VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В условиях прогрессирующего дефицита пресной воды, особую актуальность приобретают исследования водных ресурсов бассейна реки Кубани, особенно средних и малых рек, которые в гидрологическом отношении остаются ещё малоизученными.

Мониторинг водных ресурсов бассейна р. Кубани включен в основную федеральную и региональные программы четырех субъектов Российской Федерации.

Проведение государственного мониторинга водных ресурсов в бассейне р. Кубани актуально и необходимо в целях регулярных наблюдений за состоянием водных объектов, их количественными и качественными показателями, своевременного выявления и прогнозирования негативных процессов, влияющих на качество вод и состояние водных объектов.

Основной целью научной работы является мониторинг экологического состояния и географо-гидрологическое районирование бассейна р. Кубани.

Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи:

• обобщить природные условия бассейна р. Кубани;

• оценить гидрометеорологическую изученность территории;

• показать комплексное географо-гидрологическое районирование бассейна;

• выполнить водохозяйственное и эколого-географическое районирование.

Объектом исследования явился бассейн р. Кубани, а предметом исследования – комплексное географо-гидрологическое районирование и эколого-географическое районирование бассейна реки Кубани.

Исходными материалами для выполнения научной работы явилась режимная гидрометеорологическая информация из фондов Северо-Кавказского межрегионального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета, ФГУ «Кубаньмониторингвод», Кубанского бассейнового водного управления (КубаньБВУ), данные территориального органа федеральной службы государственной статистики по Краснодарскому краю, отдела водных ресурсов Кубанского бассейнового водного управления по Республике Адыгея, Адыгейского республиканского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета.

Методы исследования. При анализе и обобщении гидрометеорологической информации применялись методы графических и картографических построений, математической статистики, гидрологической аналогии и географо-гидрологического анализа. Расчетные материалы выполнены при помощи компьютерной вычислительной техники.

Научная новизна работы заключается в том, что выполнено географо-гидрологическое, водохозяйственное и эколого-географическое районирования бассейна р. Кубани.

Практическая ценность работы состоит в том, что выполнено комплексное географо-гидрологическое районирование, водохозяйственное и эколого-географическое районирование бассейна р. Кубани, необходимые для специалистов, занимающихся водно-ресурсным потенциалом Северо-Кавказского региона.

Апробация работы и публикации. По исследуемой теме автор имеет выступления на научных конференциях в АГУ и МГТУ (г. Майкоп), БПГУ (г. Бийск). Имеются 5 публикаций: «Эколого-географическое районирование бассейна реки Кубани» (МГТУ, г. Майкоп, 2008г.), «Мониторинг водоносности и экологии бассейна реки Кубани» (БПГУ, Бийск, 2008 г.), «К вопросу о гидрометеорологической изученности Северо-Западного Кавказа» (БПГУ, Бийск, 2009г) ,«Гидрологическое районирование бассейна реки Кубани».(АГУ, Майкоп, 2010 г.), «Водохозяйственное и эколого-географическое районирование бассейна реки Кубани» (АГУ, Майкоп, 2010 г.).

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

БАССЕЙНА РЕКИ КУБАНИ

1.  

   1. Географическое положение

Река Кубань - самая длинная и многоводная река Северного Кавказа. Река Кубань – главная водная артерия западной и северо-западной части северного склона Большого Кавказа и южной части западного Предкавказья, несущая свои воды по территориям четырех субъектов РФ: Краснодарского и Ставропольского краев, Карачаево-Черкесской республики и Республики Адыгея. Зарождаясь на склонах Эльбруса, она рассекает Краснодарский край пополам и впадает у г. Темрюка в Азовское море, проделав путь в 870 километров, а с Уллукамом – 906. Площадь водосбора – 57900 км², объем годового стока – 13 млрд. м³.

Истоком р. Кубани принято место слияния двух горных рек Уллукам и Учкулан, вытекающих из под ледников, расположенных на северо-западном склоне г. Эльбрус, впадает в Темрюкский залив Азовского моря.

По своей величине и водоносности бассейн реки Кубани является самым крупным на Северном Кавказе. Территория бассейна лежит между 43º 12` – 45º 39` с.ш. и 37º 08` – 42º в.д., в основном, в западной части северного склона Большого Кавказа, захватывает часть Ставропольской возвышенности, Прикубанскую низменность, часть Азово-Кубанской низменности и Таманского полуострова [10].

В низовьях Кубань образует большую дельту – 4,3 тыс. км², пересеченную многочисленными ериками и рукавами. Река Кубань пересекает природные зоны: альпийскую, горно-лесную, лесостепную и степную. На берегах р. Кубани в пределах края расположены города: Армавир, Новокубанск, Кропоткин, Усть-Лабинск, Краснодар, а в дельте – морской порт Темрюк.

Древнегреческие географы называли р. Кубань – Гапанис, а адыги – Пшиз («князь - река»).

1.  

   1. . Тектоника, геологическое строение, рельеф

Бассейн реки Кубани находится на стыке самых разнообразных тектонических зон, этим, в свою очередь, определяется и сложность геологического строения. Большая часть равнинной территории бассейна лежит в зоне Скифской плиты эпигерцинской платформы, где активные тектонические движения продолжались вплоть до каменноугольного периода (примерно 300 млн. лет).

В пределах Скифской плиты выделяется несколько структурно-тектонических зон. Прежде всего, это глубокие прогибы: Западно-Кубанский и Восточно-Кубанский, между которыми находятся валообразные поднятия Каневско-Березанского вала, переходящего в Адыгейский выступ, а также Армавиро-Невинномысского вала в восточной части бассейна. Рельеф бассейна р. Кубани неоднороден: около 40% территории расположено в пределах равнинной зоны, 20% – в пределах предгорий, а остальные 40% почти поровну распределены между горной и высокогорной зонами.

По особенностям рельефа на территории бассейна р. Кубани детальнее выделяются следующие шесть областей: 1 – Азово-Кубанская равнина; 2 – Закубанская наклонная террасированная равнина; 3 – Ставропольское поднятие; 4,5,6 – соответственно области низкогорного, среднегорного и высокогорного рельефа (рис. 1.1). Каждая из выделенных областей не является однородной. Так, Азово-Кубанская равнина представлена Приазовской низменной дельтовой равниной с отметками 0 – 20, Прикубанской степной равниной с отметками 100-200м и Закубанской террасированной равниной (250-300м).

Значительную часть бассейна занимают четвертичные отложения, в которых пролегает русло среднего и нижнего течения р. Кубани, представленные песками, суглинками, галечниками [10]. На территории бассейна насчитывается около 250 различных карстовых образований (колодцы, воронки, пещеры и т. д.), приуроченные к известнякам мела и юры. Область распространения карстующихся пород представлена на рис. 1.2.

Рисунок 1.1.- Геоморфологическая карта бассейна р. Кубань

I – Азово-Кубанская равнина; II –Закубанская наклонная террасированная равнина;

III – Ставропольское поднятие; IV – низкогорный рельеф; V – среднегорный рельеф;

VI – высокогорный рельеф.

Развитие карстовых процессов, в верховьях реки Кубани и ряда ее притоков, осложняет процессы формирования стока. Речные бассейн в этих условиях могут представлять собой незамкнутые системы, а годовой сток рек может быть ниже или выше зонального [5]. Так, в бассейнах рек Пшехи и Курджипса теряется до 30% стока из-за наличия карста.

1.3. Климат

Формирование речного стока происходит в зоне контакта двух природных сфер – атмосферы и литосферы. Каждая из этих сфер характеризуется многочисленными параметрами, изменяющимися как в пространстве, так и во времени.

Основную роль в формировании среднего годового стока выполняет климат, что впервые обосновал А. И. Воейков (1884). Климат бассейна р. Кубани формируется под воздействие сложного комплекса физико-географических условий, из которых наиболее важны: интенсивность солнечной радиации, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность.

Рисунок1.2.- Схема распространения карстовых областей

1 – карстовые области; 2 – отдельные районы.

Благодаря своему южному положению территория бассейна получает много солнечного тепла. Радиационный баланс, за исключением высокогорья изменяется в среднем от 45 в предгорьях до 55 ккал/см² в год на Приазовском побережье. В летний период суммарная радиация составляет 48 и зимой – до 12 ккал/см² в год. Кроме зимнего периода, во все другие периоды года имеет место положительный тепловой баланс, более 45 ккал/см². Высота солнца менее 30º, с марта по сентябрь – более 45º. Теплый период продолжается на большей части территории 9 – 10 месяцев.

Климат на равнине умеренно-континентальный, в горах более влажный и прохладный. Хребты Северо-Западного Кавказа вносят ряд изменений в общий перенос воздушных масс, создают выраженную вертикальную зональность климата. К основным климатическим факторам, влияющим на речной сток, относят: атмосферные осадки и испарение, определяемое температурой и влажностью воздуха [1].

Атмосферные осадки являются важным стокообразующим фактором. Их годовая сумма и внутригодовое распределение определяются главным образом особенностями атмосферой циркуляции, удаленностью от акваторий черного и Азовского морей и характером подстилающей поверхности. В связи с этим в пространственном распределении средней годовой суммы осадков проявляются все основные закономерности: широтная зональность, вертикальная поясность, континентальность.

Важная роль в формировании годового стока рек принадлежит твердым осадкам, выпадающим в зимний сезон. В предгорьях снежный покров обладает обычно незначительной мощностью, непродолжительностью залегания и неустойчивостью. Высота снежного покрова в юго-восточной части бассейна составляет от 20 до 40 см, при продолжительности залегания от 60 до 100 дней.

1.4. Почвенно-растительный покров

Большое разнообразие в бассейне реки Кубани рельефа, геологического строения и климата создает значительную пестроту почвенного и растительного покровов. Распределение почв по бассейну носит зональный характер. Зоны располагаются параллельно Главному хребту Большого Кавказа. С юга на север от Главного хребта, наблюдаются следующие почвенные зоны: луговые, горно-лесных, предкавказские лесостепные и степные. В плавнях и дельте реки Кубани имеются луговые, лугово-болотные и болотные почвы.

Большие пространства на небольших высотах заняты перегнойно-карбонатными почвами. Разнообразие типов почв оказывает влияние на формирование внутригодового распределения стока рек.

Промерзаемость является одним из наиболее существенных факторов формирования стока рек. Чем выше промерзаемость, тем больше, при прочих равных условиях, коэффициент поверхностного стока. Промерзаемость почв на равнинной территории бассейна сравнительно невелика. Средняя ее глубина в феврале достигает 25-28 см, в горах она возрастает по мере увеличения высоты местности, однако эта закономерность изучена слабо.

Растительный покров бассейна реки Кубани также разнообразен. Непосредственное влияние растительности на сток рек заключается главным образом в увеличении пористости почв и инфильтрации влаги в почвогрунтах, а также замедлении поверхностного стока.

Распределение растительности имеет зональный характер. Зона снегов и высокогорных пустошей сменяется ниже растительными зонами альпийских и субальпийских лугов, лесов, лесостепи и степи.

Лесная зона тянется параллельно оси Большого Кавказа постепенно расширяющейся полосой, начиная от верховьев р. Псекупс на западе. Верхняя граница лесов распложена на высотах от 2300 до 700м. Нижняя граница леса в западной части сектора рек Абин – Белая проходит на высоте 150 – 70 м, на отрезке рек Белая – Лаба на высоте 300 – 200 м и на отрезке рек Лаба – Кубань на высотах 1000 – 700 м.

Остатки лиственных лесов в виде островков встречаются местами в пойме низовьев р. Кубани и ее притоков. Пойменные леса отличаются обилием влаголюбивых пород, где растут ивы, серебристый тополь, а дальше от воды – дуб, вяз, граб.

Лесная зона в бассейне реки Кубани подразделяется на следующие вертикальные пояса:

1) пояс высокогорных пихтовых, еловых и сосновых лесов – на высотах от 2300 до 1100м (произрастают на горно-подзолистых почвах);

2) пояс среднегорных дубовых и буковых лесов - на высотах от 1100 до 400м (произрастают на бурых лесных почвах);

3) пояс предгорных дубовых лесов – на высотах от 400 до 100м (произрастают на темно-серых лесных почвах).

1.5. Гидрография бассейна реки Кубани

Гидрографическая сеть бассейна р. Кубани представлена как естественными водными объектами (реки, озера, ледники), так и антропогенными (пруды, водохранилища, каналы).

1.5.1. Речная сеть

Речная сеть в пределах бассейна реки Кубани (рис. 1.3.) в целом весьма богата, однако в силу природных особенностей, ее густота неравномерна. Коэффициент густоты речной сети в горной части бассейна преимущественно равен 0,7-0,9 км/км². Максимальная его величина имеет место в верховьях рек Лабы и Белой и составляет 1,5-1,9 км/км² (рис.1.4).

Бассейн реки Кубани односторонний, ассимметричный, притоки, в основном, левые. Конфигурация бассейна грушевидная. В высотном отношении бассейн делится на четыре основные зоны: равнинную, высотой до 200м над уровнем моря, предгорную - 200 - 500 м, горную от 500 - 1000 м, высокогорную - свыше 1000 м над уровнем моря .

Гидрографическая сеть бассейна р. Кубани включает в себя самые малые, малые, средние и большие реки. Самые малые реки – это реки, длина которых составляет не более 25 км. Таких водотоков насчитывается в бассейне 13442 с общей протяженностью 29371 км. К малым рекам относят реки длиной от 25 до 100 км. Всего их 105 при общей длине 4752 км. Длина средних рек изменяется в пределах 101-500 км. Однако в бассейне реки Кубани средних рек длиной от 301 до 500 км нет. Общее число рек от 101 до 300 км всего 21, а их суммарная длина составляет 3332 км. Большими реками считаются реки длиной свыше 500 км. В данном бассейне такой рекой является только главная водная артерия – р. Кубань.

Рисунок 1.3. - Схема гидрографической сети бассейна р. Кубани

(номера водохранилищ по таблице 1.2.)

Общая длина р. Кубани с р. Уллукам – 906 км, а от слияния рек Уллукам и Учкулан до устья р. Кубани 807 км. Среднее падение реки на километр пути составляет 315 см. Питание реки смешанное: ледниково-снежное, дождевое и грунтовое, проходит несколько паводков в году, наибольший из которых бывает в июне, когда таяние ледников совпадает с ливневыми дождями [10].

Самым крупным притоком р. Кубани является р. Лаба (табл.1.1.), образующаяся от слияния рек Большой и Малой Лабы. Длина Лабы 214 км, а с Большой Лабой – 341 км. Общая площадь ее водосборного бассейна – 12500 км². Основные реки бассейна р. Кубани отражены в таблице 1.1.

Рисунок 1.4. - Карта густоты речной сети (км/км²)

1. – 0,1-0,2; 2. – 0,2-0,3; 3. – 0,3-0,4; 4. – 0,4-0,5; 5. – 0,5-0,6; 6. – > 1,0.

Таблица 1.1. - Гидрографические характеристики основных рек бассейна

р. Кубани

№ пп	Название реки	Площадь водосбора, км2	Длина, км
1.	Кубань	57900 (61000)	870 (907)
2.	Лаба	12500	214
3.	Фарс (приток Лабы)	1450	197
4.	Белая	5990	273
5.	Пшиш	1850	258
6.	Псекупс	1370	143

Самой мощной по водности и второй по длине из притоков Кубани является р. Белая. Ее истоки находятся на склонах горного массива Фишт–Оштен. Проделав путь в 265 км, она впадает в Краснодарское водохранилище на р. Кубани, несколько ниже станицы Васюринской. Общее падение составляет 2283 м. Водосборный бассейн реки имеет сильно вытянутую грушевидную форму и занимает площадь в 5990 км². В р. Белую впадает масса притоков, их общее число составляет 3459. Наиболее крупные ее притоки: реки Пшеха и Курджипс – левобережные, Киша и Дах – правобережные. Все притоки р. Белой, кроме р.Пшехи, являются типичными горными реками с быстрым течением. Река Белая выносит в р. Кубань в среднем 3,4 млрд. м³ воды в год, а вместе с ней – около 2 млн. т наносов.

Закубанские реки. Наиболее крупные из них – реки Абин (81 км), Адагум (66 км), Хабль (54 км), Иль (47 км), Кудако (34 км), а также – левобережные притоки р. Кубани, расположенные западнее р. Афипс до станицы Варенниковской. Режим этих рек характеризуется интенсивными зимними и весенними паводками и летней меженью, вплоть до полного пересыхания некоторых из них к концу лета. Источниками их питания служат атмосферные осадки и частично грунтовые воды.

1.5.2. Озера

Гидрографическая сеть бассейна р. Кубани включает в себя озера. Всего в бассейне р. Кубани насчитывается 617 озер площадью 1771 км², в том числе: горных и предгорных – 291, с площадью больше 20 км²; плавневых и дельтовых – 326 с площадью 1751 км².

В пределах бассейна р. Кубани число озерных водоемов и их суммарные площади по отдельным бассейнам возрастают с северо-запада на юго-восток (рис. 1.5.). В бассейнах рек Псекупс, Афипс, Пшиш озер совсем мало. Только начиная с бассейна р. Белой число озер резко возрастает до 50, а в бассейне р. Малая Лаба – 82. Основная часть горных озер расположена в пределах Главного и Бокового хребтов. Распределение озер по речным бассейнам показано на рис. 1.5. Наиболее крупным карстовым озером в бассейне р. Кубани является озеро Псенодах. Оно расположено на дне крупного ледникового цирка, разделяющего массивы Оштена и Пшеха-Су, на высоте 1937 м над уровнем моря. В плане озеро имеет вид полумесяца, выпуклым берегом обращенного на север. Его длина 165 м, наибольшая ширина 72,5 м, длина береговой линии 492,5 м. Большая часть озера мелководна. Глубина составляет от 0,2 до 0,8 м, максимальная – 3,5 м. Площадь водного зеркала равна 9000 м², а объем – 3450 м². Уровень воды в озере и другие зависимые от него характеристики подвержены значительным сезонным колебаниям.

Число озер, % Общая площадь, %

Рисунок 1.5. - Диаграмма распределения озер по речным бассейнам

(процентное содержание от общего количества и площади озер)

К группе тектонических озер относится озеро Хуко, расположенное непосредственно на водораздельной линии Главного хребта, на высоте 1740 м между реками Пшехашха и Шахе, в 7 км на северо-запад от г. Фишт. Площадь этого водоема составила 27500 м², длина 260 м, а ширина 150 м. Максимальная глубина достигает 10 м.

Равнинные озера характеризуются большим колебанием уровня по сезонам, что приводит к существенному изменению конфигурации берегов, сокращению площадей водных зеркал, а иногда и к полному их высыханию.

К степным озерам относятся небольшие горько-соленые Ужинские озера – Большое и Малое, которые располагаются в 20 км на восток от г. Армавира, в котловинах между увалами Ставропольского плато. Озера богаты глауберовой солью.

На левобережном низовье р. Кубани, в Закубанских плавнях, между Раздорским узлом и вершиной Черноморского участка дельты, почти на 60 км протянулась цепочка небольших пресноводных пойменных водоемов, получивших название «Закубанских». Общая площадь их свыше 20 км². К ним относятся следующие лиманы: Куркуй, Колобацкий, Гнилой и другие. Порожденные р. Кубанью и ее притоками, излившими свои воды в Закубанские плавни.

1.5.3. Водохранилища

Сток р. Кубани и ее притоков зарегулирован пятнадцатью водохранилищами с суммарным объемом 3675млн. м³ и площадью 641,7 км² (табл. 1.2).

10 из них находятся в Краснодарском крае и Республике Адыгея и 8 в Ставропольском крае и Карачаево-Черкесской республике. Наиболее крупными являются: Краснодарское – на р. Кубани, Шапсугское – в устье р. Афипс и Варнавинское – на р. Абин.

Таблица 1.2. - Морфометрическая характеристика водохранилищ бассейна р. Кубани

№ пп	Название водохранилищ	Год сооружения	Параметры
			объем, млн. м3	площадь, км2	длина, км	ширина, км
1.	Краснодарское	1973	2350	402,0	46,0	9,0
2.	Сенгеевское	1957	810	42,0	–	–
3.	Большое	1968	620	50,0	–	–
4.	Кубанское (КЧР)	–	620	–	–	–
5.	Шапсугское	1952	130	46,	9,0	8,0
6.	Новотроицкое	1952	130	180	–	–
7.	Крюковское	1969	111	40,2	8,8	6,5
8.	Егорлыкское	1961	110	16,0	–	–
9.	Варнавинское	1969	40	39,0	8,9	7,1
10.	Головное (КЧР)	–	36	2,67	–	–
11.	Шенджийское	1964	22	7,8	4,0	3,6
12.	Октябрьское	1964	15	9,4	4,0	3,0
13.	Эшкаконское (КЧР)	–	10,5	1,2	–	–
14.	Ганженское	1954	9	4,4	5,0	2,0
15.	Белореченское	1954	6	5,8	4,3	3,0
16.	Майкопкое	1950	1	0,4	0,5	0,4
17.	Кужорское	1978	2,1	0,5	1,3	2,2
18.	Четукское	1963	1,5	1,5	2,6	2,5

Краснодарское водохранилище – один из крупнейших искусственных водоемов Северного Кавказа, внесшее значительные изменения в режим уровней воды в его нижнем бьефе. Оно выполняет основные народнохозяйственные назначения: противопаводковое – срезка пиков паводков, защита населения и устранение угрозы разрушительных наводнений для 600 тыс. га пойменных земель в низовьях Кубани; обеспечение водой рисовых оросительных систем; осуществление мероприятий по производству ценных пород рыбы; улучшение условий судоходства.

1.5.4. Ледники

В бассейне р. Кубани насчитывается 408 ледников общей площадью 280 км². Практически все ледники располагаются на Главном Кавказском хребте и его северных отрогах. Наибольший очаг оледенения имеется на Передовом хребте [21]. У ледников берет начало основное количество истоков рек [11].

Основными центрами оледенения являются горные массивы: Псеашхо, Чугуш, Цахвоа, Смидовича, Кардывач, Челепси. Самое значительное оледенение имеет горный массив Псеашхо. Площадь оледенения шести его ледников достигает 5 км². За ним следует массив Чугуш, где 11 небольших ледников в сумме составляют площадь 3,8 км².

Самый крупный ледник бассейна р. Кубани находится на вершине горы Эльбрус, площадью - 144 км², который дает начало десяткам ледников Кубани. Ледник Уллукам питает реку того же названия.

По речным системам ледники располагаются следующим образом: в бассейне р. Белой известно 30 ледников общей площадью 7,7 км², в бассейне р. Лабы – 27 ледников площадью 9,4 км². Все ледники имеют небольшие размеры, площади не превышают 1 км². По типам преобладания – это каровые и висячие каровые ледники.

Современные ледники – это естественные регуляторы влаги и стока основных рек. В холодный период года на леднике происходит накопление снега, а в теплое наблюдается интенсивное таяние снега и льда, что резко увеличивает объем воды в реках (ледовый сток в этот период составляет 30-50%).

1.5.5. Подземные воды

Подземные воды в бассейне р. Кубани являются важным видом природных ресурсов. Сильная дислоцированность горных пород, наличие крупных зон деформаций, глубоких разломов и разрывов, густой речной сети, трещин выветривания – все это обуславливает интенсивную горизонтальную и вертикальную подземную циркуляцию вод и образование восходящих и нисходящих источников различного дебита. Однако водоносные горизонты не являются изолированными, они гидравлически связаны между собой. Распространены трещинные, трещинно-карстовые и трещинно-пластовые подземные воды. Эти горизонты питают талые воды сезонных и вечных снегов и ледников, атмосферные осадки теплого периода.

Наряду с гидрологическими факторами, условия питания подземных вод определяется высотной зональностью атмосферных осадков, их внутригодовым распределением и термическим режимом.

Условия формирования подземного стока на Закубанской наклонной равнине отличаются от Прикубанской низменности. Здесь большое количество выпадающих атмосферных осадков, глубоковрезанные реки, большая густота речной сети, проницаемые песчано-галечные отложения создают благоприятные условия формирования подземного стока в реки. Модуль подземного стока в среднем составляет 1,5 л/(с · км²), коэффициент подземного стока 10%, а доля подземного стока в речном 15-30%.

В бассейне р. Кубань используютсяподземные воды Азово-Кубанского артезианского бассейна, который занимает площадь в 98 тыс. км².

1.5.6. Минеральные источники

В бассейне р. Кубань можно выделить две гидрологические зоны: равнинная и горная. Обе богаты минеральными источниками различного химического состава: углекислые, сероводородные, соляно-щелочные, железистые, йодобромные и радиоактивные. Минеральные воды бассейна содержат спектр микроэлементов, крайне необходимых организму человека: йод, бром, бор, мышьяк, цинк, кобальт, барий и др. Особенно славятся своими целебными свойствами Майкопские минеральные воды, месторождение которых находятся в бассейне р. Белой. В долине этой реки, только на небольшом участке между п. Каменномостским и г. Белореченском, насчитывается более 40 минеральных источников. Минерализация их вод колеблется от 330 до 24000 мг/л, а суммарный дебит составляет около 30 тыс. м³/сут.

Выводы:

1. Большое разнообразие природных условий и, прежде всего, климата, изменяющегося по территории в соответствии с широтной зональностью и высотной поясностью, создало предпосылки больших различий в величине годового стока и водном режиме рек.

2. Воздействие антропогенных факторов привело к существенному изменению годового стока рек бассейна р. Кубани. Для установления степени этого изменения необходимы специальные исследования.

3. В связи с переброской части стока из верховий бассейна р. Кубани произошло значительное снижение годового стока этой реки в среднем и нижнем течении.

4. На ряде притоков р. Кубани в пределах равнинного левобережья антропогенные факторы привели к заметному изменению их водного режима. Однако, есть основания полагать, что в большинстве случаев эти изменения не коснулись пока годового стока, находясь в пределах погрешностей его учета.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДИКА

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Гидрометеорологическая изученность территории

Гидрологические исследования в бассейне реки Кубани начаты еще в дореволюционное время. В этот период изучение режима рек бывшей Кубанской области было обусловлено в основном сугубо практическими задачами, среди которых наиболее важными были: защита от наводнений, орошение, обводнение, судоходство, строительство водяных мельниц.

На территории бассейна р. Кубани гидрологические наблюдения проводятся на реках, площади водосборов которых находятся в пределах 100-5000 км², а средняя взвешенная высота – 500-3000 м над уровнем моря (табл. 2.1.).

Таблица 2.1. - Распределение пунктов гидрологических наблюдений в бассейне р. Кубани по высотным зонам

Зона высот, м						Всего
< 500	501-1000	1001-1500	1501-2000	2001-3000	Свыше 3000
29	19	16	16	21	-	101

На многих пунктах имеются перерывы в наблюдениях, относящиеся к гражданской 1918-1920 гг. и Великой Отечественной 1941-1945 гг. войнам. Становлению и развитию гидрологических исследований в большой степени способствовала гидрометеорологическая часть на Кавказе (1910 г.), работниками которой 14 февраля 1911г. был впервые открыт в Екатеринодаре специальный пост для измерения стока (расходов воды) р. Кубани. В настоящее время – это единственный на Северном Кавказе водомерный пункт, имеющий столь длительный непрерывный ряд наблюдений.

Среди многочисленных гидрологических работ советского периода можно выделить следующие направления исследований: гидрология рек (В.Д. Быков, А.Н. Важнов, Л.А. Владимиров, К.Ф. Воскресенский, А.Ф. Самохин). Выделяется цикл работ В.И. Коровина и Г.А. Галкина, посвященных тем или иным аспектам географо-гидрологических исследований; рыбохозяйственная гидрология (А.И. Симонов, М.С. Челбанов, В.Т. Богучарсков, Ю.М. Гаргопа); исследование селевых потоков (Н.В. Думитрашко, А.П. Ковалев, П.В. Ковалев).

Начало первых регулярных гидрологических наблюдений на левобережных притоках р. Кубани относится к концу 20х–началу 30х гг. прошлого столетия (табл. 2.2.):

Таблица 2.2.- Создание первых гидрологических постов в бассейне р. Кубани

Реки	Годы	Реки	Годы
Теберда	1927	Пшиш	1930
Уруп	1930	Псекупс	1932
Большой Зеленчук	1926	Афипс	1928
Лаба	1927	Адагум	1928
Белая	1926	Абин	1928
Пшеха	1931	Хабль	1931

Гидрологические станции и посты по территории бассейна р. Кубани размещены неравномерно. Один пункт наблюдений приходится на 610 км². свыше 60 % постов функционируют 20 лет и более, а 40 % – более 30 лет. Гидрометрические наблюдения проводятся, в основном, на реках, площади водосборов которых находятся в пределах 100-5000км², а средняя высота их колеблется в пределах от 50 до 2800 м над уровнем моря .

В 90-е годы XX века выходят работы по отдельным аспектам закономерностей формирования речного стока и оценки ресурсов поверхностных вод бассейна р. Кубани В.И. Коровина и Т.Н. Мельниковой (1990, 1992, 1994); А.В. Погорелова (1999), и др. Для географического атласа «Краснодарский край. Республика Адыгея» (1996) В.И. Коровиным и Ю.Я. Нагалевским составлена гидрографическая карта бассейна реки Кубань.

Несмотря на наличие, довольно обширной литературы, гидрологическая изученность территории бассейна р. Кубани еще недостаточна:

– недостаточно изучено влияние природных и антропогенных факторов на формирование речного стока;

– отсутствовало детальное обобщение о норме и многолетней изменчивости годового стока рек в пределах исследуемой территории.

Стационарные метеорологические наблюдения на территории бассейна р. Кубани были начаты в 1920 г. В 1980-х годах на территории бассейна функционировало около 100 метеорологических станций и постов. Размещены они неравномерно и освещают наблюдениями все природные зоны и пояса, за исключением высокогорных. Самая высоко расположенная метеостанция Ачишхо находится на отметке 1880 м.

Результаты научных исследований климата исследуемой территории можно разделить на три группы: работы, выполненные по территории Северо-Западного Кавказа: Агроклиматические ресурсы (1975), Природа Краснодарского края (1979), Климатические аномалии в Краснодарском крае (1989) и другие; работы, охватывающие территорию всего Северного Кавказа: Л.Я. Апостолов (1931), Н.А. Гвоздецкий (1963, 1966), С.И. Смирнова (1976), Н.С. Темникова (1959, 1964), В.М. Чупахин (1974) и др.; работы более широкого плана, касающиеся исследуемой территории или имеющие методическое значение: Н.Н. Иванов (1948), О.В. Дроздов (1963), Б.П. Алисов (1969), С.В, Калесник (1970), Ц.А. Швер (1976), К.В. Леднева и А.В. Мещерская (1977), В.И. Коровин, Ю.Я. Нагалевский (1978, 1986. 1989), Ю.Я. Нагалевский (1981), А.В. Погорелов (1999), Т.Н. Мельникова, А.М. Комлев (2003, 2008) и др.

За последующий период, включая 2008 и 2009 гг., режимная гидрометеорологическая информация по ряду гидрологических и метеорологических станций была получена из фондовых материалов Северо-Кавказского межрегионального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета.

2.2. Принцип выбора и качество исходной информации

Основной исходной гидрологической информацией, использованной в настоящих исследованиях, явились опубликованные в вышеуказанных изданиях сведения о средних годовых и частично среднемесячных расходах воды. Поскольку основной задачей исследования являлся анализ нормы и многолетней изменчивости годового стока, необходимо было выработать несколько принципов для выбора этой информации.

Прежде всего, это выбор пунктов по продолжительности наблюдений составляла не менее 10 лет. В последующем анализе в качестве дополнительной информации привлекались данные и по более коротким рядам наблюдений.

В исследованиях использована информация по 71 пункту гидрологических наблюдений. Перечень их приведен в приложении 1, а схема расположения – на рис.2.1.

Рисунок 2.1.- Схема расположения пунктов гидрологических наблюдений в бассейне р. Кубань (номера пунктов по приложению 1)

Почти половина гидрологических постов располагается на малых реках, площадь водосбора которых до 500км². Это позволяет рассмотреть различные аспекты влияния на годовой сток местных, часто азональных факторов. Достаточно развита сеть наблюдений на средних реках, режим которых обычно отражает зональные особенности формирования стока.

Материалы метеорологических наблюдений на станциях и постах достаточно обширны. Необходимая метеорологическая информация использована практически по всем действующим пунктам наблюдений.

Перечень и схема расположения метеорологических станций и постов приведены в приложении 2 и на рис.2.2. К сожалению, метеорологическими наблюдениями очень слабо охвачена горная зона, и нет ни одной станции в высокогорной зоне.

Рисунок 2.2.- Схема расположения метеорологических станций и постов в бассейне р. Кубани (номера пунктов по приложению 2)

Материалы гидрологических наблюдений являются, в основном, надежными, и погрешности оценки нормы годового стока по ним не превышали 10%.

Необходимо также отметить, что норма годового стока р. Кубани вычислена с учетом и той части вод, которая направляется сейчас по каналам в реки Калаус и Егорлык. Что касается точности метеорологической информации, то погрешность ее оценивается обычно пределами 5–10%.

2.3. Методика исследований

Первичные данные гидрометеорологических наблюдений не могут быть использованы для выявления закономерностей их пространственно-временных изменений. Это становится возможным только после обобщения исходной информации. Теоретической базой этого обобщения является закон широтной географической зональности и высотной поясности, определяющий основные закономерности формирования речного стока. Математическая статистика служит для оценки различного рода эмпирических связей.

Гидрологическая или метеорологическая информация в виде многолетнего статистического ряда позволяет получить представления об основных закономерностях многолетней изменчивости исследуемых элементов, а также об их средних значениях.

Важное значение в гидрометеорологических исследованиях имеет анализ пространственного распределения характеристик стока и климата. В пределах горной части бассейна р. Кубани наблюдается широкий спектр вертикальной поясности климата и характеристик речного стока, в равнинной части бассейна выражена их широтная зональность. Все это позволяет использовать для пространственного анализа картографический метод. При картографировании характеристик годового стока использованы преимущественно сведения по средним рекам. Значения характеристик по равнинным рекам отнесены к центрам тяжести водосборных бассейнов, а по горным рекам – к средней высоте их водосборов.

Исследование закономерностей формирования годового стока и выявление его основных факторов выполнено путем построения эмпирических графиков связи, надежность которых оценивалась корреляционным анализом.

Выводы:

Анализ гидрометеорологической изученности территории показал:

1. Территория бассейна р. Кубани в гидрометеорологическом отношении изучена еще не достаточно. Сеть гидрологических постов и метеорологических пунктов распределена неравномерно. Слабо освещена наблюдениями равнинная часть территории. Сеть гидрологических постов здесь редка, а режим рек серьезно нарушен. Поэтому специальной проблемой является оценка степени влияния антропогенных факторов на речной сток и прогноз его дальнейших изменений;

2. В пределах горной территории слабо изучены верховья полноводных рек высокогорной зоны, в формировании стока которых важную роль играют ледники и многолетние снега;

3. При достаточно большом развитии сети метеорологических станций и постов, к сожалению, очень слабо освещены метеорологическими наблюдениями средние высоты гор (1000-2000 м) и совсем нет наблюдений в высокогорной зоне;

4. Необходимо расширение исследований стока рек в границах бассейна р. Кубани с целью дальнейшего уточнения ресурсов поверхностных вод, а также методов расчета и прогноза различных характеристик речного стока.

ГЛАВА 3. ТИПЫ РАЙОНИРОВАНИЯ БАССЕЙНА РЕКИ КУБАНИ

3.1. Комплексное географо-гидрологическое

районирование бассейна р. Кубани

Районирование необходимо для всесторонней оценки водных ресурсов и их рационального использования. Вопросами районирования стока занимались ученые: В. А. Троицкий (1948), П. С. Кузин (1960), В.Д. Быков (1963), А.С. Шкляев (1964) и др.

В основу комплексного географо-гидрологического районирования положена сущность географо-гидрологического метода В.Г. Глушкова (1933). В связи с этим были использованы следующие закономерности:

1) типизация речных бассейнов р. Кубани по гипсографическим данным;

2) связь средних многолетних осадков с высотой местности;

3) зависимость модуля нормы годового стока от соответствующих годовых осадков;

4) связь глубины эрозионного вреза со средневзвешенной высотой водосбора [4].

В связи с этим было выделено 3 района и 3 подрайона (табл. 3.1., рис. 3.1.).

1) реки равнинных возвышенностей (бассейны притоков р. Кубани от р. Пшиш до устья и нижнее течение рр. Лабы, Фарса, Чамлыка и Синюхи);

2) реки низкогорно-среднегорной области (бассейны рр. Белой, Лабы, Урупа, Большого и Малого Зеленчуков без верховья, среднее течение р. Кубани);

2а) реки низкогорной области (среднее и нижнее течение рр. Белой и Урупа, среднее течение рр. Лабы, Фарса, Чамлыка и Синюхи);

2б) реки среднегорной области (верхнее течение рр. Лабы и Урупа, среднее и нижнее течение рр. Большого и Малого Зеленчуков);

2в) реки среднегорной области (верховье рр. Белой, Большой и Малой Лабы);

3) реки высокогорной области (бассейны притоков верхнего течения р. Кубани).

Каждый район и подрайон имеет свои особенности: высоты водосборов (Нср, м), средние многолетние годовые осадки (Х, мм), глубину эрозионного вреза долин (hв, м), модуль нормы годового стока (q, л/с кв. км), почвы, растительность, тип водного режима.

Рисунок 3.1. - Комплексное географо-гидрологическое районирование бассейна р. Кубани

Таблица 3.1.-Комплексное географо-гидрологическое районирование бассейна реки Кубани

Районы и подрайоны	Средняя высота водосборов Нср1, м	Средние многолет-ние годовые осадки Х, мм	Глубина эрозион-ного вре-за долин Нв, м	Модуль нормы годового стока М1, л/(с∙кмІ)	Характерные	Тип водного режима
					почвы			растительность
1. Реки равнинных возвышенностей (бассейны притоков р. Кубани от р. Пшиш до устья и нижнее течение рр. Лабы, Фарса, Чамлыка и Синюхи);

Код для цитирования: Скопировать