Поверхностные воды

Реки. Ресурсы поверхностных вод — это сток рек и временных водотоков, формирующийся почти целиком в пределах Алтайского края (около 40%) и Республики Алтай (60%). Исключение составляют верховье Чумыша, некоторые левобережные притоки Алея и правобережные Чумыша и Оби, текущие из соседних с краем областей. Весь сток поверхностных вод происходит в Новосибирскую область, в отдельные многоводные годы небольшая часть воды по руслу Бурлы достигает Павлодарской области.

Исследования водных объектов края начались в конце XIX в. в целях использования их для судоходства. Навигационно-описной комиссией Министерства путей сообщения, которая проводила изыскания на реках, были открыты первые водомерные посты на Оби и Бие, в городах Барнауле (1893), Камне-на-Оби (1893) и Бийске (1894). Плановое изучение рек края проводится Гидрометслужбой с середины 30-х годов, когда было открыто значительное число гидрологических станций и постов, Действующих в большинстве своем до настоящего времени.

Суммарный поверхностный сток рек края — 53,5 км³ в год. В бассейне Оби, занимающем 70% территории края, формируется 53 км³ (на Катуни — 20,2; Бие — 15,1; Чарыше — 6, 31; Чумыше — 5,24; Алее — 1,38 и на остальных реках — 4,77 км³). В бессточном Обь-Иртышском междуречье (30% территории) формируется только 0,5 км³ стока.

На территории края протекает 17085 рек общей протяженностью 51004 км, из них 16309 (95%) длиной менее 10 км и 776 (5%) длиной более 10 км, в т. ч. 32 реки протяженностью более 100, из них 3 — более 500 км (табл. 2).

Главная водная артерия края — Обь, образующаяся слиянием Бии и Катуни в 22 км юго-западнее Бийска. Общая протяженность ее 3650 км (с Иртышом — 5410 км), площадь бассейна — 2990 тыс. км².

В пределах края расположен верхний участок Оби длиной 493 км с водосборной площадью 116,94 тыс. км², среднее и нижнее течение Бии на протяжении 150 км и нижнее течение Катуни на последних 100 км. Бассейн Оби охватывает значительную часть Алтайских гор (в крае — в основном низкогорья и предгорья), Салаирский кряж, Бийско-Чумышскую возвышенность и Приобское плато.

Область замкнутого стока Обь-Иртышского междуречья располагается в пределах Кулундинской равнины и Приобского плато (до водораздела рек Кулунды и Касмалы). Площадь ее — 52,16 тыс. км². Гидрографическая сеть — 563 водотока при суммарной длине 3464 км. Протекая по засушливой равнине, они теряются или впадают в бессточные озера. Наибольшие из них Бурла, Кулунда, Кучук.

Источники питания рек — талые воды снежников и сезонных снегов, дожди и грунтовые воды. Соотношение их в отдельных частях территории различно. Так, в среднегорной зоне, где располагается верхняя часть бассейна Чарыша, за счет таяния снегов формируется 50% годового стока, дождей — 30 и грунтовых вод — 20%. По мере снижения абсолютных высот доля дождей сокращается до 20%, грунтовых вод увеличивается до 30%. На реках возвышенных и равнинных районов (Салаир, Бийско-Чумышская возвышенность, Приобское плато) за счет таяния сезонных снегов формируется 60—80% стока, дождевого питания 5—15, грунтового 15—25%. На реках бессточной части края снеговая составля­ющая возрастает до 90—100%, дождевая не превышает 2—3, грунтовая 5—7%.

Схема гидрографической сети Алтайского края

Масштаб 1:2500000

1 – Бассейн Оби, 2 – Бессточная область

Гидрологический режим рек края многообразен, его определяют факторы климатические и подстилающей поверхности: рельеф, геологическое строение, почво-грунты, растительность, озерность и заболоченность бассейна. Существенное (зачастую негативное) влияние на жизнь рек оказывает хозяйственная деятельность человека.

Главной фазой водного режима является половодье, наблюдающееся на равнинных реках весной, на горных — в весенне-летнее время. На этот период приходится большая часть годового стока, а для малых рек Кулундинской низменности и весь сток.

По характеру водного режима реки Алтая подразделяются на: реки с весенне-летним половодьем; реки с весенним половодьем и паводками в теплое время года; реки с весенним половодьем.

Водный режим больших рек (Обь, Бия, Катунь) имеет ряд особенностей, обусловленных тем, что формирование их стока происходит в нескольких природных районах. Характер половодья Оби определяет сток Бии и Катуни (при слиянии доля Бии — 44, Катуни — 56%). Бия относится к рекам с весенним половодьем, хотя и ее летние паводки достаточно высоки (схема 3). Наибольшие расходы и уровни воды чаще всего наблюдаются в конце апреля—начале мая, реже во вторую половину мая. Среднегодовой расход воды за 100 лет наблюдений у Бийска составил 480 м³/сек, наибольший — 5770 м³/сек 1 мая 1969 г. Для Катуни характерно весенне-летнее многоступенчатое половодье. Оно формируется за счет таяния снега на разных высотах и ледников в высокогорной зоне, выпадения дождей в бассейне. Небольшое увеличение стока отмечается в конце апреля—начале мая. Максимальные уровни и расходы воды проходят во вторую половину мая или в июне. К середине—концу августа половодье заканчивается. Наблюдения в с. Сростки ведутся с 1932 г. Среднегодовой расход воды — 620 м³/сек, наибольший — 5520 м³/сек 30 июня 1958 г.

Таблица 2 Количество и суммарная протяженность водотоков Алтайского края

Бассейн	Водотоки, км									Всего по бассей­нам и краю
	менее 10		10- 100		100- 500			500-1000		кол-во		длина
	кол-во	длина	кол-во	длина		кол-во	длина	кол-во	длина
Бассейн Оби Обь-Иртышское междуречье Всего по краю % от общего кол-ва	15808 501 16309 95	26127 957 27084 53	685 59 744 5	15080 1485 16565 33		26 3 29 0	4284 1022 5306 10	3 3 0	2049 2049 4		16522 563. 17085 100		47540 3464 51004 100

Для Оби характерно многопиковое, ступенчатое половодье с 3—4 и более волнами, следующими одна за другой с конца апреля до конца июля или августа. Первая (весенняя) волна формируется за счет таяния снегов в предгорьях и низкогорьях (преимущественно в бассейне Бии) с максимумами расходов воды в конце апреля—начале мая, последующие (летние) волны — за счет таяния сезонных и вечных снегов и ледников (преимущественно в бассейне Катуни) с максимумами в конце мая или в июне. На долю весенней волны приходится 15—20% от объема стока всего половодья. Воды этой волны в значительной степени аккумулируются в русле Оби, редко выходя на пойму. Продолжительность этой части половодья 15—25 дней, тогда как основной (летней), при которой наблюдаются максимальные уровни воды и затопление поймы, до 2—3 месяцев. В некоторые годы на Оби выделяются только две волны — по одной весной и летом. Такой тип половодья наблюдался в 1954, 1966 и 1969 гг.

Высота подъема паводковых вод Оби обычно не превышает 4—5 м и лишь в отдельные годы при резком повышении температуры воздуха и выпадении интенсивных дождей достигает 7-8 м (1937, 1958, 1966 и 1969). Максимальный расход воды Оби у Барнаула 5 июня 1969 г. достигал 12600 м /сек. Среднегодовой расход здесь составляет 1460 м³/сек. За половодье (апрель—август) на Оби проходит до 80% объема годового стока, при этом на май—июнь приходится более 40%.

На Оби происходят частые разливы в период половодья. На участке с низкой поймой (от с. Усть-Чарышская Пристань до Барнаула) происходит почти ежегодное затопление ее на глубину до 0,5 м. В 80-е годы полное затопление поймы у Барнаула наблюдалось лишь в 1984 г., в остальные годы полая вода заходила в старицы и протоки. Затопление поймы происходит преимущественно в летние месяцы (июнь, июль) и только иногда весной. На уча­стках с высокой поймой (в верховьях Оби и от Барнаула до Камня) она затопляется раз в 3—4 года в летнюю фазу половодья. Продолжительность периода разлива в среднем от 4—5 дней у с. Фоминское до 30 дней у Барнаула.

Осенью уровни и расходы воды на Оби, за исключением дней с прохождением дождевых паводков, являются самыми низкими за безледоставный период. С началом ледообразования, вследствие стеснения русла льдом, происходит небольшое повышение уровня воды. В течение зимы уровни ее медленно понижаются, достигая минимума в марте. Водность Оби с ноября по март, когда река получает только грунтовое питание, непрерывно убывает. Сток ноября в среднем составляет 5%, марта — 1,5% годового объема. Самый низкий расход воды составил 162 м /сек 1 февраля 1934 г.

В бассейне Оби протекают реки с различными типами водного режима. Для рек среднегорной зоны, где берет начало Чарыш и протекают его притоки Кумир, Коргон, Бащелак, Иня, характерно весенне-летнее половодье за счет таяния снежников и сезонных снегов, выпадения частых дождей. Подъем воды начинается в апреле, максимальные уровни и расходы наблюдаются чаще всего в июне, иногда в конце мая или начале июля. Спад половодья заканчивается в августе. Высота подъема уровней 2—4 м. Общая продолжительность половодья колеблется в пределах 110— 130 дней. За период половодья проходит до 70% объема годового стока (схема 4).

В сентябре—октябре на реках устанавливается короткая летне-осенняя межень с относительно невысокими дождевыми паводками. Продолжительность ее около 30—50 дней. Зимняя межень продолжается с ноября по март (140—150 дней). Минимальный сток в феврале—марте.

Для водного режима рек Северного Алтая (низкогорная зона) характерно высокое, иногда сильно расчлененное весеннее половодье и паводки в теплое время года. Начало половодья приходится на первую декаду апреля, наибольшей высоты оно достигает в конце апреля—середине мая, заканчивается в середине—конце июня. Уровни поднимаются на 3—5 м. Продолжительность половодья на средних реках составляет 3—3,5 месяца, на малых 2—2,5. За этот период проходит до 70% объема годового стока.

Летне-осенняя межень (июнь—октябрь) почти ежегодно нарушается прохождением дождевых паводков, когда уровень воды под­нимается на 1—3 м. Наибольшая повторяемость паводков на реках Северо-Западного Алтая (Песчаная, Ануй) приходится на начало лета и осень, на реках Северо-Восточного Алтая (Иша, Чапша) — на летние месяцы. Про­должительность летне-осенней межени 100— 120 дней. Зимняя межень почти повсеместно устанавливается в ноябре и длится 140—160 дней. Минимальные расходы наблюдаются чаще всего в феврале—марте.

Схожий тип водного режима и на реках предгорий Алтая, Салаира, Бийско-Чумышской возвышенности. Половодье также высокое, но продолжается только 2—2,5 месяца (с конца марта—начала апреля до середины-конца мая). Объем половодья составляет 70— 80% годового стока. Подъем уровней достигает в многоводные годы 4—5 м. Паводки наблюдаются чаще всего в июне и октябре. Высота их 0,5—1 м, редко 2—2,5 м. Зимняя межень устанавливается в ноябре, заканчивается в марте, минимальные расходы в феврале—марте.

Для рек равнинной части края характерно короткое, резко выраженное весеннее половодье с объемом 80—100% годового стока и низкая межень в остальную часть года. Половодье проходит обычно одной волной, начинается чаще всего в первой декаде апреля, заканчивается в конце мая—начале июня, на временных водотоках — в конце апреля. Подъемы уровней воды в этот период 2—4 м.

После весеннего половодья небольшой сток сохраняется лишь на крупных степных реках (Бурла, Кулунда, Кучук), водотоки с площадью бассейнов менее 500 км пересыхают. Дождевые осадки расходуются на испарение и смачивание верхнего слоя почвы и почти не дают стока.

Устойчивая зимняя межень продолжается с ноября по март. В декабре—январе большинство рек промерзают на перекатах. Подъемы уровня воды в плесах в течение зимы связаны с притоком грунтовых вод и промерзанием нижележащих перекатов (схема 4).

Средний модуль годового стока (количество воды в литрах, стекающей с 1 км² площади водосбора в 1 сек) изменяется по краю в широких пределах. На левобережных притоках Чарыша в его верхнем течении модули стока достигают 25—30 л/сек-км². С понижением местности модули стока постепенно уменьшаются до 10—15 л/сек-км² (среднее течение Чарыша, Ануя, Песчаной; Иша, Чапша). В предгорьях Алтая и на Салаире они составляют 5—10, на Бийско-Чумышской возвышенности 3—5, на большей части равнинной территории края 1—1,5, на крайнем западе и юго-западе (Кулундинская низменность) едва достигают 0,5 л/сек- км².

Тепловой режим рек обусловливает температура воздуха. Вода начинает прогреваться во второй и третьей декадах апреля. Температура постепенно повышается до июля. Среднемесячные температуры июля на горных реках составляют 15—20°, абсолютные 25—27°, на реках равнин и предгорий соответственно 19—22 и 28—32°. На Оби среднемесячная температура июля достигает 21°, абсолютная — 27,4° наблюдалась у Барнаула 23 июля 1953 г. С августа температура воды постепенно понижается и к концу октября опускается до 0°, на реках появляются ледовые образования.

Характерная черта ледового режима рек края — устойчивый продолжительный ледостав. Обычно в первой декаде ноября начинается осенний ледоход на Оби, продолжительность его 8—9 дней. В годы с ранней зимой Обь замерзает в конце октября—начале ноября, в годы с затяжной осенью в конце ноября—начале декабря. Общая продолжительность ледостава 140—180 дней, зимних вскрытий не бывает. Наибольшая толщина льда к концу зимы достигает 80—134 см. Вскрытие Оби происходит в середине апреля. Ледоход бывает ежегодно, его продолжительность в среднем 3—4 суток, сопровождается заторами, в результате чего уровень воды поднимается на 1,5—2,0 м.

Примерно такой же характер ледообразования на крупных притоках Оби. Осенний ледоход бывает не ежегодно и только на Aнye, Чарыше, Алее, Чумыше. Ледостав наступает в конце, первой—середине третьей декады ноября, средняя продолжительность его 125—165 дней. Обычная толщина льда 70—100 см, максимальная — 150 см. Для многих рек характерны наледи, образующиеся вследствие промерзания воды до дна, оседания льда под снеговой нагрузкой (Ануй, Чарыш, Солтонка).

Весенняя подвижка льда наблюдается в первой декаде апреля. Продолжительность ледохода от 3 до 15 дней. Заторы почти ежегодно бывают на Песчаной, Ануе, Чарыше, Алее, Чумыше. Уровни воды в связи с этим поднимаются до 1,5 м. Полное очищение рек ото льда происходит к началу—середине третьей декады апреля.

Своеобразны ледовые явления в области замкнутого стока. На большинстве степных рек вода к осени остается в разобщенных плесах, поэтому ледохода и шуги здесь не бывает, и замерзают они как стоячие водоемы. Для непересыхающих рек в последней декаде октября характерны забереги, в отдельные годы — «сало» и ледоход продолжительностью 2—3 дня. Большинство рек перемерзает до дна уже в декабре, иногда в ноябре. Продолжитель­ность ледостава до 160 дней. Весной примерзший лед обычно не всплывает и тает на месте. В местах образования мощных наледей талые воды разрабатывают в них временные русла. Па непромерзающих реках возможен интенсивный ледоход, но заторы образуются редко. Очищение рек ото льда заканчивается во второй половине апреля.

Химический состав естественных вод края определяется геологическим строением и почвенным покровом. В Кулундинской впадине формируются сульфатные, хлоридные, сульфатно-натриевые; на Приобском плато и в горных районах — гидрокарбонатные воды. В половодье минерализация воды составляет 50—200 мг/л; нижний предел характерен для больших и горных рек, верхний — для водотоков Кулундинской равнины. В этот период наблюдается наибольшая агрессивность воды (20—30 мг/л). Летом и осенью минерализация изменяется по территории края от 0,2 до 1,5 г/л, увеличиваясь к западу. К концу зимней межени она несколько выше, на равнине достигает 2 г/л, а в отдельных районах Кулунды 8—12 г/л. Грунтовые воды межени не агрессивны. Наибольшая жесткость проявляется в районах с большей минерализацией. Увеличению минерализации естественных вод способствуют промышленные и коммунальные стоки, минеральные удобрения и ядохимикаты.

Озера. Алтайский край богат озерами. Размеры большинства из них менее 1 км². В горных районах распространены мелкие пресные озера. На равнине различные по размеру пресные и соленые озера расположены одиночно и группами или вытянуты цепочками вдоль современных и древних речных долин Барнаулки, Касмалы, Кулунды. Много небольших озер в долине Оби и в ее современной пойме, на древних надпойменных террасах. На Салаире озер почти нет. Наиболее крупные по площади озера находятся в степной зоне края: Кулундинское — 728 км², Кучукское — 181, Горькое (Романовский р-н) — 140, Большое Топольное — 76,6, Горькое (Новичихинский р-п) — 72,2, Большое Яровое — 66,7 км².

Озера горной части края в основном карстового происхождения, равнинной — водно-эрозионного и водно-аккумулятивного. Среди двух последних выделяются долинные, вытянутые цепочкой по долинам рек, плесовые в виде расширений речных русел (Хомутиное, Песчаное, Хорошее в системе Бурлы) и конечные озера бессточной области (Кулундинское, Кучукское и ряд более мелких). Повсеместно в поймах больших и средних рек рас­пространены озера-старицы.

Питают озера те же источники, что и реки: талые, дождевые и подземные воды. Гидрологический режим озер существенно отличается от речного. Для годового хода уровней воды характерен хорошо выраженный невысокий весенний (на равнине) и летний (в горах) подъем, постепенный спад в летне-осенний период и относительно устойчивое его положение зимой. Озера позднее рек покрываются льдом и позднее очищаются от него.

Весенний подъем уровней воды в озерах на равнине и в предгорьях начинается в середине апреля и достигает максимума во вторую декаду мая. Высота его редко превышает 0,3—0,5 м. Высокие уровни стоят 20—30 дней, в июне начинается спад, продолжающийся до начала ледостава. Среднегорные водоемы имеют максимум подъема воды в начале—середине лета, амплитуда их уровней не превы­шает 0,5—1 м.

Большинство равнинных озер мелководны (с глубинами 2—3 м), поэтому весной происходит сравнительно быстрый нагрев всей водной массы до 7—12°. В июне—августе температура воды обычно колеблется в пределах 16—22°. Наиболее теплая вода бывает в третьей декаде июля, достигая 28—31° (Кулундинское — 29,8°, Большое Яровое — 28,2°). С августа вода начинает охлаждаться, а к концу октября—началу ноября ее температура в поверхностном слое обычно понижается'до 0°. В зависимости от местоположения озера, его глубины, а также от погоды эти сроки могут быть на 10—14 дней раньше или позже.

Прогрев водной массы среднегорных озер начинается в мае, максимум в июле—августе, в конце августа идет резкий спад температуры, достигая к середине октября нулевых значений. Среднемесячные температуры воды в июне составляют 2—5, июле 5—9, августе 4—8, сентябре 3—5°.

Ледяные образования на озерах равнинной части края появляются в последних числах октября—начале ноября. Продолжительность их от 1 до 20 дней. На небольших озерах лед устанавливается при понижении температуры воды до 0° сразу по всей акватории. Большие глубокие водоемы замерзают позднее. Озера с сильно минерализованной водой покрываются льдом тем позднее, чем выше концентрация солей. Некоторые не замерзают даже в зимы с сильными морозами (Большое Яровое). В северных районах края ледостав образуется в начале ноября, в южных — на 10—20 дней позднее. Многие мелководные озера Кулундинской равнины промерзают до дна. Наибольшая толщина льда 100—200 см. Весенние ледовые явления начинаются в конце апреля— начале мая. Ото льда озера очищаются в первой декаде мая.

Горные озера покрываются льдом в конце сентября—начале октября. Продолжительность ледостава увеличивается с ростом высоты местности, достигая 230—250 дней. Ото льда они очищаются обычно к концу мая—началу июня.

Минерализация и химический состав озер края очень разнообразны. Вода озер правобережья Оби слабо минерализована и имеет резко выраженный гидрокарбонатный характер с преобладанием кальция. В озерах Приобского плато минерализация не превышает 3 г/л, воды их гидрокарбонатные с преобладанием ионов натрия. Минерализация озер Кулундинской впадины изменяется от 0,5 до 300 г/л, преобладают содовые, хлоридные ионы. Выделяются важные в промышленном отношении бессточные самосадочные соленые озера Кулунды: хлоридные (Бурлинское), сульфатные (Кучукское), содовые (Петуховское, Михайловские), а также Большое и Малое Яровые.

Воды горных озер пресные и ультрапресные. Их минерализация и химический состав определяются в основном литологией коренных пород. В районах распространения известняков и доломитов преобладают воды гидрокарбонатного класса с минерализацией до 70—100 мг/л (Бащелакский хребет).

Использование ресурсов поверхностных вод проходит как без изъятия их из источников (водопользование), так и с изъятием (водопотребление). К водопользованию относятся грузовые и транспортные перевозки, получение электроэнергии, лесосплав и рыболовство, а также отдых людей на воде, туризм, спортивные состязания. Число пользующихся водой в рекреационных целях превышает 1 млн человек в год.

Суммарный объем водопотребления из поверхностных источников составляет 2,05 км³ в год. Наиболее водоемкие потребители — водное (897 млн м³), сельское (722 млн м³), коммунальное (187 млн м³) хозяйства и химическая промышленность (131 млн м). На долю остальных приходится 108 млн м³. Повсеместно по краю наибольшая нагрузка по забору воды ложится на малые реки и временные водотоки. На них или в верховьях средних рек построены такие крупные оросительные системы, как Алейская, Чесноковская, Лосихинская. Отъем воды для Кулундинского и Бурлинского каналов осуществляется из Оби.

Обеспечивают забор воды из малых рек более 60 водохранилищ с объемом свыше 1 млн м³ и сотни прудов, сооруженных по проектам и без них, а также запруды, ежегодно отсыпаемые на логах и временных водотоках. Зарегулированность стока рек водохранилищами и прудами в возвышенных районах края составляет в среднем 15—20%, по мере движения на запад (и уменьшения обводненности территории) она увеличивается до 50-70 и даже до 100%.

Наиболее крупными водохозяйственными объектами являются:

магистральный канал Алейской оросительной системы с пропускной способностью 35 м³/сек, водозабор из Алея 34 млн м³ в год;

Кулундинский канал с максимальной пропускной способностью 25 м³/сек, водозабор из Оби 396 млн м³ в год;

Гилевское водохранилище на Апее, объем 471 млн м³;

водозаборы в Барнауле, Рубцовске и Кам-ие-на-Оби с объемами около 100, 40 и 43 млн м³ в год;

магистральный канал Бурлинской оросительной системы с максимальной пропускной способностью 35 м³/сек, водозабор из Новосибирского водохранилища 388 млн м³ в год.

В 50—80-е годы в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства края существенно ухудшилось состояние рек и озер. Изменился гидрологический режим рек (уменьшилась водность, сократился период половодья, увеличилось время пересыхания и перемерзания), быстро заиливаются озерные котловины, русла рек, смещаются истоки рек, загрязняются сами водотоки и водоемы и их берега.

Основные причины этого: стихийность в. регулировании стока рек, самовольное строительство плотин неинженерного типа; уменьшение площади лесов в бассейнах, долинах и поймах и продолжающаяся вырубка березовых колков и лесов; осушение пойм рек и использование их для посевов и выпаса скота; перевыпас скота на горных пастбищах — на склонах и по долинам рек; очень высокая (70—90%), нередко сплошная, распаханность бассейнов и возникающая здесь ветровая и водная эрозия почв; неумеренное применение минеральных удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве, открытое их складирование вблизи водных источников; сбросы сточных вод промышленных и сельскохозяйственных предприятий, хозбытовые стоки.

Восстановлению водности и чистоты рек и озер будут способствовать мероприятия по охране водных, а также земельных и лесных ресурсов в долинах рек и их бассейнах.