождают аномальное изменение плотности. Ученые, изучающие процессы переохлаждения расплавов, выдвигают следующее объяснение. При охлаждении жидкости ниже температуры плавления внутренняя энергия системы уменьшается, подвижность молекул снижается. В то же самое время усиливается роль межмолекулярных связей, за счет которых могут формироваться разнообразные надмолекулярные частицы. Опыты ученых с переохлажденным жидким о_терфенилом позволили предположить, что в переохлажденной жидкости со временем может образовываться динамическая «сетка» из более плотно упакованных молекул. Эта сетка разделяется на ячейки (области). Молекулярные переупаковки внутри ячейки задают скорость вращения молекул в ней, а более медленная перестройка самой сетки приводит к изменению этой скорости во времени. Что-то подобное может происходить и в воде.

В 2009 г. японский физик Масакадзу Мацумото, используя компьютерное моделирование, выдвинул свою теорию изменения плотности воды и опубликовал ее в журнале Physical Review Letters (Why Does Water Expand When It Cools?) («Почему вода при охлаждении расширяется?»). Как известно, в жидкой форме молекулы воды посредством водородной связи объединяются в группы (H 2 O) x , где x — количество молекул. Наиболее энергетически выгодно объединение из пяти молекул воды (x = 5) с четырьмя водородными связями, в котором связи образуют тетраэдральный угол, равный 109,47 градуса.

Однако тепловые колебания молекул воды и взаимодействия с другими молекулами, не входящими в кластер, препятствуют такому объединению, отклоняя величину угла водородной связи от равновесного значения 109,47 градуса. Чтобы как-то количественно охарактеризовать этот процесс угловой деформации, Мацумото с коллегами, выдвинули гипотезу о существовании в воде трехмерных микроструктур, напоминающих выпуклые полые многогранники. Позднее, в следующих публикациях, такие микроструктуры они назвали витритами. В них вершинами являются молекулы воды, роль ребер играют водородные связи, а угол между водородными связями — это угол между ребрами в витрите.

Согласно теории Мацумото, существует огромное разнообразие форм витритов, которые, как мозаичные элементы, составляют большую часть структуры воды и которые при этом равномерно заполняют весь ее объем.

На рисунке шесть типичных витритов, образующих внутреннюю структуру воды. Шарики соответствуют молекулам воды, отрезки между шариками обозначают водородные связи. Рис. из статьи Masakazu Matsumoto, Akinori Baba, and Iwao Ohminea.

Молекулы воды стремятся создать в витритах тетраэдральные углы, поскольку витриты должны обладать минимально возможной энергией. Однако из-за тепловых движений и локальных взаимодействий с другими витритами, некоторые витриты принимают структурно неравновесные конфигурации, которые позволяют всей системе в целом получить наименьшее значение энергии среди возможных. Такие назвали фрустрированными. Если у нефрустрированных витритов объем полости максимален при данной температуре, то фрустрированные витриты, напротив, обладают минимально возможным объемом. Компьютерное моделирование, проведенное Мацумото, показало, что средний объем полостей витритов с ростом температуры линейным образом уменьшается. При этом фрустрированные витриты значительно уменьшают свой объем, тогда как объем полости нефрустрированных витритов почти не меняется.

Итак, сжатие воды при увеличении температуры, по мнению ученых, вызвано двумя конкурирующими эффектами — удлинением водородных связей, которое приводит к увеличению объема воды, и уменьшением объема полостей фрустрированных витритов. На температурном отрезке от от 0 до 4°C последнее явление, как показали расчеты,преобладает, что в итоге и приводит к наблюдаемому сжатию воды при повышении температуры.

Это объяснение основано пока только на компьютерном моделировании. Экспериментально его очень трудно подтвердить. Исследование интересных и необычных свойств воды продолжается.

Источники

О.В. Александрова, М.В. Марченкова, Е.А. Покинтелица «Анализ термических эффектов, характеризующих кристаллизацию переохлажденных расплавов» (Донбасская национальная академия строительства и архитектуры)

Ю. Ерин. Предложена новая теория, объясняющая, почему вода при нагревании от 0 до 4°C сжимается (

Есть три основных способа зимовки карпов: в отапливаемом помещении, сооружение отапливаемой крытой конструкции и в открытом водоёме, часто подо льдом. Последний способ может показаться наиболее простым и не требующим подготовки, но понимание происходящих подо льдом процессов поможет верно провести зимовку.

Грамотное проведение зимовки поможет рыбам быстро восстановиться ранней весной, после самого опасного сезона года.

Одна из немногих вещей, которую мы не можем контролировать в открытом водоёме, — температуру воды. Разумеется, если нет дорогостоящей системы обогрева. Однако природа позаботилась об этом и подготовила механизмы, приспосабливающие карпов к холодной среде. Работа человека заключается в том, чтобы создать для рыбы максимально подходящие условия. Главным образом они сводятся к тому, чтобы повторить естественные процессы в природных водоёмах. Важный фактор холодной зимовки — замерзание водоёма.

Зимой лёд служит барьером между водой и окружающей средой: резкими колебаниями температур, переохлаждением воды, холодным ветром и кислотностью снега. Бороться со льдом во время зимы — ошибка, доставляющая беспокойство рыбам. Лёд можно удалять весной во время оттепели, чтобы вода прогревалась быстрее. Снег на люду также полезен. Просто забудьте о водорослях или растениях, которые перестанут получать солнечный свет и производить кислород — за насыщение декоративного водоёма должен отвечать аэратор. Важно только чтобы растения сами не оказались во льду. Действительно, не видеть любимую рыбу несколько недель или даже два-три месяца в году может быть нелегко. Но для кои это естественный и безопасный способ зимовки. Рассмотрим происходящие в водоёме процессы после охлаждения воды.

Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H2O). Между молекулами воды есть связи, за счёт которых она растекается по поверхности, а не рассыпается как ртуть. Во время испарения водородные связи между молекулами рвутся и образует пар. При переходе воды в твёрдое состояние молекулы упорядочиваются, образуя кристаллическую решётку.

При снижении температуры воды до слабо отрицательного значения −0,15°C вода меняет агрегатное состояние из жидкостного на кристаллическое. Любая вода не замерзает одинаково — на процесс влияют такие факторы, как химический состав и давление. Дистиллированная вода не замерзает при слабо отрицательной температуре потому, что в ней нет центров кристаллизации — микроскопических взвешенных частиц, вокруг которых формируются кристаллы. При 0 °C и отсутствии дополнительной тепловой энергии (например тёплый воздух) вода сохраняет агрегатное состояние. В таком случае одинаковый объём льда будет плавать в жидкости, а система сохранит равновесие. Значение 0 в шкале Цельсия принято как температура фазы перехода воды из одного состояния в другое. В открытом водоёме постоянно происходят изменения, поскольку идеальных температурных условий 0 °C здесь не бывает.

Что влияет на физические процессы в водоёме при отрицательной температуре воздуха?

Для появления льда достаточно, чтобы поверхностная плёнка охладилась на десятые доли градуса. Обязательная механическая взвесь в любом водоёме с рыбой становится одной из точек замерзания, вокруг которой формируется лёд.

Мелкие водоёмы на поверхности земли промерзают с двух сторон: сверху, из-за холодного воздуха и снизу, когда промёрзнет грунт. Глубокие стоячие заполненные водоёмы, дно которых ниже глубины промерзания, могут промёрзнуть сверху до глубины промерзания грунта. Быстрые реки Восточной Сибири промерзают от основания — из-за постоянного перемешивания воды лёд не успевает образовываться на поверхности и закрепляется на дне. Поверх гальки и валунов формируются быстро растущие кристаллы, иногда до 1 м высотой за сутки.

После образования поверхностной плёнки от краёв водоёма к центру лёд растет вниз, за счет более интенсивного роста некоторых кристаллов. Лёд имеет меньшую плотность и теплопроводность, чем жидкость. Это полезное для рыб свойство.

Термоклин — это слой воды, температура которого резко отличается от температуры других слоёв. Например, когда летом нагревается поверхностный слой, а на дне вода остаётся холодной. Зимой также есть термоклин.

При охлаждении воды увеличивается её плотность. При температуре воды 4 °C у неё максимальная плотность и она опускается ниже более холодной воды. В озёрах и глубоких прудах тёплая вода на дне создаёт зону, которая позволяет пережить рыбам самые суровые зимы. Для формирования такой области необходима такая глубина и объём воды, который не позволяет ей перемешиваться охлаждаясь. Говоря о зимовке, слои воды обычно вспоминают в связи с работой насосов, ведь они могут их перемешивать и охлаждать водоём.

В обычном декоративном водоёме глубиной 1-1,5 метра зимнего температурного расслаивания воды может не происходить: для её перемешивания сверху вниз достаточно ветра. Мелкий замкнутый водоём, например без притока тёплой грунтовой воды, продолжает охлаждается со стороны льда и грунта. Это похоже на то, как замерзает в морозильнике кубик воды, — со всех сторон сразу. Если глубина водоёма равна глубине промерзания, весь его объём превратится в лёд.

Кои зимой находятся на дне, прежде всего следуя природным инстинктам, а не опускаясь к тёплой воде. В водоёме глубиной 50 см они всё равно будут опускаться на дно. Также они становятся менее подвижными и экономят силы.

Естественное утепление водоёма

Форма водоёма и несложные конструкции естественным образом защищают водоём от переохлаждения.

Перед строительством пруда нужно узнать глубину промерзания почвы в вашей климатической зоне — от этого зависит минимальная безопасная для рыб глубина водоёма. Глубину промерзания почвы в вашем поясе должны знать питомники садовых растений и строители, специализирующиеся на фундаментах. Знать глубину промерзания нужно потому, что на этой линии грунта температура земли может быть около 0 °C. Под ней земля остаётся температурой около 1,5 °C, зачастую выше. Если вы сами измеряете температуру промерзания почвы, найдите отметку, где она не опускается ниже 4-4,5 °C. Эта глубина дополнительно утеплит водоём.

Глубина водоёма должна быть минимум на 1 м больше глубины промерзания. В особенно холодных зонах можно утеплить грунт на 1,5-2 м вокруг водоёма. Реальная глубина промерзания часто отличается от номинального значения. Если конструкция расположена рядом с отапливаемым зданием, его фундамент будет подогревать верхнюю часть грунта. Лёд и снег — естественные теплоизоляторы, которые препятствуют промерзанию грунта вглубь. Реальная глубина промерзания грунта может быть меньше номинальной на 20-40%. Учитывайте, что стенки водоёма — дополнительный утеплитель, который поддерживает температуру поверхности дна водоёма выше 1,5 °C. Также защищает водоём укрытый снегом кустарник вокруг него.

Для зимовки рыб в надземном водоёме учитывайте, что отсутствие естественных утеплителей приводит к большему охлаждению. Надземные бассейны в холодных регионах лучше использовать в тёплое время года или в качестве ёмкостей в закрытых помещениях.

Для защиты гидроизоляционной плёнки от повреждения льдом на поверхности можно оставлять наполовину заполненные водой пластиковые бутылки. На 1 кв. м. нужна приблизительно одна бутылка, которая уменьшает нагрузку на края. (?)

Также чем выше солёность, тем ниже температура замерзания. Оставляя на зиму водоём с солоноватой воды вы рискуете сделать её слишком холодной для карпов.

Биологическая фильтрация

Универсального совета, отключать биофильтр зимой или нет, дать нельзя, поскольку зима — слишком общее в данном случае понятие. Нитрификацию в водоёмах осуществляют одновременно десятки видов бактерий, главным образом Nitrosomonas и Nitrobacter, оптимальная температура для развития которых 15-35 °C. Скорость нитрификации растёт с повышением температуры и снижается в воде теплее +35 °C в связи с уменьшением растворённого в воде кислорода. Хотя некоторые штаммы Nitrosomonaseuropea могут развиваться при +4 °C, в целом нитрификация замедляется при +9 °C и обычно прекращается при +6 °C.

Кроме температуры, на интенсивность нитрификации влияет pH, кислотность, концентрация аммиака, количество бактерий, скорость течения воды, концентрация кислорода и углекислого газа и многое другое. Используя эти факторы, специально созданные для холодного климата промышленные системы продолжают устранять аммиак при +0,2-0,5 °C. При +5 °C может продолжаться денитрификация. Аммиак рыбы выделяют постоянно, вне зависимости от того питается рыба или нет. Но при отсутствии кормления в очищенном от органических остатков водоёме, в котором нет перенаселения уровень аммиака не должен перейти критическую отметку.

О кормлении карпов кои зимой читайте .

Инфекции в холодной воде: риск сохраняется

Карп — теплолюбивая рыба. С понижением температуры уменьшается интенсивность обмена веществ и активность иммунной системы. Некоторые микроорганизмы активны в холодной воде и представляют опасность для рыб.

Весенняя виремия карпа — вирусное заболевание карповых, в наиболее острой форме протекающее при температуре 11-17 °C. При 5-10 °C от инфекции может погибнуть 100% больных рыб. Продолжительная зимовка при низкой температуре снижает устойчивость рыб к заболеванию. Возбудитель заболевания проникает в поверхностные слои кровеносных сосудов и вызывает отток элементов крови в окружающие ткани и полости. Опасность весенней веремии заключается также в том, что она может становиться основой для других распространённых бактериальных заболеваний — аэромоноза и псевдомоноза.

Аэромоноз и псевдомоноз. Заболевания со схожими признаками вызывают бактерии двух родов. Просторечное название «краснуха» появилась в силу характерных признаков — приподнятой чешуи и точечных кровоподтёков на теле и глазных яблоках. Неполноценное или недостаточное кормление рыб осенью, слабая упитанность, травмы, — и рыбе становится труднее сопротивляться патогенным бактериям. Перенаселение и плохая очистка водоёма осенью также способствуют их развитию. Бактерии рода Aeromonas всё ещё активны при 5 °C, и могут проникать в организм через ослабленный зимним голоданием кишечник. Вспышки вызванных бактериями Pseudomonas заболеваний приходятся обычно на вторую половину зимовки — с января по март. Бактерии Pseudomonas могут развиваться при низких температурах, до 2 °C.

Аммиак и нитриты

Даже если оставить биофильтр включённым зимой, в холодной воде он становится неэффективным. Но рыба выделяет аммиак круглый год, и хотя весной его уровень проверять принято, ведь биофильтр ещё не запущен, зимой аммиак проверяют редко. Но почему, ведь зимой биофильтр не работает вообще?

Под общим названием «аммиак» понимают два вещества — ионизированную форму аммоний (NH4) и свободный аммиак (NH3). Большинство тестов показывают общее содержание аммиака и не разделяют их на формы. Наиболее опасен свободный аммиак — именно его имеют в виду говоря об аммиачных отравлениях. Эти вещества переходят одно в другое — присоединяя ион водорода аммиак превращается аммоний, а отдавая его возвращается в первоначальную форму. Преобладание в воде той или другой формы определяет одновременно pH и температура воды. Опасность свободного аммиака возникает при концентрации 0,05 мг/л, поэтому определить его концентрацию исходя из обычного теста совсем нелегко.

При снижении температуры воды концентрация NH3 уменьшается — см. табл. Зная pH воды и глядя на таблицу, вы можете увидеть, при какой температуре можно начинать проверять аммиак.

Таблица: Мольная доля азота аммиака в общем содержании аммонийного азота в воде в зависимости от pH и температуры при минерализации 0,5 г/дм³

Нитриты менее опасны, чем аммиак. Также, при слабой активности нитрифицирующих бактерий и замедленном метаболизме рыб, шансы отравления нитритами небольшие. Зимой можно подменивать воду, особенно если вас беспокоит уровень нитритов.

Гипотермия

Как и другие животные, карпы страдают от гипотермии. Гипотермия, или переохлаждение — это снижение температуры организма до критической отметки, ниже чем нужно для его нормального функционирования. На опасность гипотермии одновременно влияет температура охлаждения, его скорость и продолжительность. Устойчивость рыбы к переохлаждению зависит от её состояния — возраста, наличия жировых отложений. Предельно низкая температура, при которой возможно восстановление функций организма называется «биологическим нулём». Это ещё обратимый процесс.

Низкие температуры приводят к замедлению дыхания, частоты сердечных сокращений, падению интенсивности обмена веществ, кровяного давления. Затем угнетается работа нервной системы — наступает холодовый наркоз. В крови уменьшается содержание сахара. Особенно чувствительна к падению сахара нервная система, в которой отсутствуют запасы гликогена, и со временем в нервных клетках возникают необратимые изменения.

При длительной гипотермии начинается аутолиз (саморастворение клеток), приводящий к смерти сначала отдельных клеток и затем всего организма. Главной причиной смерти рыб при переохлаждении считается тканевая гипоксия (кислородное голодание) и необратимые изменения в нервной системе.

В рыбоводческих хозяйствах адаптированные к холодному климату карпы нормально зимуют при температуре до 0,5 °C. Для неприспособленных к суровому климату декоративных кои, часто выращиваемых в закрытых бассейнах, такая температура может стать смертельной.

Спячка или оцепенение

Оптимальная температура для карпа 15-30 °C. Это сильная рыба, которая приспособилась к холодной зимовке, хотя она ей и не нужна. В холодной воде карпы находятся у дна и мало двигаются. Это естественный защитный механизм, который помогает им сохранять энергию для долгой зимовки. С понижением температуры воды замедляется обмен веществ и, как следствие, — потребность в питании. Поскольку в сезон роста карп постоянно передвигается именно в поисках пищи, всю зиму он может оставаться почти на одном месте. Снижение интенсивности обмена веществ и другие адаптации для зимовки происходят не за один день — именно поэтому так важны в водоёме постепенные изменения параметров воды. Рыба может выдерживать значительные изменения окружающей среды, если достаточно времени приспособиться.

Когда вода охлаждается до 7 °C, кои становятся значительно менее активными. С дальнейшим снижением температуры они впадают в оцепенение, или торпор. Оцепенение, в отличие от настоящей зимней спячки, продолжается от нескольких до десятков часов. При этом рыба воспринимает внешние раздражители и может на них реагировать. Поскольку нервная деятельность в оцепенении не прекращается, рыба может быть и физически активной, например, медленно перемещаясь вдоль дна. С повышением температуры воды рыба может продолжить питаться, хоть и не так активно, как летом.

Поскольку обмен веществ в таком состоянии замедляется, важно не допускать стрессовых ситуаций, которые в нормальном состоянии рыба преодолевает с помощью гормонов. Адреналин позволяет рыбе мгновенно уйти с одного места, прочь от опасности. В холодной воде реакции рыбы заторможены и стресс становится особенно опасным. Вылов и транспортировку рыбы зимой, осмотр нужно проводить особенно аккуратно.

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

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.