Каспийский филиал Морской государственной академии им. адм. Ф.Ф. Ушакова (Астрахань), Астраханский государственный технический университет

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2008 год, Том 5, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

     На всём протяжении извилистого и мелководного Волго – Каспийского канала (ВКК) (длина – 188 км, гарантированная глубина – 4,5м) от нулевого буя в районе пригорода Астрахани Стрелецкое до впадения правого рукава Волги - Бахтемира в Каспийское море расположено значительное количество портов и портовых комплексов, образующих Астраханский водно – транспортный узел.. В перспективе ВКК – основа транспортного пути «Север-Юг»[1] .
     В Астрахани находится центральный речной грузовой порт, морской рыбный порт, морской порт, а также значительное количество предприятий судостроения и судоремонта. В настоящее время эти предприятия, возникшие на базе предприятий государственной формы собственности и прошедшие акционирование, оказались раздробленными, выделившись по нескольку, из одного базового предприятия, однако  в них осталось значительное количество подъёмно – транспортного оборудования. Все эти предприятия помимо этого оборудования имеют также гидротехнические сооружения, включая причальные стенки, построенные, в основном, в советское время. Ниже по течению судоходного рукава Бахтемир расположен судостроительный завод ОАО «Красные Баррикады», также располагающий большим технологическим потенциалом. На юге Астраханской области, на правом берегу Бахтемира расположен ОАО «Морской торговый порт Оля», являющийся южным аванпортом России на Каспии. Работы по его строительству начались с начала 1990–х годов и строительство продолжается до сих пор. Это самый современный и молодой морской порт на юге России. Минимальная гарантированная глубина в порту Оля составляет 4,5м. На выходе из эстуария в Каспийское море расположен Астраханский морской рейд, где с глубокосидящих морских судов осуществляется перегрузка на мелкосидящие речные суда. На побережье и в акватории Северного Каспия ведётся интенсивная разведка и освоение нефтегазовых месторождений. На всём протяжении Волго-Каспийского канала также расположены мелкие рыбодобывающие и рыбоперерабатывающие предприятия, а также паромные переправы и речные пристани местного значения, имеющие гидротехнические сооружения и подъёмно-транспортное оборудование.
     Дельте р. Волги свойственна необычно сложная и изменчивая гидрографическая сеть, представленная системой водотоков и водоемов.                                                    
     Система Старой Волги включает водотоки Старая Волга – Каныча – Иванчуг – Гандуринский банк – Гандуринский канал; Старая Волга – Биртюль. Русловая сеть системы Бахтемира довольно редкая. Продолжением Бахтемира на устьевом взморье служит Волго-Каспийский канал  – главный судоходный выход из Волги в Каспийское море. Рукав Бахтемир, начинающийся ниже ответвления от реки рукава Старая Волга, служит продолжением Волги и является, поэтому главным рукавом всей дельты.  Северный Каспий – специфический район, отличающийся малыми глубинами, значительной изменчивостью гидрологических характеристик, сильным влиянием речного стока, развитием ледовых процессов. Стояние высокого уровня воды зимой при наличии ледяного покрова и в периоды ледоходов – явление крайне нежелательное для многих отраслей народного хозяйства. Благодаря этим особенностям гидрологические условия северного Каспия оказывают существенное влияние на работу водного транспорта.[2]. Каспийское море считается одним из наиболее штормовых морей мира. По данным многолетних натурных наблюдений в Каспийском море высоты волн до 6м наблюдаются ежегодно, а более 10м – примерно 1 раз в 5-10 лет.  Наибольшим разгоном и скоростями обладают ветры северных и южных направлений.    
  В Волго-Каспийском регионе могут возникать смерчи. Максимальная скорость ветра может достигать 30-40 м/с и более. Смерч возникает как правило на холод¬ном фронте на границе обильных дождей. Ущерб от смерчей может быть огромен, затрагивая все отрасли народного хозяйства, в том числе и инфраструктуру водного транспорта.
       Как правило, продолжительность шквалов и смерчей по одному пункту составляет от 5 до 40 минут, Большинство отмеченных метео¬станциями шквалов возникают в период с мая по сентябрь после полудня, с 14 до 18 часов.
      Судя по разрушениям, можно утверждать, что скорость ветра при шквалах, смерчах значительно пре¬вышает 40 м/с.
     На Северном Каспии смерчи небольших размеров наблюдаются почти ежегодно.
     По многолетним наблюдениям Астраханского областного центра по гидрометеорологии за прошедшие 25 лет на территории Астраханской области шквалы и смерчи отмечались в мае (39,4%) случаев, в июне (21,3%) случаев, в июле в (15,3%) случаев, в августе, и сентябре  по 12,0%  случаев.
     Шквалы и смерчи чаще всего, в 51,5% случаев, возникают на хо¬лодных фронтах, в 22,2% случаев на теплых фронтах, при внутримассовых процессах в 18,2% случаев, на фронтах окк¬люзии в 9,1% случаев.
     По условиям развития и характеру волнения Северный Каспий можно разделить на две части: восточную, представляющую собой мелководный водоем с наибольшими глубинами в ее центральной части (Гурьевская бороздина), и западную, напоминающую широкий залив, который на севере переходит в мелководное предустьевое взморье Волги. В соответствии с особенностями ветрового режима зимой на Северном Каспии преобладает волнение восточных направлений. При этом в северо восточной части Каспия (при наличии открытой воды) высота волн не превышает 1метра, что является благоприятным фактором для судов смешанного «река – море» плавания. Величина сгонно-нагонных колебаний уровня в Северном Каспии может достигать 5м. По¬скольку глубина моря здесь того же порядка, что и величина колебаний уровня, а уклоны дна и по¬бережий очень малы, при нагонах происходит за¬топление значительных территорий, прилегаю¬щих к побережью, а при сгонах вода уходит на многие километры от берега, обнажая плоское морское дно. Нагоны очень опасны и могут привести к катастрофическим последствиям для водного транспорта. Возникновение сгонных явлений обусловлено едиными для нагонов и сгонов гидрометеороло¬гическими процессами, происходящими на аква¬тории северной части Каспийского моря и приводящими к перекосу (денивеляции) его уровня, поэтому возникают они, как правило, одновременно, но в противоположных частях акватории и побережья Северного Каспия. На величину сгонов больше всего влияют ве¬тер и глубина моря, а также протяженность мел¬ководий, конфигурация береговой черты и рель¬еф дна. На Северном Каспии имеются все усло¬вия для их развития[5].  Значительные сгоны приводят к обмелению морской части Волго-Каспийского судоходного канала, в результате чего затрудняется или вовсе прекращается судоходство в этом районе. Стано¬вится непроходимым для судов Кулалинский по¬рог, отделяющий восточную часть Северного Ка¬спия от западной. Вдоль всего побережья Север¬ного Каспия, а также на устьевом взморье Волги при сгонах образуются осушки, ширина которых может достигать 10, а в некоторых случаях 40км.  Значительные сгоны на Северном Каспии изу¬чены плохо из-за чрезвычайно отмелых берегов с малыми уклонами дна.
     Объёмные (вековые) колебания уровня Каспийского моря также оказывают отрицательное воздействие на экономику, экологию и социальную сферу всего Астраханского водно-транспортного комплекса.
     Глубины в северной части моря не превышают 20 метров. Это никак не соответствует необходимым условиям зарождения гигантской волны - цунами. Тем не менее, более «скромные» по масштабу цунами на Каспии случаются, и иногда оборачиваются трагическими последствиями.   К вероятным зонам зарождения каспийских цунами можно отнести те участки моря, где особенно высока сейсмическая активность. На сегодняшний день на Каспии известны семь зон повышенной сейсмичности, и самая крупная из них совпадает с крайним восточным участком Терско-Каспийского глубинного разлома. Именно там чаще всего повторяются сильные землетрясения. Меньшая по площади зона располагается в пределах Апшеронского порога. Ледовые явления на устьевом взморье оказывают огромное влияние на устьевые гидролого-морфологические процессы. Установление ледяного покрова уменьшает и даже прекращает воздействие на эти процессы сгонов и нагонов, ветрового течения и волнения. Это вносит ряд существенных изменений в гидрологический и гидрохимический режимы взморья, создает своеобразие  взаимодействия речных и морских вод. Лед изолирует воды взморья от основного источника энергии, обусловливающего здесь динамические процессы, - от действия ветра, поэтому в этот период резко возрастает относительная роль речного стока в гидрологических процессах на взморье. Особенно значительна роль ледовых явлений (декабрь-март), в пропуске волжских вод по каналам через отмелую зону взморья при низких уровнях моря (ниже минус 28,5 м. БС), когда лед резко сокращает площадь живого сечения отмелой зоны и уменьшает скорость стокового течения на забровочных акваториях. В районах зоны с малыми глубинами лед ложился на грунт, почти полностью перекрывая движение волжских вод, вследствие чего резко увеличивались скорости стокового течения в каналах и бороздинах взморья. В этот период обычно на морских участках каналов происходил размыв грунтов их ложа.
     После зарегулирования стока Волги (с 1956г.), расходы воды, поступающей в отмелую зону в ледовый период, увеличились почти в 2 раза, что, соответственно, увеличило скорости стокового течения, особенно в каналах и бороздинах этой зоны.    
     Каспийское море относится к ледовитым морям с сезонным ледяным покровом и отличается большой пространственно-временной неоднородностью развития ледовых процессов. Как правило, льдом покрывается только мелководная северная часть моря. Продолжительность ледового периода зависит от суровости конкретной зимы и составляет: в мягкие зимы от 20 дней на юго-западе до 110 дней – на северо-востоке, в умеренные зимы от 60 до 140 дней, в суровые от 100 до 170 дней соответственно[4]. Наличие ледяного покрова в море оказывает существенное влияние на характер и интенсивность гидрологических процессов. Являясь серьезным естественным препятствием, каспийский лед очень затрудняет выполнение исследовательских работ по изучению особенностей зимних гидрологических процессов. В связи с этим, в настоящее время гидрологические процессы в Северном Каспии в зимний период изучены значительно слабее аналогичных процессов в навигационный период. Существует парадоксальная ситуация: среднегодовые значения многих элементов гидрологического режима Северного Каспия (волнения, течений, солености и др.) подсчитываются только за навигационный период, т.е. с апреля по октябрь-ноябрь. Четыре-пять зимних месяцев просто выпадают из расчетов из-за отсутствия данных, хотя именно в этот период происходят значительные изменения их характеристик. Кроме того, и сам лед под воздействием ветра, течений, волнения и колебаний уровня находится в постоянном и сложном движении[3]. Ледяной покров дрейфует и торосится, взламывается и сплачивается. Помимо чисто научного интереса исследования гидрологических процессов в Северном Каспии в зимний период имеют и большое практическое значение. В зимний период 2007-2008г.г. навигационная обстановка из-за сильных морозов значительно осложнилась. Данные по этому периоду ещё не вполне готовы из-за продолжающейся до сих пор навигации в зимних условиях с привлечением ледокольного флота. Однако уже сейчас видно, что все перечисленные особенности только осложнятся.
     В настоящее время Каспийское море стало зоной взаимных интересов прикаспийских государств – России, Казахстана, Азербайджана, Туркменистана и Ирана. Перевод части кораблей Краснознаменной Каспийской флотилии и бригады пограничных кораблей в Астрахань остро поставил вопрос о круглогодичной навигации на участке Астрахань - Северный Каспий. Разработано технико-экономическое обоснование и ведется строительство морского порта в дельте Волги (район с. Оля) (см. рис. генерального плана порта Оля). Ведется интенсивная разведка и освоение нефтегазовых месторождений на побережье и акватории Северного Каспия. Осуществление этих, и многих других важных проектов и мероприятий окажется невозможным, если не будут учитываться особенности гидрологических процессов в Северном Каспии в зимний период. Для целей систематического изучения ледовых процессов на Каспийском море применены данные, полученные с помощью искусственных спутников Земли.
     Организация и проведение зимних гидрологических исследований, как правило, сопряжены с большими техническими трудностями и значительными материальными затратами. Морские экспедиции в этом смысле наиболее сложны ввиду большой удаленности и труднодоступности объекта исследований. Эти причины были и остаются главным сдерживающим фактором в изучении зимних гидрологических процессов в Северном Каспии.
     Впервые в отечественной океанологии подробно исследовано влияние колебаний уровня Каспийского моря на характер ледовых процессов. Исследованы закономерности образования, динамики формирования и развития ледяного покрова в зависимости от зимних гидрологических процессов. Исследованы особенности штормовых нагонов в Северном Каспии в зимний период. Составлено описание и каталог опасных гидрологических явлений, установлены критерии их опасности для морских отраслей народного хозяйства.
     Из приведённых данных можно сделать вывод, что гидрометеорологические факторы  оказывают существенное влияние на деятельность всей инфраструктуры водного транспорта бассейна Каспийского моря, в частности, его северной мелководной части.

Литература:
1.Арманский А.Г., Бухарицин П.И. «Современная характеристика и основные направления реконструкции Волго-Каспийского судоходного канала».  Материалы Первой Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения экосистемы Каспия в условиях освоения нефтегазовых месторождений» (16-18 февраля 2005г. Астрахань) Астрахань, 2005
2.Бухарицин П.И.“Гидрометеорологические факторы, влияющие на навигационную обстановку на акватории Северного Каспия” Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. - №1 (14) /2006. Издательский дом «Астраханский университет», - 2006.
3.Бухарицин П.И.“Особенности ледовых условий на Нижней Волге и Северном Каспии в умеренную зиму 2006 года”. Труды Международной научной конференции «Экстремальные гидрологические события в Арало-Каспийском регионе» (г. Москва, 19-20 октября 2006 г.). М., - 2006.
 4.Бухарицин П.И., Кондратьева Н.Ф., Шишканова Н.В. “Особенности ледовых условий в низовьях Волги и северной части Каспийского моря зимой 2004/2005гг.” Вестник Астраханского государственного технического университета. Специальное приложение к № 5(28)/2005, сентябрь-октябрь. Издательство АГТУ, - 2005.
5.Бухарицин П.И., Мазун А.Л.“Зимние штормовые нагоны на Северном Каспии” Межведомственный сборник Гидрология южных морей (Каспийское море). Выпуск 3-4 (под редакцией д.г.н. Бухарицина П.И.). Астрахань, издательство КаспНИРХ, 2007.