РОЛЬ ПЛОТИН В ФОРМИРОВАНИИ РУСЕЛ МАЛЫХ РЕК

В сборнике статей МФ ГО СССР за 1988 г. «Малые реки Центра Русской равнины, их использование и охрана» помещены, в частности, следующие: 

Ларионов Г.А., Чалов Р.С. «Эрозионно-аккумулятивные процессы на водосборах и в руслах малых рек, в которой интересны высказывания (цифрами обозначены данные высказывания; буквами—мои комментарии).

1. «В наиболее опасный для заиления рек период летнее-осенних дождей мельницы создавали в нижних бьефах плотин попусковый режим, благодаря которому осуществлялась промывка плесов».

а) Понятно, что летом осадки нередко выпадают в виде ливней, что вызывает сильную эрозию, поступление твердого материала со склонов в русла рек. Но вот осенние дожди как раз отличались слабой интенсивностью и, следовательно, никакой опасности в этом отношении не несут. (Здесь нужно дать уточнение. В 30-50-е годы ХХ столетия летом преобладали осадки конвективного типа — из водяного пара местного происхождения—в виде интенсивных ливней. В зимнее время накапливались большие снегозапасы, которые в период весеннего снеготаяния также давали обильный жидкий и твердый сток. В последующие же десятилетия –60-80-е — схема циркуляции атмосферы изменилась. Летом стали преобладать осадки циклонического типа—затяжные дожди слабой интенсивности, которые давали гораздо меньшие объемы жидкого и твердого стока. Зимой, в свою очередь, заметно сократилось количество выпадающего снега, причем снегозапасы уменьшались еще из-за частых оттепелей; также уменьшилась глубина промерзания почво-грунтов, что увеличило инфильтрацию талых вод весной. Все это привело к существенному уменьшению жидкого и твердого стока с водосбора.

б) Непонятно и о каком попусковом режиме стока, создаваемым мельницами, говорится в статье. Что это, время помола зерна нового урожая? Но такие мельницы работали в режиме пропуска естественных расходов воды.

2.  «…мельницы создавали определенный режим формирования русел, препятствующий их обмелению. Ликвидация мельниц нарушила сложившееся веками равновесие, что привело к аккумуляции наносов».

а) Ну зачем уважаемым авторам «лить воду на мельницы» обывательских рассуждений, которые нередко подогреваются и СМИ. Как бы не были симпатичны нам мельницы в эстетическом отношении, повышению водности рек (расходов) они не способствуют. Наоборот, часть воды в этих случаях расходуется на инфильтрацию, на подъем уровня подземных вод на пойме и на испарение с зеркала водохранилища.

б) Непонятно, каким образом ликвидация мельниц привела к аккумуляции наносов в русле, поскольку именно чаша водохранилища зоной активной аккумуляции.

А.В. Чернов в статье «Современное развитие малых рек центральных районов ЕТС» говорит. 1. «…плотины поддерживали круглогодичный сток в режиме, близком к естественному среднегодовому, так как регулировали его только в межень. Объемы половодья и крупных паводков пропускались по рекам без задержек».

а) Как все-таки плотины регулировали сток в межень, сглаживали дождевые паводки? Вот если бы такие водохранилища могли аккумулировать объемы половодья и крупных паводков, а затем постепенно сбрасывать эти объемы, тогда можно было бы говорить о водорегулирующей роли плотин

2. «…стали возводить глухие плотины, полностью прекращающие сток. На части рек такие плотины в половодье размываются, поставляя твердый материал в перегруженное наносами русло. Это приводит к прекращению сквозного стока по малым рекам в большую часть года и к их отмиранию и зарастанию».

а) Автор статьи, по-видимому, имеет в виду грунтовые плотины, которые разрушаясь будут поставлять в русла наносы. Но каковы объемы тела этих плотин и каковы объемы твердого материала, поступающего с водосбора.? Можно ли всерьез говорить, что материал разрушенной грунтовой плотины «перегрузит наносами русло, что приведет к прекращению сквозного стока., к их отмиранию и зарастанию».

Матвеев Н.П. в статье «Состояние пойм малых рек Московской области, их использование и охрана».

«Располагались они (пруды—П.А.) по оврагам…».

По оврагам пруды не строят, их строят по балкам. (А.С. Козменко)

Опять же непонятно, как это водоемы (водохранилища) увеличивали сток рек в летнюю межень: из-за потерь воды на инфильтрацию и испарение?

Совершенно неприемлемо сравнивать пойму, представленную песчано-глинистыми отложениями со скальным массивом.

Теперь предлагаю рассмотреть мои представления о роли плотин в формировании русел малых рек, которая проявляется через ледяной покров.

В естественном состоянии малые реки, понятно, маловодны с небольшими глубинами, тем более на перекатах, где, кроме того, увеличивается скорость течения. Все это не способствует образованию более или менее мощного ледяного покрова. Совсем иное дело, если на реке построена плотина: резко увеличивается глубина и ширина русла при одновременном снижении до минимума скорости течения воды. Поэтому условия для нарастания толщины льда, его объемов весьма улучшаются. Кроме того, во время зимних оттепелей талые воды скапливаются на поверхности речного льда, в первую очередь, у берегов, и при последующем похолодании насыщенный водой снег также превращается в лед. Тем самым наращивается общая толщина ледяного покрова и его сцепление с берегами. Таким образом, водохранилище по сравнению с естественным руслом является поставщиком гораздо больших объемов льда.

Наступает весна. Еще до начала половодья плотину обычно разбирают, водохранилище спускают, лед садится на осушившееся дно. И с начала интенсивного снеготаяния талые воды, попадая в реку, вынуждены пользоваться узким тоннелем, образованным дном меженного русла и осевшим ледяным покровом. Поток движется под давлением, в местах трещин и прорубей фонтанирует; скорость течения увеличивается, увеличивается и эрозионная деятельность.

Далее, на реке с естественным руслом достаточно незначительного подъема уровня воды для осуществления ледохода. Ледоход происходит раньше достижения потоком максимальных уровней и протекает в общем свободно. Совсем иная картина наблюдается на реке со спущенным водохранилищем. Для того, чтобы начался ледоход, уровень воды в реке должен превысить отметки существующего зимой водохранилища. Поэтому здесь требуется максимальное поступлении в реку талых вод. И наибольшие переформирования русла происходят именно во время ледохода, который протекает тяжело, при дефиците уровней. На реке часто возникают заторы, являющимися своеобразными временными плотинами; вода и отдельные льдины устремляются под заторы. Таким образом размывающая деятельность воды усиливается и выпахивающей работой льда. Также хорошо известно воздействие движущегося льда на берега реки, особенно на вогнутые.

Т. о., на участках рек, где имеются водохранилища, переформирование русел идет значительно активнее за счет воздействия гораздо больших масс льда во время ледохода. Также и в безледовый период идет существенная переработка русел в результате абразии берегов, вызванной волнами. В то время как в руслах с естественным состоянием основную роль в переработке играет динамика потока.