Гидрография

Нa территории заповедника повсеместно распространен мощный слой многолетнемерзлых грунтов, целостность которого, возможно, нарушается лишь под руслом реки в результате теплоизолирующего воздействия воды. Наличие многолетнемерзлых грунтов ограничивает возможность просачивания выпадающих осадков в почву, что сильно затрудняет накопление и движение грунтовых вод. Поэтому талые весенние воды и воды летних жидких осадков поверхностным стоком и через притоки сбрасываются в основное русло р.Лены.

В соответствии с климатическими и гидрографическими условиями территории водосборного бассейна р.Лены распределяется и его гидрографическая сеть.

Состояние гидрографической сети бассейна р.Лены довольно подробно рассмотрено в исследовании И.А.Дорониной (1956), В.С. Антонова (1967). Эти материалы и легли в основу гидрографической характеристики.

Густота речной сети горного участка заповедника невелика – 0,15-0,20 км/км² (Доронина, 1956), в дельте Лены увеличивается до 0,203-0,26 км/км² (в первом случае за вершину дельты принято начало ответвления Булкурской протоки, во втором - о.Столб). При этом общая длина речных рукавов в дельте р.Лены составляет 6500 км (Самойлов, 1952).

Как известно, р.Лена по водоносности занимает второе место среди рек СССР и девятое среди рек мира (Якутская АССР, 1960), а в общем объеме материкового стока моря Лаптевых воды Лены занимают первое место (Антонов, 1967). Доля стока р.Лены в море Лаптевых превышает 65% от общего стока, поступающего в этот водоем. Средний годовой расход воды в ее устье около 17 тыс. м³/с. Расходы воды по гидростворам Лены, расположенным в 4,7 км выше о.Столб перед началом дельтового участка (А) и в Быковской протоке у о.Столб (Б) приведены в табл. 6.

 Таблица 6. Расход воды для двух участков р.Лены (по В.С.Антонову, 1967) в пределах заповедной территории

 Понижение объема стока в Быковской протоке происходит за счет распределения основного потока р.Лены по многочисленным рукавам. Распределение жидкого стока по основным протокам дельты рЛены (в процентах от всего стока реки) было рассчитано В.С.Антоновым (1967) по некоторым экспедиционным промерам (Антонов,1961):

 По сезонам это распределение стока по протокам составило, %:

 По мнению В.С.Антонова (1967), величина среднего объема стока заметно изменилась. В пользу этого говорит тот факт, что если по прежним подсчетам для гидроствора Кюсюр сток был равен 501 км³, а на выходе в море 511 км³, то по современным данным он составил у Кюсюра 513 км³ и на выходе в море 522км³, т.е. увеличен примерно на 2%. Это говорит о некотором увеличении увлажненности водосборного бассейна р. Лены.

Тепловой сток р.Лены, по сравнению с жидким стоком, имеет менее важное значение.

Максимального значения температура воды достигает примерно в середине июля, причем по всей реке одновременно. Исключением является только район дельты, где у мыса Быкова максимум температуры приходится на середину первой декады августа.

Падение максимальных температур на всем протяжении реки весьма незначительно и составляет 2-4°(от 20° в верховьях и среднем течении реки до 18-16° в низовьях). В районе дельты на относительно небольшом участке в летнее время ленские воды теряют значительный запас тепла (от 6-7° и более). Таким образом, от среднего течения до выхода в море воды Лены охлаждаются на 8-11°.

Среднегодовое количество тепла вод Лены на выходе в море до 1963 г. составляло 2380*10¹² ккал. В среднем устьевом участке Лена теряет 1246*10¹² ккал тепла, или 34,8% общего теплосодержания своих вод. Такие потери тепла объясняются тем, что, растекаясь по многочисленным рукавам и поперечным протокам дельты, поток приобретает здесь несравненно большую площадь поверхности, соприкасающейся с воздухом, при значительном снижении скоростей движения и, следовательно, отдает больше тепла в атмосферу. Кроме того, значительное количество тепла тратится на таяние большого объема льда весной и летом.

По наблюдениям стационарных постов и самолетных разведок установлено, что ни одна из проток дельты Лены не выносит в мере заметного количества речного льда. Он либо застревает в истоках рукавов, либо выбрасывается на берег, отмели, песчаные косы и осередки, а затем под влиянием тепла речных вод и радиации тает на месте.

Нередки случаи, когда при прорыве весной мощного затора у острова Тит-Ары масса льда забивает часть рукавов в вершине дельты и, не успевая растаять за лето, остается до следующего года. Такие «остаточные» льды наблюдались в 1958 г., когда вскрытие низовьев р. Лена происходило в виде серии мощных заторов и сопровождалось огромными подъемами воды (Антонов, 1967).

Большое количество тепла ленских вод затрачивается на оттаивание мерзлых грунтов и ископаемых льдов, слагающих берега реки и проток дельты. Оттаивание сопровождается сильным разрушением берегов с обвалами огромных масс грунта в воды реки, что увеличивает сток твердых наносов и в значительной степени способствует заносимости проток дельты и ее зарастанию.

На отдельных протоках, таких как Трофимовская, отступание берегов в результате их разрушения составляет иногда до нескольких метров в год. Разрушению берегов проток способствует также сильное волнение, вызываемое штормовыми ветрами в летнее время.

Общий сток взвешенных наносов в устье р. Лены невелик и составляет 590 кг/с, или 18,4*10⁶ т/год. Основная часть твердого стока (до 87,5%) проходит в весенне-летний период, около 11% - осенью и лишь немногим более 2% - зимой. В дельте распределение среднегодового стока взвешенных наносов примерно следующее: по Трофимовской протоке проходит до 75%, Быковской - до 15%, Туматской и Оленекской - до 10%. Твердый сток в низовьях Лены складывается из грунтовых частиц, перемещающихся с верховьев реки и из образующихся при разрушении берегов. Кроме того, значительное количество грунтового материала в воды реки и проток выпадает при таянии льда (принесенного и местного), а также при эоловом перевевании песка в летнее время. При сильных и длительных ветрах в дельтовом районе Лены огромные массы обсушенного песка переносятся с берега на водные пространства проток, оседают в и в дальнейшем перемещаются в виде твердого стока.

Вследствие этого в поверхностном слое воды собственно р. Лены мутность значительно меньше, чем в поверхностных слоях (в ряде случаев и во всей толще) проток дельты, несмотря на то, что скорости движения воды в протоках значительно меньше, чем в реке. Наибольшая мутность отмечается в Быковской и Оленекской протоках. В целом мутность вод Лены невелика и в среднем равна 25 г/м³; она сильно возрастает в период весеннего паводка.

Некоторая часть твердых частиц, содержащаяся в ленских водах, оседает в дельте, вследствие чего дельта, и в особенности ее восточная часть, растет за счет образования отмелей, песчаных кос, осередков и островов.

Как правило, глубины дельтовых проток в вершинах значительно меньше, чем на участках, расположенных ниже по течению. По сравнению с глубинами фарватера реки в ее преддельтовом районе, глубины в истоках большинства проток уменьшаются очень резко (до 20 м и более).

На протяжении ряда проток, обычно в местах с сильно расширяющимся руслом, отмечаются перекаты, иногда сильно за трудняющие судоходство. При выходе в море глубины проток дельты увеличиваются до 10-15 м, а на взморье, напротив устьев проток, на расстоянии в 15-30 км (в зависимости от ширины протоки и мощности струи) отмечаются мелководные песчаные бары с глубинами 0.5-5 м.

Наряду с твердым стоком Лена выносит в море Лаптевых около 55млн. тонн растворенных веществ.

Дельтовый участок Лены почти полностью находится в зоне интенсивного переменного подпора, вызываемого сгонна-нагонными явлениями в восточной части моря Лаптевых. Меньшее значение здесь имеют периодические приливо-отливные колебания уровня.

Как известно, колебания уровня реки зависят от обширного и весьма разностороннего комплекса природных явлений, а также всевозможных искусственных мероприятий и могут быть изучены только на основе длительных непрерывных наблюдений на всем протяжении реки. В дельте р. Лены, несмотря на столь большую площадь, имеется всего два водомерных поста, расположенных у о. Тит-Ары и в 4 км от о. Столб.

По характеру геоморфологического строения русла реки и ее долины, изменению направления течения потока, климатическим особенностям и ряду других местных физико-географических условий В. С. Антонов (1967) выделил 7 характерных участков, где проявления гидрологического режима реки до известной степени однотипны. Дельтовый район выделен в самостоятельный 7-й участок, так как он резко отличается от режима собственно реки. Здесь весной, наряду с превалирующим влиянием речного стока во все сезоны года, а в особенности летом, весьма заметно воздействие моря с его периодическими (приливо-отливными) и, главным образом, непериодическими (сгонно-нагонными) явлениями. Преддельтовая часть заповедника (от о. Тит-Ары до о.Столб) входит в шестой участок - от Кюсюра до выхода в дельту (остов Столб) - протяженностью 215 км, который характеризуется значительным спадом весенних подъемов уровня.

В дельтовом районе вскрытие реки происходит в конце мая - начале июня, причем отмечается значительный спад уровня весенних подъемов. По сравнению с другими участками здесь вскрытие запаздывает до месяца. Летом уровенный режим дельтового участка характеризуется значительной неустойчивостью вследствие влияния сгонно-нагонных явлений в море Лаптевых, создающих переменный подпор.

Взлом ледяного покрова в дельтовом районе происходит при максимальном для этого района подъеме уровня (4,5-5м в вершине дельты и до 2-2.5м на выходе в море) или после прохождения половодной волны.

Величина подъема уровня в низовьях Лены во время весеннего половодья показывает, что на устьевом участке происходит постепенное распластывание паводочной волны. Значения средних и максимальных амплитуд колебаний уровня весной в различных пунктах преддельтового и дельтового участков р. Лены приведены в табл. 7.