Меню Закрыть

Воднобалансовая станция


В состав Управления в пределах Московской области входит уникальное наблюдательное подразделение – воднобалансовая станция Подмосковная. Всего на данный момент в России действует 5 подобных подразделений, 3 из которых – в пределах европейской территории страны.

История станции

Подмосковная воднобалансовая станция (бывш. стоковая станция Большое Сареево (1945 – 1954 гг.) и Подмосковная стоковая станция (1955 – 1968 гг.)), была организована в 1946 году в соответствии с общим планом развития сети стоковых станций в СССР. Летом 1945 г. Главным управлением гидрометеорологической службы Красной Армии была организована специальная комиссия во главе Б.В. Поляковым, основной задачей которой был выбора места для стоковой станции вблизи Москвы. По результатам обследования Б.В. Поляков составил записку «Соображения о выборе места для стоковой станции вблизи Москва», в которой отметил, что бассейн р. Медвенка оказался наиболее приемлемым для изучения процессов формирования стока и водного баланса с помощью наблюдений на водосборах, сходных по максимальному числу признаков и резко различающихся по одному из них.

И уже с декабря 1945 г. воднобалансовая станция Подмосковная начала свою работу. При создании воднобалансовой станции учитывались две задачи: региональная и общенаучная. В региональном аспекте Подмосковная станция, расположенная в бассейне Москва-реки в 30 км от столицы, предназначалась для изучения процессов формирования стока в условиях южной части лесной зоны европейской территории России. В научном отношении станция должна была накапливать материал для исследования общих закономерностей стока в зависимости от характера поверхности и метеорологических условий. С самого начала организации предполагалось, что станция будет служить опорным пунктом для экспериментальных гидрологических наблюдений Центрального института прогнозов, который в 1947 г. начал проводить на ней экспедиционные исследования.

Поскольку к середине XX века советские гидрологи уже понимали всю сложность многофакторного процесса формирования речного стока, то перед воднобалансовой станцией были поставлены задачи следующих наблюдений:

— за уровенным и стоковым режимами водотоков;
— за метеорологическими параметрами, включая стандартные измерения, актинометрические наблюдения и расширенные на сети осадкомеров;
— за испарением с поверхности почвы, снега и воды;
— за снежным покровом;
— за гидрогеологическим режимом и почвенной влагой;
— за химическим составом атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод; — за стоком речных наносов.

К 1960 г. сток на станции измерялся в 9 створах с площадью водосбора, осадки – на 13 осадкомерных пунктах, уровень грунтовых вод и внутрипочвенной верховодки – в 98 скважинах, промерзание почвы – в 31 пунктах, запасы воды в снеге – на 40 участках и маршрутах. Также в распоряжении ученых и работников оперативной службы были 2 воднобалансовые, 2 почвенно-испарительные площадки и 6 участков для наблюдения за влажностью почвы.

Схема размещения пунктов наблюдений в бассейне р. Медвенки: 1 – гидрометрические сооружения: 1` – р. Медвенка – дер. Лапино, 2` — р. Медвенка – выше устья р. Закзы, 3` — р. Медвенка – ниже устья р. Закзы, 4` — лог Лызлово, 5` — р. Закза, 6` — руч. Власиха, 7` — руч. Душилец, 8` — лог Кулибин, 9` — руч. Прогоны, 10` — лог Полевой, 11` — лог Лесной; 2 – воднобалансовая площадка; 3 – метеорологическая площадка; 4 – осадкомерный пункт; 5 – снегомерный маршрут; 6 – почвенно-испарительная площадка; 7 – участок для наблюдения за влажностью почвы; 8 – пункт наблюдений за промерзанием и оттаиванием почвы; 9 – наблюдательная гидрогеологическая скважина; 10 – водораздельная линия бассейнов рек Медвенки и Закзы; 11 – водораздельная линия частных водосборов; 12 – населенный пункт. Цифры около условных знаком обозначают номер пункта (участка) наблюдений, под которым опубликованы результаты наблюдений (из монографии Субботина А.И. и Дыгало В.С. Экспериментальные гидрологические исследования в бассейне реки Москвы).

По состоянию на конец 1980-х годов, когда на станции проводился наиболее полный комплекс наблюдений, программа работ ПВБС включала производство наблюдений за стоком воды на 7 водосборах с площадями от 0,066 км2 до 21,5 км2, склоновым стоком на 2 воднобалансовых площадках, стоком взвешенных наносов и химическим составом воды на одном створе, химическим составом грунтовых вод в 3 скважинах, метеорологическими элементами и тепловым балансом на одной метеоплощадке, атмосферными осадками в 8 пунктах (в том числе 7 были оборудованы плювиографами), снежным покровом на 22 маршрутах общей протяженностью 17,4 км, испарением с суши (2 площадки), воды и снега, влажностью и влагозапасами почвы на 6 участках, промерзанием и оттаиванием почвы в 21 пункте, уровнями подземных вод и верховодки по 92 скважинам. Помимо этого, на станции проводились специальные эксперименты и наблюдения за просачиванием воды в талую и мерзлую почву. На территории станции также были оборудованы наблюдательные скважины гидрорежимной партии и МГУ им. М.В. Ломоносова.

Результаты многолетних наблюдений легли в основу большого числа трудов советских и российских ученых. Так, наиболее полным и емким трудом по результатам работы воднобалансовой станции Подмосковная стала монография Субботина А.И. и Дыгало В.С. «Экспериментальные гидрологические исследования в бассейне реки Москвы», выпущенная в 1991 году. Она охватила не только весь опыт работы станции на водосборах, но и показала его практическое применение на примере расчетов и прогнозов речного стока и притока воды в водохранилища Москворецкой водной системы.

Многолетние наблюдения за инфильтрацией вод в почву проводились Подмосковной станцией совместно с Гидрометцентром СССР и Почвенным институтом им. В.В. Докучаева различными методами (искусственное дождевание, заливные рамы, почвенные монолиты, лизиметры). Эти наблюдения позволили выявить инфильтрационные свойства почв в разных частях водосбора, а также исследовать природу возникновения внутрипочвенного стока, для изучения которого, был разработан оригинальный проект и построены специальные воднобалансовые площадки в поле и в лесу.

Наблюдения за речными наносами и водной эрозией легли в основу материалов нескольких диссертаций советских и иностранных аспирантов Почвенного института. Вот некоторые из них: Д.У. Джабраилов «Процессы эрозии почв на полях под пашными культурами и меры борьбы с ними в дервново-подзолистой зоне»; М.Г. Мамедов «Эффективность осенней противоэрозионной агротехники на смытых дерново-подзолистых суглинистых почвах при различных гидрометеорологических условиях»; Ши Дэ Мин «О закономерностях в распространении эрозионных процессов на дерново-подзолистых почвах и черноземах и борьба с ними»; Тан Кэ Ли «Противоэрозионная стойкость дерновоподзолистых почв и черноземов и методы ее повышения».

В разные периоды станцией руководили Шевченко Л.Ф., Богоявленский Ю.Н., Дыгало В.С., Гапонов И.Н. Большой вклад в достижение высоких производственных успехов принадлежит рабочему коллективу станции, некоторые из них посвятили свою жизнь работе на станции, а такие работники как Гапонов Иван Николаевич, Свирина Тамара Георгиевна, Петрова Надежда Петровна, Прохорова Любовь Николаевна, награждены медалью «Ветеран труда».

Современное состояние В Подмосковная

Современные цели и задачи воднобалансовой станции Подмосковная не отличаются от исходных. Мониторинг гидрологического режима и изучение процессов формирования стока в условиях южной части лесной зоны европейской территории России продолжается несмотря на современные проблемы.

В 1990 – 2000-х годах количество объектов и программа наблюдений воднобалансовой станции Подмосковная существенно сократилась. Значительные территории в бассейне р. Медвенки были проданы под коттеджную застройку, в результате чего многие объекты наблюдений – малые водосборы с гидростворами, осадкомерными пунктами, снегомерными маршрутами и скважинами подземных вод были частично уничтожены, а частично – стали недоступны для наблюдений. В результате произошедших изменений существенно изменилась программа работ на Подмосковной. Так, по состоянию на начало 2021 года программа работ станции включает в себя наблюдения за:

  • стоком воды на 2-х гидростворах,
  • склоновым стоком на 2-х воднобалансовых площадках (лесной и полевой),
  • стоком взвешенных наносов и химическим составом воды на одном створе,
  • метеорологическими элементами, в том числе с применением автоматизированного метеорологического комплекса (АМК),
  • радиационным и тепловым балансом на метеоплощадке с применением автоматизированного актинометрического комплекса (ААК),
  • атмосферными осадками в 3-х пунктах (в том числе с применением автоматизированного весового осадкомера),
  • снежным покровом на (только в период максимального снегонакопления),
  • испарением с воды и снега на одной площадке,
  • промерзанием и оттаиванием почвы.

В связи с прошедшими переменами в районе расположения станции полностью прекращены наблюдения за такими элементами водного баланса как испарение с поверхности почвы и динамика влаги в подземных водах, изучение которых и по сей день является крайне важной задачей для гидрологического моделирования и прогнозирования наводнений и маловодий. Да и в силу застройки постепенно станция из наблюдений за условно-естественными условиями стала станцией по наблюдению за условиями стока с частично урбанизированных территорий. В частности, такая ситуация наблюдается для стока реки Медвенка, где продолжается активное пригородное строительств, а в 2 км выше гидрологического поста в 2013 году была возведена плотина и каскад прудов.

Местами в районе расположения станции нарушаются требования Водного Кодекса РФ в части водоохранных зон – сооружаются несанкционированные запруды и ограничивается доступ к реке.

В соответствии с современными вызовами на ближайшее время перед Подмосковной станцией стоят задачи не только продолжения наблюдений, но и решение ряда вопросов по другим направлениям. В том числе:

  • возобновление наблюдений за режимом уровней подземных вод на сохранившихся скважинах и испарением с поверхности почвы;
  • уточнение типов землепользования в бассейне р. Медвенки в настоящее время и оценка степени нарушения естественного стока для различных фаз водного режима;
  • продолжение постоянной модернизации оборудования и поддержание существующего в работоспособном состоянии;

возобновление выпуска Ежегодников наблюдений станции в электронной форме в соответствии с рекомендациями «Руководства воднобалансовым станциям». Считаем также необходимым перевести все неопубликованные материалы наблюдений, которые хранятся в архиве ОФДиНТИ в бумажном виде, на электронные носители.

Материалы наблюдений

  1. Горбунов В. Формирование весеннего стока с лесных территорий в условиях южной части лесной зоны (по материалам Подмосковной и Истринской стоковых станций). Труды ЦИП, 1963. Вып. 117. 117 – 129 с.
  2. Дыгало B.C., Распределение снежного покрова на, водосборе реки Медвенки. Труды ЦИП, .1964, вып. 134, с.56-76.
  3. Дыгало В.С. Экспериментальные исследования просачивания в почву для оценки потерь талых и дождевых вод на Подмосковной воднобалансовой станции // Труды ЦВГМО, 1973, Вып. 2. С. 13-30.
  4. Змиева Е.С. Прогноз весеннего стока на водосборах Подмосковной стоковой станции. Труды Гидрометцентра СССР, 1969. Вып. 55. 37 – 64 с.
  5. Субботин А.И. Особенности формирования весеннего стока в бассейнах с подзолистыми суглинистыми почвами. Труды ЦИП, 1959. Вып. 82. 3 – 58 с.
  6. Субботин А.И., Дыгало В.С., Гапонов И.Н. Опыт работы Подмосковной воднобалансовой станции. М.: Гидрометеоиздат, 1982.
  7. Субботин А.И., Дыгало B.C. Экспериментальные гидрологические исследования в бассейне р.Москвы.-М.: Гидрометеоиздат, 1991.
  8. Субботин А.И., Змиева Е.С., Нежевенко В.Л., Мамай И.И. Ландшафтно-гидрологический принцип изучения стока. В кн.: Ландшафтный сборник, М.: Изд-во МГУ, 1973