ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2011, том 38, № 4, с. 407-421
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 556.54(282.242.4:261.26)
МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕЧНЫХ И МОРСКИХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ р. ТЕМЗЫ1
© 2011 г. М. В. Михайлова
Институт водных проблем Российской академии наук 119333 Москва, ул. Губкина, 3 Поступила в редакцию 01.09.2010 г.
Рассмотрены общегеографические характеристики р. Темзы, ее бассейна и устьевой области, состоящей из приливного устьевого участка реки, крупного эстуария и открытого устьевого взморья — прибрежной зоны Северного моря. Подробно описаны особенности речных и морских гидрологических факторов, влияющих на режим устьевой области Темзы. Уточнены характеристики стока воды реки, приведены данные о стоковых наводнениях в районе Лондона. Рассмотрены многолетние изменения среднего уровня моря в районе устья Темзы, характеристики приливов и штормовых нагонов на морском входе в эстуарий. Выявлены основные закономерности эволюции эстуария в голоцене и современных морфологических процессов в устьевой области Темзы.
Ключевые слова: река, море, эстуарий, сток воды, стоковые наводнения, засухи, приливы, штормовые нагоны, морфология эстуария.
Темза — главная река Великобритании, протекающая через густонаселенный и хорошо освоенный в промышленном и сельскохозяйственном отношении регион. Устьевая область (УО) Темзы представляет собой особый географический объект, экономический потенциал и экологические условия которого — предмет повышенного интереса не только политиков, финансистов, промышленников, лиц, занимающихся развитием инфраструктуры в сфере услуг, но и гидротехников, гидрологов и океанологов. Во-первых, здесь расположен один из крупнейших мегаполисов Европы — Лондон. Это — столица страны, важный речной и морской порт, требующий постоянных работ по поддержанию судоходного канала между Лондоном и Северным морем. Во-вторых, промышленность и население Лондона требуют не только устойчивого обеспечения речной водой, но и заботы об охране вод Темзы от загрязнения. В-третьих, вся УО Темзы находится в зоне сильного влияния морских приливов и, особенно, опасного воздействия штормовых нагонов, сила и повторяемость которых заметно возросла во второй половине ХХ в., что требует принятия серьезных защитных мер.
По этим причинам гидрологический режим УО Темзы и влияние на него речных и морских факторов давно находятся под пристальным вниманием английских ученых и инженеров и хорошо изучены.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 10-05-00061).
Ознакомление с результатами этих исследований, почти не известных в России, может предоставить уникальную возможность оценить богатый опыт специалистов Англии в изучении сложных процессов взаимодействия речного стока, приливов и штормовых нагонов в устье реки. Анализ такого опыта будет полезен отечественным специалистам, имеющим дело с изучением и охраной природных ресурсов пока недостаточно изученных эстуариев на побережьях российской Арктики и Дальнего Востока. В предлагаемой читателю статье рассматриваются речные и морские факторы, воздействующие на режим УО Темзы, а также географические особенности устья реки и происходящие в нем морфологические процессы. Динамика вод и наносов в эстуарии Темзы при приливах и штормовых нагонах, а также меры по защите Лондона от нагонных наводнений будут освещены в другой статье.
ТЕМЗА И ЕЕ БАССЕЙН
Темза берет начало на возвышенности Котсуолд-Хилс. Исток Темзы — Тэмзхэд находится на высоте 108.5 м над уровнем моря (у.м.), в 4.8 км к юго-западу от г. Сайренсестер. Темза начинается в поле, называемом Трусбери-Мид. Исток Темзы с древних времен был отмечен камнем, который в XIX в. заменили мраморным параллелепипедом, на котором высечено: "Комитет по охране реки Темзы. 1857— 1974. Этот камень отмечает исток Темзы" [1].
Рис. 1. Карта-схема бассейна р. Темзы (а) и ее устьевого участка и эстуария (б). Притоки: 1 — Черн, 2 — Колн, 3 — Лич, 4 — Уиндраш, 5 — Ивенлоуд, 6 — Черуэлл, 7 — Ок, 8 — Тейм, 9 — Пэнг, 10 — Кеннет, 11 — Лоддон, 12 — Колн, 13 — Уэй, 14 — Мол, 15 — Брент, 16 — Ли, 17 — Родинг, 18 — Ингреборн, 19 — Дарент; города: 20 — Сайренсестер, 21 — Личлейд, 22 — Оксфорд, 23 — Абингдон, 24 — Уолингфорд, 25 — Рединг, 26 — Хенли-он-Темс, 27 — Марлоу, 28 — Мейденхед, 29 — Итон, 30 — Виндзор, 31 — Стейнс, 32 — Тиддингтон, 33 — Лондон, 34 — Вулидж, 35 — Тилбури, 36 — Грейвзенд, 37 — Саутенд-он-Си, 38 — Шуберинесс, 39 — Ширнесс; г/п: 40 — Тиддингтон, 41 — Лондонский мост, 42 — Вулидж, 43 — Грейвзенд, 44 — Саутенд, 45 — Ширнесс; мысы: 46 — Шуберинесс, 47 — Гаррисон; 48 — плотина Тиддингтон, 49 — про-тивонагонный Барьер Темза.
(б)
Право называться истоком Темзы оспаривает и другое место: Севен-Спрингс (Семь источников) на высоте 213 м, к северу от Сайренсестера. Здесь находится старинная каменная насыпь с семью маленькими отверстиями, из которых бьют семь источников. Табличка на латыни гласит: "Hic Tuus O Tamesine Pater Septemgeminus Fons" ("Здесь, о Отец Темз, твой семикратный исток") [1]. Эти источники дают начало притоку Черн.
Темза протекает через графства Глостершир, Уилтшир, Оксфордшир, Беркшир, Бакингемшир, Суррей, Эссекс, Кент, а также через Большой Лондон.
Длина реки по разным данным составляет 330 [22], 346 [1], 400 [29], 405 км [4]. Площадь бассейна равна 12.94 [23, 25] или 14.25 тыс. км2 [22]. Р. Меду-эй, образующую вместе с Темзой эстуарий, в литературе часто считают притоком Темзы. Площадь их общего бассейна составляет 15.0 [29], 15.3 [4],
15.34 тыс. км2 [18]. Ширина Темзы увеличивается вниз по течению: у г. Личлейд она равна 18 м, у г. Оксфорд — 76 м, у г. Тиддингтон — 100 м.
Бассейн Темзы (рис. 1) окружен небольшими возвышенностями. На западе — это холмы Котсу-орлд-Хилс, на юге — возвышенности Марлборо-Даунс и Норт-Даунс. Почти на всем своем протяжении Темза течет по равнине, за исключением меловой гряды Чилтерн-Хилс, через которую река за тысячелетия проложила себе путь в виде так называемой Горингской бреши. Выше г. Горинг река течет в долине с мягкой глинистой почвой и через невысокие кряжи из песчаника и известняка, ниже — через Лондонский бассейн (Лондонскую низменность) — приморскую низменную равнину, меловое основание которой покрыто глиной, гравием и песком. Темза впадает в Северное море, образуя эстуарий.
Климат в бассейне р. Темзы морской умеренных широт с теплым летом и мягкой зимой. Среднего-
довое количество осадков 700—800 мм [2]. На осеннее—зимний период (с сентября по февраль) приходится ~60% годовой суммы осадков, на весеннее— летний (с марта по август) ~40% [4]. Доля твердых осадков составляет ~10% их общего количества [4]. Согласно [2] среднегодовые величины испарения и испаряемости в бассейне Темзы равны ~500—550 и ~600 мм соответственно. Индекс сухости, равный по М.И. Будыко отношению испаряемости к осадкам, составляет ~0.8, что отвечает условиям достаточного увлажнения территории.
Темза принимает 38 основных притоков, наиболее крупные из которых — Черн, Колн, Лич, Уин-драш, Ивенлоуд, Черуэлл, Тейм, Колн, Брент, Ли, Родинг, Ингреборн (левые) и Ок, Пэнг, Кеннет, Лоддон, Уэй, Мол, Дарент (правые).
Водные ресурсы Темзы используются для нужд различных отраслей экономики: обеспечения водой промышленности и сельского хозяйства, водоснабжения городов и населенных пунктов. На долю Темзы приходится 70% водопотребления Лондона [15]. Небольшие водохранилища накапливают воду на случай засухи. В 1883 г. из Темзы в общей сложности забиралось 4, в настоящее время ~20 м3/с [15]. Для водозабора, регулирования паводков, обеспечения местного судоходства на реке построено множество небольших плотин (барражей), водосливов, водосбросов, насосных станций, шлюзов и других гидротехнических сооружений.
Темза судоходна почти на всем протяжении. Небольшие баржи доходят до г. Личлейд (рис. 1). Большие океанские суда поднимаются до Лондонского моста в 72 км от моря. Темза соединена каналами с Бристольским зал., Ирландским морем и промышленными районами центральной части страны. Через реку проложены 104 моста.
Первые поселения в бассейне Темзы относятся к временам неолита (более 400 тыс. лет назад). В первом столетии н.э. римляне основали Лондини-ум — гавань с гарнизоном (на месте современного Лондона) и построили в этом месте первый деревянный мост через Темзу. Позже, в 800-х гг. эти земли захватили викинги; они на своих ладьях поднимались вверх по реке до современного Ре-динга (рис. 1), а в начале XI в. — англосаксы. В настоящее время в бассейне Темзы проживает 13 млн. чел., из них 7.5 млн. — в Лондоне. На реке находятся также города Личлейд, Оксфорд, Абинг-дон, Уолингфорд, Рединг, Хенли-он-Темс, Марлоу, Мейденхед, Итон, Виндзор, Стейнс.
ОБЩЕГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ ТЕМЗЫ
Устьевая область р. Темзы (рис. 1) включает устьевой участок реки длиной 30 км, эстуарий длиной 72 км и открытое устьевое взморье шириной
~60 км. Главная часть УО Темзы — это воронкообразный эстуарий. За верхнюю границу эстуария (его вершину) обычно принимают Лондонский мост, от которого отсчитываются расстояния вверх и вниз по течению [28] и откуда начинается эстуарное расширение русла. Нижняя граница эстуария (его устьевой створ) находится на линии между мысами Шуберинесс и Гаррисон. Условия на входе в эстуарий отражают данные гидрологических постов (г/п) Саутенд (на левом берегу) и Ширнесс (на правом). Выше эстуария в сторону суши находится приливный устьевой участок реки. Его верхняя граница определяется по предельной дальности распространения в реку сизигийных приливов в межень. Верхней границей УО Темзы (и ее устьевого участка) в настоящее время служит плотина у г. Тиддингтон (в 102 км от моря и 30 км от вершины эстуария). Некоторые английские исследователи полагают, что первоначально Тиддингтон назывался Tide-end Town ("Город, где кончаются приливы") [1]. Мористее нижней границы эстуария находится открытое устьевое взморье Темзы. Нижняя граница УО (и устьевого взморья) определена Гидрологической службой Великобритании в 1882—1889 гг. [20]
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.