Особенности формирования прохождения весеннего половодья в Пермском крае в 2014 г.

Особенности снегонакопления в холодный период 2013-2014 г. и снеготаяния в весенний период 2014 г.

 
Условия формирования снежного покрова в холодный период 2013-2014 гг. имели ряд особенностей:

- более позднее установление снежного покрова в сравнении с нормой;

- избыток осадков в зимний период снегонакопления, особенно в декабре, в связи с чем, в 2014 году сформировался несколько больший по сравнению с нормой снегозапас.

Данные о фактических осадках и нормах по метеостанциям представлены в табл. 1.

Снегонакопление началось с середины октября по горной части водосбора, что близко к средним многолетним срокам. В период  с 13 октября по 18 ноября происходило неоднократное установление и сход снежного покрова. На равнинной части территории устойчивый снежный покров сформировался в конце второй декады ноября, что позже средних многолетних сроков.

В качестве периода неустойчивого снегонакопления принят период  до 30 ноября, поскольку до конца месяца регулярно наблюдались оттепели. В сравнении с 2012 годом устойчивый снежный покров сформировался позже на 5-10 дней. Кроме того, в 2013 году снегозапасы на конец периода неустойчивого снегонакопления были значительно больше в северной части водосбора, где наблюдаются максимальные значения, а в юго-восточной части - снегозапасы несколько меньше, чем в предыдущем году (рис. 1).

С 1 декабря начался период устойчивого снегонакопления, который продолжался до 8 марта. Запас воды,  сформированный в снежном покрове на 8 марта, был принят в качестве максимального (рис. 2). С 9 по 19 марта включительно и с 23 по 28 марта среднесуточная температура в западной, центральной и юго-западной частях водосбора Воткинского водохранилища была выше 0⁰С (в пределах всего водосбора она колебалась от -5 до +6⁰С) и на безлесных участках начался процесс снеготаяния. Водоотдача снежного покрова в период с 9 по 19 марта была равна нулю, а с 22 по 28 марта колебалась в пределах от 0 до 30 мм. На остальной части исследуемой территории продолжалось снегонакопление.

Рис. 1. Сравнение запасов воды в снежном покрове за период неустойчивого снегонакопления в 2012 (25.11.2012) и в 2013 (30.11.2013) г.

Как правило, активное снеготаяние и водоотдача снежного покрова начинается с переходом среднесуточной температуры воздуха через 0°. .Дневные «радиационные» оттепели при сохранении отрицательной среднесуточной температуры, характерные для начала весеннего периода, не сопровождаются существенным стаиванием снега. Средние сроки начала активного таяния снега на Среднем Урале и в Предуралье – последние дни марта и начало апреля.

Особенностями 2014 года было раннее начало процесса снеготаяния по южным и западным районам края, а также то, что этот процесс был довольно затяжным. С 9 марта наблюдался переход среднесуточной температуры воздуха через ноль в течение нескольких дней подряд (что на 2-3 недели раньше, чем обычно). Водоотдача снежного покрова началась только во второй декаде марта в основном по югу и незначительно по западу территории водосбора. В середине третьей декады марта интенсивность водоотдачи повышалась до 20-25 мм в сутки. Снегозапас существенно сократился на безлесных участках по югу и западу территории водосбора. Но одновременно по горным районам снегонакопление продолжалось. В целом снегозапас на начало апреля в 2014 году был больше, чем в 2013, но характеризовался существенной неравномерностью (рис. 2).

В течении апреля и первой половины мая наблюдалось несколько пиков интенсивности снеготаяния на различных участках водосбора Воткинского водохранилища и ими были обусловлены резкие подъемы воды в реках, которые в отдельных случаях достигали неблагоприятных отметок.

Наиболее активно процесс таяния снежного покрова начался во второй декаде апреля в западной, южной и центральной частях водосбора. Наибольшая интенсивность снеготаяния наблюдалась на северо-западе и юго-западе исследуемой территории, а начиная со второй половины декады (с 15 апреля) на  юге. Первый пик интенсивности снеготаяния наблюдался 17 апреля на безлесных и болотистых участках, водоотдача при этом достигала 30-35 мм в сутки. В этот период начался сход снежного покрова с безлесных территорий, где снегозапас был минимальным (долина реки Тулвы и Кунгурская лесостепь). Также в это время начались резкие подъемы уровня воды в реках Обва, Тулва, Быстрый Танып и других (в основном малых) реках юга Пермского края.

Рис. 3.2. Сравнение запасов воды в снежном покрове за 1 апреля 2013 и 2014 годов
 

Второй пик наблюдался 20 апреля в основном на лесных участках, значение водоотдачи снежного покрова достигало 25-30 мм в сутки. При этом полностью освободились от снега безлесные территории по югу Пермского края.

23 апреля по югу территории водосбора и на западе центральной зоны наблюдался третий максимум интенсивности снеготаяния, при котором на юге поступление талых вод достигало значений 30 мм в сутки, на западе центральной зоны – 20 мм в сутки. В первой половине третьей декады апреля сложились максимальные уровни первой волны половодья нареках Иньве, Обве и малых реках юга Пермского края.
С 24 апреля интенсивность снеготаяния резко падает, достигая практически нулевых значений с 25 по 27 апреля, когда среднесуточная температура воздуха была отрицательной.

30 апреля был зафиксирован очередной пик водоотдачи, когда процесс снеготаяния активно начинается на горных территориях и продолжается на восточной предгорной половине исследуемого водосбора. Поступление талых вод на водосбор при этом принимало значения до 30 мм в сутки.

В целом на начало мая 2014 года, по сравнению с прошлым годом, в восточной горной части водосбора наблюдаютсябольшие значения снегозапасов. На равнинной территории в северо-западной части в 2013 году запас воды в снежном покрове был несколько больше, а в южной части меньше, чем в 2014 году (рис. 3).

Рис. 3.3. Сравнение запасов воды в снежном покрове за 1 мая 2013 и 2014 годов
 

3.2. Анализ развития половодья в весенний период по данным дистанционного зондирования Земли среднего разрешения в 2014 г.

Космический мониторинг прохождения весеннего половодья и ледовых явлений на реках в 2014 году проводился в период с 15 апреля по 20 мая. Временные рамки были обусловлены в первую очередь началом интенсивного таяния снежного покрова на исследуемой территории, который сопровождается процессом поступления большого количества талых вод на водосбор, а также окончанием этих процессов и прохождением пиков половодья на всей территории водосбора.

В качестве исходных данных использовались космические снимки со спутников Landsat7/8 (пространственное разрешение 15 м – панхроматические снимки, 30 м – мультиспектральные).

Существенное влияние на возможность использования космических снимков оказывает облачность. С учетом этого были получены безоблачные снимки на паводкоопасные территории водосбора за 10 дней.

По данным Пермского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Пермский ЦГМС), половодье на реках Пермского края началось в середине второй – начале третьей декад апреля. В реках центральной части и юга края половодье началось на 4-9 дней позднее обычного, в реках севера на 3-5 дней раньше.

Вскрытие большинства рек края (за исключением верхнего течения реки Вишеры) осуществилось в середине второй – начале третьей декад апреля, что в большинстве рек края близко к средним срокам, в реках бассейна Вишеры на 4-6 дней раньше. В реках бассейна В. Камы, Вишеры, в северной и приплотинной частях Камского водохранилища отмечался ледоход. В центральной части Камского и приплотинной части Воткинского водохранилищ продолжалось разрушение ледяного покрова. Факт вскрытия рек подтверждается космическими снимками за 17 и 19 апреля (Рис. 4-6. На них видно, что река Кама южнее г. Добрянка (Рис. 5) свободна ото льда (за исключением водохранилищ, где наблюдалось начало ледохода), это связано со сбросом теплых вод, расположенной там, Пермской ГРЭС.

Рис. 3.4. Р. Сылва ниже по течению от с. Усть-Кишерть свободна ото льда (17.04.2014)

 
Не наблюдается льда на реках юга края: Тулва (Рис. 6), Быстрый Танып, на р. Сылва (Рис. 7) (в среднем и нижнем течении), р. Ирень,р. Чусовая, р. Усьва (в среднем течении).

Рис. 3.5. Р. Кама ниже по течению от г. Добрянка свободна ото льда (17.04.2014)

 
Также в эти дни отмечалось наличие заторов льда на отдельных участках рек. Так, 20 апреля на Камском водохранилище в районе гидрологического поста Верхнечусовские Городки и 24 апреля на реке Каме у гидрологического поста Бондюг образовались заторы льда, при этом отмечались резкие суточные подъемы уровней воды на 0,9 и 2,1 м соответственно. На космическом снимке (Рис. 8) за 17 апреля наблюдается сход ледового покрова и формирование заторов льда на участках р. Чусовая у пос. Лямино и у пос. Верхнечусовские Городки. На район гидропоста Бондюг не было получено безоблачных снимков.

С 25 по 30 апреля на фоне низких температур воздуха и прекращения снеготаяния, в реках края отмечалось замедление интенсивности подъемов уровней воды, которое к концу недели сменилось спадом.
 

Рис. 6. Р. Тулва свободна от ледового покрова (17.04.2014)

Рис. 7. Р. Сылва свободна от ледового покрова (17.04.2014)



Рис. 8. Формирование затора льда на р. Чусовая (17.04.2014)

 

По данным Пермского ЦГМС за период с 30 апреля по 6 маяв первой половине недели в большинстве рек края наблюдалось повышение уровней воды. В отдельных реках суточная интенсивность подъемов достигала 0,5-0,9 м. В реках бассейнов Иньвы, Обвы и малых реках юга края сформировались максимальные уровни половодья. На отдельных участках рек Лолога, Велвы, Обвы уровни воды достигли отметки, при которой возможен выход воды на пойму. Реки центральной и северной частей края (за исключением верхнего течения рек горно-восточных районов) вскрылись ото льда. На снимке (рис. 9) за 2 мая видно, что р. Вишера в районе г. Красновишерск освободилась ото льда полностью. Во второй половине недели на фоне низких температур воздуха и прекращения снеготаяния, в реках края отмечалось замедление интенсивности подъемов уровней воды, которое к концу недели сменилось спадом. В центральной части Камского и приплотинной части Воткинского водохранилищ продолжалось разрушение ледяного покрова. На снимке (рис. 10) за 2 мая льда на Воткинском водохранилище не наблюдается, а акватория Камского водохранилища была закрыта облачностью.
 

Рис. 9. Р. Вишера, район г. Красновишерска (02.05.2014)

Также на снимках, полученных в период с 1 по 5 мая, наблюдался выход воды на пойму участков рек Коса у с. Усть-Коса (рис. 11)и с. Усть-Онолва, Чермоз у с. Каргино, Чусовая и Усьва в районе г. Чусовой и Сылва в районе с. Молебка и пос. Шамары.

Неделя с 7 по 13 маяхарактеризовалась сложным и неоднозначным развитием половодья на реках Пермского края.По данным Пермского ЦГМС, в первой половине недели в большинстве рек края (за исключением Камы) наблюдалось понижение уровней воды. В реках бассейна верхней Камы  сформировались пики, реках правобережья и юга края вторые пики половодья. В отдельных реках вторые пики половодья превысили первые.  Во второй половине недели, высокий фон температуры воздуха и прошедшие дожди, способствовали возобновлению снеготаяния и новой волне половодья в большинстве рек края. Суточная интенсивность подъемов достигала 0,5-1,1 м. Общий подъем уровней воды с новой волной половодья составил 0,8-3,3 м. В реках горно-восточных районов половодье развивалось крайне сложно. Резкие подъемы сменялись такими же резкими спадами и наоборот. Сильные дожди, прошедшие по горным районам в начале недели, способствовали интенсивному снеготаянию и стремительному повышению уровней воды в реках горно-восточных районов. Суточная интенсивность подъемов при этом достигала 0,8-1,4 м. Ближе к концу недели подъемы уровней воды сменились интенсивным спадом, чему способствовали низкие ночные температуры воздуха.

Рис. 10. Акватория Воткинского водохранилища (02.05.2014)


Рис. 1. Устье р. Коса (02.05.2014)

Местами отметки уровней воды уже превысили пики, сложившиеся с первой волной половодья. На отдельных участках уровни воды достигли отметок, при которых возможен выход воды на пойму. В реках Косе, Иньве, Яйве, Чусовой уровни воды достигали отметок, при которых возможно возникновение неблагоприятной гидрологической ситуации (подтопление жилых и производственных объектов, участков автодорог, расположенных в пониженных местах) для населенных пунктов п.Усть-Коса Косинского района, городов Кудымкар, Александровск, Чусовой и их окрестностей, п.Яйва Александровского района.

Камское и Воткинское водохранилища полностью очистились ото льда.

На снимках, полученных 10 и 12 мая, отмечается значительное затопление поймы реки Усьва и незначительный выход воды на пойму р. Чусовая в районе г. Чусовой, что касается г. Кудымкар, то по данным ДЗЗ наблюдается спад уровня воды в р. Иньва по сравнению с предыдущим снимком, полученным 1 мая. Также в этот период заметен спад уровня воды в устье р. Коса, где располагается с. Усть-Коса (рис. 12). Отмечено значительное затопление поймы р. Велва (рис. 13). На р. Усьва на отдельных заметны выходы воды на пойму в районах пос. Мыс и с. Бобровка.

Рис. 12. Устье р. Коса (10.05.2014)

 

Наблюдается начало пика половодья на северо-востоке Пермского края в бассейне р. Вишера, где отмечены значительные разливы р. Язьва вблизи пос. Усть-Язьва и Нижняя Язьва.

По данным Пермского ЦГМС в период с 14 по 20 мая интенсивное снеготаяние в горных районах края, вызвало интенсивное повышение уровней воды в реках горно-восточных районов. Суточная интенсивность подъемов в реках в этот период достигала 0,5-0,7 м, на отдельных участках реки Вишеры 1,1-1,3 м. В реках бассейна Вишеры, Яйве, Косьве, Усьве, Каме сложились пики весеннего половодья. Величина максимальных уровней воды весеннего половодья в реках бассейна Вишеры на 0,8-1,1 м, в нижнем течении реки Яйвы и Усьве на 0,3-0,6 м. превысила среднее многолетнее значение. В реке Каме максимальные уровни весеннего половодья близки к средней величине. На фоне формирования максимальных уровней воды и резких подъемов, местами в реках отмечался выход воды на пойму. В реках Вишере, Колве, Язьве, Яйве, на Воткинском водохранилище уровни воды достигали отметок, при которых возможно возникновение неблагоприятной гидрологической ситуации (подтопление жилых и производственных объектов, участков автодорог и др., расположенных в пониженных местах) для г. Красновишерска, п. Петрецово Чердынского района, п. Усть-Язьва Красновишерского района, п. Яйва Александровского района и г. Александровска, городов Пермь и Краснокамск соответственно.

Рис. 13. Значительный выход воды на пойму р. Велва (10.05.2014)

 

17 мая кратковременно уровень воды в реке Вишере у гидрологического поста д. Митракова повышался до отметки (720 см над нулем поста), при которой наблюдается опасное гидрологическое явление, частичное подтопление территории г. Красновишерска. По сведениям МЧС России по Пермскому краю значительных подтоплений не наблюдалось.

17 и 18 мая были получены космические снимки на северо-восточную часть территории Пермского края. По данным ДЗЗ отмечается прохождение пика половодья на реках бассейна Вишеры.Так на р. Колве наблюдаются подтопления поймы в районе г. Чердынь (рис. 14) и с. Ныроб, затопления населенных пунктов не отмечено. Также значительный выход воды на пойму наблюдается в устье р. Язьва при  впадении ее в Вишеру, пос. Усть-Язьва затоплению не подвергся. На р. Вишера 17 мая отмечено незначительное подтопление поймы в г. Красновишерск (рис. 14).

В целом половодье на реках бассейна Воткинского водохранилища в 2014 году имело несколько затяжной многопиковый характер, что было связано с колебаниями температур и вследствие этого изменениями интенсивности снеготаяния в течение рассматриваемого периода. В 2014 году во время прохождения половодья уровни воды по данным Пермского ЦГМС в реках горной части бассейна были несколько выше средних многолетних, в результате этого неоднократно создавалась угроза подтопления территорий населенных пунктов. В равнинной части водосбора Воткинского водохранилища уровни воды были близки к средним многолетним.
 

 Рис. 14. Подтопления в поймах рек Вишеры, Колвы и Язьвы





Карты заснежености водосборов рек полученные по данным MODIS