Оглавление
Государственный гидрологический институт приступил к исследованию гидрологического режима и строения болот Западной Сибири в 1958 г. С этого года по 1960 г. экспедиционные работы, включающие большой комплекс исследований (геоботанические, гидрологические, метеорологические), проводились в южной части Западно-Сибирской равнины (бассейны рек Туры, Оми, Баксы и Каргата), с 1964 г.— в центральной (район оз. Нумто, бассейны рек Конды, Пойка, Агана, междуречья Ваха и Ватинского Егана, Пима и Тромъегана) и северной (низовье р. Таза, бассейн р. Правой Хетты) ее частях.
Полевые исследования осуществлялись большим коллективом инженеров и техников отдела гидрологии болот и Западно-Сибирской экспедиции ГГИ под руководством начальников экспедиций: П. К. Воробьева в 1958—1960 гг., С. М. Новикова в 1964 г., А. П. Богородицкого в 1965—1968 гг., Ю. П. Азария в 1969—1974 гг. Научное руководство экспедиционными исследованиями осуществлялось д-ром геогр. наук, профессором К. Е. Ивановым и канд. техн. наук С. М. Новиковым.
С 1965 г. исследования болот центральной части Западно-Сибирской равнины (районы нефтяных месторождений) ведутся по договору с Главтюменнефтегазом. Причем разработка программ Западно-Сибирской экспедиции ГГИ и обсуждение полученных результатов исследований ведется совместно с Гипротюменнефтегазом Миннефтепрома, являющимся генеральным проектировщиком комплексного обустройства нефтяных месторождений Западной Сибири.
Результаты перечисленных выше исследований легли в основу настоящей монографии.
Отдельные разделы ее написаны: канд. техн. наук С. М. Новиковым — разд. 1, 4, 5, 7 — 9, п. 2.1, 3.1, 3.3, 3.4; д-ром геогр. наук К. Е. Ивановым — разд. 1, 9; канд. геогр. наук Е. А. Романовой — разд. 1, 2; канд. геогр. наук Л. Г. Бавиной — п. 6.2; канд. техн. наук Г1. К- Воробьевым — п. 3.2, 3.3; инж. Т. В. Качаловой — разд. 8; ст. инж. Л. А. Королевой — п. 3.3.3; ст. инж. Л. В. Котовой — разд. 4, п. 5.4, 5.5; инж. Л. В. Москвиной— п. 5.2; ст. инж. Л. И. Усовой — п. 3.1, 3.4; канд. геогр. наук К. И. Харченко — п. 6.1; ст, инж. Т. А. Цветановой — разд. 7.
В написании разд. 9 монографии принимал участие зам. главного инженера института Гипротюменнефтегаз канд. техн. наук С. Н. Вассерман.
В обработке и подготовке материалов принимали участие ст. инж. Ж- С. Гончарова, инженеры Л. В. Буш, Т. А. Кириллова.
В подготовке и просмотре рукописи большую помощь оказал канд. геогр. наук | М. С. Протасьев~~|.
Научное редактирование монографии выполнено д-ром геогр. наук профессором К. Е. Ивановым и канд. техн. наук С. М. Новиковым.
=================================================================================================
Введение
Западно-Сибирская равнина, занимающая площадь около 2 745 000 км2 и ограниченная с запада Уральскими горами, с севера Карским морем, с востока р. Енисеем, с юга Кузнецким Алатау, предгорьями Алтая и Казахским мелкосопочником, по своим природным условиям является уникальным районом земного шара. Главной отличительной особенностью равнины является ее исключительно высокая заболоченность, обусловленная климатическими и орографическими условиями. Средняя заболоченность ее территории составляет около 50%, а отдельных районов (Сургутское Полесье, Васюганье, водосборы рек Лямина, Пима, Агана и др.) — до 70—75%. В пределах равнины насчитывается огромное количество озер. По приближенным данным, полученным в ГГИ, общее число озер на рассматриваемой территории превышает 800 тыс. Однако если учесть все имеющиеся на болотах водоемы площадью менее 1 га, то их число значительно возрастет. Наличие среди болот бесчисленного множества озер создает своеобразный болотно-озерный ландшафт на значительной части территории равнины.В настоящее время сеьерная часть Западной Сибири (к северу от 58-й параллели северной широты), характеризующаяся весьма высокой заболоченностью, становится центром нефтегазодобывающей промышленности страны, способствующей бурному развитию всей экономики этого богатейшего, но труднодоступного края и созданию здесь крупнейшего народнохозяйственного комплекса. На рассматриваемой территории сосредоточены огромные прогнозные запасы нефти и газа, около 10% лесных ресурсов страны, крупнейшие запасы железных руд и формовочных песков и каолина, в центральной и южной ее частях — обширные площади богатых пойменных лугов.
Освоение природных ресурсов Западной Сибири, связанное с разработкой нефтяных и газовых месторождений, строительством крупных промышленных комплексов и населенных пунктов, прокладкой магистральных нефте- и газопроводов, созданием путей сообщения (железных и автомобильных дорог), улучшением водных путей, а также с решением вопросов по использованию лесных ресурсов, осушению болот и др., требует достаточно полной информации о природных условиях этой территории, охватывающей различные физико-географические зоны.
Среди условий, определяющих выбор рациональных путей комплексного использования богатейших ресурсов Западно-Сибирской равнины, ведущее место занимают гидрологические и метеорологические факторы, под влиянием которых формируется водно-тепловой режим территории.
Гидрометеорологическая изученность равнины, особенно территории, расположенной к северу от параллели г. Тобольска, весьма слабая. Густота стационарной гидрологической сети на реках рассматриваемой территории в границах Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского национальных округов в 1,5 раза меньше, чем на территории, обслуживаемой Якутским управлением Гидрометслужбы. По сравнению же с развитыми в хозяйственном отношении районами страны густота гидрологической сети северной половины Западно-Сибирской равнины в 30 раз меньше. Ввиду малонаселенности края гидрологические посты приурочены в основном к крупным и средним рекам. Реки с площадью водосбора менее 5000 км2 совершенно не изучены. Гидрологическая сеть на озерах и болотах этой огромной территории практически отсутствует. Поэтому гидрометеорологический режим обширных водораздельных пространств, занятых болотами, представляющими основной элемент ландшафта на всей территории равнины, за исключением ее южных районов, до последнего времени оставался совершенно не изученным. Как известно, именно болота определяют те трудные природные условия, в которых ведется строительство и освоение богатств этого обширного края.
Данная монография является первой работой, в которой приводится всесторонняя характеристика строения, природных свойств и гидрометеорологического режима обширных заболоченных территорий Западно-Сибирской равнины и даются расчетные параметры гидрологических элементов, которые могут быть использованы в практике проектирования, строительства и эксплуатации промышленных и хозяйственных объектов. В ней также рассматриваются перспективы мелиоративных работ, возможные изменения природных процессов (заболачивание, осушение, лесовозобновление и т. д.) при том или ином воздействии на водный режим крупных и средних рек, а также некоторые пути использования гидрометеорологических ресурсов при промышленном и хозяйственном освоении края.
Ввиду значительных изменений в широтном направлении природных условий равнины (климат, многолетняя мерзлота, характер заболоченности) и различной гидрологической изученности разных районов оказалось наиболее целесообразным описание гидрографии и режима внутриболотных рек и озер (разд. 7, 8) вести отдельно для трех ее частей: северной (южной границей, которой являются Сибирские Увалы), центральной (южная граница — параллель г. Тобольска) и южной. Наиболее детальная характеристика природных условий заболоченных территорий Западно-Сибирской равнины дана по ее центральной части, менее детальная — по северной (зона многолетней мерзлоты).
Краткий обзор исследований болот Западной Сибири
Начало исследований болот и заболоченных земель Западной Сибири 1 относится к концу XIX — началу XX столетия, когда при изучении растительности и почв ее южной части были получены и характеристики болот этой территории с позиций ландшафтоведения [54, 55, 109, 189]. До текущего столетия сведения о болотах Западно-Сибирской равнины сводились в основном к описаниям их наличия в том или ином ее районе и были опубликованы в отдельных изданиях, посвященных географическим и экономическим исследованиям.Изыскания и мелиоративные работы, проведенные экспедицией И. И. Жилинского в 1895—1904 гг. на заболоченных территориях, прилегающих к Сибирской железной дороге, позволили собрать достаточно детальные сведения о растительности и строении болот района Ба-рабы и Нарымского края и высказать ряд положений о возможных путях их осушения и хозяйственного освоения [77].
Обследования земель южных районов Западно-Сибирской равнины, включая и заболоченные земли, получили некоторое развитие в период с 1913 по 1916 г. в связи с появлением проекта о переселении сюда крестьян из Европейской части России. В это время по заданию Переселенческого управления обследование земель проводилось в Барабе П. Н. Крыловым (1913 г.), в западной части Нарымского края — Д. А. Драницыным (1914, 1915 гг.), в Ишимском уезде Тобольской губернии— Б. Н. Городковым (1915, 1916 гг.), в Томской губернии — Н. И. Кузнецовым (1915 г.). Целью этих обследований было выявление наиболее пригодных для заселения земель, поэтому основное внимание обращалось на изучение почв и растительности суходолов. Болота и заболоченные земли изучались лишь попутно. Полученные результаты в отношении болот — их описания и характеристики,— содержатся в работах [69, 70, 109].
Широкие и планомерные исследования болот Западной Сибири стали производиться только после Великой Октябрьской социалистической революции, когда Советское государство приступило к комплексному хозяйственному освоению природных богатств восточных райнов страны.
В 1923—1930 гг. исследуются болота южной части Западной Сибири. По заданию Сибирского переселенческого управления в этих исследованиях значительное участие принимает экспедиция Государственного лугового института под руководством А. Я. Бронзова. За период с 1925 по
1 В настоящем обзоре наряду с гидрологическими исследованиями болот рассмат-триваются также и тесно связанные с ними работы по геоботаническим, стратиграфическим, мелиоративным и некоторым другим обследованиям болотных ландшафтов.
1930 г. экспедиция обследовала Васюганские болота и собрала уникальный материал по растительному покрову и стратиграфии торфяной залежи, по геологии, почвам и гидрографии этой обширной территории. Главной целью указанной экспедиции являлось изучение болот, и в этом отношении она была первой в Западной Сибири. Полученные ею результаты опубликованы А. Я. Бронзовым [22, 23], М. К. Барышниковым [15] и Р. С. Ильиным [94].
Несколько позже в других районах Западной Сибири — Барабе и западной части лесостепи — производила работы другая экспедиция под руководством М. И. Нейштадта (1932, 1936 гг.), А. А. Генкеля и П. Н. Красовского (1937 г.). В задачу этой экспедиции входило исследование типов болот и определение запасов торфа. Полученные данные были использованы при составлении справочника торфяного фонда и установлении закономерностей размещения типов торфяных месторождений на территории Барабы и западной части лесостепи. Некоторые результаты, в частности оценка технических свойств торфяной залежи займищ и рямов Барабы с описанием стратиграфии и возраста залежей, опубликованы [41, 137].
В 30-х годах на севере Западной Сибири Институтом полярного земледелия проводились работы по выявлению кормовых угодий и оленьих пастбищ. Исследования, выполненные на полуостровах Ямал — В. Н. Андреевым, Гыданском — Б. Н. Городковым и Малый Ямал — В. С. Говорухиным, дали первые сведения о строении болот этого района [48, 57, 58].
В связи с разработкой проекта сельскохозяйственного освоения Барабы Министерство сельского хозяйства СССР совместно с рядом научно-исследовательских организаций (Почвенный институт АН СССР, Всесоюзный и Северный научно-исследовательские институты гидротехники и мелиорации и др.) создало специальную Барабинскую экспедицию, которая в период 1944—1951 гг. выполнила большие изыскательские, научно-исследовательские и проектные работы и получила ценные данные по климату, геологии, гидрографии, растительности, промышленности, сельскому хозяйству и другим характеристикам территории Барабы. Значительное место в этих исследованиях было отведено изучению болот и заболоченных земель, проводившемуся по широкой программе (выяснялись условия образования и типы болот, основные закономерности их территориального размещения и т. д.). Некоторые результаты этой экспедиции, касающиеся вопросов генезиса и развития займищно-рямовых болот, опубликованы в работе М. С. Кузьминой [112, 113], обобщение же всех материалов, полученных экспедицией, в том числе и по болотам Барабы, сделано в монографии А. Д. Панадиади [152]. В монографии рассматриваются причины образования болот, дается описание различных их типов с характеристикой торфяной залежи и водного питания.
На болотах центральной части Западной Сибири большие исследования в целях выявления торфяных месторождений были проведены в 1951—1956 гг. торфоразведочными экспедициями Гипроторфразведки под руководством П. Е. Логинова и С. Н. Тюремнова. За указанные шесть лет обследована (с применением аэрометодов) огромная территория Западно-Сибирской равнины в зонах лесостепи и тайги. Полученные экспедициями результаты, опубликованные в работах [121, 122, 194], послужили основой для районирования торфяного фонда Западной Сибири.
В последующие 1961—1971 гг. аналогичные работы продолжает вести в бассейнах рек Тромъегана, Ваха, Кети, Васюгана Геолторфразвед-ка под руководством А. В. Предтеченского.
В Томской области в течение многих лет выполняются геоботанические обследования болот учеными Томского государственного университета им. В. В. Куйбышева JI. В. Шумиловой, Ю. А. Львовым и Г. Г. Ясно-польской. В результате этих работ собран и обобщен большой материал по растительному покрову и строению болот этой части Западно-Сибир-ской равнины [127, 128, 208, 209].
Значительный вклад в дело изучения болот Западной Сибири внесен Красноярским институтом леса и древесины СО АН СССР. Под руководством Н. И. Пьявченко и его учеников Ф. 3. Глебова и М. Ф. Ели-зарьевой были осуществлены комплексные исследования лесных биогеоценозов на болотах и заболоченных территориях этой части Сибири для разработки мероприятий по повышению их продуктивности [46, 47, 73].
Исследования болот Западно-Сибирской равнины, связанные с изучением их типологии, процесса заболачивания и возраста, ведутся Институтом географии АН СССР. В работах Н. Я. Каца и М. И. Нейштад-та [105, 140] дано районирование болот этой обширной территории, приведены данные об абсолютном возрасте болот. Несмотря на то что эти сведения об абсолютном возрасте болот (10 000—11 000 лет) получены по единичным определениям, они представляют большой научный и практический интерес.
Гидрологические исследования болот Западной Сибири начались в 1958 г. с комплексных работ Западно-Сибирской экспедиции Государственного гидрологического института на гипново-осоковых и тростни-ково-рямовых болотах лесостепной зоны. Руководителями указанных работ являлись К. Е. Иванов, С. М. Новиков, В. В. Романов, Е. А. Романова, П. К. Воробьев. Эти исследования велись по программе, включающей изучение типологии и морфологии болот, строения торфяной залежи, уровенного режима, стока с болот и малых речных водосборов, испарения, теплового режима и радиационного баланса, водоотдачи торфяной залежи и метеорологического режима болот. В 1958—1959 гг. такие экспедиционные работы проводились на Тарманском болотном массиве (около г. Тюмени), в 1959 г.— на Талагульском и Узаклинском болотных массивах в районе г. Барабинска (бассейн р. Оми), в 1960 г.— на Баксинском болотном массиве, находящемся в верховьях рек Баксы и Каргата, в 1962 г.— на болотных массивах, расположенных вдоль железной дороги Ивдель-Обь (Полуночное — Нары-Кары), в 1963—1964 гг. в районе оз. Нумто и в бассейне р. Пима (Ханты-Мансийский национальный округ).
Наиболее интенсивно и всесторонне исследования болот и заболоченных земель Западной Сибири стали развиваться в последнее десятилетие в связи с началом освоения открытых в ее пределах месторождений нефти и газа, расположенных в большинстве случаев на территории болот и заболоченных земель. Начиная с 1964 г. к изучению болот, находящихся в районах нефтяных месторождений Западной Сибири, приступил Гипротюменнефтегаз, позднее — Тюменский инженерно-строительный институт, Калининский политехнический институт, Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений, Омский филиал Союздорнии и др.
Наиболее крупные работы по изучению инженерно-строительных особенностей заболоченных территорий Среднего Приобья ведутся Гипротюменнефтегазом под руководством Я. М. Кагана, С. Н. Вассермана, В. Л. Трофимова, Н. В. Табакова, Т. В. Леменкова. Результаты этих исследований опубликованы в многочисленных работах [27, 28, 93, 95, 188].
Исследования физико-механических свойств торфяной залежи сибирских болот, выполняемые Калининским политехническим институтом, ведутся под руководством Л. С. Амаряна [2—5]. Работы перечисленных выше институтов направлены в основном на решение ряда практических задач, непосредственно связанных со строительством на болотах и заболоченных землях: обустройство нефтяных месторождений, инженерная подготовка территорий под гражданское строительство, прокладка нефтепроводов и различного рода коммуникаций и т. д. В период 1965— 1973 гг. экспедиция Государственного гидрологического института продолжала выполнять комплексные исследования на болотах в районах нефтяных и газовых месторождений: Тетеревско-Мортымьинского (бассейн р. Конды), Правдинского (бассейн р. Пойка) Самотлорского (междуречье Ваха и Ватинского Егана), Варьеганского (бассейн р. Агана), Федоровского (бассейн р. Тромъегана), Медвежьего (бассейн р. Надыма), "Газовского (низовья р. Таза).
Продолжительность и программа экспедиционных работ на разных месторождениях не были полностью одинаковыми и зависели от целого ряда условий: размера месторождений, характера природных объектов, срока ввода месторождений в эксплуатацию и т. д.
Материалы этих исследований позволили не только осветить закономерности строения и водно-теплового режима болот, рек и озер указанных выше районов месторождений, но и разработать ряд практических рекомендаций по вопросам, относящимся к строительству и эксплуатации нефтепромыслов в тяжелых природных условиях (высокая заболоченность и обводненность территорий), в том числе по устройству дорог на болотах, продлению периода бурения скважин в теплый период года, методам освоения участков месторождений, расположенных под средними и крупными внутриболотными озерами, и др.
Полученные результаты исследований частично были опубликованы в 1963—1971 гг. в работах К- Е. Иванова, С. М. Новикова, В. В. Романова, Е. А. Романовой, П. К- Воробьева [13, 32, 35, 84, 86, 88, 89, 141, 145, 176, 177, 179, 182].
Заложенные и оборудованные экспедицией ГГИ болотные и речные посты и гидрометеоплощадки после завершения экспедиционных полевых работ передаются местным управлениям гидрометслужбы, которые продолжают начатые наблюдения по стандартным программам, предусмотренным Наставлениями Гидрометслужбы.
Сведения о гидрологических работах, выполненных и выполняемых в настоящее время учреждениями Гидрометслужбы в Западной Сибири, приведены в табл. 1.1. В этой таблице содержатся данные, характеризующие состояние экспедиционных и стационарных исследований болот рассматриваемого региона.
Помимо болотных станций и постов Гидрометслужбы на территории Западно-Сибирской равнины работает ряд стационаров других ведомств, на которых в той или иной мере ведутся гидрологические наблюдения.
Западно-Сибирским филиалом ВНИИГиМ в Тюменской области в 1968—1969 гг. были заложены два опытных участка на торфяных почвах: один— площадью 3 га в совхозе „Салаирский" (1968 г.), другой —
площадью 14 га в колхозе „Свободный труд" (1969 г.). На этих участках проводится изучение водно-теплового режима осушенных низинных торфяников, условий и характера работы осушительных систем.
Другой опытно-мелиоративный стационар был заложен СевНИИГиМ в Барабе на Убинском болотном массиве (Убинская ОМС).
Учреждениями Академии наук СССР в Западной Сибири открыты пять стационаров:
1) Томский — в Тимирязевском районе Томской области (работы ведутся регулярно с 1960 г.);
2) Бакчарский — в Бакчарском районе Томской области (работы ведутся с 1963 г.);
3) „Плотникове»" — в Томской области на отрогах Васюганского болота (работает с 1956 г.);
4 и 5) „Харп" и „Ходыта" — в Тюменской области северо-западнее пос. Лобытнанги (работы ведутся с 1970 г.).
Первые два стационара принадлежат Красноярскому институту леса и древесины СО АН СССР. Здесь работы ведутся на лесных болотах. Стационар „Плотниково" находится в ведении Ботанического сада СО АН СССР г. Новосибирска. Стационары „Харп" и „Ходыта" принадлежат Институту экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР.
Далее---->
