CC BY
18
ПРИРОДНАЯ СРЕДА
УДК 556.512 (556.166) ББК 26.222.5
О.И. Иванова
АНАЛИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВОДНОГО БАЛАНСА РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ В ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ ДОЖДЕВЫХ ПАВОДКОВ РЕК СЕЛЕНГА И ОНОН
Паводки отличаются непериодическим и кратковременным поднятием уровня воды в реке, что может приводить к катастрофическим последствиям и крупному материаль-ному ущербу. Цель работы заключается в детальном исследовании составляющих водного баланса речного бассейна, влияющих, на величину паводочного стока. Объекты исследования являются реки Восточной Сибири - Селенга и Онон. Работа основана на материалах стандартных многолетних наблюдений гидрометеорологической сети Забайкальского УГМС, использовались базы данных центра климатологии атмосферных осадков GPCC. Методической основой являлся комплексный гидролого-географический анализ процессов паводочного стока, а именно метод водного баланса. В ходе исследования проведен географический анализ факторов паводков в условиях степной, лесостепной и таежной зоны Восточной Сибири. За тридцатилетний период гидрометеорологических наблюдений в бассейнах рек Селенга и Онон построены графики изменения расходов воды во времени (гидрографы) и рассчитаны генетически связанные значения паводочного стока и па-водкообразующих осадков. Совокупность ландшафтных характеристик и климатических особенностей определяют гидрологические показатели реки на разных ее участках, образуя общую картину гидрологических показателей речной сети в целом. По соотношению максимальных расходов воды различного происхождения, весеннего половодья и летних паводков в бассейне р. Селенга и р. Онон были выделены группы рек по преобладающему генезису максимального стока. Для рек бассейна Селенги и Онона исследованы колебания речного стока и атмосферных осадков, установлены их связи с характеристиками циркуляции атмосферы. Обе рассматриваемые реки являются трансграничными, что накладывает определенные трудности на возможности решения задач по определению и прогнозу гидрометеорологических процессов.
Ключевые слова:
водный баланс, гидрологический режим, паводкообразующие осадки, паводочный сток.
Иванова О.И. Анализ составляющих водного баланса речных бассейнов в период формирования дождевых паводков рек Селенга и Онон // Общество. Среда. Развитие. - 2021, № 1. - С. 127-139.
© Иванова Ольга Игоревна - кандидат географических наук, доцент, Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск; e-mail: ivanova5805@murdoch.in
В Сибири экстремально высокий сток весенних половодий вызывается сочетанием следующих условий: дождливая осень, суровая зима, большое снегонакопление, запоздалая холодная весна (или же ранняя весна, но очень дружная) с большим количеством осадков, резкое установление теплой погоды. В этом случае наводнения могут формироваться в результате интенсивного притока талых и дождевых вод. Степень влияния каждого из перечисленных факторов формирования половодья изменяется по территории и во времени.
В одних случаях наводнения связаны с накоплением в течение зимы исключительно больших запасов воды в снежном покрове (при относительно меньшем влиянии других факторов). В других случаях определяющее влияние оказывает выпадение обильных осадков в период снеготаяния, или необычайно высокое предзимнее увлажнение бассейна, которое в сочетании с глубоким промерзанием почвы делает ее водонепроницаемой. Наконец, если совмещаются факторы, благоприятные высокой водности и образованию заторов льда,
о
наблюдаются наводнения, попадающие в разряд катастрофических. Объектами исследования являются реки Восточной Сибири (Забайкалья) - Селенга и Онон.
В пределах рассматриваемой территории Забайкалья наиболее ярко выражены наводнения дождевого происхождения. Здесь сток дождевых паводков в теплый период года систематически превышает сток весеннего половодья. Водный режим рек Онона и Селенга характеризуется низким весенним половодьем, дождевыми паводками летом и осенью и продолжительной зимней меженью. По условиям водного режима рассматриваемые реки относятся к дальневосточному типу. В многолетних колебаниях водности рек Забайкалья прослеживается неправильная периодичность. Высокой водностью с паводковыми наводнениями отличались 1906-1921, 1930-1953, 1959-1975, 1983-1995 годы, два десятилетия 1996-2012 гг. отличались преобладанием маловодных лет.
По обеспеченности максимальных уровней воды мы выделяем: исторические наводнения обеспеченностью менее 0,1%, катастрофические от 0,1 до 1%, выдающиеся - от 1 до 10%, и высокие - от 10 до 25%. Методической основой данного исследования являлся комплексный гидролого-географический анализ процессов па-водочного стока, а именно метод водного баланса. Работа основана на материалах стандартных многолетних наблюдений гидрометеорологической сети Забайкальского УГМС. При исследовании атмосферных осадков, также использовались базы данных центра климатологии атмосферных осадков GPCC.
Данное исследование проводилось, в рамках Темы 1.7.49 плана НИОКР Росгидромета на 2011-2013 гг.: «Разработка на основе математической модели методов и программного обеспечения долгосрочных прогнозов максимальных уровней воды для Средней Оби, Енисея с притоками, р. Бирюсе и р. Лене (включая уровни воды заторного происхождения), и краткосрочных прогнозов ежедневных уровней воды рек Селенга и Онон». Научный руководитель - д.г.н. Бураков Д.А. Материалы обсуждались на Международной научно-практической конференции (г. Томск, 16-20 октября, 2012 г.), на 7-м Всероссийском гидрологическом съезде.
Материалы и методы
Бассейн реки Селенга находится в Се-ленгинской Даурии, почти в центре Азиатского материка, и занимает 447 тыс. км2.
Свое начало река берет на территории Монголии от слияния двух рек Идэр-Гол и Дэлгэр-Мурэн. Общая длина Селенги составляет 1024 км: на территории Монголии 615 км и 409 км в пределах России. Бассейн Селенги включает северные склоны хр. Хангай, южные отроги Восточных Саян, Селенгинское среднегорье, хребты Хамар-Дабан и Улан-Бургасы. На востоке бассейн ограничен Яблоновым хребтом, Хэнтэй-Чикойским нагорьем и западной частью хребта Хэнэй [5; 8].
Бассейн реки Онон занимает 96,2 тыс. км2 и включает Даурский и Борщовочный хребты, протянувшиеся через всю западную часть рассматриваемой территории до места слияния рек Шилка и Аргунь. Хребты Нерчинский и Газимурский выступают с восточной части бассейна, а Эрмана и Эрэн-Дабана - юго-восточной и образуют водораздел между бассейном Онона и бессточными водоразделами монгольских рек [2; 5]. Истоком Онона, согласно В.П. Поливанову, являются верховья безымянного притока Онон-Гол в точке координатами: 48°48'769" северной широты, 109°01'744" восточной долготы. Высота истока 1930 м. Безымянный исток начинается в северных отрогах Хэнтейского хребта, вблизи высоты 2407,0, обозначенной на карте как Хэн-тей Ула. В пределах Монголии течёт по Хэнтэй-Чикойскому нагорью, в низовьях (Россия) протекает между Могойтуйским и Борщовочным хребтами [7].
Для летнего периода характерна циклоническая деятельность. Годовое количество осадков изменяется от 600 мм в горно-таежной части бассейна до 200-300 мм в сухостепных районах. Главным источником питания рек Селенга и Онон являются жидкие осадки, основная часть выпадает в период летних муссонов. Под воздействием циклонической деятельности выпадает около 70% от годовой суммы. Экстремальные осадки, в исследуемом районе, формируются в периоды с преобладанием ЮВ и СЗ направлений переносов воздушных масс, распределение которых может иметь локальный характер. Помимо этого своё влияние на процессы осадкообразования оказывает горный рельеф, восходящие потоки воздуха способствуют конденсации водяных паров и образованию атмосферных осадков. Наибольшее годовое количество осадков, в бассейне р. Селенга наблюдается в северной его части (хр. Хамар-Да-бан, южное Прибайкалье) и в восточной (исток р. Чикой, Малханский и Яблоновый хребты), достигая соответственно 1200 мм и 800 мм. В бассейне Онон сумма осадков
составляет 400 мм, увеличиваясь в истоке (Монголия) и в устьевой (Россия) части бассейна до 500 мм. Осень наступает быстро, и заморозки начинаются при еще сравнительно высоких среднесуточных температурах. Практически свободным от заморозков бывает июль. В среднем продолжительность безморозного периода на юге 100-120 дней. Вторая половина осени длится до середины октября, в этот период осуществляется переход к зимним условиям, устанавливается антициклональ-ный характер погоды.
Зимой над территорией располагается мощный отрог Сибирского антициклона, в котором происходит формирование холодного континентального воздуха. В течение длительной зимы антициклональ-ный режим погоды, обуславливает низкие температуры воздуха. Общее распределение зимних температур - понижение с юго-запада на северо-восток. На большей части территории температуры января равны -25; -31°. Запасы снега малы, особенно в степной и лесостепной части территории, где снежный покров в конце зимы нередко отсутствует. Продолжительность весны около 45 дней. Для весны характерно быстрое повышение средних суточных температур. Однако, еще в мае, бывают периоды похолодания, связанные с вторжением арктического воздуха. Колебание температур в течение года составляет около 90°. Преобладающее направление ветра в зимний период - северо-западное, в летний период - северо-восточное. В переходные сезоны, весной и осенью, отмечаются ветры неустойчивого направления, что связано с уменьшением барических градиентов и переменой знака полей атмосферных давлений [4].
Как упоминалось выше, истоком Селенги является слияния двух рек Идэр-Гол и Дэлгэр-Мурэн. Более значительной является р. Идер-Гол, берет начало в горном хребте Тарбагатае (отрог Хантгая). В верхнем течении р. Эдер протекает по широкой долине, разбиваясь на ряд проток, расстояние между которыми может достигать нескольких километров. Ширина долины местами достигает 20-и км, сужаясь на отельных участках. Ширина главного русла на этом участке 40-60 м. Следующий участок, до г. Тымен-Худзу, характеризуется большими скоростями течения, хотя долина продолжает оставаться широкой и ровной. Последний участок р. Эдер сжимается с обеих сторон горами Тымен-Худзу. Ширина реки достигает 45 м. Русло извилистое. Выйдя из хребта Тымен-Худзу и до самого
устья, р. Эдер разбивается на массу проток в галечном русле и изобилует перекатами.
От с. Жилино река выходит на заболоченную равнину и берет свое начало дельта р. Селенги, площадь которой составляет 546 км2. Дельта реки начинает понижаться ниже с. Шигаево и участок становится затопляемым даже при небольших паводках. Между протоками и рукавами, на данном участке, появляется большое количество озер и обширные заболоченные территории, а между с. Закантус, с. Кабанск и берегом оз. Байкал расположен обширный болотный массив с мелкими озерами. Русло извилистое, разветвленное; в паводки деформируется. Ширина 60-450 м, глубина 1,1-4,8 м. Дно сложено галькой, песком и илом. Ниже с. Жилино русло разбивается на большое количество рукавов и проток. Из этого множества можно выделить южный и северный рукав. Гидрографическая сеть р. Селенги включает в себя 5549 озер (616 км2), многие являются бессточными и солеными. Озера можно разделить на три группы: Гусино-Убукунские озера, которые включают самое крупное озеро Гусиное, с площадью водного зеркала 163 км2 (долина реки Убукун); Боргейские озера (долина реки Джиды); группа Акшинских озер (северо-восток бассейна).
Долина реки Онон, начиная от истока, тянется в северо-восточном направлении. Склоны долины составляют 1400 м. Пойма не выражена. У границ с РФ (75 км) река делает дугу на юго-восток, сохраняя это направление до 220 км. На этом участке из притоков следует отметить Хайрханы Гол, Эгийн-Гол, Хурхэн-Гол (правые притоки). От 220 км и в плоть до притока р. Улача (с. Улача), тянется с юго-запада на северо-восток (тер-ю МНР). Пойма левобережная, у с. Верхний Ульхун колеблется от 3-4,5 км, ниже по течению сужается до 1 км, изрезана протоками. У с. Бытэв правый берег долины выравнивается, затем (ниже с. Акша) резко переходит в крутой склон хребта. Долина реки трапецеидальная, шириной 5-8 км, ширина русла 30-100 м. С приближением теплого периода года, на этом участке прослеживается тенденция к увеличению потерь стока. Ниже притока р. Улача направление русла реки резко меняется на восточное и у с. Усть-Борзя поворачивает на север, где и сливается с р. Ин-года, образуя р. Шилка. Долина нижнего течения р. Онон представлена аллювиальной равниной (600-800 м); в наиболее низкой ее части (500-630 м) расположена пойма и надпойменная терраса р. Онона общей шириной 3-5 км.
Густота речной сети в бассейнах Селенги и Онона составляет в среднем 0,55 км/км2. Онон - Борзинская степь характеризуется наименьшей густотой речной сети, там присутствуют бессточные и полубессточные области (сток только в период дождей). От с. Кубухай до с. Усть-Борзя, р. Онон течет, по бессточной равнине, не принимая даже временных водотоков. Реки Онон и Селенга, по условиям водного режима, относят к дальневосточному типу, с хорошо выраженным преобладанием дождевого стока. Повышенная водность в теплое время года, обусловленная сравнительно обильными дождями, приводит к значительным колебаниям в годовом ходе стока, что придает форме гидрографа гребенчатый вид, характерный этому типу [5; 8].
Результаты и обсуждение
Анализ формирования и интенсивности
максимального стока
Следуя территориальному распределению осадков, наибольшие значения нормы годового стока наблюдаются в истоках рек, в районе водораздельных пространств. В пределах российской ча-
сти бассейна р. Селенги самый высокий сток приурочен к району хр. Хамар-Дабан (южное Прибайкалье) и на востоке - исток р. Чикой, Малханский и Яблоновый хребты. В монгольской части бассейна повышенной водностью отличается район отрогов Восточных Саян (Прихубсугулье). В степях Монголии и России годовой сток снижается до 50-10 мм. На всем протяжении бассейна р. Онон сток составляет 20-80 мм, резко возрастая (до 250-300 мм) в истоке (склон Малханского хребта, Монголия) и в районе нижнего течения (Бор-щовочный хр., Россия).
Внутригодовое распределение стока в бассейнах рек Селенга и Онон отличается низким весенним половодьем, высоким летне-осенним, и исключительно низким зимним стоком. Последнее характерно для условий распространения многолетней мерзлоты. Неравномерное распределение стока в году в основном определяется своеобразием атмосферной циркуляции в различные периоды года. Максимальный сток дождевых паводков падает чаще всего на август месяц. Во внутригодовом распределении стока на рассматриваемой
Таблица 1
Средние многолетние значения годового и сезонного стока
о
Река - Пункт Площадь водосбора, км2 Средняя высота водосбора, м Числитель: средний слой, мм Знаменатель: % от годового стока
год весенне-летний период (1^1Х) осенне-зимний период (Х-Ш) осенний сезон (Х-Х1) зимний сезон (ХП-Ш)
Бассейн р. Селенга
Джида -ст. Джида 23 300 (1200) 86 100 75 87.0 11 13.0 9.0 10.4 2.2 2.6
Чикой - с. Поворот 44 700 1230 184 100 156 84.8 28 15.2 21 11.5 6.8 3.7
Хилок - з. Хай-ластуй 38 300 (990) 83 100 70 84.3 13 15.7 11 13.1 2.2 2.6
Уда - г. Улан-Удэ 34 700 (940) 63 100 51 80.5 12 19.5 8.4 13.3 3.2 6.2
Селенга - с. Но-во-Селенгинск 360 000 - 65 100 54 83.4 11 16.6 8.2 12.6 2.6 4.0
Селенга - рзд Мостовой 440 000 - 68 100 57 83.4 11 16.6 8.6 12.5 2.8 4.1
Бассейн р. Онон
Ага - с. Агинское 2 190 878 50,0 100 44.8 89.7 5,2 10.3 5.10 10.2 0.05 0.1
Иля - с. Иля 1 370 1 080 (116) 100 (103.3) 89.0 (12.7) 11.0 (12.4) 10.7 (0.3) 0.3
Борзя - г. Борзя 3 980 900 (22,0) 100 (20.8) 94.4 (1.2) 5.6 (1.18) 5.5 (0.02) 0.1
Онон - с. Бытэв 49 500 - 84,0 100 73.6 87.6 10.4 12.4 9.1 10.8 1.3 1.6
Онон - с. Чирон 95 900 - 60 100 51.8 86.4 8.2 13.6 7.2 11.9 1.0 1.7
территории наибольшим по водности является весенне-летний период (объем стока составляет 70-94% годового). Доля стока осенне-зимнего периода значительно ниже, в нем особенно выделяется зимний сезон с 0,1-6% от годового (табл. 1).
Для р. Селенга среднее многолетнее значение слоя годового стока составляет 68 мм (рзд. Мостовой, пл. водосбора 440 000 км2). По распределению месячного стока за многолетний период, максимальный объем (слой) стока приходятся на август и составляет 21-22% от годового (табл. 2). Сток осенне-зимнего периода составляет 14-18%, сток зимнего сезона 1-7%.
Реки Уда и Хилок расположены в северо-восточной части бассейна Селенги. Среднее многолетнее значение годового стока реки Хилок составляет 83 мм (з. Хайластуй, 38300 км2), р. Уда - 63 мм (г. Улан-Удэ, 34700 км2). Различие слоя годового стока обусловлено особенностями рельефа и экспозиции склонов. Эти реки характеризуются более существенным весенним стоком, по сравнению с реками центральных и южных частей бассейна, - сток половодья составляет 28-30% годового. Наибольший месячный сток наблюдается в июне (19,0-23,9 %). Сток осенне-зимнего периода составляет 15,7-19,5%,
Таблица 2
Распределение среднего месячного стока (% от годового)
Река - Пункт Месячный сток, % от стока
IV V VI VII VIII IX
Джида -ст. Джида 0,5 3,8 8,8 14,8 29,2 18,4
Чикой - с. Поворот 0,5 3,4 17,5 13,4 21,0 13,2
Хилок -з. Хайластуй 0,4 6,7 23,9 13,5 10,0 17,2
Уда - г. Улан-Удэ 1,1 5,5 19,0 13,1 10,1 12,9
Селенга -с. Ново-Се-ленгинск 0,7 4,5 16,3 11,1 21,7 16,8
Селенга - рзд Мостовой 0,7 4,2 15,5 11,0 20,9 17,7
Ага - с. Агинское 4,3 9,6 12,4 38,8 5,9 21,4
Иля - с. Иля 4,7 31,4 14,7 21,7 7,5 9,3
Борзя -г. Борзя 5,7 8,3 22,8 41,7 14,3 3,0
Онон -с. Бытэв 2,4 7,8 11,3 20,4 30,6 15,1
Онон - с. Чи-рон 3,4 8,5 11,2 18,7 29,8 14,8
зимнего - 2,6-6,2% годовой величины стока. В суровые зимы р. Хилок промерзает до с. Малета (25 000 км2) на 1-1,5 месяца, р. Уда до с. Усть-Эгиты. Реки бассейна отличаются малой зарегулированностью стока. В засушливые годы некоторые реки пересыхают и сток отсутствует 2-3 месяца. Реки с площадью водосбора до 15 000 км2 промерзают ежегодно на 1,5-4 месяца. В бассейне рек Селенги и Онон наибольшим годовым и сезонным слоем стока характеризуется река Чикой (с. Поворот, 44 700 км2), что обусловлено расположением истока реки в районе хребтов Малханский и Яблоновый, которые отличаются большим слоем годовых сумм осадков. Бассейн р. Чикой отличается наибольшей густотой речной сети, достигая в верховьях 1,0 км/км2.
Основная доля стока приходится на август месяц. Сток осенне-зимнего периода составляет 12-18%, зимнего сезона 0-6% от годовой величины. Зимний сток уменьшается от декабря к марту. В особенно суровые зимы р. Чикой промерзает (с. Усть-Ур-лук, 36 000 км2). Малые реки (с площадью водосбора до 50 км2) в засушливые годы пересыхают и сток отсутствует до 60 дней. Зимой промерзают на 2-4 месяца. Из всех рассматриваемых рек российской части бассейна р. Селенги, для режима р. Джида (ст. Джида, 23 300 км2) характерен самый незначительный объем весеннего половодья (12-13% от годового). Сток преобладает в летне-осенний период, до 30% от годового приходится на август. Сток осенне-зимнего периода составляет 11-15%, зимнего сезона 0-5%. Наименьший месячный сток отмечается в феврале. В суровые зимы сток рек бассейна Джиды с площадью водосбора до 9000 км2 прекращается на 2-2,5 месяца. Монгольская часть бассейна р. Селенги отличается меньшей водностью, особенно на низменных участках р. Селенги. Наибольшие различия в водности характерны для бассейна р. Орхон - вследствие совокупного влияния орографии, высоты местности, широты и почвенно-геологи-ческих условий. Наибольшей водностью левого притока Селенги отличается р. Эг, истоком которой является озеро Хубсугул. К сожалению, развитие гидрометрической сети монгольской части бассейна Селенги слабое.
Для р. Онон среднее многолетнее значение годового стока меняется от 84 мм (с. Бытэв) до 60 мм (с. Чирон). Наибольший слой стока приходится на весенне-летний период (83% от годового стока). Максимальный среднемесячный слой стока в августе, 29,8-30,6% от годового. В осен-
о О
о О
не-зимнии период доля стока составляет 12,4-13,6%, зимниИ сезон 1,6-1,7%. Река Борзя. На весенне-летний период приходится 94,4 % от годового стока (г. Борзя, 3980 км2). Наибольший месячный сток наблюдается в июле, около 41,7 % от годового. Сток осенне-зимнего периода составляет 5,6%, зимнего сезона 0.1% от годовой величины. В засушливые годы пересыхает. Для реки Аги (2190 км2) среднее многолетнее значение годового стока составляет 50 мм, наибольшая величина стока приходится на весенне-летний период. Основная доля стока приходится на июль месяц, около 38.8%. Сток осенне-зимнего периода 10,3%, зимнего сезона 0,1%. Самые большие значения среднего многолетнего годового стока в бассейне Онона у реки Иля, 116 мм (с. Иля, 1370 км2). Большой сток вызван расположением истока реки в сквозной долине между Даурским и Мо-гойтуйским хребтами, которые обеспечивают реку притоком талых вод весной и дождевым стоком в теплое время года. Основная доля стока приходится на май (31,4%) и июль (21,7%) месяц. Сток осенне-зимнего периода 11%, зимнего сезона 0,3%. Зимой река промерзает.
По соотношению максимальных расходов воды различного происхождения, весеннего половодья и летних паводков, в бассейне р. Селенги и р. Онон были выделены группы рек по преобладающему генезису максимального стока. В целом, как и ожидалось, наблюдается общее преобладание дождевого стока, но его доля меняется и составляет от 68% случаев от числа лет и достигает 84% и более (табл. 3). Большинство рек относятся к 1 группе и находятся в западной и юго-западной части рассматриваемой территории занимая большую ее часть (68%). В эту группу входят реки Селенга и Джида, а также часть реки Онон (от истока до села Верхний Ульхун). Реки 2 группы расположены восточнее рек первой группы и занимают 21% территории. К второй группе относятся реки Иля, Чикой, Курба и часть реки Онон от села Верхний Ульхун до ее устья.
К 3 группе относятся самые северные реки бассейна р. Селенга, а именно р. Уда и р. Хилок Самые выдающие-
ся паводки с максимальным суточным расходом воды за рассматриваемый период (1980-2010) приведены в таблице 4.
Таблица 3
Группы рек исследуемой территории, выделенные по соотношению максимальных расходов воды весеннего половодья и дождевых паводков
Характеристика группы N0. группы
Реки, у которых максимальные за год расходы воды дождевого происхождения наблюдаются в 84 или более % случаев от числа лет наблюдений 1
Реки, у которых максимальные за год расходы воды дождевого происхождения наблюдаются от 68 до 84% случаев от числа лет наблюдений 2
Реки, у которых максимальные за год расходы воды дождевого происхождения наблюдаются от 57 до 68% случаев от числа лет наблюдений 3
Результаты анализа исходных данных
Сток талых вод исследуемых рек по причине низких запасов снега не обеспечивает существенного вклада в величину годового стока. Главным источником питания рек являются дожди, которые в летние месяцы составляют 70% от годовых сумм осадков. Изменчивость осадков существенно влияет на речной сток. По оценкам В.И. Корниенко [3], лишь 10-15% осадков сформированы местным испаре-
Таблица4
Максимальные расходы воды на р. Селенга и р. Онон
Пункт F в-сб., км. кв. Дата Среднесуточный расход воды Q, м3/с Модуль макс. стока, л/с^км2 Слой стока за паводок, мм
р. Селенга -п. Новосе-ленгинск 360 000 10.08.1993 6080 16,89 12
26.08.1994 3890 10,80 3
15.08.1990 3730 10,36 0.4
р. Селенга -с. Кабанск 445 000 19.08.1998 5680 12,76 20
13.08.1993 5660 12,72 10
06.09.1990 5350 12,02 12
р. Онон -с. Верхний Ульхун 45 000 30.06.1985 2740 60,89 25
12.08.1998 2330 51,78 23
19.07.1990 2140 47,56 19
р. Онон -пгт. Оловянная 75 100 11.08.1985 1570 20,90 19
15.07.1990 1520 20,24 16
16.09.1988 1520 20,24 16
р. Онон -с. Чирон 95 900 20.08.1998 2770 28,97 8
15.08.1985 2560 26,78 14
23.07.1988 2030 21,23 11
нием. Адвекция осадков формируется под воздействием циркуляционных процессов. Фронтальная система с циркуляцией атмосферы умеренных широт и тропиков формирует, в зависимости от ее положения, различные по интенсивности осадки. Наблюдается прямая связь циклонической и антициклонической деятельности с количеством атмосферных осадков: усиление циклонической деятельности сопровождается ростом осадков, а ее ослабление связано с уменьшением осадков.
Помимо этого, своё влияние на процессы осадкообразования оказывает горный рельеф, в условиях которого образуются восходящие и нисходящие воздушные потоки. Восходящие потоки воздуха способствуют конденсации водяных паров и образованию атмосферных осадков. Экстремальные осадки в исследуемом районе формируются в периоды с преобладанием ЮВ и СЗ направлений переносов воздушных масс, распределение которых может иметь локальный характер. В рассматриваемый период (1980-2010 гг.) во временном ходе средних годовых расходов воды и температуры воздуха выделяются временные отрезки с высокими и низкими значениями (рис. 1).
В изменениях температуры за последние 100 лет можно выявить следующие периоды, согласно схеме, приведенной в исследовании М.Н Шимараева [9]: начиная с 1896 до 1950 года - прослеживался рост средней годовой температуры воздуха; с 1950 по 1970 температура начинает понижаться; с 1970 года начинается рост температуры и по настоящее время эта тенденция сохраняется. Изменчивость режима циркуляции атмосферы, выраженная изменениями положения фронтальной системы, разделяющей воздушные массы
умеренных широт и воздушные массы летнего Восточноазиатского муссона [3; 4], обуславливает колебания средних величин осадков. Отклонения средних величин осадков от нормы за расчетный период характеризует рис. 1 и изменения температуры за последние 100 лет, согласно схеме, приведенной в [9]. Нормы рассчитаны за 1951-1990 гг. (рис. 2), и за 1951-2010 гг. (рис. 3). Данные получены с использованием Global Precipitation Climatology Centre Visualizer (визуализатор глобального проекта в области климатологии) на сайте немецкой метеорологической службы [6]. По вертикальной оси показаны координаты широты, по горизонтальной -долготы (рис. 2, 3). Положение р. Селенга характеризуется следующими координатами: исток - 49°15'43" с.ш., 100°40'47" в.д.; устье - 52°16'33" с.ш., 106°16'20" в.д.; реки Онон - исток - 48°50'32" с.ш. 108°47'18" в.д.; устье - 51°42'16" с.ш. 115°50'32" в.д. (реки показаны на схемах за 1975 и 1996 гг.). Заметное увеличение средних значений осадков на участках территории, окрашенных оттенками синего, отмечалось в 1975, 1982-1986 и 1988-1990 (рр. Селенга и Онон), 1996 (р. Онон), 1998 (Селенга и Онон), что вызвано увеличением повторяемости перемещения восточного муссона и (или) вторжениями воздушных масс умеренных широт.
В 1999-2007 и 2009-2010 гг. прослеживается низкая водность, вызванная ослаблением указанных циркуляционных процессов (рис. 3). Как подчеркивает О.Ю. Марченко [4], несмотря на то, что бассейны рассматриваемых рек находится на северной окраине аридного пояса Азиатского континента (северная часть Монголии, юг Восточной Сибири), на большом удалении от источников влаги, количество суточных
Рис. 1. Изменения среднего расхода воды р. Селенги (0) и сумма осадков (х) в бассейне р. Селенги за март-октябрь 1980-2010 гг. (1 - расход воды р. Селенга 0; 2 - средний, за 1980-2010, расход воды 0; 3 - осадки за март-октябрь (г. Улан-Удэ))
о
Рис. 3. Средние значения отклонений величин осадков от нормы (мм, 1951-2000 гг.) на территории бассейна р. Онон и р. Селенга в маловодный период 1996-2010 гг.
ю о
а
о а.
О
осадков здесь может достигать достаточно высоких значений, до 90-100 мм. В Европейской части России лишь в немногих ме-
стах количество осадков достигает таких же значений согласно С.И. Жакова [1]. Например, 26 июня 1985 г. в бассейне Селенги зарегистрированы осадки до 93,7 мм (Кабанское), обусловленные северным и северо-западным вторжениями. 21 июля 1988 г. (бассейн р. Онон) осадки составили 80,6 мм (пункт). В этом случае преобладающими были юго-восточный и северный переносы. Для выпадения высоких и низких осадков необходимо сочетание ряда факторов. Так, формирование высоких осадков наблюдается при сильных восходящих движениях во влажной воздушной массе, или восходящих движениях и низких температурах воздуха.
Следуя О.Ю. Марченко [4], в табл. 5 представлены сведения об осадках, сформированных при различных траекториях переноса частиц. Несмотря на некоторую условность связи каждой траектории переноса воздушных масс с определенным источником влаги за счет трансформации воздушных масс, Марченко были выделены следующие связи: западное направление - источник влаги Атлантический океан, СЗ и С - Северный
Ледовитый океан, СВ и В - Тихий океан, ЮВ - Тихий и Индийский океан.
Влияние осадков в табл. 5 на сток Селенги и Онона покажем на графиках стока. Полосками на рисунках 4-10 отмечены осадки из табл. 5 (подписи указывают направление переноса воздушных масс и количество осадков). На гидрографах видно, как указанные осадки увеличивают сток реки. Если осадки не столь существенны, или они попадают на пик предыдущего паводка, нового роста расхода не наблюдается, но спад становится более растянутым и пологим.
Таблица5
Траектории переноса частиц на уровне 850 гПа
Год Дата начала вторжения переноса Направления переноса воздушных масс Осадки, мм
Бассейн р. Селенга (ср. по 4 пунктам) Продол-жит., дни Бассейн р. Онон (ср. по 8 пунктам) Продол-жит., дни
1998 13 июня СЗ 18,3 1 - -
16 июня СЗ 38,7 2 45,6 3
1 августа СЗ 25,4 5 59,2 5
1993 7 июля С - - 40,4 5
14 июля С/ЮВ 24,1 2 31,1 2
1 августа ЮВ 20,6 2 23,3 2
1990 25 июня СЗ 44,8 3 27,4 1
7 август С 36,6 2 40,2 2
17 августа СЗ/СВ 19,7 1 27,9 2
26 августа СЗ 44,3 1 21,8 1
1988 22 июня СЗ 23,1 1 13,4 1
16 июля СЗ 10,4 1 25,3 2
24 июля ЮВ/С 22,5 2 21,0 1
1985 20 июня С/СЗ 45,2 1 12,2 1
17 августа СЗ 37,7 1 20,5 1
о О
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
со СО со со со оо 00 оо 00 00 СП о
О О о о о о о о о о о о о о о о
00 ю сч о со СО о СО о -ф -ф
0 0 1 2 2 0 1 2 2 0 1 1 2 3 0
Рис. 4. Гидрограф р. Селенга - с. Кабанск (1985 г.).
ю 00 СИ СП
о о о о о о
о о о о о о
о о о о о о о
01.06.1993 08.06.1993 15.06.1993 22.06.1993
-о
р
м 29.06.1993
^ 06.07.1993
а
^ 13.07.1993
0
1 20.07.1993
£ а
27.07.1993 03.08.1993 10.08.1993 17.08.1993 24.08.1993 31.08.1993 07.09.1993 14.09.1993
"в
8
01.06.1990 08.06.1990 15.06.1990 22.06.1990 29.06.1990
И
^ 06.07.1990
а
^ 13.07.1990
0
1 20.07.1990
£ а
^ 27.07.1990
а3
03.08.1990
£
^ 10.08.1990
О
17.08.1990 24.08.1990 31.08.1990 07.09.1990 14.09.1990
Среда обитания
си ai
о о
о о
о о
01.06.1988
08.06.1988
15.06.1988 22.06.1988
■"о
s р
U 29.06.1988 g
06.07.1988
а
^ 13.07.1988
0
1 20.07.1988
s а
' 27.07.1988
>!
а
а s
03.08.1988
^ 10.08.1988
Со Со
17.08.1988 24.08.1988 31.08.1988 07.09.1988
14.09.1988
Общество. Среда. Развитие № 1 '2021
01.06.1988 08.06.1988 15.06.1988 22.06.1988
Чз
? 29.06.1988 о
51 06.0*7.1988
От О От О От О О О О О О О
о о о о о о о
13.07.1988
а
О 20.07.1988
£
0 £
1 27.07.1988
С1 £
03.08.1988
о £
& 10.08.1988
Со Со
17.08.1988 24.08.1988 31.08.1988 07.09.1988 14.09.1988
01.06.1985 08.06.1985 15.06.1985 22.06.1985
Чз
^ 29.06.1985
06.07.1985
о
а 13.07.1985 О 20.07.1985
о £
^ 27.07.1985 £
§ 03.08.1985
£
^ 10.08.1985
17.08.1985 24.08.1985 31.08.1985 07.09.1985 14.09.1985
01.06.1998°
08.06.1998 15.06.1998 22.06.1998
■"о
s р
Со 29.06.1998 g
"f 06.07.1998
а
^ 13.07.1998
£
§ 20.07.1998
s а
' 27.07.1998
>!
а
а s
03.08.1998
^ 10.08.1998
Со
17.08.1998 24.08.1998 31.08.1998 07.09.1998
14.09.1998
Выводы
Сток и водный режим рек Селенга и Онон неразрывно связаны с физико-географическими условиями территории их бассейнов. Совокупность ландшафтных характеристик и климатических особенностей определяют гидрологические показатели реки на разных ее участках, образуя общую картину гидрологических показателей речной сети в целом. Роль ландшафтных местностей в формировании стока неодинакова. Наибольший вклад в формирование стока исследуемой территории вносят высокогорные территории с лиственничными и сосновыми лесами, которые характерны для верхней части бассейнов рек Селенга и Онон. Степные ландшафты формируют наиболее низкий сток. По соотношению максимальных расходов воды различного происхождения, весеннего половодья и летних паводков, в бассейне р. Селенги и р. Онон были выделены группы рек по преобладающему генезису максимального стока.
Количество осадков, выпадающих на территорию рассматриваемых бассейнов подвержено значительным межгодовым колебаниям. Аномалии количества осадков могут охватывать значительную часть рассматриваемой территории. Они изменяются с определенной цикличностью во времени, вызывая периоды повышенной или пониженной водности. Условия формирования длительных периодов мно-говодий и маловодий в исследуемых бассейнах, как отмечено выше, обусловлены изменениями положения фронтальной системы, разделяющей воздушные массы умеренных широт и воздушные массы летнего Восточноазиатского муссона. Засушливый период за 1999-2012 гг. обусловлен снижением роли летнего Восточноазиат-
ского муссона севернее 30ос.ш. и усилением влияния западных переносов на формирование летних осадков в Монголии и южной части Восточной Сибири. Этот процесс является циклическим.
Обе рассматриваемые реки являются трансграничными, что накладывает определенные трудности на возможности решения задач по определению и прогнозу гидрометеорологических процессов, связанные с информационным обеспечением, в первую очередь - для российской стороны. Территориальное распределение локальных (конвективных) ливневых осадков существующая сеть осадкомеров в рассматриваемых бассейнах учесть не в состоянии из-за недостаточной ее густоты. Пункты наблюдений за осадками приурочены к речным долинам и не вполне учитывают количество осадков в горах, позволяя приближенно оценить только ход осадков фронтального происхождения, распространяющихся на большие площади порядка тысяч квадратных километров.
Благодарности
Данное исследование проводилось, в рамках Темы 1.7.49 плана НИОКР Росгидромета на 2011-2013 гг.: «Разработка на основе математической модели методов и программного обеспечения долгосрочных прогнозов максимальных уровней воды для Средней Оби, Енисея с притоками, р. Бирюсе и р. Лене (включая уровни воды заторного происхождения), и краткосрочных прогнозов ежедневных уровней воды рек Селенга и Онон. Научный руководитель - д.г.н. Бураков Д.А.». Автор выражает благодарность сотрудникам отдела гидрологических прогнозов Забайкальского Гидрометцентра.
Список литературы:
[1] Жаков С.И. Общие закономерности режима тепла и увлажнения на территории СССР. -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. - 232 с.
[2] Каракин В.П., Шейнгауз А.С. Земельные ресурсы бассейна реки Амур // Ресурсы Дальнего Востока. - 2004, № 4. - С. 23-37.
[3] Корниенко В.И. Особенности влагооборота Забайкалья и прилежащих с севера и северо-востока гористых территорий. // Труды ГГО. - 1968, вып. 227. - С. 129-142.
[4] Марченко О.Ю. Условия формирования и долговременные изменения экстремальной водности в бассейне реки Селенги. - Москва: Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, 2013. - 19 с.
[5] Муранов А.П. Ресурсы поверхностных вод СССР. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1966.
[6] Немецкая метеорологическая служба. - Интернет-ресурс. Режим доступа: https://www.dwd.de/DE/ Home/home_node.html
[7] Полеванов В.К. К истокам Амура в «Страну непобедимых» // Наука и жизнь. - 2008, № 10. - С. 110-117.
[8] Синюкович В.Н. Водный баланс бассейна реки Селенги // География и природные ресурсы. - 2008, № 1. - С. 72-75.
[9] Шимараев М.Н., Куимова Л.Н., Синюкович В.Н., Цехановский В.В. Климат и гидрологические процессы в бассейне оз. Байкал в 20 столетии // Метеорология и гидрология. - 2002, № 3. - С. 71-78.
О
