Черная Калитва — один из значительных правых притоков Дона. Длина реки 162 км, уклон 82 см на 1 км длины потока, водосборная площадь 5750 км². Исток реки находится близ с. Чупрынино Белгородской области.
В гидрологическом аспекте Черную Калитву можно разделить на три участка — верхний, средний и нижний. Верхний участок (длиной 70 км) заканчивается выше устья р. Ольховатка. Большая часть его находится в пределах Белгородской области. Три небольших притока принимает река в верховье.
Долина здесь постепенно расширяется до 3—4 км. Пойма местами заболочена, покрыта травяной растительностью и кустарником. Ее ширина — около 200—300 м. Русло извилистое, деформируемое. Гидрологический режим Черной Калитвы на верхнем участке неустойчив. Ближе к истоку она эпизодически пересыхает и перемерзает.
Средний участок реки небольшой, всего 40 км. Однако здесь Черная Калитва принимает воды основных своих притоков — Россоши (длина реки 70 км), Ольховатки (40 км) и Свинухи (27 км). Пойменная долина среднего участка Черной Калитвы имеет ширину 5—6 км. Ее склоны умеренно крутые, высотой 20—30 м. Пойма шириной до 0,5 км преимущественно правобережная. Она сильно заболочена, труднопроходима. Русло илисто-песчаное, умеренно извилистое, деформируется слабо. Глубина реки на плесовых участках 2м на перекатах — 0,5—1,0 м. Берега задернованы, местами поросли кустарником. Правый берег реки крутой, высотой 2-3 м, левый — пологий, не выше 1—1,5 м.
У южной окраины п. г. т. Ольховатка на Черной Калитве расположен гидрологический пост. Длина реки до створа 78 км, падение реки 1,5 м на 1 км длины потока, площади водосбора 1440 км². Выше водомерного поста находится плотина сахарного завода. Пойма и русло неширокие. Вода из русла выходит в пойму при уровне 220 см. Среднее значение самых высоких уровней (292 см) значительно превышает «пойменную» отметку. Поэтому пойма лишь изредка не заливается вешней водой. Так было в 1954 г., когда высокий уровень воды имел отметку 186 см. Уровни воды в межень невысокие. При этом низкие летние уровни (100 см) вследствие сухости климата, как правило, ниже зимних на 10 см.
Водные ресурсы Черной Калитвы у Ольховатки небольшие. В течение года каждую секунду река проносит в среднем 2,66 м³ воды. Это соответствует 58 мм слоя стока. Внутри года сток распределяется следующим образом: в весеннее половодье — 43 мм, в межень — 15 мм. С июня по ноябрь слой стока самый низкий — 7 мм, в зимнюю межень, с декабря по февраль — 8 мм. Слой стока за июль составляет всего 0,37 мм, за январь — 0,50 мм. Если представить минимальный сток Черной Калитвы в расходах, то летом он равен 0,26 м³/с, зимой 0,46 м³/с. Абсолютные минимумы расходов зафиксированы 13 сентября 1953 г. (34 л/с), 12 и 13 декабря 1959 г. (99 л/с).
Половодье, как наиболее яркая фаза режима реки, наступает в среднем 14 марта. В 1973 г. оно наблюдалось 12 февраля, а в 1969 г. 3 апреля. Пик половодья можно ожидать в начале третьей декады марта. Продолжительность половодья 25 дней. Наибольший расход воды весной составляет преимущественно 124 м³/с, его абсолютный максимум (429 м³/с) зафиксирован в 1963 г. Паводки на реке невысокие. Самый большой паводок был зарегистрирован летом 1958 г., когда расход воды в русле повысился на 10 м³/с. Температура речной воды летом довольно высокая. В 1972 г. (21—23 июня) ртутный столбик водяного термометра поднялся до 30°.
Ледовые явления на реке выражены слабо. Они наступают обычно в середине декабря. Ледостав продолжается, как правило, 2,5 месяца. Зимой 1952/53 г. он длился более 4 месяцев, зато в 1964/65 г. его не было вовсе. Толщина льда за зиму в среднем нарастает до 32 см, лишь в конце февраля 1956 г. она достигла 63 см. Весенний ледоход, который начинается в третьей декаде марта, продолжается 4 дня. Примерно 1 раз в пять лет весеннего ледохода не бывает. Общая продолжительность времени с ледовыми явлениями — около 100 дней.
Черная Калитва и ее притоки располагаются в зоне очень высокой мутности воды, составляющей 200—500 г/м³, однако у Ольховатки мутность реки равна всего 120 г/м³, а модуль стока наносов — 8,3 т с 1 км² площади водосбора. В год река смывает 12 тыс. т наносов. Такие низкие показатели стока наносов в верхней части бассейна Черной Калитвы объясняются слабой эрозионной деятельностью этой части водосбора в результате проведения противоэрозионных мероприятий, наличия луговой, кустарниковой растительности и заболоченности поймы. Но это не характерно для бассейна Черной Калитвы в целом. В бассейнах р. Россошь и других притоков Черной Калитвы наблюдаются интенсивные эрозионные процессы.
Нижний участок (длиной 52 км) Черной Калитвы имеет более широкую пойму, до 4—5 км в устье. Глубина реки преимущественно составляет 1,0—2,0 м, а ее ширина — 15—20 м. Река принимает здесь воды притоков — рек Меженка, Криница, балки Глубокой.
Весной наблюдаются два пика уровней воды. Первый пик высотой 3,5—4 м образуется от таяния снега в собственном бассейне Черной Калитвы. Второй, более высокий формируется под влиянием волны весеннего половодья Дона. Общая продолжительность половодья на нижнем участке — около месяца.
На водный режим приустьевого участка реки большое влияние оказывает подпор от Дона. Донская вода далеко разливается по пойме Черной Калитвы, вызывая в реке обратное течение воды и движение льдин.
Бассейн Черной Калитвы в Воронежской области расположен на высоком, расчлененном оврагами и балками Донском Белогорье. На водоразделах абсолютная высота местности составляет 218—230 м, в устье реки — 67 м. Лес на водосборе занимает площадь менее 5%, пашня — 60%. Распространены здесь черноземы обыкновенные и южные. В бассейне насчитывается 23 реки длиной более 10 км и 65 рек меньшей длины. Все они пополняют своими водами Черную Калитву. Постоянное течение в межень имеют, кроме Черной Калитвы, Россошь с Тихой Россошью, Ольховатка, Свинуха, Криница, Меженка.
Одна из характерных особенностей бассейна Черной Калитвы — распространенность болот. В среднем они занимают 3%, от площади бассейна, на водосборе р. Свинухи — 3,6%, на водосборе балки Глубокой — 8,8%. Это самый высокий показатель заболоченности в Воронежской области. Он объясняется гидрогеологическими особенностями бассейна и глубоким врезом русел. Водотоки Донского Белогорья дренируют водоносные горизонты полтавской серии, харьковский, каневско-бучакский и мощный горизонт мергельно-меловой сенонской толщи. Выходы родниковых вод наблюдаются в тальвегах балок, в поймах рек и у подножья склонов долин. Болота образуются на пониженных участках с благоприятными условиями для застоя поверхностных и подземных вод. Самые большие площади болот находятся в пойме. Кроме пойменных, в бассейне Черной Калитвы много болот овражного типа. Примером может служить заболоченная балка Глубокая.
Другая особенность бассейна Черной Калитвы — мелководье рек, которое имеет тенденцию к нарастанию. С целью предотвращения дальнейшего понижения русловой емкости и глубины рек необходимо расширение комплекса противоэрозионных и водорегулирующих мероприятий на водосборе.
Отметим еще одну особенность бассейна Черной Калитвы, связанную с развитием карста. Карст здесь образуется в основном в мелу, наиболее распространенной горной породе, залегающей на малой глубине. В результате растворения и выноса водой мела образуются подземные полости, провалы, трещины, котловины. Развитие карста в мергельно-меловой толще создает неблагоприятные условия для строительства прудов: вода из чаши нередко уходит в грунт.
Утечка воды зафиксирована во многих прудах. Так, из 1 пруда в балке Дроздово Ольховатского района весной 1968 г. за несколько дней ушло 180 тыс. м³ воды. После ухода воды на дне пруда были видны многочисленные трещины и провалы. В настоящее время в Ольховатском районе почти все пруды фильтруют воду. Для борьбы с фильтрацией применяется кольматация, представляющая собой процесс вмывания и заполнения пустот на дне пруда глинистыми частицами. С помощью искусственной кольматации удалось сохранить, например, пруд в балке Костюковской. Проводятся также экранирование днищ водоемов и забивка карстовых воронок суглинком.
А.Г. Курдов. «Реки Воронежской области». 1984
