ANALYSIS OF THE SPRING FLOOD AND SUMMER HIGH WATER IN 2017 ON THE LOWER VOLGA
Rubrics: ENGINEERING AND NATURAL SCIENCES
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
2.
Secondary School No. 1
Type:
Article
Pages:
from 61
to 66
Status:
Published
Received:
10.10.2017
Accepted:
13.10.2017
Published:
13.10.2017
Subject area:
UDK 551.465
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
Language:
Russian
Keywords:
the Lower Volga, spring flood, summer high water, discharge, water consumption
Abstract (English):
The article presents the analysis of parameters of the Lower Volga hydrological regime in terms of the regulated runoff, which was carried out using data of long-term observations. There have been considered characteristics of the spring flood and summer high water in 2017. It is stated that the current situation in the Lower Volga is the result of natural and anthropogenic processes, which demands the continuous monitoring operation of the Volga-Kama series of water reservoirs as an indivisible hydrogenic system.
The article presents the analysis of parameters of the Lower Volga hydrological regime in terms of the regulated runoff, which was carried out using data of long-term observations. There have been considered characteristics of the spring flood and summer high water in 2017. It is stated that the current situation in the Lower Volga is the result of natural and anthropogenic processes, which demands the continuous monitoring operation of the Volga-Kama series of water reservoirs as an indivisible hydrogenic system.
Keywords:
the Lower Volga, spring flood, summer high water, discharge, water consumption
the Lower Volga, spring flood, summer high water, discharge, water consumption
Введение С момента создания Волгоградского водохранилища и Волжской плотины прошло более 60 лет, но на протяжении всего периода ведутся жаркие споры о положительном и отрицательном воздействии на аквальные комплексы и природные ландшафты суши. Плотины, созданные руками человека, предназначались для решения вопросов, связанных с регулированием и перераспределением стоков рек, на которой они находятся, для улучшения экологического состояния биологических ресурсов, орошения степных и пустынных территорий и получения дешевой электроэнергии. В реальности, как правило, приоритет отдается выработке электроэнергии, а интересы природных ландшафтов оказываются на последнем месте. Серьезной проблемой в последние 15-20 лет, как на территории Волгоградской, так и Астраханской областей, стала массовая застройка низкой поймы коттеджами, дачами и даже многоквартирными домами. Выросли целые поселки у воды. В результате водохранилища не могут аккумулировать воду до проектных отметок. На территории низкой поймы повсеместно возводят дамбы и перемычки, часто несанкционированные. В результате такого обвалования изменилась минерализация аллювиальных вод поймы. Например, до обвалования минерализация достигала максимума 0,9 г/л (в июне-августе), а минимума - 0,2 г/л (в апреле). В современных условиях она увеличилась с 0,8 г/л (в апреле) до 3,2 г/л (в июне-августе), т. е. в 4 раза [1]. Рассмотрим ситуацию, сложившуюся в период весеннего половодья и последующего за ним летнего паводка в 2017 г. на Нижней Волге. Нижняя Волга в период весеннего половодья 2017 года Весеннее половодье в 2017 г. началось 28 апреля и продолжалось по 2 июня, пропуск воды в это время осуществлялся через турбины Волжской ГЭС и водосливную плотину, т. е. холостыми сбросами. Расходы воды достигли максимальных значений к 8 мая и до 16 мая держались на уровне 25 000 м3/с. При этом приток в Волгоградское водохранилище в данный период в среднем составлял 22 000-23 000 м3/с, т. е. ниже расходов (рис. 1, составлен по данным [2]). Рис. 1. Приток и расход воды в Волгоградском водохранилище в период весеннего половодья 2017 г. 30 мая 2017 г. Волжская гидроэлектростанция, в соответствии с указаниями Федерального агентства водных ресурсов, завершила свою работу в режиме «рыбохозяйственной полки» специального весеннего попуска. В течение 10 дней гидроэнергетики поддерживали объемы сброса воды в диапазоне от 13 000 до 19 000 м³/с. Этого было недостаточно для удержания в пойме необходимого уровня воды для нереста рыбы, поскольку необходимы расходы не менее 18 000 м³/с. Обратим внимание на приток воды в Волгоградское водохранилище. Вплоть до конца «рыбохозяйственной полки» он держался на отметке 17 000-19 000 м³/с. Если сравнивать с предыдущими годами (табл.), то по общей продолжительности данное половодье было самым коротким за последнее десятилетие - 36 дней. Основные показатели половодий с 2005 по 2017 гг.* Год Период прохождения половодья, дата Максимальные расходы воды, м3/с Период максимальных расходов воды, дата Количество дней всего периода половодья Период максимальных расходов воды, дни 2005 19.04-20.06 28 000 01.05-15.05 62 16 2006 28.04-14.06 18 100 06.05-12.05 48 7 2007 11.04-18.06 26 000 18.04-25.04 69 8 2008 12.04-04.06 27 000 22.04-31.04 54 9 2009 19.04-09.06 27 000 29.04-05.05 52 7 2010 15.04-15.06 27 000 04.05-10.05 62 7 2011 20.04-01.06 25 000 06.05-10.05 43 5 2012 23.04-14.06 25 000 03.05-08.05 53 6 2013 15.04-21.06 26 000 24.04-05.05 68 12 2014 24.04-02.06 26 000 05.05-09.05 39 5 2015 24.04-03.06 16 000 09.05-14.05 38 6 2016 22.04-10.06 27 000 22.04-16.05 50 25 2017 28.04-02.06 25 000 08.05-16.05 36 9 *Составлено по [2, 3-7]. Максимальные расходы воды в 2017 г. держались на отметке 25 000 м³/с и продолжались 9 дней. Это не самые низкие показатели за последнее десятилетие. Так, например, в 2011 и 2014 гг. продолжительность максимальных расходов воды составила всего 5 дней. Самые низкие показатели максимальных расходов воды были отмечены в 2015 г. - 16 000 м³/с (за весь период наблюдения!). В свою очередь, самый продолжительный пик весеннего половодья был отмечен в 2016 г. (25 дней), а по расходам воды - в 2005 г. (28 000 м³/с). Таким образом, половодье 2017 г. было маловодным и стремительным. Анализ летнего паводка в 2017 году на Нижней Волге Почти сразу после окончания половодья в пределах всего Волжско-Камского каскада выпало большое количество осадков, что способствовало быстрому наполнению водохранилищ на Верхней и Средней Волге и Каме. В результате ОАО «Русгидро» было принято решение о повышении притока воды в водохранилища Волжско-Камского каскада в июне 2017 г. (он ожидался в пределах 96-130 % от нормы). Новые режимы, по сведениям Росводресурсов, позволили ускорить поступление воды в Волгоградское водохранилище, повысить и стабилизировать уровень воды в нем до +15 м (НПГ), а также максимально залить луга, заполнить водоемы Волго-Ахтубинской поймы. Летний паводок на Нижней Волге - явление редкое. После весеннего половодья сбросы снижаются до 3 500-5 500 м3/с - период летней межени. Обратимся к графику приходов и расходов воды в Волгоградском водохранилище в период с 3 июня по 22 июля 2017 г. (рис. 2, составлено по данным [7]). Сбросы воды из Куйбышевского водохранилища были значительно выше многолетних значений и больше напоминали конец половодья, а не летнюю межень. На графике четко прослеживаются несколько пиков притока воды (соответствующие периодам выпадения большого количества осадков на Средней Волге): первый - с 7 по 17 июня при расходах воды от 14 000 до 17 000 м3/с; второй - с 20 июня по 1 июля при расходах воды от 13 000 до 15 000 м3/с; третий - с 9 июля по 25 июля при расходах воды от 13 000 до 18 000 м3/с. Холостые сбросы через Волжский гидроузел начались с 20 июня и продолжались до 1 августа. В среднем расход воды через Волжский гидроузел держался на уровне 12 000-15 000 м3/с, а временами достигал 17 000 м3/с. При таких показателях начинает затапливаться низкая и средняя пойма. В начале августа приток и расход воды в Волгоградском водохранилище снизился до 9 000-10 000 м3/с. Рис. 2. Приход и расход воды в Волгоградском водохранилище в период летнего паводка 2017 г. С одной стороны, в результате сложившейся ситуации формируется промывной режим ериков, озер и речек Волго-Ахтубинской поймы, с другой - нарушаются пути миграции рыб, создается нетипичная ситуация для летней межени - рыбы «в смятении»; сельскохозяйственные территории, находящиеся на низкой пойме, подтоплены или затоплены, что не способствует высоким урожаям; создаются условия для активизации и развития эрозионно-аккумулятивных процессов в пределах нижнего бьефа гидроузла (особенно это актуально для Астраханской области, поскольку она располагается орографически ниже Волгоградской области) и абразионно-аккумулятивных процессов в пределах верхнего бьефа (что связано с повышением НПГ Волгоградского водохранилища до 15,2 м и выше в период межени). На рис. 3 показан вид нижней террасы Центральной набережной г. Волгограда 24 июля 2017 г., когда расходы воды через Волжскую ГЭС составляли 15 000 м³/с. С 20 по 22 июля сбросы держались на отметке 17 000 м³/с. В это время нижняя терраса Центральной набережной города была полностью под водой. Рис. 3. Нижняя терраса Центральной набережной г. Волгограда (фото авт.) Территория поймы в пределах Волгоградской и Астраханской областей в течение июня и июля напоминала больше Венецию. До некоторых населенных пунктов можно было добраться только на лодках. На рис. 4 представлены уровни воды по некоторым водопостам, расположенным в пределах Астраханской области (составлено авторами по данным [8]). Рис. 4. Уровень воды в некоторых пунктах наблюдения на территории Астраханской области Максимальные значения в период летнего паводка в 2017 г. были отмечены в г. Ахтубинске - 582 см, в п. Черный Яр - 528 см, в п. В. Лебяжье - 549 см, в г. Астрахань - 449 см. Их можно сравнить с максимальными уровнями в 1926 г. (самый многоводный год за весь период наблюдения) - у п. Черный Яр он составлял 980 см, у п. В. Лебяжье - 613 см; в 1991 г. - у п. Черный Яр - 868 см, у п. В. Лебяжье - 540 см. По прогнозам ОАО «Русгидро», в ближайшее время ситуация мало изменится, сбросы воды через Волжский гидроузел сохранятся на отметке 11 000-13 000 м3/с. Данный прогнозируемый режим работы Волгоградского водохранилища обусловлен сохраняющейся высокой приточностью в Куйбышевское водохранилище в связи с прошедшими дождевыми паводками и достижением максимально допустимых отметок нормального подпорного уровня водохранилищ на Нижней Волге. Режим работы гидроузлов водохранилищ Волжско-Камского каскада подлежит оперативной корректировке в зависимости от складывающихся гидрометеорологических условий и водохозяйственной обстановки. Наблюдаемый уровень воды может сохраниться с небольшими изменениями до начала августа, установление меженного периода водных объектов предполагается в первой декаде августа. Данная ситуация связана не только с естественными (гидрометеорологическими) факторами, сложившимися на территории Волжско-Камского каскада летом 2017 г., но и с искусственными (перераспределение воды через Волгоградский гидроузел в течение года). Рассмотрим подробнее вторую составляющую этой ситуации, а именно перераспределение воды в Куйбышевском и Волгоградском водохранилищах. Зимой 2016-2017 гг., по прогнозам метеорологических служб Волгоградской и Астраханской областей, ожидалось высокое половодье, схожее с 1991 г. (когда на пике половодья максимальные расходы составили 30 000 м3/с), но на повторном заседании Межведомственной комиссии было решено, что столь высокой воды не будет, и к марту 2017 г. (на очередном заседании комиссии) было сообщено, что половодье ожидается ниже предыдущего 2016 г. Воду в Куйбышевском водохранилище постарались придержать (о чем свидетельствует анализ притока воды весной в Волгоградское водохранилище, см. рис. 1) и, как мы уже увидели выше, весеннее половодье 2017 г. оказалось заурядно маловодным и быстротечным. Воды снова не хватало: как для нереста рыбы, так и для сельского и водного хозяйства Волго-Ахтубинской поймы. Северные территории поймы снова не были затоплены. Половодье уже закончилось, были прекращены холостые сбросы через Волжскую плотину, но неожиданно в бассейне Камы, Средней и Верхней Волги выпало большое количество осадков, и начался, вместо летней межени, дождевой паводок (о котором мы подробно рассказали выше). Поскольку Куйбышевское водохранилище было наполнено, начались сбросы воды в Волгоградское водохранилище. Наполнив его до предельных значений НПГ (+15,2 м), с 20 июня 2017 г. началась форсировка уровня воды в Волгоградском водохранилище при частичном открытии водосбросного фронта гидроузла, продолжавшаяся до конца июля, т. е. более 40 дней. Выводы 1. Весеннее половодье 2017 г. было маловодным и стремительным. Максимальные расходы воды составили 25 000 м3/с и продолжались 9 дней. 2. В летний период 2017 г. на Нижней Волге были отмечены три пика сброса воды, державшихся на отметках от 9 000 до 18 000 м3/с, в то время как расходы воды в период летней межени не должны превышать 4 000-5 000 м3/с. 3. Ситуация, сложившаяся на Нижней Волге в 2017 г., - это результат природных и антропогенных процессов. Волжско-Камский каскад водохранилищ является единой геотехнической системой гидрогенного типа, требующей постоянного мониторинга за складывающейся природной ситуацией и слаженных действий в его работе.
1. Osnovnye pravila ispol'zovaniya vodnyh resursov Volgogradskogo vodohranilischa na r. Volge. Dlya sluzhebn. pol'z. RV-261-83M., 1983. 36 s.
2. URL: http://www.volges.rushydro.ru/press/news.
3. Doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy Volgogradskoy oblasti v 2005 godu. Volgograd: Al'yans, 2006. 288 s.
4. Doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy Volgogradskoy oblasti v 2007 godu. M.: «Globus», 2008. 384 s.
5. Doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy Volgogradskoy oblasti v 2008 godu. M.: «Globus», 2009. 300 s.
6. Doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy Volgogradskoy oblasti v 2012 godu. M.: «Globus», 2013. 300 s.
7. Doklad o sostoyanii okruzhayuschey sredy Volgogradskoy oblasti v 2014 godu. M.: «Globus», 2015. 300 s.
