CC BY
72
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
УДК 556.555.6 DOI 10.23683/0321-3005-2019-3-45-54
ТРАНСФОРМАЦИЯ КРАСНОДАРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА (1941-2018 гг.)
© 2019 г. А.А. Лагута1, А.В. Погорелое2
1Территориальный центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, Краснодар, Россия, 2Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
THE TRANSFORMATION OF THE KRASNODAR RESERVOIR (1941-2018)
A.A. Laguta1, A.V. Pogorelov2
1Territorial Center for Monitoring and Forecasting Emergency Situations of Natural and Technogenic Character, Krasnodar, Russia, 2Kuban State University, Krasnodar, Russia
Лагута Андрей Александрович - главный специалист, отдел наблюдательной сети, Территориальный центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, ул. Рашпи-левская, 179/1, г. Краснодар, 350020, Россия, e -mail: alaguta@icloud. com
Погорелов Анатолий Валерьевич - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой геоинформатики, Кубанский государственный университет, ул. Ставропольская, 149, г. Краснодар, 350040, Россия, e-mail: po-gorelov_av@bk. ru
Andrey A. Laguta - Main Specialist, Department of Observation Network, Territorial Center for Monitoring and Forecasting Emergency Situations of Natural and Technogenic Character, Rashpilevskaya St., 179/1, Krasnodar, 350020, Russia, e-mail: [email protected],
Anatoly V. Pogorelov - Doctor of Geography, Professor, Head of the Department of Geoinformatics, Kuban State University, Stavropolskaya St., 149, Krasnodar, 350040, Russia, e-mail: [email protected]
Рассмотрена трансформация Краснодарского водохранилища со времени создания Тщикского водохранилища (19412018 гг.). По данным топографических карт, спутниковых снимков Landsat (1974-2018 гг.) и полевых наблюдений (20162019 гг.) выделено четыре этапа преобразования водохранилища. Ключевой фактор трансформации - формирование дельт впадающих рек: Кубани, Белой, Пшиша, Псекупса. Каждому из выделенных этапов на фоне постепенного сокращения площади и объема водохранилища свойственны особенности дельтоформирования рек с образованием генетически однородных участков дельтовых областей. Дельты формируются под влиянием сезонного переменного подпора, приводящего к образованию двух выраженных дельтовых областей - верхней и нижней. За период эксплуатации водохранилища дельта Кубани выдвинулась на 32,4 км, отторгнув у водоема площадь 35,4 км2. Суммарная площадь дельтовых областей, разделивших водохранилище на две автономные чаши, составила к 2018 г. 85,9 км2, т.е. 21 % от проектной площади зеркала. Происходящая трансформация Краснодарского водохранилища (по существу - деградация) сопровождается уменьшением его регулируемого объема и, как следствие, действенности противопаводковой функции.
Ключевые слова: Краснодарское водохранилище, спутниковые снимки, анализ, трансформация, твердый сток, дельтоформирование, дельты выполнения, дельты выдвижения, картометрические показатели.
The transformation of the Krasnodar Reservoir since the creation of the Tshchik Reservoir (1941-2018) is considered in this article. According to the data of topographic maps, satellite images of Landsat (1974-2019) and field observations (20162018), four stages of reservoir transformation have been identified. The key factor of transformation is the formation of deltas of the flowing rivers: Kuban, Belaya, Pshish, Psekups. Each of the selected stages against the background of a gradual reduction in the area and volume of the reservoir is characterized by the characteristics of river delta formation with the formation of genetically homogeneous sections of the delta areas. Deltas are formed under the influence of seasonal variable backwater, leading to the formation of two distinct delta areas - the upper and lower. For the period of operation of the reservoir, the Kuban delta moved to 32.4 km, having torn off an area of 35.4 km2 from the reservoir. The total area of the delta regions that divided the reservoir into two autonomous bowls was 85.9 km2, i.e. 21 % of the design area of the mirror. The ongoing transformation of the Krasnodar Reservoir (essentially, degradation) is accompanied by a decrease in its regulated volume and, as a consequence, the effectiveness of the flood control function.
Keywords: Krasnodar Reservoir, satellite imagery, analysis, transformation, sediment runoff, delta formation, estuarine deltas, advanced deltas, саНотеМс parameters.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
Постановка проблемы. Исходные материалы
Краснодарское водохранилище, расположенное в нижнем течении р. Кубани между станицей Воронежской и Краснодаром, - самый большой на Северном Кавказе искусственный водоем. Введено в эксплуатацию в 1973 г. В это русловое водохранилище, кроме р. Кубани, впадают левые ее притоки: Белая, Пшиш, Марта, Апчас, Шундук, Псекупс. При вводе в эксплуатацию оно имело площадь зеркала около 400 км2, длину 46 км, ширину до 8-11 км, среднюю глубину 5,9 м, максимальную глубину до 24,7 м, полезный объем воды 2,2 км3 при полной емкости около 3 км3 [1]. Основные функции Краснодарского водохранилища: орошение 215 тыс. га рисовых систем; защита от наводнения 600 тыс. га земель при пропуске паводка с расходами до 1500 м3/с [2]. Именно благодаря водохранилищу удается избегать наводнений в нижнем течении Кубани в ситуациях с обильными осадками и высоким снеговым половодьем [3].
Вместе с тем, наряду с изменением базиса эрозии выше плотины, искусственный водоем трансформирует сток воды и наносов в сезонном и многолетнем плане [4]. В результате в ходе эксплуатации водохранилища существенно изменились его начальные эксплуатационные характеристики (уменьшились площадь зеркала, полезный объем, средние глубины и т.п.) [5]. В устьях впадающих в водоем рек, имеющих весьма высокие показатели мутности [1], был запущен процесс интенсивного дельтоформирова-ния. Оценкам состояния и анализу тенденций трансформации Краснодарского водохранилища посвящено ограниченное количество научных публикаций [5-7]. Наблюдаемые изменения водохранилища (по сути - деградация) при всей его хозяйственной значимости заслуживают детального количественного анализа.
Анализ многолетних и внутригодовых преобразований конфигурации водоема выполнен нами по данным спутниковых снимков (1974-
2018 гг.) [8], топографических карт 1940-1942 гг. и полевых наблюдений 2016-2019 гг. При этом взаимодействие водохранилища с впадающими реками может быть представлено определенными этапами трансформации со свойственными этим этапам геоморфологическими процессами, изменениями мор-фометрических характеристик и соответствующими признаками деградации водоема. Этапная трансформация водоема сопровождается, прежде всего, изменениями размеров дельт впадающих рек и формированием участков разного генезиса.
Для корректного анализа многолетних изменений по материалам съемок учитывался текущий
NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
уровень водоема. Так, каждому из 376 используемых спутниковых снимков присвоен атрибут «уровень» по данным на 8:00 [9].
Результаты анализа
Строение и этапная трансформация Краснодарского водохранилища тесно увязаны с геоморфологическими особенностями долины р. Кубани на исследуемом участке (рис. 1). Главным фактором, влияющим на изменение морфометрических показателей водоема, является дельтоформирование основных впадающих в него рек - Кубани и Белой. Речные дельты принято делить на две большие группы [10, 11]: а) дельты выполнения (заполнения) заливов, эстуариев и т.п.; б) дельты выдвижения (выдвинутые дельты), формирующиеся в открытом приемном водоеме. Развитие устьевых областей рек имеет свою стадийность [12]. В основе выделяемых нами этапов трансформации Краснодарского водохранилища - стадии дельтоформирования рек приемного водоема, которые оказывают решающее воздействие на преобразование водохранилища. Так, дельта р. Белой начала свое формирование в Тщикском водохранилище; в дальнейшем река впадала непосредственно в Краснодарское водохранилище, а в настоящее время является притоком р. Кубани, что привело к существенному изменению вещественного баланса в дельте основной реки.
Внутри анализируемого периода 1941-2018 гг. нами выделено 4 этапа, включая время существования Тщикского водохранилища:
1. Первый этап (1941-1975 гг.): ведущее обстоятельство трансформации - формирование дельты выдвижения р. Белой в Тщикском водохранилище.
2. Второй этап (1975-1992 гг.): формирование дельты выполнения р. Кубанью верхней части Краснодарского водохранилища между Усть-Лабинском и станицей Васюринской при нормальном подпорном уровне (далее - НПУ) 33,65 м в Балтийской системе высот (далее - БС); прекращение к концу этапа регулируемого водообмена между Тщикским и Краснодарским водохранилищами в результате развития дельты выдвижения р. Белой.
3. Третий этап (1993-2004 гг.): развитие дельты выдвижения р. Белой в двух водоемах с разными уровневыми режимами (Краснодарском водохранилище и отделившемся Тщикском водоеме) в условиях НПУ, равного 32,75 м БС.
4. Четвертый этап (2005 г. - настоящее время): р. Белая впадает в Кубань; начало формирования дельты выдвижения Кубани в открытую акваторию; отмирание в течение этапа дельты выдвижения р. Белой в Краснодарском водохранилище.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2019. No. 3
Рис. 1. Долина р. Кубани в районе Тщикского водохранилища после его ввода в эксплуатацию в 1941 г. Геоморфологическая ситуация: а - волноприбойный клиф, созданный на бровке 2-й надпойменной правобережной террасы; восточная окраина х. Ленина; б - волноприбойный клиф, созданный на бровке 2-й надпойменной левобережной террасы в междуречье р. Псекупс и балки Гацкан; в - бровка 3-й надпойменной правобережной террасы у ст. Воронежской / Fig. 1. The Kuban river's valley near the Tshchik Reservoir after its commissioning in 1941. Geomorphological situation: а - the wave-cut cliff, created on the edge of the 2nd right-bank floodplian terrace; Lenina village east margin; b - the wave-cut cliff, created on the edge of the 2nd left-bank floodplian terrace in interfluve of the Psekups river and Gatskan narrow; c - the edge of the 3nd right-bank floodplian terrace at the Voronezhskaya village
Первый этап (1941—1975 гг.). Тщикское водохранилище, впоследствии включенное в границы Краснодарского водохранилища, построено в 1941 г. и при вводе в эксплуатацию имело длину до 16,6 км и ширину до 5,2 км (рис. 1). Юго-восточный берег водоема окаймляется бровкой кубанской левобережной террасы, а северо-западный, западный и восточный - обвалованы. Длина дамбы 32,4 км, высота 3,5-7,5 м [6]. Северо-западный продольный участок дамбы отделил созданный водоем непосредственно от русла Кубани, сузив пойму реки на своем протяжении до ширины 0,5-1,5 км. Приток воды в Тщикское водохранилище обеспечивался перенаправленным в образованный водоем ниже аула Адамий руслом Белой. Сброс был организован по каналу в старое русло Белой в районе существо-
вавшего поселка Вербин. Одновременно с вводом хозяйственного объекта в эксплуатацию началось формирование дельты выдвижения впадающей в водоем реки. Для понимания механизмов трансформации важно, что ко времени ввода в эксплуатацию Краснодарского водохранилища и включения в его границы Тщикского водохранилища дельта Белой уже интенсивно формировалась в течение тридцати с лишним лет.
Второй этап (1975-1992 гг.). Заполнение чаши Краснодарского водохранилища началось в ноябре 1972 г., но достижение уровней слияния с Тщикским водохранилищем произошло в 1975 г. Проектная отметка НПУ (33,65 м БС) была достигнута в 1977 г. При этой отметке уровни воды в р. Кубани обеспечиваются подпором от водо-
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
хранилища, прослеживающимся на 17,8 км выше по течению от створа ст. Воронежской. Подпор вызывает снижение уклона водной поверхности, скоростей течения реки и, как следствие, транспортирующей способности водотока, что влечет за собой повышение отметок русла и заиление верхнего участка акватории водохранилища. В результате отложения взвешенных наносов, соответствующих скоростям течения, началось формирование дельты выполнения Кубани. На интенсив-
NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
ность ее развития на этом этапе повлияли сравнительно небольшая площадь и ширина водной поверхности над руслом Кубани, ограниченной правобережной надпойменной террасой, дамбой Тщикского водохранилища и обвалованием в районе аула Хатукай (рис. 2). К концу этапа река в плане практически восстановила свое русло до ст. Васюринской, но при этом в ходе заиления значительно повысила отметки дна русла и поймы, существовавшие до затопления.
Рис. 2. Динамика устьевых областей рек в системе Краснодарского водохранилища в 1975-1992 гг.: 1 - сбросное сооружение и шлюз в дамбе Тщикского водохранилища; 2 - дамба Тщикского водохранилища; 3 - населенные пункты; 4 - бровки надпойменных террас; 5 - дельта выдвижения р. Белой в Тщикское водохранилище; 6 - дельта выполнения эстуарного залива р. Кубани; 7 - прирусловые валы старого русла р. Белой; 8 - участки зарастания мелководья Тщикского водохранилища / Fig. 2. The dynamics of the river mouth areas in the Krasnodar Reservoir's system in 1975-992: 1 - the regulating structure and the sluice in the dam of the Tshchik Reservoir; 2 - the dam of the Tshchik Reservoir; 3 - settlements; 4 - the edges of the floodplain terraces; 5 - the advanced delta of the Belaya river in the Tshchik Reservoir; 6 - the estuarine delta of the Kuban river; 7 - the natural levees of the old (abandoned) Belaya's riverbed; 8 - the areas of the eutrophication of shallow water
in the Tshchik Reservoir
Несмотря на объединение, Краснодарское и Тщикское водохранилища на протяжении всей совместной эксплуатации были разделены дамбой (рис. 2), имея при этом сообщение через сбросное сооружение и шлюзы в северной части Тщикского
водохранилища. При ежегодной сработке нижнего водоема происходило отчленение верхнего. Водные массы в этих водоемах не имели совместной естественной циркуляции и единого поля скоростей. На протяжении этого этапа дамба препятствовала попа-
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII R
данию большей части твердого стока р. Белой в Краснодарское водохранилище, локализуя отложение наносов в Тщикском. К 1988-1989 гг. дельта выдвижения Белой вплотную приблизилась к дамбе и практически отчленила восточную часть водоема вместе со сбросным сооружением. Один из рукавов дельты достиг непосредственно сбросного сооружения, повысив отметки дна перед ним и сделав невозможным сброс воды из Тщикского водохранилища в Краснодарское через шлюзы. В дельте про-
а
JON. NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
изошла русловая бифуркация: основное русло свернуло на запад вдоль дамбы, и для его выпуска в старое русло р. Белой, функционировавшее до 1941 г., дамба в 170 м к северу от сбросного сооружения была разрушена; второстепенное русло повернуло на восток, в Тщикский водоем (рис. 3). Таким образом, регулируемый через шлюзы и сбросное сооружение водообмен между Краснодарским и Тщик-ским водохранилищем к этому времени фактически прекратился.
б
Рис. 3. Развитие устьевых областей рек в системе Краснодарского водохранилища в 2004 г.: 1 - дельта выдвижения р. Белой в Тщикское водохранилище; 2 - дельта выдвижения р. Белой в Краснодарское водохранилище; 3 - дельта выполнения эсту-арного залива р. Кубани; 4 - дельта выдвижения р. Пшиш; 5 - прирусловые валы старого русла р. Белой; 6 - участки зарастания мелководья в Тщикском водоеме; 7 - сбросное сооружение и шлюз в дамбе Тщикского водохранилища; 8 - населенные пункты; 9 - дамба Тщикского водохранилища; 10 - бровки надпойменных террас; 11 - канал из р. Белой в Тщикское водохранилище / Fig. 3. The development of the river mouth areas in the Krasnodar Reservoir's system in 2004: 1 - the advanced delta of the Belaya river in the Tshchik Reservoir; 2 - the advanced delta of the Belaya river in the Krasnodar Reservoir; 3 - the estu-arine delta of the Kuban river; 4 - the advanced delta of the Pshish river; 5 - natural levees of the old (abandoned) Belaya's riverbed; 6 - the areas of the eutrophication of shallow water in the Tshchik Reservoir; 7 - the regulating structure and the sluice in the dam of the Tshchik Reservoir; 8 - settlements; 9 - the dam of the Tshchik Reservoir; 10 - the edges of the floodplain terraces; 11 - the outlet
cutoff from the Belaya river to the Tshchik Reservoir
Третий этап (1993—2004 гг.). Начало этапа связано с изменением режима эксплуатации Краснодарского водохранилища - снижением НПУ на 0,9 м до 32,75 м БС. В результате значительные участки литорали в течение года стали осушаться на более длительный период, достаточный для вегетации кустарниковой и древесной растительности. Как следствие, в акватории водохранилища между аулом Адамий и станицей Васюринской окончательно об-
разовалась сплошная перемычка (рис. 3). По существу, перемычка представлена восстановленной обвалованной поймой, характерной для нижних течений рек с большим стоком наносов и высокими темпами направленной аккумуляции [13]. Здесь затопляемые «блюдца» разделены относительно высокими прирусловыми валами водотоков.
Полуавтономное (с позиции распределения и аккумуляции взвешенных наносов) существование чаш
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
Тщикского и Краснодарского водохранилищ привело к превышению отделенной дамбой южной части перемычки над северной в среднем на 0,5 м. Превышение, в свою очередь, способствовало увеличению скорости течения в месте прорыва русла Белой в Краснодарское водохранилище и повышению интенсивности образования дельты выдвижения на данной стадии (рис. 3). Белая, выведенная прежде в свое старое русло, заилила его и постепенно прорезала новое русло в западном направлении. При меженных уровнях водохранилища верхняя часть водоема отделялась прирусловыми валами русла Пшиша от основной чаши, образуя временный водоем, питаемый Белой. Сток реки в течение третьего этапа в период максимальной сработки Краснодарского водохранилища (сентябрь-октябрь) не участвовал в общей при-точности, попадая в Тщикский и временный водоемы (рис. 4). Аналогичные процессы в 2001-2002 гг. наблюдались в дельте Пшиша: река, до этого восста-
NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
навливавшая при ежегодной сработке свое старое (затопленное) русло, прорвалась в западном направлении и в настоящее время при низких уровнях водохранилища формирует временный водоем, ограниченный с запада руслом р. Марты. Ситуация в общих чертах схожа с отделением Тщикского водоема, когда ступенчатый продольный профиль затапливаемой поймы, пересеченной руслами притоков, создает предпосылки к отчленению верхних частей водохранилища при понижении уровня верхнего бьефа. Сезонные изменения уровней Краснодарского водохранилища своими циклами сработки подготавливают прорыв притоков Кубани, находящихся в зоне переменного подпора, в сопредельные понижения рельефа. Тем самым нивелируется разность в отметках рельефа прирусловых валов и полузамкнутых понижений обвалованной поймы, существовавшей до заполнения водоема.
Рис. 4. Разделение стока р. Белой в течение третьего этапа. Основное русло впадает в западную чашу (временный водоем между старыми руслами рек Белая и Пшиш), второстепенные - в Тщикский водоем. Стрелками указаны направления течения / Fig. 4. The runoff separation of the Belaya river during the third stage. The main stream flows into the western bowl (temporary reservoir between the old riverbeds of the Belaya and Pshish rivers), the secondary ones - into the Tshchik Reservoir. The arrows indicate the flow direction
К концу этапа к основной открытой части водохранилища выдвинулось устье Кубани (рис. 3). На границе открытой акватории включился механизм новой стадии - формирования дельты выдвижения.
Четвертьш этап (после 2004 г.). Началом следующего этапа послужило создание отвода из русла Белой в р. Кубань в створе станицы Васюринской (рис. 5) для отъема и переброски стока р. Белой в р. Кубань. Известно, что мероприятия по существен-
ному отъему жидкого стока сопровождаются коренной перестройкой режима твердого стока ниже отвода [14]. Так, соединивший реки канал разделил сток Белой, частично направил его напрямую в русло Кубани, что усилило процесс седиментации в ее дельте. К настоящему времени прирусловые валы, закрепленные древесной растительностью, фактически отделили от основной чаши Краснодарского водохранилища залив у станицы Старокорсунской (рис. 5).
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2019. No. 3
Дельта выдвижения Белой, напротив, после время темпы ее изменения не выделяются на фоне 2004 г. снизила скорость роста, и в настоящее общей трансформации верхней части водоема.
Рис. 5. Генетические типы устьевых областей рек в системе Краснодарского водохранилища в 2018 г.: 1 - дельта выдвижения р. Белой в Тщикское водохранилище, развивающаяся непрерывно с 1941 г.; 2 - дельта выдвижения р. Белой в Краснодарское водохранилище, развивавшаяся с конца второго этапа и в настоящее времени отмирающая; 3 - дельта выполнения эстуарного залива р. Кубани, развивавшаяся со ввода Краснодарского водохранилища в эксплуатацию по 2004 г.; 4 - дельта выдвижения р. Кубани в открытую акваторию Краснодарского водохранилища, развивающаяся с 2004 г. по настоящее время; 5 - дельта выдвижения р. Пшиш; 6 - прирусловые валы старого русла р. Белой; 7 - участки зарастания мелководья в Тщикском водоеме. Искусственные водотоки: 8 - отвод из р. Белой в р. Кубань, построенный в 2004 г.; 9 - отвод из р. Белой в р. Кубань, построенный в 2013 г.; 10 - канал из р. Белой в Тщикское водохранилище, построенный в 1990 г. / Fig. 5. The genetic types of the river mouth areas in the Krasnodar Reservoir's system in 2018: 1 - the advanced delta of the Belaya river in the Tshchik Reservoir, developing continuously since 1941; 2 - the advanced delta of the Belaya river in the Krasnodar Reservoir, developed from the end of the second stage and currently abandoned; 3 - the estuarine delta of the Kuban river, developed from the commissioning of the Krasnodar Reservoir to 2004; 4 - the advanced delta of the Kuban river into the open water area of the Krasnodar Reservoir, developing from 2004 to the present; 5 - the advanced delta of the Pshish river; 6 - natural levees of the old (abandoned) Belaya's riverbed; 7 - the areas of the eutrophication of shallow water in the Tshchik Reservoir; 8 - the outlet cutoff from the Belaya river to the Kuban river, built in 2004; 9 - the cutoff from the Belaya river to the Kuban river, built in 2013; 10 - the outlet cutoff
from the Belaya river to the Tshchik Reservoir, built in 1990
Отметки дна русел рукавов дельты Белой ниже отвода неуклонно растут, их устья заросли, а последние свободные от ивняка участки замусорены лежащими на дне стволами деревьев на протяже-
нии до 1,5 км (рис. 6). Сток по рукавам осуществляется только при уровнях в Тщикской чаше или в р. Белой выше 32,2 м. При большей сработке Краснодарского водохранилища, по данным бати-
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
метрической съемки 2016 г. [5], эти рукава перестают функционировать. В 2013 г. между руслами Кубани и Белой был создан новый канал длиной около 3,3 км (рис. 5). Такие боковые рукава, являясь наносоотсасывающими, обычно быстро заиливаются [13]. Так и через кубанский участок канала началось интенсивное заиление приустьевого залива Краснодарского водохранилища с превращением канала на дне водохранилища в обратную форму [5].
Современный режим Тщикского водоема, ставшего, по существу, автономным, имеет свои особенности. В период половодья на р. Кубани, при-
а^
NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
нимаемого Краснодарским водохранилищем с уровнем, близким к НПУ, в пойме вдоль северозападного участка обвалования образуется превышение уровней воды над уровнем за дамбой. Это обусловливает характерный для указанного периода приток воды в Тщикский водоем через прораны в дамбе обвалования. Сброс из водоема в это время происходит через канал в русло р. Белой и далее -до разделения на отвод в р. Кубань и отмирающую дельту. Уровень воды на приустьевом участке русла р. Белой находится в подпоре от наполненного Тщикского водоема - от примыкания к ней канала и до отвода.
б/b
Рис. 6. Рукава отмирающей дельты р. Белой, закупоренные стволами деревьев. Даты съемки 04.06.2017 (а) и 09.06.2019 (б) / Fig. 6. Channals of the dying delta of Belaya river plugged tree trunks. Dates 04.06.2017 (а), 09.06.2019 (b)
В результате часть стока р. Кубани попадает в Тщикский водоем, затем из него - в р. Белую, а оттуда - обратно в Кубань и частично в дельту Белой.
При сработке Краснодарского водохранилища и спаде половодья уровни на указанном участке течения р. Кубани больше не обеспечивают наполнение Тщикского водоема. При этом водоем имеет питание только в периоды прохождения паводков на р. Белой. Часть стока реки в это время проходит по каналу (в обратном направлении) в Тщикский водоем, продолжая формирование дельты выдвижения, другая часть (основная) - по отводу в р. Кубань, а третья, ниже отвода, - в рукава отмирающей дельты. При понижении уровней в реке ниже 32,2 м сток осуществляется только по отводу в р. Кубань, а сохранение объема воды в Тщикском водохранилище обеспечивается лишь за счет грунтовых вод и сбросов из мелиоративных систем. Такая ситуация способствует усилению эвтрофикации
и загрязнения этой части водоема, сводя к минимуму его способности к самоочищению.
Основные выводы
1. По данным спутниковых снимков Landsat, топографических карт и полевых исследований выделено четыре этапа трансформации Краснодарского водохранилища, начиная с образования Тщикского водохранилища в 1941 г. Основная причина морфологических преобразований чаши - дельтофор-мирование, вызванное взаимодействием приемного водоема и русел впадающих рек.
2. Выделенные этапы характеризуются естественными причинами (преобразования дельт заполнения в дельты выдвижения и др.) вкупе с техногенными (отводы стока в дельтовых областях и др.). На процессы дельтоформирования и расчленения водоема повлияли особенности местного
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2019. No. 3
рельефа, в первую очередь - наличие в пойме р. Кубани обвалованных русел левых притоков. Среди всех притоков р. Белая выделяется повышенными водностью и объемами твердого стока.
3. Выраженное деление режима эксплуатации Краснодарского водохранилища на периоды с высокими и низкими (меженными) уровнями привело к образованию двух выраженных дельтовых областей - верхней дельты и нижней дельты. В ходе дельтоформирования рек Кубани и Белой в Краснодарском водохранилище образовалась перемычка и от водохранилища отчленилась чаша Тщик-ского водоема. Последний, не имея регулируемого водообмена с основной чашей, в настоящее время фактически является автономным водоемом с речным питанием только в периоды прохождения паводков на р. Белой.
4. По нашим расчетам, за период эксплуатации Краснодарского водохранилища дельта впадающей в него р. Кубани выдвинулась на 32,4 км, при этом отторгнув у водоема площадь 35,4 км2. Суммарная же площадь дельтовых областей, разделивших водохранилище на две независимые чаши, составила к 2018 г. 85,9 км2, т.е. 21 % от проектной площади зеркала. Наблюдаемая трансформация Краснодарского водохранилища сопровождается существенным уменьшением его регулируемого объема и, как следствие, снижением действенности противопаводковой функции.
Литература
1. Лурье П.М., Панов В.Д., Ткаченко Ю.Ю. Река Кубань: гидрография и режим стока. СПб.: Гидроме-теоиздат, 2005. 500 с.
2. Правила использования водных ресурсов Краснодарского водохранилища. Краснодар: Кубаньвод-проект, 2008. 158 с.
3. Погорелое А.В., Салпагаров А.Д., Киселев Е.Н., Куркина Е.В. Геоинформационный метод в практике региональных физико-географических исследований // Тр. Тебердинского гос. биосферного заповедника. 2007. Вып. 45. 200 с.
4. Беркоеич К.М. Принцип взаимодействия потока и русла и антропогенные нарушения русловых процессов // Маккавеевские чтения - 2008. М.: Географический факультет МГУ, 2009. С. 19-27.
5. Лагута А.А., Погорелое А.В. Особенности заиления Краснодарского водохранилища. Опыт оценки по данным батиметрических съемок // Геогр. вестн. 2018. № 4 (47). С. 54-66.
6. Курбатова И.Е. Мониторинг трансформации Краснодарского водохранилища с использованием спутниковых данных высокого разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11, № 3. С. 42-53.
7. Погорелое А.В., Липилин Д.А., Курносова А.С. Спутниковый мониторинг Краснодарского водохранилища // Геогр. вестн. 2017. № 1 (40). С. 130-137.
8. Официальный сайт Геологической службы США URL: https://glovis.usgs.gov/ (дата обращения: 01.10.2018).
9. Официальный сайт Кубанского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов URL: http://www.kbvu-fgu.ru/ (дата обращения: 01.08.2018).
10. Credner G.R. Die deltas, ihre morphologie, geographische, verbreitung, und entstehungs bedingungen // Petermans Geographische Mitheilungen (Erganzungs-land). 1878. Vol. 12. S 74.
11. Михайлов В.Н. Речные дельты: строение, образование, эволюция // Соросовский образов. журн. 2001. Т. 7, № 3. С. 60-66.
12. Михайлов В.Н., Михайлова М.В., Магрицкий Д.В. Основы гидрологии устьев рек: учеб. пособие. М.: Триумф, 2018. 316 с.
13. Чалов Р.С. Русловые процессы (русловедение): учеб. пособие. М.: ИНФРА-М, 2016. 565 с.
14. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 272 с.
References
1. Lur'e P.M., Panov V.D., Tkachenko Yu.Yu. Reka Kuban': gidrografiya i rezhim stoka [Kuban River: hydrography and flow regime]. Saint Petersburg: Gidrome-teoizdat, 2005, 500 p.
2. Pravila ispol'zovaniya vodnykh resursov Krasno-darskogo vodokhranilishcha [Rules of use of water resources of the Krasnodar reservoir]. Krasnodar: Ku-ban'vodproekt, 2008, 158 p.
3. Pogorelov A.V., Salpagarov A.D., Kiselev E.N., Kurkina E.V. Geoinformatsionnyi metod v praktike re-gional'nykh fiziko-geograficheskikh issledovanii [Geoinformation method in practice of regional physical and geographical researches]. Tr. Teberdinskogo gos. biosfernogo zapovednika. 2007, iss. 45, 200 p.
4. Berkovich K.M. [The principle of flow-channel interaction and anthropogenic disturbances of channel processes]. Makkaveevskie chteniya - 2008 [Makkaveev Readings - 2008]. Moscow: Geograficheskii fakul'tet MGU, 2009, pp. 19-27.
5. Laguta A.A., Pogorelov A.V. Osobennosti zaileni-ya Krasnodarskogo vodokhranilishcha. Opyt otsenki po dannym batimetricheskikh s"emok [Features of silting of the Krasnodar reservoir. Evaluation experience according to bathymetric surveys]. Geogr. vestn. 2018, No. 4 (47), pp. 54-66.
6. Kurbatova I.E. Monitoring transformatsii Krasno-darskogo vodokhranilishcha s ispol'zovaniem sput-nikovykh dannykh vysokogo razresheniya [Monitoring the transformation of the Krasnodar reservoir using highresolution satellite data]. Sovremennye problemy dis-
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2019. No. 3
tantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2014, vol. 11, No. 3, pp. 42-53.
7. Pogorelov A.V., Lipilin D.A., Kurnosova A.S. Sputnikovyi monitoring Krasnodarskogo vodokhranilishcha [Satellite monitoring of Krasnodar reservoir]. Geogr. vestn. 2017, No. 1 (40), pp. 130-137.
8. Ofitsial'nyi sait Geologicheskoi sluzhby SShA [Official US geological survey website]. Available at: https://glovis.usgs.gov/ (accessed 01.10.2018).
9. Ofitsial'nyi sait Kubanskogo basseinovogo vod-nogo upravleniya Federal'nogo agentstva vodnykh resursov [Official website of the Kuban basin water management of the Federal Water Resources Agency]. Available at: http://www.kbvu-fgu.ru/ (accessed 01.08.2018).
10. Credner G.R. Die deltas, ihre morphologie, geographische, verbreitung, und entstehungs bedingungen.
Petermans Geographische Mitheilungen (Erganzungs-land). 1878, vol. 12, s. 74.
11. Mikhailov V.N. Rechnye del'ty: stroenie, obra-zovanie, evolyutsiya [River deltas: structure, formation, evolution]. Sorosovskii obrazov. zhurn. 2001, vol. 7, No. 3, pp. 60-66.
12. Mikhailov V.N., Mikhailova M.V., Magritskii D.V. Osnovy gidrologii ust'ev rek [Fundamentals of hydrology estuaries]. Textbook. Moscow: Triumf, 2018, 316 p.
13. Chalov R.S. Ruslovye protsessy (ruslovedenie) [Channel processes (channel study)]. Textbook. Moscow: INFRA-M, 2016, 565 p.
14. Kondrat'ev N.E., Popov I.V., Snishchenko B.F. Osnovy gidromorfologicheskoi teorii ruslovogo protsessa [Fundamentals of hydromorphological theory of channel process]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1982, 272 p.
Поступила в редакцию /Received
21 июня 2019 г. / June 21, 2019
