Atlas

Открыть в полном размере

Сток

Карта «Средний многолетний сток» отражает закономерности формирования водного режима территории, которые определяются свойствами ландшафтов трансформировать атмосферное увлажнение в сток.

Для бассейна водного объекта поверхностный сток представляет собой суммарную величину водоотдачи с ландшафтов водосбора. Величина стока с ландшафтных комплексов определяется путем решения обратной задачи - выявления связи расхода воды в замыкающем створе водосбора со стоком с ландшафтных ареалов, занимающих его площадь, и рассчитывается на основании уравнения Q_j = ∑q_i f_ij, где  _j - индекс речного бассейна;  Q_j - сток с него, л/с;  q_i - модуль стока с _i-го ландшафтного комплекса, л/c км²;  f_ij - площади _j-го бассейна, занятые _i-м ландшафтом, км². Для построения карты в расчетах использовались среднемноголетние данные по стоку для малых и средних рек бассейна оз. Байкал [Многолетние.., 1986, http://www.r-arcticnet.sr.unh.edu].  Характеристики ландшафтных компонентов получены на основе материалов по ландшафтам Байкальского региона [Ландшафты…, 1977, Природные .., 2009, Ландшафты.., 1990, Лысанова и др., 2009]. В соответствии с региональной размерностью, степень обобщения выбрана на уровне геомов, для которых определены модули среднемноголетнего стока. На карте территория поделена на районы в соответствии с пятью градациями модуля - от менее 1 до более 10 л/с км².

Водосбор озера охватывает различные ландшафтные зоны и высотные пояса, что обусловливает большую контрастность величин стока. Наибольшие модули годового стока формируются в гольцовых и горно-таежных ландшафтах. Минимальные величины стока характерны для степных и лесостепных территорий, а в пустынных районах Монголии (бассейн Селенги) формирования стока практически не происходит.

Карты минимального и максимального стока построены на основе типологической ландшафтной классификации, представленной на  карте  [Ландшафты…, 1977]. В процессе исследования сделаны обобщения видов ландшафтов на основе выявления наиболее информативных в гидрологическом отношении свойств (морфологические характеристики, структура растительности, высотная поясность и др.). В результате более 200 ландшафтов объединены в шестнадцать типов природных комплексов, для которых определялись величины стока. Модули максимального снегового и минимального летнего стока рассчитывались по методике, описанной выше.

Территории с максимальным стоком половодья приурочены к горным системам и хребтам, занятыми гольцовыми редколесьями и горно-таежными ландшафтами. Основные районы, отличающиеся  формированием частых и высоких наводнений, – это Байкальский хребет на северо-восточной оконечности озера; Баргузинский хребет, расположенный в юго-восточной части водосбора, и хребет Хамар-Дабан, охватывающий  юго-западное побережье Байкала. На карте величины модуля максимального стока показаны в трех градациях – менее 25, 25 – 70 и более 100 л/с км².

Особенности формирования минимального летнего стока в бассейне Байкала связаны с режимом атмосферного увлажнения, а также высотными и экспозиционными эффектами. Расчеты и анализ минимального летнего стока показали относительно высокую водоотдачу в меженный период с высокогорных таежных ландшафтов и крайне низкое стокоформирование в центральных районах водосбора р. Селенги и на территории Приольхонья, которые заняты светлохвойными ландшафтами и степными комплексами на склонах и равнинах. На карте величина минимального стока показана в трех градациях – менее 1.5, 3.0 – 5.0, более 5.0 л/с км².

Ландшафтно-гидрологическое картографирование на основе количественных характеристик водоотдачи ландшафтных комплексов объективно отображает гидрологическую организацию территории.

Литература

Кузнецова Т. И. Карта «Природные ландшафты Байкальского региона и их использование»: назначение, структура, содержание / Т. И. Кузнецова, А. Р. Батуев, А. В. Бардаш // Геодезия и картография. - 2009. - N 9. - С. 18-28

Ландшафты юга Восточной Сибири [Карты]: [физическая карта] / сост. и подгот. к печати фабрика №4 ГУГК в 1976 г.; авторы В.С. Михеев, В.А. Ряшин; - 1 : 1500 000. – М.: ГУГК,  1977. – 1 к. (4 л.): цв.

Ландшафты [Карты]: [физическая карта] / Национальный Атлас Монгольской Народной Республики. / сост. и подгот. к печати ГУГК в 1989 г., авторы Б.М. Ишмуратов, К.Н. Мисевич, И.Л. Савельева и др.

Лысанова Г.И., Семёнов Ю.М., Шеховцов А.И., Сороковой А.А. Геосистемы Республики Тыва // География и природные ресурсы. -  2013. - № 3. – С. 181 – 185.

Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Бассейн Байкала – Т. 1: вып. 14. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 361 с.

A Regional, Electronic, Hydrographic Data Network For the Arctic Region – электронный ресурс http://www.r-arcticnet.sr.unh.edu

Открыть в полном размере

Наводнения

Цель карты  наводнений -  дать общее представление о распределении риска наводнений по территории, о степени их опасности для жизнедеятельности людей и объектов народного хозяйства. Для ее составления использовались справочные материалы государственного водного кадастра [Многолетние …, 1986; Ресурсы …, 1973], данные об ущербе в результате затоплений, фондовые и картографические материалы.

Опасность наводнений характеризуется их генезисом, повторяемостью, силой воздействия, величиной ущерба, возможностью и целесообразностью прогнозирования опасной ситуации. Интегральный риск наводнений определялся Т.А.Борисовой по методике территориальной оценки риска от наводнений [Борисова, 2013], на основе частных карт пораженности земель разных категорий и населения (по расчетам физического, экономического и социального рисков). Для рек южного Байкала, стекающих с отрогов хребта Хамар-Дабан, опасность наводнений определена экспертным путем вследствие отсутствия необходимых расчетных данных.

Значительные наводнения отмечаются на  рр. Селенге, Хилке, Уде, Верхней Ангаре, Баргузине. При обычных наводнениях глубина затопления поймы не превышает 0,5 – 1 м, а при больших достигает 1,8 – 3 м. Высота слоя воды на пойме увеличивается вниз по течению рек; так, на р.Селенге у с.Усть-Кяхта она не превышает 1 м, а у г.Улан-Удэ увеличивается до 3 м. Наиболее продолжительные разливы воды на поймах (30-90 суток) наблюдаются в долине р. Селенги и в нижнем течении р. Чикоя. Менее продолжительные наводнения (до 25 суток) отмечаются в бассейнах рек Баргузин, Верхняя Ангара, Уда, Джида и других. На небольших реках, впадающих непосредственно в оз. Байкал, продолжительность наводнений, как правило, не превышает 3 – 7 дней.

Для рек рассматриваемого региона характерны повышения уровней и расходов воды во время весенних половодий - в результате таяния снежного покрова и ледников - и во время летних дождевых паводков. Высокое весеннее половодье не характерно для рек южной части. Реки бассейна Селенги, а также водотоки, стекающие с хребтов Хамар-Дабан и Приморского, относятся к рекам с весенним половодьем. Реки с весенне-летним половодьем расположены в северной части рассматриваемой территории (Верхняя Ангара, Баргузин, Турка, Тыя, Рель, Гоуджекит и др.).

Вскрытие рек нередко сопровождается заторными явлениями, ведущими к резким кратковременным подъемам воды. Такие локальные наводнения приурочены к определенным участкам сужений русел рек или излучин. Наиболее затороопасные участки зафиксированы на р. Селенга (г. Омулевка – с. Вознесеновка, разъезд Мостовой – п. Рейд и др.).

Дождевые паводки обычно начинаются на спаде половодья и наблюдаются в течение всего лета. Наиболее высокие паводки в году обычно наблюдаются в июле – августе.  Максимальная интенсивность подъема уровней отмечается на реках бассейна Селенги. Так,  при прохождении наивысшего за 70 лет паводка на р. Джида (1971) она составляла 4,57 м/сут. (г. п. Хамней) и 2,79 м/сут. (г. п. Джида). Кроме того, быстрые подъемы уровней ряда горных притоков (Хамней, Курба, Она и др.) связаны также с их расположением в зоне многолетнемерзлых пород, значительно ослабляющих инфильтрационную способность грунтов.  Колебания уровней  воды на р. Селенге и в нижних течениях ее притоков имеют более сглаженный характер, что обусловлено распластыванием паводков и регулирующим влиянием пойм. Однако вследствие того, что здесь бывают  наибольшие по глубине и  продолжительности затопления поймы, а также из-за того, что эта территория наиболее освоена в хозяйственном отношении и относительно плотно заселена, ущербы от наводнений здесь наибольшие.

Максимумы дождевых паводков на рассматриваемой территории существенно преобладают над максимумами половодья как по абсолютной величине, так и по их количеству в выборке годовых максимумов [Кичигина, 2000] и являются наиболее опасными для формирования наводнений. Исключение представляют некоторые реки северных районов(Верхняя Ангара, Баргузин, Рель и Тыя), где основной фазой водного режима является половодье. Распределение гидростворов с преобладанием паводочных максимумов и соизмеримым вкладом половодных и паводочных максимумов представлено на карте. Паводочные наводнения наносят больший ущерб, поскольку имеют широкое распространение и значительную повторяемость, высокую скорость формирования и могут охватывать затоплением как отдельные небольшие бассейны, так и обширные территории. Заблаговременность и точность  их прогнозов, определяемых степенью успешности прогнозов осадков, как правило, невелика. Так, в июле 1966 г разрушительный паводок заставил реку Туул повыситься более чем на 3 м и за несколько часов затопил Улан-Батор и унес жизни 130 человек. Ущербы в бассейне р. Селенга только для Республики Бурятия составили в 1971 г. около 1,4 млрд руб., в 1973 г. – 0,7 млрд руб., в 1993 г. – 40 млрд руб. (в текущих ценах). На территории Монголии ущербы значительно ниже, вследствие специфики расселения и хозяйственного использования пойменных земель.

На южном побережье оз.Байкал (от устья р. Мысовки до истока р.Ангары), на юго-восточной склоне Байкальского хребта, а также на ряде притоков р.Селенги прохождение паводков часто усугубляется селями [Макаров, 2012].Селевые наводнения возникают в результате интенсивных ливней на участках со значительной крутизной склонов и наличием легко смываемого рыхлого грунта. Наибольшее развитие селевые процессы имеют в приустьевых частях русел рек северного склона хр.Хамар-Дабан и вдоль трассы Кругобайкальской железной дороги. Сели обладают большой разрушительной силой, способны приобрести катастрофический характер и привести к значительным ущербам. Подъемы уровней в малых реках Похабиха, Тиганчиха и др. могут быть вызваны таянием наледей, образованных в результате промерзания русел этих рек.

В целом реки бассейна оз. Байкал относятся к рекам с высокой вероятностью наводнений. Небольшие наводнения на отдельных реках регистрируются почти ежегодно. Повторяемость широкомасштабных наводнений за период 1936 – 2012 гг. составляет 5 – 12%. В прошлом веке по данным статистики самые крупные наводнения зафиксированы в 1932, 1936, 1971, 1973, 1993, 1998 гг.

Важными характеристиками являются высота слоя воды на пойме и продолжительность стояния высоких отметок. Высота  зависит как от силы наводнения, так и от гидрологических и морфологических характеристик реки: при наводнениях  на р. Селенга у с.Усть-Кяхта она составляет 1 – 2 м; у с.Новоселенгинск, в условиях сужения долины и существенного привноса воды рр. Джида и. Чикой -  резко увеличивается и может превыщать 4 м, у г.Улан-Удэ понижается до 2,2 м, а в обширной дельте – до 1 м.

Продолжительность стояния высоких отметок различна. Продолжительные разливы воды на поймах (25-40 суток) наблюдаются в долине р.Селенга и в нижнем течении р.Чикой. Менее продолжительные наводнения (до 25 суток) отмечаются в бассейнах рек Баргузин, Верхняя Ангара, Уда, Джида и др. На небольших горных реках, она, как правило, не превышает 3 – 7 дней.

Периодическому затоплению  подвергается 3-5 % территории бассейна, однако, преимущественно это наиболее освоенные и заселенные земли. Так, в бассейне р. Селенга в пределах российской части затоплению может подвергаться около 4 тыс. км2 пойменных ландшафтов; 231,6 тыс. га, или 9,5 % являются землями сельскохозяйственного назначения. На реках северной части (Баргузин, Верхняя Ангара) – затопляется почти 2 тыс. км2, из которых четверть -   сельхозугодья.

На основе обобщения фондовых, справочных материалов, наших исследований и расчетов составлен реестр населенных пунктов на территории бассейна оз. Байкал, попадающих в зону затопления. Всего в зону затопления попадает 75 населенных пунктов; населенные пункты с наибольшей степенью опасности наводнений представлены на карте.

Литература

Борисова Т.А. Природно-антропогенные риски в бассейне озера Байкал / отв. ред. чл.-кор. РАН А.К. Тулохонов.– Новосибирск: Академическое изд-во “Гео”, 2013. – 126 с.

Кичигина Н.В. Генетический и статистический анализ максимального стока рек юга Восточной Сибири // Природные и социально-экономические условия регионов Сибири. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - С. 19-22.

Макаров С.А. Сели Прибайкалья. – Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2012. – 111 с.

Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986.  - Вып. 13. - 346 с.; Вып. 14. - 282 с.

Ресурсы поверхностных вод СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – Т.16. – Вып. 2. - 586 с.;  1973. – Т.16. – Вып.3. - 400 с.

Открыть в полном размере

Самоочищение поверхностных вод

Карта «Условия самоочищения поверхностных вод» отражает потенциальную способность природных вод территории нейтрализовать поступление загрязнителей в водные объекты и восстанавливать первоначальные свойства и состав воды. Способность водных объектов к самоочищению формируется химическими, физическими и биологическими процессами, преобладающую роль среди которых играют разбавление и окисление.

Процесс разбавления загрязняющих веществ водами рек и водоемов находится в прямой зависимости от количества водной массы, и характеризовать его можно притоком воды в водоем и расходами воды в реках в период минимального стока (условия наибольшего экологического напряжения). Ввиду отсутствия материалов о притоке для большинства озер территории, оценка разбавляющей способности проводилась по среднегодовому объему воды в водоемах.

Процесс окисления органических веществ зависит от количества кислорода, поступающего из атмосферы, и определяется условиями перемешивания и температурным режимом водных объектов. Количество кислорода, требуемое для протекания процесса окисления, обозначается как биохимическое потребление кислорода (БПК5 и ХПК) и нормируется для различных веществ при температуре воды 20°С. Ввиду недостаточности данных по БПК5 и ХПК, интенсивность окислительных реакций оценивалась косвенно, исходя из средней температуры за теплый период и интенсивности перемешивания воды.

Перемешивание воды в водоемах происходит под влиянием разницы плотности и динамических параметров, таких как волнение, сгонно-нагонные явления и др. Данных наблюдений за волнением (также, как и за притоком) на водоемах Байкальского региона недостаточно, что обусловило необходимость косвенных оценок динамических характеристик. Здесь в качестве показателя интенсивности перемешивания использовались морфометрические параметры - соотношение глубины и площади зеркала, которое характеризует потенциальную силу волнения. В водотоках критерием степени перемешивания являются уклоны русла, от которых зависят скорости течения.

В итоге критериями оценки условий самоочищения поверхностных вод являются температура, расходы и объемы воды, уклоны водотоков и морфометрические параметры водоемов. В соответствии с региональной размерностью территории анализ проводился для водосборов средних и крупных рек (4 – 6 порядка по Страллеру) и озер.

Параметризация данных характеристик проведена с помощью приемов статистического и сравнительного анализов, с разработкой специальных шкал и матриц. Для построения карты использованы кадастровые данные по более 200 водотокам и 12 озерам и водохранилищам бассейна озера Байкал [Многолетние.., 1986; Ресурсы.., 1972, 1973]. Для большинства рек территории интенсивность перемешивания определялась по участкам в соответствии с продольным уклоном. Диапазон уклонов разбит на четыре группы - от минимальных значений (0–2 ‰) для равнинных территорий до максимальных (более 15 ‰) на горных участках. Температура воды за теплый период рассчитывалась как средняя за четыре месяца (июнь – сентябрь), так как на реках региона переход температуры воды через 0 °С отмечается в мае и октябре. Шкала температур разбита на три интервала - ниже 10, от 10 до 15 и выше 15 °С. Объемы воды, необходимые для разбавления загрязнителей, определялись, исходя из минимальных 30-дневных расходов водотоков (семь градаций - от менее 10 до более 800 м³/с) и среднегодового количества воды в водных объектах (четыре градации - от менее 10 до более 500 м³).

Определение условий самоочищения рек и водоемов осуществлялось поэтапно. В первую очередь оценивалась трансформации загрязняющего вещества в результате биохимических процессов, затем анализировались условия разбавления загрязнителей. В результате определены 4 категории степени самоочищения водных объектов.

На карте условия самоочищения водных объектов показаны цветными линейными вдольрусловыми эпюрами и штриховкой для водоемов. Наиболее благоприятные условия самоочищения на территории Байкальского бассейна складываются на отдельных участках реки Селенги. Большинство водных объектов территории отнесены к категории удовлетворительных условий.

Самоочищающую способность можно считать критерием устойчивости (сохранения свойств) водных экосистем к антропогенным нагрузкам, а карту рассматривать как элемент оценки водноэкологического потенциала территории.

Литература

Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Бассейн Байкала – Т. 1: вып. 14. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 361 с

Ресурсы поверхностных вод СССР [Текст]   – Т. 16: вып. 3. – Л.: Гидрометиздат, 1972. – 595 с.

Ресурсы поверхностных вод СССР. - Т.16: вып.3. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 400с.