Hidrologija

Upių vandeningumas parodo, kiek vandens upe prateka per tam tikrą laiką ir kaip šis kiekis kinta skirtingais laikotarpiais. Vandeningumo kitimas yra vienas svarbiausių gamtos procesų, turintis tiesioginę įtaką aplinkai, ūkiui, gyventojų saugumui ir užliejamoms teritorijoms.

Upių vandeningumas priklauso nuo daugelio veiksnių. Jį lemia kritulių kiekis ir pasiskirstymas, oro temperatūra, garavimas, taip pat upių baseinų reljefas, dirvožemio savybės ir augalija. Miškingose vietovėse daugiau kritulių yra sugeriama į žemę ir vėliau, sausuoju laikotarpiu, upė maitinama požeminiu vandeniu. Tuo tarpu urbanizuotose teritorijose iškritęs didelis kritulių kiekis tampa paviršiniu nuotėkiu, todėl po smarkių liūčių gali kilti staigūs poplūdžiai.

Vandens kelias nuo kritulių iki upės gali būti dviejų tipų – paviršinis ir požeminis. Paviršinis nuotėkis susidaro greitai – dažniausiai po intensyvaus lietaus ar staigaus sniego tirpsmo. Tuo tarpu požeminis maitinimas yra lėtesnis, bet ypač svarbus sausros laikotarpiu, kai paviršinio vandens ištekliai būna labai sumažėję.

Metinis upių nuotėkis – tai bendras per metus pratekėjęs vandens kiekis – dažniausiai pasiskirsto netolygiai. Pavasarį, tirpstant sniegui ir ledams, vandeningumas pasiekia aukščiausią tašką. Šį laikotarpį dažnai lydi potvyniai, kuriuos gali sustiprinti ledonešio metu susidarančios ledo sangrūdos. Šios laikinai užtveria upių vagas, sulaiko vandenį ir gali sukelti staigų vandens lygio kilimą bei aplinkinių teritorijų užliejimą.

Vasarą, dėl mažesnių kritulių kiekių, intensyvaus garavimo ir vešlaus augalijos augimo, upių vandeningumas sumažėja – tuo metu vyrauja požeminis upių maitinimas. Rudenį vandens kiekis upėse vėl padidėja dėl dažnesnių ir gausesnių kritulių, o trumpalaikiai poplūdžiai dažnai kyla po intensyvaus ilgalaikio lietaus. Žiemą didžioji dalis kritulių kaupiama sniego pavidalu, o kai kurios upės pasidengia ledo sluoksniu.

Pastaraisiais dešimtmečiais pastebimos aiškios tendencijos, susijusios su klimato kaita. Žiemos tampa švelnesnės, dažnėja atlydžiai, todėl klasikiniai pavasariniai potvyniai vien tik iš sniego ir ledo tirpsmo vis retesni. Juos vis dažniau keičia mišrūs potvyniai, kai vandens perteklių lemia tiek tirpstantis sniegas, tiek intensyvus lietus.

Be to, daugėja lietaus poplūdžių, kurie gali kilti bet kuriuo metų laiku, net ir žiemą. Šaltuoju metu laikotarpiu staigūs orų atšilimai ir gausūs krituliai, dažniausiai lietaus pavidalu, sudaro palankias sąlygas ledo sangrūdoms ir sukelia staigius upės lygio pokyčius, kurie kelia pavojų žmonių turtui, infrastruktūrai ir gamtinei aplinkai.

Hidrologinius stebėjimus Lietuvoje vykdo vandens matavimo stočių (toliau – VMS) tinklas, aprėpiantis visą šalies teritoriją. Šiuo metu stebėjimų tinklą sudaro 101 VMS, kuriose atliekami vandens lygio, vandens temperatūros, oro temperatūros, kritulių kiekio ir vandens debito matavimai.

VMS tinklo stebėjimų duomenys naudojami paviršinio vandens išteklių apskaitai, hidrologinėms prognozėms sudaryti, upių vandeningumo (režimo) tyrimams, vandens išteklių valdymui ir kt.

Vandens matavimo stočių tinklo žemėlapis, 2024 m.

Kai vandens temperatūra nukrinta iki 0 ̊C, o vandens paviršius ir toliau vėsta, upėse pasirodo pirmieji ledo reiškiniai ir jos pereina į žiemos režimo fazę. Laikotarpis, kai atsiranda ledo reiškinių, gali būti suskirstytas į tris dalis: upės užšalimas, į kurį įeina ir rudens ledo formavimosi laikas, užšalusios upės laikotarpis ir upės nuledėjimas.

Pirmųjų ledo reiškinių atsiradimo galima tikėtis nuo gruodžio mėnesio. Anksčiausiai ledo reiškiniai pasirodo vidutiniškai apie gruodžio 6–8 d., vėliausiai – gruodžio 27–31 d., ir yra stebimi iki vasario – kovo. Upių nuledėjimo metu ledas suyra ir pasišalina iš upės vagos. Šio proceso metu gali susidaryti ledo sangrūdos.

Vidutinis dienų su ledo reiškiniais skaičius svyruoja nuo 17 d. (Ūloje ties Zervynomis) iki 85 d. (Svyloje ties Guntauninkais). Ledo formavimosi ir nuledėjimo veiksniai priklauso nuo meteorologinių sąlygų, vandens telkinio vietos, morfometrinių sąvybių, šaltojo sezono pradžios ir kitų veiksnių. Kiekvienais metais pastebima ledo reiškinių trukmės mažėjimo tendencija.

Per visą stebėjimų laikotarpį 2019–2020 m. žiema – vienintelė, kai ledo reiškinių upėse nebuvo.

Ledo reiškinių įvairovė vandens telkiniuose yra labai didelė – nuo smulkiausių ledo adatėlių iki pavojingų ledo reiškinių, tokių kaip ledonešis ar ledo sangrūdos. Detalesnė informacija apie kiekvieną iš jų pateikta ledo reiškinių žodynėlyje.

Ežerai yra neatsiejama Lietuvos paviršinių vandens telkinių sistemos dalis, reikšmingai prisidedanti prie šalies hidrologinės struktūros funkcionavimo. Jie reguliuoja vietinę vandens apytaką, daro įtaką mikroklimatui ir yra svarbūs rekreacijai, žuvininkystei bei kitoms ūkio šakoms.

Lietuvoje yra daugiau nei 9000 ežerų ir ežerėlių. Didžiausia ežerų koncentracija pastebima rytinėje ir pietrytinėje šalies dalyje, taip pat Žemaičių bei Baltijos–Švenčionių aukštumose. Ežerai dažniausiai yra ledyninės kilmės – netaisyklingos formos, seklesni, su banguotomis pakrantėmis. Be jų, pasitaiko polaidinių, karstinių, upinių bei dirbtinių ežerų (tvenkinių).

Ežerų hidrologinis ciklas apima visus pagrindinius vandens apytakos etapus – nuo kritulių patekimo į ežerą iki vandens garavimo ir infiltracijos į gruntinius vandenis, taip pat dalis vandens išteka upėmis. Dauguma ežerų pasižymi mišriu mitybos režimu – juos maitina tiek krituliai, tiek paviršiniai ir požeminiai vandenys.

Ežerų vandens lygio kitimas glaudžiai susijęs su sezoniniais klimato veiksniais. Pavasarį, tirpstant sniegui, stebimas vandens lygio kilimas. Vasarą, ypač karštomis ir sausomis sąlygomis, dėl intensyvaus garavimo ir mažesnio kritulių kiekio vandens lygis mažėja. Rudenį, kai kritulių padaugėja, o garavimas sumažėja, vandens lygis stabilizuojasi arba vėl pradeda kilti. Žiemos metu vandens lygio svyravimai būna nežymūs, nes dažniausiai ežerai pasidengia ledu. Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais dėl klimato kaitos stebimi reikšmingi ežerų hidrologinio ciklo pokyčiai.

Svarbi ežerų režimo dalis – terminiai procesai, turintys įtakos vidinei vandens cirkuliacijai ir ekosistemoms. Vasarą ežeruose susiformuoja temperatūrinis sluoksniuotumas: paviršinis sluoksnis įšyla, o giluminis lieka šaltas. Šiuos sluoksnius skiria termoklinas – ryškus temperatūros pokytis nedideliame gylyje. Rudenį, orams vėstant, sluoksniuotumas išnyksta dėl cirkuliacijos. Žiemą, ežerams užšalus, po ledu susidaro stabilios sąlygos, vandens temperatūra dažniausiai siekia apie +4 °C, kas sudaro palankias sąlygas žiemojančiai gyvūnijai.

Ežerų vandens judėjimą (hidrodinamiką) lemia vėjas, bangavimas ir nedideli vidiniai svyravimai dėl slėgio pokyčių. Vėjas formuoja bangas, kurios daro įtaką krantams ir dugno reljefui.

Lietuvos ežerų hidrologiniam režimui įtaką daro ne tik natūralūs veiksniai, bet ir žmogaus veikla – žemės melioracija, pakrančių urbanizacija bei poilsio zonų plėtra, kurie neigiamai veikia natūralų vandens balansą, ekosistemų stabilumą ir biologinę įvairovę.

Ežerų hidrologinių procesų stebėjimas yra būtinas vandens balansui vertinti, potvynių bei sausrų rizikai prognozuoti ir priimant sprendimus žuvininkystės, kraštovaizdžio tvarkymo, rekreacijos ir aplinkosaugos srityse. Šiuo metu Lietuvoje veikia 15 vandens matavimo stočių (VMS), kurios stebi ežerų ir tvenkinių hidrologinius rodiklius įvairiuose šalies regionuose.

Ežerų užšalimas prasideda vandens temperatūrai visuose sluoksniuose pasiekus 4 ̊C, tai yra prasidėjus rudens homotermijai. Vanduo dėl vienodos temperatūros nustoja maišęsis, o paviršiniam sluoksniui ir toliau vėstant, šiltesnis vandens sluoksnis dėl didesnio tankio grimzta gilyn – įvyksta atvirkštinė stratifikacija. Tuo pat metu jau gali pasirodyti ir pirmieji ledo reiškiniai – priekrantės ledas, ižas.

Priekrantės ledas iš pradžių susidaro sekliuose atabraduose, kur didesnis vandens sąlytis su jau atvėsusiu sausumos paviršiumi. Toliau krentant oro temperatūrai, ledas pamažu auga vidurio link, kol susidaro ištisinė ledo danga.

Ežerų nuledėjimo procesas vyksta paprasčiau negu upėse. Oro temperatūrai kylant, ledas palaipsniui tirpsta, paviršiuje kaupiasi vanduo. Šiltesniam orui ir skystiems krituliams spartinant šį procesą, ledo danga praranda vientisumą, suskyla ir ištirpsta vietoje, nesukeldama pavojaus aplinkai.