CC BY
48Морозова Валерия Андреевна
ассистент, кафедра геоморфологии и геоэкологии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского riukarin@gmail. com
УДК 622.847(470.44)
АНАЛИЗ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ОЦЕНКА ЗОНЫ ЗАТОПЛЕНИЯ НА УЧАСТКЕ РЕКИ БОЛЬШОЙ ИРГИЗ В РАЙОНЕ г. ПУГАЧЁВ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье проведен анализ основных параметров гидрологического поста близ населенного пункта Пугачев. Построена зона затопления 1 % обеспеченности на исследуемом участке Саратовской области. Построены и проанализированы ключевые гидрологические характеристики участка реки Большой Иргиз - графики колебаний уровня воды, зависимость уровня воды от расхода, максимальные уровни воды в реке за исследуемый промежуток времени.
Ключевые слова: Саратовская область, Пугачёв, Большой Иргиз, затопление, наводнение, половодье, паводок.
Саратовская область ежегодно подвергается воздействию различных природных и природно-антропогенных процессов. Повышение уровня воды в реках является одним из основных источников опасностей, так как в результате затапливаются территории и разрушаются объекты инфраструктуры. Главным фактором повышения уровня воды в реках Саратовской области являются половодья и паводки [1]. Проанализировав данные о реках области, можно утверждать, что последние представляют угрозу для жизнедеятельности людей на следующих объектах: Хопер (притоки Аркадак, Карай), Медведица (притоки Аткара, Идолга, Баланда, Карамыш, Терса), Большой и Малый Иргиз.
В качестве примера рассмотрим более подробно один из объектов исследования - участок р. Большой Иргиз, на котором расположен гидрологический пост Пугачёв, выявим основные причины поднятия уровня воды в реке в пределах данного населенного пункта, а также проведем оценку паводковой ситуации.
Рассматривая природно-антропогенные процессы на ключевом участке, выделим главные показатели, связанные с деятельностью водных объектов: линейная эрозия, плоскостной смыв, боковая эрозия, затопление территории.
Линейная эрозия выражается в углублении русел рек и оврагов, образовании промоин. Величина эрозионного расчленения достигает 3,5 км/км2. Глубина оврагов - до 10 м [2].
Плоскостной смыв. Выделяется в основном на участках территории с уклоном 0,5 - 1,0 %, на поверхности надпойменных террас Большого Иргиза и его притоков. Наиболее интенсивно линейная эрозия и плоскостной смыв проявляются в период весеннего снеготаяния.
Боковая эрозия развивается вдоль русла и берегов Большого Иргиза, в оврагах. Как следствие, это приводит к расширению долин, образованию оползней.
Затопления и наводнения. Весенние наводнения продолжаются от 5 до 20 дней. Уровень воды в реках поднимается минимум на 2-6 м.Необходимо также отметить, что городские земли г. Пугачёва подвержены подтоплению грунтовыми водами. Застройка территории, асфальтирование улиц и площадей привели к уменьшению испарения с уровня грунтовых вод и значительному нарушению их баланса.
На сегодняшний день Большой Иргиз - одна из самых опасных рек области по площади сезонных затоплений территории. Река является типично равнинной, уклон русла составляет 0,1 %, скорость течения 0,1 м/с [2].
Подъем уровня воды в реке весной начинается в среднем 3 - 4 апреля и проходит со средней интенсивностью 0,8 м/сутки. Пик половодья проходит в середине апреля. Продолжительность половодья 22 - 30 дней. Естественный режим р. Большой Иргиз у г. Пугачёва нарушен расположенными выше и ниже плотинами, вследствие этого спад половодья на реке идет медленно [2].
Питание реки Большой Иргиз, в основном, снеговое. Наибольшая часть стока приходится на период весеннего половодья. У Большого Иргиза весенний сток составляет 78 - 92 % годового.
Основными факторами, определяющими режим реки Большой Иргиз (в масштабах весеннего половодья), являются: климатические - годовое количество осадков, температурный режим, испарение и инфильтрация; геологическое строение русла - сложено песчаными, глинистыми, суглинистыми грунтами, гравием и галькой; подвержено быстрому размыву, отличается большой извилистостью.
Почвенный покров в пределах населенного пункта представлен южными черноземными, маломощными черноземными и каштановыми почвам [3]. Для исследуемой территории характерна расчлененная овражно-балочная сеть, представленная смытыми и намытыми почвами балок и оврагов, что приводит к быстрому стеканию воды; слабая залесенность бассейна, обусловливающая низкую степень инфильтрации.
За весь период наблюдений по имеющимся данным (1955 - 2017 гг.) максимальная отметка (МО) выхода уровня воды составляла - 15,10 м в 1957 г. Неблагоприятная отметка (НО) - 12 м (перелив а/д Пугачёв — Перелюб, 3-й км), опасная отметка (ОО) для г. Пугачёв - 13,85 м (когда происходит подтопление домов), нулем отсчета является отметка в 7,5 м [4; 5].
В результате анализа статистических данных о затоплении территории в пределах ключевого участка можно утверждать, что чаще всего затапливаются низководные мосты, дороги и малоэтажные жилые дома, а случаев затопления больше всего в с. Камелика, Сестры, Давыдовка, Канаевка, на станции
Клевенка и непосредственно в самом Пугачёве. После анализа исследуемой территории были построены графики колебаний уровня воды в реке и график зависимости максимальных расходов и уровней воды, по которым можно экстраполировать математическую зависимость и построить трендовую кривую, данные по графикам представлены на рис. 1 и 2; максимальные уровни подъема воды за последние годы прослеживались следующим образом [4; 6; 7]:
2005.04.16 - 13,12 м (+1,12 м от НО);
2011.04.17 - 13,58 м (+1,58 м от Но);
2012.04.13 - 13,50 м (+1,50 м от Но);
2013.04.07 - 10,01 м (-1,99 м от НО);
2017.04.14 - 13,00 м (+1 м от НО).
1600 1400
0123456789 10111213141516171819 20 2122 23 24 2526 27 2829 30
Апрель, дни
Рис. 1. График колебаний уровня воды на участке гидрологического поста Пугачёв р.
Большой Иргиз в 2005 - 2017 гг. (составлено автором по [4; 6; 7])
В 2013 - 2016 гг. можно было наблюдать спад активности затопления территории, уровень воды в период половодья не превышал критического. В течение 2014 - 2017 гг. часто затапливались низководные мосты и участки дорог, в результате жители часто оставались отрезанными от других
Расход,м,куб,
Рис. 2. График зависимости максимального уровняй от расходов воды на участке р. Большой Иргиз (гидропост Пугачёв) (составлено автором по [4; 6; 7])
Прогноз повышения уровня воды в реке и построение потенциальных зон затопления территории всегда являлись важными задачами в сфере территориального планирования и устойчивого развития территории, однако, учитывая комплексность факторов, влияющих на развитие процесса затопления, прогнозирование было и остается очень сложной задачей.
Несомненно, необходимо разрабатывать варианты развития событий при затоплении территории различной обеспеченности, так как в случае чрезвычайной ситуации в первую очередь понесет ущерб инфраструктура города, а также земли сельскохозяйственного назначения (58,6 % от всего муниципального образования).
На основе имеющихся данных мы построили зону затопления 1% обеспеченности (уровень воды в водном объекте, при прохождении расхода 1 % обеспеченности, т. е. возможное затопление 1 раз за 100 лет) по данным гидрологического поста в пределах территории населенного пункта Пугачёв (рис. 3).
Глубина затопления,м
■ Высокий : 16.577
Низкий : 0.000
Рис. 3. Зона затопления 1% обеспеченности гидропоста близ населенного пункта Пугачёв, р.
Большой Иргиз (составлено автором по [5 - 9])
Очевидно, в зону затопления попадает большая часть главного населенного пункта Пугачёв, а также окружающие его села.
В заключение следует отметить, что необходимо и дальше проводить мониторинг данного гидрологического объекта, совершенствовать технику оповещения населения, а также разрабатывать сценарии развития паводковой обстановки для предупреждения ущерба жизнедеятельности людей.
Основной проблемой на данный момент служит неразвитая сеть мониторинга: в пределах области имеются 18 гидрологических постов, из которых многие закрыты. Ежегодные данные о состоянии водных объектов находятся в различных организациях и предоставляются исключительно на коммерческой основе в ограниченный период времени. Поэтому необходимо объединять имеющиеся источники информации (статистические и картографические) для дальнейших исследований в области изучения рисков затопления территории.
Список использованных источников
1. Морозова В. А. Применение ГИС-технологий совместно с данными дистанционного зондирования (ДДЗ) для мониторинга и картографирования зон затопления на примере рек Саратовской области // Теория и практика гармонизации взаимодействия природных, социальных и производственных систем региона : материалы междунар. науч.-практ. конф. : в 2 т. / редкол.: С. М. Вдовин (отв. ред.) [и др.]. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2017. С. 359 - 364.
2. Карякин Р. В., Коновалов М. С., Шитова Н. Н., Замский С. Я., Волгина Т. Ю. Документация по внесению изменений в генеральный план муниципального образования город Пугачёв Саратовской области // Материалы по обоснованию, пояснительная записка / Министерство ЖКХ Саратовской области ; ГУПП «Институт Саратовгражданпроект» Саратовской области. Т. 1. Саратов, 2016. 208 с.
3. Город Пугачёв: географическая, климатическая, демографическая и экономическая характеристика Пугачевского муниципального района [Электронный ресурс]. URL: http://pugachev-sar.ru/harakteristika-rajona.htm (дата обращения: 02.03.2018).
4. Центральный портал города Пугачёва и Пугачёвского района: Внимание, паводок [Электронный ресурс]. URL: http://www.pugachjov.ru/vnimanie-pavodok.html (дата обращения 02.03.2018).
5. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 12. Нижнее Поволжье. Западный Казахстан. Вып. 1. Бассейн реки Волги ниже г. Чебоксары. М.; Л., 1971. 409 с.
6. ФГБУ «Всероссийский НИИ гидрометеорологической информации -Мировой центр данных», г. Обнинск [Электронный ресурс] : доступ к данным. URL: http://meteo.ru (дата обращения: 02.03.2018).
7. Георгиевский В. Ю. Основные гидрологические характеристики рек бассейна Нижней Волги : науч.-прикладной справ. Ливны : Издатель Мухаметов Г. В. ГГИ, 2015. 228 с.
8. Схема территориального планирования Пугачёвского района : в 4 т. Т. 1. Общая характеристика района. Саратов, 2009. 214 с.
9. Болтухин М. Ф. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды на территории деятельности Саратовского ЦГМС - филиала ФГБУ «Приволжское УГМС» за 2013 год / Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации ; Росгидромет. Саратовский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - филиал федерального
государственного бюджетного учреждения «Приволжское УГМС». Саратов, 2014. 83 с.
Morozova Valeriya
Assistent, Department of Geomorphology and Geoecology, N. G. Chernyshevsky Saratov State University
THE HYDROLOGICAL DATA ANALYSIS AND THE FLOOD ZONE ESTIMATION ON THE BOLSHOI IRGIZ RIVER IN THE AREA OF PUGACHEV, SARATOV REGION
The article analyzes the main parameters of the hydrological post near the Pugachev. 1 per cent probability of over-topping on the key area of Saratov region is constructed. The main hydrological characteristics of Bolshoi Irgiz section were plotted and analyzed - varying water levels, dependence of the water level on the flow and maximum water levels in the river over the time period.
Key words: Saratov region, Pugachev, Bolshoi Irgiz, flooding, flood, seasonal flood, high water
