Особенности гидрологического режима водных объектов Волжского бассейна на территории Волгоградской области

ST ^ПН

DOI:

Актуальность изучения проблемы изменения гидрологического режима в результате образования Волгоградского водохранилища обусловлена необходимостью соблюдения водного режима для заполнения водных объектов Волго-Ахтубинской поймы, сохранения биоразнообразия и обеспечения экологической устойчивости биосистем. Анализ информации об изменениях гидрологического режима водных объектов Волжского бассейна на территории Волгоградской области позволяет систематизировать данные по динамике указанных изменений и их влиянии на состояние всего разнообразия экосистем региона в целом.

Территория Волгоградской области зоны Нижнего Поволжья расположена в зоне сухих степей и полупустыни и относится к числу засушливых. По территории Волгоградской области протекают две большие реки, Волга и Дон, с большими водохранилищами – Волгоградским и Цимлянским, а также рядом более мелких рек и речек. Менее крупные реки Бузулук, Медведица, Хопер имеют собственные поймы с проходящими по ним сильно извилистыми руслами, образующими большое число затонов, заводей, благоприятных для развития различных кровососущих насекомых. Более мелкие степные речки, берут свое начало у родников, часто теряются в степи и могут даже пересыхать в летний жаркий период. Другие превращаются в цепочку замкнутых водоемов: p. Аксай, p. Елань, p. Илов-ля, р. Терса и прочие [10; 23].

Общая протяженность рек, протекающих по территории Волгоградской области, состав- 36

ляет 7 981 км, 9 из них имеют протяженность более 200 км, их суммарная длина в пределах области – 1947 км. Питание рек происходит за счет атмосферных осадков (80–90 % всего объема) и грунтовых вод.

Большая часть территории региона дренируется Доном с его притоками: Хопром, Медведицей, Иловлей, Чиром, Донской Царицей, Мышковой, Аксаем, Курмоярским Аксаем. Волжский бассейн занимает узкую полосу вдоль долины Волги и включает 30 водотоков [1; 12]. Многие водотоки Волгоградской области пересыхают или значительно снижают уровень расходов воды [7].

К крупным водохранилищам, расположенным на территории региона, относятся Волгоградское и Цимлянское водохранилища. Более мелкие водохранилища: Карповское, Варваровское, Береславское образованы в составе Волго-Донского судоходного канала им. В.И. Ленина [1; 15; 21; 25].

Объем стока бассейнов Волги и Дона, формирующийся в основном за пределами региона, изменяется в зависимости от времени года. В весеннее время объем стока достигает максимальных показателей, после чего снижается в летнее время. В осенний период в результате наступления сезона дождей происходит увеличение объема стока, в зимнее время сток практически не фиксируется [1; 14; 19].

Целью исследования является анализ изменений гидрологического режима водных объектов Волжского бассейна на территории Волгоградской области в условиях зарегулированного стока реки Волга после строительства плотины Волжской гидроэлектростанции.

Материалы, результаты и их обсуждение

Река Волга по территории Волгоградской области протекает на протяжении 318 км, из которых 232 км составляют Волгоградское водохранилище. Годовой объем речного стока реки Волга составляет – 254 км³/год. Площадь водосборного бассейна в пределах области составляет 15,4 тыс. км³ [1; 5; 8; 13; 19]. Левым притоком Волги в пределах Волгоградской области (Старополтавский район) является Еруслан, впадающий с востока в Волгоградское водохранилище. Правобережные притоки незначительны по своей протяженности и площади бассейна – реки Дани-ловка, Щербаковка, Добринка, Балыклейка, Оленья, Дубовочка, Пичуга (Камышинский, Дубовский районы области). Все они впадают в Волгоградское водохранилище. На территории города Волгограда в реку Волгу впадают реки Царица и Мокрая Мечетка. В окрестностях Волжского от реки Волга отделяется рукав реки Ахтубы, который течет параллельно главному руслу. Между ним и рекой Ахтубой образовалась Волго-Ахтубинс-кая пойма, достигающая ширины 25–30 км, территория которой изрезана многочисленными протоками, озерами [1; 12; 19; 25].

Данные годового объема речного стока реки Волга за период наблюдений с 1879 по 2023 гг. представлены на рисунке 1.

Анализ данных показывает зависимость уровня годового стока реки Волга от складывающейся водохозяйственной обстановки в конкретном отчетном периоде. Так, за период приведенных наблюдений максимальный годовой объем речного стока реки наблюдался в 1926 г. и составил 391,0 км³/год. Минимальный объем речного стока за весь период наблюдений фиксировался в 1910 и 1937 г. и составил 158,0 км³/год. За последние 30 лет максимальный объем речного стока составил 336,8 км³/год в 1994 году. В 2023 г. данный показатель зафиксирован на уровне 209,6 км³/год.

Существенные изменения гидрологического режима водных объектов Волжского бассейна на территории Волгоградской области связаны со строительством и вводом в эксплуатацию в 1961 г. Волжской гидроэлектростанции (далее – Волжской ГЭС).

В 1958 г. при строительстве Волжской ГЭС в верхнем течении Волги было образовано Волгоградское водохранилище, что привело к нарушению гидрологического режима реки. Так, скорость течения Волги в межень снизилась с 0,8–1,0 м/с до 0,5–0,7 м/с. Ниже плотины Волжской ГЭС река Волга осталась

Рис. 1. Годовой объем стока р. Волга за период 1879–2023 гг.

в своем естественном состоянии, однако водный режим и твердый сток на этом участке были значительно преобразованы. Затопляемость водных объектов Волго-Ахтубинской поймы после строительства Волжской ГЭС сократилась практически в два раза [1; 6; 8]. Значительно снизились продолжительность половодья и его уровень, сдвинулся на более ранние сроки (с первой декады июня на первую-вторую декаду мая) пик половодья, произошло выравнивание стока по сезонам [1; 8; 13; 19; 22].

График максимальных сбросных расходов Волжской ГЭС за период ее эксплуатации с 1961 по 2023 гг. представлен на рисунке 2 [6; 10; 11].

Волгоградское водохранилище образовано плотиной Волжской ГЭС является замыкающим водохранилищем Волжско-Камского каскада. Одно из крупнейших водохранилищ в России расположено в Саратовской и Волгоградской областях. Общая длина от нижнего бьефа Саратовской ГЭС до плотины Волжской ГЭС достигает 546 км [18], площадь зеркала при нормальном подпорном уровне (НПУ) 15 м достигает 3 115 км², наибольшая ширина – 17 км, полный объем – 31,5 км³, полезный объем – 8,2 км³. Акватория водохранилища с глубинами от 5 до 10 м составляет 21 %, от 10 до 15 м – 16 %, от 15 до 20 м – 15 %, более 20 м – 11 % [1; 8; 19].

Образование Волгоградского водохранилища вызвало существенные изменения гидрологического режима водных объектов Волжского бассейна. В результате строительства плотины Волжской ГЭС уровень воды в водохранилище поднялся до 26 м, уменьшилась скорость течения реки, изменились характеристики весеннего половодья, температурные и ледовые условия [1; 2; 16; 19].

Река Ахтуба является левым рукавом Волги общей протяженностью 537 км, берущим свое начало от основного русла реки Волга напротив северной части города Волгограда ниже плотины Волжской ГЭС и впадающим в рукав Бузан у села Красный Яр Астраханской области. Протяженность Ахту-бы на территории Волгоградской области составляет – 90 км. В период строительства Волжской ГЭС исток Ахтубы был перекрыт плотиной. Для обеспечения постоянного водотока в Ахтубе в северной части Волго-Ах-тубинской поймы был прорыт самотечный судоходный канал (Волго-Ахтубинский канал) длиной около 5 км, по которому часть волжской воды попадает в Ахтубу [2; 17]. Среднесуточный показатель поступления воды из реки Волга в Ахтубу через Волго-Ахтубинский канал составляет 7 075 м³/с. [1; 5; 8; 14; 22].

Уровень воды в реке Ахтуба в условиях зарегулированного стока зависит как от складывающихся в течение года метеорологичес-

Рис. 2. График сбросных расходов Волжской ГЭС в период 1961–2023 гг.

ких условий, так и от режима сброса воды из Волгоградского водохранилища. По своему гидрологическому режиму Ахтуба имеет много общего с рекой Волга. В весенний период уровень воды в реке поднимается на 6–7 м, максимума достигает в мае, а в июне наблюдается спад.

На протяжении одного сезона скорость течения реки Ахтуба может значительно меняться. В период половодья скорость течения реки повышается до 0,9 м/сек в мае, в июне – уменьшается до 0,1 м/сек. По данным наблюдений средняя скорость течения реки Ахтубы находится в пределах от 0,1 до 0,4 м/с.

Ширина русла реки составляет от 100 до 300 м, глубины колеблются от 2 до 12 м [1; 6]. Иногда встречаются ямы глубиной от 14 до 20 м. На всем своем протяжении русло реки в значительной степени извилисто и имеет множество перекатов. Дно реки в основном песчаное, заиленные участки встречаются, как правило, на широких плесах.

В летний период в русле реки наблюдаются мели и перекаты. В маловодные годы в русле реки в меженный период могут наблюдаться противотечения. Основные максимальные уровни половодья в реке Ахтуба фиксируются в конце мая, начале июня. В реке половодье продолжается до конца июня, после чего начинается его спад. В зависимости от графика работы Волжской ГЭС уровень воды в реке Ахтуба может меняться не только по сезонам года, но и по неделям, колебания уровня могут достигать отметки 2–3 м [1; 8].

В зимний период времени Ахтуба покрывается льдом в основном в декабре. Продолжительность ледостава составляет не более 100 дней, от ледяного покрова река и ее притоки освобождаются в конце марта – начале апреля. В период весеннего половодья река Ахтуба является основным водным объектом, через который происходит наполнение водой водных объектов Волго-Ахтубинской поймы [1; 19].

Водные объекты Волго-Ахтубинской поймы представлены на рисунке 3.

Основное заполнение водных объектов Волго-Ахтубинской поймы происходит в период весеннего половодья через рукав Ах-туба, на протяжении 130–150 км от его истока. Уровень горизонта воды рукава Ахтуба на данном отрезке выше отметок воды в реке Волга. В меженный период превышение уровня воды в Ахтубе над уровнем Волги может составлять от 0,5 до 3,0 м, что является определяющим фактором для формирования гидрографической сети Волго-Ахту-бинской поймы.

Рис. 3. Расположение водных объектов Волго-Ахтубинской поймы на территории Волгоградской области

Большая часть водных объектов Волго-Ахтубинской поймы дает сток в период весеннего половодья. В остальное время года водные объекты в пойме представляют собой по всей длине водотока изолированные друг от друга плесовые участки. К основным воложкам (ответвлениям от реки, соединяющиеся с ней) относятся Коршевития, Куропатка, Енотаевская и другие, также в пойме многочисленное количество малых, как правило пересыхающих, временных водных объектов [1; 3; 5; 8; 9; 14; 19; 20; 26].

Система озер Волго-Ахтубинской поймы в основном состоит из расширенных частей ериков и протоков. Значительное количество озер находится в центральной части Волго-Ахубинской поймы. Основное питание озер происходит во время половодья в период высокой воды, через ерики. После прохождения половодья связь с ериками и протоками у озер прекращается. Глубина озер в пойме составляет в основном 1,5 м, в более глубоких озерах данная отметка достигает 8–10 м [1; 4; 11; 19].

Важно отметить, что изменения гидрологического режима и процессов русловой эрозии приводят к постоянным изменениям самих водных объектов поймы: мелеют и отчленяются русла, меняется конфигурация берегов, происходят иные изменения [4]. В настоящее время на государственном уровне особое внимание уделяется вопросам дополнительного обводнения водных объектов Вол-го-Ахтубинской поймы.

Заключение

Анализ раннее проведенных исследований водных объектов бассейна реки Волга на территории Волгоградской области, а также систематизация данных изменений гидрологического режима реки Волга в условиях зарегулированного стока показывают динамику изменений основных параметров гидрологического режима исследуемых водных объектов за весь период наблюдений и связанных с ними экосистем Нижней Волги. Продолжение наблюдений и обобщение полученных данных крайне важны для оценки влияния зарегулированного стока Нижней Волги на развитие хозяйственной деятельности и важ- нейших экосистем Волго-Ахтубинской поймы, а также выработки предложений и рекомендаций по сохранению биоразнобразия уникальных водно-болотных угодий поймы.