Особенности гидрологического режима Верхней Оби для возможности водохозяйственного использования

При хозяйственном использовании рек и пойменных территорий необходимо иметь надежное представление о тех естественных и антропогенных морфологических изменениях, которые могут произойти на участке размещения сооружения или в зоне влияния этого сооружения на реку.

Водный режим Верхней Оби определяется климатическими особенностями водосбора и его географическим положением [1].

Река имеет смешанное питание снежными, дождевыми, ледниковыми и грунтовыми водами, при этом преобладает снеговое питание. Его доля в годовом стоке составляет 50% и более. Дождевые и грунтовые воды вносят примерно в питание реки 20-25% стока, а доля ледниковых вод не превышает 10%.

В период половодья река приносит основную часть годового стока (приблизительно 70%). Обычно половодье имеет две волны: первая формируется в апреле-мае от таяния снегов в равнинной части бассейна, вторая приходит в июне в результате таяния высокогорных ледников и сне- гов. Иногда обе волны накладываются друг на друга, и тогда наблюдается мощное и высокое половодье [2, 3, 4]. Подъём уровня воды наступает ещё при ледоставе. В отдельные годы ледовые заторы на реке Обь случаются настолько мощные, что впадающие в нее небольшие речки и ручьи начинают течь вспять. Обратное течение можно наблюдать в низовье Оби примерно в июне. В это время происходят половодья в нижней части ее русла. При вскрытии реки наблюдаются интенсивные подъёмы уровня воды. В верховье реки половодье заканчивается в июле, летняя межень неустойчивая, в сентябре-октябре дождевой паводок. В среднем течении и в низовье спад половодья с наслаивающимися дождевыми паводками продолжается до ледостава. Средняя продолжительность половодья составляет 117 суток. Сроки прохождения наибольшего расхода, начала и окончания половодья, варьируются, их характеристика приведена в таблице 1. Величины характерных расходов половодья представлены в таблице 2.

Таблица 1. Сроки прохождения характерных расходов половодья на р. Обь у г. Барнау- ла

Начало половодья			Прохождение наибольшего расхода			Окончание половодья
раннее	среднее	позднее	раннее	среднее	позднее	раннее	среднее	позднее
20.03	05.04	21.04	18.04	19.05	25.06	19.06	31.07	11.09

Таблица 2. Характерные расходы половодья р. Оби у г. Барнаула

Выводные характеристики	Наибольший сроч. расход, м3/с	Суммарный слой стока за половодье, мм	Объем стока за половодье, млн.м3	Сток за половодье в % от годового
Средний	5460	184	31,1	66
Наибольший	12600	350	59,2	82
Наименьший	3370	98	16,6	42

При уровне 450-500 см над нулем графика водопоста вода выходит на пойму, глубина затопления которой достигает 2-3 метра, а продолжительность 35-45 суток (в среднем).

Средний уровень половодья составляет 578 см, максимальный – 763 см, минимальный – 456 см. Характерный гидрограф р. Обь у г. Барнаула приведен на рисунке 1.

Второй по водности фазой гидрологического режима является летне-осенний период (июль-ноябрь), в течение которого наблюдается медленный спад уровней воды, прерываемый многочисленными паводками. Летняя межень, как период низкой водности, выражена слабо вследствие таяния горных снегов и ледников в горной части бассейна, а также значительного количества выпадающих на водосборе осадков. Кроме того, в этот период в реку возвращается вода, аккумулировавшаяся на пойме во время половодья.

Объем стока за летне-осенний сезон составляет в среднем 35-40% годового. Максимальные уровни межени могут изменяться от 55 до 476 см и составляют в среднем 262 см.

Наименьшая водность и уровни воды наблюдаются в зимнюю межень, когда река переходит на грунтовое питание, объем стока за этот период не превышает 10%.

Средний из минимальных зимних уровней по водопосту Барнаул равен 14 см. Наименьший составлял 96 см. Как правило, наиболее низкие уровни воды наблюдаются в период установления ледостава, что связано с зажорами образующимися на вышележащих от водопоста перекатах.

Уровенный режим р. Оби отличается значительной амплитудой колебания уровня. За весь период с 1893 по 2000 гг. многолетняя амплитуда колебаний уровня составила 859 см. Годовая амплитуда равна в среднем 550 см.

Согласно исследованиям среднемноголетний уровень воды р. Оби у г. Барнаула непостоянен за весь период наблюдений, т.к. начиная примерно с 1955 г., на реке началась “просадка” уровней (увеличение пропускной способности русла при одних и тех же расходах). Она связана с активным хозяйственным освоением бассейна русла реки и с карьерными разработками, дноуглубительными работами в русле. Поэтому, среднемноголетний уровень определяется за период 1955-2000 гг. и составляет 169 см.

Среднегодовые уровни воды разной обеспеченности приведены в таблице 3.

Таблица 3. Среднегодовые уровни воды разной обеспеченности

Обеспеченность, %	1	3	5	10	20	50	75	80	90	95	97
Уровень, см	315	228	273	253	228	188	159	154	136	123	115

Измерения расходов воды на водопосту Барнаул проводится с 1922 г., т.е. имеется достаточно длинный ряд для определения основных характеристик жидкого стока. Средний многолетний расход воды со- ставляет 1460 м/с. Хронологический график характерных расходов воды и обеспеченность максимальных расходов р. Оби у г. Барнаула приведен на рисунке 2.

Рис. 2. Хронологический график характерных расходов воды и обеспеченность максимальных расходов р. Оби у г. Барнаула

В таблице 4 приведены параметры кривых распределения и обеспеченные расходы воды.

Таблица 4. Характерные расходы воды разной обеспеченности

Характеристика расхода	Среднее эначение, м3/с	Параметры кривой обеспеченности		Обеспеченность, %
	Q 0	C V	С S	1	3	5	10	25	50	75	90	95	97
Максимальный	5389	0,28	0,16	12000	9600	8400	7400	5900	5000	4400	4000	3800	3650
Среднегодовой	1457	0,19	0,69	2200	2080	1980	1800	1660	1400	1300	1200	1150	1100
Минимальный	236	0,17	0,31	400	350	300	280	200	180	170	160	150

Анализ таблицы показывает, что из всех   тойчивыми являются минимальные (коэф- характерных расходов воды наиболее ус-    фициенты вариации CV=0.17), что объяс- няется преобладающей долей подземного питания в их формировании. Максимальные расходы отличаются значительной амплитудой и изменчивостью. Достаточно сказать, что наибольший из зарегистрированных расходов (12000 м/с) более чем в восемь раз превышает среднемноголетний.