УДК 577.4 (235.33)
Колымская воднобалансовая станция: история, физико-географическая и климатическая характеристики
С. И. Сущанский © 2011
От редактора: Сегодня, к сожалению, уже не существует Колымской воднобалансовой станции, прекращены наблюдения, разрушен поселок, порушены установки и приборы. В 90-е годы в России был официально взят курс на ликвидацию северных поселков, городов, совхозов, приисков. За 10 лет экономике страны был нанесен урон не меньший, чем во время второй мировой войны. Сегодня страна снова проявляет интерес к Северу, его ресурсам. Думаю, скоро снова станут востребованы результаты многолетних наблюдений за климатом, мерзлотой, экосистемами. Без учета этой информации, знания законов, по которым живут ландшафты Севера, нельзя строить зданий, прокладывать дорог, строить гидроэлектростанций, шахт и т.д. Информация о КВБС и стационаре "Контакт" несомненно скоро будет снова востребована. Возможно, здесь будут возрождены исследования, начатые еще в 1947 г. Ведь изменяется климат, происходят гидрологические и экологические изменения северных ландшафтов. Без наземныхх наблюдений не обойтись, - из космоса всей необходимой информации не получишь. Статья С.И. Сущанского, последнего директора КВБС, в связи с вышеизложенным имеет большое значение. Опубликованная в региональном сборнике малым тиражом, она малодоступна не только широкому кругу интересующихся экологией, но и специалистам.
Фото 1. Река Кулу и бассейны р. Правый Итрикан, Левый Итрикан и р. Инякан.
Вид из Космоса. Фото Google Earth
|
Воднобалансовые станции (ВВС) относятся к разряду специализированных станций, ведущих детальное комплексное изучение элементов водного баланса водосборов и отдельных участков местности, а также наиболее важных природных факторов, обусловливающих формирование составляющих водного баланса. Колымская ВВС - единственная, расположенная в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород.
Режим стока многих малых рек центральных районов Магаданской области вследствие ведущихся в пределах водосборной площади горнорудных работ изменен, и практически только наблюдения К ВВС дают представление о естественном соотношен ни между стоком и другими гидрометеорологическими факторами в этом регионе, что необходимо для решения задач проектирования и строительства водопропускных труб, малых мостов, защитных дамб и других народнохозяйственных объектов.
Для выбора места строительства станции ГМСДС в течение 1947 г. были проведены обширные исследования ряда районов верховья р. Колымы. Водосбор руч. Контактовый, типичный для рассматриваемого региона, включает основное разнообразие растительного покрова и почвогрунтов и признан наиболее подходящим для организации наблюдений. Большим преимуществом выбранного места явилось близкое расположение (2 км от базы станции в пос. Стоковый до Тенькинской автотрассы)
.На космоснимке (фото 1) представлен район Итриканской гряды с небольшими правыми притоками р. Кулу. Тенькинская трасса идет вдоль Правого Итрикана, близ устья Итрикана виден мост через р. Кулу. Воднобалансовая станция расположена в средней нижней части космоснимка между Правым Итриканом и Инякан.
На фото 2 и 3 представлен ландшафт Верхнеколымского нагорья в районе Итриканской гряды и бассейна р. Омчак. |
Рис. 1. Картосхема: расположение стационара Контакт в бассейне Правого Итрикана.
|
Водосбор руч. Контактовый на востоке граничит с бассейном р. Урен (Хурен), на северо-востоке - с бассейном р. Неча, на севере - с бассейном р. Инякан (приток р. Кулу), на западе и юге - с бассейном р. П равый Итрикан (рис. 1). Руч. Контактовый впадает в р. Правый Итрикан, впадающую в р. Кулу. Центром бассейна является пос. Стоковый.
Геологическую историю Северо-Востока рассматривают как процесс формирование единого комплекса, возникшего в результате развития геосинклинали, авершающим этапом которого были тектонические движения третичного периода (Ресурсы ..., 1969) Яно-Колымская складчатая зона, куда входит и Верхнеколымское нагорье, занимает верхнюю и среднюю правобережную части Колымского бассейна. Она сложена морскими осадками пермского, триасового и юрского возраста, собрана в складки в верхнеюрское и нижнемеловое время. Литологический состав пород представлен среднезернистыми, мелкозернистыми и тонкозернистыми песчаниками, песчано-глинистыми сланцами (Ресурсы..., 1969). Эффузивные породы представлены кварцевыми порфиритами и их туфами, интрузивные - различными гранитами и гранитоидами. Четвертичный поверхностный покров сложен элювио-делювиальными (щебнисто-камснистыми) и аллювиальными (пссчано-галечными) отложениями. Элювиально-делювиальные отложения развиты на водоразделах и склонах, это различный по гранулометрическому составу материал - от илистых частиц до крупных глыб. Аллювиальные отложения развиты преимущественно в долине руч. Контактовый, мощность их у замыкающего створа - 10-15 м Они представлены галечно-гравийным материалом с примесью песка и глины (Материалы ..., 1948-1987). Пролювиальные отложения - дресва с мелкоземом, щебень.
Основой рельефа являются нагорья, сильно расчлененные долинами мелких ручьев и речек. Над нагорьями возвышаются хребты с алпинотипными формами рельефа, высотой 1800-2000 м. |
Климат резко континентальный с суровой долгой зимой и коротким, но теплым летом. Среднегодовая температура колеблется около -12 градусов Цельсия. Средняя месячная янваи -34 градуса , июля 13° градусов. Абсолютный минимум температуры равен -55,5°С (1982 г.), абсолютный максимум 32°С (1951 г.). Период устойчивых отрицательных температур воздуха продолжается с октября по апрель, безморозный период составляет в среднем 130 дней.
Годовое количество осадков по водосборам увеличивается с возрастанием средней высоты бассейна и составляет в среднем 314 мм. Распределение осадков по месяцам крайне неравномерно. Около 70% их приходится на теплый период года. Дожди в основном носят обложной характер, малоинтенсивны и продолжительны. По данным, полученным на метеорологической площадке "Нижняя", выпадение твердых и смешанных осадков возможно в любой день теплого периода времени (июнь-август). Снежный покров образуется в первой декаде октября, разрушается в третьей декаде мая. Для окружающей территории характерно нарастание мощности снежного покрова вследствие отсутствия оттепелей в течение всего зимнего периода.
Величина максимальных запасов воды в снеге по бассейнам увеличивается с возрастанием их средней высоты и составляет 110-115 мм. Наибольшая величина снегозапасов наблюдалась в 1956 и 1985 гг. По данным материалов снегосъемок 1985 г., величина снегозапасов составила от 163 мм (по бассейну руч. Южный) до 298 мм (бассейн руч. Морозова). На открытых ветрам отесных и приводораздсльных частях бассейнов наблюдается перераспредсление снегозапасов вследствие ветрового переноса снега.
Средняя месячная скорость ветра в течение года изменяется от 0 до 4 м/с. Ветры в холодную часть года преимущественно северные с восточной составляющей, летом преобладают западные, северные и северо-восточные, причем скорости их в это время несколько больше, чем зимой.
Верхнеколымское нагорье расположено в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород незначительной мощностью деятельного слоя (т.е. слоя сезонного протаивания). В соответствии с мерзлотным районированием А.И. Калабина (I960), произведенным по температурному признаку, рассматриваемая территория относится к району с температурами пород от - 3,5 до -7,0°С. Мерзлая зона характеризуется высокой сплошностью распространения и большой мощностью: 200-300 м под пло скогорьями и 150-500 м в горной зоне (Кузнецов, 1966).
Фото 2. Тенькинская трасса в районе Итриканской гряды. Фото Игоря Томаса, Дмитрия Штукенберга и Олега Шахова с сайта: http://ruskiller-nsk.narod.ru/trips/kolyma-2008/kolyma-2008.htm
|
Величина сезонного протаивания зависит от условий и характера теплообмена, которые находятся в прямой зависимости от географического положения, высоты и рельефа местности, экспозиции склонов, микрорельефа, характера растительного покрова, высоты и плотности снежного покрова, литологического состава и влажности грунтов, деятельности воды в последних. По утверждению А.Г. Левина и В.Д. Мячикова (1957), эта величина практически не меняется из года в год. Среднее максимальное значение оттаивания достигает 1,5-3,0 м. Растительный, в особенности мохо-торфяной, покров является мощным фактором, уменьшающим глубину протаивания грунтов в несколько раз. Так, глубина протаивания под сфагнумом достигает всего 0,3-0,4 м. Наличие мерзлоты обусловливает ряд криогенных процессов: солифлюкцию, пучение, дисерпцию. Одной из характерных особенностей рассматриваемой зоны является образование наледей - массивов льда, формирующихся в зимний период при послойном намораживании атмосферных, поверхностных и подземных вод (Алексеев, Соколов, 1980). Наледеобразование характерно преимущественно для горных и предгорных районов Сибири и Дальнего Востока. Наиболее широко оно распространено на территории Северо-Востока России, где площади отдельных наледей достигают десятков квадратных километров, а объемы - сотен миллионов кубических метров. На рассматриваемой территории наледи распространены в среднем и нижнем течении руч. Контактового и в нижнем течении руч. Встреча.
Верхняя граница многолетнемерзлых пород служит водрупором грунтовых надмерзлотных вод, питание которых происходит главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков. Подмерзлотные воды на территории репрезентативного бассейна Стоковый не обнаружены. |
Речная сеть КВБС хорошо развита. Густота речной сети составляет 2,5 км/ кв. км. Долины многочисленных ручьев узкие, с крутыми склонами. Водораздельные линии выражены четко. Абсолютные высоты территории изменяются от 830 м в устьевой части руч. Контактовый до 1700 м на водоразделах.
Согласно классификации П.С. Кузина (1960), реки Северо-Востока России относятся к типу рек с весенне-летним половодьем и дождевыми паводками в теплое время года. Общим для всех ручьев является прекращение стока в начале зимнего периода. Возобновляется сток в апреле-мае течением воды поверх льда и снега.
Весеннее половодье формируется в основном под влиянием интенсивного снеготаяния и частично жидкими осадками, выпадающими в период прохождения пика и спада половодья. Объем стока за период весеннего половодья и величина максимального расхода воды определяются запасами воды в снежном покрове к началу снеготаяния и интенсивностью снеготаяния (Бойцов, 1969). Особенностью формирования стока весеннего половодья на водотоках рассматриваемой территории является его растянутость, вызванная неодновременностью снеготаяния по высотным зонам. Нередко формирование нескольких волн половодья, что объясняется возвратом холодов.
Фото 3. Верхнеколымское нагорье в районе Тенькинской автотрассы. Фото из Google Earth
|
Дождевые паводки, наблюдаемые в летне-осенний период (обычно 4-6, из них 2-3 значительных), формируются за счет ливневых и обложных малоинтенсивных дождей. Основными факторами, определяющими величину максимального расхода воды и объема паводочного стока, являются слой и интенсивность осадков за выпавший дождь, а также предшествующая дождю увлажненность бассейна (Бойцов, 1969). Следует отметить, что продолжительность дождевых периодов может составлять несколько суток, и именно такие дожди вызывают паводки редкой повторяемости (Кузнецов, Бойцов, 1969).
В меженные периоды водоотдача от таяния льдонасыщенных горизонтов сезонноталого слоя является основным источником поступления влаги в русловую сеть. Очевидно, что главенствующую роль в формировании меженного стока играют типы подстилающей поверхности (Королев, 1982), экспозиция склонов и средняя высота водосборов. |
Колымская воднобалансовая станция, в прошлом Игриканская стоковая станция Гидрометслужбы Дальстроя, затем Кулинская стоковая станция Верхнеколымского районнного геолого-разведочного управления (1948-1956 гг.), Колымская стоковая станция (1957-1969 гг.), открыта гидрометеорологической службой Дальстроя. Инициаторами открытия были начальник ГМС ДС Л.Н. Морозов и начальник НИО ГМС ДС А.Г. Левин. Первоначальная программа работ станции была составлена А.Г. Левиным. Он же осуществлял методическое руководство станцией до 1957 г.
Целью организации станции было изучение процессов формирования стока малых рек в условиях горнотаежного ландшафта и распространения многолетнемерзлых пород, характерных для Северо-Востока России. Планом работ предусматривалось производство наблюдений за элементами водного баланса в бассейне руч. Контактовый, площадь водосбора которого составляет 21,2 кв. км . Но из-за организационных трудностей центр наблюдений был перенесен в бассейн руч. Встреча площадью 5,35 кв. км (Материалы..., 1948-1987 гг.).
Работы по строительству станции начаты 15октября 1947г. С мая 1948 г. начались регулярные наблюдения на метсорологичской плошадке "Нижняя", с сентября - на площадке "Верхняя" (Климатический справочник СССР, 1966). В 1948 г. гидрометеорологические посты Средний, Нижний и Встреча оборудованы будками СУВ, гидрометеорологическими мостиками, подводящими каналами.
За период 1949-1957 гг. в бассейне руч. Встреча начала действовать сеть дождемсрных пунктов. Различными гидрометрическими сооружениями были оборудованы гидростворы на ручьях Северный, Дождемерный, Встреча. Начаты наблюдения за испарением с поверхности почвы и снега, за промерзанием и оттаиванием деятельного слоя почво-грунтов, экспериментальные наблюдения на стоковых площадках.
В 1957 г. станция перешла в ведение Колымского управления гидрометслужбы. С этого времени широко развернулись работы по оснащению станции приборами и оборудованием нового типа, укомплектование станции
специалистами гидрометеорологического профиля, строительство жилых домов. В 1958 г. пос. Стоковый и часть производственных сооружений станции были электрифицированы.
В 1960 г. начались наблюдения за стоком на руч. Южный, продолжается рационализация осадкомсрной сети, устанавливаются радиоосадкомеры.
В 1963 г. задействованы воднобалансовые площадки № 2, 3.
В 1968 г. начаты наблюдения за стоком на руч. Морозова, бассейн которого полностью лишен растительного покрова.
В 1969 г. Колымская стоковая станция переименована в Колымскую воднобалансовую станцию. Это связано с изменением целей и задач, стоящих перед станцией. Осуществлен переход от простых наблюдений за стоком и отдельными элементами водного баланса к широким экспериментальным наблюдениям водного баланса во всех его звеньях, возрос технический уровень исследований.
Рис. 2. Схема размещения пунктов наблюдений в бассейне ручья Стоковый Колымской водно-балансовой станции. 1 - метоплощадка, 2 - гидроствор, 3 - осадкомер, 4 - осадкомер и плювиограф, 5 - наземный дождемер, 6 - маршрутные снегомерные линии, 7 - пункт наблюдений за промерзанием и оттаиванием почвогрунтов, 9 - водноиспарительная площадка, 10 - водонепроницаемая площадка.
|
Программа работ станции с каждым годом расширяется. С 1978 г. КВБС производит наблюдения за состоянием снежного покрова на лавиносборах Тенькинской автодороги и за стратиграфией, температурой и физико-механическими свойствами снега на четырех площадках. С 1980г. производятся наблюдения за динамикой формирования наледных образований на руч. Контактовый (рис. 2).
Первого июня 1981 г. произведено объединение КВБС и гидрометеорологической станции Кулу, затем в ведение КВБС была передана Верхне-Кулинская гидрографическая партия третьего разряда. С 1982 г. начаты наблюдения на трех агрогидрологических площадках на полях совхоза "Кулу". В 1983 г. был открыт гидрометрический пост на руч. Угроза, в 1984 г. в устье ручья Встреча.
. |
Однако параллельно с наметившейся тенденцией к расширению исследований происходит постепенное и, к сожалению, необратимое сокращение некоторых видов наблюдений. Так 1 сентября 1972 г. по решению техсовета КУГКС прекращены наблюдения на метеоплощадке "Верхняя". С 1978 г. не производится определение влагозапасов в почво-грунтах на экспериментальных площадках, расположенных в бассейне руч. Морозова и у воднобалансовых площадок № 2, 3. Прекращены работы на ручьях Дождемерный, Контактовый-Верхний. С 1979 г. не работают воднобалансовые площадки № 2, 3. Значительно сократилась программа наблюдений на метеоплощадке "Нижняя"
Схема размещения пунктов наблюдений КВБС приведена на рис. 2. За 40 лет работы КВБС накопила огромный материал гидрометеорологических наблюдений. К 1989 г. они опубликованы в 30 выпусках. Первый охватывает период с 1948 по 1957 гг. Последующие выпуски публиковались ежегодно (Материалы наблюдений КВБС, 1948-1987). КВБС располагает продолжительными рядами наблюдений за формированием стока на всех характерных для Северо-Востока России типах подстилающей поверхности. Уникальным объектом наблюдений является бассейн руч. Морозова, поверхность водосбора которого лишена растительности и полностью сложена каменными осыпями и россыпями. По мнению специалистов из США, посетивших КВБС в 1976г. (Slaughter, Bilello, 1977), полученные материалы не имеют аналогов в мировой практике. В настоящее время результаты наблюдений используются многими организациями и отдельными учеными. В различных изданиях опубликовано более 100 работ, в которых использованы материалы наблюдений КВБС, защищен ряд диссертаций. Уникальность станции и ценность полученных материалов наблюдений свидетельствуют о необходимости продолжения работ и о безусловном расширении объема исследований.
Литература
Алексеев В.Р., Соколов Б.Л. Полевые исследования наледей. Л.: Гдрометиздат, 1980. 152с.
Бойцов Ю.А. Расчет максимального стока на реках Северо-Востока СССР и анализ ранее применявшихся формул // Сборник работ Магаданской ГМО. Магадан, 1969. Вып. 2. С. 51-59.
Калабин А.И. Вечная мерзлота и гидрогеология Северо-Востока СССР. // Труды ВНИИ; Т. 18, вып. 20, 1960. 470с.
Климатический справочник СССР. История и физико-географическое описание метеорологических станций и постов. Магадан, 1966. Вып. 33. 220с.
Королев Ю.Б. Гидрологическая роль растительности Верхней Колымы // Изв. АН СССР. Сер. Биол. 1982. № 4. С 517-529.
Королев Ю.Б. Картографирование растительного покрова в связи с оценкой его гидрологической роли (на примере Верхней Колымы): Дис. канд. биол. наук. Днепропетровск, 1985. 231 с.
Королев Ю.Б. "Контакт" // Биологические стационары Советского Севера. Магадан, 1986. С. 66-70.
Кузин П.С. Классификация рек и гидрологическое районирование СССР. Л.: Гидромстиздат, 1960.
Кузнецов А.С. Условия формирования дождевых паводков на реках бассейна Верхней Колымы. Магадан, 1966. 202 с.
Кузнецов А.С., Бойцов Ю.А. Прогноз гидрографа дождевых паводков на основе учета осадков на реках бассейна Верхней Колымы // Тр. ДВНИГМИ. 1969. Вып. 28.
Левин А.Г., Мячиков В.Д. Оттайка и промерзание грунта на Кулинской стоковой станции // Материалы по геологии и полезным ископаемым Северо-Востока СССР. Магадан, 1957. Вып. 11. С. 223-230.
Материалы наблюдений КВБС 1948-1987 гг. Магадан: Колымское УГКС. 1987. Вып. 1-30.
Методы изучения и расчета водного баланса. Л.: Гидрометиздат, 1981. 398 с.
Несыбулин Ш.С. Репрезентативность характеристик стока Колымской воднобалансовой станции для территории Верхней Колымы // Природные ресурсы Северо-Востока СССР. Владивосток: АН ДВИС и БПС, 1976. С. 32-41.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Северо-Восток. Л.: Гидрометиздат, 1969. Т. 19. 282с.
Соколов Б.Л. Особенности гидрологии рек криолитозоны // Водные ресурсы и водный баланс. Л .: Гидрометиздат, 1988. С. 371- 379.
Slaugher C.W., Billelo M.A. Kolyma Water Balance Station, Magadan oblast, Northeast U.S.S.R.: United Station - Soviet Scientific Exchange Visit, Special Report 77-155, Army Gold Regions Recearch and Engineering Laboratory. Hanover, 1977. 66 p.
