Особенности гидрологического режима Верхней Оби для возможности водохозяйственного использования

ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВЕРХНЕЙ ОБИ ДЛЯ ВОЗМОЖНОСТИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Н.И. Алёшина, канд. с.-х. наук, доцент И.В. Гефке, канд. с.-х. наук, доцент Алтайский государственный аграрный университет

Б01: 10.24411/2500-1000-2019-11751

Аннотация. Водный режим рек определяется климатическими особенностями водосбора и его географическим положением. Река Обь имеет смешанное питание снежными, дождевыми, ледниковыми и грунтовыми водами. В статье показаны особенности гидрологического режима при хозяйственном использовании реки Оби и пойменных территорий, дающих представление о тех естественных и антропогенных морфологических изменениях, которые могут произойти на участке размещения сооружения или в зоне влияния этого сооружения на реку.

Ключевые слова: водный режим, половодье, водопост, паводок, расход воды.

При хозяйственном использовании рек и пойменных территорий необходимо иметь надежное представление о тех естественных и антропогенных морфологических изменениях, которые могут произойти на участке размещения сооружения или в зоне влияния этого сооружения на реку.

Водный режим Верхней Оби определяется климатическими особенностями водосбора и его географическим положением [1].

Река имеет смешанное питание снежными, дождевыми, ледниковыми и грунтовыми водами, при этом преобладает снеговое питание. Его доля в годовом стоке составляет 50% и более. Дождевые и грунтовые воды вносят примерно в питание реки 20-25% стока, а доля ледниковых вод не превышает 10%.

В период половодья река приносит основную часть годового стока (приблизительно 70%). Обычно половодье имеет две волны: первая формируется в апреле-мае от таяния снегов в равнинной части бассейна, вторая приходит в июне в результате таяния высокогорных ледников и сне-

гов. Иногда обе волны накладываются друг на друга, и тогда наблюдается мощное и высокое половодье [2, 3, 4]. Подъём уровня воды наступает ещё при ледоставе. В отдельные годы ледовые заторы на реке Обь случаются настолько мощные, что впадающие в нее небольшие речки и ручьи начинают течь вспять. Обратное течение можно наблюдать в низовье Оби примерно в июне. В это время происходят половодья в нижней части ее русла. При вскрытии реки наблюдаются интенсивные подъёмы уровня воды. В верховье реки половодье заканчивается в июле, летняя межень неустойчивая, в сентябре-октябре дождевой паводок. В среднем течении и в низовье спад половодья с наслаивающимися дождевыми паводками продолжается до ледостава. Средняя продолжительность половодья составляет 117 суток. Сроки прохождения наибольшего расхода, начала и окончания половодья, варьируются, их характеристика приведена в таблице 1. Величины характерных расходов половодья представлены в таблице 2.

Таблица 1. Сроки прохождения характерных расходов половодья на р. Обь у г. Барнаула

Начало половодья Прохождение наибольшего расхода Окончание половодья

раннее среднее позднее раннее среднее позднее раннее среднее позднее

20.03 05.04 21.04 18.04 19.05 25.06 19.06 31.07 11.09

Таблица 2. Характерные расходы половодья р. Оби у г. Барнаула

Выводные характеристики Наибольший сроч. расход, м3/с Суммарный слой стока за половодье, мм Объем стока за половодье, млн.м3 Сток за половодье в % от годового

Средний 5460 184 31,1 66

Наибольший 12600 350 59,2 82

Наименьший 3370 98 16,6 42

При уровне 450-500 см над нулем графика водопоста вода выходит на пойму, глубина затопления которой достигает 2-3 метра, а продолжительность 35-45 суток (в среднем).

Средний уровень половодья составляет 578 см, максимальный - 763 см, минимальный - 456 см. Характерный гидрограф р. Обь у г. Барнаула приведен на рисунке 1.

Второй по водности фазой гидрологического режима является летне-осенний

период (июль-ноябрь), в течение которого наблюдается медленный спад уровней воды, прерываемый многочисленными паводками. Летняя межень, как период низкой водности, выражена слабо вследствие таяния горных снегов и ледников в горной части бассейна, а также значительного количества выпадающих на водосборе осадков. Кроме того, в этот период в реку возвращается вода, аккумулировавшаяся на пойме во время половодья.

Рис. 1. Гидрограф р. Обь у г. Барнаула

Объем стока за летне-осенний сезон составляет в среднем 35-40% годового. Максимальные уровни межени могут изменяться от 55 до 476 см и составляют в среднем 262 см.

Наименьшая водность и уровни воды наблюдаются в зимнюю межень, когда река переходит на грунтовое питание, объем стока за этот период не превышает 10%.

Средний из минимальных зимних уровней по водопосту Барнаул равен 14 см. Наименьший составлял 96 см. Как правило, наиболее низкие уровни воды наблюдаются в период установления ледостава, что связано с зажорами образующимися на вышележащих от водопоста перекатах.

Уровенный режим р. Оби отличается значительной амплитудой колебания

уровня. За весь период с 1893 по 2000 гг. многолетняя амплитуда колебаний уровня составила 859 см. Годовая амплитуда равна в среднем 550 см.

Согласно исследованиям среднемного-летний уровень воды р. Оби у г. Барнаула непостоянен за весь период наблюдений, т.к. начиная примерно с 1955 г., на реке началась "просадка" уровней (увеличение пропускной способности русла при одних

и тех же расходах). Она связана с активным хозяйственным освоением бассейна русла реки и с карьерными разработками, дноуглубительными работами в русле. Поэтому, среднемноголетний уровень определяется за период 1955-2000 гг. и составляет 169 см.

Среднегодовые уровни воды разной обеспеченности приведены в таблице 3.

Таблица 3. Среднегодовые уровни воды разной обеспеченности

Обеспеченность, % 1 3 5 10 20 50 75 80 90 95 97

Уровень, см 315 228 273 253 228 188 159 154 136 123 115

Измерения расходов воды на водопосту Барнаул проводится с 1922 г., т.е. имеется достаточно длинный ряд для определения основных характеристик жидкого стока. Средний многолетний расход воды со-

ставляет 1460 м/с. Хронологический график характерных расходов воды и обеспеченность максимальных расходов р. Оби у г. Барнаула приведен на рисунке 2.

Рис. 2. Хронологический график характерных расходов воды и обеспеченность максимальных расходов р. Оби у г. Барнаула

В таблице 4 приведены параметры кривых распределения и обеспеченные расходы во-

ды.

Таблица 4. Характерные расходы воды разной обеспеченности

Характеристика расхода Среднее значение, м3/с Параметры кривой обеспеченности Обеспеченность, %

Q0 CV Cs 1 3 5 10 25 50 75 90 95 97

Максимальный 5389 0,28 0,16 12000 9600 8400 7400 5900 5000 4400 4000 3800 3650

Среднегодовой 1457 0,19 0,69 2200 2080 1980 1800 1660 1400 1300 1200 1150 1100

Минимальный 236 0,17 0,31 400 350 300 280 200 180 170 160 150

Анализ таблицы показывает, что из всех тойчивыми являются минимальные (козф-характерных расходов воды наиболее ус- фициенты вариации CV=0.17), что объяс-

няется преобладающей долей подземного сказать, что наибольший из зарегистриро-питания в их формировании. Максималь- ванных расходов (12000 м/с) более чем в ные расходы отличаются значительной восемь раз превышает среднемноголетний. амплитудой и изменчивостью. Достаточно

Библиографический список

1. Горошко Н.В. Ландшафтно-гидрологический анализ годового стока в бассейне Верхней Оби: автореф. дис. ...канд. геораф. наук. - Иркутск, 2007. - 28 с.

2. Современное состояние водных ресурсов и функционирование водохозяйственного комплекса бассейна Оби и Иртыша / Ю.И. Винокуров, А.В. Пузанов, Д.М. Безматерных и др. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. - 236 с.

3. ПузановА.В., Винокуров Ю.И., Безматерных Д.М., Атавин А.А., Зиновьев А.Т., Кириллов В.В., Красноярова Б.А., Ловцкая О.В., Папина Т.С., Рыбкина И.Д. Водные ресурсы и водохозяйственный комплекс Обь-Иртышского бассейна // Водные ресурсы Центральной Азии и их использование: матер. международ. науч.-практ. конф. Т. 1. Алматы, -2016. - С. 388-394.

4. Пузанов А.В., Зиновьев А.Т., Безматерных Д.М., Резников В.Ф., Трошкин Д.Н. Опасные гидрологические явления в бассейне Верхней Оби: современные тенденции и прогнозирование // Водное хозяйство России. - 2018. - № 4. - С. 69-77.

FEATURES OF THE HYDROLOGICAL REGIME OF THE UPPER OB FOR THE POSSIBILITY OF WATER MANAGEMENT

N.I. Aleshina, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor I.V. Gefke, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Altai State Agricultural University

Abstract. The water regime of rivers is determined by the climatic features of the catchment and its geographical location. The Ob river has a mixed supply of snow, rain, glacial and groundwater. The article shows the features of the hydrological regime in the economic use of the Ob river and floodplain areas, giving an idea of the natural and anthropogenic morphological changes that may occur at the site of the structure or in the zone of influence of this structure on the river.

Keywords: water regime, flood, water field, flood, water consumption.