Гуревич Е.В., научный сотрудник Государственного гидрологического института
Виноградов А.Ю., генеральный директор ООО НПО «Гидротехпроект»
АНАЛИЗ МИНИМАЛЬНОГО СТОКА РЕК ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАВКАЗА В СВЯЗИ С ВОЗРАСТАЮЩЕЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙ
Приводятся результаты исследования минимального стока рек Черноморского побережья Кавказа. Проведено районирование рек с целью планируемого изъятия водных ресурсов.
THE ANALYSIS OF THE MINIMAL DRAIN OF THE RIVERS THE BLACK SEA COAST OF CAUCASUS IN CONECTION WITH GROWING ANTHROPOGENOUS LOADING
The results of research of the minimal drain of the rivers of the Black Sea coast of Caucasus are resulted. The allocation of hydrological areas is carried out(spent) with the purpose of planned withdrawal ofwater resources.
1. ВВЕДЕНИЕ
В связи с планирующейся в ближайшие годы интенсивной застройкой Сочинского района Краснодарского края, проектированием линейных сооружений и увеличением водо-потребления, в настоящей работе ставится задача региональной оценки и картирования минимального стока рек Черноморского побережья Кавказа.
2. СОСТАВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
Анализ основных работ, посвященных Кавказу [1,2,3] показал недостаточную освещенность данной территории исследованиями минимального стока рек, что создает сложность обобщений данных. Изученность минимального стока все еще отстает от современных запросов практики, в особенности, если учесть широкое освоение данной территории.
Рассматриваемый регион представляет собой южный склон Северо-Западного Кавказа. Общей основной особенностью всех рек побережья является увеличение в направлении с северо-запада на юго-восток площади водосборов, длины рек, эрозионной расчлененности рельефа, средних уклонов русел и водности рек. Это обусловлено орографическими и климатическими особенностями, главным образом увеличением в этом направлении количества атмосферных осадков, широтной и высотной зональностью.
Всего для анализа многолетних колебаний минимального стока рек использовалось 24 пункта. Продолжительность периода наблюдений изменяется от 2 до 73 лет за совместный период 1926-2004гг. Гидрологические посты на реках расположены крайне неравномерно и без учета гидрологических особенностей изучаемых районов. Поэтому в период устойчивой межени 2007 года были проведены гидрометрические работы на 33 реках Черноморского побережья от г.Анапы до г.Адлера, включая измерения в бассейнах р.Бешенки и р.Ачипсе.
Полученные полевые и расчетные данные позволили выполнить картирование и районирование модулей минимального 10-суточного стока 80%-ной обеспеченности, дающее представление об изменении величины подземного питания по территории. Анализ исходной информации показал, что использование в обобщениях и расчетах величины минимального 10-суточного стока считается более корректным для данных местных условий и объясняется преобладанием непродолжительной устойчивой межени на реках. Использование же в территориальном обобщении характеристики минимального 30-суточного стока не исключает влияния паводков, что не только завышает эту величину, но и обуславливает генетическую неоднородность минимального стока разных по водности лет.
На основании карты можно сделать вывод о разнообразии условий формирования минимального стока рек Черноморского побережья Кавказа, на которые оказывает влияние
комплекс климатических, физико-географических и гидрогеологических факторов, суммарным показателем которого является величина минимального речного стока и ее распределение по территории.
На рис. 1, иллюстрирующем связь 080%=:Г(Нвдсб), видно, что до средней высоты водосбора порядка 700 м минимальные расходы воды изменяются в небольшом диапазоне. С повышением высоты местности в реках наблюдается заметный рост минимального речного стока, закономерно обусловленный ростом уклонов русел и, соответственно, увеличением объемов дренирования подземных водосборов, питание которых зависит от инфильтрации растущих с высотой местности атмосферных осадков. Полученная зависимость речного стока в маловодный период от средней высоты водосбора взята за основу при районировании.
Рис.1. Зависимость стока 80 % обеспеченности от средней высоты водосбора
Всего на рассматриваемой территории было выделено 4 района, причем третий и четвертый район разделены на два подрайона. По сходству в сроках наступления и продолжительности меженного периода, исследуемые реки можно объединить в две основные зоны -высокогорную часть бассейнов рек с осенне-зимней меженью (район 1Уб) и обширную прибрежную часть с летне-осенней меженью (районы 1-1Уа). Ниже приводится краткое описание гидрологических районов.
Район I занимает узкую полосу вдоль Черного моря - от р.Сукко до междуречья рек Небуг и Агой. Данный район отличается наиболее низкими в пределах побережья величинами атмосферных осадков.
Средний многолетний модуль стока рек изменяется от 7,6 л/с-км2(р.Дюрсо) до 23,5 л/с-км2 (р.Вулан). Речные воды являются постоянным источником питания подземных вод аллювия, развитого во всех долинах рек Черноморского побережья Кавказа [3]. Это сравнительно маловодная территория, для которой характерно преобладание дождевого питания над подземным. Доля минимального стока от общего речного составляет от 0,4 до 5,6 % при модулях минимального 10-суточного стока 80%-обеспеченности в диапазоне Ммин80% =0,04-0,5 л-с/км2.
Район II - приустьевая часть бассейна р.Туапсе. Бассейн характеризуется горным рельефом с сильно расчлененными долинами боковых притоков и оврагами. Хребты и горы сложены шиферными сланцами и песчаниками, а также известняками.
Данная территория является пограничной между двумя климатическими зонами. На участке от Новороссийска до Туапсе — субтропическая средиземноморская, от Туапсе до Адлера — субтропическая влажная. Причиной формирования этих двух различных типов климата является высота гор. До Туапсе их высота не поднимается выше 1000 м, и они не являются серьезным орографическим барьером для водонасыщенных воздушных масс с юго-запада, после Туапсе высота гор достигает 3000 метров, на западных наветренных их скло-
нах весь год выпадает большое годовое количество осадков. Количество осадков колеблется в пределах 1000-1200 мм.
Основными причинами малой водности Туапсинского района являются неблагоприятные гидрогеологические условия, создающие особый тип циркуляции подземных вод, складывающийся под влиянием интенсивной эксплуатации ресурсов подземных вод на Ту-апсинском и Сочинском водозаборах. В результате водохозяйственных мероприятий, с середины 60-х годов прошлого века здесь наблюдалось снижение уровней подземных вод [3], вследствие чего в летнее время происходило соединение депрессионных воронок обоих водозаборов и образование общей воронки.
Анализ многолетних изменений минимальных суточных и 10-суточных расходов воды показал положительные тренды. Обращает на себя внимание факт увеличения амплитуды колебаний этих характеристик после 1970 года, что свидетельствует о необходимости более рационального использования ресурсов подземных вод.
Район III - междуречье р. Шепси и р.Сочи. Эта часть побережья является более увлажненной. Годовое количество осадков колеблется от 1500 до 2300 мм.
В геологическом отношении территория характеризуется отложениями шиферных сланцев, песчаников и известняков, покрытых слоем глины с примесью щебня.
Восточнее Туапсе набор высотных поясов шире и для того, чтобы учесть влияние этого фактора на сток в районе III выделены предгорная зона с высотой до 700м (район Ша) и горная зона со средней высотой водосбора более 700м (район Шб). Как и в районах I и II, реки района III имеют смешанное питание при преобладании атмосферного. В питании рек Шахе и Сочи принимают участие снеговые воды [4]. Средний многолетний модуль речного стока в предгорном районе выше 50 л/с-км2 при Ммин.80% =1-2 л-с/км2. и доле минимального стока в общем речном - 2-8%. В горном районе наблюдается увеличение минимального стока (Ммин.80% =4-11,5 л-с/км2 ), при его вкладе в речной сток до 17%.
На отдельных реках района III наблюдается многолетнее снижение минимального стока, что может быть связано с уменьшением снегового питания реки в результате сокращения доли твердых осадков, на фоне потепления климата в последние десятилетия.
Гидрологический район IV, состоящий из двух подрайонов, занимает юго-восточную (район ГУа) и северо-восточную части (район IV6) исследуемой территории и в целом характеризуется повышенным подземным стоком. Хорошо развитая дренирующая гидрографическая сеть и проницаемость горных пород создают здесь наиболее благоприятные условия питания рек подземными водами в маловодный период.
В районе ГУа- междуречье р.Сочи и р.Псоу, преобладает летне-осенняя межень с Ммин.80%= 3-9 л-с/км2 . Доля участия минимального стока в речном до 16%.
На реках этой части Черноморского побережья складывается противоречивая гидрологическая картина - при многолетнем положительном тренде годовых сумм атмосферных осадков, наблюдаются различные тенденции многолетних колебаний минимального 10-суточного стока рек. Такая ситуация складывается под влиянием комплекса причин геолого-гидрогеологического и синоптико-орографического характера.
В пределах Большого Сочи, в междуречье Мацеста-Хоста располагается Ахунский карстовый массив. Поэтому режим минимального стока местных рек находится вод влиянием карстовых явлений, что выражается в интенсивном поглощении поверхностных вод зонами тектонических нарушений и подземного карста. Подобный процесс, в условиях достаточной водности дренируемого рекой водоносного горизонта, повышает меженный сток в реке.
Для высокогорной части бассейна р.Мзымта (район IV6) характерна осенне-зимняя межень. На хребте Ачишхо выпадает наибольшее количество осадков - до 3200 мм в год, толщина снега достигает 10м. Снежный покров обычно устанавливается в конце сентября -
начале октября и лежит 6-7 месяцев. Хребет сложен вулканическими породами и сланцами. Характерны древнеледниковые формы рельефа и пригребневые озёра.
Среди бассейнов черноморских рек данный район отличается повышенным подз
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.