ON THE INFLUENCE OF ICE COVER ON THE UNDERGROUND COMPONENT OF RIVER FLOW
Authors: Гуревич Е.В. , Марков М.Л. 
Published: July 2024

Речная сеть является основной дреной подземных вод территорий. Она создается в течение длительного периода и определяется геологическими, климатическими и орографическими условиями. Дренирующая способность гидрографической сети зависит не только от ее густоты, но и от скорости стекание по ней вод. Последняя определяется площадью живого сечения, уклоном, шероховатостью русла. В статье показано, что речной лед северных рек, как сезонное гидравлическое сопротивление, также может оказывать существенное влияние на дренирующую способность гидрографической сети. На примере стока рек в теплые и холодные зимы показано, что ледяной покров регулирует участие подземных вод разных уровней дренирования в формировании речного стока. С потеплением климата регулирующая роль ледяного покрова снижается. Возрастает скорость сработки подземных вод верхних участков речных бассейнов, сопровождаемая увеличением водности в нижних звеньях гидрографической сети. За последние 30-40 лет вклад подземных вод приводораздельной части речных бассейнов в питание рек лесной зоны в межень снизился на 20% по сравнению с предшествующим «квазистационарным» климатическим периодом. Происходит «подсушка» верховьев речных бассейнов, несмотря на рост годовых осадков. В перспективе, при сохранение современных тенденций изменения климата, возможно дальнейшее снижение подземного питания рек, так как дренирующая роль гидрографической сети возрастет. Уменьшение запасов подземных вод в речных бассейнах приведет к снижению их регулирующей роли в речном стоке и может возрасти частота наступления экстремально низкой водности. Это необходимо учитывать при разработке адаптивных мероприятий водного хозяйства к изменению климата. Литература Алексеев В.Р. Наледи. Новосибирск: Наука, 1987. 158 с. Бузин В.А. Заторы льда и заторные наводнения на реках. СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. 202 с. Гуревич Е.В. Влияние температуры воздуха на зимний сток рек (на примере бассейна р. Алдан) // Метеорология и гидрология. 2009. № 9. С. 92-99. Донченко Р.В. Ледовый режим рек СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 246 с. Кравченко В.В. Роль наледей в формировании зимнего речного стока и ледяного покрова рек западной части зоны БАМа // Труды Государственного гидрологического института. 1986. Вып. 312. С. 34-84. Марков М.Л. Пространственно-временная динамика взаимосвязи поверхностных и подземных вод // Сборник работ по гидрологии. 2002. №25. С. 90-104. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 6. Гидрологические наблюдения и работы на речных станциях и постах. Часть III. Составление и подготовка к печати гидрологического ежегодника. Л.: Гидрометеоиздат, 1958. 292 с. Разумов В.В., Разумова Н.В., Молчанов Э.Н. Подтопление земель в Сибирском регионе России // Геориск. 2015. № 4. С. 22-35. Чижов А.Н. Формирование ледяного покрова и пространственное распределение его толщины. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 125 с. Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю. Влияние антропогенных изменений климата на гидрологический режим и водные ресурсы // Изменения климата и их последствия: Материалы специальной сессии Ученого совета Центра международного сотрудничества по проблемам окружающей среды, посвященной 80-летию акад. М.И. Будыко (19-20 мая 1999 г.). / Отв. ред. Г.В. Менжулин. СПб.: Наука, 2002. С. 152-164. Kuusisto E., Elo A.-R. Lake and river ice variables as climate indicators in Northern Europe. SIL Proceedings, 1922-2010. 2000. Vol. 27. Iss. 5. P. 2761-2764. DOI: 10.1080/03680770.1998.11898168 Рrowse T.D., Вonsal B.R., Duguay C.R, Lacroix M.P. River-ice break-up/freeze-up: a review of climatic drivers, historical trends and future predictions. Annals of Glaciology. 2007. Vol. 46. P. 443-451. DOI: 10.3189/172756407782871431
The river network is the main drainage of underground waters of the territories. It is created over a long period and is determined by geological, climatic and orographic conditions. The draining capacity of a hydrographic network depends not only on its density, but also on the speed of water flowing down it. The latter is determined by the area of the living section, slope, roughness of the riverbed. The article shows that the river ice of the Northern rivers, as a seasonal hydraulic resistance, can also have a significant impact on the drainage capacity of the hydrographic network. On the example of river flow in warm and cold winters, it is shown that the ice cover regulates the participation of groundwater at different levels of drainage in the formation of river flow. As the climate warms, the regulatory role of the ice cover decreases. The rate of underground water treatment in the upper sections of river basins increases, accompanied by an increase in water content in the lower parts of the hydrographic network. Over the past 30-40 years, the contribution of groundwater in the watershed of the river basins to the supply of rivers in the forest zone in mezhen decreased by 20 compared to the previous quasi-stationary climate period. There is a drying of the upper reaches of river basins, despite the growth of annual precipitation. In the future, if the current trends of climate change continue, it is possible to further reduce the underground supply of rivers, as the drainage role of the hydrographic network will increase. The reduction of groundwater reserves in river basins will reduce their regulatory role in river flow and may increase the frequency of occurrence of extremely low water content. This should be taken into account when developing adaptive water management measures to climate change. References Alekseev V.R. Naledi Frazil. Novosibirsk, Publ. Nauka, 1987. 158 p. (In Russian). Buzin V.A. Zatory lda i zatornye navodneniya na rekakh Ice jams and mash floods on rivers. St. Petersburg, Publ. Gidrometeoizdat, 2004. 202 p. (In Russian). Chizhov A.N. Formirovanie ledyanogo pokrova i prostranstvennoe raspredelenie ego tolshchiny Ice pack formation and space distribution of the ice pack depth. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1990. 125 p. (In Russian abstract in English). Donchenko R.V. Ledovyi rezhim rek SSSR Ice regime of the USSR rivers. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1987. 246 p. (In Russian abstract in English). Gurevich E.V. Influence of air temperature on the river runoff in winter (the Aldan river catchment case study). Russian Meteorology and Hydrology, 2009, vol. 34, iss. 9, pp. 628-633. (Russ ed.: Gurevich E.V. Vliyanie temperatury vozdukha na zimnii stok rek (na primere basseina r. Aldan). Meteorologija i gidrologija, 2009, no. 9, pp. 92-99). DOI: 10.3103/S1068373909090088 Kravchenko V.V. Rol naledei v formirovanii zimnego rechnogo stoka i ledyanogo pokrova rek zapadnoi chasti zony BAMa The role of icing in the formation of winter river runoff and ice cover of rivers in the western part of the BAM zone. Trudy Gosudarstvennogo gidrologicheskogo institute Transactions of the State Hydrological Institute. 1986, vol. 312, pp. 34-84. (In Russian). Kuusisto E., Elo A.-R. Lake and river ice variables as climate indicators in Northern Europe. SIL Proceedings, 1922-2010, 2000, vol. 27, iss. 5, pp. 2761-2764. DOI: 10.1080/03680770.1998.11898168 Markov M.L. Prostranstvenno-vremennaya dinamika vzaimosvyazi poverkhnostnykh i podzemnykh vod Spatial-temporal dynamics of the relationship of surface and groundwater. Sbornik rabot po gidrologii Collection of works on hydrology, 2002, No 25, pp. 90-104. (In Russian). Nastavlenie gidrometeorologicheskim stantsiyam i postam. Vypusk 6. Gidrologicheskie nablyudeniya i raboty na rechnykh stantsiyakh i postakh. Chast tretya. Sostavlenie i podgotovka k pechati gidrologicheskogo ezhegodnika Manual to hydrometeorological stations and posts. Issue 6. Hydrological observations and work at river stations and posts. Part three. Compilation and preparation for printing of the hydrological yearbook. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1958. 292 p. (In Russian). Рrowse T.D., Вonsal B.R., Duguay C.R, Lacroix M.P. River-ice break-up/freeze-up: a review of climatic drivers, historical trends and future predictions. Annals of Glaciology, 2007, vol. 46, pp. 443-451. DOI: 10.3189/172756407782871431 Razumov V.V., Razumova N.V., Molchanov E.N. Podtoplenie zemel v Sibirskom regione Rossii Flooding of lands in the Siberian Region of Russia. Georisk Georisk, 2015, no. 4, pp. 22-35. (In Russian abstract in English). Shiklomanov I.A., Georgievskii V.Yu. Vliyanie antropogennykh izmenenii klimata na gidrologicheskii rezhim i vodnye resursy The impact of anthropogenic climate change on the hydrological regime and water resources. In Menzhulin G.V. (ed.) Izmeneniya klimata i ikh posledstviya: Materialy spetsialnoi sessii Uchenogo soveta Tsentra mezhdunarodnogo sotrudnichestva po problemam okruzhayushchei sredy, posvyashchennoi 80-letiyu akad. M.I. Budyko (19-20 maya 1999 g.). Climate change and their consequences: Materials of a special session of the Scientific Council of the Center for International Cooperation on Environmental Issues, dedicated to the 80th anniversary of Acad. M.I. Budyko (May 19-20, 1999). St. Petersburg, Nauka, 2002, pp. 152-164. (In Russian).