Изменение гидрографии и стока рек Кумо-Манычской впадины под влиянием антропогенной деятельности

УДК 556.51+556.16

ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОГРАФИИ И СТОКА РЕК КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

© 2007г. А.А. Базелюк

During XX century the drainage network of Kuma- Manych Basin was changed as result of human's activities: the cannels and reservoirs were built, some lakes were flooded after reservoirs and pools creation. Now the water flow is 8-10 times more, the water flow, suspended solids flow, and water temperature were changed. By 2050 the variations of water flow in rivers as result of climate changes will be small.

Кумо-Манычская впадина протянулась с северо-запада на юго-восток от р. Дон на западе и до Каспийского моря на востоке. Основными речными бассейнами в ее пределах являются Западный и Восточный Маныч, а также нижняя часть (дельтовая) р. Кумы. Основные притоки Западного и Восточного Маныча берут начало на Ставропольской возвышенности, а незначительные (преимущественно балки с периодическим стоком) - на Сальско-Манычской гряде, Азо-во-Манычской возвышенности, возвышенности Ерге-ни. На территории впадины отмечается большое число различных водоемов: озер, водохранилищ и прудов. В целом гидрографическая сеть, особенно в восточной части, изучена слабо, и до настоящего времени не производилось детальное гидрографическое описание участка Восточного Маныча ниже Чограй-ского водохранилища и его основных притоков [1].

Необходимо отметить, что только в начале ХХ в. была решена «загадка Манычей» - куда идет сток р. Калаус - в сторону Дона или Каспийского моря. Исследованиями конца XIX - начала XX в. установлено, что р. Калаус является бифуркирующей, и периодически ее сток полностью или частично осуществляется на запад или восток. В середине XX в. при средних месячных расходах воды р. Калаус менее 3,0 м3/с весь сток поступал в р. Восточный Маныч, а при расходах более 3,0 м3/с часть стока (45 %) шла в р. Западный Маныч, а другая часть - в р. Восточный Маныч. В 1970 г. построена дамба в устье р. Калаус, в результате сток этой реки в р. Восточный Маныч прекратился [2, 3].

Западный Маныч - последний большой приток р. Дон, впадающий в нее на расстоянии 99 км от ее устья в районе ст. Манычской. Площадь водосбора реки равна 48 450 км2. Длина реки, если за исток принять р. Егорлык, равна 629 км, а если за исток принять р. Калаус, то она достигает 856 км. Густота речной сети уменьшается с юга на север от 0,4-0,5 км/км2 на северо-западных склонах Ставропольской возвышенности до 0,1-0,2 км/км2 в устьевой области р. Западный Маныч. К середине XX в. гидрографическая сеть бассейна р. Западный Маныч была существенно изменена как за счет строительства трех крупных водохранилищ, так и за счет проведения многочисленных каналов. Обводненная р. Калаус стала полновод-

ной, и сток ее с 1970 г. доходит до Пролетарского водохранилища. Создание Усть-Манычского, Веселов-ского и Пролетарского водохранилищ в долине р. Западный Маныч позволило реке стать полноводной и даже судоходной [4].

Восточную часть Кумо-Манычской впадины занимает долина р. Восточный Маныч. Площадь водосбора, с учетом отчленения р. Калаус, - 8 800 км2, при наибольшей длине - 221 км, если брать за исток р. Рагули. Густота речной сети незначительная и в среднем для всего бассейна равна 0,1-0,2 км/км2. Основные притоки Рагули, Голубь, Чограй - правые, берут начало на отрогах Ставропольской возвышенности. С левой стороны к долине р. Восточный Ма-ныч открываются только небольшие балки, сухие большую часть года. Длина притоков 38-117 км, а площадь их составляет 360-1 480 км2.

В 1969 г. в долине р. Восточный Маныч построено Чограйское водохранилище, заполнение которого до проектного уровня завершено в 1973 г. Длина водохранилища от плотины до Калаусской дамбы равна 48,8 км, а площадь - 165 км2. Из Чограйского водохранилища р. Восточный Маныч вытекает на восток одним потоком на юг-юго-восток, где на 65 км от водохранилища впадает в озеро Хар-Эрг. В 4 км от впадения в озеро от реки отделяется Чограйский канал, который через 60 км впадает в р. Куму.

За прошедшее столетие гидрографическая сеть основных рек в Кумо-Манычской впадине принципиально изменилась: появилось несколько крупных водохранилищ, исчез ряд озер, расположенных в долинах р. Западного и Восточного Маныча, изменен сток р. Калаус, появился канал, по которому в р. Восточный Маныч подаётся большое количество воды из р. Кума. После строительства ряда крупных ороси-тельно-обводнительных каналов в настоящее время отмечается постоянный речной сток как по р. Западный и Восточный Маныч, так и на их притоках Кала-ус и Егорлык.

К естественным водным объектам относятся также озёра, которых в бассейнах р. Западный и Восточный Маныч в 1995 г. было 621 общей площадью 378,41 км2. В результате строительства в поймах рек водохранилищ значительное число озёр было затоплено, и даже оз. Маныч-Гудило стало частью Проле-

тарского водохранилища. Число и площадь озёр в XX в. сократилось, но с исчезновением озёр происходил их распад на более мелкие, и, кроме того, образовался ряд новых озёр.

Водными объектами антропогенного происхождения являются водохранилища, пруды и каналы. Первых в Кумо-Манычской впадине создано за 1932— 1990 гг. 41 с общей площадью 1 440,62 км2. Наиболее значительные водохранилища - Весёловское, Пролетарское и Чограйское. Другими искусственными водными объектами являются пруды, которые в долинах рек стали создавать ещё первые поселенцы этой территории в XIX в. На 1995 г. в бассейнах рек Западный и Восточный Маныч было 1681 пруд с общей площадью 77,86 км2.

В рассматриваемом регионе каналы являются вторым после водохранилищ главным водным объектом. Общая длина магистральных и распределительных каналов в два раза превышает длину речной сети. Средние месячные расходы воды в каналах превышают расходы воды в реках, отмечавшиеся в период их естественного режима, в 10-20 раз в Западном Ма-ныче и в 40-50 раз в Восточном.

Вода в бассейны рек Западного и Восточного Ма-ныча подаётся из бассейнов р. Дона, Кубани и Кумы в основном по четырём каналам: Пролетарской ветви Донского магистрального, Невинномысскому, Кумо-Манычскому и Калаусскому. Общее количество воды, подаваемой в бассейны Западного и Восточного Ма-ныча, в отдельные годы в конце XX в. достигало 2,53,0 км3, при собственном стоке этих рек в средние по водности годы до антропогенного вмешательства около 0,3 км3.

Одновременно с антропогенной перестройкой во впадине гидрографической сети произошло изменение объёма и режима стока рек, которое связано с антропогенными мероприятиями:

- подачей воды по каналам из бассейнов р. Кубани, Дона и Кумы;

- зарегулированием стока рек в результате строительства водохранилищ;

- строительством плотины в устье р. Калаус, прекратившей сток этой реки в Восточный Маныч;

- систематическим значительным сбросом воды из Чограйского водохранилища в русло р. Восточный Маныч.

Такое антропогенное воздействие на сток рек привело не только к его общему увеличению, но и к внутригодовому изменению: сток стал более равномерным в течение года, сократилась его доля в весенний период, увеличилась в летний и осенний (табл. 1).

На всех основных реках произошло увеличение расходов воды и объёма стока. В течение года расходы воды увеличились неравномерно, с минимумом весной, особенно в марте-апреле, когда проходит весеннее половодье, и максимумом осенью, когда средние месячные расходы воды больше в 10-90 раз по сравнению с периодом, когда отсутствовала переброска стока. Переброска воды в бассейны р. Западного и Восточного Маныча привела к уменьшению наибольших и увеличению наименьших расходов.

В связи с переброской в реки Кумо-Манычской

впадины дополнительных объемов воды изменился и сток взвешенных наносов. До переброски воды средние годовые расходы и годовой сток наносов составляли 1,11-9,3 кг/с и 35-290 тыс. т при наибольших величинах в бассейне р. Калаус. В период с естественным стоком наносов приходилось от годового их объёма: на зиму - 0,9-9,2, весну - 97,8-71,9, лето -1,2-17,9 и осень - 0,1-1,0 %. После поступления в бассейн р. Калаус кубанской воды в весеннее время сток взвешенных наносов сократился, а летом и осенью увеличился (табл. 2).

Таблица 1

Распределение стока воды по сезонам года после переброски стока или строительства прудов (1963-1990 гг.), % [5]

Река - пункт Сезон

Зима Весна Лето Осень

Егорлык-с. Новый Егорлык 21,5 26,9 28,0 23,6

Средний Егорлык -с. Шаблиевское 21,1 44,3 17,0 17,6

Ташла - с. Донское 29,5 31,6 19,8 19,1

Калаус - с. Сергиевка 10,9 29,5 39,8 19,8

Калаус -с. Воздвиженское 19,8 31,4 28,0 20,8

Ула - с. Старомарьевка 25,6 32,6 21,8 20,0

Таблица 2

Распределение стока взвешенных наносов по сезонам в бассейнах р. Егорлык и Калаус в естественном (а) состоянии и после переброски стока (б), %

Река-пункт Состояние реки Сезон

Зима Весна Лето Осень

Егорлык -с. Ново-Манычское а 0,9 97,8 1,2 0,1

б 10,8 33,7 33,0 22,5

Калаус -с. Воздвиженское а 9,2 71,9 17,9 1,0

б 12,9 43,9 33,4 9,8

Увеличение стока воды привело к активизации русловых процессов, особенно на Невинномысском канале и р. Егорлык. Наибольшая эрозия русла отмечена на р. Егорлык ниже концевого сброса Невиннономыс-ского канала, где русло превратилось в каньон глубиной до 15 м и шириной 25-40 м. Русловые процессы на р. Егорлык наиболее развиты ниже Егорлыкского водохранилища [5, 6].

Антропогенное влияние сказывается и на р. Восточный Маныч ниже Чограйского водохранилища, однако его проследить не представляется возможным из-за отсутствия непосредственных гидрологических наблюдений. Дополнительный речной сток, поступающий по Кумо-Манычскому каналу и сбрасываемый в Восточный Маныч из Чограйского водохранилища, привёл к соответствующим изменениям в режиме стока. По нашему мнению, на участке Восточного Маныча ниже Чограйского водохранилища за последние 30 лет произошло:

- увеличение средних годовых расходов воды в р. Восточный Маныч с 0,8 до 3-5 м3/с;

- изменение внутригодового стока с увеличением его во все сезоны года;

- увеличение стока взвешенных наносов и мутности как в связи с увеличением стока реки, так и усилением русловых процессов;

- понижение температуры воды в связи с увеличением объёма стока и постоянным речным стоком в летний и осенний период, раньше в эти периоды почти ежегодно отмечалось пересыхание русла реки;

- ежегодно стали отмечаться ледовые явления в связи с наличием постоянного стока, в то же время продолжительность ледовых явлений сократилась из-за изменения климатических условий.

Как следует из вышеизложенного, за XX в. произошли значительные изменения в гидрографии и стоке рек Кумо-Манычской впадины под влиянием антропогенной деятельности. К началу XXI в.: а) естественная гидрографическая сеть практически превратилась в систему искусственных водоёмов, речной характер сохранился только у отдельных притоков Западного Маныча; б) значительно изменился речной сток: его объём увеличился в 10-20 раз, внутригодо-вое распределение стало более равномерным, повсеместно возрос твёрдый сток и повысилась температура воды. Таким образом, в Кумо-Манычской впадине настолько изменилась гидрография, режим стока и особенно его объём, что нужно говорить об антропогенной, а не естественной гидрологии, которая во впадине закончилась в 30-х гг. XX в.

Необходимо отметить, что современное изменение климата к 2005 г. привело к увеличению средней годовой температуры воздуха в Кумо-Манычской впадине на 0,9-1,2 °С, а годового количества атмосферных осадков - на 17,3 %. Соответственно за послед-

ние 55 лет увеличился и естественный речной сток на 10,4 %. По климатическим прогнозам потепление климата будет продолжаться до конца современного столетия [2, 8, 9], и поэтому произойдёт дальнейшее увеличение температуры воздуха и количества атмосферных осадков. Расчёты показали, что естественный сток рек в рассматриваемом регионе увеличится на 16-25 % к 2050 г. Однако такое возрастание существенного влияния на водные ресурсы в Кумо-Манычской впадине не покажет, и поэтому в этот регион по-прежнему необходимо будет перебрасывать большие объемы воды из соседних речных бассейнов.

Литература

1. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 8: Северный Кавказ. Л., 1973.

2. Лурье П.М., Панов В.Д., Саломатин А.М. Река Маныч: Гидрография и сток. СПб., 2001.

3. Самохин А. Ф. Дон и его притоки. Ростов н/Д, 1958.

4. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Цимлянское, водораздельные и Манычские водохранилища. Л., 1977.

5. Леонов Е.А. Изменение гидрологического режима р. Большой Егорлык под влиянием Кубано-Егорлыкского водохозяйственного комплекса // Сб. работ по гидрологии. № 15. Л., 1979. С. 18-35.

6. Карасев И. Ф. Русловые процессы при переброске стока. Л., 1975.

7. Косолапов А.Е., Дандыра Н.Т., Шкура В.Н. // Водное хозяйство России. 2004. Т. 6. № 4. С. 288-301.

8. Изменение климата, 2001 г.: Обобщенный доклад. Оценка МЭГИК / Под ред. Р. Т. Уотсона. ВМО, 2001.

9. Материалы к стратегическому прогнозу изменения климата Российской Федерации на период до 2010-2015 гг. и их влияние на отрасли экономики России. М., 2005.

Северо-Кавказское управление Гидрометеослужбы_21 ноября 2006 г.