СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ДИНАМИКЕ СТОКА С ЗАБОЛОЧЕННЫХ РЕЧНЫХ ВОДОСБОРОВБОЛЬШОГО ВАСЮГАНСКОГО БОЛОТА Л. И. Дубровская, Д. В. Дроздова

Анализируется динамика характеристик стока с заболоченных водосборов малых и средних рек на территории Большого Васюганского болота.

Климат нашей планеты меняется, об этом свидетельствуют данные метеорологических наблюдений. Наиболее заметное потепление имело место, начиная с 80-х годов, в средних и высоких широтах континентальных районов Евразии [1]. Например, в Сибири российскими климатологами обнаружено, что за сто лет в целом среднегодовые температуры выросли на 3°C. Если взять случаи со среднегодовыми температурами выше нормы на 2°C и более, то таких насчитывается семнадцать за сто лет. Из них пятнадцать приходится на период после 1980 года [2]. Конечно, эта тенденция говорит о потеплении регионального климата. Признано, что ярче всего потепление проявляется зимой, за исключением 2010 года с аномально холодной зимой.

Неустойчивость климатической системы находит отражение в гидросфере: данные наблюдений свидетельствуют о продолжающемся таянии ледников и вечной мерзлоты, усилении неравномерности выпадения осадков, изменении режима стока рек и др. [1, 3, 4].

Степень проявления климатического тренда в режимных характеристиках речного стока зависит от многих факторов, в первую очередь, от соотношения интенсивностей роста сезонного выпадения осадков и испарения, и поэтому различается территориально. Например, в обзорном докладе на VI Всероссийском гидрологическом съезде сообщается, что анализ динамики сезонного стока в различных регионах позволил установить на преобладающей части территории страны весьма существенное увеличение в последние 20-25 лет водности рек в меженный период, особенно в зимние месяцы; это увеличение ...

В бассейнах Средней и Нижней Оби по сравнению с другими регионами проявления климатических трендов в объемах речного стока фиксируются слабо [5]. Если учесть, что главной особенностью рассматриваемой территории является высокий процент заболоченности, то можно искать причину слабой реакции стока во влиянии болот.

Цель наших исследований состояла в оценке климатически обусловленных изменений гидрологического режима заболоченных речных водосборов на территории Большого Васюганского болота.

Васюганское болото занимает особо значимое положение в системе гидроморфных комплексов Западно-Сибирской равнины. Это один из самых крупных в мире аккумулятивных лесоболотно-торфяных бассейнов бореальной зоны Евразии, с площадью болота - 5 269 437 га и наибольшей протяженностью с запада на восток - 573 км и с севера на юг - около 320 км.

Все реки, протекающие по Васюганскому болоту, относятся к двум бассейнам - Оби и Иртыша. Всего с Васюганского болота стекает более 200 рек, берущих начало с олиго- трофных болот. От основного вала Обь-Иртышского водораздела в северо-восточном и юго-западном направлениях отходит густая сеть рек, впадающих в Обь и Иртыш.

Основными притоками Оби, берущими начало с Васюганского болота, являются реки: Васюган (с Чижапкой, Нюролькой), Парабель (с Чузиком и Кенгой), Чая (с Парбигом, Иксой, Бакчаром) и Шегарка. Почти все притоки этих рек берут начало в водораздельных болотах. Иртыш протекает сравнительно далеко от Васюганского болота, но его притоки - реки: Омь, Тара, Шиш, Малый Тартас своими верхними течениями находятся в границах Васюганского болота. Истоки этих рек, также как и рек бассейна Оби, теряются на Васю- ганском болоте, с которого они берут начало. Болота распространены неравномерно: заболоченность территории Томской области составляет около 30 %, Обь-Васюганского междуречья - 38 %, Обь-Иртышского водораздела в верховьях рек Икса, Бакчар, Андарма достигает 80-100 % [6].

Уникальная заболоченность Западной Сибири - результат совместного воздействия практически всех природных факторов, представленных на этой территории - гумидный климат; плоский, слабо расчлененный рельеф; недостаточная дренирующая способность речной сети. Но значение гидрологического фактора - слабой дренирующей роли речной сети - в развитии заболачивания особенно велико (по Малик, [7]). Основной причиной неудовлетворительного выполнения реками роли естественных дрен можно считать своеобразные особенности их водного режима, выражающиеся в асинхронности формирования и прохождения половодий в разных частях бассейнов Оби, Иртыша и их притоков, сопровождающейся сложной системой подпоров при слиянии рек. Подпоры оказывают большое влияние на интенсивность сброса реками паводочных вод (продолжительность на главных реках - 3-4, а в многоводные годы - до 5 месяцев). Торможение паводочных вод подпорами и задержка вследствие этого стока из притоков существенно ослабляет работу рек как естественных дрен и даже способствует застою и временному накоплению воды на водосборах [7].

Выбранные 14 гидропостов на малых и средних реках с продолжительностью наблюдений от 25 до 65 лет освещают территорию Большого Васюганского болота и характеризуют водный режим трех крупных левобережных притоков р. Оби в таежной зоне - рек Чая, Парабель, Васюган. Заболоченность их водосборов варьирует от 20 до 49 % (табл. 1). У части постов отсутствуют данные по стоку за 1995-97, 1999 годы.

Повышение температуры воздуха и количества осадков, особенно в зимнее время года, сказывается на основных факторах формирования стока рек и проявляется в тенденциях изменений среднего годового и сезонного стока, его внутригодового распределения. Они могут сказаться также на термическом и ледовом режиме рек и озер, химическом составе их воды и т.д.

Ниже приводятся результаты по изменениям трех характеристик стока - годового объема стока, модуля минимального среднемесячного зимнего стока и коэффициента естественной зарегулированности ф (или внутригодовой неравномерности d=1 - ф).

Известно, что изменение климата прослеживается в первую очередь по изменениям в сезонном стоке - минимальном зимнем. Минимальный сток является мерой подземного стока, в формировании многолетних тенденций которого статистически обоснованную роль играют циркуляционные процессы в атмосфере. Они определяют перенос тепла, и, значит, интенсивность питания подземных вод. Увеличивается количество атмосферных осадков, уменьшается сумма отрицательных температур, что растягивает период питания подземных вод. Увеличение температуры вызывает рост испарения, но темпы их роста разные. Поэтому при потеплении климата питание подземных вод в северных широтах будет увеличиваться, так как испарение будет расти медленнее [8].

Статистическая значимость изменений в исследуемых стоковых характеристиках определялась по методу ранговых коэффициентов и критерию Аббэ на уровне значимости 0,05. Объективно среднее значение модуля минимального зимнего стока за последние 25 лет (с 1980 г.) увеличилось по сравнению с предшествующим периодом наблюдений почти у всех рек из списка, но значимые изменения по использованным в работе методам испытания на тренд фиксируются только у р. Чая - Подгорное и р. Чузик - с. Осипово (табл. 2).

Таблица 1

Основные сведения о бассейнах исследуемых рек

Примечание: F - площадь бассейна, км2; n - число фактических лет наблюдений; А - коэффициент заболоченности, %.

Таблица 2

Модули минимальных зимних расходов и статистическая значимость (g) их изменений по периодам наблюдений

Примечание: M - модуль минимального зимнего стока, л/(с,км2); g - результат испытания на тренд; (-) - значимое убывание; (+) - значимое возрастание; ф - коэффициент естественной зарегулированности.

В рядах годовых объемов стока за весь период наблюдений также не обнаружено значимых изменений (метод ранговых коэффициентов), хотя на хронологических графиках видна тенденция к увеличению у рек Икса - с. Копаное озеро, Чая - с. Подгорное, Бак- чар - д. Полынянка, Парабель - с. Новиково. Наличие значимого увеличения модуля минимального зимнего стока, например на р. Чузик - пос. Осипово, не отражается на годовом объеме стока (рис. 2).

Рис.1. Хронологические графики модуля минимального зимнего стока (М)

и годового объема стока р. Чузик - пос. Осипово за 1953-2005 гг.

Значимые линейные тренды: для всего периода наблюдений, периода 1980-2005 гг.

Коэффициент естественной зарегулированности выбран как показатель уменьшения различий между сезонными величинами стока. Тенденция к увеличению минимального зимнего стока (базисного) и уменьшению объема половодья должна вызывать значимый рост величин коэффициента естественной зарегулированности (или уменьшение внутригодовой неравномерности) стока этих рек. Диаграмму распределения среднемесячных расходов воды можно рассматривать как генерализованный гидрограф стока. При этом коэффициент зарегулированности ф можно определить аналитически, используя уравнение где Qj - среднемесячные расходы воды данного года;

Q - среднегодовой расход за этот год;

второе слагаемое в числителе - сумма только для среднемесячных расходов, превышающих среднегодовой. Расчет ф, производимый по вышеприведенной формуле, согласно [9] выливается в ошибку 4-5 %.

Как показали расчеты, объем стока зимней межени увеличивается незначительно, и его рост не трансформируется в значимые изменения коэффициента естественной за- регулированности стока.

В работе [10] получена обратная связь коэффициента заболоченности с минимальным стоком рек западной Сибири. Механизм отрицательного влияния болот на величину минимального зимнего стока рек в общем аналогичен влиянию бессточных или слабопроточных озер. Болотами заняты наименее дренируемые участки территории - бессточные понижения или участки с очень слабыми уклонами. Верховые болота, доля которых велика на Васюганском болоте, питаются атмосферными осадками и в формировании их стока грунтовая составляющая вообще не участвует. Таким образом, обилие мелких озер и болот, занимающих наименее дренируемые участки территории, создает неблагоприятные условия питания рек грунтовыми водами в период межени, количественным выражением которого является минимальный сток.

Литература Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2007 год. - М.: Росгидромет. - 2008. Ягудин Р. О крупных климатических аномалиях последнего времени. [Электронный ресурс]. - URL. http://www.sbras.ru/HBC/hbc.phtml?15+370+1 (Дата обращения 7.05.2010). Бедрицкий А. И., Хамитов Р. З., Шикломанов И. А., Зекцер И. C. Водные ресурсы России и их использование в новых социально-экономических условиях с учетом возможных изменений климата // VI Всероссийский гидрологический съезд: тезисы (28 сент. - 1 окт. 2004 г., Санкт-Петербург). - СПб: Гидрометеоиздат. - 2004. Тающая красота. Изменение климата и его последствия / Г. В. Алексеев [и др.]; под ред. Ю. С. Добролюбовой. - М.: Фонд им. Генриха Бёлля, Российский региональный экологический центр, 2009. [Электронный ресурс]. - URL. http://www.climatechange.ru/files/RREC_Boell_ Melting_Beauty.pdf (Дата обращения 12.10.2009). Дубровская Л. И., Дроздова Д. В. Климатически обусловленные изменения стока российских рек арктического бассейна //Природные ресурсы Сибири. Современное состояние и проблемы природопользования / Под ред. И. В. Космакова. - Новосибирск: Наука, 2010. - С. 77-83. География Томской области /Под ред.А. А. Земцова. - Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1988. - 248 с. Малик Л.К.Гидрологические проблемы преобразования природы Западной Сибири. - М.: 1978. - 180 с. Ковалевский В. С., Клиге Р. К. Изменения гидрогеологических условий под влиянием глобального потепления климата // Вестник МГУ. Сер.5. География. - 2003. - № 3. Комлев А. М. Аналитический способ вычисления коэффициента естественной зарегулиро- ванности //Закономерности формирования и методы расчетов речного стока. - Пермь: Изд-во Пермского ун-та, 2002. - С. 175-180. Комлев А. М. К методам косвенной оценки особенностей гидрологического режима рек в условиях избыточного увлажнения //Водные ресурсы и водное хозяйство Сибири. - Новосибирск: Наука, 1968. - С. 38-46.

THE RECENT TRENDS IN DYNAMIC OF RIVER RUNOFF

FROM SWAMPY WATERSHED IN THE GREAT VASYUGAN MIRE

L. I. Dubrovskaya, D. V. Drozdova

The variation of the runoff characteristics in wetland basins of small and medium-sized rivers in the Great Vas- yugan Mire was analyzed. The influence of climatic trend on the runoff of wetland rivers in Western Siberia, recorded in the last 20 years, is weak compared with other regions of the country.