Лаборатория общей геокриологии (ЛОГ): Гранты и конференции

Хантайское водохранилище — одно из двух крупных полярных водохранилищ в нашей стране (наряду с Вилюйским в Якутии), оно расположено на севере Красноярского края, в зоне многолетней мерзлоты. Сама река Хантайка впадает в Енисей примерно в 70 километрах ниже по течению от города Игарка.

Никита Тананаев, ведущий научный сотрудник Института мерзлотоведения имени П. И. Мельникова СО РАН в Якутске, рассказывает GEO, что водохранилище сейчас постепенно разрушает собственные берега. Из-за этого увеличивается его объем и площадь акватории — меняется структура водного баланса, и «хотя изменения эти незначительны, теоретически это может повлиять на режим работы самого гидроузла».

Тананаев и его коллеги в ходе экспедиции в район водохранилища в сентябре 2015 года собирали данные о состоянии берегов его залива на юге, чтобы оценить скорость их разрушения в последние два года. Сам этот залив когда-то тоже был озером, но примерно в середине 1980-х годов его «поглотило» водохранилище.

«Если бы берега просто разрушались, это, может быть, и не приводило бы к катастрофическим [последствиям], но по берегам много озер… Из водохранилища в норме вытекает только одна река — та, на которой стоит гидроузел. Если вдруг в процессе разрушения берегов и присоединения озер окажется, что из водохранилища начинают вытекать еще другие реки, то последствия этого предсказать сложно», — сказал Тананаев.

Само по себе разрушение берегов водохранилищ (так называемая переработка) — обычное дело: первые несколько лет после заполнения чаши водохранилища этот процесс происходит очень интенсивно, а затем замедляется. Кроме того, от «нормальной» волновой эрозии берега можно защищать, например, с помощью волнорезов.

В случае с Хантайским водохранилищем, построенным на многолетней мерзлоте, помимо процессов, характерных для средней полосы России, действуют и мерзлотные процессы. Кроме того, «защититься от теплового воздействия воды, в отличие от волновой эрозии, теоретически можно, но сложно» и дорого, отмечает Тананаев.

«Поскольку вокруг водохранилища за полярным кругом никто не живет, то, в принципе, процесс разрушения берегов в очень удаленных местах от населенных пунктов не интересен: раз никому этот процесс не угрожает, раз он не опасный, то и пусть он происходит. Но вот здесь не очень понятно, насколько этот процесс опасен с точки зрения возможности переброски стока. То, что такая возможность теоретически даже есть, — это уже само по себе интересно», — рассказывает Тананаев.

Ученые собрали спутниковые снимки района, от самых свежих до снимков с американских спутников 1960-х годов — по ним видно, что примерно с 1980-х годов водохранилище начинает «прирастать» небольшими озерами. Перемычки суши между ними и заливом на юге разрушаются, и если эта тенденция сохранится, то рано или поздно на пути искусственного водоема окажется озеро Щучье. Из него вытекает река Желтая, которая впадает в реку Сухариху. Та, в свою очередь, впадает в Енисей — более чем на 100 километров выше по течению, чем Хантайка.

Скорее всего, «поглощение» мелких озер идет во все стороны, а не только на юге Хантайского водохранилища, но это направление интересует ученых именно потому, что там оно «движется» в сторону Енисея. По оценкам исследователей, Хантайское водохранилище от реки отделяет еще примерно полтора километра «пути» — пока не ясно, как быстро оно сможет преодолеть это расстояние.

По словам Тананаева, как выглядят сейчас мерзлотные условия в том районе, неизвестно. Их не изучали с 1980-х годов — а тогда сотрудники мерзлотной станции занимались ими именно по причине наблюдаемых «слияний и поглощений».

«Тогда вывод, который сделали наши коллеги — что это не так опасно, что процесс затухнет сам собой, естественным путем. Мне почему-то кажется, что это не так», — сказал ученый.

Он поясняет, что, судя по тем данным, которые группа получила в экспедиции, очень часто за быстрое разрушение берегов ответственны оползни и сплывы, вероятность которых определяется геологическим строением берега.

«Мы видели, что на западном берегу, который разрушается быстрее, чем восточный, мы практически везде в береговых откосах встречаем горизонты очень сильно насыщенных влагой, очень пластичных суглинков… Вполне возможно, до середины 80-х годов, когда, по данным метеостанции Игарки, началось изменение мерзлотных условий, сезонное протаивание [мерзлоты] не достигало этих суглинков, и сами склоны, и берега были более устойчивы», — отмечает ученый.

Сейчас же сезонноталый слой захватывает эти суглинки, они резко перенасыщаются влагой, и по ним, «как по маслу — в прямом смысле слова, потому что консистенция схожая — берега едут, едут и едут вниз». Тананаев подчеркивает, что пока это лишь гипотеза, которую еще предстоит доказывать.

Ученые планируют продолжить исследования и, в частности, с помощью анализа данных дистанционного зондирования и сопоставления их с собственными полевыми измерениями понять, с какой скоростью берега разрушались на разных этапах «жизни» водохранилища.

«Если выяснится, что всё это происходит, но происходит медленно, вяло и неинтересно, то мы можем прийти к тому же выводу, что и наши предшественники… Если окажется, что, напротив, процессы очень быстрые, опасность реально существующая, то тогда есть смысл везти туда буровую технику, ставить скважины и повторять фактически то, что делали в 80-х годах», — сказал Тананаев.

Похожие береговые процессы идут и на Вилюйском водохранилище — в августе-сентябре 2011 года там побывали ученые Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета и Вилюйской научно-исследовательской мерзлотной станции Института мерзлотоведения имени Мельникова.

В статье в «Приволжском научном журнале» от 2012 года они заключают, что при незначительной протяженности размываемых берегов в 13 процентов длины береговой линии «берегопереформирование на Вилюйском водохранилище не приводит к практически значимому изменению со временем площади его водного зеркала».

Тананаев отмечает, что нужно также понять, «что же все-таки будет, если неблагоприятный сценарий воплотится в жизнь, и произойдет перехват [Хантайского] водохранилища». Термин «перехват» обычно применяется для речных систем, когда одна река удлиняет себя со стороны истока до тех пор, пока не пересечет водораздел и не станет отвлекать воду из другой. Такие перехваты есть на европейском севере России в Магаданской области и, например, в Южной Америке.

«Но для водохранилища, если это произойдет, это, наверное, будет первый случай», — заключает Тананаев.

 Источник информации: http://www.geo.ru/ekologiya/idet-bolshaya-voda

 Лаборатория общей геокриологии (ЛОГ): Гранты и конференции