2.2 Физико-географическая характеристика реки Иртыш

Река Иртыш в пределах СНГ протекает по Восточно-Казахстанской Семипалатинской и Павлодарской областям Казахстана, а так же по Омской и Тюменской областям. Административные центры указанных выше областей расположены на берегах Иртыша, кроме города Тюмени, расположенного на реке Туре. В низовьях р. Иртыша расположен центр огромного Ханты-Мансийского национального округа Тюменской области – г. Ханты-Мансийск. На реках бассейна располагаются такие областные города Казахстана, как Целиноград и Петропавловск (на р. Ишим), Кустанай (на р. Тобол), и такие областные города России, как Курган (на р. Тобол), Челябинск (на р. Миасс) и Екатеринбург (на р. Исеть).

На большей части своего течения от Семипалатинска до устья (около 2900 км) р. Иртыш протекает по Западно-Сибирской низменности.

В пределах верхней трети реки, протяжением около 1500 км (до города Семипалатинска) имеется довольно густая сеть горных притоков, стекающих с острогов Алтая, в том числе такие реки, как Кучум, Бухтарма и Уба. После впадения справа р. Тульбинки (2990 км) и слева р. Шаган (2801 км) р. Иртыш не принимает ни одного сколько-нибудь значительного притока до устья р. Оми (1871 км). На этом протяжении с обеих сторон к реке прилегают огромные области внутреннего стока, составляющие 521000 км²или 31,7 водосбора площади бассейна р. Иртыша.

Ниже устья р. Оми Иртыш имеет в целом достаточно развитую речную сеть, постепенно увеличивающуюся вниз по течению. Ряд притоков Иртыша имеет большую длину и значительную площадь водосбора.

Река Иртыш берёт начало из ледников на юго-западных склонах Монгольского Алтая (в Китае). До впадения в озеро Зайсан, вошедшего в состав Бухтарминского водохранилища, река имеет название Черный Иртыш. От границы с Китаем р. Черный Иртыш на протяжении 144 км протекает по песочно-глинистой безводной степи, имея среднее падение 25 см/км. Высота берегов здесь обычно равна 2 - 4 метра. К берегам местами подступают барханные пески, сильно засоряют русло, высота берегов при этом может возрастать до 7 - 8 метров. На некоторых участках к берегам подходят глинистые увалы, образующие береговые обрывы высотой до 25 метров. Ложе реки песчаное, а ниже устья р. Кальджир (3716 км) – каменистое, довольно часто здесь встречаются перекаты.

Далее на протяжении 425 км располагается Бухтарминское водохранилище, верхние 90 км которого являются участком озера Зайсан, подпертого водохранилищем.

Бухтарминское водохранилище.

Водохранилище образовано водоупорными сооружениями Бухтарминского гидроузла, расположенного несколько ниже р. Бухтурмы.

Гидроузел введён в эксплуатацию в 1960 г.

Общая длина напорного фронта гидроузла 450 метров, проектный напор 67,5 метров.

Бухтарминское водохранилище расположено в нескольких районах Восточно-Казахстанской и Семипалатинской областей Казахстана.

В 1960 году началась эксплуатация Бухтарминской ГЭС, расположенной в 1360 км выше по течению города Омска. Бухтарминское водохранилище с многолетним регулированием с полезной ёмкостью 30,81 км³является основным регулятором стока Иртыша.

В состав сооружений Бухтарминского гидроузла входят: бетонная плотина, здание ГЭС приплотинного типа с 9 агрегатами мощностью 675 МВт, четырехкамерный судоходный шлюз.

Плотинасостоит из следующих частей:

1. станционной (длиной 210 метров), в которой расположены на разных отметках девять водоприемных отверстий с напорными трубопроводами диаметром 5,6 метров;

2. водосливной (длиной 26 метров) с одним водосбросным пролетом размером 18×12 метров;

3. двух глухих, имеющих на участках сопряжения с правым и левым берегом общую длину 144 метра.

Судоходный шлюз имеет верхний и нижний подходные каналы с причальными стенками и направляющими палами, пять голов, четыре камеры размером 100×18 метров, туннельный водосброс из второй камеры и открытый водосброс из четвертой камеры. Время наполнения первой камеры 9 – 11 минут, опорожнения – 8 минут, 2, 3 и 4 камеры наполняются и опорожняются за 8 минут каждая.

Здание электростанциирасположено в русле у низовой грани плотины и занимает среднюю и левую части русла, примыкая к левому берегу. Оно состоит из 9 агрегатных секций и секции монтажной площадки. Агрегатные секции 1 – 7 имеют длину 19 метров и ширину 34,6 метров; длина секций 8 и 9 составляет 20 метров.

Вид регулирования стока – многолетнее. Основные водопотребители и водоиспользователи: энергетика, рыбное хозяйство, водный транспорт, водоснабжение. В створе гидроузла площадь водосбора равна 141680 км², а средний многолетний сток составляет 18,6 км³, в том числе сток весеннего половодья – 13,0 км³.

Низкий навигационный уровень водохранилища имеет отметку 396,00 метров. В половодье с вероятность превышения 0,01 % уровень водохранилища форсируется до отметки 402,90 метров.

Гарантированная глубина судового хода 5,0 метров. Максимальная расчётная высота ветровых волн на водохранилище 2,8 метров.

Ледовый режим водохранилища характеризуется следующими данными: ледостав ранний – 12/11, поздний – 13/12; очищение ото льда ранее – 0/4, позднее – 12/5.

Ниже Бухтарминского гидроузла до г. Усть-Каменогорска р. Иртыш протекает в наиболее узкой долине, лежащей среди гор. Большая часть этого участка находится в подпоре от созданного здесь Усть-Каменогорского водохранилища.

Усть-Каменогорское водохранилище расположено в Уланском и Глубоковском районах на территории подчинённой г. Зыряновску Восточно-Казахстанской области Казахстана.

С 1953 года на Иртыше работает Усть-Каменогорская ГЭС, осуществляющая суточное и недельное регулирование стока и не оказывающая влияния на режим реки в нижнем бьефе.

В состав сооружений гидроузла входят: бетонная плотина, здание ГЭС приплотинного типа с 4 агрегатами мощностью 332 МВт и судоходный шлюз шахтного типа.

Бетонная плотинасостоит из следующих частей:

1. станционной части длиной 123 метра, где расположены 8 водоприемных отверстий четырех напорных трубопроводов диаметром 7,62 метра, и одно отверстие для холостого сброса размером 5×6,5 метра;

2. глухих левобережной и правобережной плотин общей длиной 175,2 метра;

3. водосливной плотины длиной 92 метра с четырьмя водосливными отверстиями, перекрываемыми плоскими затворами размером 18×8 метров.

Судоходный шлюз – однокамерный. Длина шлюзовой камеры 100 метров, ширина 18 метров. Общий напор на шлюз – 42 метра. Время, потребное на одно шлюзование – 45 минут.

Холостой сброс производится через 4 отверстия плотины и донный водосброс в блоке монтажной площадки.

Регулирование стока суточное. Основные водопотребители и водопользователи: энергетика, водный транспорт, водоснабжение.

В створе гидроузла площадь водосбора равна 146600 км², а средний многолетний сток составляет 19,5 км³, в том числе сток весеннего половодья 13,0 км³.

Низкий навигационный уровень водохранилища имеет отметку 330,00 метров. В половодье с вероятностью превышения 0,01 % уровень водохранилища форсируется до отметки 337,00 метров.

Максимальная расчётная высота ветровых волн на водохранилище равна 2,2 метра.

Ледовый режим водохранилища характеризуется следующими данными: ранняя ледостава – 16/11, поздняя – 19/11, раннее очищение ото льда – 11/6, позднее – 28/4.

Шульбинская ГЭС, являющаяся четвёртой ступенью Верхне-Иртышского каскада гидроузлов, расположена в 1074 км выше по течению от города Омска. Iочередь водохранилища с отметкой НПУ 240,0 метров и полезным объёмом 1,47 км³(17 % годового стока рек Убы и Ульбы) осуществляет сезонное регулирование стока.IIочередь Шульбинской ГЭС с отметкой НПУ 260,0 метров не строится. Её строительство планируется в перспективе (25 лет). Ввод в эксплуатациюIIочереди Шульбинской ГЭС с полезным объёмом 7,12 км³ означает практически полное зарегулирование стока Верхнего Иртыша.

В состав сооружений гидроузла входят: русловое здание ГЭС с 6-ю агрегатами мощностью 702 МВт, совмещенное с донными водосбросами, земляная русловая плотина высотой 36 метров и судоходный шлюз.

Здание ГЭСдлиной 210 метров имеет 12 донных водосбросов по 2 в каждой агрегатной секции, идущих в обход отсасывающей трубы сечением 5×4,8 метра.

Судоходный шлюз – однокамерный, размеры камеры - 100×18 метров. Общий напор на шлюз 28 метров. Время, потребное на одно шлюзование – 60 минут.

Черты горной реки Иртыш сохраняет до города Семипалатинска, русло реки на этой части каменистое, галечное и местами скалистое.

Ниже г. Семипалатинска р. Иртыш выходит на Западно-Сибирскую низменность и далее на всем протяжении представляет собой равнинную реку. От г. Семипалатинска до г. Омска (1858 км) река протекает в степной зоне, по широкой 5 - 19 км долине среди невысоких песчаных берегов. Русло чаще всего, многорукавное, располагается среди широких, обычно заболоченных пойм. У г. Павлодара (2441 км) ширина русла достигает 200 метров, а ниже по течению увеличивается и местами равна 900 метров. В русле много перекатов, на отдельных участках встречаются пороги, судовой ход узкий.

Ограниченность водных ресурсов Центрального Казахстана и возрастающие потребности в воде для освоения сосредоточенных здесь богатых минерально-сырьевых запасов обусловили необходимость привлечения в район вод из других речных бассейнов, в первую очередь из р. Иртыш. Устойчивость водообеспечения Центрального Казахстана сегодня во многом определяется водными ресурсами р. Иртыш, перебрасываемыми по каналу «им. К. Сатпаева». Канал имени Каныша Сатпаева, (ранее канал Иртыш-Караганда), введенный в постоянную эксплуатацию в 1974 году протяженностью 458 километров, является основным источником водоснабжения промышленности, сельского хозяйства и населения Центрального Казахстана, который территориально охватил большую часть Карагандинской области, значительную часть Павлодарской области и часть Акмолинской области с ее столичным регионом.

Начало строительство канала 1962 год. Эксплуатация Iочереди канала на длине 458 км началась в декабре 1974 года. Головной расход канала 75 м³/с в летний период, в зимний период – 0,55 м³/с.

В настоящее время на повестке дня стоит проект отбора воды Иртыша для нужд казахстанской столицы. Астана расположена на берегу Ишима – маловодной реки, воды которой уже не хватает для удовлетворения растущих потребностей столицы Казахстана. В 2001 году осуществлено строительство комплекса сооружений по переброске воды из канала в верховье реки Ишим для гарантированного водоснабжения столицы республики города Астаны. Устойчивое водоснабжение г. Астана на перспективу связано с водными ресурсами р. Иртыш. Переброска стока будет иметь компенсационный характер: от максимальной водоподачи в период маловодья, до его прекращения в многоводные годы.

В перспективе планируется довести расход канала до 125 – 150 м³/с. Вполне очевидно, что наличие обширных земель в засушливой зоне (коэффициент естественного увлажнения от 0,14 до 0,27), развитие промышленных комплексов диктуют увеличение забора воды из Иртыша, единственного крупного водоисточника на территории Казахстана. В далекой перспективе планируется довести годовой отъем воды из Иртыша до 12,0 млн. м³(2020 год).

От границы Казахстана с Россией до г. Омска р. Иртыш не принимает притоков ни справа, ни слева. Это сказывается на качестве питьевой воды. В меженный период, с июня по сентябрь, упавшие объемы и уровень Иртыша сводят к минимуму его способность самоочищаться. Идут процессы гниения, гибели флоры и фауны. Иртышское пароходство уже не может имеющимися судами работать по всему бассейну реки. В предкритическом состоянии находятся водозаборы г. Омска и десятков других населенных пунктов.

В черте города Омска впадает первый крупный приток – река Омь, за счёт которой Иртыш увеличивает свою водность на 6 %.

Несколько выше г. Омска река из степной зоны переходит в зону лесостепи, а затем в зону тайги, протекая в ней до самого устья. На этом участке река течёт в широкой долине, с широкой до 8 км поймой. Грунты, слагающие русло, по преимуществу песчаные, местами глинистые. Русло неустойчиво, имеет ограниченное течение, ширина его всюду больше 500 метров, а местами достигает 1000 метров. Почти повсеместно правый берег более высокий, чем левый.

После впадения р. Тобола (657 км) водность реки значительно возрастает. Ширина пойменной долины местами достигает 20 км. При впадении в р. Обь долина реки Иртыша соединяется с долиной р. Оби, достигая ширины 35 км. Русло во многих местах разделяется на рукава, образующие между ними большие острова. Берега этой части реки сложены из рыхлых пород и под влиянием потока сильно разрушаются: особенно это происходит с высоким правым берегом. Русло реки имеет свободное падение.