Вековые и многолетние колебания уровня озер
ДИНАМИКА УРОВНЯ ВОДЫ В ОЗЕРАХ
Уровень воды в озерах – высота поверхности воды относительно какой-либо условной горизонтальной поверхности (относительный уровень воды) или уровня моря (абсолютный уровень воды). Колебание уровня воды в озерах – это подъем или падение уровня воды относительно нормы в результате изменения количества осадков, температуры воздуха, стока рек и т. д.
Колебание уровня воды – это главнейшая характеристика режима озера. Применительно к озерам их водным режимом считаются закономерные изменения уровня воды, площади, объема вод, а также характеристик течений и волнения. Водный режим озера вместе с изменениями ледотермических, гидрохимических, гидробиологических и других характеристик озера формирует гидрологический режим.
Колебания уровня воды в озерах во многом определяют и возможности хозяйственного использования водоемов, так как от высоты стояния уровня зависит эффективность работы водного транспорта, надежность водозабора на орошение, промышленное и коммунальное водоснабжение и т. д. (Михеев А. В., 2010).
Лимниграф — прибор для измерения изменений уровня воды в озере. Главная часть прибора — поплавок, поднимающийся и опускающийся в специальном успокоительном колодце, который сообщается с водоемом. Колодец исключает влияние горизонтальных движений воды и благодаря размеру своего входного отверстия существенно уменьшает влияние резких изменений уровня, подобных тем, которые вызываются ветровыми волнами. Поплавок, расположенный в колодце, четко следует за изменяющимся уровнем, перемещаясь вертикально вверх при подъеме или вниз при понижении уровня. Вертикальные движения поплавка и связанного с ним троса приводят в действие червячную передачу, связанную с пером, которое вычерчивает на диаграммной ленте кривую, соответствующую движению поплавка. Часовой механизм протягивает ленту с постоянной скоростью. Благодаря совместному движению пера и диаграммной ленты вычерчивается непрерывная кривая подъема и понижения уровня.
Уровенный режим озер зависит от комплекса природных и антропогенных условий:
· Соотношения между приходом и расходом воды в естественных условиях;
· Размера водоема, его формы, характера берегов, сгонов и нагонов;
· Влияния работы гидросооружений (Китаев С. П., 2007).
Колебания уровня воды в озерах по причинам, вызывающим их, могут быть подразделены на две группы:
1) колебания уровня, связанные с изменением объема (массы) воды в озере и определяемые в основном изменениями составляющих водного баланса водоема (такие колебания уровня иногда называют объемными или водно-балансовыми);
2) колебания уровня, не связанные с изменениями объема вод в озере, а определяющиеся перераспределением неизменного объема по пространству озера (такие колебания уровня часто называют деформационными).
Колебания уровня первой группы связаны, прежде всего, с климатическими причинами и, в частности, с притоком речных вод, осадков на поверхность озера. Поскольку речной сток подвержен климатически обусловленным вековым, многолетним и сезонным колебаниям, аналогичные колебания имеет и уровень воды в озерах. В последние 40-50 лет в объемных колебаниях уровня озер заметное влияние приобрел и антропогенный фактор (в связи с антропогенными изменениями стока рек).
Колебания уровня второй группы связаны, прежде всего, с так называемыми сгонно-нагонными денивеляциями уровня, обусловленными ветром. Такие колебания имеют кратковременный характер (Михеев А. В., 2010).
Вековые и многолетние колебания уровня озер
Вековые и многолетние колебания уровня озер – наиболее яркое проявление гидрологического режима водоемов; они же оказывают и наиболее сильное (нередко неблагоприятное) воздействие на хозяйственное использование озер и сопредельных территорий. Основная причина таких колебаний – климатическая, поэтому изучение вековых и многолетних колебаний уровня озер может служить и косвенным доказательством существования климатических изменений увлажненности территорий (Михеев А. В., 2010).
Вековые и многолетние колебания уровня наиболее заметны у бессточных озер, находящихся в аридных районах (Каспийское и Аральское моря, оз. Балхаш и др.). Объясняется это тем, что при изменении степени увлажненности больших территорий приток речных вод к озеру и потери с его поверхности на испарение изменяются почти в противофазе: в засушливые периоды в озеро поступает мало стока, а потери на испарение наибольшие, во влажные периоды поступление стока и осадков на поверхность озер увеличивается, а потери на испарение несколько уменьшаются.
Будучи некогда одним из крупнейших соленых озер Средней Азии, сегодня Аральское море превратилось в обмелевшую «лужицу», а город Муйнак, расположенный на его побережье, – в кладбище ржавеющих кораблей.
В 1940-е годы советские инженеры развернули масштабную программу по орошению казахстанской пустыни, чтобы выращивать здесь рис, бахчевые, зерновые и хлопок. Воду решено было забирать из рек Амударья и Сырдарья, питающих Аральское море. К 1960 г. на орошение ежегодно требовалось от 20 и 60 кубических километров воды, что, естественно, привело к обмелению озера. С этого момента уровень моря понижался с возрастающей скоростью от 20 до 80—90 см/год. В 1989 г. море распалось на два изолированных водоёма — Северное (Малое) и Южное (Большое) Аральское море.
Из Восточной Сибири приходят тревожные вести: уровень воды в Байкале в 2015 г. упал ниже критической отметки, и экологи бьют тревогу, так как снижение уровня воды в озере угрожает природной катастрофой. Энергетики же напоминают, что чуть более полувека назад уровень воды в озере был еще на метр ниже. Налицо пример конфликта краткосрочных бизнес-интересов и долгосрочных интересов общества.
Уровень озера Байкал снизился на 40 см по сравнению с показателями 2013 года. Возможно введение режима ЧС из-за обмеления колодцев в близлежащих деревнях. В настоящее время ведется сбор информации об обстановке с водоснабжением в прилегающих районах республики к Байкалу. Постановление Правительства РФ о предельных значениях уровня воды в озере Байкал регламентирует, что уровень озера должен удерживаться между отметками 456 и 457 метров (Бычков И. В., 2015).
На байкальской воде работает целый каскад гидроэлектростанций, построенных на Ангаре, - Иркутская, Братская, Усть-Илимская. С 1 декабря 2012 года была запущена Богучанская ГЭС.
Основная причина низкого уровня воды в озере кроется в том, что осенью 2014 года Правительство Иркутской области и руководство компании Иркутскэнерго, которой принадлежат гидроэлектростанции Ангарского каскада, выступили с инициативой опустить уровень Байкала ниже установленной Правительством РФ нормы. Они аргументировали свою инициативу необходимостью поддержания стабильной работы водозаборов Иркутска, Ангарска и нескольких расположенных в его районе предприятий.
Согласно данным Федерального агентства водных ресурсов, с лета 2014 г. пропускная способность Иркутского гидроузла была увеличена в целях гарантированного обеспечения работы водозаборных сооружений. Также, по данным Росводресурсов, на 31 октября 2014 уровень Байкала составлял 456,43 м, а уровень Богучанского водохранилища – 203,36 м БС. На 31 декабря 2014 – соответственно 456,15 м и 204,97 м, на 16 января 2015 – 456,09 м и 205,33 м, на 27 января 2015 – 456,07 м и 205,59 м. Исходя из приведенных данных, становится понятно, что истинная цель гидроэнергетиков – пользуясь сложившейся тяжелой ситуацией, как можно скорее окончательно заполнить водохранилище Богучанской ГЭС, самой нижней по течению ГЭС Ангарского каскада (Иметхенов А. Б., 2015).
По состоянию на 12 августа уровень воды в озере Байкал составляет 456 метров 22 сантиметра, об этом сообщается на сайте Бурятского гидрометцентра. С 1 июля он увеличился на 21 сантиметр. Важно помнить, что в озере Байкал более 20% мировых запасов пресной питьевой воды превосходного качества (Бычков И. В., 2015).