Глава 1
Физико-географическая характеристика бассейна р. Северной Сосьвы
В связи с интенсификацией промышленного освоения Севе ра возрастает роль рек Полярного и Приполярного Урала. Расширяется круг использования природных вод для строительства, промышленности, транспорта, сельского и рыбного хозяйства, одновременно увеличивается воздействие антропогенных факторов на речные экосистемы. Все это делает необходимым знание химического состава воды, от которого зависит ее качество.
Проблема водоснабжения может быть решена главным об разом путем регулирования стока. Сложное орографическое строение поверхности Урала, где разнообразные ландшафты, изменяющиеся от равнинного до резко выраженного горного, наличие отчетливой высотной поясности, а также многообразие литологического состава горных пород создают разнообразные условия формирования и распределения речного стока на этой территории.
Среди климатических факторов основная роль в формировании стока рек Приполярного Урала принадлежит осадкам, в частности снегу, являющемуся главным источником питания рек и подземных вод. Распределение осадков, а следовательно, и стока по территории носит неравномерный характер. Особенно заметна разница в мощности снежного покрова на западном и восточном склонах [83]. Преобладающие суммы осадков на западном склоне составляют 500-800 мм в год, а на восточном- 400-600, с понижением к юга-востоку до 350-400 мм. Различия в увлажнении зимними осадками европейского и азиатского склонов отражаются прежде всего на водоносности и режиме их рек, питающихся в основном талыми снеговыми водами.
Бассейн р. Северной Сосьвы расположен на восточном склоне Северного и Приполярного Урала, где водоносность рек резко снижена и модули стока примерно в 2 раза ниже, чем на реках западного склона. Большая величина стока рек западного склона имеет не только гидрологическое, но и геоморфологическое значение, обусловливая более энергичную водно эрозионную деятельность, а следовательно, глубокое и сложное расчленение склона по сравнению с восточным.
Река Северная Сосьва - самый крупный приток Нижней Оби. Площадь бассейна 89 тыс. км , длина реки 720 км. На се вере ее бассейн граничит с бассейном р. Сыни (притока Оби), на западе- с бассейнами рек Косью, Щугора, Илыча и Печоры, на юге- с бассейнами Пелыма (притока Тавды) и Конды (притока Иртыша). В пределах Западно-Сибирской низменности выделяются некоторые возвышенные участки, играющие роль водоразделов между бассейнами Северной Сосьвы, Пелыма, Конды и Сыни. Водоразделы поднимаются на высоту 20- 150 м над урезом воды. На наиболее возвышенных участках их поверхности увалистые. Для бассейна характерны также значительные понижения, весной полые воды заливают их и образуют обширные озера - соры. Несмотря на то, что горная часть бассейна значительно меньше равнинной, основной сток река получает от ее многоводных левых притоков - Ляпина, Няйси, Вольи и некоторых других, формирующих его в наиболее воз вышенной и увлажненной части бассейна. Эти реки отличаются высокой удельной водоносностью. Средние модули стока в их верховьях составляют 15-20 л/с на 1 км . Реки, впадающие в Северную Сосьву справа- Тапсуй, Висим, Малая Сосьва и др., собирают свои воды с невысоких, слабо выраженных заболоченных водоразделов Западно-Сибирской низменности. Эти притоки имеют спокойное течение, сильно извилистые русла и отличаются значительно меньшей водоносностью. Модули их стока колеблются в пределах 6-10 л/с на 1 км2 [84, 85].
Река Северная Сосьва берет начало на восточном склоне хребта Поясовой Камень на абсолютной высоте около 560 м. На протяжении 60 км от истока река протекает в узкой долине, имеет большое падение и значительные скорости течения. В ее каменистом русле часто образуются пороги и перекаты. Обогнув с севера возвышенность Тулям-Ур, река выходит из увалистой полосы в пределы Западно-Сибирской низменности и, сильно извиваясь, течет по широкой долине. Ширина ее русла колеблется от 80 до 500 м, глубина- от 2 до 8 м. Приняв справа один из крупнейших своих притоков- р. Тапсуй-и резко изменив направление течения с восточного на северное, р. Северная Сосьва течет среди низких, местами заболоченных берегов. Особенно много болот и озер расположено вдоль обоих берегов между устьями рек Тапсуй и Волья. Эти болота и озера дают сток многочисленным ручьям и речкам, повышающим водонос ность р. Северной Сосьвы.
Ниже впадения р. Вольи левый берег остается низменным, заболоченным, а правый сильно повышается. Обогнув с севера возвышенность Люлим-Вор, р. Северная Сосьва принимает сле ва крупный приток- р. Ляпин- и течет снова на восток. Ниже впадения р. Ляпина она становится широкой полноводной ре кой. Ширина русла достигает местами 850 м, а ниже с. Сартынья- 1000 м. Несколько выше впадения р. Малой Сосьвы
Рис. 1. Уровни воды в р. Северной Сосьве в период существования соров. 450 см - уровень залития и обсыхания соров.
вновь поворачивает на север и течет по долине р. и среди множества проток, соединяющиx ее с р. Малой Обью. За устье реки принимается место впадения ее главного русла в р. Малую Обь. Долина реки до самого устья чрезвычайно заболочена. Вдоль берегов тянутся соры, достигающие в низовье больших размеров. Наполняясь водой во время весенних разливов, они· обсыхают к концу лета и превращаются в заболоченные низины, покрытые илом. Уровень выхода воды на пойму для низовьев р. Северной Сосьвы 450 см (рис. 1). Осенью при подъеме уровня воды в реке от дождей соры вновь заполняются водой. Следует отметить, что соры регулируют сток, существенно влияя на режим р. Северной Сосьвы и некоторых ее притоков. Отдавая летом свои .воды этим рекам, соры поддерживают их высокие уровни. Комплексное изучение соровой системы р. Северной Сосьвы проводили на сор ах Польхос- Тур, Чуанель- Тур, Лейвшашлор.
Сор Польхос- Тур расположен в начале нижнего течения р. Северной Сосьвы. Образуется при залитии в весенний паводок одноименного небольшага озера, ежегодно пересыхает. Сор вытянут в субмеридиональном направлении, суживается в южной части (рис. 2). Западный берег хорошо выражен, покрыт хвойным лесом, береговая линия слабо изрезана. Восточный и южный берега низкие, пологие, извилистые, поросшие ивняком. Дно ровное, песчаное с незначительным заилением. С рекой соединяется тремя протоками, верхняя из которых мелкая и летом пересыхает. Центральная протока Собоклондская соединяет сор Пальхас-Тур с р. Северной Сосьвой. Длина протоки около 300 м, ширина 60-80 м, глубина в паводок до 6 м.
Зимой она перемерзает полностью.
Нижняя протока Яныг-Поел протяженностью 20 км вытекает из сора
Рис. 2. Карта-схема сора Польхос-Тур. l-/1!- участки сора, разделенные no стеnени nроточности. Протоки: а- Верхняя, б- Собо· клондская, в- Яныг-Посл.
Польхос-Тур и впадает в р. Северную Сосьву вблизи Нильдинг паульского сора. Она имеет свою пойму вблизи истока, состоящую из небольших заливных покосных лугов, и делится на несколько рукавов. Глубина ее 8-10 м, берега крутые, макрофитами не зарастает, зимой полностью не перемерзает, имеются «Живуны». В летнее время скорость течения достигает 0,8-0,9 м/с. Пробы брали в 300-400 м и в 5 км от истока по поперечному разрезу. По наличию проточности сор можно разделить на три участка: 1- временно проточный, 11- проточный, III- непроточный. Берега окаймлены густым поясом осоки и в северо-западной части хвощом. Зарастаемость погруженными макрофитами, в основном гречихой и рдестом, значительна. Следствием: различноrо уровневого режима воды в разные годы исследований яв ляется несходство некоторых параметров:
Параметр 1979 1980 1981 1982
Площад;, залития, км2 24 17 20 20 Максима.!JЬная глубина, м . 5,0 3,1 4,0 3,5
Продолжительность веrетационноrо периода, дни 134 83 77 80
Дата залития сора . . . . 7- 5- 5- 10- Максимальная температура воды, -8.V -6.V -8.V -II.V ос 20,4 24,0 25,6 22,9 15.VII 27.VI 21.VI 29.VI
Сор Чуанель- Тур находится в 80 км от устья на левом берегу р. Северной Сосьвы вблизи пос. Ванзетур. Площадь водного зеркала 20 км ; неглубокий, сильно проточный, на юге коренной берег крутой, остальные берега окружены лишь узкой полоской ивняка от русла реки и проток, зарастает макрофи тами. Обская вода не попадает в сор.
Сор Лейвшашлор расположен в пойме между реками Малой Обью и Северной Сосьвой, у протоки Сухая Сосьва. Это типичный пойменный сор, п.тющадь 19 км , глубина в весенний паводок не превышает 3 м, заливается как сосьвинской, так и Обской водой.
Основная часть годового стока у пос. Сосьва проходит вес ной и составляет 53,8 % при модуле 53,2 л/с на 1 км , сток летних месяцев равен 23,7 % при модуле 23,5 л/с на 1 км , осенпих- 16,2% при модуле 16,1 л/с на 1 км 2 и зимних 6,3 % при модуле 6,2 л/с на 1 км . Осенний ледоход начинается в конце второй декады октября, он непродолжителен (5 дней).
В начале третьей декады октября образуется ледостав в сред нем на 196 дней. Вскрывается река обычно в конце первой декады мая.
Река Ляпин- наиболее крупный приток р. Северной Сось вы. Площадь бассейна 17,4 тыс. км , длина 422 км. Правобережная часть бассейна, составляющая около половины его площади, расположена в основном в горах и на увалистой полосе восточного склона Приполярного Урала. Густота речной сети горно-таежного пояса 500-600 м на 1 км2 площади. При токи Хулга, Манья, Щекурья и др. отличаются высокой водоносностью и довольно изменчивым режимом в теплое время года. Среднегодовые модули стока в верховьях рек 20-25 л/с на 1 км . Левобережная часть бассейна занимает заболоченные равнинные пространства Западно-Сибирской низменности и име ет менее развитую речную сеть. Основные левые притоки - Нияю ( 1580 км ) и Кемпаж (6870 км )- характеризуются мень шей водоносностью, сильно извилистыми руслами и спокойным течением.
Река Ляпин образуется при слиянии рек Хулги и Щекурьи. По выходе из гор р. Ляпин течет с северо-востока на юга-за пад по огромной впадине (Нижне-Ляпинской депрессии), вы тянутой параллельна восточному подножию Урала. В пределах депрессии, заполненной флювиог ляциальными отложениями, р. Ляпин имеет медленное течение, в русле образуются много численные песчаные отмели и перекаты. Река, меандрируя, течет среди обширных вечномерзлых бугристых торфяников. Берега ее низкие, заболоченные. В нижнем течении суженные участки долины чередуются с расширенными. Во время весен него половодья пониженные расширенные участки заполняются полыми водами и образуются соры, которые в течение летних месяцев регулируют сток реки. В связи с зарегулированностью стока половодье на реке продолжается около 2,5 мес, и меженные расходы наблюдаются, как правило, лишь в июле.
Источником питания р. Ляпина служат воды талых снегов, составляющие у пос. Сараипауль 5I % стока, дожди- 28 и подземные воды - 21 %. Роль ледникового питания в годовом стоке ничтожно мала, так как плошадь оледенения бассейна составляет всего около 1,11 км . Средний годовой расход воды р. Ляпина у пос. Сараипауль 246 /с, что соответствует модулю стока 13,9 л/с на 1 км . Средний максимальный модуль стока 142, средний минимальный- 0,79 л/с на 1 км . Весеннее половодье у пос. Сараипауль начинается в середине апреля. Обычно во время подъема половодья наблюдается несколько пиков, обусловленных различными сроками таяния снега на равнине и в горах. Спад половодья более продолжи тельный, с колебанием уровней и расходов за счет дождей. При запоздалой весне половодье характеризуется быстрым подъемом уровней, увеличением расходов воды и сравнительно медленным их снижением. В период летне-осенней межени интенсивные дожди вызывают паводки на реке. Наивысший весенний паводок отмечен в 1979 г., а в последующий год уровень воды весной повышался крайне незначительно. В среднем 1979 г. отличался более высоким уровнем воды, чем смежные
Рис. 3. Уровень воды в р. Ляпине у пос. Сараипауль в 1978-1980 гг.
с ним годы. Наибольший летний паводок был в июле 1978 г. Осенний подъем воды в 1980 г. начался в конце августа, на месяц раньше, чем в предыдущие годы (рис. 3).
Зимняя межень отличается низкими, но устойчивыми рас ходами, достигающими минимальных значений в конце зимы.
Основная масса воды у пос. Сараипауль проходит весной, сток составляет в это время 51,7% при модуле 82,3 л/с на 1 км , сток летних месяцев 22,6 % при модуле 32,3 л/с на 1 км , осен них- 19,8% при модуле 31,4 л/с на 1 км2 и зимних месяцев 5,9 % при модуле 9,2 л/с на 1 км .
Обычно у пос. Сараипауль р. Ляпин покрывается льдом 23 октября. Средняя продолжительность ледостава 200 дней.
Вскрывается река в первой половине мая.
Река Хулга (протяженность 218 км) образуется при слиянии рек Хаймею и Грубею у подножья восточного склона При полярного Урала. Общая продолжительность водотока Хулга - Хаймею 253 км. Площадь водосбора 13100 км • В верхнем течении - это типичная горная река с большим падением, значительными скоростями течения, порожистым и каменистым рус лом. Правые притоки р. Хулги, текущие с круто понижающегося к востоку склона Урала,- это горные реки. Левые притоки расположены в равнинной заболоченной части бассейна. Наиболее крупные из горных притоков- Хальмерью (102 км) и Манья {123 км), из равнинных- Енготаю (76 км) и Нияю
Таблица 1
Протяженность рек бассейна р. Хулги
(85 км). Всего в бассейне р. Хулги Irасчитывается 860 постоян
ных водотоков разных названий общей протяженностью 5327 км (табл. 1). Густота речной сети 0,41 км/км . Средний уклон реки 2,55, средневзвешенный- 0,71 %о. За годы наших
исследований средний годовой сток воды в р. Хулге составлял 2,5-4,2 км3 при модуле стока 8,9-14,9 л/с на 1 км • Много водным был 1979 г. Максимальные уровни воды отмечены во время весенних паводков (рис. 4). Летнее повышение уровня,
воды в р. Хулге отмечается обычно после интенсивного таяния в горах в августе - сентябре. Наиболее высокие показатели температуры воды приходятся на июль- август. Начало устойчивого понижении температуры воды совпадает с осенним повышением уровня.
Река Манья-самый крупный приток р. Хулги, начинается несколькими ручьями с главного водораздельного хребта близ истоков р. Большой Паток (бассейн р. Щугора). Длина р. Маньи равна 123 км, площадь бассейна 4060 км , он имеет асимметричное строение. Основные притоки р. Маньи следующие:
Притоки/длиной
менее 1 О км
Длина,
Приток к м Общая
Кол-во длина,
к м
Р. Парнук . 30 26 75
Р. Няртаю . 28 7 26
Р. Хобею 46 39 126
Руч. Ярота-Шор 14 6 16
Руч. Золото-Шор 12 5 11
Р. Кедрасью 16 4 10
Р. Народа !40 63 177
Р. Налимаю 113 30 68
Реки Народа, Хобею и Парнук впадают слева, р. Няртаю и небольшие ручьи - справа. В верхнем и среднем течении
Рис. 4. Уровень воды в р. Хулге (у д. Ясунт).
Рис. 5. Уровень воды в р. Щекурье (у д. Щекурьи).
1 - 1978 г.; 2- 1979 г.; 3- 1980 г.
р. Манья быстро несет воды в каменистом русле, образуя поро гм и перекаты. Ее широкая долина сохранила следы древнего оледенения в виде огромных валунов и гальки, оставленных ледником после отступания. Реки, стекающие со склонов хребтов, впадая в р. Манью, быстро повышают ее водоносность. После прохождения интенсивных ливней в горах они сильно вздуваются и несут гальку и песок, отлагая их вдоль русла по мере ослабления транспортирующей силы водного потока. Выше впадения р. Народы- наиболее крупного притока- р. Манья выходит в пределы ляпинекой депрессии и становится типичной равнинной рекой, образует в пойме протоки и озера. Озернасть водосбора менее 1 %. Нами обследованы озера Круглое и Медвежье- старицы р. Маньи, представляющие собой небольшие сильно зарастающие водоемы. Озеро Круглое- округлой формы диаметром 100-120 м. В годы высоких осенних паводков оно может соединяться с рекой. Озеро Медвежье длиной около 2 км и шириной 130-150 м соединяется с р. Маньей ручьем, почти пересыхающим летом. Глубина водоемов не превышает 2,5-3 м. Грунт в озерах илистый. Цвет воды коричневый, характерный для водоемов, питание которых происходит в основном за счет болотных вод. Прозрачность до 60-80 см. Ширина реки в верховьях 50-70, в среднем течении 70-80, в нижнем 80-100 м. Глубины соответственно составляют 0,8, 1,6 и 2,2 м. Часто встречаются ямы глубиной до 7 м и более.
Скорость течения изменяется от 1 м/с и более в верховьях ·до 0,3-0,4 м/с в низовьях [160]. Наибольший перепад температуры воды по долине водотоков свойствен рекам Манье, На роде и другим, истоки которых питаются талыми водами снежников и ледников. Для верховьев реки характерны высокие су точные колебания температуры воды, достигающие 3-4 °С. Колебания уровня воды в низовье р. Маньи во многом определяются уравенным режимом рек Хулги и Ляпина. Как правило, значительное снижение или повышение уровня в них происходит синхронно или с разницей не более 1-2 сут. Наиболее высокие уровни нами отмечены весной 1979 г. и в июле 1978 г. в те же сроки, что и на р. Ляпине. В 1981 г. был самый высокий осенний дождевой паводок. Расходы воды в р. Манье измерены только в 1984 г. Наибольшие величины их (до 445 /с) отмечены в июле. В июле и августе среднемесячные расходы воды составляли соответственно 66,5 и 64,4 /с.
Река Щекурья, протяженность которой около 120 км, берет начало на восточном склоне Северного Урала. В верховьях она типично горный поток с крутым падением русла, бурным течением, большим числом перекатов и порогов. Скорость течения на этом участке достигает 10-15 км/ч. В низовье в морфологии русла, пролегающего в широкой долине, отмечается много из лучин. Скорость течения мала - 0,3-0,5 км/ч.
Площадь водосбора р. Щекурьи (5350 км ) составляет 20 % от таковой р. Ляпина в целом. Средняя высота водосбора 320 м, озер н ость менее 1 %, заболоченность 35 %, лесистость 55 %. Источниками питания р. Щекурьи служат талые воды (51 % ), дожди (28%) и подземные воды (21 %) .
Для водного режима р. Щекурьи характерны следующие особенности. Весеннее половодье начинается в апреле- мае. Во время половодья, когда проходит основная масса стока, наблюдается несколько пиков расходов и уровней, обусловленных различными сроками таяния снега в горах и на равнине, а также перепадами температуры воздуха. Спад половодья, всегда более продолжительный, чем подъем, перемежается колебаниями расходов и уровней за счет дождей. В конце лета - начале осени отмечаются высокие дождевые паводки, сопровождающиеся продолжительными повышениями уровней воды (рис. 5). Зимняя межень имеет наиболее низкие уровни и минимальные расходы, приуроченные к ~онцу зимы. Зимой на горных участках реки образуются наледи. Река Щекурья вскрывается в начале мая, а замерзает обычно в середине октября.
Основные источники питания р. Северной Сосьвы у пос. Сось ва - талые снеговые воды ( 4 7 % ) , дожди ( 31 %) и подземные воды (22 %) . Средний годовой модуль стока у того же пункта наблюдений 8,2 л/с на 1 км . Река выносит в Обь около 30 3 воды в год, что составляет 80% годового стока Оби в Карское море. Средний максимальный модуль стока р. Северной Сосьвы равен 44,5 л/с на 1 км , а абсолютный максимум- 65,3 л/с на 1 км • Средний минимальный модуль стока 0,6 л/с на 1 км •
Для режима реки характерно плавное, но быстрое увеличение уровней и расходов воды весной и постепенное их снижение летом. Зимой наблюдается постепенное снижение уровней и рас ходов, достигающих минимальных значений перед вскрытием реки. Подъем уровней и увеличение расходов воды начинаются обычно в конце апреля, еще при ледоставе. В начале июня расходы и уровни достигают наивысших значений, затем начинается спад половодья, иногда нарушаемый дождевыми па водками. В особо дождливые годы максимальные расходы дож девых паводков превышают наибольшие расходы весеннего половодья. В августе и сентябре устанавливается межень. Осенью часто наблюдается увеличение расходов воды, вызы ваемое обложными дождями. Минимальные расходы бывают в конце зимы, перед началом весеннего половодья.