Рис. 3. Схематическая карта растительного покрова бассейна р. Зея Климат. Географическое положение бассейна р. Зея между влажными прибрежными районами Тихого океана на востоке и континентальными пространствами Восточной Сибири на западе, определяет неоднородность климатических условий. Климат формируется под воздействием как океанических, так и континентальных факторов. Вследствие этого он изменяется от континентального в западной части бассейна до умеренно-континентального с Рис. 4. Схематическая карта распространения многолетней мерзлоты (по А.И. Кончаковой, А.М. Орловой и И.П. Райхлину): а – южная граница распространения многолетнемерзлых пород, б – изолинии максимальной мощности многолетнемерзлых пород (в м), в – зона сплошной многолетней мерзлоты с редкими талинами, г – зона островной многолетней мерзлоты, д – зона талых пород (по Ресурсы…, 1966) муссонными чертами в восточной (Ресурсы..., 1966). ВерхнеЗейская котловина и Зейско-Буреинская равнина являются аккумуляторами холодных воздушных масс, формирующихся за их пределами и вызывающих различное направление ветров в разные сезоны года. Такая смена воздушных течений определяется взаимодействием воздушных масс над материковой частью и Тихим океаном.

Зимой в результате взаимодействия области высокого давления над континентом (азиатский антициклон) и области низкого давления над северо-западной частью Тихого океана (алеутская депрессия) в бассейне формируется континентальный климат, для которого характерны низкая влажность и температура воздуха. Зима холодная, сухая, малоснежная, безоблачная. Средняя темпеpaтура воздуха в январе от - 240С на юге до - 330С на севере бассейна, высота снежного покрова от 20 до 35–40 см, соответственно.

При переходе от зимы к лету благодаря довольно быстрому потеплению зимняя высотная ложбина ослабевает и перемещается к востоку, так как водные пространства северо-западной части Тихого океана оказываются холоднее суши. Таким образом, распределение приземного давления постепенно меняется на противоположное, и летом становится высоким над океаном и низким над материком, что определяет передвижение влажных тропических масс с океана на сушу. Теплые и влажные тропические массы достаточно далеко проникают вглубь континента, обусловливая обильные, порой катастрофические осадки, которые в свою очередь вызывают высокие многопиковые паводки, проходящие во второй половине лета - начале осени. Лето жаркое, на юге бассейна р. Зея дождливое. В год выпадает около 850 мм осадков, причем их количество летом во много раз больше, чем зимой, и горные районы бассейна увлажняются значительно лучше, чем низкие плато и равнины. Средняя температуpa воздуха в июле от 210С на юге до 180С на севере. В течение осени происходит постепенный переход от летнего типа циркуляции к зимнему, в ноябре уже окончательно устанавливается типично зимняя циркуляция на всей территории бассейна. Продолжительность безморозного периода в Благовещенске составляет 142 дня. Вегетационный период 126–171 день, с суммой температур 1 734–2 610 градусов.

Река Зея занимает среди притоков Амура третье место по площади бассейна и по длине, будучи короче рек Шилка и Онон лишь на 350 км. Общая протяженность р. Зея 1 242 км, что соизмеримо с крупнейшими реками Западной Европы. Площадь водосбора 233 тыс. км2, целиком располагается в пределах Амурской области, захватывая 64 % её территории (рис. 1). Административная граница области на севере и востоке проходит преимущественно по природному рубежу, водоразделу бассейна р. Зея, а сама река, как осевой стержень, собирает воды большей части области. Ее притоки служат основными путями сообщения, особенно в горнотаежной местности.

Истоки горно-равнинной реки Зея находятся на южном склоне Станового хребта на высоте 1 900 м среди угрюмых гранитных гольцов, на границе Якутии. Течет река на юг узким потоком в глубокой узкой долине, преодолевая не менее 6 водопадов высотой до 8-10 м. На участке исток-устье р. Купури (169 км) типично горная река, с множеством порогов и перекатов, ширина долины 80– 100 м, падение 1 342 м. Ниже р. Купури – среднее течение. Выйдя на Верхнезейскую равнину, р. Зея поворачивает на запад, долина расширяется, течение замедляется. Ниже устья р. Арга начинается Зейское водохранилище. Близ р. Левый Уркан Зейское водохранилище пересекает трасса БАМа. От устья р. Мульмуга р. Зея поворачивает на юг и ниже р. Дуткан вступает в хр. Тукурингра, прорезая его поперек. На протяжении более 70 км р. Зея протекает в узкой и глубокой долине, нижний конец которой назван Зейскими Воротами. В Зейском ущелье хр. Тукурингра у так называемых Зейских ворот, в 660 км от г. Благовещенск располагается створ плотины Зейской ГЭС. Весь участок реки, расположенный выше Зейских Ворот, принято называть верхней Зеей. На расстоянии 1 км ниже створа Зейской ГЭС река выходит на Зейско-Буреинскую равнину.

Вначале она течет в юго-западном направлении, но у устья р. Правый Уркан поворачивает на юго-восток и течет в этом направлении в возвышенных берегах до устья р. Селемджа, где заканчивается среднее и начинается нижнее течение р. Зеи.

В среднем течении долина реки расширяется до 10 км. Правые берега высокие, изрезанные долинами, заросшие лесом. Река образует излучины, и протоки, острова и косы. В среднем течении р. Зея много перекатов. Здесь река принимает наиболее крупные притоки: справа – Уркан, Тынду, слева – Деп. После впадения р.

Селемджа р. Зея превращается в мощную равнинную реку. Она образует еще больше излучин, протоков, островов, песчаногалечниковых отмелей. В русле сохраняется значительное количество перекатов. Левый берег реки низменный, с хорошо выраженной поймой, с массой временных проток, озер и болот. По высокой пойменной террасе располагаются заросли ивы, березы, дикой яблони, черемухи и различных кустарников. Пойменные земли периодически затопляются паводками. Правый берег р. Зея возвышенный. Он образует высокий борт долины, в отдельных местах поднимающийся над рекой более чем на 100 м. Здесь встречаются исключительно красивые места – с густыми смешанными лесами и обильным разнотравьем.

Вновь р. Зея меняет направление к юго-западу и выходит на Зейско-Буреинскую равнину. Справа от нее остается АмуроЗейское плато. Долина р. Зея на отдельных участках расширяется до 15–20 км, левый берег становится низменным. Самые нижние притоки р. Зея - Бирма, Томь, Белая и Ивановка увеличивают водность незначительно. Их общий среднегодовой сток всего 140 м3/с.

Из этих притоков несколько выделяется своей водностью р. Томь, которая стекает с восточных склонов хр. Турана и в верхнем течении имеет вид типичного горного потока с быстрым порожистым течением. При выходе на Зейско-Буреинскую равнину р. Томь приобретает характер спокойной реки с разветвленным руслом, сложенным легко размываемыми песчаными грунтами. Зимой расходы воды в ней падают до 6-7 м3/с, а весной возрастают до 110– 130 м3/с. Ниже устья р. Томь в русле много песчано-галечниковых озер. В р. Амур река Зея вливается мощным широким потоком на 1 936 км от его устья. В устье р. Зея шире и полноводнее Амура, поэтому, кажется, что это р. Амур впадает в р. Зею.

Система притоков р. Зея чрезвычайно разветвлена в нее входит с самыми малыми около 30 тыс. водотоков, из которых длиннее 100 км каждый. К важнейшим притокам относятся справа:

– Ток, Мульмуга, Брянта, Гилюй, Уркан (Правый), Тыгда, Большая Пера, несущие свои воды в р. Зея с севера и запада; слева это Купури, Арги, Уркан (Левый), Деп, Селемджа, Томь, Ивановка, впадающие в р. Зея с востока. На водосборе р. 3ея больше 19 800 озер общей площадью 1 021 км2.

Расход воды в нижнем течении у г. Благовещенск составляет 1 910 м3/с. Уклон русла изменяется в пределах от 0,1 до 0,4 ‰, в верховьях уклоны составляют более 15 ‰. Наибольшая глубина русла в межень – 18 м, наибольшая ширина – 4 км.

Муссонный характер климата определяет основные черты водного режима. Доля дождевого питания в среднем составляет 50–70 % от общего годового стока, на снеговое питание приходится 10–20 %, а на подземное – 10–30 %. С апреля по октябрь проходит до 96 % годового стока. В этот период наблюдается 4-5 значительных паводков, при которых уровень воды поднимается на 4– 6 м, а скорость течения увеличивается до 3–4 м/с.

С наступлением осенних морозов река переходят на зимний режим, для которого характерны внутриводный лед, шуга, зажоры.

Осенний ледоход начинается в середине октября, ему предшествует образование шуги – рыхлых скоплений льда, сала, мелкобитого льда и заберегов. В верхней части среднего течения река замерзает в первой декаде ноября, у г. Благовещенск – 15 ноября. Вскрывается в первой декаде мая. Толщина льда от 1 м на севере, до 1,35 м на юге. Второй важнейшей фазой водного режима после дождевых паводков является весеннее половодье. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье обычно бывает невысоким и непродолжительным по времени по сравнению с паводками и поэтому имеет второстепенное значение. Весеннее половодье в среднем длится 20–30 дней, в южной части бассейна р. Зея начинается обычно в первой половине апреля, в северной – в последней декаде апреля и заканчивается повсеместно во второй половине мая. Интенсивность подъема уровней воды в р. Зея в отдельные годы составляет 2–3 м/сут, а амплитуда колебаний уровней за половодье достигает 6–8 м. Большое влияние на интенсивность подъема уровней во время весеннего половодья оказывает присутствие многолетней мерзлоты. Мерзлые породы представляют собой хороший водоупорный слой, почти полностью исключающий возможность инфильтрации поверхностных вод.

Река Зея течет свыше 1000 км в направлении с севера на юг, из холодных областей в теплые. Поэтому основной закономерностью термического режима является постепенное и непрерывно нарастание температуры от истока к устью (рис. 5). Помимо климатических условий на повышение температуры воды в нижней части существенное влияние оказывает приток грунтовых вод, более теплых, нежели в верхней части бассейна, где мерзлые породы залегают на относительно меньшей глубине. Закономерность широтного изменения средних месячных температур воды в сторону их повышения просматривается в направлении с северо-востока на югозапад, от хребтов Станового, Джагды, Дуссе-Алинь, Буреинского к низменностям и равнинам.

Самая высокая температура воды отмечена в реках ЗейскоБуреинской равнины и части Амуро-Зейского плато, полностью или частично свободных от мерзлотных слоев (рис. 4). Средняя температура воды в июле – от 160С в верхней части среднего течения до 200С и более (максимальная 290С) в низовьях. Средняя летняя за сезон температура воды в устье р. Зея составляет 17,50С.

Термический режим водотоков, расположенных на севере Зейского бассейна в условиях вечной мерзлоты, в пределах Верхне-Зейской равнины, окруженной со всех сторон горами и увалами, защищающими ее от холодных ветров, на 2-30С выше, нежели в водотоках смежных, возвышенных районов (рис. 5).

Рис. 5. Средняя многолетняя температура воды за май (по: Ресурсы.., 1966) Скорость течения - от 4–6 м/с в верховьях, до 1,2 м/с в низовьях. В результате зарегулирования в нижнем течении (Белогорье) средние уровни от 131–681 см изменились до 198–418 см, а средние расходы от 77,4–4 490 м3/с, до 343–3 900 м3/с. Средний многолетний годовой сток – 72,5 км3. Твердый сток – 2 780 000 т.

Река Зея судоходна от пос. Бомнак до устья у г. Благовещенск. Основные пристани расположены у г. Зея, г. Свободный и с. Суражевка. Воды р. 3ея слабо минерализованы.

Река Селемджа – крупнейший приток р. Зеи, впадает в нее слева, в 284 км от устья (рис. 1). Длина 647 км, площадь водосбора 68 600 км2. Берет начало на стыке хребтов Ям-Алинь и Эзоп, из маленького озера на высоте 1 525 м. Основные правые притоки первого порядка: Кумусун (95 км), Селиткан, Верхняя Стойба (91 км), Нижняя Стойба (77 км), Червинка, Нора, Орловка; левые – Харга, Кера (68 км), Огоджа (Сугоди) - 89 км, Гербикан (94 км.), Уликагут (56 км), Бысса, Альдикон, Ульма, Гирбичек (92 км). До устья р. Селиткан р. Селемджа течет на северо-запад, затем поворачивает на юго-запад и в этом направлении течет до устья. Верхнее течение ограничивается впадением р. Нижняя Стойба. Долина узкая, берега гористые. Уклон в верховьях составляет 0,06 ‰. У с. Селемджинск выходит на равнину. Много перекатов и порогов.

Многоводна, принимает до 70 притоков первого порядка, а вся система состоит из более 11 000 рек и речек общей длиной более 38 тыс. км. По водности р. Селемджа мало уступает самой р. Зея.

Средний годовой расход р. Селемджа в устье оценивается в 707 м3/с., т. е. всего на 30 % меньше расхода р. Зея при впадении в нее р. Селемджа. По характеру течения и строению речной долины р. Селемджа можно разделить на три участка. От истока и до пос. Экимчан – это типично горная река; в среднем течении – от пос. Экимчан до пос. Селемджинск – полугорная. Дальше река выходит на Зейско-Буреинскую равнину и обретает равнинный характер, сохраняя его на протяжении всего нижнего течения. Гидрологический режим р. Селемджа аналогичен таковому р. Зея: минимальные расходы бывают зимой, а максимальные приходятся на лето. После впадения р. Селемджи количество воды в р. Зея увеличивается почти вдвое. Самый крупный приток р. Селемджи – р. Нора, от устья которой начинается ее нижнее течение. Ширина русла от 100–200 до 600 м. Ниже р. Стойба отмечены извилистые протоки и старицы. Особенно много их в среднем течении, в междуречье Селемджа–Икинда. Скорость течения от 1,4–1,6 м/с на плесах, до 3 м/с и более на перекатах. Питание преимущественно дождевое, сток – летний. Средние многолетние показатели стока составляют 21 км3. Твердый сток – 1 775 000 т. Средние наибольшие расходы превосходят средние наименьшие в 125 раз (в нижнем течении). Наибольшие расходы в августе, наименьшие в марте. Летом часты наводнения. Воды р. Селемджа слабо минерализованы.

Средняя температура воды в июле в нижнем течении составляет 180С. Ледостав в верхнем течении проходит с конца первой декады ноября по первую декаду мая, в низовьях – с конца первой декады ноября по конец апреля. Толщина льда – от 164 см в верхнем течении до 121 см в нижнем. Селемджа протекает в зоне тайги и хвойно-широколиственных лесов. Судоходство в нижнем течении до г. Норск (146 км от устья). В начале века мелкосидящие небольшие пароходы доходили до пос. Экимчан (405 км от устьем). Навигационный период составляет 154 дня. БАМ пересекает р. Селемджу у г. Февральск, немного выше устья р. Бысса.

Глава 3. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И КАЧЕСТВО

ВОДЫ РЕКИ ЗЕЯ И ЕЕ ПРИТОКОВ

В ПРЕДЕЛАХ ЗЕЙСКО-СЕЛЕМДЖИНСКОЙ

И АМУРО-ЗЕЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННЫХ РАВНИН

Химический анализ проб осуществлялся по аттестованным методикам в Межрегиональном центре экологического мониторинга гидроузлов (Аттестат аккредитации № ROCC RU 0001.515988) при ИВЭП ДВО РАН.

До впадения р. Селемджа р. Зея пересекает приподнятые Амуро-Зейскую и Зейско-Селемджинскую равнины с обширными пониженными заболоченными участками. Ниже устья р. Селемджа р. Зея течет по Зейско-Буреинской равнине. Для района исследований характерно островное развитие многолетнемерзлых пород, южная граница многолетней мерзлоты проходит по северной окраине Зейско-Бурейской равнины. Воды притоков р. Зея в пределах Верхне-Зейской равнины частично подперты главной рекой, что приводит к их меандрированию в низовьях. Другим районом меандрирования рек является Зейско-Селемджинская предгорная равнина, коэффициент извилистости 2–2,4. В горных районах меандрирование русла ограничено склонами долин, и коэффициент извилистости не превышает 1,2.

Рис. 6. Карта-схема станций отбора проб. Линиями отмечено расположение поперечных разрезов русла р. Зея.

Из исследованных водотоков левые притоки Деп, Граматуха, Селемджа дренируют Зейско-Селемджинскую равнину, залесенность которой составляет 75 %, заболоченность у отдельных водосборов колеблется от 20 % до 38–41 % (р. Граматуха). Район расположен в области островной многолетней мерзлоты. Весеннее половодье хорошо выражено, начинается в середине апреля и длится около месяца. Паводочный режим сохраняется до середины октября. Южная часть равнины характеризуется плоским или волнистым рельефом и выполнена песчано-глинистыми отложениями и серыми глинами неогена.

Правые притоки Тыгда, Ту находятся в пределах АмуроЗейской возвышенной равнины с залесенностью до 80 %. Средняя заболоченность составляет 18 % и распространяется преимущественно на участках верхнего течения рек. Весеннее половодье начинается в середине апреля. Паводки в маловодные годы редки, преобладает низкое стояние воды. Особенностью режима рек района является большая доля питания грунтовыми водами, которая для некоторых рек в средний по водности год может достигать 40– 50 %. Северная часть района сложена гранитами и сланцами, перекрытыми толщей древних аллювиальных отложений; южная часть выполнена глинами и песками неогена (Ресурсы…,1966).

По результатам проведенных исследований химический состав воды р. Зея и ее притоков определяется как гидрокарбонатнокальциево-магниевый второго типа по классификации О.А. Алекина (1970). По содержанию растворенных веществ как ультрапресные с минерализацией менее 100 мг/дм3. Причем, минерализация воды притоков в 1,5–2 раза выше за счет гидрокарбонатов кальция и магния, в меньшей степени, натрия. Существенных различий в содержании ионов калия и хлорид-ионов в р. Зея и притоках не отмечается, что свидетельствует об их атмосферном генезисе.

Насыщенность воды кислородом высокая, при средней концентрации 9,3 мг/дм3 в 2007 г. интервал колебания составил 7,3– 11,1 мг/дм3 (82–105 %), в 2008 г. среднее значение составило 10,0 мг/дм3 и интервал колебания – 9,5–10,4 мг/дм3. При этом температура воды в 2007 г. в среднем была 15,40С (диапазон от 11,8 до 20,90С), в 2008 г. – 8,80С с диапазоном от 6,4 до 11,90С. Минимальное за наблюдаемый период содержание кислорода 7,3 мг/дм3 (82 % насыщения) наблюдалось в р. Деп с температурой воды 20,90С, что соответствует термодинамическим законам растворения газов.

Проведенные исследования выявили значительные межгодовые различия и особенности формирования химического состава воды р. Зея и ее притоков в зависимости от гидрологической обстановки на водосборе. В 2007 г. сформированный в верховьях р. Зея значительный паводок, вынужденный сброс воды и попуски из водохранилища Зейской ГЭС вызвали повышение уровня воды в основной реке, что создало подпор в притоках, который в свою очередь привел к повышению уровня воды и в них. По нашим наблюдениям, уровень воды в малых водотоках в 2007 г. был на 1,0– 1,5 м выше по сравнению с 2008 г. В р. Зея в условиях повышенной водности в сентябре 2007 г. средняя величина минерализации составила 29,8 мг/дм3 и 39,8 мг/дм3 при пониженных уровнях воды в 2008 г. с равномерным распределением по продольному профилю вниз по течению и незначительной амплитудой колебания по ширине реки. По поперечному профилю амплитуда колебания минерализации в 2007 г. составила 1,3 мг/дм3 ниже устья р. Деп и 7,2 мг/дм3 у с. Мазаново, в 2008 г. – 3,1 мг/дм3 и 5,6 мг/дм3 соответственно, что обусловлено снижением влияния зарегулирования водного стока и усилением роли боковой приточности в условиях повышенной водности.

В отличие от р. Зея содержание растворенных веществ в воде притоков в 2007 г. было выше по сравнению с 2008 г. и связано, очевидно, с поступлением растворенных веществ с поверхностносклоновыми водами (рис. 7).

Рис. 7. Изменение минерализации воды р. Зея и притоков в условиях разной водности Увеличение содержания растворенных веществ в р. Зея и в воде притоков обеспечивалось в большей степени за счет гидрокарбонатов и сульфатов магния и натрия и меньше – ионов кальция, что связано с наличием на территории островных многолетнемерзлых пород. В криотермических условиях кальций менее подвижен по сравнению с магнием, натрием. Соотношение Са2+/Мg2+ – важный геохимический показатель состава маломинерализованных вод. В водах гидрокарбонатного класса с минерализацией до 0,5 г/дм3 величина его колеблется от 2 до 4. В гумидных и ксеротермических условиях накоплению магния в водах препятствует необменное закрепление в коллоидах почвогрунтов, образование малорастворимых силикатов. При замерзании вод соотношение между этими катионами существенно меняется и в водах криолитозоны магний нередко преобладает над кальцием. Поэтому низкая величина соотношения Са2+/Мg2+ для маломинерализованных вод является признаком влияния процессов криогенной метаморфизации (Иванов, Власов, 1974). Для р. Зея и притоков в условиях повышенной водности 2007 г. соотношение указанных ионов было в пределах 1,8–2,7, при низких уровнях воды осенью 2008 г и усилении роли грунтового питания эти значения изменялись в пределах 0,8–1,4 в основной реке и 0,4–1,0 в притоках. Исключение составляет станция на р. Зея ниже с. Чагоян, где соотношение Са2+/Мg2+ не зависело от водности и было практически постоянным – 2,3–2,4, что обусловлено наличием и разработкой мраморного карьера у с. Чагоян (табл. 1).

Сравнительная характеристика химического состава изучаемых водотоков в условиях разной водности показала неоднозначное влияние гидрологической обстановки как на содержание отдельных компонентов макро и микросостава, так и на распределение их в зарегулированном потоке и притоках.

Сток взвешенных веществ формируется из транзитных, переносимых со всего водосбора, и местных отложений, аллювиальных и эоловых наносов. В 2007 г. в р. Зея содержание взвешенных веществ не превышало 6,0 мг/дм3, в притоках – 3,5 мг/дм3. В 2008 г. в притоках эти значения увеличились до 11,0 мг/дм3.Исключение составляет р. Селемджа, где в верховьях реки ведется золотодобыча. Содержание взвешенных веществ в ней было самым высоким из всех обследованных рек – 7,6 мг/дм3 в 2007 г. и 82,5 мг/дм3 в 2008 г. Влияние р. Селемджа прослеживается и в основной реке ниже с. Мазаново, где содержание взвешенных веществ в левобережной части русла и на фарватере в 2008 г. составило 31,7 и 36,7 мг/дм3 соответственно, при среднем значении 17,6 мг/дм3. Повышенное содержание взвешенных веществ наблюдается в устьях рек, где ведется золотодобыча (табл. 2–5).

Цветность воды при повышенной водности в 2007 г. в р. Зея составила 1000 Pt-Co шкалы, почти не изменяясь по продольному профилю и 750 в 2008 г., незначительно понижаясь вниз по течению. В притоках заболоченных водосборов реках Деп, Селемджа и Граматуха цветность воды была сравнима с цветностью в р. Зея, но, если в первых двух ее величина не зависела от водного стока, то в р. Граматуха цветность возрастала с понижением уровня воды, то есть в данном случае определенную роль играли внутриводоемные процессы. В правобережных притоках рек Тыгда, Ту цветность возрастала до 700 при повышенных уровнях воды в 2007 г. и снижалась до 300 в условиях низкой водности.

Таблица 1. Сравнительная характеристика химического состава воды р. Зея и ее основных притоков на участке от с. Мазаново до устья р. Деп в условиях повышенной водности в сентябре 2007 г.

р. Зея, с. Мазаново