ИЗМЕНЕНИЯ РУСЛОВОЙ СЕТИ НА ГРАНИЦЕ ЛЕСОСТЕПИ И СТЕПИ В ВЕРХНЕДОНСКОМ БАССЕЙНЕ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ 

CHANGES OF THE CHANNEL NETWORK ON THE BORDER BETWEEN FOREST STEPPE AND STEPPE IN THE RIVER DON BASIN AND THE CONSEQUENCES TO WATER USE 

В.А. Дмитриева, Н.Р. Поваляев

V.A. Dmitrieva, N.R. Povalyaev 

Воронежский государственный университет (Россия, 394068, г. Воронеж, ул. Хользунова, 40) 

Voronezh State University (Russia, 394068, Voronezh, Kholzunova Str., 40)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Уменьшение объемов половодья и продолжительности контакта талой воды с почвой, высокая фильтрация воды при неглубоком промерзании почвы ведут к сокращению ручейковой сети. Малые реки и средние реки в верховьях деградируют, не получая достаточного питания. Сокращается длина рек, меняется статус с постоянных рек на временные водотоки, часть из них исчезает. Изменения русловой сети в большей мере характерны для степной зоны и переходной от лесостепи и степи.

Reduction of floods and duration of a contact between melted snow and soil, high water filtration with shallow soil freezing leed to a reduction in the stream network. Small and middle rivers degrade in their headwater parts due to lack of recharge. The length of rivers is reduced, the state of rivers changes from perennial streams to ephemeral streams, some of them disappear. Changes in the channel network are more characteristic to the steppe zone and the transition zone between forest steppe and steppe. 

Речной бассейн представляет собой уникальную природную систему, внутри которой развиваются географические, гидрологические, гидрогеологические, биологические, гидроэкологические и иные процессы. Одновременно речной бассейн – открытая природная система, реагирующая на воздействие внешних факторов как естественного, так и антропогенного происхождения. Современным дестабилизирующим природным компонентом гидрологических и связанных с ними процессов выступает температура воздуха воздушной оболочки Земли. Глобальное, а вслед за ним и региональное повышение температуры приземного слоя атмосферы, усиление или ослабление циркуляционных процессов с одновременной корректировкой количества и вида атмосферных осадков, увлажнения поверхности суши проявляются в гидрологии рек.

На всей территории европейской части России самым мощным гидрологическим откликом на динамические процессы в атмосфере усматриваются изменения элементов режима рек. Внутригодовое перераспределение стока, снижение максимальных расходов воды и объемов стока половодья, изменение сроков и продолжительности половодья и ледостава, увеличение стока межени, переформирование русловых отложений, повышение температуры воды и зарастание русел – неполный перечень нарушений типичного гидрологического режима, сложившегося в предыдущем столетии. Отдельные аспекты гидрологических изменений режима наиболее крупных европейских рек рассмотрены в работах отечественных исследователей [1, 2 ,5 и др.]. При этом отмечается увеличение экстремальных ситуаций, связанных с высокой водой [12], и тяжелые экономические последствия от наводнений на реках Кубань, Адагум, Амур [2 и др.]. Трансформация гидрологического режима и в большей степени речного стока затрагивает состояние и функционирование русловой сети.

Русловая сеть – система постоянно и временно действующих водотоков [11] – одновременно водная система и часть геопространства, испытывающая различные по характеру воздействия. Степень последствий от влияния природных и антропогенных факторов на малые, средние и большие реки различна. Более всего в бассейне Верхнего Дона чувствительны к природно-антропогенным воздействиям малые водотоки, протяженностью до 50 км, и средние реки в верховьях.

Стрессовое состояние малых рек и ручьев связано, в первую очередь, с недостаточным получением питания. Они имеют преимущественно поверхностное снеговое питание и малую долю дождевого питания. Из-за неглубокого вреза речных русел подземное питание ничтожно мало, поэтому водность рек в меженный период быстро убывает, водотоки мелеют и даже пересыхают, превращаясь во временные (эпизодические) водотоки. После обильных дождей такие реки и ручьи оживают и существуют до следующего засушливого периода или сезона как внутри года, так и в многолетнем разрезе.

Средние по размеру реки в верховьях представляют собой малые водотоки, не имеющие устойчивого питания. Во время межени они мелеют, как и малые водотоки. Если учесть, что основу гидрографической сети Дона составляют малые и средние водотоки, то деградация их чревата последствиями для всей речной системы.

Одной из естественных причин исчезновения ручейковой сети в верховьях рек является снижение стока половодья и максимальных расходов воды, уменьшение времени контакта вешней воды с почвой. Несмотря на общее увеличение продолжительности половодья в Донском бассейне [5, 8], в верховьях малых рек ручейковая сеть во время весеннего половодья существует короткий период, пока образуется склоновый сток по мерзлой земле. При прогревании деятельного слоя почвы и начале фильтрации воды в почву ручейки исчезают. Этому способствует низкое промерзание почвы в текущие годы. Так, зимой 2016/2017 года максимальное промерзание почвы в Воронежской области было всего 33 см. Средняя глубина промерзания по области в 2 раза меньше максимальной. Неглубокое промерзание почвы наряду с другими факторами, в частности, многочисленными оттепелями, стали причиной низкого половодья 2017 года в бассейне Верхнего Дона.

 Состояние почвы в осенне-зимний период играет важную роль. При недостаточном осеннем увлажнении почвы и потенциальной способности поглощения больших объемов воды весной талая снеговая вода фильтруется в почву и насыщает ее водой. При этом перехватывается часть поверхностного стока, уменьшается поверхностное стекание воды по склонам и исчезает ручейковая сеть, дающая начало рекам.

Развитию негативных процессов в морфометрии рек бассейна Дона способствует затяжной маловодный период, сохраняющийся на всем протяжении главной реки [7]. Он приходится на конец прошлого и годы текущего столетия и характеризуется пониженной водностью в 1995-2016 годах (рис. 1).

Рисунок 1. Среднегодовые расходы воды р. Дон – г. Лиски за 1895-2016 гг. 

Критически низкая водность наблюдалась в 2014 и 2015 годах, не достигшая, однако, исторического экстремума за период наблюдений. Среднегодовой сток был ниже среднемноголетнего значения, равного 248 м3/с, на 40 и 44% соответственно. В зимний сезон последующего 2016 г. по запасам снега сложились благоприятные условия для достаточно высокого весеннего половодья, но многочисленные февральские оттепели способствовали увеличению зимнего стока, а не стока половодья. Обильные дождевые осадки на спаде половодья, хотя и увеличили сток в реки, но среднегодовой расход воды все же оказался ниже средней многолетней величины (см. рис. 1). Таким образом, уменьшение водности рек весной является одной из причин угнетения ручейковой сети, сокращения действующих водотоков, возрастания суходолов, а в целом, русловой сети.

Количество и морфометрия рек по истечении времени не остаются постоянными. С середины прошлого столетия в региональной гидрографии Верхнего Дона произошли значительные изменения. Они проявились в сокращении длины водотоков, утрате первоначального статуса (превращение постоянного водотока во временный). Наиболее заметны эти процессы на границе лесостепи и степи, в связи с изменением режима рек и перемещением границы степи к северу. Наибольшее количество деградированных водотоков наблюдается в переходной зоне [4].

Детальное изучение гидрографии Донского бассейна на территории Воронежской области [4], Липецкой области [6] и Белгородской области [9] убеждают в сказанном. Так, за период от последней инвентаризации рек страны [10] с лица земли Воронежской области исчез 31 водоток протяженностью от 10 до 27 км. На момент исследования [4] из 1197 водотоков суммарной длиной 9705 км 284 водотока относятся к пересыхающим, 285 водотоков к пересыхающим частично и только 318 водотока заполнены водой круглый год. Утраченная длина русловой сети составляет 510 км, что сопоставимо с протяженностью Дона по территории Воронежской области.

Аналогичная динамика наблюдается в Липецкой области. Современное уменьшение протяженности рек, длиной более 10 км, оценивается на 90 км (или на 1,5%) меньше, чем суммарная протяженность этих же рек, приведенных в [10]. Если сравнивать утраченные водотоки длиной меньше 10 км, не учтенные в [10], то сокращение длины рек будет еще больше.

Авторское обследование речной системы реки Сосна, правобережного притока Дона, на территории Липецкой области летом 2017 года показало, что русловая сеть деградирует. Река Сосна – правобережный приток Дона – берет свое начало в Орловской области и впадает в Дон в Липецкой области. Полная длина реки 296 км, а площадь бассейна 17 400 км2, т.е. по морфометрическим параметрам – средняя река.

Речную систему Сосны составляют 215 водотоков разной длины и порядков. В Липецкой области – нижнее течение Сосны с длиной реки 97,8 км и площадью водосбора 4997 км2. Речную систему Сосны на территории составляют 24 водотока вместе с главной рекой. Из них не утратили своей длины только 7 рек разной протяженности, исключительно благодаря родникам, круглогодично питающим реки. Остальные 17 водотоков, включая и главную реку Сосна, уменьшились на 1-3 км (реки Воргол, Большая Чернава, Дайменка, Пальна, Ливенка, Синьковец, Труды, Паниковец), 6-10 км (реки Тальчик, Ельчик, Воронец, Сучья), 11-13 км (реки Кшень, Паниковец на территории Орловской области). Для сравнения длин использованы сведения, представленные в [10]. По нашим данным, утраченная длина названных водотоков составила 114 км, что равняется 8,2% от суммарной протяженности речной сети Сосны.

Фактически, пересохших и полностью деградированных водотоков в бассейне Сосны гораздо больше. Например, река Корытино, длина которой была 31 км. Но при обследовании обнаружилось, что река почти полностью пересохла, действующей частью остается небольшой отрезок длиной 0,6 км. Исчезновению водотока способствовало обезлесивание водосборной площади, сплошная вырубка леса, что подтверждает важную стокообразующую и водоохранную роль леса.

Почти высохли или на грани полной деградации находятся водотоки Тальчик, Воронец, Ельчик, Пальна, Паниковец, Корытино, Пажень и другие протяженностью от 10 км до 53,4 км, еще даже в 2010 году сохранявшими течение воды на большей части своей длины [6]. Более печальна участь мелких речушек и ручьев, протяженностью до 10 км. Они в абсолютном большинстве потеряли статус постоянного водотока и превратились в сухие русла с напоминанием о бывшем потоке только вытянутым заросшим растительностью углублением на местности.

Деградация русловой сети может отрицательно сказаться на водохозяйственной деятельности. Если собственная хозяйственная роль малых водотоков невелика, то недопоставка воды в речные системы уменьшает водность рек-приемников, а через них и главной реки. Сокращение водности рек нарушает баланс водопользования, а также качественное состояние воды в водотоках.

В заключение следует отметить, что при неотвратимости деградации водотоков вследствие природных изменений, требуется минимизировать пагубное антропогенное воздействие. Адресное внимание к поверхностным водным объектам и забота всех участников природопользования и особенно водопользования даст положительный эффект на пути сохранения их, как элементов географической среды, и водных ресурсов, в них заключенных. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Васильев Д.Ю. Динамика климата и внутривековые колебания стока в бассейне реки Урал / Д.Ю. Васильев, Ж.Т. Сивохип, А.А. Чибилёв // ДАН. 2016. Т. 469. № 1. С. 102–107.
  2. Вопросы географии: Сб. №145. Гидрологические изменения / В.М.Котляков, Н.И. Коронкевич, Е.А. Барабанова. М.: ИД «Кодекс», 2018. 432 с.
  3. Джамалов Р.Г. Современные изменения водного режима в бассейне Дона / Р.Г.Джамалов, Н.Л.Фролова, М.Б. Киреева // Водные ресурсы. 2013. № 40 (6). С. 544-556.
  4. Дмитриева В.А. Гидрологическая изученность Воронежской области. Каталог водотоков / В.А. Дмитриева. Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2008. 225с.
  5. Дмитриева В.А. Генезис максимумов водности рек и изменчивость водного режима в современный климатический период / В.А.Дмитриева, С.В.Бучик // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, 2016. № 5. С. 50-62.
  6. Дмитриева В.А. Гидрография Липецкой области. Каталог водотоков: монография / В.А.Дмитриева, Е.С.Илатовская. Липецк: Б.И., 2010. 149 с
  7. Киреева М.Б. Вклад климатических и антропогенных факторов в формирование маловодного периода в бассейне р.Дон в 2007-2015гг. / М.Б. Киреева и [др.] // Геориск. 2017. № 4. С. 15-25.
  8. Киреева М.Б. Современные особенности весеннего половодья рек бассейна Дона / М.Б.Киреева, Н.Л.Фролова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2013. № 1. С. 60-76.
  9. Реки и водные объекты Белогорья. / Ф.Н.Лисецкий, А.В.Дегтярь, Ж.А. Буряк и др. Белгород: Константа, 2015. 362 с.
  10. Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность. Л.: Гидрометеоиздат, 1964. Т.7. Донской район. 267с.
  11. Чеботарев А.И. Общая гидрология (воды суши) / А.И.Чеботарев. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 544с.
  12. Экстремальные гидрологические ситуации / под ред. Н.И.Коронкевича, Е.А.Барабановой, И.С. Зайцевой. М.: ООО Медиа-ПРЕСС, 2010. 464 с.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!