Большая вода

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ГОРОД ОКРУЖНОГО ЗНАЧЕНИЯ НИЖНЕВАРТОВСК
МУНИЦИПАЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
СРЕДНЯЯ ШКОЛА №21

ФЕСТИВАЛЬ
УЧЕНИЧЕСКИХ
ПРОЕКТОВ

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

«Большая вода»

Автор: Кузнецова  Анастасия, ученица 7 «В»   класса

Руководитель: Марченко Галина Ивановна, учитель географии.
 

Нижневартовск

2011

Содержание

    Введение……………………………………………………………..  3

1.  Теоретическая часть………………………………………………..  5

1.1. Гидрологическая характеристика речной системы……………... 5

1.2. Инженерно-геологическая характеристика……………………… 9

1.3. Климатические условия…………………………………………...11

2.  Практическая часть  ……………………………………….. ……...15

2.1.  Условия формирования весеннего половодья ………………….15

2.2. Снегомерные съёмки. Высота снежного покрова……………….22

2.3. Прогноз об ожидаемом половодье 2010 года……………………25

Заключение…………………………………………………………. .   27

Литература………………………………………………………….. … 29

Приложение……………………………………………………………  30

ВВЕДЕНИЕ

Территория Нижневартовского района характеризуется развитой гидрографической сетью – большим количеством рек, озер, мелких водотоков.

На территории нередко наблюдаются  гидрологические ОЯ, такие как,    высокий уровень воды при половодьях и паводках. Весеннее половодье — яркое явление в жизни рек. Это закономерное, относительно длительное и значительное увеличение водности реки. Оно вызывает подъем ее уровня, обычно сопровождающийся выходом воды из русла и затоплением поймы. Высокий уровень воды – уровень воды при половодьях, паводках, заторах и зажорах, вызывает затопление пониженных участков местности, сельскохозяйственных полей, автомобильных и железных дорог и т.д.

Высота весеннего половодья зависит от запаса воды в снеге к началу его таяния и от интенсивности таяния. Кроме того, на высоту весеннего половодья влияет степень насыщенности почв бассейна водой перед таянием, глубина промерзания, а так же количество и интенсивность осадков в период прохождения половодья.   Максимальная высота весеннего половодья весьма заметно колеблется по годам. Наивысших своих значений она достигает при совпадении во времени многих факторов, благоприятствующих стоку, что наблюдается далеко не всегда. Жителям Нижневартовска долго будет вспоминаться 2002 и  2007 годы. На всей территории Нижневартовского района наблюдались высокие уровни воды, было много подтоплений в населенных пунктах, затоплены сенокосные и сельскохозяйственные угодья.

         Объект исследования - бассейн реки Обь (город Нижневартовск).

         Предмет исследования - динамика гидрологического режима.

         Целью проекта является – исследование гидрологических условий формирования весенне-летнего половодья реки Обь.

             Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1.      Рассмотреть гидрометеорологическую характеристику бассейна реки.

2.      Определить гидрологические условия формирования весенне-летнего половодья  реки Обь.

3.      Оценить степень влияния высоты снежного покрова и запасов воды   в снеге на интенсивность весенне-летнего половодья реки.

4.      Обобщение гидрометеорологических данных при составлении расчетов уровня воды при весенне-летнем половодье 2010 года.

         Гипотеза исследования: уровень весенне-летнего половодья  зависит не столько от  высоты снежного покрова, сколько от запасов воды в снеге и температурного режима таяния.

Наша  тема одна из наиболее важных – исследование гидрологического режима  реки. Знание водного режима необходимо и во многих  отраслях хозяйства: рыбное хозяйство, строительство мостов и дорог, строительство жилых и производственных зданий и  сельское хозяйство. Особенно этот вопрос волнует владельцев садово-огородных участков в зоне подтопления.

Актуальность выбранной темы очевидна. На сегодня Обь - одна из крупнейших рек планеты, которая имеет своеобразный  гидрологический режим. При интенсивном половодье в зоне подтопления разрушаются и повреждаются жилые и производственные здания, дороги и мосты, линии электропередач и связи, гибнет скот и урожай, уничтожается плодородный слой почвы.

Для решения вышеперечисленных задач использованы метеорологические и гидрологические статистические данные АМСГ и гидрологического поста Нижневартовска, а также результаты авторских полевых измерений.

При написании работы применены методы: инструментальной съемки, статистической обработки данных, графического построения и метод прогнозирования.

В работе проведено обобщение и анализ наблюдений за водным режимом исследуемой реки и дана оценка факторам, влияющим на интенсивность весенне-летнего половодья.

I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Основная водная артерия города – р. Обь, протекает своим средним течением с востока на запад в южной его части. Обь является типично равнинной рекой. Русло меандрирует по пойме, разветвляется на рукава и протоки, наиболее крупными из которых является Мега, Баграс, Большой, Малый и Средний Посол. Пойма занимает значительную площадь в долине реки. Она двухсторонняя, ассиметричная, правый берег высокий, левый – низкий, затопляемый. Ширина основного русла в межень 800-1000 м., средняя глубина 8-15 м., наибольшая до 30 м. Средняя скорость течения воды в межень 0.08-0.1м/с, в период половодья  -  1.2-1.6 м/с. Притоки Оби на приустьевых участках, достигнув ее поймы, не сразу впадают в главное русло, а продолжая течь, меандрируя по пойме, переплетаясь между собой. В пределах рассматриваемой территории Обь принимает только правые притоки, ориентированные в северо-западном направлении, а также большое количество озер, самым крупным из которых является озеро Эмтор.

Река Вах наиболее крупный приток  Оби, впадает в нее в 14 км восточнее города. Гидрологический режим Ваха сходный режиму Оби. Амплитуда колебаний уровней за многолетний период в районе водозабора составляет 7 м.

Река Большой Сеган берет начало из озера, протекает в восточной части города и впадает в Обь с правого берега. Долина реки 30 км. Русло извилистое, шириной 0.8-3.5 м. глубиной 0.2-0.8 м.

Река Малый Еган вытекает из озера Эмтор и впадает в р. Б.Еган. Длина реки 5 км.

Река Б. Рязанский Еган берет начало из озера, протекает в западной части города и впадает в Большую Рязанку в районе поселка Дивный. Длина реки 15 км. Русло извилистое, ширина устьевой части до 2.0 м. глубина 0.8 м.

Основным источником питания являются зимние осадки, которые формируют 60-90% годового стока. Величина грунтового и дождевого питания составляет около 10%.

Основной фазой формирования стока является весеннее половодье, в период которого проходит 70-75% годового стока, наблюдаются максимальные расходы и наибольшие уровни воды. На р. Оби высота наибольшего подъема воды в период весеннего половодья более 10 м. над меженью.

В 1941 году наблюдался подъем уровня до 12.5 м., который был выше расчетного паводка 1% обеспеченности. Водосборная площадь Оби в створе водпоста на территории Нижневартовска 853000 км2, высота нуля графика 29.98 м.

Таблица 1

Расчетные максимальные уровни и расходы воды

Условия прохождения волны половодья оказывают большое влияние на интенсивность плановых деформаций. В период подъема и, особенно на спаде половодья заметно усиливается размыв берегов. Общая продолжительность половодья 120-140 дней.

Дождевые паводки происходят на спаде весеннего половодья. Максимум половодья значительно превышает максимум дождевых паводков.

Продолжительность дождевых паводков 20-30 дней.

Летне-осенняя межень устанавливается обычно в августе, наименьшие расходы воды летне-осенней межени наблюдаются в сентябре-октябре. Наименьшие уровни воды наблюдаются в период зимней межени, как правило, в конце периода.

                                                                                                                    Таблица 2

Расчетные максимальные уровни воды р. Обь различной обеспеченности

Первые ледовые явления появляются преимущественно во второй половине октября – начале ноября. Продолжительность осеннего ледохода составляет 7-12 дней, на малых реках 5-25 дней. Толщина льда в зависимости от суровости зимы колеблется от 80 до 140 см.

Продолжительность ледостава колеблется от 12до 225 дней. Вскрытию рек предшествует подвижка льда в течение 2-4 дней. Продолжительность весеннего ледохода 2-10 дней.

По санитарно-бактериологическим показателям вода пригодна для питьевых и хозяйственно-питьевых целей только при условии очистки и коагуляции примесей.

Все озера рассматриваемой территории относятся к группе малых водоемов, отличающихся малыми глубинами и пологими заболоченными берегами. Развитию озер способствовал равнинный характер территории, незначительные уклоны, слабый дренаж и большое количество осадков.

Наиболее крупным озером на территории города является озеро Эмтор, расположенное в восточной части с площадью водного зеркала 150 га. Глубина озера в среднем составляет 3 м. Берега заболочены, поросли камышом и кустарником.

Питается озеро атмосферными осадками и грунтовыми водами.

Озеро Комсомольское с площадью водного зеркала 30 га, расположено в центральной части города.

Пойменные озера представляют собой мелководные озера-старицы и озера-соры. Они распространены в основном в пойме р. Оби, вытянутые вдоль долины реки.

Во время высоких половодий и дождевых паводков наполняются водой. Так как все пойменные водоемы имеют гидравлическую связь с р. Обью, то уровень воды в старицах и протоках определяется уровнем воды в реке.

Рис. 1. Карта гидрографии Нижневартовского региона. М 1:200000

1.2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В геологическом строении местности принимают участие мезозойские и кайнозонные отложения. С поверхности повсеместно развит чехол верхнее-плиоценчетвертичных терригенных пород, представляющих собой сложно построенный комплекс озерно-аллювиальных, аллювиальных, озерных и болотных отложений. Мощность чехла рыхлых отложений достигает 70-100 м. Верхнюю часть разреза слагают практичные и третичные и четвертичные отложения песчано-глинистого характера, мощностью ≈ 300 м.

Сводный разрез четвертичных отложений залегающих в пределах активной зоны можно представить таким образом

1. Насыпной слой, представленный пылеватыми песками. Отсыпка была произведена на 50-55% территории города в результате инженерной подготовки по строительство на глубину от 0.5 до 4.0 м.

2. Мощность почвенно-растительного слоя колеблется от 0.1-0.3 м.

3. Сфагнумовый водонасыщенный слой торфа от плохо до хорошо разложившегося, мощностью от 0.5 до 7.0 м.

4. В северной части территории и южной части вблизи р. Оби распространен суглинок желтовато-бурый серый с примесью растительных остатков, пылеватый, тугопластичный и мягкопластичный. Мощность от 1.0-6.0 м.

5. Супесь, серая, пластичная и текучая, развита большей частью на глубинах 3.0-6.0, мощность до 5.0 м.

6. Песок мелкозернистый и пылеватый, желтовато-серый в верхней части разреза до глубины 5-6 м. Влажный, ниже водонасыщенный. На многих участках в восточной части района водонасыщенные пески залегают на глубинах 1.5-2.0 м. особенно вблизи болот и под торфом. В песке повсеместно встречаются линзы и прослой супеси и суглинка.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Грунтовые воды залегают на отметках от 33.0 м. до 50.6 м. в зависимости от удаленности от р. Оби. Прогнозный уровень грунтовых вод в северной части города - 45.0 м., в прибрежной зоне – 42.0 м.

В пределах городской черты повсеместно развиты болотные и грунтовые воды. Болотные воды залегают у поверхности земли, в восточной части они смыкаются с грунтовыми водами, залегающими на глубине 3.0 м. На болотах, в насыпном грунте в нижней части его образовался постоянный техногенный водоносный горизонт, глубина которого зависит от обилия атмосферных осадков и времени года.  В осенне-весенние паводки глубина его обычно 0.8-1.0 м. в периоды обильных дождей 1.0-1.5 м. в сухое время года 1.6-2.0 м.

По отношению к бетону воды не агрессивны, слабо и среднеагрессивны.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В целом инженерно-геологические условия следует охарактеризовать как сложные. Сложность условий заключается в наличии следующих факторов:

а) расположение участка в пределах заболоченной и заозерной территории.

Заболоченность территории составляет более 80%, глубина болот изменяется от 0.4 до 6.8

б) высшая обводненность грунтов.

в) Наличие в разрезе нескольких литологических разностей грунтов, частое переслаивание, резкое выклинивание одних литологических разностей и замена их другими.

г) наличие в разрезе слабых глинистых грунтов с показателем текучести более 0.75.

Все грунты в связи с частым появлением верховодки и высоким уровнем грунтовых вод – сильнопучинисты.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием грунтовых и болотных вод, имеющих общий уровень залегания на заболоченной территории 0.0-0.1 м и на судоходах 0.2-2.0 м.

Питание вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и подтока из нижележащих водоносных горизонтов.

Относительно благоприятны для строительства суходольные участки. Но здесь грунтовые воды расположены преимущественно на глубине выше 2.0 м, прогнозный уровень составит 0.5-1.0 м.

Заболоченная территория сложна для освоения. Здесь высокий уровень стояния болотных вод, слабая фильтрация грунтов.

1.3. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Формирование климата территории происходит под влиянием Западной циркуляции Сибирского антициклона, циклонов с Атлантики и континентального воздуха из южных районов.

Климат города характеризуется суровой продолжительной зимой (6 месяцев) с длительными морозами и устойчивым снежным покровом, коротким холодным летом, короткими переходными сезонами (особенно весна), поздними весенними и ранними осенними заморозками, коротким безморозным периодом. Радиационный режим формируется под воздействием солнечной радиации. При положительном радиационном балансе поверхность нагревается, при отрицательном – выхолаживается. Период с положительным радиационным балансом составляет 6 месяцев – с апреля по сентябрь. Максимальные значения баланса отличается в июне (393.0 МДж/м2), минимальные в январе (-6.7 МДж/м2).

Продолжительность солнечного сияния по данным АМСГ Нижневартовск-1632 час. Число дней без солнца 114 в году, наибольшее приходится на декабрь (24), наименьшее на июль (2).

Температурный режим. Средняя годовая амплитуда температуры воздуха составляет  39.30 С.                                                                                                                 

Таблица 3

Годовой ход температуры воздуха представлены в таблице 3.

Зима холодная, продолжительная, многоснежная, с устойчивым снежным покровом, почти без оттепелей. Средняя температура января, самого холодного месяца   -22.40 С. с возможным понижением до  -570 С.  В отдельные теплые дни теплых зим возможно повышение температуры воздуха до положительных значений.

Весна поздняя, короткая, прохладная. Медленное оттаивание торфяных болот задерживает повышение температуры. Но ясная ветреная погода и увеличение продолжительности солнечного сияния способствует быстрому прогреванию и просыханию почвы.

Лето наступает в конце мая и  продолжается 2.5 месяца. Средняя температура самого теплого месяца июля 16.90 С.

Осенний период вдвое больше весны и холоднее, с ранними заморозками.

Продолжительность безморозного периода в среднем по м/ст  Нижневартовск составляет 98 дней.  Сумма температур периода вегетации растений не превышает 14000 С.

Средняя годовая температура поверхности почвы отрицательная (-300 С). Средние месячные температуры поверхности почвы отличаются от температуры воздуха очень незначительно. Нормативная глубина промерзания для города составляет 290 см.

                                                                                                                  Таблица 4

Средняя месячная и годовая относительная влажность воздуха.

Ветровой режим. В течении всего года на территории преобладают юго-западные и западные ветры. Зимой господствуют южные и юго-западные ветры. С июня по август – северные ветры и с северной составляющей.

Таблица 5.

Роза ветров по данным АМСГ Нижневартовска. 

В долине р. Оби, в непосредственной близости от реки преобладающий ветер зависит от направления долины.

В силу равнинного местоположения всей территории суточный ход направления ветра сглажен.

Средние месячные скорости ветра колеблются в пределах 3.1-3.0 м/с, минимальные наблюдаются летом, максимальные в переходные сезоны.

При небольших средних скоростях ветра в остальные годы возможны очень большие скорости ветра.

Наибольшая скорость ветра за год наблюдается до 22м/с.

Один раз в 20 лет возможны усиления ветра до 28 м/с, особенно в долине р. Оби, где летом он обычно носит шквалистый характер. Число дней с сильным ветром (>15 м/с) в среднем за год 18, наибольшее число дней до 31.

Осадки. За год в Нижневартовске выпадает 510 мм осадков. Годовой ход осадков относится к континентальному типу. Зимний сезон относительно сухой. Максимальное за год количество осадков выпадает в июле-августе.

                                                                                                               Таблица 6.

   Годовое количество осадков.

Снежный покров  в среднем устанавливается в начале октября (6-10. Х), а в третьей декаде октября  (23-29. Х) он устанавливается повсеместно.

Максимальных значений высота снежного покрова достигает во второй-третьей декадах апреля. Наибольшая декадная высота снежного покрова чуть более 100 см. Несмотря на то, что зима продолжительна и сурова, сильные снегопады бывают нечасто, в среднем около одного раза за зиму. Наибольшее число сильных снегопадов 3(1968 г.). Обычно они наблюдаются при ветре юго-западного направления.

Туманы наблюдаются в течение всего года, при штиле и малых скоростях ветра. Среднее число дней с туманом в Нижневартовске -26. Образование туманов способствует скоплению опасных примесей в атмосфере, ухудшает видимость.

Грозы наблюдаются в основном с апреля по сентябрь, в среднем за год бывает до 26 дней с грозой.

Они сопровождаются шквалистыми ветрами, ливневыми осадками, нередко с выпадением града. Частые грозы являются отличительной особенностью летнего периода.

Метели наблюдаются с октября по май, в среднем за год бывают до 70 дней с метелью. Направление ветра при метелях совпадает с преобладающим зимой юго-западным или южным потоком. В районах расположенных по долине р. Оби направление ветра при метелях имеет хорошо выраженный долинный характер. При метелях, связанных с ветрами, юго-западного направления, наблюдается небольшой перенос снега. Снегоперенос составляет более 200 м3  на 1 п.м. длины. Дискомфортные условия в зимние месяцы создаются за счет переохлаждения, летом – в основном за счет интенсивной ветровой деятельности. Повторяемость дискомфортных метеоусловий за декабрь-февраль до 54%, за июль-август до 38%.

В целом, климатические условия города являются благоприятными для проживания отдыха людей.

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ

Весеннее половодье представляет собой основную фазу водного режима рек преимущественно снегового типа питания, к которому и относятся исследуемые реки.

              Весеннее половодье начинается с интенсивного роста уровней и расходов. Это происходит через несколько дней после перехода температуры воздуха через 0оС, т.к. отдача воды снежным покровом начинается только после того, как снег пропитается водой.

              Если начало половодья определяется только климатическими условиями, то конец его зависит от величины запасов воды в снежном покрове в речном бассейне, интенсивности снеготаяния и морфологических особенностей бассейна, (размеры, уклон, развитие речной сети), определяющих скорость стекания и время добегания талых вод до замыкающего створа. Продолжительность половодья зависит от этих же факторов и может меняться в широких пределах. Поймы рек и их русла, заполненные большими массами воды, медленно отдают ее, вследствие чего спад половодья происходит медленнее, подъема.

              Даты наступления максимальных расходов и уровней колеблются в больших  пределах. Иногда наблюдается несколько максимумов, что является следствием возврата холодов, сменяющихся новым потеплением, или разновременностью развития половодья на гладкой реке и ее притоком.

              Величина объема стока весеннего половодья определяется запасами воды в снежном покрове к началу снеготаяния, количеством осадков, выпавших во время половодья, и расходом этих вод на инфильтрацию, заполнение углублений рельефа снеговыми водами, аккумуляцию вод в верхних слоях почвы, затрачиваемых впоследствии на испарение.

              Стекание верхних вод по поверхности водосбора сопровождается заполнением бессточных углублений, а также временным скоплением талых вод в проточных лужах и под снегом. Движение воды в приземном слое снежной толщи носит характер фильтрации. Глубина такого потока обычно порядка 20-40 см.

              Когда снег полностью насытится водой, потоки начинают двигаться поверх снежной толщи. Скорость этого движения небольшая. При возрастании скорости поток промывает снежную толщу и начинает течь по дну. Движение поверх снега бывает в сравнительно небольших лощинах и оврагах, сильно занесенных снегом и имеющих малый уклон снежных русел.

Следовательно, все виды движения воды в направлении уклона, наблюдающиеся до появления быстро текущих открытых потоков, обуславливают небольшой приток воды в реки.              Появление быстро текущих потоков отвечает начальному периоду интенсивного снеготаяния. Оно может начаться тогда, когда на водосборе водой заполнилась большая часть бессточных углублений.               На формирование стока талых вод непосредственное влияние оказывает степень неравномерности залегания снега в пределах водосбора, которая, в свою очередь, зависит от рельефа и степени заселенности. В местах, где снежный покров тонкий, водоотдача при прочих равных условиях начинается раньше, чем в местах с более мощным снежным покровом.              Интенсивность формирования весеннего половодья может подвергаться существенным колебаниям под влиянием изменения метеорологических условий от года к году. При глубоком осеннем промерзании почвы, наличии на ней ледяной корки и дружном таянии снега весной расход весеннего стока на инфильтрацию в почву будет относительно невелик. Интенсивное таяние снега вызовет обильное поступление воды на водосбор и, следовательно, более высокие скорости стекания воды речную сеть. Все это определит более резкое нарастание расходов в реках по сравнению с годами, когда наблюдается замедленное таяние снега и имеют место благоприятные условия для задержания воды на водосборе.

              Основными элементами половодья являются: начало и конец половодья, его продолжительность, максимальные расход и уровень, продолжительность подъема и спада и объем стока.

              Начало половодья на реке Обь за многолетний период в среднем наблюдается 9 мая. При этом уровень в среднем составляет 201 см. Затем происходит резкий рост уровней. В среднем за многолетний период высота подъема уровня – 853 см над «0» поста. Максимальный уровень стоит в среднем 2 дня. Затем происходит падение уровня. Конец весеннего половодья в среднем за многолетний период наблюдается 18 июля. Иногда на окончание половодья накладываются дождевые паводки и тогда оно затягивается. Продолжительность весеннего половодья на реке Обь за весь период наблюдений в среднем составляет 120-140 дней.

ДОЖДЕВЫЕ ПАВОДКИ

              Дождевые паводки представляют собой интенсивное увеличение расходов и уровней воды, возникающие в результате выпадения дождей. В отличие от половодий могут кратковременно повторяться. Объем и максимальный сток зависит от характеристик дождя (слоя осадков, их интенсивности и продолжительности), от влагонасыщенности водосбора к началу дождя (дефицита влаги в почве), от площади распространения лесов, болот и озер.  Дождевые паводки происходят на спаде весеннего половодья. Максимум половодья значительно превышает максимум дождевых паводков.

Продолжительность дождевых паводков 20-30 дней.

Окончание дождевых паводков происходит в конце августа. 

Сток за период половодья определяется тремя главными факторами:

1) количеством снега, аккумулированном в течение зимы в

    речном бассейне,

2) количеством осадков, выпавших в период формирования половодья,

3) водопоглотительной способностью речного бассейна, которая

     во многих случаях значительно меняется от года к году.

 При прочих равных условиях сток за половодье возрастает с увеличением снега и осадков и, наоборот, уменьшается с увеличением водопоглотительной способности бассейнов. Первые два фактора с той или иной степенью точности могут быть определены по данным непосредственных измерений. Однако оценить с большой заблаговременностью вклад в формирование весеннего половодья жидких осадков без количественного прогноза осадков невозможно.

 Возможность оценки водопоглотительной способности речного бассейна во время снеготаяния является достаточно сложной задачей, так как определяется комплексом различных метеорологических факторов:

                  степень увлажненности почвы к началу снеготаяния (зависит

                    от степени осеннего увлажнения);

                  величины промерзания почвы (зависит от суровости

                      зимнего периода);

                  дружности весны текущего года

Рис 2. Весеннее половодье на реке Обь.

Особый интерес для Оби представляет взаимный подпор Оби и Иртыша: долина Средней Оби выше устья Иртыша в мае и даже июне заполнена обскими и, частично, иртышскими водами. Именно подпоры усугубляют интенсивный подъем уровня воды весной и продолжительное ее стояние: распространяясь на значительные расстояния вглубь поймы, они приводят к существенному изменению уровневого режима проток и сказываются на режиме почвенно-грунтовых вод.

Максимум половодья в большинстве случаев приходится на конец июня с колебаниями от конца мая до начала августа (табл. 7).

                                                                                                             Таблица 7.

Повторяемость (%) средних многолетних и абсолютных максимальных уровней в различные месяцы и сроки их наступления
 

Для Оби характерны значительные колебания уровней по годам, наиболее наглядно это проявляется при анализе экстремальных уровней и их амплитуд. Наибольшие амплитуды в мае для  Нижневартовска (839 см) что связано с различными сроками наступления весенне-летнего половодья. В июне, характеризующемся почти постоянно максимумом половодья, наименьшая амплитуда за лето от 350 до 450 см.

                                                                                                    Таблица 8.                                                                                                                                   

Максимальный уровень воды в районе Нижневартовска.

           Высота подъема воды в половодье находится в непосредственной связи со сроками заливания поймы и длительностью стояния на ней полых вод: интенсивный весенний подъем воды в основном русле Оби сопровождается наполнением проток, курей, стариц и разливом вод по поверхности поймы. В первую очередь заливаются понижения центральной поймы — сора, при дальнейшем подъеме — гривы. Относительная высота соров над средней многолетней меженью в среднем течении Оби от 4 до 5–5,5 м. Средняя высота грив изменяется соответственно от 7,5 до 7 м. Сора заливаются полыми водами ежегодно (табл. 8). Низкие участки поймы находятся под водой 2,5–3 месяца: сроки затопления увеличиваются от среднего течения к низовьям на 12–25 дней, соответственно и сроки освобождения поймы от воды самые ранние в среднем течении (конец июля — начало августа), а в нижнем — только в середине — конце августа. Продолжительность затопления грив в отдельные годы колеблется от 0 до 3 месяцев, заливание грив средней высоты происходит раз в 2–3 года.

                                                                                                                Таблица 9.

Сроки заливания и освобождений грив и соров и длительность    их затопления

Значительное расхождение в сроках затопления различных элементов рельефа поймы определяет разнообразие почвенно-растительного покрова этих участков и их динамику. Соотношение гидрологического режима Оби и рельефа поймы, по мнению Э. Е. Роднянской и Г. С. Самойловой, позволяет выделить четыре высотных пояса поемности или экологических уровня заливания.

Первый, редко заливаемый, краткопоемный пояс или высокий экологический уровень охватывает участки поймы, лежащие на самом высоком гипсометрическом уровне: в среднем течении Оби — выше 8 м, в нижнем — выше 7,5 м. Это вершины наиболее высоких грив, занимающие не более 5 % площади поймы. Затопляются не чаще раза в 7–8 лет на 1–1,5 недели.

Второй, периодически заливаемый, слабопоемный пояс или средневысокий экологический уровень охватывает участки с относительной высотой до 7–8 м в среднем и от 6,5 до 7,5 м — в нижнем течении Оби, это верхние части склонов высоких и средних грив. Площадь этого пояса 10–15 %. Затопление длится от 10–15 дней до 1,5–2 месяцев.

Третий, ежегодно заливаемый, долгопоемный пояс или средний экологический уровень охватывает участки низких грив и плоские приподнятые пространства высотой 5,5–7 м в среднем и от 5 до 6,5 м — в нижнем течении. Площадь этого пояса 20–25 %, сроки затопления 1–2, реже 2,5 месяца.

Четвертый, ежегодно заливаемый, исключительно долгопоемный пояс или низкий экологический уровень представлен обширными соровыми понижениями, занимающими на отдельных участках поймы от 30–35 до 50 % площади. Продолжительность затопления составляет в среднем 2,5–3 месяца.

Таким образом, 80 % площади поймы (3-й и 4-й уровни) в половодье ежегодно находится под водой 1,5, а иногда 2,5 месяца; 50 % (4-й уровень) — 2,5–3 месяца.

В половодье повышается уровень воды в русле и затопляется пойма. Река  широко разливается во время весеннего снеготаяния. Уровень воды может подниматься от 1-2 до 10 и более метров, в зависимости от условий накоплений и таяния снега и льда. Река нередко разливается на многие километры. Длительность половодья также зависит от высоты снежного покрова, и может продолжаться от нескольких дней до трёх и более месяцев.

2.2.  Снегомерные съемки. Измерение высоты снежного покрова.

В Нижневартовске каждый год по весне га­дают: быть или не быть большой воде. Паводковая ситуация стала непредска­зуемой с конца 80-х годов прошлого века. Самый вы­сокий уровень воды в Оби наблюдался в 1941 году, тогда плавали многие на­селенные пункты. Есть сведения, что в ту предво­енную весну уровень воды превышал 11 метров. Вы­соким он был в 1966 году -10 м 62 см, 1979-м - 10 м 71 см, 2002-м - 9 м 94 см, 2007-м -10 м 12 см (таблица 8).  Для Ниж­невартовска критический уровень воды в Оби -11 м 27 см, а для близле­жащих поселков – 9,5 метров.

Рис.3. Весеннее половодье в районе РЭБ Флота, 2007 год.

Для того чтобы не га­дать по поводу ситуации с паводком, к ней дол­жен быть самый серьез­ный подход.

Часто мы слышим: «Много снега выпало – будет большая вода!». Так ли это? Правильно ли это предположение? Чтобы выяснить, можно ли по одному параметру (высота снежного покрова) прогнозировать уровень весеннее - летнего паводка, мы сравнили изменение уровня воды и высоты снежного покрова в 2000-2009 гг. Опасное подтопление дачных участков в районе РЭБ Флота наблюдались в 2002(994см) и 2007(1012см) годах.  В 2002 году высота снежного покрова  была 105см, а в 2007 году- 85 см (рис. 7). А это значит, что высота снежного покрова не оказывает решающего влияния на характер развития весеннее - летнего паводка.

  Мы проанализировали условия формирования весеннего половодья, и сделала выводы: кроме высоты снежного покрова на характер развития весеннего половодья, влияет:

- запас воды в снеге;

- температурный режим в период весеннего снеготаяния

- температурный режим в зимний период;

- запас продуктивной влаги в почве;

- глубина промерзания почвы;

- состояние льда на реках;

Чтобы выяснить, как влияет запас воды в снеге, мы решили проводить снегомерные съёмки на дачном участке, расположенном в районе РЭБ флота.

     Снегомерная съемка - это измерение высоты снежного покрова и плотности снега для выяснения запасов воды в снежном покрове на больших площадях.

Оборудование снегомерной съёмки (приложение 1):

1. Снегомерная рейка - рейка для измерения высоты снежного покрова,

    разделенная на сантиметры (рис. 4);

2. Весовой снегомер (рис. 5).

Во время съемок определяли высоту и плотность снежного покрова, толщину ледяной корки и слоя снега, насыщенного водой, в точках взятия проб, а также состояние поверхности почвы под снегом (талая, мерзлая).

            - длина маршрута 100м

           - замеры делаются через 10м.

           - плотность - через 10м.

При измерении высоты снежного покрова рейка погружается в снег вертикально.    Определение плотности снега: цилиндр погружаем отвесно в снег, слегка надавливая на него. Подняв цилиндр вместе с лопаточкой, переворачиваем его нижним краем вверх. Подвешиваем его к весам. Затем взятую пробу снега выбрасываем, тщательно очищаем внутреннюю поверхность цилиндра от снега.

По данным каждой снегомерной съемки вычисляем запас воды, т.е. слой воды в миллиметрах, который образовался бы на поверхности земли, если бы снежный покров мгновенно растаял.

Запас воды в снежном покрове вычисляется по средней высоте и средней плотности снега на маршруте. Для перевода в миллиметры умножается на 10.

Значение плотности снега d г/см3 вычисляется путем деления веса пробы на ее объем.

Объем пробы снега равен произведению площади поперечного сечения цилиндра снегомера (50см2) на высоту взятой пробы h см.

пример: высота пробы=26см. m=59.

D= 0,227. или 0,23г/см3.

Запас воды в снежном покрове равен 10hd, где

h – высота в сантиметрах, а

d – плотность снега в г/см3.

Пример: средняя высота

снежного покрова на маршруте h = 28см, а ср. плотность d = 0,22г/см3.

Запас воды в этом случае будет 10х28х0,22=61,6мм.

Результаты наблюдений над снежным покровом записывала в блокнот.

Параметры снежного покрова в районе дачного участка в 2009-2010 гг.               

Таблица 10.

2.3. ПРОГНОЗ ОЖИДАЕМОГО  ПОЛОВОДЬЯ  2010 ГОДА.

ВЫСОТА СНЕЖНОГО ПОКРОВА.

         Из таблицы 10. видно, что высота снежного покрова на территории дачного участка по состоянию на 31 марта 2010 г. достигла 43-85 см и оказалась  в 1,5 раза больше (26-60 см) прошлогоднего показателя.  Больше нормы (40-70 см) почти в 1,5раза, отклонение от нормы составило 3-15 см.

Плотность снега по состоянию на 31 марта 2010 г. составила 0,21-0,22 г/куб.см, что соответствует среднемноголетним значениям 0,22-0,23 г/куб см.

ЗАПАС ВОДЫ В СНЕГЕ.

        Запасы воды в снеге меньше нормы на 20 мм и составляет по состоянию на 31.03.2010 г. -138 мм (рис. 10.)

       Анализируя запасы воды в снеге, можно сделать вывод, что они не приведут к резкому подъёму уровня воды во время весеннего половодья в 2010 году, и уровень воды в реке Обь будет соответствовать весеннему половодью 2008 года.

      Анализируя температурный режим и погодные условия в осенне-зимний период 2009-2010 гг., можно сделать вывод, что они соответствуют температурному режиму и погодным условиям 2000-2001 гг.

      Сентябрь и октябрь по территории характеризовалась тёплой погодой с превышением среднемесячной температуры воздуха на 0.4-3.3 °С. В ноябре наблюдалась холодная  погода с понижением климатической нормы на 2.9°С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 00С, в сторону понижения осуществился 1-2 ноября, позднее климатических дат на 12-18 дней. Суммарное количество осадков в сентябре-октябре, характеризующее осеннее увлажнение водосборов,  было меньше  нормы (80 %). В условиях холодной погоды в ноябре процесс ледообразования на реке  происходил в сроки близкие к многолетним датам – 20-26 ноября. С такой же тенденцией на реках установился ледостав.

          Образование устойчивого снежного покрова наблюдалось 7-8 ноября, в сроки близкие к многолетним (норма 1-12 ноября). Глубина промерзания почвы на конец февраля составила 114 – 123 см, это 80 – 105 % к норме. Толщина льда  на конец февраля составила 50 – 80 см, близкая к норме и меньше нормы на 20 – 40 см (55 – 105 % к норме).

         Предварительный анализ гидрометеорологических условий, определяющих величину весеннего половодья,  даёт основание предполагать, что высшие уровни воды на реке Обь ожидаются выше нормы на 0.3 – 0.9 м. В значительной степени формирование высших уровней в период весеннего половодья (особенно на малых водотоках) будет определяться характером весны (интенсивность снеготаяния, дополнительные осадки в период формирования половодья). Необходимо также учитывать возможное изменение величины снегозапасов в марте-апреле. Начало паводка можно ожидать в конце 1-й – начале 2-й декады июня.

         Комплексный анализ данных, определяющих параметры паводковой обстановки в период весеннего снеготаяния позволяет сделать следующие прогностические выводы: значения максимальных уровней воды ожидаются  близкими и несколько выше среднемноголетних величин за период наблюдений (нормы) на 0.3-0.6 метров.  При самом неблагоприятном развитии прохождения весеннего половодья – резком увеличении температурного режима, и, как следствие, быстром таянии льда и подъёма уровней воды в реках и водохранилищах, а также выпадением большого количества осадков, - возможность подтопления жилых домов, хозяйственных построек и сельскохозяйственных угодий в 2010 году маловероятно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены  гидрологические условия формирования весенне-летнего половодья реки Обь в Нижневартовске, изучены основные факторы, влияющие на уровень воды.

Весенне-летнее половодье формируется под воздействием ряда гидрометеорологических факторов, а именно:

- запас продуктивной влаги в почве;
- температурный режим в зимний период;
- высота снежного покрова;
- запас воды в снеге;
- глубина промерзания почвы;
- состояние льда на реках;
- температурный режим в период весеннего снеготаяния.

     Наводнения в большинстве случаев доступны для прогнозирования, что позволяет предотвратить массовые жертвы среди населения и сократить ущерб. Чтобы оценить степень влияния высоты снежного покрова и запасов воды в снеге на  интенсивность весенне-летнего половодья реки Обь была использована методика снегомерной съёмки в районе РЭБ Флота.

Анализируя результаты авторских измерений и статистические данные, мы пришли к такому выводу: что уровень воды в реке определяет — не столько высота снежного покрова, сколько запас воды в снеге и температурный режим таяния. Если весна бурная, без ночных заморозков — потоп обеспечен. А когда все идет циклически — днем тает, ночью подмораживает, то это снижает водность паводка. Кроме того, на величину паводка влияет увлажненность почв в бассейне в осенний период. Иными словами, важно, были ли обильные дожди, насколько пропиталась водой почва перед наступлением морозов. Весенние осадки тоже вносят свой вклад в объем половодья.

Таким образом, гипотеза нашего исследования, что уровень весенне-летнего половодья  зависит не столько от  высоты снежного покрова, сколько от запасов воды в снеге и температурного режима таяния подтвердилась.

В заключении необходимо отметить, правильная оценка роли снежного покрова в формировании половодья имеет теоретическое и практическое значение. В данном исследовании - для садово-огородных участков, расположенных на одной из проток реки Обь.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.                      Козелкова Е.Н. Внутренние воды Нижневартовского района. /Е.Н. Козелкова, Ф.Н. Рянский и др.// Природа, человек, экология: Нижневартовский регион / Под.ред. Ф.Н. Рянского – Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. гуманит. ун-т, 2007. стр.25-26

2.                      Гребенюк Г.Н. Козелкова Е.Н. Гусев И.С. Анализ гидролого-экологический обстановки в бассейне реки Аган ХМАО-Югры. / Г.Н. Гребенюк Е.Н. Козелкова, И.С. Гусев // Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России: сборник статей IV Международной научно-практической конференции.- Пенза: РИО ПГСХА, 2008-С.125-128.

3.                      Мордвинюк А. И., Край родной. Челябинск, ЮУКИ, 1969. С.44-47.

4.                      Водные ресурсы №1, 1892 г.

5.                      Книга для чтения по географии «По материкам и странам» Составители: Смирнова Н.П., Шибанова А.А. Просвещение 1981год.

6.                      Самойлов И.В. Устья рек. М., Географгиз, 1952год.

7.                      Википедия - свободная интернет- энциклопедия.

8.                      сайт http://rgo.ru

         9.           Суворов А.К. Геология с основами гидрологии - М.: Колосс, 2007.

        10.         Эдельштейн К.К. Гидрология материков - М.: Academia, 2005.

        11.          Метеорология и гидрология 1991 №7

        12.          сайт http://www.astronet.ru/db/msg/1192178/p1ch9c.html
 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 4. Весовой снегомер.

Рис. 5. Снегомерная рейка.

           Рис. 6.  Снег на дачном участке в районе РЭБ Флота.

Таблица 11.

Среднемесячные температуры воздуха в районе г. Нижневартовска

за период 2000—2010 гг., °С

Таблица 12.

Среднемесячное количество осадков в районе г. Нижневартовска

за период 2000—2010 гг., мм.

                                                                                                       Таблица 13.

                   Прогноз сроков вскрытия  Оби в 2010 году.

                                                                                                            Таблица 14.

Ожидаемые высшие уровни весеннего половодья в 2010 году
(в см над нулем поста)

Рис. 7. Годовой ход осадков г. Нижневартовск.

Рис. 8. График колебания  максимального уровня воды и высоты

            снежного покрова г. Нижневартовск.

Рис. 9. График изменений высоты снежного покрова, г. Нижневартовск в 2000-

            2010 гг.

   Рис.10. График изменений запасов воды в снеге, г. Нижневартовск в

                2009-2010 гг.

28