Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Условия формирования стока рек северного Кавказа 9
1.1. Рельеф и геологическое строение 9
1.2. Климат 13
1.3. Почвы и растительность 19
1.4. Основные направления хозяйственного использования вод 22
ГЛАВА 2 Пространственно-временные изменения стока рек северного Кавказа 29
2.1. Реки Предкавказья 29
2.2. Реки северного склона Большого Кавказа 31
2.3. Пространственно-временное распределение характеристик годового стока 42
ГЛАВА 3 Анализ паводочного стока рек северного Кавказа 53
3.1. Выдающиеся наводнения на реках Северного Кавказа 53
3.2. Физико-статистическая модель формирования талого стока высокогорных рек 57
3.3. Прогнозирование паводочного стока рек Северного Кавказа 63
ГЛАВА 4 Анализ стока рек северного кавказа в маловодный период года 75
4.1. Факторы минимального стока рек Северного Кавказа 75
4.2. Расчеты речного стока в маловодный период года 80
4.3. Прогнозы речного стока в маловодный период года 88
4.4. Расчет гарантированной продолжительности спада уровней воды на судоходных участках реки Кубань 98
ГЛАВА 5 Моделирование водного режима рексеверного кавказа 106
5.1. Региональная специфика водного режима 107
5.2. Стохастическая модель водного режима рек Северного Кавказа 112
5.3. Стохастическая модель многолетних колебаний характеристик паводочного стока 126
5.4. Стохастическое моделирование внутригодового распределения талого и дождевого стока рек Северного Кавказа с преобладающим снеговым питанием 132
5.5. Статистическая оценка низкого стока рек Северного Кавказа 136
ГЛАВА 6 Оценка возможных климатических изменений водного режима рек северного Кавказа 141
6.1. Возможные изменения климата на территории Северного Кавказа 142
6.2. Зависимость характеристик водного режима рек от основных климатических факторов 146
6.3. Поливариантная оценка возможных климатических изменений водного стока исследуемых рек 154
Заключение 164
Список используемых источников
- Почвы и растительность
- Реки северного склона Большого Кавказа
- Физико-статистическая модель формирования талого стока высокогорных рек
- Прогнозы речного стока в маловодный период года
Введение к работе
Актуальность исследования. Для Северного Кавказа характерно исключительное разнообразие природных условий, обусловливающих значительное разнообразие типов водного режима рек. При этом существующие планы интенсивного экономического развития территории предусматривают интенсивное и экологически безопасное использование ресурсов речного стока. Однако такое хозяйственное использование часто является неупорядоченным, бесконтрольным и неучтенным и приводит к существенному изменению речного стока. Помимо этого на Северном Кавказе существуют проблемы как с дефицитом воды, так и с ее избытком. При этом для столь густо населенного и освоенного региона характерна крайне неудовлетворительная сеть гидрометеорологических наблюдений. В настоящее время сеть наблюдений на Северном Кавказе сильно сократилась, а в бассейне Кубани осталось действовать всего лишь порядка 10-15 гидрометрических постов. Метеостанций для такого горного региона также крайне мало, всего на территории и в близи бассейнов Кубани и Терека их насчитывается порядка 15-20, при этом большинство расположено на равнинной территории и на многих данные не полные, либо отсутствуют. Постоянно меняющаяся хозяйственная деятельность, сокращение сети наблюдений, а также ожидаемые возможные климатические изменения на территории Северного Кавказа требуют не только проведения дополнительных исследований и разработку новых методик прогноза стока, но и переоценку и уточнение уже выполненных исследований.
Состояние изученности проблемы. Северный Кавказ исследуется давно, обстоятельно и разнообразно, в том числе и на кафедре гидрологии суши МГУ. Комплексная характеристика Северного Кавказа, его природных условий и речного стока представлена в монографии «Ресурсы поверхностных вод СССР» (1973), а также в монографиях П.М. Лурье (2002, 2005 - совместно с В.Д. Пановым, Ю.Ю. Ткаченко). Исследования годового и средне многолетнего стока рек Северного Кавказа приведены в работах Б.Д. Зайкова (1946), П.П. Кучерявого (1960), годовой, максимальный, минимальный сток рек Северо Западного Кавказа рассмотрен в работах Т.Н. Мельниковой, A.M. Комлева (2003), В.И. Коровина, Г.А. Галкина (1977, 1979), исследованием водного баланса Кавказа занимались Л.А. Владимиров, Г.Н. Гигинейшвили, А.И. Джавахишивили, Н.Н. Закарашвили (1991), анализу и прогнозу стока рек Кавказа посвящена работа А.Н. Важнова (1966). Классификация рек и гидрологическое районирование представлены в работах П.С. Кузина (1960), Л.К. Давыдова, П.П. Кучерявого (1961). Отдельно минимальным стоком рек Кавказа в разные годы занимались A.M. Владимиров, Г.Н. Хмаладзе (1972), Р.К. Клиге (1963, 1964, 1968), В.Д.Быков, В.А. Скорняков, И.С. Федорова (1984). Оценка влияния климатических изменений, а также антропогенной нагрузки на сток рек Северного Кавказа приведена в работах П.М. Лурье, В.Д. Панова, Т.И. Дегтяренко, А.Ф. Мандыча и др. Хозяйственное использование водных ресурсов территории представлено в работах И.А. Шикломанова, Л.Е. Смирновой, А.С. Хорецкой, Н.Е. Кошелевой, Д.В. Магрицкого, А.А. Иванова и др. В основном проведенные исследования основаны на данных гидрологических наблюдений по девяностые годы XX века и посвящены, прежде всего, анализу пространственных закономерностей речного стока традиционными для гидрологической науки методами.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является исследование водного режима рек Северного Кавказа и на этой основе разработка новых подходов к расчетам стока и уточнение ранее проведенных исследований с учетом региональной специфики и использования всей существующей гидрометеорологической информации и современных средств ее анализа. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- анализ условий формирования стока рек региона, рельефа, климатических условий, почвенно-растительного покрова;
- исследование пространственного распределения источников питания рек и распространения водных ресурсов по территории Северного Кавказа;
- анализ основных направлений хозяйственного использования вод;
- разработка системы методик краткосрочных и долгосрочных прогнозов расходов и уровней воды рек Северного Кавказа;
- разработка системы методик расчета различных характеристик стока рек Северного Кавказа;
- разработка стохастической модели водного режима для основной части рек Северного Кавказа;
- оценка возможных изменений речного стока под влиянием климатических изменений.
Методика исследования и фактический материал. В данной работе при анализе водного режима рек Северного Кавказа было использовано максимально полное количество данных наблюдений постов сети гидрометрической службы за период от начала их действия до 2005 г. При этом помимо данных о стоке рек были использованы метеорологические данные по осадкам и температуре воздуха на территории Северного Кавказа. Основными методами исследования, используемыми в данной работе при анализе водного режима рек Северного Кавказа, являются географо-гидрологический подход к анализу пространственно-временной изменчивости речного стока, методы статистического анализа, стохастическое и физико-статистическое моделирование водного режима.
Предмет защиты состоит в том, что в работе исследованы закономерности пространственной изменчивости водного режима рек Северного Кавказа и на этой основе разработана система методик расчета и прогноза различных характеристик речного стока.
Основные защищаемые положения, содержащие элементы научной новизны.
1. Учет географических факторов формирования стока рек Северного Кавказа позволил уточнить его пространственные закономерности, необходимые для надежной оценки распределения водных ресурсов и повышения точности расчетов водного стока в условиях недостаточной гидрологической изученности.
2. Анализ процессов формирования речного стока и движения воды в русловой сети позволил получить систему методик краткосрочного прогноза паводочного стока.
3. Предлагаемые в дополнение к традиционным методам расчета минимального стока методики расчета сроков наступления и окончания маловодного периода и определения гарантированной продолжительности спада уровней воды на реках Северного Кавказа повышают эффективность использования водных ресурсов исследуемого региона.
4. Разработанная стохастическая модель водного режима рек Северного Кавказа позволяет повысить эффективность использования данных гидрометрических наблюдений и надежность расчетов основных характеристик стока.
5. Обнаруженные зависимости параметров модели от основных климатических факторов позволяют получить поливариантную оценку возможных климатических изменений водного режима рек Северного Кавказа.
Практическая значимость работы обусловлена тем, что она содержит достаточно надежные методики расчета и прогноза различных характеристик речного стока и оценки его пространственно-временной изменчивости, необходимые для проектирования гидротехнических сооружений, для планирования и осуществления мероприятий по использованию и охране водных ресурсов рек Северного Кавказа и защите населения от опасных гидрологических явлений. Полученные результаты вошли в итоговые отчеты по проектам: государственного контракта от 16 августа 2006 г. №1-СКИОВР «Разработка схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна р. Терек»; государственного контракта от 14 июня 2007 г. №02.515.11.5033 ФЦП «Исследования и результаты по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 гг.» - «Оценка возможностей водопотребления за счет речных вод в различные сезоны года на освоенных участках малых и средних рек европейской территории России». Собранные материалы и разработанные методики использовались студентами кафедры гидрологии суши МГУ при выполнении одной дипломной и 5 курсовых работ. Полученные результаты могут использоваться в качестве примеров при чтении курсов по гидрологическим расчетам, прогнозам, по использованию и охране водных ресурсов и по региональным гидрологическим исследованиям.
Апробация работы. Результаты диссертационного исследования докладывались на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2003», секция географии (Москва, 2003 г.); Международной конференции по проблемам гидрометеорологической безопасности (прогнозирование и адаптация общества к экстремальным климатическим изменениям) (Москва, сентябрь 2006 г.); на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шевченковская весна» (Киев, 2007 г.) и на научном семинаре кафедры гидрологии суши МГУ (Москва, 2008 г.).
Публикации. Итоги исследований изложены в 6 статьях, 4 из которых подготовлены в соавторстве, и 3 тезисах.
Структура работы. Диссертация состоит из Введения, б глав и Заключения. Она изложена на 195 страницах машинописного текста, включающего 43 рисунка, 38 таблиц и 1 приложение. Список используемой литературы включает 92 отечественные и зарубежные.публикации.
Автор выражает благодарность за помощь в работе над диссертацией сотрудникам кафедры гидрологии суши МГУ проф. Н.И. Алексеевскому, Р.К. Клиге, доц. В.А. Жуку, Н.Л. Фроловой, старш. преп. Д.В. Магрицкому, с.н.с. А.Г. Косицкому, м.н.с. М.А. Самохину, инж. СИ. Гаррисону, а также сотрудникам географического факультета МГУ вед.н.с. Н.Е. Кошелевой и н.с. П.А. Торопову.
Почвы и растительность
Почвы и растительность оказывают заметное влияние на сток рек. Влияние почв на сток заключается в том, что различное количество влаги (в зависимости от типа почв) задерживается в активном слое почвы и расходуется в дальнейшем на испарение и уходит за пределы активного слоя, а затем затрачивается на накопление запасов грунтовых вод. Значительно большее влияние оказывает на речной сток растительность, которая изменяет его внутригодовой ход и экстремальные значения, поскольку в лесах значительная часть поверхностного стока талых и дождевых вод переходит в грунтовый, чему способствуют лесные почвы. При этом увеличивается меженное питание рек в результате снижения объема и наибольших расходов половодья и паводков. Поэтому внутригодовой ход стока рек с облесенными бассейнами становится более выровненным и зарегулированным (П.М. Лурье и др., 2005).
Почвы Северного Кавказа весьма разнообразны, здесь отмечается около 40 типов почв. Основными типами почв являются: степные, лесные, почвы сухих субтропиков, почвы безлесных высокогорий, луговые, болотные и пойменные почвы (П.М. Лурье, 2002). В Предкавказье преобладают степные почвы, основными их типами являются: черноземные, лугово-черноземные, каштановые, лугово-каштановые и бурые полупустынные. Наиболее широко развиты черноземные почвы, охватывающие обширные пространства Западного Предкавказья. Лугово-черноземные почвы встречаются там же, где и черноземные, на надпойменных террасах Маныча, Кубани, Белой, Лабы и других рек, в дельте Кубани, и на предгорных равнинах Предкавказья — Кабардинской, Осетинской и Чеченской. К востоку от Ставропольской возвышенности, в связи с резким уменьшением количества атмосферных осадков, наблюдается смена почв от каштановых (восточные склоны Ставропольской возвышенности) до светлокаштановых (Терско-Кумская низменность). Лугово-каштановые почвы распространены в дельте Терека. В Прикаспийской низменности, между дельтой Терека и низовьями Кумы, залегают бурые полупустынные почвы, малопригодные для земледелия. Лесные почвы охватывают обширные лесные территории северных склонов Большого Кавказа. К лесным почвам умеренного пояса относятся серые лесные и серые горно-лесные, бурые горно-лесные, подзолисто-буроземные, дерново-карбонатные, горные дерново-карбонатные и горно-подзолистые почвы. Наиболее распространенные почвы на Большом Кавказе - бурые горно-лесные. Почвы сухих субтропиков небольшими массивами встречаются в причерноморской части Северо-Западного Кавказа и в наиболее теплых районах Юго-Восточного Предкавказья. Основные типы почв - коричневые, горно-коричневые, лугово-коричневые, серо-коричневые, лугово-серо-коричневые, сероземные и лугово-сероземные. Все они формируются в условиях средиземноморского климата. Почвы безлесных высокогорий распространены на Большом Кавказе на высотах более 1800-2000 м. Для высокогорья характерны следующие типы почв: горно-луговые, горные лугово-степные, горно-луговые черноземовидные и горно-торфянистые. Луговые, болотные и пойменные почвы образуются и существуют в условиях переувлажнения. Луговые почвы отмечаются в верхних частях Кабардинской, Осетинской и Чеченской равнин. В дельтах Кубани и Терека распространены карбонатные луговые и лугово-болотные почвы. Кроме перечисленных видов почв на небольших участках в дельтах Кубани и Терека, отмечаются торфяно-болотные и иловато-болотные почвы. Засоленные почвы наблюдаются в межгорных и предгорных депрессиях, где накапливаются продукты выветривания, приносимые поверхностными водами в виде как твердого стока, так и в растворенном виде. Наиболее развиты эти процессы в долине реки Маныч, на побережье Каспия, в дельтах Кубани и Терека. Здесь представлены три типа засоленных почв: солонцы, солончаки и солоди. Солонцы встречаются небольшими массивами на низких террасах Маныча, Таманском полуострове и в дельте Терека. Солончаки широко развиты в дельте Терека и низовьях Маныча. Солоди распространены на севере Краснодарского края (П.М. Лурье, 2002).
Растительность Северного Кавказа разнообразна благодаря не только своеобразным климатическим и почвенным условиями, но и большой вертикальной протяженности Кавказа, создающей вертикальную поясность растительности. Основными типами растительности здесь являются: полупустынная и пустынная, степная, лесостепная, лесная, субальпийская, альпийская и нивальная. Полупустынная и пустынная растительность встречается на территории Северного Кавказа незначительно. Полупустынная растительность отмечается в Восточном Предкавказье на Терско-Кумской равнине, в северной части дельты Терека. Зона полупустынь нередко занимает склоны предгорий до высот 400-500 м. Степная растительность наиболее типична в Западном и Центральном Предкавказье. В первом районе степи являются первичными, а во втором — вторичными, возникающими после вырубки лесов. Зона лесостепной растительности расположена в Западном и Центральном Предкавказье выше степной растительности. Здесь, в связи с почти полным уничтожением лесов, растительность лесостепи в ее первичном виде мало сохранилась. Лесостепная растительность в предгорьях по долинам рек сменяется растительностью дубовых лесов.
Реки северного склона Большого Кавказа
Реки северного склона Большого Кавказа, по Л.К. Давыдову (1955), разделяются на три гидрологических сектора: а) Кубанский — охватывающий бассейн Кубани и верхнее течение Кумы; б) Терский - бассейн Терека; в) Дагестанский - реки Каспийского побережья от реки Акташ на севере до реки Сумгаит на юге. Реки этого региона типично горные, протекающие в своих верхних и средних течениях в узких, глубоких ущельях и имеющие большие скорости течения. Они, как правило, полноводные, несут большое количество наносов, которые откладываются в нижней части долин Кубани и Терека, в связи с чем их русла оказываются расположенными выше прилегающей местности. Это в период половодья и паводков приводит к разливам и образованию заболоченных участков, особенно в дельтах рек.
Кубанский сектор. Гидрографическая сеть представлена бассейном Кубани и верхним участком бассейна Кумы. Бассейн Кубани имеет асимметричное строение: практически все притоки (за исключением нескольких незначительных) река принимает с левой стороны, с северного склона Большого Кавказа. Гидрографическая сеть развита хорошо, всего здесь 14516 рек общей протяженностью 41639 км. Рек, длиною более 101 км, всего 25, или 0,1% от общего числа, но 11,4% от их общей длины. Основная река сектора - Кубань, в настоящее время за ее исток принимается ледник Уллукам, находящийся на западном склоне г. Эльбрус на высоте 3080 м. Соответственно длина реки равна 906 км, площадь водосбора 57900 км". Основные притоки Кубани - Учкулан, Теберда, Малый и Большой Зеленчуки, Лаба, Белая, Пшиш, Псекупс, Афипс (табл. 2.1).
Кубань от истоков до г. Невинномысска (683 км от устья) имеет северное направление и протекает до г. Усть-Джегута (783 км от устья) в глубокой и узкой долине. В районе городов Усть-Джегута и Невинномысск русло перегорожено плотинами, здесь начинаются Большой Ставропольский и Невинномысский каналы. От Невинномысска долина реки направлена на северо-запад, а у станицы Темижбекской (501 км от устья) резко поворачивает на запад и сохраняет это направление до устья. В районе Краснодара Кубань перекрыта мощной плотиной (высота 22 м), образовавшей Краснодарское водохранилище площадью 420 км" и с полным объемом, равным 2,35 км (П.М. Лурье, 2002). В 111 км от устья Кубани отделяется рукав Протока, по которому идет в Азовское море почти половина стока реки. Основная часть Кубани (Петрушин рукав) впадает в Темрюкский залив Азовского моря у г. Темрюка. Место отделения рукава Протоки — это вершина дельты, с площадью 3500 км" и представляющей низменность с мелководными пресными и солеными лиманами, системой ериков, заросших водолюбивой растительностью (рис. 2.1).
Особенностью гидрографической сети бассейна Кубани, является то, что все основные притоки как по площади водосбора, так и по водности впадают в Кубань с левой стороны. Правых притоков у Кубани мало и они небольшие как по площади, так и особенно по водности. Наибольшие притоки расположены в горной части, с истоками на куэстовых хребтах: Худее, Мара и Джегута. В предгорьях почти все правые притоки берут начало на юго-западном склоне Ставропольской возвышенности и впадают в Кубань на участке г. Невинномысск - ст. Темижбекская. Уклоны рек значительные и в горной зоне достигают 100-200, а иногда и более 300%о. Средние уклоны в горах 51 Левобережные притоки Кубани, расположенные к западу от р. Афипс, называются закубанскими. Истоки их лежат на Главном хребте или его северных отрогах. Реки имеют небольшую длину и сравнительно немноговодны. Все они, кроме Адагума, не доходят до Кубани в связи с тем, что русло р. Кубани здесь приподнято над поймой вследствие аккумуляционной деятельности реки, и реки сбрасывают свои воды не прямо в Кубань, а в ее пойму, благодаря чему здесь образовались плавни. В целях преобразования плавней в культурные сельскохозяйственные земли в середине XX столетия для перехвата паводковых вод этих рек были построены Шапсугское, Варнавинское, Крюковское водохранилища и магистральный сбросной канал от Шапсугского водохранилища до ст. Варениковская. В целом перестройка гидрографической сети в Кубанском секторе меньше, чем в Предкавказье, но больше, чем в Терском. Здесь построено три русловых водохранилища, но в основном осуществляется забор воды из Кубани для орошения и обводнения земель в Ставропольском крае и Ростовской области. Непосредственно в бассейне Кубани широко используется вода для орошения на участке реки ниже г. Краснодар, где возведен целый ряд оросительных систем.
Терский сектор. Гидрографическая сеть представлена исключительно реками бассейна Терека, охватывающего территорию северного склона Большого Кавказа от меридиана г. Эльбрус на западе до меридиана г. Диклосмта на востоке. Южная граница бассейна проходит по Главному, Боковому и Южному Боковому хребтам, отделяя бассейн Терека от рек южного склона Большого Кавказа. В секторе отмечается 6623 реки общей протяженностью 24387 км. Рек длиною более 200 км всего три, одна из которых собственно Терек. Для Терека, как и для Кубани, характерна односторонняя приточность — по выходе на равнину река принимает притоки лишь со стороны, примыкающей к горам. Основные притоки - Малка, Урух, Ардон, Фиагдон, Гизельдон и Сунжа (табл. 2.2) (П.М.Лурье, 2002).
Физико-статистическая модель формирования талого стока высокогорных рек
Одним из негативных последствий изменение климатических условий является увеличение повторяемости экстремальных гидрометеорологических явлений, в том числе наводнений и паводков, повторяющихся периодически от одного раза в 5-10 лет до одного раза в 100 и более лет. Паводки на реках наблюдаются ежегодно по нескольку раз в течение года. Однако интенсивность их от года к году весьма значительно изменяется, и временами они наносят большой материальный ущерб и приводят к человеческим жертвам (П.М. Лурье и др., 2005, А.Ф. Мандыч, 2002, 2003). По размерам площади затопления и величине причиняемого ущерба речные наводнения подразделяются А.Б. Авакяном и А.А. Полюшкиным на четыре категории (А.Б. Авакян и др., 1989): - к первой относятся небольшие наводнения (затопляются низкие пойменные участки), отмечаются один раз в 5-10 лет; - ко второй относятся средние наводнения, в результате которых затопляются пахотные угодья и небольшие участки сельских населенных пунктов; повторяемость их - один раз в 20-25 лет; - к третьей относятся сильные (выдающиеся) наводнения, когда нарушается хозяйственная деятельность и наносится значительный материальный ущерб, возникает необходимость массовой эвакуации населения и материальных ценностей; повторяемость их - один раз в 50-100 лет; - к четвертой относятся катастрофические наводнения, в результате которых из хозяйственного использования исключаются все пойменные угодья, наносится значительный ущерб населенным пунктам, элементам инфраструктуры, включая шоссейные и железные дороги, линии электропередач, газопроводы и др. Эти наводнения охватывают значительную часть речного бассейна или нескольких бассейнов. Их периодичность - один раз в 100-200 и более лет.
Причинами наводнений и паводков являются ливни и дожди, интенсивное таяние снега, заторы и зажоры на реках, нагонные явления в устьях рек, прорывы плотин, запруд и завалов. Паводки, вызываемые ливнями, охватывают малые бассейны с площадью 100-200 км", реже до 1000 км". Ливневые дожди обычно охватывают обширные пространства площадью от десятков до сотен тысяч квадратных километров и нередко вызывают разрушительные паводки, которые, накладываясь на высокое половодье, приводят к наводнениям. Дожди обложного характера всегда охватывают значительную территорию и являются причиной значительных паводков как на средних, так и больших водосборах.
Наводнения, вызываемые дождями, ливнями и таянием снега. Для Предкавказья характерны весенние наводнения, связанные с таянием снега и ливневыми дождями. Наиболее значительные наводнения в этом подрайоне отмечались в 1932, 1940, 1960, 1961 гг. в период половодья, высота которого определялась практически во всех случаях наложением волны паводка. Максимальные уровни при наводнениях достигали 698 см на р. Кагальник, 579 см - на р. Уле, 320 см - на р. Ташла и 1043 см — на реке Егорлык в районе г. Светлоград (П.М. Лурье, 2002). На большей части территории Большого Кавказа наводнения наблюдаются в весенне-летний период во время прохождения половодья. Однако в чистом виде эти наводнения не достигают критерия выдающихся или катастрофических. Последние всегда связаны с наложением на максимальную высоту половодья значительного или выдающегося паводка, чаше всего вызванного дождями обложного характера. В северо-западной части Большого Кавказа на притоках Кубани отмечаются зимние наводнения, связанные с дождями и таянием снега в период оттепелей.
В гидрологическом подрайоне Северный склон Большого Кавказа выдающиеся наводнения за 70-летний период отмечались в 1931, 1932, 1936, 1954, 1956, 1963, 1966, 1975, 1980, 1984, 1992, 2001 и 2002 годах. Наибольшее превышение уровня воды при выдающихся наводнениях отмечалось на реках Предкавказья, Терского и Северо-Черноморского секторов, где оно достигало 548-859 см над уровнем воды в предполоводный период (Афипс - 548, Белка -671, Калаус - 859 см). В целом для региона наиболее значительные величины превышения уровня воды при наводнениях (521-859 см) наблюдаются на малых водотоках в Предкавказье и предгорной зоне Северного склона Большого Кавказа. На крупных реках (Кубань, Терек, Сулак) превышение уровня составляет не более 495 см, и в большинстве случаев оно составляло 124-235 см. Наиболее значительное, катастрофическое наводнение отмечено в июне 2002 г. Первопричиной послужили сильные и очень сильные дожди, охватившие большую часть Северного Кавказа, в результате чего многие земли территории были затоплены. Осложняли паводковую ситуацию многочисленные селевые потоки.
Прогнозы речного стока в маловодный период года
Реки Северного Кавказа питаются за счет дождей, таяния сезонного снега, ледников и подземных вод. В целом для региона основные виды питания (талый сток, дождевое и подземное) примерно одинаковые. Общей закономерностью распределения источников питания рек на Северном Кавказе является изменение их соотношения с северо-запада на юго-восток, талый и подземный сток при этом увеличиваются, а дождевой - уменьшается. Связано это как с режимом и количеством атмосферных осадков (твердых и жидких), так и с распределением ледников и гидрогеологическими условиями секторов. Для большинства рек Кавказа характерно, что в летний период проходит основная или существенная часть годового стока: это все притоки Кубани и Терека с ледниковым питанием и средней высотой водосбора более 2000 м. Здесь в летнее время проходит более 50% годового стока, а у некоторых рек — даже больше 60% (р. Цеядон). Значительный летний сток этих рек связан с таянием снега на больших высотах и с жидкими осадками, выпадающими летом. На остальные сезоны года приходится весьма небольшая часть стока. В зимний период сток отдельных рек в это время составляет 4-7% годовой величины (рекиЧерек и Ардон). На весенний период у рек этого типа приходится 11-24%, а на осень - 17-22% годового стока. Реки с преобладающим весенним стоком занимают восточную часть бассейна Терека и центральную часть бассейна Кубани, средние высоты водосборов их не превышают 1000 м (Чамлык, Фортанга, Белка). Весенний сток этих рек составляет 34-43% годового стока. Зимой и осенью здесь формируется примерно равное количество стока. К рекам с основным зимним типом водного режима относятся притоки Кубани, находящиеся к западу от реки Пшиш - Псекупс, Афипс, Адагум и др., здесь в зимнее время проходит до 55% годового стока. Летом на них проходит 3-6% стока, а осенью несколько больше - 2-12%. Такое крайне неравномерное распределение стока по сезонам обусловлено теплой неустойчивой зимой и частыми дождевыми паводками, максимум повторяемости и интенсивности которых приходится на холодную часть года (П.М. Лурье, 2002).
Соотношение различных источников питания определяет водный режим рек Северного Кавказа, который отличает наличие половодья и паводков или только паводков. Половодья формируются в летние и весенне-летние месяцы, а паводки на реках с половодьями - лишь в теплое время. На реках с паводочным режимом паводки наблюдаются в течение всего года независимо от температуры воздуха.
Район с половодьем в теплое время года охватывает высокогорную часть Кубанского, Терского и Дагестанского секторов с реками, имеющими основное ледниковое или высокогорно-снеговое питание. Это верховья притоков Кубани, Терека, Сулака и Самура на участке от Большой Лабы на западе до истоков реки Кусарчай на востоке. Для них характерно невысокое и весьма длительное летнее половодье снегово-ледникового происхождения, продолжающееся в течение всего теплого периода. Начинается оно в первой половине апреля и оканчивается в конце августа - сентябре. Пик его приходится на начало-середину июля, продолжительность достигает 150-160 дней. За время половодья проходит до 80% годового стока. Паводки на реках с половодьем в теплое время года преимущественно дождевые, хотя изредка бывают связаны с таянием снега. Дождевые паводки носят кратковременный характер. Средняя высота подъема уровней при их формировании в бассейне Терека составляет 0,3-0,6 м., а в бассейне Кубани - 0,4-0,6 м. Иногда подъем уровня воды может достигать 2,5-2,7 м над уровнями межени. К типу весенне-летнего половодья относятся реки лесной зоны Северного Кавказа, т.е. среднее и нижнее течение Кубани и Терека на участке между реками Пшиш на западе и Сулак на востоке. Для них весенне-летнее половодье продолжается со второй половины марта до середины, а иногда - до конца сентября, а в бассейнах рек Белой и Пшиш - до конца августа. Запаздывание в сроках окончания половодья объясняется абсолютными высотами водосборов: чем выше они расположены, тем длительнее процесс таяния снега в высокогорной зоне. Пик половодья в бассейнах рек Белой и Пшиш наблюдается в конце мая, а на остальной территории — в начале июня. Продолжительность половодья составляет 154-174 дня. Объем стока за весенне-летнее половодье достигает 60% годового стока. Наибольшие расходы воды находятся в прямой зависимости от размеров водосборов рек. Чем больше площадь бассейна, тем больше максимальные расходы воды. Паводки у рек с весенне-летним половодьем отмечаются только в теплое время и связаны с дождями. Наибольшие расходы воды в период паводков превышают средние месячные расходы воды этого периода в два-три раза на крупных реках, а на небольших - в 10-15 раз (Белка - в 15 раз, Нальчик - в 9 раз; Кубань, с. Коста Хетагурова - 2,3 раза; Терек, г. Владикавказ — в 1,8 раза).
Характерно выраженный паводочный режим стока на Северном Кавказе имеют реки в районах северной части Кубанского сектора (Нижнекубанский район), северной части Терского сектора (Сунженский район) и северовосточной части Дагестанского сектора (Прикаспийско-Кавказский район). В Кубанском секторе к рекам с паводочным режимом относятся бассейны притоков Кубани, впадающие в нее к северо-западу от р. Белой (Пшиш, Псекупс, Афипс, Шебш, Убинка, Иль, Абин, Адегой, Адагум и др.). На них паводки отмечаются в течение всего года с преобладанием в зимнее время. Причина их — дожди сильной интенсивности и снеготаяние (П.М. Лурье, 2002). Западнее бассейна реки Пшиш средняя высота водосборов рек понижается, значительно увеличивается количество осадков, дождевые паводки здесь учащаются, а максимум их повторяемости и интенсивности все чаще и чаще, по сравнению с остальной территорией, передвигается на зимние месяцы, когда выпадающие при оттепелях дожди смывают неустойчивый снежный покров.
