CC BY
213
УДК 628. 3 (470.6)
ББК 26. 222 (235.7)
М 48
Т.Н. Мельникова
Максимальный сток дождевых паводков рек Северо-Западного Кавказа
Аннотация:
В статье раскрыты условия формирования максимального стока, выявлена высотная и долготная зональность пространственного распределения максимального стока дождевых паводков на реках Северо-Западного Кавказа.
:
Северо-Западный Кавказ, максимальный сток рек, дождевые паводки, пространственная распределен, .
Проблема вероятностной оценки и прогнозирования максимального стока рек является одной из актуальных задач гидрологических исследований.
Территория Северо-Западного Кавказа (Краснодарский край и Республика Адыгея) отличается большим разнообразием природных условий, влияющих на величину и режим речного стока. Важной характеристикой этого режима являются дождевые паводки, приобретающие часто катастрофический характер. На реках Черноморского побережья Кавказа и нижней части левобережья бассейна . -вышают пики весенних половодий. В верхней части этого бассейна, вверх от р. Лабы, на реках с высотой водосбора более 1500 м, преобладают максимумы половодий. На многих реках территории Северо-Западного Кавказа наивысшие в году расходы и уровни воды формируются чаще всего в результате выпадения интенсивных дождей и ливней, приводящих к формированию паводков. Это характерно для всех притоков р. Кубани, расположенных к западу от р. Белой, а также для рек Черноморского побережья .
Высокие дождевые паводки формируются как кратковременными интенсивными ливнями, так и длительными обильными дождями. В пределах бассейна реки Кубани наибольшее количество осадков наблюдается обычно летом, преимущественно в июне, тогда как на юго-западных склонах Кавказа максимум осадков приходится на декабрь и январь [2].
Интенсивность дождевых паводков и соотношение их максимумов с пиками половодья определяется рядом при. -мя выпадения наиболее обильных осадков. Важное значение имеет и температура воздуха, определяющая фазовое ,
снегов и ледников и, следовательно, долю участия дождевых и талых вод в формировании половодий и паводков в разных высотных зонах.
- -
, , главной фазой водного режима рек является летнее поло,
.
значительно ниже высоты половодий. Но в отдельные годы и здесь бывают интенсивные дожди, которые в совокупности с талыми водами формируют очень высокие па-( , -ся). Так, катастрофический паводок в мае-июле 1966 года было вызван необычно высокой летней температурой воз,
вод из верхней зоны гор, но главным образом - продолжительными ливнями и фадом. Еще более широкие масшта-2002 , -верного Кавказа развился уникальный синоптический про. -сивные дожди (слой осадков за этот период достигал 150170 мм). В результате максимальные уровни воды на мно-, , -нению с предшествующим периодом в 70-80 лет. Максимальный приток воды в Краснодарское водохранилище 28 июня 2002 года составил 2480 м3/с, при этом максимальный расход воды в р. Кубань у г. Краснодара, по оценкам 1973 года [11] обеспеченностью в 1%, оценен лишь в 2040 3/ .
Из анализа рядов наблюдений за период 1927-1968 гг., с пропусками в них до 10 лет [11], следует, что синхронность в формировании особенно высоких дождевых паводков не намечается. Следовательно, большая часть интенсивных дождей и ливней на исследуемой территории ло. , наводнений на средней и нижней Кубани 1966 года не прослеживается в числе первых трех наиболее высоких максимумов стока ни по одной из рек, сведения по которым приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Г оды формирования наиболее высоких паводков на реках бассейна Кубани за период 1927-1968 гг. (Ресурсы..1973)
Река - пункт
Порядковый номер ранжированного ряда 5Е К 1 ^ -ьй 99 § ЕГ е ± ё? а 1 - ,32 и со ю 1 X к й |§ - й нз г; - . - Псекупс - г. Горячий Ключ - - - ская Иль - . ЯЗИ1ЧС|>1 и -
1 (1931) 1939 1941 1962 1968 1944 1939
2 1952 1958 1939 1961 1940 1946 1955
3 1956 1946 1946 1957 1967 1955 1938
Далее к западу от р. Белой половодье на реках проходит уже в весенне-летний период, а обильные паводки (обычно осенние) начинают превышать его. Эта часть левобережья бассейна реки Кубани относится к Нижнекубанскому району Причерноморской паводочной области
[7]. А реки Черноморского побережья Кавказа характеризуются также паводочным режимом с наивысшими павод-( ) .
,
слоя жидких осадков, формирующих паводки, а также коэффициент стока этих осадков в бассейне реки Кубани являются удаленность речного бассейна от акватории Азовского и Черного морей и высотное положение этого бас. , -личиваются как модули максимального дождевого стока, так и коэффициенты стока жидких осадков. Если в вер.
100 л^с-км2), то на реках нижней части левобережья они повышаются до 500-600 л/(с-км2). Что же касается водотоков Черноморского побережья, то средние значения модулей максимального стока достигают здесь 1500-2000 л/(с-км2). Следовательно, интенсивность паводков в преде-
10-15 .
Примерно с такой же закономерностью изменяются по территории и коэффициенты паводочного стока Рас-
0,50
Кубани до 0,90 на юго-тападных склонах Кавказа [10,11].
, ( максимального стока и коэффициенты паводочного стока) изменяются во времени. Особенно это касается модулей , , чем среднегодового. Коэффициенты вариации Су составляют по разным рекам величины от 0,60 до 1,00. При большой асимметрии рядов многолетних наблюдений расчетные максимумы обеспеченностью 1% могут превышать средние в 3-5 раз. Что касается коэффициентов стока, то они довольно сильно меняются в зависимости от характера поверхности речного бассейна, а их изменчивость во времени определяется главным образом различным предшествующим паводку увлажнением почвогрунтов.
Такое разнообразие условий формирования дождевых паводков и различная их интенсивность требуют дифференцированного подхода к расчету их статистических па, -.
Обобщение материалов гидрологических наблюдений за дождевыми паводками и расчет статистических пара-
65 -
стам за период от 13 до 40 лет при составлении справочников по водным ресурсам [10, 11]. При этом по 52 постам выполнено приведение средних значений стока к многолетнему периоду, а по остальным - за 12-18 лет, даны лишь средние арифметические значения дождевых максимумов. На основе полученных при составлении этих справочников значений нормы максимального стока, а также коэффициентов вариации и асимметрии, была разработана методика оценки этих параметров по неизученным рекам.
Авторы справочников по водным ресурсам считают [10, 11], что в ряде случаев расчетные значения стока сильно отличались от фактических. Это можно объяснить главным образом тем, что указанная методика очень слабо учитывает местные природные условия формирования дожде,
применяемой в этих целях редукционной теории [12]. Представление о редукции, или убывании, модулей максимального стока ^ л/(с-км2), по мере увеличения водосборной площади рек, распространяются не только на малые, но и на средние реки с площадью их бассейна в десятки 2. ,
поставленных в зависимость от площади, или другое их
, . распространение явления редукции модулей максимального стока на обширные площади объясняется использованием для этого математически некорректной связи модулей максимального стока исследуемых рек какого-либо района с размерами их водосборных площадей. Если учесть, что модуль стока q представляет собой частное от деления расхода воды р, м3/с, на величину площади водосбора Б, км2, то в некорректности корреляции q = р/Б = 1(Б) нетрудно .
В последнее время выполнен ряд исследований [3, 5, 6, 9 .], ,
редукция модулей максимального стока ограничивается пределами лишь малых элементарных водосборов. Поэтому анализ их пространственной изменчивости по большинству рек вполне правомерен. В связи с этим, используя ту же исходную информацию [10, 11], правомерно исследовать влияние на величину средних модулей максимального стока вертикальной поясности климата и степени уда-
ленности речных бассейнов от акваторий Азовского и Чер-.
В результате исследований бассейна реки Кубани, при котором учтены данные и по его верхней части в пределах
, ,
[8], возрастание модулей максимального стока рек q по мере увеличения средней высоты их водосборов Нф.
,
распределении этого элемента стока неоднозначна и проявляется на фоне воздействия другого, более важного фак-
- -
ков по мере движения от низовий левобережья к верховьям
,
. -
дулей максимального дождевого стока в пределах указанной территории можно, очевидно, назвать долготной зональностью, или секторностью [4], а степень удаленности речных бассейнов от акватории морей выразить градусами ( . 2).
2.
Пространственная изменчивость максимального дождевого стока в бассейне реки Кубани
Территория Характеристики частных водосборов Средний мо- мального стока, ^ л/(с-км2) Градиент , л/с-км2 100 м
количество - ческая долгота центров, ° площадь, км2 средняя высота, м
Нижнее левобережье бассейна Кубани от р. Г ечепсин до р. Псекупс 15 37,8-39,1 35-765 80-300 100-660 250
р. Пшиш 2 39,4-39,5 710-1480 370-510 260-590 220
р. Пшеха 3 39,7-39,8 620-2040 670-1000 210-550 85
Бассейн р. Белой 5 40,0-40,2 60-765 300-1300 130-350 20
р. Белая 5 40,1-40,2 550-1850 1300-1600 170-350 25
Бассейны рек Б. зеленчук, Уруп и Лаба 13 40,7-41,5 130-3370 900-2500 15-120 7
Верховье бассейна р. Кубани 13 41,5-42,2 45-4160 1900-2800 25-70 (2)
Совершенно иной характер распределения по высоте модулей максимального дождевого стока наблюдается на юго-западном склоне Кавказа К югу от р. Туапсе и до реки Псоу модули максимального дождевого стока с высотой местности не возрастают, а уменьшаются. Парадоксальное, на первый взгляд, явление объясняется тем, что атмосферные осадки здесь наиболее обильны зимой. В нижней зоне гор они выпадают в виде дождя, а в верхней - снега Сле-, , его часть охватывается интенсивным дождем, формирующим паводок, а снег, если даже он потом быстро стаивает, поставляет талую воду в русло реки уже позже и с мень-. -
тически различных высотных зон формирования зимних паводков в горах определил впервые П.С. Кузин [7] и связал ее со среднемесячной температурой января, равной +2°С. Изотерма января, соответствующая этой величине в , -
дине общего диапазона высот [1].
В заключение следует подчеркнуть, что выявленная зональность в пространственном распределении модулей максимального дождевого стока противоречит существующему представлению о их редукции по площади в ши. -
мального дождевого стока водосборами лишь самых малых водотоков позволяет применять в расчетах параметров дождевых максимумов стока неизученных рек методические приемы, имеющиеся для оценки годового стока Выполненные исследования показали, что при детальном анализе природных особенностей территории Северо-
Западного Кавказа может быть выработан альтернативный
подход к оценке максимального паводочного стока неизу-
,
положениях:
-
в пределах исследуемой территории имеет ограниченный характер (гаощадью до 200 км2);
-
, , считать зональным и модули этого стока можно картогра-, ;
- -мального стока неизученных рек классическую схему с определением трех статистических параметров: д , Су и С3.
Примечания:
1. Атлас: Краснодарский край и Республика Адыгея. - Минск: Белгеодезия, 1996. - 48 с.
2. Батова В.М. Климат. Природные условия и естественные ресурсы Северного Кавказа / В.М. Батова - Ростов-н/Д.: Изд-во РГУ. - С. 79-117.
3. Деффо Дезире. Формирование и расчет максимальных расходов воды рек Республики Камерун: Автореф. дис. на соиск. учен. ст. к.г.н. / Дезире Деффо. - СПб.: 2000. - 19 с.
4. Исаченко АГ. Ландшафтоведение и физико-тоф^ическое районирование / АГ. Исаченко. - Л.: Высшая школа, 1991. -366 .
5. Комлев АМ. К оценке максимального стока неизученных рек / АМ. Комлев // Тр. ГГИ, 1992. - Вып. 357. - С. 109-115.
6. Комлев АМ. Закономерности формирования и методы расчета речного стока / АМ. Комлев. - Пермь: Изд-во ПТУ, 2002. - 162 с.
7. Кузин П.С. Закономерности распределения дождевых паводков на территории СССР / П.С. Кузин // Тр. IV Всесоюзн. гидрол. съезда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - Т. 2. - С. 388396.
8. Мельникова Т.Н. Водоносность рек Северо-Западного Кавказа / Т.Н. Мельникова, АМ. Комлев. - Майкоп: Изд-во «Ячество», 2003. - 132 с.
9. Нежиховский Р.Е. Об уточнении метода расчета максимального расхода весеннего половодья при отсутствии наблюде-
ний / Р.Е. Нежиховский, МА. Жукова, Г.И. Поликарпов // Тр. ГГИ, 1992. - Вып. 357. - С. 80-108.
10. Ресурсы поверхностных вод СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - Т. 9. Закавказье и Дагестан. - Вып. 1. Западное Закавказье. - 313 с.
11. Ресурсы поверхностных вод СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - Т. 8. Северный Кавказ. -447 с.
12. Соколовский ДЛ. Речной сток / Д.Л. Соколовский. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 527 с.
