CC BY
14
Bulletin AB RGS [Izvestiya AO RGO]. 2018. No2 (49)
Раздел 3 ГИДРОЛОГИЯ. КЛИМАТ
Section 3 HYDROLOGY. CLIMATE
УДК 556.552
ВЛИЯНИЕ ОСЕННЕГО ПРОМЕРЗАНИЯ
НА МАКСИМАЛЬНЫЕ УРОВНИ БАССЕЙНА РЕКИ ЧАРЫШ
12 1 2 2 В.П. Галахов - , Е.В. Мардасова , Н.В. Люцигер , С.Ю. Самойлова
1 Алтайский государственный университет, Барнаул, E-mail: [email protected] 2Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: [email protected]
Рассмотрено влияние осеннего промерзания почвогрунтов на формирование максимальных уровней в бассейне р. Чарыш - свх.Чарышский. Материалы исследований показали, что если при первых осенних снегопадах, выпадающих до значительных морозов, толщина снега составляет более 20-25 см, то в весенний период происходит впитывание талой воды, и максимальные уровни примерно на метр ниже, чем в годы с осенними снегопадами с толщиной снега до 10-15 см. При этом аналогичные случаи, формирующиеся вследствие выпадения жидких осадков, не рассматривались.
Ключевые слова: река Чарыш, половодье, максимальные уровни.
Дата поступления 20.10.2017
Постановка задачи. Весной 2016 г. была осуществлена попытка дать прогноз максимальных уровней реки Чарыш - свх.Чарышский [1], который, следует отметить, оправдался. Тогда сделано предположение, что максимальный уровень весной 2016 г. будет равен 440 ± 30 см с вероятностью 0,95. Для оценки реальных колебаний уровня воды у свх. Чарышский и сравнение его с прогнозным были использованы материалы Алтайского Гидрометеоцентра [2, с. 42, рис. 6; 3], которые практически подтвердили наш прогноз: максимальный наблюденный уровень (7 июня) равен 409 см. Разница с прогнозным (с учетом среднего квадратического отклонения) - 1 см.
Аналогичная работа была выполнена и весной 2017 г. Однако прогнозируемый максимальный уровень весной
2017 г. оказался весьма далек от истины. При прогнозе 551±30 см реальный максимум равнялся 439 см. Естественно, необходимо разобраться, почему в 2016 г. прогноз оправдался, а в 2017 г. ошибка составила около метра (с учетом среднего квадратического отклонения).
Анализ имеющегося материала. Ранее при прогнозировании первой волны половодья реки Оби (объем стока) была получена двойная зависимость [2, с. 58, рис. 2.32], и поэтому первым предположением было то, что неоправдавшийся прогноз связан с изменением циркуляции атмосферы. Как указано в статье [4, с. 128],: «...в течение последнего 30-летия (1981-2000 и 2001-2011 гг.) произошло перераспределение влияния различных типов ЭЦМ, обусловливающих выпадение осадков в Русском и
Монгольском Алтае. Оно проявляется в снижении доли юго-западных циклонов (ЭЦМ 13 л), приходящих в том числе через Арало-Каспийский регион, и в увеличении вклада совместного влияния арктического антициклона и юго-западных циклонов при типе ЭЦМ 12а». Однако анализ зависимости максимальных уровней от таяния снега (не анализировались максимальные уровни вследствие заторов и выпадения интенсивных жидких осадков) показал, что это не так (рис. 1).
Очевидно, такие большие различия в уровнях (около метра) имеют совершенно другую причину, а не тип циркуляции атмосферы. Анализируя рисунок 1, можно отметить, что подобная разница, скорее всего, объясняется условиями
промерзания почвы в бассейне и, соот-вественно, впитыванием талых вод. Рассмотрим эти условия на основе 1967 и 2009 гг. (табл. 1).
Попытаемся проверить полученный результат. Для этого будем использовать материалы, не участвующие в разработке модели: период с 1987 по 1999 гг. Выберем два года (1990 - с промерзанием и 1996 - без промерзания) при средних осадках в бассейне от 60 до 120 мм (табл. 2).
Материалы исследований подтвердили наше предположение, что начало снегонакопления в бассейне (условия промерзания) играют определяющую роль при определении максимальных уровней от таяния снега (рис. 2).
Год Даты первых снегопадов Сумма осадков, мм Толщина снежного покрова, см
Годы с промерзанием
1967 15-18 октября 13,5 10
1990 3-7 ноября 14,3 10
Годы без промерзания
2009 26-30 октября 37,8 25
1996 19 октября - 9 ноября 36,0 24
Примечание: метеорологические данные взяты с сайта [4].
Рис. 1. Зависимость максимальных уровней от суммы твердых осадков (1968-1980, 2000-2001, 2006 и 2015-2017 гг.) на водомерном посту Чарыш - свх.Чарышский:
■ - 1969, 2006 и 2017 гг.
Таблица 1
Условия формирования начала снегонакопления по ГМС с.Чарышское
Bulletin AB RGS [Izvestiya AO RGO]. 2018. Ш2 (49)
Таблица 2
Осадки холодного периода и максимальные уровни от таяния снега за 1987-1999 гг. на водомерном посту Чарыш - свх.Чарышский
Годы Сумма твердых осадков (ноябрь-март), мм Максимальный уровень (от таяния снега), см Примечание
1986-1987 65,6 370 Нмакс. =463; 22.05 - дождь
1987-1988 63,4 363 Нмакс. =407;18-19.04 - затор
1988-1989 59,7 338 Н макс. = 397; 27.05 - дождь
1989-1990 76,1 393 -
1990-1991 113,0 441 -
1991-1992 87,2 391 -
1992-1993 80,8 374 Н макс. =503; 30.05 - дождь
1993-1994 74,0 350 Н макс. = 438; 20.05 - дождь
1994-1995 110,3 363 -
1995-1996 58,3 340 Н макс. = 433; 20.04 - затор
1996-1997 79,6 299 Н макс. = 392; 7.04 - затор
1997-1998 70,7 384 -
1998-1999 62,5 345 -
Примечание: суммы осадков за холодный период взяты с сайтов [5-6].
Рис. 2. Зависимость максимального подъема уровня в бассейне р. Чарыш (свх. Чарышский) от количества твердых осадков за ноябрь-март (1976-2001, 2006-2017 гг.):
верхняя прямая характеризует годы с промерзанием в начале снегонакопления, нижняя - без промерзания.
Выводы
1. Материалы исследований в бассейне реки Чарыш подтвердили, что максимально возможный уровень в период половодья от таяния снега действительно зависит от ежегодной суммы твердых осадков в бассейне.
2. Определяющую роль при достижении максимальных уровней играет начальный период снегонакопления. Если снежный покров, формирующийся до начала значительных морозов составляет более 20-25 см толщины, то в весенний период происходит интенсивное впитывание талой воды почвогрунтами. Максимально возможные уровни по сравнению с промерзшими почвогрунтами получаются на один метр ниже.
3. Очевидно, что процессы промерзания играют определяющую роль не только в бассейне реки Чарыш. Поскольку низкогорные реки (Алей, Чарыш, Ануй, Песчаная, Лебедь) формируют в начале половодья заполнение поймы реки Оби, то и максимально
возможные уровни у г. Барнаул, также будут зависеть от условий начала снегонакопления в вышеперечисленных бассейнах.
Работа выполнена благодаря финансовой поддержке РФФИ (гранты № 18-0500007 и 18-45-220006).
Список литературы
1. Галахов В.П., Попов Е.С., Мардасова Е.В., Плехова А.В. Прогноз максимальных уровней реки Чарыш в период снеготаяния // Изв. АО РГО.- 2016. - № 3 (42). - С. 38-44.
2. Галахов В.П., Сюбаев А.А. Расчет объема стока первой волны половодья Оби у Барнаула. - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2016. - 122 с.
3. Бюллетень о состоянии водных объектов.
4. Малыгина Н.С., Барляева Т.В., Зяблицкая А.Г., Кононова Н.К., Отгонбаяр Д., Останин О.В., Папина Т.С. Русский и Монгольский Алтай: особенности макроциркуля-ционных процессов, обеспечивающих атмосферные осадки в последнее тридцатилетие // Изв. АлтГУ. - 2014. - № 83 (3-2). - С. 123-128.
5. http://rp5.ru.
6. https://www.gismeteo.ru.
References
1. Galakhov V.P., Popov Ye.S., Mardasova Ye.V., Plekhova A.V. Prognoz maksimal-nykh urovney reki Charysh v period snegotayaniya // Izv. AO RGO.- 2016. - № 3 (42). - S. 38-44.
2. Galakhov V.P., Syubayev A.A. Raschet obyema stoka pervoy volny polovodya Obi u Barnaula. - Barnaul: Izd-vo AltGU, 2016. - 122 s.
3. Byulleten o sostoyanii vodnykh obyektov.
4. Malygina N.S., Barlyaeva T.V., Zyablitskaya A.G., Kononova N.K., Otgonbayar D., Ostanin O.V., Papina T.S. Russky i Mongolsky Altay: osobennosti makrotsirkulyatsionnykh protsessov, obespechivayushchikh atmosfernye osadki v posledneye tridtsatiletiye // Izv. AltGU. - 2014. - № 83 (3-2). - S. 123-128.
5. http://rp5.ru.
6. https://www.gismeteo.ru.
INFLUENCE OF FALL FREEZING ON MAXIMUM LEVELS OF CHARYSH RIVER BASIN V P. Galakhov1-2, E.V. Mardasova1, N.V. Lyutsiger2, S.Yu. Samoilova2
'Altay State University, Barnaul, E-mail: [email protected].
2Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, E-mail: [email protected].
The influence of the fall freezing of soils on the formation of the maximum levels in the basin of the Charysh river - Charyshskiy farm is considered. The research showed that when the thickness of the first autumn snow (before very low temperatures) exceeds 20-25 cm, the seepage of melt water occur in spring, and the maximum levels are about a meter lower than in the years when the autumn snow is about '0-'5 cm theick. The maximum levels formed by rain precipitation are not considered.
Key words: Charysh river, flood, maximum levels.
Received October 20, 2017
