Питание и водный режим рек

Реки Кемеровской области имеют смешанное питание. В питании рек участвуют талые воды сезонных и высокогорных снегов, жидкие осадки и подземные воды. Установление соотношения между различными типами питания для рек данной территории проводилось в период 1951-84 гг. выборочно по рекам, режим которых является типичным для данного района. С этой целью выбирался средний по водности год, показатели которого были близки к среднемноголетним показателям, вычисленным по данным многолетних наблюдений. Было установлено, что основным источником питания рек являются зимние осадки, формирующие 60-70% всего годового стока. На осадки безморозного периода приходится 10-20% годового стока, на грунтовые воды – 15- 20% (Основные…, 1975).

Начиная со второй половины ХХ века, изменился режим снеготаяния и, соответственно, режим питания рек. Раньше постепенное таяние снега в течение весеннелетнего периода обеспечивало, наряду со склоновым, постоянный и обильный грунтовый сток. После сведения лесов ускорились таяние снега и сброс талых вод в реки. В летнее же время реки горных районов Кемеровской области стали значительно маловоднее в результате уменьшения грунтового стока (Шульгин, 1997, с. 41). В степных районах снеговой сток составляет 94% годового, дождевой – около 2%, грунтовый – 4%. В горнолесных районах суммарный весенний сток составляет 70-95% годового, дождевой – до 20%, грунтовый – около 20%. Соотношение между различными источниками питания для Ини приведено в таблице 7. В режиме годового стока рек выделяются половодье, паводки и межень, подразделяющаяся на летне-осеннюю и зимнюю. На половодье приходится от 50 до 90% годового стока.

Ледовый режим

 Ледовый режим рек в первую очередь зависит от климатических условий региона. На появление и развитие ледовых образований оказывает воздействие адвекция тепла или холода с воздушными массами. Интенсивное выхолаживание воздуха в горных участках бассейна ускоряет замерзание рек. С другой стороны, при значительном уклоне русла (12- 16‰) возрастает скорость водного потока, что препятствует его замерзанию. Влияние антропогенного фактора, в основном, проявляется сбросом теплых вод промышленными предприятиями (тепловое загрязнение). Совокупное воздействие климатических, орографических и антропогенных факторов усложняет общую картину развития ледовых явлений (Марусенко и др., 1961; Кеммерих и др., 1963). Однако общая закономерность 47 ледовых процессов, характерная для западносибирского региона, при этом сохраняется (Давыдов, 1955; Вопросы…, 1972; Чеботарев, 1975). Фронт замерзания рек Сибири и Алтае-Саянской горной страны одновременно движется в двух направлениях: с севера на юг и из среднегорья в сторону равнин. При этом замерзание рек по широте распространяется быстрее, чем по вертикали. Вскрытие рек распространяется в обратном направлении от предгорий Алтая и Саян на север – в сторону Западно-Сибирской равнины и на юг – в горы (Марусенко и др., 1961). Наступление холодов и понижение температуры воды до 0°С вызывает на реках появление первых ледовых образований: заберегов, шуги и сала. Формирование заберегов носит устойчивый характер и наблюдается ежегодно, а продолжительность их существования колеблется от нескольких суток при резком похолодании и раннем начале зимы до 2-3 недель при поздних сроках наступления зимнего периода. По среднемноголетним данным ледовые образования появляются во второй половине октября. Однако в отдельные годы забереги отмечаются даже во второй декаде ноября. В верховьях Томи первые ледовые образования появляются в середине октября, а ниже Междуреченска – только в конце этого месяца. Позднее всего ледовые явления отмечаются в районе г. Томска. Вслед за закраинами и заберегами на реке начинается шугоход. Шуга обнаруживает себя с интервалом в 3-4 дня, если двигаться вниз по течению. Продолжительность шугохода сокращается от верховьев к низовьям Томи. В районе пос. Балыксы шугоход начинается уже после формирования ледостава. На равнинной части бассейна Томи фронт формирования устойчивого ледового покрова движется с севера на юг. В начале ноября происходит замерзание низовьев Томи и только к середине месяца ледостав образуется в среднем течении реки.

По условиям образования ледостава Томь относится к заторно-зажерному типу. Осенние ледовые явления для таких рек характеризуются мощным шугоходом. В верховьях шугоход и ледостав начинаются одновременно и сопровождаются заторными явлениями (табл. 9). При образовании затора шуга, сало и льдины забиваются под сформировавшийся ледяной покров. Уровни воды при этом скачкообразно растут и сохраняются повышенными в течение всей зимы. Заторы осеннего времени образуются на тех участках русла, где скорость течения снижена и уже сформировался ледовый покров. В излучинах, плесовых ложбинах или приглубых протоках между островами ледостав образуется раньше, чем на быстринах и перекатах. По особенностям зимнего состояния ледостава Томь относится к частично незамерзающим рекам. Сброс теплой воды промышленными предприятиями вызывает обширные полыньи на Томи. Самый крупный участок, протяженностью 20-25 км, расположен между пос. Томусинский и г. Новокузнецком. Полыньи на участках русла, прилегающих к городам, часто сохраняются в течение всей зимы и не закрываются даже в сильные морозы. На участках Томусинский – Новокузнецк, в районах Кемерова и Томска вследствие теплового загрязнения река вскрывается на 15-20 дней раньше (Основные…, 1975). Вскрытие Томи раньше всего начинается в верховьях. Во второй половине апреля ледоход происходит в низовьях реки. Тепловое разрушение устойчивого ледового покрова обеспечивается приходом тепла по мере увеличения прямой и рассеянной радиации и адвекции воздушных масс. Механический разлом льда возможен вследствие значительного притока воды, залпового снеготаяния и дождевых паводков. Дожди ускоряют снеготаяние и вызывают паводковые явления во время ледохода и половодья. Приток большой массы воды разламывает лед изнутри, давая начало густому ледоходу. Такой тип вскрытия Томи вызывает весенние заторы, повторяющиеся почти ежегодно. Чаще всего заторы на Томи образуются в окрестностях г. Междуреченска при слиянии Усы и Томи, ниже Новокузнецка, у Кемерово, ниже Томска и в устье. Перед ледяными плотинами уровни воды растут очень интенсивно. Вследствие прорыва заторов возможны снежно-ледовые паводки, иногда превращающиеся в катастрофические наводнения. Последние обычно происходят при совпадении нескольких условий:

а) формирование ледового покрова при низких уровнях воды и смерзании ледового покрова с осенним затором;

б) значительная толщина и прочность льда вследствие холодной зимы; в) разрушение ледового покрова преимущественно механическим способом;

г) уменьшение пропускной способности русла вследствие наложения весенних заторов на осенние;

д) чередование теплой и холодной погод во время ледохода.