Книга 1 «Общая характеристика бассейнов рек бассейна Балтийского


с. 1 ... с. 2 с. 3 с. 4 с. 5

2. Гидрологическая характеристика бассейна

2.1 Гидрологическая изученность

2.1.1 Реки


В гидрологическом отношении бассейны рек Карелии бассейна Балтийского моря (код 01.05.00) изучены слабо. В настоящее время действует лишь один гидрометрический пост СЗ УГМС на р. Лендерка, другой на р. Омельян-Йоки был закрыт в 1987 г. (таблица 2.1). Расположение этих постов показано на рисунке 2.1. Кроме того, в 1954 и 1956 гг. в течение нескольких месяцев на ряде рек проводились кратковременные наблюдения Гипролестрансом.

Таблица 2.1 - Список гидрологических постов и основные гидрографические характеристики водосборов бассейнов рек Карелии бассейна Балтийского моря (российская часть бассейнов) (код 01.05.00)




№№ п/п

Код

поста

Река - пост

Расстояние км

Площадь

водосбора,

км2

Отметка «0» поста

Год

от

истока

от

устья

открытия

закрытия

1

72085

р. Омельян-Йоки –

д. Емельяновка



7,10

0,20

1500

173,34 БС

1949 (1979)

1987

2

72738

р. Лендерка –

пос. Лендеры



115

35

4000

145,06 БС

1929 (1979)

Действ.

2.1.2 Озера


В отношении натурных наблюдений за режимом озер территория слабо освещена данными. На рассматриваемой территории были открыты и действуют в настоящее время 2 водомерных поста СЗ УГМС на озерах Лексозеро и Лендерское (таблица 2.2).

Программа работы постов включает: наблюдения за уровнем воды озер, температурой поверхности воды у берега, температурой воды по глубине (на гидрологической вертикали), наблюдения за ледовыми явлениями и толщиной льда на участке поста. Следует отметить, что наблюдения за температурой воды по глубине на гидрологической вертикали прекращены на оз. Лендерское в 1993 г., на Лексозеро - в 1995 г.

Таблица 2.2 – Перечень пунктов наблюдений на озерах бассейнов рек Карелии бассейна Балтийского моря (российская часть бассейнов) (код 01.05.00)


Водоем

Название поста

Площадь, км2

Отметка нуля поста

Период действия

водосбора


зеркала


высота, м

система

высот


открыт

закрыт

оз. Лексозеро

с. Реболы

3280

166

173,40

БС

21.09.1932

01.07.1941

21.06.1946

Действует

оз. Лендерское

пос. Лендеры

4670

9,90

145,06

БС

01.10.1974

Действует

Рисунок 2.1 – Расположение действующих пунктов гидрометеорологических наблюдений в бассейнах рек Карелии бассейна Балтийского моря (российская часть бассейнов) (код 01.05.00)



2.2 Характеристики водного режима

2.2.1 Реки


Годовой сток

Величина речного стока на рассматриваемой территории определяется совокупностью климатических и физико-географических факторов (геологическое строение почвы, глубина залегания подземных вод и т.д.). Большое количество озер на водосборе в сочетании с болотами и заболоченными лесами нивелируют величину среднего многолетнего стока. Средний многолетний модуль стока составляет 9,3-11,4 л/с км2. Коэффициент вариации годового стока 0,26–0,41. Величина соотношения коэффициентов асимметрии и вариации составляет 2,2–3,2.

На рисунке 2.2 приведены данные по динамике годового стока рек, полученные с учётом приведения к многолетнему периоду.

Обращает на себя внимание экстремально высокая водность рек в 2007 и 2008 годах. Как будет показано ниже в разделе 4.3, это было вызвано повышенной зимней температурой воздуха и увеличенными атмосферными осадками.

Результаты расчета линейных трендов рек ВХУ 01.05.00.001 позволили сделать вывод, что в рядах годового стока рек рассматриваемой территории значимый тренд присутствует на р. Омельян-Йоки (таблица 2.3).

Таблица 2.3 - Оценка параметров линейных трендов годовых расходов воды за период 1925-2009 гг.





Код

поста


Река - пост

Средний

(Qср.),

м3


Коэф-

фициент


вариации

(Cv)



β,

м3



β

Тренд в

% от


Qсред.

Значимость

тренда


1

72085

р,Омельян-Йоки - д,Емельяновка

14,9

0,41

0,111

0,053

64

значим

2

72738

р,Лендерка - пос. Лендеры

45,5

0,26

0,087

0,101

16

не значим

Рисунок 2.2 - Динамика годового стока рек водохозяйственного участка 01.05.00.001, приведённого к многолетнему периоду


Экстремально высокая водность рек в 2007 и 2008 годах ввиду кратковременности периода наблюдающихся аномалий пока не дает возможности говорить о какой-либо направленной тенденции водности рек района и о нарушении стационарности стоковых рядов. Поэтому оценка стационарности параметров многолетних рядов годового стока не проводилась.

Рассчитанные параметры и квантили распределения годового стока рек представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Параметры и квантили распределения годового стока рек Карелии бассейна Балтийского моря (российская часть бассейнов) (код 01.05.00)


Река - пункт

Площадь водосбора, км2

Средний расход воды, м3

Модуль стока, л/сек* км2

Cv

Cs/Cv

Среднегодовые расходы воды, м3

Обеспеченность, %

1

2

5

10

25

50

75

90

95

98

99

Омельян-Йоки –

д, Емельяновка



1500

14,9

9,33

0,41

2,2

32,6

29,9

26,1

23,0

18,4

14,1

10,6

8,01

6,77

5,5

4,85

Лендерка –

пос. Лендеры



4000

46,5

11,6

0,27

3,0

82,7

77,0

69,5

63,2

53,7

44,8

37,3

31,9

29,3

26,3

24,8


Внутригодовое распределение стока

В распределении стока рек в течение года определяющую роль играют климатические факторы - общая увлажненность бассейнов, характеризующаяся годовой суммой осадков, особенностью их выпадения в разные сезоны, включая интенсивность и продолжительность; температура воздуха, определяющая вид осадков (жидкие или твердые); испаряемость, от которой зависит верхний предел испарения с суши и которая в свою очередь определяется радиационным балансом; влажность воздуха. Механизм преобразования осадков, выпавших на водосбор, в речной сток чрезвычайно многообразен и зависит от факторов подстилающей поверхности, из которых на водный режим рек рассматриваемой территории наиболее значительное воздействие оказывают озера.



Весеннее половодье является наиболее многоводной фазой водного режима и составляет 40-50% годового стока. Половодье обычно имеет один пик, исключением являются годы, когда наблюдается значительный возврат холода, приводящий к временному снижению интенсивности снеготаяния и спаду уровней с последующим повышением при потеплении. В некоторые годы двух- и даже трехпиковые половодья обусловлены выпадающими осадками, которые, накладываясь на спад весеннего половодья, вызывают повышение уровня и стока.

Подъемы уровня от снеготаяния начинаются в среднем в третьей декаде апреля, в ранние весны в первой декаде апреля. Интенсивность подъема зависит от водности весны, естественной зарегулированности и особенностей морфометрии русла. Для весеннего половодья характерен сначала медленный подъем уровня воды 5-15 см/сутки, затем интенсивность возрастает до 30-60 см/сутки. Подъем уровня в истоках и на небольших реках обычно проходит за 13-18 дней, а на более крупных реках и реках с большим процентом озерности – за 20-35 дней. Наивысших уровней половодье обычно достигает в первой декаде мая, за исключением больших рек и рек, вытекающих из озер, где пик половодья проходит во второй декаде мая. Пик половодья держится 1-3 дня, затем начинается медленный спад, который заканчивается в июне-августе в зависимости от характера реки. Спад обычно продолжается от 30 до 60 дней, это в 2-2,5 раза дольше, чем подъем. Общая продолжительность половодья в среднем от 40 до 100 дней. Превышение наивысшего уровня весеннего половодья над низшим летним составляет для больших рек 3-5 м, для средних и малых, а также для рек с большим процентом озерности – 1,5-2 м. Наивысшие уровни весеннего половодья являются, как правило, наивысшими годовыми.



Летняя межень на большинстве рек начинается с конца спада половодья и нарушается подъемами уровня от дождей. Четко выделяется летняя межень только на реках с малым процентом озерности (до 5%). На таких реках дождевые паводки выделяются более четко. В отдельные годы подъемы от дождей приближаются к высшим уровням половодья. Низшие уровни летней межени наблюдаются в августе-сентябре. На ряде рек естественный ход уровня воды в летний период, и даже на спаде половодья, искажается работой лесосплавных плотин. На некоторых малых и средних реках в вегетационный период наблюдается зарастание русла водной растительностью, создающее подпор уровня воды.

Осенне-зимний период обычно начинается в конце сентября – начале октября подъемом уровня от дождей, превышающим летнюю межень до 1 м. На многих реках с появлением ледовых образований образуются зажоры. На участках рек, расположенных вблизи истоков из озер, в осеннее-зимний период наблюдается изъятие стока на ледообразование.

Зимней межени свойственен медленный спад уровней, характеризующий иссякание стока. В некоторые зимы плавный ход уровней нарушается незначительным подъемом от оттепелей и очень редко от зажоров. Продолжительность зимней межени для большинства рек 130-150 дней. Низшие уровни обычно наступают в конце марта – начале апреля и являются, как правило, низшими годовыми.

Годовая амплитуда колебаний уровня воды на больших реках достигает 3-5 м, а на малых 1-2 м.

На рисунке 2.3 приведены графики, характеризующие среднемноголетнее внутригодовое распределение стока по расходомерным постам. На графиках хорошо видно распластывание гидрографа весеннего половодья и смещение пика половодья с мая на июнь по мере его прохождения через систему озер.

Рисунок 2.3 - Среднемноголетнее внутригодовое распределение стока рек водохозяйственного участка 01.05.00.001


2.2.2 Озера


Уровенный режим озер

В годовом ходе уровня воды озер наиболее отчетливо выделяется весенний подъем. Наивысший уровень наступает в мае-июле после очищения озер ото льда. Спад весенних вод плавный, нарушаемый иногда отдельными повышениями от выпадающих осадков. На средних и малых озерах наблюдается осенний подъем уровня от дождей, на озерах с большей акваторией осеннее повышение уровня незаметно. Летний минимальный уровень воды на крупных озерах наблюдается в сентябре, а на малых в июле-августе. Зимнее понижение уровней до наиинизших годовых значений приходится на март-апрель.

На больших и средних озерах годовая амплитуда колебания уровней невелика, не более 1,5 м. На малых и некоторых средних водоемах размах амплитуды колебаний уровня воды превышает 3 м.

На рисунке 2.4 представлен совмещенный график внутригодового хода уровня воды озер Лексозеро и Лендерское за многолетний период наблюдений.



Рисунок 2.4 - График внутригодового хода уровня воды озер Лексозеро (1946-2009 гг.) и Лендерское (1974-2009 гг.) за многолетний период наблюдений


Годовая амплитуда колебания озер Лексозеро и Лендерское колеблется в пределах от 40 до 110 см, а размах многолетних колебаний уровня воды около 2 м.

Термический режим озер

Дата перехода температуры воды через 0,2°С весной, как правило, наступает в первой декаде мая, спустя 10-20 дней после перехода температуры воздуха через 0°С. Самые ранние даты - в конце второй декады апреля, поздние - в конце мая. Наибольшей плотности (4°С) вода достигает в конце мая - начале июня, а переход температуры воды в поверхностном слое через 10°С происходит в начале третьей декады июня. В таблице 2.5 приведены характерные даты перехода температуры поверхности воды озер через заданные пределы по данным наблюдений за период с 1946 по 2009 г.

Таблица 2.5 - Характерные даты перехода температуры воды озер Лексозеро и Лендерское через заданные пределы за многолетний период


Характеристика

Даты перехода температуры воды весной через

Даты перехода температуры воды осенью через

0,2°С

4°С

10°С

10°С

4°С

0,2°С

Оз. Лексозеро (1946-2009 гг.)

средние

07.05

19.05

07.06

23.09

20.10

11.11

Наибольшие (ранние)

26.04.1977,

2007


06.05.1948,

2001,2006



18.05.2003

13.09.1977

04.10.1997

23.10.1960,

1993


Наименьшие (поздние)

20.05.78

31.05.78

29.06.49

08.10.1999

16.11.67

11.12.1996

Оз. Лендерское (1974-2009 гг.)

средние

25.04

12.05

31.05

24.09

16.10

13.11

Наибольшие (ранние)

21.02.2003

30.04.2001

22.05.2003

13.09.1993

11.10.2002

04.11.2006

Наименьшие (поздние)

27.04.1992

22.05.1997

12.06.1998

9.10.2007

05.11.2008

12.02.2002

Средняя месячная температура воды озер в июне 10-14°С. В июле-августе значения температуры воды колеблются в пределах 15-18°С, достигая максимальных суточных значений в июле – 21-26°С. В таблице 2.6 приведены характерные высшие срочные значения температуры воды озер Лексозеро и Лендерское за период наблюдений.

Таблица 2.6 – Характерные высшие срочные значения температуры воды озер Лексозеро и Лендерское



Характеристика

Температура воды/дата

Дата

Оз.Лексозеро (1946-2009)

средняя

22,9

20.07

Наибольшая (ранние)

26,9

05,14.07.1972



14.06.1992

Наименьшая (поздние)

18,7

28.07.1962



20.08.1955

Оз.Лендерское (1974-2009 гг.)

средняя

20,1

24.07

Наибольшая (ранние)

24,1

08,15.07.1999



15.06.1992

Наименьшая (поздние)

18,4

19,20.1990



19.08.1990

Процесс охлаждения - переход температуры воды через 10°С осенью - начинается в конце второй декады сентября и заканчивается в начале октября. Температура воды озер достигает 4°С в середине октября-начале ноября. Спустя 15-25 дней после перехода температуры воздуха через 0°С наблюдается переход температуры воды через 0,2°С. Это происходит во второй декаде ноября. На рисунке 2.5 представлен график хронологического хода среднемесячной температуры поверхности воды озер Лексозеро и Лендерское за многолетний период наблюдений.



Рисунок 2.5 – График хронологического хода среднемесячной температуры поверхности воды за период наблюдений на озерах Лексозеро (1946-2009) и Лендерское (1974-2009)

По характеру прогревания воды по глубине все озера рассматриваемой территории относятся к двум группам. К первой группе относятся водоемы, нагревающиеся летом в условиях гомотермии, периодически сменяющейся слабо выраженной стратификацией температур. Это неглубокие озера (средняя глубина до 10 м) с берегами, не препятствующими проникновению ветрового потока к водной поверхности. В этих озерах разница между температурой поверхностных и придонных слоев в летнее время не превышает 2-3°С, а иногда и совсем не наблюдается (рисунок 2.6).

Абсолютная величина температуры воды довольно высокая и приближается в летние месяцы (май-август) к температуре воздуха. В годовом ходе температура воды достигает максимальных значений в конце июля - начале августа, после чего наступает гомотермия, а в октябре-ноябре обратная стратификация температур. В зимнее время выхолаживание озер довольно значительно.

Ко второй группе отнесены водоемы с глубинами 20 и более метров, а если они мало подвержены действию ветра, то и с меньшими глубинами.

Рисунок 2.6 - Эпюры распредения температуры по глубине на гидрологической вертикали на оз.Лендерское (1993 г.)


Второй тип температурного режима озер характеризуется нагреванием их в состоянии устойчивой термической стратификации температур. В нижних глубоких слоях – гиполимнионе – температура воды летом около 6-10° градусов и ниже. Средние слои - металимнион – в то же время имеют температуру, изменяющиюся примерно от 7-8 до 14-16°С, а верхние слои – эпилимнион – от 18-20 до 22-24°С. В этих озерах в течение лета ярко выражен температурный скачок, опускающийся к концу периода до 10-15 м (рисунок 2.7). В период ледостава придонная температура воды равна 3°С, а температура средних слоев - около 2,0°С.

Рисунок 2.7 - Эпюры распредения температуры по глубине на гидрологической вертикали оз.Лексозеро (1994 г.)



Ледовый режим озер

Замерзание. Сроки появления ледяных образований на водоемах и их дальнейшее развитие определяются запасом тепла в озерах, интенсивностью перехода суточных температур воздуха через 0°С к отрицательным значениям, ветровым режимом и др.

Осенью после устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С водные массы резко охлаждаются, и спустя 15-25 дней начинается замерзание озер. Процесс замерзания начинается с образования сала и заберегов, которые появляются в конце октября-начале ноября на небольших озерах и середине ноября - на средних.

При резких и устойчивых похолоданиях и отсутствии ветра ледостав полностью устанавливается быстро, вскоре за первыми ледовыми явлениями (в течение 2-4 дней), а при неустойчивой погоде, характеризующейся чередованием заморков и оттепелей и сильными ветрами, ледообразование может продолжаться в течение месяца и более. Замерзание озер в среднем происходит в пределах первой-второй декады ноября. Наиболее ранние даты замерзания отмечены во второй половине октября, поздние – в конце ноября - середине декабря.

В таблице 2.7 приведены характерные даты наступления ледовых явлений по данным многолетних наблюдений на озерах Лексозеро и Лендерское.


Таблица 2.7 – Ледовые явления на озерах Лексозеро и Лендерское

Характеристика

Начало

ледовых явлений



Начало

ледостава



Начало

разрушения ледостава



Окончание ледостава

Очищение

ото льда


Продолжительность ледостава, суток

оз. Лексозеро (1938-2009)

Средняя

03.11

10.11

21.04

15.05

21.05

187

Наибольшая

(ранняя)


12.10.1973

16.10.1976

13.03.2007

30.04.1950

03.05.1950

218

1973-74


Наименьшая

(поздняя)



13.12.38

14.12.38

14.05.73

25.03.1974

03.06.1974

157

1938-39


оз. Лендерское (1974-2009)

Средняя

25.11

18.11

11.04

28.04

10.05

189

Наибольшая

(ранняя)


17.10.1993

19.10.2003

02.04.1999,2000,2006

15.04.2007

26.04.2007

194

2002-2003



Наименьшая

(поздняя)



10.12.1997

25.12.1997

24.04.1997

07.05.1997

21.05.1997

134

1996-1997




Ледяной покров. В начале устойчивого ледостава толщина льда на озерах в среднем составляет 10-15 см, а в отдельные годы она увеличивается до 30-40 см. Интенсивное нарастание толщины льда в дальнейшем по мере увеличения мощности ледяного покрова и высоты снега на нем замедляется и на большинстве озер в начале апреля прекращается. От момента установления ледостава до конца декабря средний прирост толщины льда составляет 20-30 см, а в течение января-февраля - 10-20 см и иногда достигает 30 см, в марте - 5-10 см. Средняя многолетняя толщина льда на озерах составляет 40-50 см. Наибольшая толщина льда отмечается в третьей декаде марта – первой декаде апреля и составляет в среднем 55-70 см. Ледяной покров устойчивый, поверхность его преимущественно ровная.

Наибольшая толщина льда на оз. Лексозеро 107 см наблюдалась 10 апреля 1956 г. Наибольшая толщина льда на оз.Лендерском была отмечена 10 апреля 1979 г. и составила 67 см.



Вскрытие. Весной после перехода температуры воздуха через 0°С начинается прогрев водной массы через лед и спустя 10-15 дней температура воды достигает 0,2°С. При этом начинается разрушение ледяного покрова, которое проявляется в появлении закраин и подвижек льда. На большинстве озер лед тает на месте.

В среднем вскрытие водоемов происходит во второй декаде мая (иногда в начале мая). Средняя продолжительность таяния составляет 3-17 дней. В затяжные весны продолжительность разрушения льда может увеличиться до 29-38 дней. Продолжительность таяния льда зависит также от суровости зим, когда таяние водоемов становится более длительным и вскрытие и очищение ото льда наступает позднее на 10-15 дней.

Средняя дата очищения ото льда озер приходится на 2-3 декады мая. Самое раннее очищение наблюдалось в первой декаде мая.


с. 1 ... с. 2 с. 3 с. 4 с. 5

скачать файл