Водний режим
Вступаючи в Прикаспийскую низовина, Волга віддає частину стоку в р. Ахтубу, яка в подальшому супроводжує Волзі, облямований зі сходу загальну Волго-Ахтубінськ заплаві обох річок.
У 46 км на північ від Астрахані річка відокремлює потужний рукав Бузан, який іде в східному напрямку і приймає в себе води Ахтуби. Місце його відділення і є вершиною сучасної дельти Волги. Район від витоку Бузана до умовної лінії Астрахань - Червоний Яр є перехідним від Волго-Ахтубінськ заплави до дельті. Для заплави характерні стариці і русла, що наповнюються водою лише під час повені, але не мають стоку в море.
Східна і західна межі дельти визначаються межею поширення відповідно східних і західних ильменей, за якими далі простягаються напівпустельні і степові рівнини Прикаспійської низовини. Східні ильмени зберегли сліди більшою, ніж тепер, проточности. Південною межею підводної частини дельти є «звалювання глибин», що має ухил дна порядку 0,25 м / км, що знаходиться в даний час в 40 -50 км від її морського краю і є межею поширення вищої водної рослинності.
Нижче вершини дельти річка починає ділитися на рукава довжиною по 80-120 км, у тому числі головні: Болда, Камизяк (Кізань), Стара Волга і Бахтемір. Початок поділу на рукава збігається зі вступом річки в область поширення Беровскіх горбів. Рукава дельти лавірують між пагорбами, дробляться на менші протоки і єрики і утворюють масу озерно-проточних подоемов, іменованих тут ільменіт.
Дельта представляє собою велику низинну рівнину, рівномірно знижується до Каспію (від 3-4-метрової висоти над рівнем річки у Астрахані), з підносяться над нею Беровскімі буграми, пересічену вкрай складною системою річковий та озерної мережі (рис. 1). З головних рукавів дельти перше місце по стоку і по судноплавному значенні належить рукаву Бахтемнру. Він починається в 18 км нижче Астрахані в результаті поділу тут Волги на Бахтемір, що прямує в південно-західному напрямку, і Стару Волгу, що йде на південний схід. Судноплавним виходом Бахтемір в море служить здійснена землечерпання, розпочатим з 1884 р штучна проріз по передгирлової узмор'ю - Волго-Каспійський канал. Рукав Стара Волга мілководний і до виходу в море дробиться на цілий ряд ще більш дрібних проток. Камизякський рукав починається в 10 км нижче Астрахані відділяється від Волги протокою Кізань з глибинами порядку декількох метрів, різко зменшуються до виходу на морське узбережжя. Бєлінський рукав починається в 2 км вище Астрахані витоком рукавів Крива Болда і Пряма Болда.
Великі рукава зберігають значну ширину і глибину на перших двох десятках кілометрів свого шляху від витоку, а потім починають дробитися спочатку на невелике число, а з наближенням до морського краю на настільки величезне число проток, що число їх усть (не рахуючи коротких і малих) в середньому 3 гирла на 1 км краю. Широкі рукава мають зазвичай коритоподібні, а вузькі - трикутне живий перетин. У широких рукавах донний рельєф такий же, як взагалі в річках, т. Е. Являє собою звивисту смугу великих глибин між піщаними прибережними побічних; деяким відмінністю від звичайних річок є значно більша витягнутість цих побічних, т. е. менша звивистість стрижня. З наближенням до гирла живий перетин цих рукавів зменшується (разом зі зменшенням витрат води) і приймає трикутну форму, а після виходу на узбережжі швидко втрачає глибини, відповідно до зменшення витрат води. Для місць розгалужень характерно переуглубленіе.
Малі рукава - протоки зазвичай вельми звивисті. Їх вигину мають П-образне вугласте обрис в плані і утворені часто не стільки розвитком піщаних побічних і розмивом вогнутостей, скільки прічлененія суміжних проток (при проривах) одночасно з відмиранням окремих ділянок русел (замулюються, заростають).
Для всіх рукавів характерно, з наближенням до усть, поява крутих, іноді стрімких берегів. Це - наслідок врізання русел їх низин за період падіння рівня Каспію. Нарешті, вельми характерною рисою багатьох рукавів середнього розміру є наявність так званих «зимувальних ям». Ця назва дано рибалками з тієї причини, що в ямах, дійсно, зимують, занурюючись в сплячку, сазан і лящ. Ями мають глибини порядку 6-10 м, довжини 50-200 метрів. Вони різко збільшують живий перетин річки і в більшості випадків досить постійні за своїм рельєфу. Ями мають різне походження. Частково - це вимоїни у увігнутих берегів, при сприятливих для розмиву грунтах. Найчастіше - це результат сильного розмиву в Бороздіна перед морським краєм - на спаді нагонов, при проривах заторів і в високі повені.
Озера дельти називаються ільменіт. Вони поділяються на: 1) морські або Култучного, отшнуроваться від морського узбережжя, 2) межбугровие, «Підстепному» (між буграми Бера), 3) річкові стариці.
Волзький стік безпосередньо перед вступом в вершину дельти розподіляється по-різному в межень і під час повені.
Минулий по корінному руслу стік розподіляється послідовно між системами головних рукавів, причому до 30-х років XX ст. в середньому 60%, а під час повені 70% його йшло в Ахтубу, зрозумію, Бузан і Болд (Бєлінський), т. е. на південний схід, залишаючи для рукавів, що йдуть в південно-західному направленіп (Бахтемір, Камизяк, Стара Волга ), в середньому 40%, а під час повені 30% свого об'єму. Одночасно на цьому напрямку спостерігається значний перерозподіл стоку по рукавах.
Рис.4. Зміни стоку в західній частині р. Волги за 1850-1950гг.
Набагато складніше отримати судження по східній частині дельти, мало освітленій гідрометричних. До падіння рівня Каспію сюди прямувало в межень 60%, під час повені 70% стоку Волги. Здається, значний стік тут склався в століття, що передували сучасному, коли Бузан і ряд інших рукавів впадали в затоку Синє Морцо. Зважаючи на відносно меншої довжини вони мали великі ухили, ніж південно-західні рукава, і добре розроблені русла. У міру обміління цієї затоки і подовження рукавів, вони піддавалися все більш сильному впливу нагінних вітрів, майже протилежних їх течією. Різке, набагато більше, ніж на заході дельти, збільшення швидкостей при спаді нагінних вод створювало поглиблення гирлових ділянок, що компенсувало відбувалося з подовженням рукавів зменшення ухилу і зберігало в них значний стік. Однак з початком зменшення стоку Волги і сучасним падінням рівня Каспію, ці обставини, що сприяли стоку на схід, змінилися. Тут більше обмелевало море завдяки збільшеній еолової заносимості з осушуваних на сході прибрежий.
Ерозія в низов'ях східних рукавів не встигає за їх швидким подовженням; різко зросла їх дроблення, підвищуючи гідравлічні опору. Сток південно-східних рукавів в останнє десятиліття отримав відносне зменшення. Ці гідрологічні зміни відбувалися на тлі, ймовірно, триваючого тектонічного підняття поблизу східних ильменей, що за досить тривалий період також може вплинути на зниження стоку.
Середній водний стік Волги дорівнює 255,0 км 3 / рік, а твердий стік - 25,5 млн. Тонн.
Твердий стік в дельті розподіляється між головними рукавами приблизно пропорційно їх витратам. Середньорічна каламутність води нижче Астрахані при нормі стоку становить 70 г / м 3. середня під час повені 200 г / м 3. а найбільша 400 - 700 г / м 3. На каламутність вод узмор'я впливає винос суспензій річок і хвилювання, взмучивают грунти дна. В середньому річному виведення каламутність складає близько 50 г / м 3. під час повені 100 г / м 3; найбільші значення її близько 500 г / куб, метр.
Від вершини дельти до звалювання глибин спостерігається зменшення вмісту фракції> 0,25 мм і збільшення фракції 0,25 - 0,05 мм, які в сумі дають 80 - 95% складу грунту і визначають середньозважений діаметр частинок руслових відкладень в 0,15 мм ( при dcp суспензій в 0,07 мм).
Падіння рівня Каспію і зменшення стоку Волги позначилися на відмітках водного дзеркала в дельтових рукавах. Середній річний рівень у Астрахані знизився на півметра, причому на повінь і зиму падає зниження 0,4 м, а на іншу частину року значно більше. Морський край дельти зрушився на узбережжі на 30-40 км, причому в цій смузі «нової дельти» і зосередилося основне падіння рівня (близько 1,5 м), створивши значне підвищення ухилів, зростання швидкостей і освіту руслових Бороздін.
Ухили в великих рукавах дельти з падінням рівня моря не змінилися для періодів повеней, залишаючись в середньому на значенні 0,03 ‰. а для періодів меженних низьких горизонтів зросли головним чином за рахунок зменшення впливу нагонов.
Життя дельти протягом року тісно пов'язана з рівнем води.
Весна, що насувається з південного заходу, викликає танення льоду (місцевий термін «розпалений») в рукавах і на узмор'ї. Напівзруйнований лід частково виноситься на морське узбережжя. В період високого водопілля дельта звертається майже в суцільне озеро, на якому як архіпелаг островів, підносяться горби Бера, а вздовж великих рукавів тягнуться, подібно алеях, стовбури напівзатоплених верб. Висота повені над середнім меженний рівнем в вершині дельти близько 3 м і знижується до її морському краю до 0,1 0,2 м, створюючи, таким чином, ухил 0,02 ‰. При високих повенях, повторюваних приблизно десять раз на століття, ці висоти збільшуються відповідно до 4 м в вершині і 0,4 м на морському краї. При звичайних повенях ухил поверхні води однаковий по всій дельті, але при високих повенях він, будучи дорівнює 0,04 ‰ в середній частині дельти, збільшується до 0,06-0,08 ‰ в її приморській частині, де тому різко зростають швидкості і щодо посилюється розмив русел. Дробленню рукавів від вершини до морського краю супроводжують зменшення їх середніх глибин і загальне розширення водного дзеркала дельти. Так, наприклад, в 1934 р в день з витратою Q = 26 000 куб. м / сек, при початковій ширині річки вище Бузана b = 1-2 км і середній глибині h = 12 м, Vср = 1,0 м / сек; сумарна ширина всіх русел морського краю становила близько 35 км (20% всієї ширини дельти з морського краю), hср = 1,1 м, Vср = 0,7 м / сек. Це - усереднені величини швидкостей. Насправді на вихідних частинах рукавів, проток і єриків деякий час під час повені є порівняно короткі (1-3 км) ділянки з ще більш підвищеними ухилами і швидкостями, на яких і зосереджується ерозія.
Разом з весняним підйомом рівня починається заливання заплав. Спочатку з'являються вийшли на денну поверхню грунтові води, потім каламутні води численних єриків; змикання заплавній і річковий поверхонь води відбувається майже скрізь без переливу річкових вод через прируслові вали. Однак у високі повені такий перелив відбувається. У зоні валів має місце досить швидкий перехід від річкових швидкостей до заплавних. Так, якщо річкові швидкості на стрижні близько 1 м / сек, то вони зменшуються до берегів до 0,5 м / сек і тут швидко переходять в заплавні, порядку 0,05-0,10 м / сек. Відбуваються при цьому завихрення сприяють осадженню суспензій на прируслових валах. Це ж осадження йде і на заплаві, причому тим інтенсивніше, чим густіше рослинний покрив. У очеретяної зоні осідають все суспензії заплавних вод, в той час як суспензії, несомих потоками в руслах, йдуть на морське узбережжя. З початку спаду, коли рівні в протоках знизяться до гребеня прируслових валів, випаровування і інфільтрація в грунт місцями знижують поіменні рівні нижче річкових на 0,10-0,20 метра. Цей градієнт рівнів все більш зростає, що підсилює фільтрацію річкових вод у водоносні підземні горизонти заплав. Дзеркало грунтових вод в кінці межені встановлюється нижче денної поверхні островів на 4 - 2 м в заливається північно-західній і центральній частинах дельти, на 2 - 1 м в приморській зоні і на 1,5 м в зоні Підстепна ильменей. За 1930-1940 рр. дзеркало ґрунтових вод значно знизився як на островах, що вийшли з щорічного затоплення, так і в приморській зоні.
Вплив Каспію на водний режим гирлової області називається насамперед в сгонно-нагінних явищах.
Велика протяжність мілководного морського узбережжя Волги створює досить сприятливі умови для розвитку значних величин сгонно-нагінних коливань рівної поверхні. Лінія північно-північний схід - південь-південь-захід є нейтральною, вітри зі сходу від неї зганяння, а з заходу згінні; найбільші вітрові зміни рівня відбуваються при вітрах, що дмуть по нормалі до цієї лінії.
При нагоні внаслідок неоднаковості глибин і векторів вітру на великій площі морського узбережжя його водна поверхня отримує складний, мінливий у часі рельєф.
Б. А. Аполло (1928) дає характеристику нагона для 1920- 1925 рр. Спочатку виникає пологий водний вал, оперізуючий півкільцем берег, починаючи від Каспійська. У Каспійська, таким чином, створюється найбільше підвищення рівня. В цей час з навітряного боку насувається другий пологий вал, що поширюється в пониззя дельтових рукавів. Тривалий нагон встановлює, врешті-решт, за рахунок водних мас, що переміщуються в наганяння хвилі, і підперті стоку річки майже горизонтальну поверхню від звалювання глибин до морського краю дельти і в низов'ях рукавів: при цьому підйом рівня звичайний в межах 0,5-1, 0 м, але доходить і до 2,4 метра. Оскільки значні нагону найбільш часті глибокої осені, коли води узмор'я внаслідок великої солоності і менших температур мають велику щільність, ніж води річки, то вони входять в рукава дельти по дну.
При зганяннях найбільше падіння рівня відбувалося у свала глибин (до 2,4 м); в вихідних ділянках рукавів воно в 3-4 рази менше; таким чином, на узбережжі створювалося при цьому різке збільшення ухилів водної поверхні, що викликає посилення течій і розмиви в руслових Бороздіна.
Перш нагону позначалися на рівні трохи вище Астрахані, а тепер не доходять до неї кілометрів на 50. Це - наслідок падіння рівня Каспію.
І.В. Самойлов. Гирла річок. М. Географгиз. 1952 р