8.4. Озера южной части Западно-Сибирской равнины

Внутриболотные озера в этой части равнины встречаются значительно реже, чем в центральной и северной. Если в центральной части на одно внутриболотное озеро приходится 1,1 км² болот, то в южной части при значительно меньшей заболоченности — 9,5 км².

Распределение озер относительно речной сети здесь также несколько отличается от рассмотренного ранее, что в значительной степени обуслов­лено различием в распределении самих болот. В пределах Барабинской низменности, где низинные болотные микроландшафты занимают не только поймы и террасы рек, но и водораздельные пространства, внутри­болотные водоемы распространены по всему речному бассейну относи­тельно равномерно с некоторым увеличением их числа вблизи плоских водоразделов.

В южной и западной частях этой территории, где болота расположе­ны в основном в долинах рек (на поймах и террасах) и понижениях

Рис. 8.27. Профиль оз. Среднего Тарманского.

299

.300

местности, выявить вполне определен­ную закономерность в распределении внутриболотных озер относительно реч­ной сети очень трудно. Можно лишь подметить некоторую концентрацию внутриболотных водоемов вблизи сред­них и крупных рек.

| По строению речных котловин рас­сматриваемые водоемы (рис. 8.27) ма- 'ло отличаются от озер, расположен- | |ных в центральной и северной частях ^и равнины, хотя для всех озер, залегаю- § щих среди низинных болотных микро- ° 'ландшафтов, характерны очень низкие о ₍берега, едва возвышающиеся над уре-

0 , зом. Наибольшее количество внутрибо- ^ Плотных озер сосредоточено в бассейнах | 1рек Оми и Тартаса (приложение 26),

1 ^ !где на 1 км² площади болот приходит- 11 'ся 1,22—1,30 озера. Средняя плотность

3 [озер по южной части е целом, равная ™ § ,0,10, в 9 раз меньше, чем в централь- о я 'ной части Западно-Сибирской равни- | ^ (ны. Минимальная плотность озер | « I (0,034) отмечается в бассейне р. Пы-

& | 1ШМЫ.

^н ё. I В южной части равнины внутрибо- § I [лотные озера составляют более поло- 5 " | вины всех водоемов, в отдельных реч- [ных водосборах — до 85% (бассейн _т- | 'р. Тартаса). Площадь их преимущест- ° § венно больше 0,1 км², малые озера | | '(меньше 0,1 км²), столь характерные 2. | для центральной части равнин, здесь

^практически отсутствуют, о | На рассматриваемой территории в ^наиболее хорошо изученным в гид- га |рологическом отношении является § I оз. Среднее Тарманское, располо- ^и 'женное на Тарманском болотном мас- с5 ,сиве (бассейн р. Туры). Начиная с '1960 г. на нем ведутся наблюдения за Л 5уровнем, температурой, ледовыми яв­лениями и химическим составом воды. I Среднее Тарманское озеро имеет [форму, близкую к треугольной с за­кругленными углами, длина его 3,95 км, ширина 3,3 км, площадь ,7,8 км², глубины около 1,5 м. Дно озера [плоское, блюдцеобразное, мощность [донных отложений 0,75—1,5 м. Ниже |приводится краткая характеристика : гидрологического режима этого озера.

8.4.1. Уровенный режим. Годовой ход уровня плавный, без резких подъемов и спадов (рис. 8.28). Даже в период весеннего снеготаяния не прослеживается четко выраженного максимума. В сухие годы (1961, 1962, 1970), характеризующиеся малым количеством осадков, этот максимум выражен наиболее ярко, во влажные (1966, 1971) —он совсем не про­слеживается. Начало весеннего подъема приходится обычно на середи­ну апреля. Интенсивность нарастания уровня в это время составляет в среднем 0,2—0,3 см/сутки, в редких случаях — 1 — 2 см/сутки.

Максимальный уровень наблюдается в течение 1—7 дней, в отдель­ные годы (1967) — 25 суток. Период высокого стояния уровней ¹ состав­ляет в среднем 1—1,5 месяца, в некоторые годы (1967, 1968) —от 70 до 148 суток. В середине — конце июня наблюдается снижение уровня. Плавный спад его нарушается незначительными (2—4 см) подъемами, вызываемыми осадками.

Минимальный уровень отмечается в октябре — декабре, реже — в сентябре, августе. Годовая амплитуда варьирует в пределах 17—38 см (табл. 8.16).

Таблица 8.16

Характерные уроани воды оз. Среднего Тарманского

Год	Средний	Минимальный уровень		Максимальный уровень				Амплитуда		Длитель­ность стоя­ния повы­
	уровень, см	Нмин. см	дата	^макс см	дата	период стоя­ния, дни	колебания уровня, см		шенного (нмакс—3) уровня, дни
1961	138	121	5,6, 13, 16—18/1	149	14—17/У1	4	28		25
1962	154	148	20/УШ	168	11 /V	1	20		35
1963	145	129	13/Х	159	4/У	1	30		31
1964	142	134	2/1Х	151	9—13/У	5	17		35
1965	165	145	1—8/1	183	17—18/У1	2	38		46
1966	180	171	21/X	197	14—19/У	6	26		26
1967	171	161	28—30/Х, 1—14/ХП	178	10/1V—5/У	25	27		148
1968	164	152	15—31/Х, 1—4/Х1	175	7—13/У	7	23		70
1969	158	147	5, 7, 8/Х	166	1 /VI	1	19		44
1970	164	154	15/УШ	188	8—13/У	6	34		27
1971	160	139	11, 13, 24— 31/ХП	173	22/У	1	34		38

8.4.2. Ледовый режим. Ледовый режим озера характеризуется значи­тельной продолжительностью устойчивого ледостава, достигающей в среднем 6,0—6,5 месяцев. Образование ледостава происходит во второй половине октября — начале ноября при сумме отрицательных темпера­тур воздуха от 6 до 60° С, в среднем при 15° С. Такой большой диапазон изменений сумм температур, необходимых для установления ледостава

¹ Условно приняты уровни, близкие к максимальному годовому, т. е. уровни, из­меняющиеся в пределах от Я_макс до (#_макс — 3 см).

.301

на озере, объясняется в основном различными условиями ветрового ре­жима в период ледообразования.

Период от начала замерзания озера до образования ледостава состав­ляет 1—3 дня, увеличиваясь в отдельные годы до 11—16 дней, что свя­зано также с ветровым режимом и ходом температуры воздуха. На рис. 8.2 дана карта сроков установления устойчивого ледостава на сред­них по размерам бессточных внутриболотных озерах, построенная по методике, рассмотренной в п. 8.2, с использованием данных наблюдений по оз. Среднее Тарманское. Эти сроки достаточно хорошо согласуются со

Г С

Рис. 8.29. Хронологический график хода температуры воздуха (а) и температуры поверхности воды (б).

1 — холодный, 2 — средний, 3 — теплый год.

.302

Таблица 8.19

Среднемесячные температуры поверхности воды оз. Среднего Тарманского

Год	V	VI	VII	VIII	IX	За теплый пе­риод (май- сентябрь)
1963	11,3	П.1	21,4	16,2	10,4	13,6
1964	10,6	17,0	20,3	17,1	10,0	13,0
1965	11,4	19,0	21,2	15,8	11,4	14,6
1966	9,6	16,8	22,3	17,7	12,1	13,1
1967	11,9	16,1	21,0	18,4	8,8	12,9
1968	7,6	15,3	19,3	17,6	7,4	15,0
1969	—	13,5	21,3	14,7	10,9	(14,5)
1970	—	15,7	19,3	16,1	12,4	(13,6)
1971	9,9	18,0	22,5	15,7	14,0	14,2
Средняя	10,2	16,5	21,0	16,6	10,8	13,8
за период
наблюде­
ний

Примечание. В скобках даны значения, полученные с учетом наблюдений в мае 1969 и 1970 гг. (неполный месяц).

^лов

23

сроками образования ледостава на озерах, расположенных на незаболо­ченных территориях рассматриваемого района [8]. Толщина ледяного по­крова особенно интенсивно увеличивается в первые дни после замерза­ния озер, что объясняется малой высотой снежного покрова и относи­тельно низкими температурами воздуха. С увеличением высоты снега на льду интенсивность нарастания толщины льда постепенно снижается и уже в декабре — январе составляет всего 0,1—0,3 см/сутки. К началу января толщина льда достигает 40—50 см, а к концу зимы — 80—90 см.

Анализ материалов по максимальной толщине льда и суммам отрицательных тем­ператур воздуха за зимний период показы­вает, что в относительно близкие по суро­вости зимы толщина льда к концу холодно­го периода может различаться на 40—50 см. Последнее объясняется влиянием снежного покрова (его высоты, плотности, характера распределения в течение зимы). Этим же можно объяснить то обстоятельство, что при весьма значительной (более 1000° С) разнице в суммах отрицательных темпера­тур районов центральной (Сургутское По­лесье) и южной (бассейн р. Туры) частей Западно-Сибирской равнины наибольшие из максимальных значений толщины льда на внутриболотных озерах этих районов практически одинаковы (около 100 см.) Подтверждением правильности высказан-

19

15

/

		//
	>	л/. &
	у у	у
	■ /	• 7 х 2 V.,?

10

/4

Рис. 8.30. Связь среднемесячных температур поверхности воды с температурами воздуха.

1 — июль, 2 — август, 3 — сентябрь.

303

Таблица 8.18

Средняя минерализация воды оз. Среднего Тарманского

Сезон

Средняя минера­лизация, мг/л

Зима Весна Лето Осень

510 105 500 395

Среднегодовая

380

ного предположения являются средние мно­голетние значения высоты снежного покро­ва в Сургуте = 31 см) и в Тюмени Л_с = 24 см). Средняя толщина льда на вну­триболотных озерах среднего размера на 1/ХП, 1/1, 1/П и 1/Ш, рассчитанная по за­висимости (8.4), представлена на рис. 8.19—

Вскрытие озера происходит в конце ап­реля — начале мая при средней сумме по­ложительных температур, равной 80°С; полное очищение ото льда завершается при средней сумме 135° С.

Сроки очищения озер ото льда, установ­ленные по ранее рассмотренной методике (п. 8.2), приведены на рис. 8.2.

8.4.3. Температурный режим озера. Ре­гулярные наблюдения за температурой по­верхности воды в теплый период ведутся на озере с 1963 г. Данных о распределении температуры воды по глубине нет, поэтому судить о характере температурной страти­фикации на этом озере весьма трудно. Можно лишь полагать, что ввиду малых глубин водные массы озера при ветровом волнении хорошо перемешиваются и в большую часть теплового периода наблю­дается гомотермия.

Температура поверхности воды связана с температурой воздуха, ее ход почти пол­ностью повторяет ход температуры воздуха со сдвигом в сторону запаздывания на 1 — 2 дня (рис. 8.29). В течение теплового пе­риода среднемесячные температуры поверх­ности воды колеблются в пределах 10— 22° С. Максимальная температура наблюда­ется обычно в июле, реже в июне и дости­гает в отдельные годы 27—30° С. Изменение средней температуры за теплый период от

8.21.

Таблица 8.19

Химический состав воды оз. Среднего Тарманского в различные по водности годы

		Жест­			Содержание нонов, мг/л							Пер- манга-
Год, его водность	Дата	кость общая, мг-экв/л		рИ	Сумма ионов	нсо3	5О4	С1-	Са2+	ме2+	Ыа++ К+	натная окисля- емость мгО/л
1961, средний	7/IV	3,2			98,3	66,5	2,5	6,8	9,8	7,9	4,8	12,1
по водно­сти	31/V	8,7		—	386	262	0,0	27,0	26,9	21,5	48,8	14,2
	30/VI	9,9		—	324	216	2,6	28,2	31,9	23,7	21,2	12,5
	29/УШ	3,4		—	252	148	1,2	30,6	15,2	5,5	52,2	13,4
	11/Х1	9,6		—	337	221	1,6	33,0	27,3	24,8	29,8	12,0
	Средн.	6,9		—•	279	182	1,6	25,1	22,0	16,6	31,2	12,8
1962, маловод­	3/1V	4,8			168	107	3,5	14,5	22,6	6,9	13,5	9,3
ный	27/1У	9,0		7,39	360	238	1,2	30,3	29,2	21,3	39,2	—
	8/У1	10,0		7,60	387	266	0,0	27,5	28,7	26,4	38,5	19,1
	3/1X	7,4		7,60	271	162	7,6	33,1	20,6	19,6	27,8	55,1
	26/X	9,1		7,60	291	187	3,3	32,5	22,2	25,8	20,5	47,6
	Средн.	8,1		(7,55)	295	192	3,1	27,3	24,4	20,0	27,9	(32,8)
1971, многовод­	28/IV	0,39		7,70	32,5	15,3	4,4	4,2	5,2	1,6	1,8	29,4
ный	27/УП	2,56		7,60	254	160	3,5	29,9	12,8	23,3	24,5	15,8
	28/1X	2,26		8,30	204	88,5	2,8	57,6	14,0	19,0	22,0	18,8
	30/XI	3,26		7,60	333	209	4,4	38,8	19,2	28,0	33,8	14,5
	Средн.	2,12		7,80	206	118	3,8	32,6	12,8	18,0	20,5	19,6

года к году, как и на озерах центральной части равнины, неЕелико и не превышает 2° С (табл. 8.17). Среднемесячные же темтературы по годам меняются в более широких пределах: в июне — от 13,5 до 19,0° С, в сентябре — от 7,4 до 14,0° С, а в июле — от 19,3 до 22,5° С.

Анализ графиков связи среднемесячных температур воды и воздуха (рис. 8.30) показывает, что температура воды в озере в летние месяцы, как и на озерах центральной части, всегда на 1—2° С выше соответству­ющей температуры воздуха.

8.4.4. Химический состав воды. Вода оз. Среднее Тарманское сильно минерализована и относится к классу гидрокарбонатнокальциевых. Сред­негодовая минерализация составляет 380 мг/л, что значительно превос­ходит минерализацию воды внутриболотных озер центральной части За­падно-Сибирской равнины. Озеро питается сильноминерализованными грунтовыми водами и водами болот, имеющими более высокую степень минерализации по сравнению с озерами. Характер взаимосвязи озерных и болотных вод в течение года показан на рис. 8.31. В средние и влажные годы болото питает озеро в течение 8—9 месяцев, в сухие — только в ве­сенний период. Можно полагать, что атмосферные осадки, имеющие не­значительную минерализацию по сравнению с грунтовыми и болотными

305

водами, не оказывают влияния на повышение минерализации воды озера '.

Наибольшая минерализация наблюдается в зимний период (510 мг/л), что связано с процессами ледообразования, а также увеличением доли подземного питания. В летний период, в связи с повышенным испарением, минерализация близка к зимней (табл. 8.18) .

Весной сумма солей почти в 5 раз меньше, чем в зимний и летний се­зоны.

Преобладающим компонентом в химическом составе воды озера яв­ляется ион НСОз .концентрация которого даже в период половодья пре­вышает 200 мг/л. Зимой концентрация этого иона достигает максимума (515 мг/л). Остальные составляющие ионной части содержатся в преде­лах 20—40 мг/л, повышаясь только в период, предшествующий весенне­му подъему уровня.

Реакция воды озера слабощелочная (рН = 7,6) и практически не ме­няется в течение года.

Окисляемость воды в среднем равна 17 мгО/л, пределы ее изменения 10—21 мгО/л.

Изменчивость химического состава воды озера в различные по водно­сти годы приводится в табл. 8.19.

¹ Сведений по химическому составу атмосферных осадков по данному району нет. Однако, учитывая малую изменчивость минерализации осадков по территории, что уже отмечалось в п. 8.3.4, для рассматриваемого района в первом приближении можно принимать минерализацию осадков центральной части Западно-Сибирской равнины.

8

Некоторые проблемы преобразования заболоченных территорий Западно-Сибир­ской равнины в связи с освоением ее природ­ных ресурсов

Освоение огромных территорий Западно-Сибирской равнины являет­ся многоплановой естественнонаучной и научно-технической проблемой. Одним из главных условий ее разрешения является прогноз возможных последствий и изменений в природной среде под влиянием комплекса хозяйственных и технических мероприятий.

Среди многочисленных задач такого прогноза важную роль играет вопрос о возможности и путях осуществления мелиоративных мероприя­тий на обширных территориях Западно-Сибирской равнины, покрытых болотами с мощным слоем торфяной залежи. Он представляет одну из самых важных инженерно-географических задач при освоении и строи­тельстве селитебных и промышленных комплексов в северной половине этого уникального и огромного природного региона.

С чисто инженерной стороны этот вопрос при современном уровне развития техники разрешается сравнительно просто: практически может быть осушена и мелиорирована заболоченная территория и болотные массивы любых размеров и при любых геоморфологических условиях пу­тем применения соответствующих типов осушительных систем и различ­ных дополнительных мероприятий по техническому обеспечению и эксплуатации мелиорированных земель. Однако значительно более слож­ным и принципиальным вопросом является выяснение пределов и воз­можных масштабов нарушений природной среды в этих районах, при которых возникает опасность появления необратимых отрицательных процессов ее изменения. Кроме этого, при весьма разнообразных и труд­ных для освоения природных условиях столь обширной территории воз­никает целый ряд специфических инженерных задач, не имеющих анало­гов для их решения.

9.1. О мелиорации заболоченных территорий в условиях освоения Западно-Сибирской равнины

Анализ условий геоморфологического залегания болот в зоне много­летней мерзлоты (разд. 2) показывает, что большая часть покрытых боло­тами территорий располагается на речных водоразделах и поэтому имеет благоприятные условия для сброса болотных вод в речную сеть. Массивы, расположенные в ложбинах стока, что характерно для полу­островов Ямал и Гыданского, а также для бассейнов рек Надыма и Полуя, по условиям отвода воды с болот несколько менее благоприятны

307

(несмотря на значительно большую по сравнению с болотами, залега­ющими на водоразделах, глубину их сезонного оттаивания), но и в этих условиях они могут быть осушены.

В центральной части Западно-Сибирской равнины, которую занимает зона выпуклых олиготрофных (сфагновых) болот с мощными торфяны­ми залежами, болотные массивы преимущественно приурочены к обшир­ным, относительно плоским речным водоразделам (см. рис. 2.2). Как показывают многочисленные профили болотных систем, полученные экспедицией ГГИ по данным нивелировочных ходов через междуречья Мулымьи и Большого Тетера (в бассейне р. Конды), Пима и Тромъегана, Ваха и Ватинского Егана, Пойка и Салыма, Туртаса и др. рек, а также данные, получаемые с топографических карт, превышения наивысших отметок водораздельных болотных массивов над отметками максималь­ных уровней в дренирующих их реках в зависимости от ширины водо­сбора в данном створе колеблются от 3 до 23 м. Причем такие болотные массивы, как правило, никогда не заливаются речными водами, включая и их периферийные участки, непосредственно примыкающие к рекам. Лишь в редких случаях периферийные участки болотных систем подтап­ливаются полыми водами. Средние уклоны поверхности болотных вод вдоль линий стекания, направленных к рекам, в период весеннего поло­водья остаются близкими к уклонам поверхности этих вод в летнюю межень. Поэтому интенсивность стока с болотных массивов в естествен­ных условиях при высоких уровнях воды в реках не снижается. Болотные массивы пойменного залегания в периоды высокого стояния уровней в реках обычно полностью затапливаются. Однако эти болота составля­ют малые площади по сравнению с массивами водораздельного залега­ния, и, следовательно, основная часть болотных систем центральной час­ти Западно-Сибирской равнины может осушаться в условиях естествен­ного режима речных систем путем обычного самотечного сброса вод.

В зоне плоских евтрофных и мезотрофных осоково-гипновых болот (см. рис. 2.2), охватывающей южную часть Западно-Сибирской равнины (северная и центральная Бараба), болотные массивы большей частью приурочены к весьма плоским водоразделам и реже — к долинам рек. Уклоны и превышения поверхности болот над уровнями воды в дрени­рующих реках в естественных условиях говорят о том, что и здесь есть реальные возможности проведения осушительных мероприятий, исполь­зуя самотечное осушение.

В зоне вогнутых тростниковых и засоленных болот (южная Бараба), где болотные массивы приурочены преимущественно к поймам рек, плос­ким понижениям и приозерным депрессиям, условия для их осушения менее благоприятны. Здесь поверхность болотных массивов часто рас­полагается на отметках, очень близких к отметкам уровней воды в при­легающих к ним реках. Но в то же время площадь болот в этой зоне край­не незначительна и сами задачи мелиораций на этой территории не свя­заны столь тесно с ее комплексным освоением.

Таким образом, проблема мелиорации в Западно-Сибирской равнине не встречает каких-либо специфических технических трудностей в осу­ществлении осушения этой огромной территории. Основной ее аспект заключается в масштабах мелиоративных работ, а также в возможности резких нарушений экологического равновесия в природной среде этого региона (особенно в его северной части) и неблагоприятных исходов.

Поэтому главной практической задачей при изучении природных, в том числе гидрологических, процессов на этой территории является раз­

.308

работка общих методов прогноза изменений в состоянии природных ком­плексов при различных видах воздействия на них, а также оценка по­следствий в состоянии природной среды при каждом конкретном техни­ческом приеме освоения территории под тот или другой вид использо­вания природных ресурсов. При этом следует иметь в виду, что несмотря на полную принципиальную техническую возможность осушения всей рассматриваемой территории при разработке конкретных проектов осушения отдельных районов взникают сложные задачи, обуслов­ленные особенностями строения болотных систем. В частности, од­ной из таких задач является осушение и освоение болотных систем, в составе которых 30—40% площади занимают внутриболотные озера са­мых различных размеров. Применительно к таким болотно-озерным си­стемам в настоящее время остается совершенно неясной возможность сохранения в естественном состоянии крупных и ценных в хозяйственном отношении внутриболотных озер площадью 20—100 км² при проведении осушительных мероприятий в широких масштабах. Столь же неясна пока и их экологическая роль, например, для условий Сургутского Полесья, и поэтому осуществление осушительных работ здесь требует разработ­ки специальных схем осушения.