Объекты исследования и их изученность

Объектами экспедиционных исследований являлись река Волга на протяжении 450 километров от ее истока до города Твери (Иваньковское водохранилище), 33 притока Волги, впадающих в нее на этом участке, Верхневолжское водохранилище, озеро Большие Ветрицы и 4 источника на берегах Волги.

Гидрографическое описание. Площадь бассейна р. Волги в створе г. Твери (включая бассейн р. Тверцы) составляет 31,3 тыс. км² (рис. 2.1).

Большая часть бассейна лежит в административных границах Тверской области. Некоторая часть водосбора находится в Новгородской (бассейн оз. Селигер), Смоленской (бассейн р. Вазузы) и Московской (бассейн р. Держи) областях. Основные гидрографические характеристики речной сети бассейна Волги от истока до Твери представлены в таблице 2.1 [6].

Таблица 2.1. Речная сеть бассейна р. Волги от истока до Твери

При подготовке к экспедиции было решено исследовать притоки Волги длиной более 10 км (на участке выше Верхневолжского бейшлота) и более 15 км (на участке от бейшлота до Тверцы). Длины большинства рек-притоков брались из перечня рек Тверской области, приведенного в Постановлении о водоохранных зонах водных объектов [7]; при отсутствии данных – определялись курвиметром по карте масштаба 1:100 000. Расстояния от истока Волги до мест впадения притоков также определялись курвиметром по карте и контролировались сравнением с известными расстояниями до гидрологических постов [8] (таблица 2.2).

Таблица 2.2. Притоки р. Волги на участке от истока до г. Твери

* Реки, не охваченные исследованиями данной экспедиции

Основные параметры исследованных озер Верхней Волги представлены в таблице 1.3 [7-9]. При изучении озер были использованы описания и батиметрические карты, составленные Д.Н.Анучиным по результатам его экспедиции на верхневолжские озера в 1894 г. [9].

Таблица 2.3. Основные морфометрические характеристики и водоохранные зоны озер Верхневолжского водохранилища и озера Б. Ветрицы

Озера Стерж, Вселуг Пено и Волго являются проточными. Их площади и уровни водной поверхности искусственно изменены бейшлотом, поэтому большую часть года на протяжении почти 100 км они представляют собой одно длинное озеро – Верхневолжское водохранилище. Водохранилище было построено в 1843 г. Во время Великой Отечественной войны в 1941 г. Верхневолжская плотина была разрушена, а в 1943 г. реконструирована. Основное назначение водохранилища – поддержание навигационных глубин на участке Волги от г. Ржева до г. Твери путем специальных попусков воды. Кроме того, в задачу водохранилища входит повышение надежности водоснабжения канала им. Москвы в маловодных условиях. Современные характеристики водохранилища и его плотины представлены в таблице 2.4 [10, 11].

Таблица 2.4. Основные параметры Верхневолжского водохранилища

продолжение таблицы 2.4.

Одними из важнейших физико-географических характеристик водосбора, оказывающих большое влияние на режим стока, являются озерность, забо­лоченность и лесистость территории. Приводим данные о количестве озер, болот и лесов в бассейне р. Волги от истока до г. Твери (с водосбором р. Тверцы включительно) (таблица 2.5) [8].

Таблица 2.5. Озерность, заболоченность и лесистость бассейна р. Волги до г. Твери

* Справочные данные о заболоченности занижены

** К площади озер, указанной в справочнике издания 1967 г. прибавлена площадь Вазузского водохранилища (106 км²), построенного в 1977 г.

Падение уровня воды в р. Волге от истока до г. Твери составляет 104 м. Таким образом, средний уклон на этом участке равен 0,23 ‰, или 0,23 м/км. Уклон водной поверхности принимает максимальные значения в верховье Волги до ее впадения в оз. Стерж и на Бенских порогах (до 3 м/км), а минимальные (около 0 м/км) в зоне подпора водохранилищ: Верхневолж­ского и Иваньковского.

Продольный профиль водной поверхности Волги, построенный по высотным отметкам карты масштаба 1:100 000 изображен на рис. 1.2.

Водный режим. Характеристика периода исследований. Стацио­нар­ные наблюдения за уровнями и расходами воды на Верхней Волге ведутся с 1876 г. В разные периоды на водных объектах бассейна действовали 63 гидроло­гических поста [8,12], в том числе: 5 постов на озерах Верхневолж­ского водохранилища, 2 – на оз. Селигер, 7 – на р. Волге, 21 – на притоках первого порядка (см. рис. 1.1), 20 – притоках второго порядка и 8 – притоках третьего порядка. В настоящее время на р. Волге действуют 6 постов: Верхневолжский бейшлот, с. Ельцы, г. Ржев, г. Зубцов, г. Старица, г. Тверь.

Месяц проведения экспедиции, август, гидрологически относится к периоду летней межени. Межень – это фаза водного режима с малой вод­ностью, длительным стоянием низкого уровня, возникающая вследствие умень­­шения питания реки. Среднюю многолетнюю изменчивость расходов воды в Волге по месяцам года иллюстрируют графики, построенные по данным водомерных постов у с. Ельцы и у г. Старицы (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Гидрографы р. Волги:

а) у с. Ельцы (161 км от истока) за 94 года наблюдений;

б) у г. Старицы (352 км от истока) за 95 лет наблюдений

Из графиков видно, что август – это месяц минимальной водности реки в безледоставный период.

На всех озерах Верхневолжского водохранилища в среднем за многолет­ний период в начале августа уровень воды находится примерно на одина­ковой отметке около 204,5 м (рис. 2.4). В другие периоды года, например во время предвесенней сработки водохранилища, единый бьеф Верхневолжских озер нарушается, и продольный профиль водной поверхности приобретает ступенчатообразную форму с разностью отметок уровня воды верхнего озера (Стерж) и нижнего озера (Волго) до 3,0 м. В отдельные годы оз. Стерж в течение нескольких месяцев может находиться вне подпора.

Рис. 2.4. Графики колебания уровней воды в озерах Стерж и Волго

(средних на первое число каждого месяца за 22 года наблюдений)

Гидрохимический режим. Изучение химического состава верховьев Волги начато в 1914 г. в связи с разработкой проектов водоснабжения Москвы. Стационарные наблюдения за гидрохимическим режимом в бассейне Верхней Волги на исследуемом участке в разные годы велись в 21 пункте (рис. 2.5). Они располагались на озерах Стерж и Селигер, на самой р. Волге и на семи ее притоках первого порядка.

В настоящее время в системе Росгидромета выше Твери действуют лишь 2 пункта наблюдений: во Ржеве и в Твери.

Пункт наблюдений у г. Ржева относится к IV категории и имеет 2 гидрохимических створа: фоновый (расположен в 1 км выше впадения р. Ракитни) и главный (в 3,2 км ниже впадения р. Лочи). Пробы отбираются в основные фазы гидрологического режима.

Пункт наблюдений у г. Твери (Иваньковское водохранилище[1]) относится к III категории. Он также имеет 2 створа, расположен­ных в 10 км выше (у микрорайона Мигалово) и 15 км ниже (у пос. Эммаус) впадения р. Твер­цы. Пробы воды отбираются ежемесячно. Данные стационарных наблюдений публикуются в ежегодниках качества поверхностных вод суши на территории деятельности Тверского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ТЦГМС) и включают следующие показатели качества воды: температура воды, взвешенные вещества, рH, растворенный кислород, биохимическое потребление кислорода (БПК₅), запахи, главные ионы (хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, магний, кальций, натрий, калий), биогенные компоненты (азот нитратный, азот нитритный, азот аммонийный, фосфаты, железо, кремний) и такие распространенные загрязнители, как нефтепродукты, фенолы, пестициды, соединения тяжелых металлов.

Помимо сети мониторинга водных объектов Росгидромета периодические наблюдения за качеством воды в реке Волге осуществляет отдел водных ресурсов по Тверской области московско-окского бассейнового водного управ­ле­ния. В 2005 г. на участке выше Твери эта служба проводила гидрохимические наблюдения в 7 пунктах (выше и ниже пос. Пено, выше и ниже г. Ржева, выше и ниже г. Зубцова, в г. Твери), а также в устье одного из притоков – реке Вазузе.