книги из ГПНТБ / Панов Б.П. Зимний режим рек СССР

М. А. Рыкачевым [123], а затем и В. Б. Шостаковичем [109—114]

уменьшения амплитуды сроков вскрытия и замерзания рек в на­

правлении с юга на север.

На р. Енисее, вследствие особенностей гипсометрии бассейна,

относительно малой его ширины, почти перпендикулярности на­ правления течения притоков по отношению к главной реке, про­ цесс весеннего вскрытия совершается весьма своеобразно.

Кроме того, истоки реки заложены на высотах Саян, в пре­ делах которых на процессы вскрытия оказывают влияние высот­ ная климатическая зональность и гидравлические условия, при­ сущие потокам горного типа. Первый фактор вызывает запазды­

вание вскрытия, а второй — ускорение его, поэтому в горной зо­ не вскрытие рек рассматриваемого бассейна происходит в чрез­ вычайно различные сроки в зависимости от того, какой фактор имеет доминирующее значение.

Вся средняя равнинная часть р. Енисея, от створа Абаканов Перевоз до устья р. Подкаменной Тунгуски, т. е. на протяжении

1500 км, вскрывается почти одновременно. В большинстве слу­ чаев разница в сроках вскрытия у верхнего и нижнего створов около 10 дней и лишь в отдельные годы достигает 20 дней, что

соответственно дает скорость его продвижения 150—75 км!сутки.

Далее, вниз от этого участка скорость продвижения вскры­ тия, как это видно по рис. 56, резко уменьшается и становится мало изменчивой из года в год.

Скорость продвижения вскрытия р. Енисея на участке от устья Подкаменной Тунгуски до Игарки изменяется в следую­

рр. Оби, Енисея, Лены вскрытие столь запаздывает, что верхо­ вые талые воды своим напором взламывают ледяной покров.

По скорости продвижения вниз по течению сроков вскрытия р. Енисей следует разделить на три характерных участка: верх­

В верхнем участке течения изменчивость сроков вскрытия из года в год весьма большая и за период с 1912 по 1915 г. опре­

Влияние высотной зональности и гидравлических условий на сроки вскрытия на этом участке р. Енисея, а также на ее прито­

ках проявляется в том, что для самых верхних’ створов реки с уменьшением высоты сроки вскрытия запаздывают. Уменьшение

скорости течения с понижением местности определяет образова­ ние более мощного ледяного покрова, что и сказывается соответ-

150

ствующим образом на сроках вскрытия. Ниже по течению до

г. Красноярска, где река спускается с 300 до 130 м.н.у.м., наобо­ рот, происходит опережение этих сроков, т. е. на первый план выступает влияние высотной зональности.

Влияние факторов высотной зональности проявляется доволь­ но ясно на сроках вскрытия и других рек, например притоков

р. Ангары — Иркута, Бирюсы и Оки.

участках русла. Вследствие этого установление ледянбго покрова сопровождается мощными шугоходами, русло забивается шугой и создаются большие зажоры. Поэтому ледяной покров по длине реки имеет различную толщину, сильно изменяющуюся из года в год. Однако общий характер распределения его мощности сохраняется, что хорошо иллюстрируется табл. 45.

Неравномерность залегания ледяного покрова совместно с отмеченными морфометрическими и гидравлическими свойства­ ми определяет и неспокойное вскрытие, хотя в это время река

и не отличается высокой водоносностью.

151

У в/пв/п г. Кызыла, с. Усть-Усы, с. Абаканова Перевоза и с. Новоселова весной образуются мощные заторы, вызывающие значительные подъемы уровней, как это имело место в 1945 г.

В 1946 г. в первом пункте толщина льда была в полтора раза меньше, чем в 1945 г., и затора не образовалось. По тем же при­

весьма короткий срок, ступенчатый характер профиля опреде­ ляет наличие местных больших скоростей течения, влияющих на

характер образования и разрушение ледяного покрова.

По данным Е. В. Близняка [26], в нижней половине описы­ ваемого участка (от г. Красноярска до г. Енисейска) скорость на плесах равна 0,85—1,50 м/сек, на перекатах 1,75—2,10 м/сек,

а на Казачинском пороге достигает 3,80 м/сек.

Ледяной покров в этих условиях образуется при интенсивном

шугообразовании, формирующем зажорно-заторные явления. Ледяные заторы создаются на крутых поворотах и на мелковод­ ных участках, изобилующих островами. Заторы нередко распро­ страняются до дна; они частично размываются при повышениях уровней, а частью остаются до весны. Местами ледяной покров

прорезывается полыньями, которые на быстринах и в местах выходов грунтовых вод иногда не замерзают всю зиму. Ледяной

покров в большинстве случаев торосистый, неровный.

Полосы всторошенного льда тянутся вблизи обоих берегов по границе заберегов, существовавших в момент прохождения наиболее интенсивного ледохода. Особенно велика торосистость непосредственно ниже перекатов в сужениях русла, как, напри­ мер, на Шиверском перекате.

Характер ледяного покрова в значительной мере зависит.от высоты стояния уровней во время его формирования. При низ­ ких уровнях, торосистость развивается слабее, чем привысоких.

Вследствие понижения уровней в течение зимнего сезона ледя­

ной покров в поперечном профиле имеет вогнутую форму. По­ этому весенние талые воды покрывают лед местами слоем глу­

биной до 0,7 м.

На описываемом участке вскрытие совершается главным об­ разом под влиянием теплового воздействия на ледяной покров,

на что обратил внимание еще Е. В. Близняк. Ко времени ледохо­ да наслудный лед исчезает полностью, а кристаллический при­ нимает своеобразное игольчатое строение в своих верхних слоях.

До г. Красноярска режим вскрытия определяется стоком та­ лых вод с незначительной части водосбора; основная их масса

подходит к этому створу примерно через месяц после освобож­ дения реки от ледяного покрова.

Если в пределах предгорий Саян и в прилегающих к ним пространствах бассейна фронт таяния продвигается снизу вверх,

15Ц

совершается при малых подъемах воды и основная часть павод­ ка проходит значительно позже его, а ниже по течению в связи

спеременой направления фронта движения снеготаяния уровни

вмомент вскрытия значительно приподнимаются, и чем ниже по течению, тем при более высоких их стояниях взламывается лед.

Однако и здесь, как и на р. Оби, гребень паводка смещен от­ носительно момента вскрытия в сторону запаздывания, т. е. та­ лые воды с бассейна не успевают догнать продвигающееся вниз

по реке вскрытие и лишь ниже г. Туруханска происходит их совпадение.

Таким образом на втором участке тепловой фактор уступает

доминирующее место механическому.

На третьем участке вскрытие совершается всегда под доми­ нирующим влиянием механического фактора в условиях более или менее одинаковой скорости его продвижения. Поэтому здесь вскрытие происходит при высоко поднявшихся уровнях. Уровни вскрытия нарастают до г. Туруханска, далее — до Игарки оста­ ются стабильными, а ниже этого пункта обычно снижаются. По­ скольку такая закономерность нарастания уровней в общем со­ храняется из года в год, то очевидно, что описанный их харак­ тер определяется влиянием одного и того же неизменного фак­ тора — сопротивления ледяного покрова.

На участке в/п в/п Туруханск—Игарка вскрытие происходит с одинаковым запаздыванием по отношению к сроку перехода температур воздуха через нуль градусов, т. е. совершается при одинаковой подготовленности льда к вскрытию, что и опреде­ ляет более или менее одинаковую высоту взламывающих уровней.

В дельтовой части реки, где она разбивается на рукава, и

далее — в Енисейской губе изменения морфометрических и гидравлических условий придают механизму вскрытия свои специфические черты. Здесь сроки вскрытия значительно запаз­ дывают по сравнению с вышележащими участками.

Высота уровней при вскрытии в условиях значительного влияния механического фактора должна зависеть, от степени сопротивления ледяного покрова взламывающему усилию талых вод. Чем больше эти сопротивления, тем больше должно нако­ питься вод перед кромкой льда, тем выше должны подняться уровни. Для накопления вод в достаточных для взламывания ледяного покрова количествах требуется известное время, так что скорость продвижения фронта вскрытия вниз по реке до известной степени должна отразить и время, необходимое для

накопления взламывающих масс. воды.

Таким образом, приращение уровней при вскрытии над низ­

ким зимним можно связывать со скоростью продвижения само­

го вскрытия. Приращение уровней в этот период в значительной степени зависит от того, с какой длины участка поступают воды к расчетному створу, поэтому его выгоднее выражать в прира-

154

щениях на километр длины участка. Тогда эта связь будет вы­ глядеть следующим образом:

причем на первой оказа­ лись годы, в которые происходило увеличение доли восточных и мери­

ясняется особенно большим развитием в этом году западных и аномально малым развитием восточных переносов.

Описанного рода связи могут быть использованы для прогно­

стических целей.

Совмещенные графики секундных расходов воды за весен­ ний период по створам Енисейск, Подкаменная Тунгуска и Игар-

155

Таблица 46

Интегральные суммы циркуляций атмосферы различных направлений,

по А. А. Гирсу

ка показывают характер накопления вод перед кромкой ледяно­ го покрова (рис. 58). Так как на участке между створами в/п в/п г. Енисейска, и с. Подкаменной Тунгуски площадь водосбора увеличивается главным образом за счет бассейна р. Подкамен­ ной Тунгуски (64% от общего приращения водосбора на участ­ ке), то можно полагать расходы водьи, измеренные ниже устья этого притока, уменьшенные на величину его стока, отражаю­ щими как боковой приток на участке, так и подпорные влияния кромки льда. Измененный таким образом гидрограф в/п Подка­ менной Тунгуски (пунктирный график на рис. 58) по высоте оказывается одинаковым с гидрографом створа г. Енисейска, но в верхней половине расположен левее, что свидетельствует о на­ коплении местных талых вод ранее подхода верхового паводка на 4—5 дней.

Как следует из сравнения указанных графиков, боковой при­ ток на участке невелик.

Водоносность р. Енисея в период вскрытия для одновременно освобождающегося от льда участка (с. Базаиха — р. Подкамен­ ная Тунгуска) в связи с малым в это время боковым притоком 'определяется модульными коэффициентами расхода вскрытия по­ рядка 3—6, если за норму для каждого года принимать величину устойчивого расхода воды под ледяным покровом. Изменения этого коэффициента для характерных моментов вскрытия за ряд

лет представлены по различным створам на рис. 59. Вниз по те­ чению в пределах отмеченного участка реки наблюдается неко­ торая тенденция к их увеличению и резкое возрастание в ни­

зовьях у створа Игарки, где, как отмечено, вскрытие происходит

156

почти исключительно под влиянием механического

фактора. У этого створа модульный коэффициент расхода вскрытия ока­ зался равным 24,5, что в

5—6 раз больше, чем для вышележащего участка реки.

Роль вод притоков во вскрытии р. Енисея осве­ щалась Е. В. Близняком

и для нижнего течения

подробно описана В. С.

Антоновым [47J, который отмечает, что паводочные

воды р. Енисея устрем­ ляются в устьевые уча­

стки притоков и увлека­ ют за собой обломки ле­ дяного покрова. Часто этот своеобразный ледо­ ход распространяется

вверх по притокам на

30—35 км.

Вскрытие р. Енисея происходит, как правило,

раньше, чем на его при­ токах, на значительный

промежуток времени. Кроме того, освобожде­ ние от ледяного покрова притоков этой реки совер­ шается при низкой их во­ доносности, а поэтому они и не оказывают какоголибо влияния на высоту

уровней главной реки. Так, в частности,

рр. Ангара, Подкаменная

Рис. 58. Графики расходов во­ ды и ледовые фазы весеннего периода р. Енисея, 1950 г.

7 — в/п г. Енисейск; 2 — выше устья

157

и Нижняя Тунгуска не повышают уровней р. Енисея в прилегаю­

щих к ним снизу участках главной реки. Однако, в связи с тем,

Рис. 59. Графики отношений значений расходов воды характерных моментов вскрытия к величине устойчивого расхода под ледяным покровом, р. Енисей.

I — в п с. Базаихэ, II — в.'п г. Енисейск, III — в/п с. Подкаменная Тунгуска; 1 -4 то же, что и на рис. 55.

что на нижнем участке р. Енисея вскрытие сильно задержи­ вается, талые воды с бассейнов притоков успевают туда дойти

и высоко поднять уровень.

158

Вскрытие крупных правобережных притоков р. Енисея со­ вершается со значительным запаздыванием по отношению к главной реке. Так, например, в 1945 и 1946 гг. р. Ангара у места

ее впадения вскрылась соответственно позже на 7 и 17 дней; в эти же годы р. Нижняя Тунгуска вскрылась соответственно на

15 и 20 дней позже р. Енисея.

В литературе неоднократно отмечалось [109, НО] тепловое

воздействие вод оз. Байкала, питающих р. Ангару, на сроки уста­ новления на ней ледостава и на время освобождения от него,

причем длина участка, подверженного этому влиянию по отноше­ нию к осенним гидрофизическим процессам определялась В. Б. Шостаковичем в 1100 км. Что касается теплового воздей­ ствия вод оз. Байкала на процессы вскрытия р. Ангары, то оно распространяется до створа с. Усолья Сибирского, т. е. на про­

тяжении 131 км. На этом участке река вскрывается действитель­

но раньше, чем впадающие в нее притоки. Далее вниз по тече­ нию сроки вскрытия р. Ангары вначале сравниваются со сроками

впадающих притоков, а затем отстают от них на довольно боль­ шой промежуток времени, как это хорошо видно на карте сроков вскрытия (рис. 50). Шостакович это явление объясняет уже

охлаждающим действием вод оз. Байкала. Такое утверждение

в сопоставлении с предыдущим об отепляющем действии пред­

ставляется нелогичным.

Рр. Ангара и Нижняя Тунгуска имеют приблизительно

имеют истоки, заложенные в более или менее одинаковом уда­ лении от устьев к востоку. Следовательно, характер изменения сроков вскрытия по их длине должен бы быть одинаковым. Однако от в/п с. Усолья Сибирского до в/п с. Распутина, т. е. на протяжении 400 км на р. Ангаре они прогрессивно запаздывают вниз по течению, а далее до устья река вскрывается почти одно­ временно (рис. 60).

Объяснение этому обстоятельству находится не в охлаждаю­ щем действии вод оз. Байкала, как это предполагал Шостакович,

Таблица 47

Запаздывание вскрытия в низовьях по сравнению с верховьями на реках бассейна р. Енисея

159