Краткая гидрологическая характеристика Обской губы

Общие сведения
Отметки уровней воды Обской губы изменяются в большом
диапазоне. Максимальные отметки связаны с прохождением экстремального по высоте половодья на реках, впадающих в Обскую губу.

По данным подрядных организаций Новатэк, один раз в 100 лет возможно достижение отметки уровня 4,73 м БС. При совпадении фаз экстремальных сгонов и отлива отметки поверхности могут понижаться до минус 1,41 м БС (P=97%) и даже ниже.
Средний многолетний уровень воды в бухте Новый Порт составляет около минус 0,38 м БС, а у Тамбея - минус 0,36 м БС.
Эти данные заслуживают доверия и подтверждаются, в частности, наблюдениями за уровнями воды на мысу Каменном (минус 0,38 м БС), тем более что в Новом Порту наблюдения ведутся
с 1944 года.
Принятая отметка наинизшего теоретического уровня
(НТУ) составляет минус 1,20 м БС. Расчетная отметка наинизшего судоходного уровня (НСУ) принята равной минус 1,35 м
БС (один раз в 20 лет).

Приливо-отливные и сгонно-нагонные денивеляции водной поверхности

Для акватории проектирования характерны полусуточные
приливо-отливные явления.
Максимальное изменение уровня во время приливов и отливов колеблется от 1,3 м (п. Сабетта) до 1,6 м (м. Поелово).
Нагонные подъемы уровня превышают приливные максимумы.
По ряду сведений допустимо принять диапазон суммарных приливо-отливных и сгонно-нагонных денивеляций водной поверхности равным 3,0 м.

Обзор сведений о течениях при приливо-отливных и сгонно-нагонных денивеляциях

При северных ветрах сизигийные приливы вызывают в Обской губе течения, направленные к югу со скоростью до 1,0 м/с, а квадратурные приливы сопровождаются течениями в южном направлении со скоростью до 0,5 м/с.
Сизигийный отлив при северном ветре приводит к возникновению течений в северном направлении со скоростью до 0,75 м/с, а при квадратуре – также в северном направлении со скоростью до 0,35 м/с.
При южных ветрах и сизигийном приливе течение направлено на юг, но с меньшей скоростью (V≤ 0,5 м/с); при квадратурном приливе и южном ветре скорость течения на акватории проектирования близка к нулю.
При южном ветре и сизигийном отливе течение направлено на север и имеет скорость до 1 м/с, а в квадратуру – также на север со скоростью до 0,75 м/с.

В штиль и при сизигийном приливе течение направлено на юг со скоростью до 0,77 м/с, а при квадратурном приливе – также на юг со скоростью до 0,36 м/с.
Сизигийный отлив в штиль приводит к возникновению течений в северном направлении со скоростью до 1,0 м/с, а в квадратуру – также на север со скоростью до 0,50 м/с.
Следует отметить, что повторяемость штилевых периодов в Обской губе очень мала.
Ветра западного и восточного направлений оказывают сравнительно незначительное воздействие на водную поверхность.
При таких ветрах основными факторами, вызывающими подъем и спад уровней, являются речной сток и приливо-отливы.
Анализ разнородной информации позволяет установить, что на акватории проектирования в течение суток наблюдается 4 периода (примерно первый и шестой-седьмой часы водного времени), каждый продолжительностью около получаса, когда скорости течения не превышают 0,10 м/с. Эти периоды некоторыми авторами именуются как время «кроткой воды». Учитывая направленность выполняемой работы, периоды «кроткой воды» приобретают особое значение, поскольку в это время возможно интенсивное осаждение взвешенных наносов, которыми, как будет показано ниже, изобилуют воды Обской губы.

Ветровое волнение 

Согласно сведениям, представленным в Лоции Карского моря (ч.2) Обь-Енисейский район, 2001 г. (корректура 2010 г) [4], наиболее сильное ветровое волнение в Обской губе – при устойчивых северных и южных ветрах. В течение всего безлёдного периода повторяемость волн высотой до 1 м составляет 50-60%.

На участке мыс Дровяной-мыс Хонарасаля при северном ветре:
- при скорости ветра 8 м/с – средняя высота волны – 0,8 м.
- при скорости ветра 10 м/с – средняя высота волны – 1.1 м.
- при скорости ветра 15 м/с – средняя высота волны – 1.5 м.
- при скорости ветра 20 м/с – средняя высота волны – 1.8 м.
На участке мыс Дровяной - мыс Хонарасаля при южном ветре:
- при скорости ветра 8 м/с – средняя высота волны – 0,7 м.
- при скорости ветра 10 м/с – средняя высота волны – 1.0 м.
- при скорости ветра 15 м/с – средняя высота волны – 1.4 м.
- при скорости ветра 20 м/с – средняя высота волны – 1.7 м.
Максимальная возможная высота волны на этом участке – 4.9 м
Максимальная возможная длина волны на этом участке – 53 м
В соответствии с рекомендациями Руководства по методам
исследования и расчетов перемещения наносов и динамики берегов при инженерных изысканиях [3], по участкам проектируемых
трасс подходного канала рассчитаны высоты волн (1% в системе)
при ветровом случае повторяемостью 1 раз в 25 лет и уровне воды обеспеченностью 5%. 

Ледовый режим Обской губы

Описание ледового режима Обской губы базируется в основном на архивных материалах МорГЕО.
В конце мая, когда лед достигает максимальной толщины, начинается разрушение ледяного покрова в южной части Обской
губы. В начале июня под действием ветра и волнения взламывается припай в северной части губы и северная граница припая
смещается до бухты Тамбей. В первой декаде июля взламывается
ледяная перемычка в средней части Обской губы.
Последовательность очищения губы ото льда идентична последовательности процесса взлома припая: сначала (конец июня)
очищается южная часть губы, затем (первая половина июля) – северная и в последнюю очередь (вторая половина июля) – средняя.
При благоприятных условиях полное очищение губы ото льда наступает в первой декаде июля, при неблагоприятных – в третьей
декаде августа. Как правило, в конце июля, в августе, сентябре и
начале октября в Обской губе льда нет. В конце первой и начале
второй декады октября в губе начинается устойчивое ледообразование. Наиболее раннее появление льда отмечается на прибрежном мелководье вблизи мыса Дровяной и бухты Новый
Порт. У западного побережья Обской губы, изобилующего отмелями, молодой лед появляется через 2-3 суток после установления температуры воздуха ниже 0ºС, а у восточного, более приглубого, берега – через 6-8 суток.
В годы с холодной осенью сало и шуга образуются уже во
второй декаде сентября.
На установление припая оказывают большое воздействие соленость воды и ветровой режим. Неподвижный лед обычно устанавливается вдоль береговых отмелей при толщине молодого
льда 20-30 см. Исключением является дельта реки Обь, где ледостав наступает при толщине льда 15 см.
Годовая толщина ровного льда достигает наибольшего значения в мае и колеблется от 1.6-1.8 м. В экстремальные зимы толщина ровного льда достигает 2.4 м.
Количество торосов в центральной части губы невелико – 1-3
тороса на километр. Дрейф льда в Обской губе имеет преобладающее направление – с юга на север. Скорость дрейфа – 0.1 -
0.15 м/с и максимальная скорость дрейфа льда – 0.8 м/с.
К ледовым условиям, существенным для инженерных сооружений, относятся:
- длительное наличие ледяного покрова и его временнáя изменчивость;
- существование припая с грядами торосов (стамух) и приливными трещинами, а также крупных ледяных образований: торосов и ледяных полей;

- навалы льда на берега, особенно на осушки и пляжи – прежде всего в осенний и весенний периоды, когда у берега нет устойчивого припая;
- лёд может быть выброшен на расстояние от десятков до сотен метров от уреза воды;
- экзарация дна ледяными образованиями, то есть пропахивание дна килями дрейфующих торосов на мелководных акваториях.
В среднем продолжительность ледового периода составляет
290 суток, а безледного – 75.

Температура воды Обской губы
Температура воды Обской губы приведена по данным Лоции
Карского моря (ч.2) Обь-Енисейский район, 2001 г. (корректура
2010 г) [4].
Среднемесячная температура воды за месяцы безледного периода такова:
- июль 2ºС;
- август 5º С;
- сентябрь 2ºС;
- октябрь – ниже 0ºС.

Соленость воды Обской губы

В период половодья на реках, впадающих в Обскую губу, а
также в осенние паводки соленость поверхностного слоя воды в
губе резко уменьшается (в отдельных случаях до 1 – 2 ‰).
На глубине 3–4 метра в ряде случаев в теплый период года
наблюдается резкое возрастание солёности с 5 – 10‰ до 20‰.
На глубинах 8 м и более солёность, как правило, превышает 20‰
Резкое уменьшение солёности в поверхностном слое свидетельствует о возрастании речного притока, при этом течение в верхних горизонтах направлено преимущественно в северном и
северо-западном направлениях, а скорость значительна (порядка
1,0 м/с и более).

Мутность воды Обской губы и деформации береговых откосов

В энциклопедическом справочнике Брокгауза и Ефрона [5]
отмечается значительная мутность воды Обской губы.
В работе [6] Д. Н. Айбулатов указывает на существенную
мутность рек, стекающих с межбассейновых водосборных территорий (МБВТ) и впадающих, в частности, в Карское море. Средняя за год мутность воды рек Обско-, Пур - Тазовского бассейнов
составляет 37,5 г/м3
.
В сентябре-октябре 2007 года сотрудниками ИО РАН [7] были произведены в водах Карского моря и, в частности, в Обской
губе отборы проб воды на мутность. Установлено, что мутность
воды в Обском эстуарии в период производства этих работ колебалась в пределах 64–85 г/м3.
Возрастание мутности воды Обской губы по сравнению с
речной водой объясняется поступлением твердого материала в
результате обрушения береговых откосов. По данным авторов
«Динамики берегов Карского моря» [8], происходит значимое отступание берегов Карского моря. Для побережья Обской губы
характерен темп отступания берега «менее 1 м в год». Авторы
указывают, что «главную роль в разрушении морских берегов играют волны высотой до 1 м. Разрушение берегов за счет штормов, как правило, не превышает 20%».
Еще более детальную информацию о состоянии клифа Обской губы сообщает Е.В. Коченов в статье «О проблемах укрепления берегов при проектировании объектов в устьях заполярных
рек и на берегах Обской губы» [9]. Автор указывает, что в устье
р. Нярмаяха с 1987 по 2001 гг. берег регрессировал в среднем на
4,3 м в год. В среднем же для Обской губы Е.В. Коченов определяет скорость регрессии порядка 0,5 – 0,7 м в год. По мнению
этого автора, сравнительно небольшой темп регрессии на открытых (не приустьевых) участках берега объясняется частичной компенсацией твердого материала наносами, поступающими из
устьев рек.

Батиметрическая основа

Навигационная карта северной части Обской губы (М
1:100000) составлена по результатам промерных работ 1969,
1973-1980 и 1976-1979 гг. Глубины на этой карте отсчитываются
от отметки наинизшего теоретического уровня (НТУ), равной
минус 1,20 м БС.
В 2010 году на акватории проектирования произведены промеры глубин. Совмещение продольника, соответствующего навигационной карте и промерам по трассе, приближенно совпадающей с трассой судоходного канала.
В целом, допустимо утверждать о преобладании тенденции к
аккумулятивному развитию процесса деформации рельефа дна.
Однако, этот процесс протекает неравномерно по длине Обского
эстуария и различается по ширине губы. Есть основания предположить, что в зоне пересечения губы параллелью 72º с.ш. в прибрежной зоне у западного берега эстуария поднятие отметок дна
составляет около 3-5 см в год.
Заметен рост отметок дна на северном свале глубин ниже
отметок минус 10,5 м БС. Здесь темп аккумуляции примерно 2-3
см в год.