Изменчивость водного режима в верховье донского бассейна в современный климатический период (стр. 1 из 2)
Изменчивость водного режима в верховье донского бассейна в современный климатический период
В.А. Дмитриева, С. В. Маскайкина
Воронежский государственный университет, Россия
Текущее столетие отличается насыщенностью метеорологических событий. Изменения количественных показателей наблюдаются в температуре воздуха, атмосферных осадках, влажности воздуха и скорости ветра. Особый температурный режим сложился в первом десятилетии 21-го века. Среднегодовая температура воздуха повсеместно нарастает [4, 6]. Увеличение средней годовой температуры воздуха происходит преимущественно за счет роста в холодное полугодие. Дата перехода температуры воздуха через ноль в сторону устойчивых отрицательных значений в осенний период в Воронежской области отодвинулась примерно на 20 суток. Максимальное среднегодовое приращение температуры воздуха составило 1,0° С (таблица 1).
а) р. Воронеж - с. Чертовицкое
б) р. Тихая Сосна - г. Алексеевка Рис. 1. Календарное распределение расходов воды в верховье Дона
Таблица 1
Среднемесячная температура воздуха по м/с Лиски
| Период, годы | Месяцы | Год | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
| 1931-1940 | -9,2 | -8,9 | -2,9 | 6,8 | 15,5 | 18,7 | 22,3 | 20,3 | 14,6 | 7,3 | 0,7 | -6,6 | 6,6 |
| 1941-1950 | -8,7 | -7,9 | -7,3 | 7,2 | 14,7 | 19,1 | 20,3 | 19,3 | 13,9 | 5,4 | -0,5 | -6,0 | 6,5 |
| 1951-1960 | -7,4 | -9,1 | -4,1 | 7,4 | 15,2 | 20,2 | 21,6 | 20,2 | 13,6 | 6,6 | -1,8 | -4,5 | 6,5 |
| 1961-1970 | -9,3 | -7,9 | -2,0 | 8,3 | 15,6 | 18,7 | 20,9 | 19,7 | 13,9 | 7,2 | 0,8 | -5,3 | 6,7 |
| 1971-1980 | -9,5 | -7,1 | -1,3 | 8,7 | 15,4 | 19,3 | 20,3 | 19,3 | 13,5 | 5,8 | 1,0 | -4,0 | 6,8 |
| 1981-1990 | -6,0 | -7,0 | -1,5 | 8,3 | 16,2 | 19,3 | 20,5 | 19,5 | 13,6 | 7,0 | 0,2 | -4,4 | 7,1 |
| 1991-2000 | -5,7 | -5,3 | -1,2 | 9,4 | 14,9 | 19,7 | 21,2 | 19,1 | 12,9 | 7,1 | -1,2 | -5,3 | 7,2 |
| 2001-2010 | -5,7 | -5,7 | 0,6 | 8,8 | 15,8 | 19,2 | 22,5 | 21,3 | 14,9 | 7,8 | 2,3 | -3,8 | 8,2 |
| Средняя | -7,7 | -7,4 | -2,5 | 8,1 | 15,4 | 19,3 | 21,2 | 19,8 | 13,9 | 6,8 | 0,2 | -5,0 | 6,9 |
Примечание. Расчеты в таблице 1 выполнены по данным климатических справочников и фондовым материалам ГУ ЦГМС г. Воронежа.
Метеорологические условия отдельных лет формируют особенности климата, которые проявляют себя в современных чертах изменчивости элементов водного режима рек. Особые метеорологические условия лета 2010 года сформировали низкую водность летне-осенней межени в бассейне Верхнего Дона, продолжив череду маловодных лет. Начиная с 2007 г., наблюдается постоянное уменьшение водности рек, достигшее в 2010 г. глубокого минимума. Среднегодовые расходы воды на притоках Дона отличались от среднемноголетних значений на 35-45%. В многолетней динамике речного стока образовалась группа лет, характеризующаяся маловодьем. В то же время на гидрологических постах р. Дон в верхнем течении водотока водоносность реки снизилась менее существенно и составляла 85-90% от многолетней величины. Климатические условия, характерные для 2-3 предшествующих десятилетий, придают специфику динамике речного стока, как внутри года, так и за многолетний период.
Внутригодовое распределение речного стока (ВГРС) - ход стока внутри года по сезонам, месяцам, декадам, неделям, суткам календарного или водохозяйственного года, обусловливается величиной и сезонным распределением осадков, влажности воздуха и почвы, испарения, т.е. метеорологическими параметрами и факторами. Но характер подстилающей поверхности, хозяйственная деятельность на водосборе усложняют картину ВГРС и оказывают немалое воздействие на распределение стока внутри года. Глобальное изменение климата и его региональные проявления на территории России вызывают наибольшие контрасты в водности гидрологических сезонов.
Таблица 2
Доля сезонного стока в годовом речном стоке
| №№ п/п | Река - пункт | Площадь водосбора, 2 км | Расчетная продолжи тельность ряда | Период | Доля стока по сезонам, % | |||
| весна | лето | осень | зима | |||||
| 1 | Дон - Задонск | 31100 | 83 | 1928-1961 1991-2010 | 64,4 43,2 | 12,2 17,6 | 11,2 18,4 | 12,2 19,2 |
| 2 | Дон - Лиски | 69500 | 116 | 1895-1961 1991-2010 | 68,0 45,1 | 11,8 17,0 | 10,0 18,4 | 10,2 19,5 |
| 3 | Красивая Меча - Ефремов | 3240 | 62 | 1949-1961 1991-2010 | 64.4 42.5 | 12,2 18,2 | 11,2 20,2 | 12,2 19,1 |
| 4 | Воронеж - Липецк-2 | 15300 | 79 | 1932-1961 1991-2010 | 74,3 52,0 | 7,10 15,3 | 6,8 16,4 | 11,8 16,1 |
| 5 | Битюг - Мордово | 903 | 62 | 1949-1961 1991-2010 | 87,8 63,5 | 2,3 14,1 | 2,4 10,0 | 7.4 12.4 |
| 6 | Тихая Сосна - Алексеевка | 2060 | 64 | 1947-1961 1991-2010 | 61,4 38,7 | 6,8 25,3 | 7,8 19 | 24 17 |
| 7 | Россошь - Подгоренский | 454 | 55 | 1956-1961 1991-2010 | 69,8 46,5 | 3.8 17.8 | 1,8 17,8 | 24,6 17,9 |
| 8 | Хопер - Поворино | 19100 | 81 | 1930-1961 1991-2009 | 79.7 58.7 | 8,94 16,9 | 5,5 11,6 | 5,91 12,9 |
| 9 | Хопер - Новохоперск | 34800 | 72 | 1939-1961 1991-2010 | 78,5 60,9 | 8,1 13,9 | 5,0 10,9 | 6,0 14,9 |
| 10 | Ворона - Чутановка | 5560 | 88 | 1923-1961 1991-2010 | 77.7 59.8 | 8,38 14,6 | 7,37 12,6 | 6,56 13,0 |
| 11 | Ворона - Борисоглебск | 13200 | 79 | 1932-1961 1991-2010 | 81,9 54,4 | 7,3 15,6 | 5.4 13.4 | 5,4 16,6 |
Примечание. Расчеты выполнены по материалам Государственного водного кадастра разных лет изданий и фондовым материалам ГУ ЦГМС г. Воронежа.
Расчет внутригодового распределения стока ведется по водохозяйственным годам, начало которых совпадает с началом первого половодного месяца. В бассейне Верхнего Дона оно приходится на март. Концом водохозяйственного года является предполоводный месяц последующего года (февраль). Границы сезонов принимаются едиными для всех водохозяйственных лет, являются общими для водотоков с одинаковыми физико-географическими условиями формирования гидрологического режима и совпадают со сроками календарных месяцев. Продолжительность многоводного сезона назначается с учетом самой ранней и самой поздней дат наступления половодья из ряда наблюдений и устанавливается с таким расчетом, чтобы в границы многоводного периода помещались половодья всех рассматриваемых лет [3, 9, 10].
Основные фазы водного режима: половодье и межень - в бассейне Дона различаются по вод - ности. Непродолжительное и обильное половодье переходит в устойчивую низкую летне-осеннюю, а затем в зимнюю межень, создавая неравномерное распределение стока по сезонам и месяцам года (рис. 1).
За период гидрологических наблюдений произошли существенные изменения в распределении водности по гидрологическим сезонам. Расчеты автора показывают, что до начала 1960-х годов величина стока весны доминировала над объемами стока остальных сезонов, составляла до 70% от годового объема и создавала крайнюю неравномерность во ВГРС [5]. А в бассейне Хопра, берущего начало с Приволжской возвышенности, и притоке Ворона, доля весеннего стока равнялась почти 80-82% (таблица 2).
Очевидно, более суровые климатические условия, продолжительная зима и более обильные сне- го- и влагозапасы в бассейне Хопра, чем на остальной территории Верхнего Дона, создавали благоприятные условия для быстрого и бурного весеннего половодья. Водность весны на порядок отличалась от водности остальных гидрологических сезонов. Высокая водность весны сменялась глубокой низкой меженью, создавая контрастность в водности половодья и межени. В таблице 2 приведены расчеты ВГРС по 11 гидрологическим постам, расположенным на р. Дон и его притоках на территории Воронежской, Липецкой, Тульской, Белгородской областей. Гидрологические пункты имеют различную продолжительность наблюдения, размещаются в разных частях Донского бассейна с несколько отличными природно-географическими условиями, представляют различные категории водотоков по площади водосбора до замыкающего створа и наиболее представительно отражают современные тенденции в динамике сезонного стока.
Исходя из величин сезонного стока и их соотношений, реки Верхнего Дона с полным правом можно было относить, согласно классификациям Б. Д. Зайкова [7] и М. И. Львовича [8], к рекам с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием.
С 1960-х годов прошлого столетия наблюдается снижение доли весеннего стока в годовом объеме, достигшее максимальной отрицательной динамики в последние два десятилетия, на рубеже 20-21 веков, и в современный климатический и хозяйственный период использования водных ресурсов составляет от 38,7 до 63,5% (таблица 2). В это же время происходит общее увеличение меженного стока. Возросла доля летнего, осеннего и зимнего стока. Особенно значительно изменилась доля зимнего стока в р. Дон. Его величина в процентном выражении увеличилась в среднем в 1,52 раза. В многолетнем разрезе прослеживается отрицательное приращение доли стока для сезона весны и положительное приращение стока сезонов лета, осени, зимы.