miniatura|La Muga a l'Empordà. Un riu és un corrent natural d'aigua que flueix amb continuïtat. Posseïx un cabal determinat i desemboca al mar, en un llac o en un altre riu, que en aquest últim cas es denomina afluent. Algunes vegades acaben en zones desèrtiques on les seves aigües es perden per infiltració i evaporació. Quan el riu és de poc cabal rep el nom de rierol.
El cicle de l'aigua miniatura|El cicle de l'aigua. Els rius formen part de la circulació general de l'aigua o cicle hidrològic. La presència de grans quantitats d'aigua és el que distingeix la Terra d'altres planetes coneguts, i el que hi fa possible la vida. A la Terra hi ha més de 1.400 milions de km³ d'aigua que són contínuament reciclats i transformats al seu pas pels oceans, l'atmosfera, la biosfera i la geosfera.
Si es mesura la quantitat d'aigua de cadascun dels components del cicle hidrològic, la dels rius només representa una petita part del sistema. La major part és aigua salada, ja que els oceans contenen 96,5% de l'aigua del nostre planeta. 3,5% restant és aigua dolça, concentrada principalment a les reserves de les regions fredes (69% del total, i en forma de casquets polars, glaceres i dipòsits nivals) o en el subsòl, en forma d'aigua subterrània (30% del total). Els llacs en contenen el 0,25%, mentre que l'atmosfera n'acumula 0,4%. L'aigua dels rius només addiciona un reduït 0,006% de l'aigua dolça de la Terra, però té una importància que compensa el seu escàs volum. Això es deu al fet que l'aigua dels rius, en fluir a causa de la gravetat, erosiona i modela el paisatge, transportant i dipositant roques i sediments. Una altra raó és que l'aigua constitueix un recurs natural renovable, tant per als humans com per a la resta d'animals i, també, per a les plantes.
El cicle hidrològic s'inicia quan l'aigua s'evapora des dels mars i oceans a l'atmosfera. L'aigua atmosfèrica torna a la Terra en forma de precipitacions de pluja, calamarsa o neu. La quantitat d'aigua que arriba a terra depèn de diversos factors, però, en general, les terres altes reben més aigua que les baixes i és per això que a les muntanyes neixen la majoria dels rius. Les plantes, sobretot els arbres, capten part de les precipitacions, fins i tot, abans d'arribar a terra. La tala d'arbres i la seva substitució per conreus (desforestació) augmenta la velocitat i la quantitat d'aigua de pluja que arriba a terra, amb la consegüent erosió puntual dels sòls i el risc d'inundacions.
Les precipitacions que arriben a terra s'infiltren en els sòls, percolant fins a la capa freàtica per esdevenir aigua subterrània. O bé, flueixen lentament, vessant avall, en forma de rierols. No tota l'aigua que cau durant les grans tempestes és capaç de filtrar-se: en aquells indrets on, per l'acció humana, s'ha compactat la superfície del sòl o ha estat coberta de ciment, o en aquells llocs ja saturats d'aigua, l'excés de líquid s'acumula en la superfície i flueix vessant avall, fins al curs d'aigua més proper, en forma de rierols. El riu completa el cicle hidrològic en recollir l'aigua de la seua zona d'influència (conca de drenatge) i portar-la als oceans i llacs, per a substituir així l'aigua que s'evapora.
Règim hidrològic La quantitat d'aigua que circula per un riu per unitat de temps és el cabal, aquest varia en el temps i en l'espai. Aquestes variacions defineixen el règim hidrològic d'un riu. Les variacions temporals es donen durant o just després de fortes precipitacions o de la fusió de la neu, i tota aquesta aigua líquida incrementa el cabal d'un riu. En casos extrems es pot produir una crescuda quan l'aportació d'aigua és més gran que la capacitat del riu per evacuar, desbordant-se i cobrint les zones planes properes (plana d'inundació). L'aigua que circula sota terra (subterrània) triga molt més a alimentar el cabal d'un riu i hi pot arribar dies, setmanes o mesos després de la pluja o de la fosa de la neu. El cabal d'un riu aportat per les aigües subterrànies fluctua en funció de l'alçada del nivell freàtic. Si no plou en absolut o la mitjana de precipitacions és inferior al normal durant llargs períodes, el riu pot arribar a assecar-se quan l'aportació d'aigua de pluja acumulada en el sòl i el subsòl es redueixi a zero. Això pot tindre conseqüències desastroses per a la vida del riu i les seues ribes, i per a la gent que en depengui per al seu subministrament d'aigua.
La variació espacial es dona perquè el cabal d'un riu augmenta aigües avall, a mesura que va recollint les aigües de la conca de drenatge i les aportacions de les conques d'altres rius que s'hi uneixen com a tributaris. Degut a això, el riu acostuma a ésser petit a les muntanyes, prop del seu naixement, i molt més gran a les terres baixes, properes a la seua desembocadura. En són una excepció els deserts, en els quals la quantitat d'aigua que es perd per la filtració o evaporació en l'atmosfera és superior a la quantitat que aporten els corrents superficials. Per exemple, el cabal del riu Nil disminueix notablement quan descendeix des de les muntanyes del Sudan i Etiòpia, a través del desert de Núbia i del Sàhara, fins a la Mar Mediterrània.
Cabal ecològic L'expressió cabal ecològic referida a un riu o a qualsevol altre curs d'aigua corrent, és una expressió que pot definir com l'aigua mínima necessària per preservar els valors ecològics al llit fluvial d'aquest, com: Els hàbitats naturals, que alberguen una riquesa de flora i fauna, Les funcions ambientals com dilució de pol·luents, Amortiment dels extrems climatològics i hidrològics, Preservació del paisatge.
La determinació del cabal ecològic d'un riu o riera es fa segons un acurat anàlisi de les necessitats mínimes dels ecosistemes existents a l'àrea d'influència de l'estructura hidràulica que d'alguna manera modificarà el cabal natural del riu o rierol.
Riuades
miniatura|Pont destruït per una riuada Una riuada (en alguns llocs es denomina també com crescuda, avinguda o pantanada) és l'elevació del nivell d'un curs d'aigua significativament més gran que el flux mitjà d'aquest. Durant la crescuda, el cabal d'un curs d'aigua augmenta en tals proporcions que el llit del riu pot resultar insuficient per contenir-lo. Llavors l'aigua el desborda i envaeix el llit gran, també anomenat plana al·luvial. Una crescuda elemental només afecta a un o més afluents i pot tenir causes molt diferents: pluvial, a causa de les pluges contínues sobre una conca poc permeable o que ja s'ha amarat d'aigua; nival, provocada per la fusió de les neus, el desglaç que provoca la ruptura de l'obstacle congelat que retenia les aigües, etc. Moltes vegades dos o més d'aquestes causes simples sumen els seus efectes i el riu, sobretot després d'haver rebut les aigües de diversos afluents importants, experimenta una crescuda complexa. Així és com els xàfecs primavera els poden agreujar considerablement una crescuda nival.
D'altra banda, les avingudes es poden caracteritzar segons la seva variabilitat en el temps, així es poden distingir: Avingudes periòdiques, que generalment no causen danys, i fins i tot són benèfiques, com per exemple les del riu Nil previ a la construcció de la presa d'Assuan, on contribuïen a la fertilitat de la vall sota del riu. Aquest tipus de crescuda és de llarga durada, i pot durar setmanes o mesos. Són causades per les variacions climàtiques de vastes regions de la conca hidrogràfica. Són previsibles, es poden prendre mesures de protecció per evitar o minimitzar els danys. Avingudes excepcionals: Aquestes són causades per precipitacions intenses sobre tota la conca o part d'aquesta. Són difícilment previsibles, per a això cal una xarxa de monitoratge operada en temps real. Generalment causen danys a les poblacions i a la infraestructura econòmica. Combinació d'ambdues: Generalment causen danys, són difícilment previsibles si no es disposa d'una xarxa de monitoratge en temps real.
Les principals característiques d'una avinguda són: El seu cabal màxim, o pic, fonamental per al dimensionament de les obres de protecció linears o defenses riberenques; El volum de l'avinguda; La velocitat amb què augmenta el seu cabal.
Aquestes característiques, per a un mateix tipus de precipitació (és a dir, mateixa intensitat i temps d'aiguat), varien en funció de característiques intrínseques de la conca: la seva extensió, el pendent i tipus del terreny, etc., i també de característiques modificables per les activitats antròpiques: la cobertura vegetal, els tipus de preparació del sòl per a l'agricultura, les àrees impermeabilitzades com a àrees urbanes, etc.
Entre les causes que agreugen la importància de les crescudes es troben: La impermeabilitat del sòl de la conca, a més del seu pendent excessiu i falta de vegetació que fan que l'aigua discorri veloçment i no s'infiltri. Els llits estrets i amb pendents molt accentuades, que no poden conservar volums suficients d'aigua suplementària. L'existència de confluències molt pròximes les unes a les altres.
Les crescudes més importants no es deuen a la torrencialitat de les seves precipitacions sinó a la persistència i la repetició de pluges molt intenses durant diversos dies. El sòl es troba llavors saturat i no pot absorbir molta més aigua, i en no lluir el sol, l'evaporació és poc rellevant. En tot cas, això no exclou l'existència de crescudes devastadores degudes a l'ona potent formada en un riu secundari per pluges torrencials.
Formació d'un riu miniatura|El principi d'un riu de muntanya als Alps Suïssos (Reichenbach, Grosse Scheidegg) Els rius poden rebre aigua de diverses fonts. A vegades aquestes fonts estan relacionades de forma directa o indirecta amb les precipitacions o pluges. Moltes vegades, la pluja descendeix pels pendents formant un corrent superficial. Al concentrar-se pot formar un curs d'aigua. Això ocorre quan la superfície és impermeable, és a dir, quan no es filtra pel sòl, i succeïx amb determinats tipus de roques. També ocorre quan el volum d'aigua que traginen en el llit és major que la que s'infiltra en el sòl. Quan el terreny es troba saturat d'aigua, es produïx una impermeabilització transitòria.
Els rius també poden rebre aigua dels brolladors. L'aigua subterrània és una important font fluvial, perquè aporta aigua molt després de la idea de precipitacions, mantenint un cabal relativament constant, a diferència d'aquells rius que només reben les aigües de pluja el règim de les quals és molt més irregular. Els rius que reben aigües subterrànies són aquells que tenen una alimentació freàtica.
Una tercera font és el desgel. Els rius de les regions glaciars reben més aigua durant els mesos d'estiu, quan es fonen les neus o el gel de les glaceres.
Topografia Les parts més bàsiques del riu Un riu és compost per diverses parts bàsiques. El curs del riu és el seu recorregut. L'inici i capçalera del riu dit també aiguaneix, deu o font d'on prové l'aigua, es troba al que s'anomena curs alt, que fluïx dins del llit principal. Els corrents menors que s'unixen a un riu, sovint al seu tram o curs mitjà, s'anomenen tributaris. L'aigua circula normalment confinada en un canal o rec, amb un pis anomenat llit o jaç entre els bancs, vores o marges. La part final d'un riu és la seva desembocadura, a vegades anomenat gola o sòl de riu, que es troba al curs baix. La quantitat d'aigua que flueix dins un riu per unitat de temps és el seu cabal (vegeu "Règim hidrològic" més amunt).
Altres termes importants En les parts on el riu flueix en àrees relativament planes, forma meandres: estableix corbes regulars, podent arribar a formar llacs. Al fluir el riu, tragina grans quantitats de sediments, els que poden donar origen a illes sedimentàries, anomenades deltes. Aquells rius la desembocadura dels quals acaba en una boca molt ampla i profunda formen estuaris. Quan un riu descendeix ràpidament sobre un terreny inclinat es formen els ràpids, salts, trencades o cascades.
Altres termes importants a distingir en un riu són: