Почему река Тонлесап меняет направление течения: гидрологический анализ

Гидрологическая система Нижнего Меконга включает в себя специфический комплекс водных объектов, взаимодействие между которыми определяет сельскохозяйственный и экологический циклы региона. Ключевым элементом этой структуры выступает река Тонлесап, соединяющая одноименное озеро с главным руслом Меконга в районе Пномпеня (узловая точка Чактомук). Главной особенностью данной гидросистемы является регулярное изменение вектора движения водных масс дважды в год, что обусловлено сезонными колебаниями уровней воды, особенностями рельефа равнинной части страны и муссонным климатом.

Морфометрические и гидрографические характеристики бассейна

Для детального понимания происходящих процессов необходимо рассмотреть физические параметры задействованных гидрологических объектов. Река Меконг относится к крупнейшим трансграничным артериям Азии. Ее общая протяженность составляет 4880 километров, а площадь водосборного бассейна превышает 812 тысяч квадратных километров.

Озеро Тонлесап является самым крупным пресноводным водоемом на Индокитайском полуострове. Многолетние статистические наблюдения фиксируют следующие средние параметры этого объекта:

• Среднегодовой уровень поверхности воды: 4,64 метра (относительно национального датума высот M.S.L. Hatein);
• Средняя площадь водного зеркала: 6177 квадратных километров;
• Средний постоянный объем водной массы: 15,1 кубических километров.

Однако из-за муссонного климата эти показатели подвержены сильным сезонным колебаниям. В засушливый период (с ноября по май) площадь зеркала озера сокращается до 2500-3000 квадратных километров, а глубина в среднем не превышает 1-2 метров. В сезон муссонных дождей (с июня по октябрь) площадь зеркала возрастает до 10000-25000 квадратных километров, существенно затапливая прилегающие низменности.

Гидродинамическая модель обратного течения

Изменение направления движения воды в соединительном канале происходит под воздействием разности гидростатического давления между руслом Меконга и акваторией озера. В отличие от большинства притоков, река Тонлесап протекает по ровной аллювиальной равнине с минимальным уклоном русла, что делает ее чувствительной к внешним колебаниям уровней воды.

Механизм весенне-летнего разворота (прямой сток в озеро)

В конце мая или июне муссонные ветры приносят обильные осадки в бассейн Меконга, что совпадает по времени с интенсивным таянием снегов в высокогорных истоках реки в Центральной Азии. В результате объем стока в основном русле Меконга увеличивается примерно в четыре раза по сравнению с зимними показателями.

Поскольку пропускная способность русла Меконга в его нижнем течении ограничена, избыточная масса воды вызывает резкий подъем уровня. Когда отметка уровня воды в точке слияния у Пномпеня превышает уровень воды в озере Тонлесап, возникает положительный гидравлический градиент, направленный в сторону озера. Водный поток Меконга преодолевает естественное сопротивление и начинает двигаться вспять по руслу соединительной реки, заполняя озерную котловину.

Согласно многолетним статистическим данным гидрологов, этот процесс характеризуется следующими расчетными величинами:

• Средняя продолжительность реверсивного фазового течения составляет 122 дня в году.
• Средний многолетний объем обратного стока, поступающего в озеро, оценивается в 37,7 миллиарда кубических метров.
• Средний расход воды в пиковый период гидрологического пульса достигает 8402 кубических метров в секунду.
• Максимальная интенсивность обратного наполнения фиксируется в августе. На этот месяц приходится до 43% от общего годового объема обратного стока, что составляет около 17,7% от суммарного расхода воды в самом Меконге за указанный период.

Механизм осеннего разворота (дренаж озера)

В ноябре, после прекращения муссонных ливней, объем поступающей воды в бассейне Меконга падает, и уровень воды в его магистральном русле начинает быстро снижаться. В то же время озеро Тонлесап оказывается максимально заполненным. Гидравлический градиент меняет знак: теперь уровень воды в озере превышает уровень воды в Меконге. Река Тонлесап восстанавливает свое стандартное направление течения, и накопленные за сезон дождей водные массы начинают дренироваться обратно в Меконг и далее в общую дельту, уходящую к Южно-Китайскому морю.

Второстепенные факторы: влияние приливных явлений

Научные исследования фиксируют, что на начальном этапе изменения направления течения (в период с мая по июнь) определенное влияние могут оказывать приливные колебания Южно-Китайского моря. Средняя амплитуда приливов в этой зоне составляет менее 0,2 метра. Этого достаточно для возникновения кратковременных возвратных течений в моменты, когда разность уровней между озерной станцией Кампонглуонг и портом Пномпеня минимальна. По данным наблюдений за период с 1999 по 2011 год, такое явление фиксировалось суммарно в течение 34 дней за 10 лет. При этом средняя разность уровней составляла всего 0,05 метра, а средний объем приливного обратного потока ограничивался 147 кубическими метрами в секунду.

Долгосрочные трансформации гидрологического режима

Анализ исторических данных за шестидесятилетний период (с 1960 по 2019 год) указывает на снижение интенсивности гидрологического пульса в камбоджийской пойме. Среднегодовой объем обратного течения из Меконга в озеро снизился на 56,5%: если в период 1962-1972 годов он составлял в среднем 48,7 кубических километров, то в период 2010-2018 годов этот показатель упал до 31,7 кубических километров.

Следствием этих изменений стали следующие зафиксированные параметры:

1. Снижение уровня воды: В период 2010-2019 годов средний уровень воды в озере Тонлесап в сезон дождей упал на 1,05 метра по сравнению с периодом 1996-2009 годов.
2. Сокращение площади зеркала: Максимальная площадь затопления озера уменьшилась на 20,6%. На гидрологической станции Прек-Кдам падение максимального уровня воды в паводковый период достигло 0,79 метра относительно базовых значений 1960-1991 годов.
3. Сокращение длительности паводка: Период высокой воды сократился на 26 дней на станции Кампонгтям и на 40 дней в районе Чактомук. Паводковый сезон стал начинаться позже и завершаться значительно раньше первоначальных климатических норм.

Причины долгосрочных изменений

Гидрологи связывают данную тенденцию не только со строительством вышестоящих плотин и гидроэлектростанций, регулирующих сток. Важную роль играют локальные антропогенные факторы непосредственно в камбоджийской части бассейна. К ним относятся забор воды для ирригационных нужд, масштабы которого оцениваются в 2,1 +- 0,3 кубических километров в год, а также углубление речного дна.

Эрозия русла и понижение его отметки усугубляются интенсивной добычей строительного песка и общим снижением объемов речных наносов, поступающих сверху по течению. Это меняет пороговые гидродинамические условия, требуемые для полноценного разворота водного потока в озерную систему, сокращая объемы заполнения водоема.