«Тихий Дон» — эпитет настолько прирос к реке, что кажется чистой поэзией: казачья песня, шолоховский роман, степная меланхолия. Но за поэзией стоит вполне измеримая гидрология. Дон действительно течёт заметно медленнее Волги — в среднем и нижнем течении его скорость держится около полуметра в секунду, тогда как Волга в естественном состоянии разгонялась до метра и больше. Разница примерно вдвое — та самая, что вынесена в заголовок. И вот здесь начинается самое интересное: интуитивное объяснение этой разницы, которое первым приходит в голову, — неверное.
Сначала цифры
Зафиксируем исходные данные — они хорошо известны и приводятся в классических сводках по гидрографии страны, от «Гидрографии СССР» Льва Давыдова до современных учебников гидрологии Московского университета и данных Государственного водного реестра.
Волга: длина около 3530 километров, крупнейшая река Европы, среднегодовой расход воды у Волгограда — порядка 8000 кубометров в секунду. Дон: длина около 1870 километров, среднегодовой расход в нижнем течении — около 680–900 кубометров в секунду (меньшая цифра — современная, после зарегулирования, большая — естественная, до постройки Цимлянского гидроузла). Вдумаемся: Дон — пятая по длине река Европы, а воды несёт в десять раз меньше Волги. Запомним это соотношение — оно и окажется ключом к разгадке.
Скорости течения: у равнинного Дона в межень — около 0,4–0,6 метра в секунду, у нерегулированной Волги — 0,8–1 метр и выше. Вот она, та самая «двойная» разница.
Ловушка уклона, в которую попадают все
Первое, что говорят, объясняя медлительность Дона: «равнинная река, маленький уклон». Звучит убедительно — пока не откроешь справочник. Исток Дона лежит на Среднерусской возвышенности, в районе Новомосковска, на высоте около 180 метров над уровнем моря; устье — в Таганрогском заливе, на нулевой отметке. Делим перепад на длину — получаем средний уклон около 0,1 метра на километр.
А теперь Волга. Исток на Валдае — 228 метров, устье в Каспии — минус 28 метров (Каспий лежит ниже уровня океана). Перепад 256 метров на 3530 километров — средний уклон около 0,07 метра на километр. То есть меньше, чем у Дона.
Получается парадокс, достойный отдельного абзаца: у «тихого» Дона уклон круче, чем у «быстрой» Волги, — а течёт он вдвое медленнее. Популярное объяснение рассыпается при первой же проверке цифрами. Значит, дело не в наклоне русла — или, точнее, не только и не столько в нём.
Физика: почему большая река всегда быстрее
Разгадка лежит в формуле, которую гидрологи знают со времён француза Антуана Шези, а студенты зубрят на втором курсе: скорость потока зависит не только от уклона, но и от так называемого гидравлического радиуса — грубо говоря, от глубины реки. Чем глубже и полноводнее поток, тем меньшую долю его воды тормозит трение о дно и берега — и тем быстрее он движется при том же самом уклоне. Любой учебник гидрологии — тот же классический курс Михайлова, Добровольского и Добролюбова — объясняет: у больших рек скорость растёт вниз по течению, хотя уклон падает, именно потому, что растут глубина и водность.
Волга — река глубокая и мощная: десять волжских «этажей» воды продавливают себя вперёд, почти не чувствуя дна. Дон — река широкая, но сравнительно мелководная, с обширными песчаными перекатами: его скромный поток размазан по просторному руслу тонким слоем, и трение о дно съедает энергию течения. Образно говоря, Волга — это полный стакан, который выливается струёй, а Дон — та же вода, разлитая по столу: и уклон есть, а не бежит.
Так что «тихость» Дона — прямое следствие его маловодности. И вот тут пора спросить: а почему, собственно, немаленькая река на немаленьком водосборе так бедна водой?
География против Дона
Ответ — в карте природных зон. Волга собирает воду с лесного севера: её верхний бассейн — это края с обильными снегами, дождями и слабым испарением, где значительная часть осадков честно добегает до русла. Кама и верхневолжские притоки питают реку щедро и относительно равномерно.
Бассейн Дона почти целиком лежит в лесостепи и степи. Осадков здесь меньше, а солнца и суховеев — больше: огромная доля влаги испаряется с полей и водной глади, не дойдя до реки. Коэффициент стока — доля осадков, превращающаяся в речную воду, — в донской степи в разы ниже, чем в волжских лесах. К тому же питание Дона резко перекошено в сторону весны: река живёт талой водой, и в естественном режиме до 70 процентов годового стока проносилось за короткое бурное половодье. Всё остальное время Дон стоял на голодном пайке, мелел, обнажал перекаты — и тёк ещё медленнее среднегодовых цифр. «Тихий Дон» летней межени — это река, которая местами еле переставляет воду.
Волге степь тоже достаётся — в нижнем течении, — но там река уже набрала лесную воду севера, и испарение отщипывает от могучего потока лишь проценты.
Человек дожал обоих
Честности ради — о том, что сравнивать «скорость Дона» и «скорость Волги» сегодня нужно с оговорками. Обе реки в XX веке перестали быть естественными потоками. Волга превращена в лестницу из водохранилищ — от Иваньковского до Волгоградского, и в этих рукотворных морях течение упало до 0,2–0,3 метра в секунду: исследователи водохранилищ, начиная с работ Аркадия Авакяна, прямо писали, что Волга как река с течением на большей части длины исчезла, уступив место цепочке слабопроточных водоёмов. Парадоксальным образом нынешняя Волга на многих участках течёт медленнее Дона.
Дон отделался легче — но не уберёгся: Цимлянское водохранилище, заполненное в 1952–1953 годах, зарегулировало его нижнее течение, срезало половодья и заметно снизило годовой сток — сказался и разбор воды на орошение и Волго-Донской канал. Маловодные циклы последних десятилетий, которые гидрологи Института водных проблем РАН и Южного научного центра РАН фиксируют в бассейне Дона, обострили картину: река периодически недобирает воды даже до своих скромных норм, судоходство на Нижнем Дону страдает от малых глубин. Тихий Дон становится ещё тише — и это уже не поэзия, а хозяйственная проблема.
Эпитет, который оказался диагнозом
Любопытно, что народная топонимика поставила рекам точный гидрологический диагноз задолго до появления самой гидрологии. Казаки звали свою реку «тихим Доном» и «Доном-батюшкой» — и в величании слышится характер: степенный, неспешный, мелеющий летом до бродов. Волгу же звали «матушкой» и побаивались: её стрежень, водовороты и весенний размах были силой, с которой не шутили бурлаки и лоцманы. Фольклор зафиксировал ровно то, что потом измерили вертушками гидрометристы: одна река — мощь и напор, другая — покой и мелководье.
