Большая часть поверхности Земли покрыта водой, что обеспечивает постоянное поступление влаги в атмосферу. При определенных условиях влага выпадает в виде осадков или аккумулируется на ледниках. На поверхности Земли сформировалась гидрографическая сеть, по которой выпавшие осадки устремляются к понижениям местности, образуя внутренние водоемы (озера, моря), или возвращаются в Мировой океан. Плоские низменности со спокойным рельефом характеризуются относительно слабо развитой речной сетью, а в горных районах суши, чем выше, тем гуще речная сеть, что объясняется более благоприятными условиями стока.
Водный режим рек и внутригодовое распределение их стока зависят от преобладания тех или иных источников питания рек (сезонные снега, дожди, озера и болота, подземные воды, вечные снега и ледники) и их региональных особенностей.
Природный объект (природное тело), с которого воды стекают в отдельную реку или речную систему, называют речным бассейном, который включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого поступают воды в данную речную систему или определенную реку. Подземный водосбор образуют толщи рыхлых отложений, из которых вода поступает в речную сеть. В общем случае границы поверхностного и подземного водосборов могут не совпадать.
Главная природная функция речного бассейна — стокообразующая. Речные бассейны — это объединенные по принципу единства гидрогеохимических потоков, имеющих один объект для своей разгрузки, геосистемы, пространственный базис для природопользования и природообустройства.
Цели обустройства речных бассейнов и их водосборов могут быть разные. Главной можно назвать улучшение качества речного стока в смысле объема стока и расходов воды в реке, желаемого распределения стока во времени, качества речных вод, глубин и уровней воды в русле, состояния дна и берегов, развития биоты.
Влагооборот в пределах речного бассейна зависит, с одной стороны, от количества влаги, поступающей извне, а с другой — от физико-географических особенностей самого бассейна (географического положения, рельефа, почв, растительности и др.). Количественные соотношения между отдельными составляющими водообмена в речном бассейне устанавливаются водным балансом. Например, уравнение баланса поверхностных вод:
, (4.1)
- изменение запасов поверхностных вод;
- атмосферные осадки, выпавшие на поверхность речного бассейна;
- испарение с листьев и водной поверхности, соответственно;
- приток на балансовую территорию поверхностных вод;
- отток с балансовой территории поверхностных вод;
- впитывание влаги в почву;
- подача воды на орошение (управляемая человеком статья баланса).
Все слагаемые в уравнении (4.1) в одинаковых единицах измерения, например, куб.км в год или мм в год с заданной площади (слой стока).
Соотношение основных элементов водного баланса (осадков, стока и испарения) в среднем по времени примерно постоянно и определяет водоносность рек. Это соотношение на различных территориях земной поверхности суши различно. В распределении водного баланса природных зон и подзон России отчетливо прослеживается широтная зональность.
На территории Российской Федерации в пределах ее европейской части большинство рек несет свои воды на юг в районы недостаточного увлажнения; реки азиатской территории и северо-запада текут на север в районы избыточного увлажнения. Удельная водоносность территорий юга и юго-запада, где проживает большая часть населения страны и размешены орошаемые земли, примерно в 3...10 раз меньше водоносности северных территорий.
Большая часть территории России занята бассейнами рек, в питании которых основную долю составляют сезонные снега. Питание таких рек происходит почти исключительно в период весеннего снеготаяния. За это время насыщаются водой подземные горизонты, обеспечивающие меженный сток. В осенний период такие реки также пополняются дождями. На реках Калининградской области весеннее половодье (март-апрель), летне-осенняя и зимняя межень часто прерываются дождевыми паводками. Бассейны рек Дальнего Востока и Кавказа тяготеют преимущественно к дождевому питанию. Большая часть осадков здесь выпадает в летнее время года.
Размер стока влияет на густоту речной сети и водность рек. На большей части России коэффициент стока (соотношение годовых стока и осадков) уменьшается с севера на юг с 0,7 до 0,4. Его значения максимальны в восточной части Чукотского полуострова и на Корякском нагорье (0,9), минимальны — в пустынях и полупустынях Прикаспия (0,02).
Хозяйственное использование водных ресурсов речного бассейна существенно зависит от колебаний речного стока, в основном в течение года.