Весеннее половодье

Высокие весенние половодья типичны для рек Пермского края. Они приводят к затоплению обширных территорий, что нарушает нормальную работу многих отраслей экономики. Исключительно высокие весенние половодья на реках всего бассейна Камы наблюдались в 1914 и 1979 г., на реках Северного Урала - в 1952 и 2004 г.

Наводнение 9 мая 1979 г. в районе ж/д станции Чикали (Кишертский район)

Характер весеннего половодья, величина максимальных расходов и уровней воды определяется следующими основными факторами:

• Накопленный запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния;
• Интенсивность снеготаяния;
• Осенние влагозапасы и глубина промерзания почвы;
• Осадки на спаде половодья.

В зависимости от разного сочетания этих факторов, и прежде всего от погодных условий периода снеготаяния, половодье может иметь один или несколько пиков. В случае возвратов холодов в период снеготаяния, формируется обычно невысокое, растянутое половодье, имеющее несколько пиков. При отсутствии возвратных холодов и высокой температуре воздуха в период снеготаяния, наблюдаются высокие однопиковые половодья. Многопиковые половодья типичны для горных рек северо-востока Пермского края, что связано с разновременным таянием снега на разных высотах, и частыми возвратами холодов. На реках южных районов края иногда наблюдается две волны половодья, связанные с различиями в интенсивности снеготаяния в лесной и безлесной частях водосбора.

Высокие пики половодья формируются при сочетании нескольких факторов. Например, исключительно высокое половодье 1979 г. было вызвано следующим сочетанием факторов:
 

• Значительные накопленные  снегозапасы (в среднем по водосбору Камы на 30-50% больше нормы, на водосборе Сылвы на 70% больше нормы);
• Продолжительный период холодной погоды в апреле (средняя температура воздуха в апреле ниже нормы на 5-6°) и высокая интенсивность снеготаяния в конце апреля – начале мая, при повышении температуры воздуха в дневные часы до +18…+24°;
• Большая глубина промерзания почвы в результате сильных морозов в декабре 1978 г. (минимальная температура в декабре 1978 г. –47…–54°). Средняя глубина промерзания почвы составляла 80-150 см;
• Запасы влаги в почве, превышающие норму вследствие избытка осадков осенью 1978 г. 

Сроки начала половодья и его продолжительность зависят, главным образом, от процессов весеннего снеготаяния и от времени добегания талых вод до русел рек. Поэтому более продолжительные половодья характерны для равнинных рек лесной зоны. Для рек лесостепной зоны характерно сравнительно высокое, но менее продолжительное половодье. На крупных реках, особенно с разным временем снеготаяния на их притоках, половодье растягивается на более длительное время. В горных районах продолжительность половодья обусловливается разновременным таянием снегов на разных высотах. В силу воздействия указанных факторов половодье может длиться от двух-трех недель до двух месяцев и более.

Сроки начала половодья определяются зональными и высотными различиями климатических условий. На юге Пермского края средние сроки начала половодья – около 10 апреля. В бассейнах рек Сылва и Обва средний срок начала половодья – середина второй декады апреля, а на равнинных реках севера - конец второй декады апреля. В горах северо-востока половодье начинается в среднем лишь в конце апреля. Отклонения от средних сроков могут достигать двух недель. Наиболее раннее начало половодья наблюдалось в 1975, 1995 гг., в южных районах края также в 2009 г. 

Максимальный расход воды весеннего половодья превышает среднегодовой расход в 10-20 раз. Средняя величина максимального притока в Камское вдхр. составляет 9970 м³/с. В мае 1979 г. максимальный приток в Камское вдхр. достигал 19000 м³/с, а сброс в нижний бьеф Камской ГЭС – 10500 м³/с. Однако, и при этой величине сброса наблюдались значительные подтопления на территории г. Перми, г. Краснокамска, с. Усть-Качка.

Характерная величина подъема уровней при половодье на средних реках составляет 2-4 м, в отдельные годы достигает 4-6 м. На малых реках с площадью водосбора до 1000 км² весенние подъемы часто не превышает 1 м, но при благоприятных условиях достигают 3-4 м.

Средние, максимальные и минимальные уровни весеннего половодья на некоторых гидропостах Пермского края

 

Река	Пост	Многолетние  характеристики
		высший	средний	низший
Кама	Гайны	622 (18.05.1981 г.)	432	230
	Бондюг	725 (25.05.1914 г.)	519	307
Весляна	Усть-Чёрная	668 (10.05.1979)	484	202
Коса	Коса	734 (09.05.1979)	587	295
Лолог	Сергеевский	494 (07.05.1979)	416	288
Вишера	Вая	647 (05.06.1972)	513	413
	Митракова	773 (31.05.1952),	606	374
	Рябинино	788 (31.05.1952)	621	399
Колва	Петрецова	553	383	252
	Чердынь	678 (31.05.1952)	543	337
Яйва	База	664	519	430
	Усть-Игум	705 (17.05.2004)	491	374
Иньва	Кудымкар	612 (02.05.1979)	510	343
Велва	Ошиб	560	490	340
Обва	Карагай	584 (08.04.1947)	412	231
Чусовая	Лямино	670 (10.05.1979)	540	376
Усьва	Усьва	309 (18.05.1965)	217	114
Сылва	Подкаменное	1047 (09.05.1979)	756	449

 

На реках бассейнов Чусовой, Сылвы, Обвы, Иньвы, Тулвы наиболее высокими были половодья 1979, 1987 и 1998 гг. В первое десятилетие XXI века повторяемость высоких половодий снизилась. Опасные или близкие к ОЯ уровни воды наблюдалось 16-18 мая 2004 г. на реках Колва (пост Чердынь), Вишера (посты Митракова, Рябинино), Яйва (пост Усть-Игум). На р. Яйва (пост Усть-Игум) половодье 2004 г. стало самым высоким за 45 лет наблюдений, и было близко к 0,1% обеспеченности.

Формированию исключительно высокого однопикового половодья на реках Северного Урала в 2004 г. предшествовали низкие температуры воздуха в апреле (на 5° ниже нормы), в результате чего снегонакопление в бассейнах Вишеры, Колвы, Яйвы продолжалось до начала мая. Снеготаяние в начале второй декады мая 2004 г. имело высокую интенсивность на фоне повышения среднесуточной температуры до 15-18°. Непосредственно перед формированием пика половодья прошли интенсивные осадки. Частичному подтоплению подверглись 10 населенных пунктов, в том числе 3 города (г. Чусовой, г. Александровск, г. Красновишерск), 168 домов было подтоплено в пос. Яйва в нижнем бьефе Яйвинского водохранилища

Значительные затопления в поймах крупных рек на территории Уральского Прикамья наблюдались также в 2001-2003, 2009 и 2013 гг.  Максимальной повторяемостью затопления пойм (5-6 случаев за 13 лет) характеризуются нижнее течение рек Вишеры (ниже г. Красновишерска), Косы (ниже устья р. Лолог), Камы (от устья р. Весляна до устья р. Вишера).  Несколько меньше повторяемость затопления пойм рек Весляна и Черная. Регулярному частичному затоплению подвергаются населенные пункты Кебраты, Усть-Коса, Усть-Черная, расположенные в поймах рек.

Три раза за последние 13 лет (в 2001, 2002, 2013 гг.) затапливалась пойма р. Иньва, и расположенная на ней частная застройка г. Кудымкар.

На реках южной части Пермского края повторяемость высоких половодий, сопровождающихся затоплением поймы,  в последние годы была ниже, чем на севере (высокие половодья наблюдались в 2001, 2002, местами в 2007 и 2010 гг.). Однако возможный ущерб от них больше, поскольку плотность населения здесь значительно выше, чем на севере.
 

Карта повторяемости затопления пойм некоторых рек Уральского Прикамья в 2001 – 2013 гг. (на основе данных Terra/AquaMODIS)

 

При прохождении весеннего половодья регулярно подвергаются частичному затоплению населенные пункты, расположенные в долинах рек Сылвы, Ирени, Косы, Яйвы, Иньвы, а также в нижнем бьефе Камского водохранилища. В ряде населенных пунктов (пос. Яйва, пос. Кукуштан, пос. Усть-Черная, с. Плеханово, Ишимово, Мульково) подтопление жилых домов происходит даже при прохождении половодья 25% обеспеченности.

Населенные пункты Пермского края, подверженные риску затопления



 

Наибольший ущерб от весенних половодий возможен в районе г. Кунгура и с. Усть-Кишерть, что связано с высокой плотностью населения и значительной повторяемостью высоких половодий, с подъемом максимального уровня воды на 6-7 м. и более. За 100 лет в Кунгуре произошло 12 наводнений, с подъемом воды над меженным уровнем более 6,5 м. Наиболее мощные из них  - в 1979, 1987  и 1998 гг., когда уровень Сылвы поднимался соответственно на 7,86, 7,46 и 7,44 м. Во время наводнения 1979 г. в Кунгуре было затоплено 2350 домов. Также значительный ущерб связан с затоплением населенных пунктов (пригородов г. Чусовой) в нижнем течении р. Чусовая. Такие затопления происходили в 1979, 1987, 1998, 2001-2002, 2004 гг.
 

Зоны затопления в районе г. Кунгур (снизу), и в нижнем течении р. Чусовая (сверху) 9 мая 1987 года

 

Наводнения в районе Кунгура



Зона затопления в г. Кунгур при прохождении половодья 1% обеспеченности (в случае разрушения дамб)
 

Город Кунгур расположен в обширной карстовой депрессии меридионального простирания, образовавшейся в гипсах и ангидритах. Кунгурского яруса, в месте слияния рек Сылвы, Ирени, Шаквы и Бабки. Расход воды в  р. Сылва в  районе Кунгура на протяжении 5 км возрастает почти в 2 раза. Дно низины образовано первой надпойменной террасой высотой 5-6, реже до 8 метров, и местами узкой поймой. Во время высоких весенних половодий большая часть первой террасы может быть затоплена.

Высокие подъемы уровня в районе г. Кунгура связаны со сложным взаимным влиянием ряда факторов, среди которых выделяются гидрографические (впадение в р. Сылва на протяжении 4 км двух притоков, сопоставимых с ней по водности), гидрологические (синхронное или асинхронное прохождение половодья на этих реках) и гидравлические.

В настоящее время город от затопления защищают дамбы общей протяженностью 28 км. Высота гребня дамб выведена на 120 м. БС, что соответствует уровню воды на пике половодья 1% обеспеченности. В зоне возможного затопления в г. Кунгур (с учетом дамб) находится 10 домов. В случае размыва дамб в зоне затопления могут оказаться более 1000 домов.

Сроки прохождения весеннего половодья в районе Кунгура определяются особенностями погодных условий весеннего периода. В случае ранней весны начало половодья возможно уже в конце марта, в случае поздней весны половодье начинается только во второй половине апреля. Самые ранние пики половодья наблюдались 03.04.1961 г. и 04.04.2009 г., самый поздний пик – 21 мая 1940 г. Спад уровня после пика половодья происходит значительно медленнее, чем подъем, и обычно растягивается на 1-1,5 месяца.

Высокие половодья в районе Кунгура всегда имеют один пик. Двух- и трехпиковые половодья значительно ниже. Формирование нескольких пиков половодья связано с похолоданиями в период снеготаяния. Угрозу наводнения в г. Кунгуре создают только однопиковые половодья с максимальными уровнями в конце апреля или начале мая.

Наводнения 1979 и 1987 г. в Кунгуре были обусловлены сложением трех факторов: запасы воды в снежном покрове значительно превышали норму, наблюдалась высокая интенсивность снеготаяния при максимальной температуре воздуха +20…+26°, влажность почвы и глубина промерзания значительно больше нормы (в 1978 г. глубина промерзания почвы достигала полутора метров). Весной 1998 г. в сходных условиях также наблюдалось очень высокое половодье. Большинству случаев наводнений в г. Кунгуре предшествовал избыток осадков, и высокие дождевые паводки в осенний период, а также холодная зима. Средняя температура в декабре 1978 г. была ниже нормы на 8-10°, в декабре 1986 г – на 6-7°, в декабре 1997 г. – на 2-3°, в феврале 1998 г. – на 3-4°.

Поздние и высокие половодья обычно связаны с задержкой весеннего снеготаяния, затяжными холодами в апреле. Холодная погода в апреле, сменяющаяся резким потеплением, обусловливает высокую интенсивность снеготаяния. Благоприятствуют сильным наводнениям продолжительные холода в первые две декады апреля, с резким повышением температуры в конце месяца. По данным МС Пермь, средняя температура воздуха в апреле 1979 г. была ниже нормы на 5,8°, в апреле 1987 г. – на 2,9°, в апреле 1998 г. – на 5,9°. В таких условиях в первой половине апреля продолжалось снегонакопление. В последние 15 лет, на фоне некоторого повышения средних апрельских температур, наблюдается  снижение максимумов весеннего половодья.

Максимальные уровни весеннего половодья на р. Сылва ниже Кунгура (пост Подкаменное)



 

Периодичность изменения высоты весенних половодий обусловлена 30-40-летними климатическими циклами. В период с 1885 по 1926 г. наблюдались половодья с высотой подъема воды до 7,5 м. С 1926 г. по 1957 г., на фоне регионального потепления климата, не зафиксировано ни одного наводнения. Периоды высоких половодий в районе Кунгура коррелируют с низкими температурами апреля. Временные похолодания регионального климата увеличивают продолжительность периода снегонакопления, способствуют позднему бурному снеготаяния, а также увеличению глубины промерзания почвы. Аналогичные закономерности характерны для большинства средних и крупных равнинных рек Пермского края.