Гидрологические условия на малых реках
Гидрологическое изучение рек криолитозоны проводилось нами на примере реки Гравийка (рис. 3.6.1.). Река является притоком первого порядка и впадает с правого борта в Енисей. Площадь водосбора р. Гравийка составляет 340 км², при этом она является самой крупной рекой у города Игарка (кроме Енисея) и местом водозабора. Река сформировалась в последний криохрон. Долина Гравийки узкая, река занимает почти всю нишу и практически не имеет поймы. Вследствие того, что Гравийка берет своё начало из термокарстовых озер, точную длину реки сказать трудно. Гравийка относится к Западно-Сибирскому типу водного режима с растянутым половодьем и максимумом в середине-конце мая. Толщина ледового покрова достигает (по данным Игарской геокриологической лаборатории) 1 м. Русловые наледи в основном напорные.
Рис. 3.6.1. Река Гравийка (Фото П.Г. Гриня, июль, 2013 г.)
В 1939 г. на реки был установлен гидрологический пост, и началось изучение реки, которое прекратилось 1 мая 1993 г. Несколько лет назад силами сотрудников Игарской геокриологической лаборатории наблюдения за рекой были возобновлены. В основном это связано с развитием такого научного направления как «Гидрология криолитозоны». Особенностями изучения рек в условиях криолитозоны являются:
1. Измерение сезонно-талого слоя
2. Криотекстуры
3. Локальные водоупоры
Еще одной особенностью в изучение рек является то, что в зоне вечной мерзлоты практически отсутствует вертикальный обмен, что сказывается на водном балансе и еще ряде показателей.
Ландшафты долины реки в основном переувлажнены. Это вызвано близким залеганием еще не протаявшего до конца сезонно-мерзлого слоя, слабым испарением влаги. Основными формами рельефа являются склоновые ложбины стока. Они имеют смешанное происхождение в основном связанное с одновременным взаимодействием некоторого количества воды и термокарста.
По 6 крупнейшим рекам севера, выявлено, что за последние 60 лет их сток увеличился на 10 %. При этом температура воздуха выросла, а значение осадков не изменилось. Наблюдения на репрезентативных реках, таких как Гравийка, позволяет выявить причины увеличении стока:
1. Большее протаивание
2. Увеличение стока из-за лучшей сопряженности грунтов и поверхностных вод.
Во время проведения практики нами были выполнены основные измерения на гидрологическом посту. Во-первых, мы измерили уровень воды, который составил на 15 июля 2013 г. - 15 см по 7 сваи. Это один из самых доступных и информативных показателей, так как он дает представление не только о колебаниях уровня поверхности водотока, но и дает представление о режиме реки. Гидрологический пост оборудован свайный водомерный пост, состоящий из репера и увязанного с ним свай. Во-вторых, мы определили расход воды. Зная площадь поперечного сечения реки (промерена ранее), мы измерили скорость течения с помощью вертушки и получили значение расхода воды (рис. 3.6.2.). Далее мы произвели отбор проб на изотопы, что позволит нам узнать генезис отобранной воды.
Рис. 3.6.2. Подготовка к измерению скорости течения реки
(Фото П.Г. Гриня, июль, 2013 г.)
Для измерений нами были использованы несколько приборов, такие как кондуктометр, вертушка, эхолот, рейка и автоматизированные датчики (рис. 3.6.3.).
Рис. 3.6.3. Кондуктометр (Фото П.Г. Гриня, июль, 2013 г.)
С помощью кондуктометра можно измерить электропроводность, температуру (18,6°С) и соленость. Эхолот помогает определить подводный рельеф и значения глубин. С помощью рейки производился замер уровня воды, автоматизированные датчики замеряют уровень воды и ее температуру. Если занести в датчик профиля реки, он может самостоятельно рассчитывать величину стока. При наличии специальных насадок он также рассчитывает значения солености и pH.