книги из ГПНТБ / Панов Б.П. Зимний режим рек СССР

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Б. П. ПАНОВ

ЗИМНИЙ РЕЖИМ РЕК СССР

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛЕНИНГРАДСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

I9 60

ПРЕДИСЛОВИЕ

Режим рек в зимний сезон имеет специфический характер, связанный с переходом части, а в некоторых случаях и всех русловых масс воды из жидкой фазы в твердую.

Формы и продолжительность существования, таяние и раз­ рушения ледяного покрова в сочетании с изменениями уровней, расходов воды и тепловых запасов представляют сложный комплекс явлений, резко , выделяющих зимний сезон среди остальных сезонов года.

Коренные изменения, происходящие в это время с водными объектами, не могли не учитываться в хозяйственной деятель­ ности человека. Поэтому особенности их издавна изучались.

Наша страна была первой как в организации систематиче­ ского изучения зимнего режима рек, так и в научных теорети­ ческих исследованиях.

Еще в прошлом столетии в трудах К. С. Веселовского, затем М. А. Рыкачева были даны сводки сведений по вскрытию и за­

мерзанию рек с глубоким анализом закономерностей изменений этих явлений по территории и во времени. В начале текущего столетия в трудах В. Б. Шостаковича, В. М. Лохтина, М. Ф. Ционглинского, Е. В. Близняка были разработаны теоретические основы заторообразования, формирования внутриводного льда,

процессов вскрытия рек, в которых получили дальнейшее раз­ витие взгляды М. А. Рыкачева.

Но до Октябрьской революции интерес к зимнему состоя­ нию рек проявлялся почти исключительно с точки зрения их

использования в качестве водных путей, что соответственно сужало и состав исследований, ограничивая их преимущественно вопросами о сроках появления и исчезновения ледовых образо­ ваний.

Отдельные исследования, касавшиеся зажоров, формирова­ ния внутриводного льда и т. д., в своей основе были также

3

ГЛАВА I

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЗИМНИЙ СЕЗОН»

И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕК ПО ЗИМНЕМУ РЕЖИМУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЗИМНИЙ СЕЗОН»

Деление гидрологического года на сезоны достаточно прочно вошло в практику гидрологии, однако до сего времени нет еще единых взглядов по этому вопросу.

Ряд авторов [1, 21 за начало и конец зимнего сезона прини­

мает даты перехода температур воздуха через определенное

их значение, что не соответствует фактическим срокам сезон­ ных изменений режимного состояния рек.

Ф. И. Быдин [3] начало зимнего сезона определяет с момента

физико-географических и климатических факторов, а также усло­ вий питания рек и режима расходов воды. За начало зимнего сезона он принимает дату появления льда на реке, удерживаю­ щегося не менее 15 дней. При временных очищениях реки на период более 5 дней начало сезона считается от даты возобновле­ ния ледяных образований, а конец определяется началом очевид­ ного весеннего повышения расходов воды, вне зависимости от наличия ледяного покрова.

Как видим, начало зимнего сезона Г. И. Швец определяет по одному критерию, а конец — по другому, что представляется

нелогичным.

А. В. Огиевский [4] за критерий для определения зимнего

сезона принимает наличие ледяного покрова.

Приведенный далеко не полный перечень принимаемых раз­

личными авторами определений начала и конца зимнего сезона показывает неидентичность в подходе к понятию зимнего сезона, что является следствием недоучета ими многообразия зимнего режима рек в различных климатических и физикогеографических условиях.

Если для районов северной полосы зимний период для реки связывается с наличием ледяного покрова, то для рек юго-за­

5

падных и южных районов этот фактор не является доминирую­ щим и обязательным. На южных окраинах СССР холодный период года для рек характеризуется только иными соотноше­ ниями элементов водного баланса . по сравнению с теплым периодом, т. е. зимнего сезона в обычном понимании здесь нет. Кроме того, следует отметить, что даже внутри районов с выра­ женным ледоставом режимные характеристики рек в зимний сезон весьма различны. Во многих местах, как, например, .в Ли­ товской ССР, Закарпатской Украине и т. д., ледяной покров на реках неустойчив и не является наиболее характерной чер­ той режима; в этих местностях, пожалуй, более типичными оказываются зимние паводки.

Таким образом, зимний сезон на реках следует рассматри­ вать как их режимное состояние, свойственное холодной части

года, неодинаковое для различных районов. Поэтому и крите­ рии определения зимнего сезона для каждого климатического

района могут быть различными.

В частности, предлагаемый Ф. И. Быдиным и А. В. Огиевским критерий (наличие ледовых образований) наиболее при­ меним для северных и северо-восточных районов СССР с устой­ чивыми отрицательными температурами зимой.

Определения Г. И. Швеца отвечают условиям юго-западных и западных районов ЕТС, где осенью переход от положительных

температур воздуха к отрицательным происходит с неоднократ­ ными возвратами тепла, прерывающими иногда надолго про­

цессы ледообразования.

В этих районах связывать начало зимнего сезона с опреде­ ленным значением температур воздуха особенно сложно и, наоборот, достаточно просто в Восточной Сибири, отличающейся

резким их понижением при переходе от осеннего к зимнему состоянию погодных условий.

При назначении конца зимнего сезона для южных рек с теп­

ловым типом вскрытия можно рекомендовать руководство­ ваться ледовым режимом — вскрытием реки, а для северных, во вскрытии которых преобладает механический фактор, уровен­ ным режимом — началом интенсивного подъема вод.

Отмеченное многообразие проявления форм зимнего сезона на реках в различных климатических и физико-географических

КЛАССИФИКАЦИЯ РЕК ПО ЗИМНЕМУ РЕЖИМУ

Классификации рек по особенностям режима были разра­ ботаны М. И. Львовичем [5], Л. М. Ковалевым [6], А. А. Соко­ ловым [7], А. Г. Прониным [8] и Н. Г. Конкиной (9].

М. И. Львович разработал классификацию на основе учета

6

продолжительности периода ледостава и наличия наледей, т. е.

по признакам ледового режима, что недостаточно для все­ объемлющей характеристики условий зимнего сезона.

В схеме Л. М. Ковалева, не учитываются климатические факторы, условия питания рек в зимний сезон, гидрографиче­ ские особенности и поэтому она не отражает с достаточной

рек за основной критерий принимается повышение уровней во вто­ рой половине зимы под влиянием статического давления льда, что не соответствует природным условиям.

Так, например, на р. Унже, которая им принята в качестве об­ разца этого типа рек, за 1946 г. с 20 января по 31 марта изменения уровней, толщины льда и снега были следующими: у г. Кологрива уровни повысились на 1 см, приращение толщины льда произошло на 7 см, снега на 10 см; у г. Макарьева уровни повысились на 9 см, толщина льда увеличилась на 10 см, снега на 13 см.

Поскольку приращение толщины ледяного покрова в обоих створах почти одно и то же, а изменение уровней оказывается различным (как это наблюдается и по другим рекам), то при­ веденные данные не согласуются с объяснением автора рас­

сматриваемой классификации.

Во второй половине зимы обычно нарастание толщины ле­ дяного покрова происходит замедленно и в средней полосе уже в марте сменяется стаиванием снизу.

Происходящее иногда увеличение толщины льда в самом конце зимы является следствием образования наслуда от под­ таивания снежного покрова на льду, что не может вызвать повышения статического его давления на воду.

Так как в этот период сезона питающие реку запасы грунто­

вых вод тоже не могут вызвать повышения уровней, то был

произведен ориентировочный подсчет объема стока воды от подтаивания льда снизу на примере р. Унжи.

Можно предполагать, что колебания уровней на реках в это время года обусловливаются главным образом изменением водоносности, если не рассматривать рек перемерзающих,

наледных и т. д. Грунтовый сток в этот период года более или

менее равномерно уменьшается, что внешне и проявляется в виде снижения уровней.

В табл. 1 приведены сведения о длине гидрографической

системы р. Унжи, полученные по карте поверхностных вод

системы 17,496-106 м2. Если принять, что снизу стаивает 30%

ледяного покрова, а его толщина на этой реке около 50 см, то

7

8