Озеро Ханка: подъем уровня воды, его масштабы и последствия
Алексей Махинов
«Природа» №11, 2020
 Об автореАлексей Николаевич Махинов — доктор географических наук, главный научный сотрудник лаборатории гидрологии и гидрогеологии Института водных и экологических проблем ДВО РАН Хабаровского федерального исследовательского центра ДВО РАН. Область научных интересов — экзогенные процессы формирования рельефа, оценка воздействия природных и антропогенных факторов на окружающую среду. |
Несколько лет назад в Приморском крае произошло неожиданное и непредсказуемое событие. Уровень оз. Ханка стал стремительно расти, и его воды хлынули на окрестные территории. За два года вода поднялась более чем на метр, это выше исторического максимума почти на 0,5 м. Обширные прибрежные пространства ушли под воду. В результате оказались размыты берега, затоплены дачные участки, разрушены жилые дома и дороги. Местным жителям пришлось нелегко, они были обеспокоены и напуганы, ведь раньше в этих краях такого никогда не случалось.
Озеро Ханка — крупнейший пресноводный водоем Дальнего Востока и бассейна Амура. Он расположен в 160 км от Владивостока, в наиболее пониженной части обширной Приханкайской низменности. Озеро лежит на границе с Китаем, однако большая часть его акватории находится на территории России. Площадь водной поверхности озера изменяется в зависимости от уровня воды от 3800 км2 до 5100 км2 и в среднем составляет 4070 км2. По этому показателю оно занимает шестое место в России и третье в ее азиатской части. Несмотря на большие размеры, озеро довольно мелководное — его максимальная глубина достигает всего лишь 11,6 м. Насколько она мала, легко понять, если представить себе модель озера шириной в один метр, на которой самое глубокое место составит менее 0,02 мм.
Для оз. Ханка, как и для многих крупных внутренних водоемов мира и России, характерны многолетние колебания уровня воды. Периоды высокой и низкой водности неодинаковы по продолжительности и чередуются через каждые 10–17 лет. Береговые природные комплексы обычно адаптируются к водному режиму, и поэтому ландшафтный облик прилегающей суши не испытывает кардинальных изменений. Однако на оз. Ханка в течение нескольких лет (2013–2015) дело обстояло иначе. Экстремально быстрый подъем воды негативно повлиял на прибрежные экосистемы озера и условия хозяйственной деятельности [1].
В 2015, 2018 и 2019 гг. сотрудники Института водных и экологических проблем ДВО РАН провели экспедиционные исследования российской части побережья оз. Ханка. Целью этих работ была оценка влияния кратковременного экстремального подъема уровня воды в озере на состояние его берегов. Легкая транспортная доступность позволила подробно изучить западный, наиболее возвышенный берег водоема. Подъехать к южному и восточному берегам оказалось сложнее из-за обширных плавней и неопределенности линии уреза воды. В конечном итоге мы получили новые уникальные данные об особенностях динамики береговых процессов в экстремальных гидрологических условиях, а также после их воздействия.
Затопленные постройки на восточном побережье озера
Колебания уровня воды
Важнейшая особенность водного режима озера — многолетние циклические колебания уровня, природа которых до настоящего времени остается недостаточно понятной и слабо изученной. Об этом писали многие исследователи [2–6 и др.]. Подъем воды обычно длится несколько лет, при этом уровень повышается на 1,4–1,5 м. Такие быстрые трансгрессии наблюдались в 1910–1920, 1933–1948, 1959–1976 гг., а менее выраженные — с начала 1990-х годов.
Последний значительный подъем воды (примерно на 2,2 м) произошел после 2000 г. Особенно интенсивным он был в течение 2013–2015 гг., когда за короткий период времени вода в озере поднялась на 1,2 м. Эта трансгрессия отличалась от предыдущих тем, что, во-первых, началась при уже достаточно высоком уровне воды, а во-вторых, достигла максимальной величины за весь период инструментальных наблюдений.
Сезонные колебания уровня менее амплитудны и чаще всего не превышают 0,6 м. Обычно уровень минимален зимой, а максимальных значений он достигает во второй половине лета. Динамика уровня определяется главным образом притоком воды за счет впадающих в озеро рек. Они приносят в среднем около 1,9 км3 воды в год, причем в основном — в летний период. При ветровых нагонах уровень может повыситься еще на 40–50 см.
Отмечается довольно отчетливо выраженная асинхронность высоких уровней оз. Ханка с повышенной водностью Амура. В нижнем течении этой реки выделяются периоды с серией высоких максимальных уровней воды [7], в целом совпадающие по времени с низкими уровнями в озере. Между этими явлениями, вероятно, имеется не совсем пока понятная связь.
Современный подъем уровня озера, скорее всего, начался в результате одновременного воздействия нескольких природных факторов, а также событий, периодически повторяющихся в акватории озера и в его бассейне. Основным спусковым механизмом, определившим начало трансгрессии, мы считаем изменение баланса водных масс озера. Из оз. Ханка вытекает р. Сунгача, она течет по российско-китайской границе и соединяет озеро с р. Уссури. В предшествующий период низкой водности в истоке Сунгачи накопилось большое количество донных наносов. Пропускная способность реки снизилась, сток озерной воды по ней сократился.
Кроме этого, необходимо учитывать и антропогенный фактор, повлиявший на водный баланс озера. Дело в том, что в оз. Ханка сбрасываются излишки воды из рисовых оросительных систем в бассейне р. Мулинхэ, протекающей по Приханкайской низменности на территории Китая. Свою роль также сыграло изменение гидротермического режима территории в результате снижения площади лесов в водосборном бассейне озера.
Морфологические особенности берегов
Берега оз. Ханка исключительно разнообразны по своему облику. Причина такого разнообразия кроется в геоморфологическом строении этой части Приханкайской низменности (табл. 1). На западном побережье преобладает холмисто-увалистый рельеф, обрывающийся к урезу воды древними абразионно-денудационными уступами высотой до 30 м. Они представляют собой крутые, поросшие лесом склоны с узкими бенчами у подножий. Местами возвышенные берега прерываются небольшими по протяженности участками низких равнин. Своим происхождением они обязаны дельтам впадающих в озеро рек: Тура, Комиссаровки, Мельгуновки и Новотроицкой. Поверхность этих равнин плоская и возвышается над средним уровнем воды в озере всего на 1,0–2,5 м. Здесь протягиваются абразионные берега, подвергающиеся слабому размыву. Во время сильных штормов (особенно при нагонах) на самых низких участках вдоль берегов образуются широкие песчаные пляжи, а местами — невысокие штормовые валы.
Таблица 1. Протяженность берегов различного типа озера Ханка (российская часть) и основные процессы их преобразования
Южное и восточное побережья на обширных пространствах низменные. С юга в озеро несколькими рукавами впадает р. Илистая, наносы которой образовали заболоченную низменность с многочисленными озерами. На восточном побережье большие реки отсутствуют, а прилегающая к озеру поверхность на значительной площади едва возвышается над урезом воды. Положение линии берега постоянно изменяется не только при сезонном поднятии уровня воды, но и при ветровых нагонах. Травянистые влажные луга с разбросанными повсюду участками открытой воды, называемые плавнями, довольно быстро наполняются водой при западных и северных ветрах. Это явление весьма красочно описал русский географ и этнограф, писатель В. К. Арсеньев. В 1902 г. он проводил исследования в Южном Приморье, в том числе в окрестностях оз. Ханка. Там исследователь едва не погиб среди водных разливов при неожиданном поднятии уровня воды на южном побережье озера.
Затопленные луга на восточном побережье
Быстрый подъем уровня воды в озере в 2013–2015 гг. оказал огромное воздействие на все его берега. Сильному преобразованию подверглись не только крутые склоны и прибрежные равнины на западе озера, но и теряющиеся среди болот низкие участки побережья.
Динамика берегов при высоких уровнях воды
Абразионный берег в с. Новокачалинск
Во время сильных штормов высота волн у западного побережья озера превышает два метра. Особенно сильно подвержены их разрушающему действию участки берега, непосредственно выступающие в акваторию в виде мысов. В результате волновой абразии здесь образовались крутые, местами отвесные уступы, в нижней части береговых склонов достигающие в высоту 15 м. Величина отступания берегов за весь трансгрессивный период составила 7,9–12,5 м (табл. 2).
Таблица 2. Величина абразии берегов озера Ханка за период высокого стояния уровней воды (2013–2015)
Такому интенсивному разрушению берегов способствовали податливые к воздействию волн отложения, представленные в основном слабосцементированными песчаниками с прослоями суглинков. Процесс абразии сопровождался активными оползнями и обвалами. Подмытые снизу огромные блоки рыхлых отложений теряли устойчивость на крутом склоне и обрушивались к подножию вместе с корнями растущих на поверхности деревьев.
Абразионно-денудационный берег южнее с. Турий Рог
Береговые уступы на равнинных участках западного побережья также размывались весьма интенсивно. Штормовые волны выработали обрывистые клифы высотой 1,0–2,5 м. За весь период высоких уровней воды в озере берег отступил местами на 10–12 м. В результате в некоторых населенных пунктах (например, в с. Новокачалинск) были разрушены жилые дома и дороги. Возникла угроза затопления рекреационных объектов, для их защиты вдоль берегов срочно выложили импровизированные каменные дамбы.
Простейшая защита от размыва берега каменной наброской
Большое влияние на интенсивность абразии оказал литологический состав отложений. Берега, в строении которых участвуют озерные и аллювиальные преимущественно песчано-суглинистые отложения, размывались интенсивнее, чем сложенные песчаными толщами или слабосцементированными песчаниками. Лесная растительность не препятствует размыву, хотя уменьшает скорость абразии за счет гашения энергии волн поваленными деревьями. Залесенные участки выступают в акваторию озера, а на соседних, занятых лугами, напротив, образовались небольшие заливы.
Разрушение домов в с. Новокачалинск в результате размыва берега
На низких (высотой менее метра) берегах не только происходила абразия, но и активно проявлялись аккумулятивные процессы. Во время больших штормов волны перехлестывали уступ, и потоки воды устремлялись на сушу, затапливая поля, огороды, дороги. Непосредственно за уступом откладывался песчаный материал, принесенный сюда водой, и формировались вдольбереговые валы. Эти аккумулятивные образования шириной в несколько десятков метров протягиваются на сотни метров в длину. Толщина слоя песка достигает 0,6 м. В селах Турий Рог и Новокачалинск мощные штормовые валы, состоящие из мелкозернистого песка, засыпали огороды и дороги.
Песчаные пляжи — последствия штормов при высоких уровнях воды (с. Турий Рог)
На пониженных участках восточного побережья озеро затопило огромные пространства [8]. Под воду ушли обширные ханкайские плавни, торфяники, осоковые, вейниковые и разнотравные луга. На многих участках были затоплены строения и сооружения различного назначения (причалы, хозяйственные постройки, дачные участки, дороги и др.), а местами даже отдельные лесные массивы.
Западное побережье озера. Здесь берег отступил на десятки метров
Озерные воды проникли также в устья рек Илистой, Спасовки и Мельгуновки. Однако анализ космических снимков и данные наших экспедиционных наблюдений показали, что в устьевых участках этих рек аллювиальные отложения не образовали аккумулятивных дельтовых форм вследствие значительной площади затопления, а также из-за преимущественно илистого состава наносов.
Абразионный берег вблизи с. Камень-Рыболов
Надо сказать, что подтопление грунтовыми водами пока не оказало сколько-нибудь заметного влияния на гидротермические свойства почвогрунтов и растительность окрестных территорий. Однако не вызывает сомнений, что при продолжительном высоком стоянии воды произойдет изменение видового состава и продуктивности прибрежных лугов и заболачивание новых участков.
Затопленная приустьевая часть р. Илистой
Абразионный уступ. Дождями с него смывается глинистый материал
За последние три года уровень воды в озере понизился примерно на 0,6–0,7 м. По наблюдениям 2019 г., разрушающее действие волн на подножия клифов существенно уменьшилось, а на некоторых участках прекратилось совсем. Тем не менее на высоких уступах продолжаются оползневые процессы, которые ранее фиксировались на склонах, сложенных рыхлыми породами. Блоки рыхлого грунта вместе с растущими на нем деревьями продолжают сползать вниз. На лишенных растительности абразионных уступах во время ливней активизируется плоскостной смыв, а местами и линейная эрозия. Смытые дождями глинистые частицы в большом количестве поступают в озеро, существенно увеличивая мутность воды вдоль его побережья.
***
Циклическая природа водного режима оз. Ханка позволяет прогнозировать снижение уровня воды после его катастрофического подъема, а также подъем после низкого стояния. При этом наиболее важная задача прогноза заключается в оценке масштабов увеличения водности озера. Знания о максимальных уровенных отметках позволят рассчитать площадь затопления прибрежных территорий и оценить опасность разрушения берегов. Это необходимо для разработки эффективных мероприятий по минимизации негативного воздействия озерной трансгрессии на прибрежные экосистемы и береговые сооружения.
Учитывая непостоянство водного режима озера, необходимо внести коррективы в хозяйственное использование его побережий. Начиная новое строительство, важно понимать риск высоких подъемов воды и возможность затопления равнинных участков. Существующие вблизи разрушаемых берегов жилые дома и другие постройки следует перенести на безопасное расстояние от берега.
Литература
1. Журавлев Ю. Н., Клышевская С. В. Проблема регулирования уровня воды в бассейне озера Ханка (Приморский край) // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2015; 5: 40–52.
2. Васьковский М. Г. Гидрологический режим озера Ханка. Л., 1978.
3. Баканов К. Г. Многолетний режим уровня озера Ханка. Автореф. дис. ... канд. тех. наук. М., 1988.
4. Базарова В. Б., Мохова Л. М., Орлова Л. А., Белянин П. С. Динамика изменения уровня озера Ханка в позднем голоцене // Тихоокеанская геология. 2008; 27(3): 111–116.
5. Бортин Н. Н., Горчаков А. М. Причины экстремально высокого уровня воды трансграничного озера Ханка // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2016; 4: 62–84.
6. Георгиевский В. Ю., Шалыгин А. Л., Болгов М. В., Коробкина Е. А. Многолетние изменения уровня озера Ханка и проблемы его регулирования // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2017; 3: 69–88.
7. Махинов А. Н., Ким В. И. Возможные причины колебаний уровня воды в озере Ханка // Трансграничное озеро Ханка: причины повышения уровня воды и экологические угрозы. Владивосток, 2016; 25–30.
8. Бакланов П. Я., Качур А. Н., Ермошин В. В. и др. Современные геоэкологические проблемы в бассейне озера Ханка // География и природные ресурсы. 2019; 4: 33–43.
Катастрофический разлив оз. Ханка. Здесь и далее фото автора