Происхождение озера Балхаш

Рисунок 2.3 Спутниковый снимок устья Каратала

Балхаш лежит в наиболее глубокой части обширной Балхаш-Алакольской котловины, которая образовалась в результате пологого прогиба Туранской плиты в неоген-четвертичное время и впоследствии заполнилась песчаными речными отложениями. Котловина входит в систему разломов Джунгарского Алатау, в которых также расположены озёра Сасыкколь, Алаколь и озеро Эби-Нур (за Джунгарскими воротами). Эти озёра являются остатками древнего Ханхайского моря, некогда занимавшего всю Балхаш-Алакольскую впадину, но не соединявшегося с Арало-Каспийским бассейном.

Площадь озера Балхаш составляет примерно 16,4 тыс. км² (2000 год), являясь самым крупным озером Казахстана. Балхаш лежит на высоте примерно 340 м над уровнем моря, имеет форму полумесяца. Его длина составляет примерно 600 км, ширина изменяется от 9—19 км в восточной части до 74 км в западной. Полуостров Сарыесик, расположенный примерно посередине озера, гидрографически делит его на две сильно отличающиеся части. Западная часть (58 % общей площади озера и 46 % его объёма) относительно мелководная и почти пресная, а восточная имеет бо́льшую глубину и солёную воду. Через формируемый полуостровом пролив Узынарал (казахск. Ұзынарал — «длинный остров») шириной 3,5 км вода из западной части пополняет восточную. Глубина пролива составляет около 6 м.

Рисунок 2.4 Вид на озера Балхаш из космоса

Цифрами обозначены крупнейшие полуострова, острова и заливы:

1. Полуостров Сарыесик, разделяющий озеро на две части, и пролив Узынарал, 2. Полуостров Байгабыл, 3. Полуостров Балай, 4. Полуостров Шаукар, 5. Полуостров Кентубек, 6. Острова Басарал и Ортаарал,7. Остров Тасарал, 8. Залив Шемпек, 9. Залив Сарышаган.

Рисунок 2.5 Спутниковый снимок острова Ултаракты

Котловина озера состоит из нескольких маленьких впадин. В западной части Балхаша имеются две впадины глубиной до 7-11 м — одна из них протянулась с западного побережья от острова Тасарал до мыса Коржынтубек, вторая тянется на юге от залива Бертыс, который является самым глубоким местом западного Балхаша. Глубина впадины восточного Балхаша достигает 16 м, наибольшая глубина всей восточной части — 27 м. Средняя глубина всего озера составляет 5,8 м, общий объём воды — около 112 км³.

Узким мелководным проливом Узун–Арал (узкое место) Балхаш делится на обособленные две части: западную - более обширную, но мелководную, но глубокую (до 11 м), и восточную - меньшую по размерам, но более глубокую. Глубина оз. Балхаш в проливе Узун–Арал не превышает 2,5 м при ширине пролива около 5 км.

Озеро относится к числу бессточных водоемов; приход складывается из притоков рек, среди которых основное значение имеет Или (80% площади водосбора озера), стока поверхностных вод с прибрежной полосы, грунтового питания и сравнительно небольшого количества атмосферных осадков, выпадающих на поверхности озера. Вся поступающая в озеро вода расходуется на испарение.

Западные и северные берега Балхаш – высокие (20-30 м) и скалистые сложены палеозойским породам (порфиры, туфы, граниты, сланцы, известняки) и имеют следы древних террас. Южные берега от залива Карашаган до дельты реки Или низкие (1-2 м) и песчаные, периодически затапливаются в высокую воду (из-за чего испещрены многочисленными мелкими озерами), местами встречаются прибрежные холмы высотой 5-10 м. Береговая линия очень извилиста и расчленена многочисленными заливами и бухтами. Крупные заливы западной части: Сарышаган, Кашкантениз, Каракамыс, Шемпек (южная конечность озера ), Балакашкан и Ахметсу. В восточной части выделяют заливы Гузколь, Балыктыколь, Кукун и Карашиган, там же расположены полуострова Байгабыл, Балай, Шаукар и Кентбек и Коржинтобе.

Больших островов на озере мало, Басарал и Тасарал (наиболее крупные), а также Ортаарал, Аякарал, и Олжабекарал расположены в заподной части озера. В восточной части находится остров Озынарал,

Ултаракты и Коржин, а также остров Алгазы. Всего на озере насчитывалось 43 острова общей площадью 66 км², однако со снижением уровня воды образуются новые острова, и площадь уже существующих увеличивается.

Рисунок 2.6 Бассейн озера Балхаш

На карте Балхаш-Алакольского бассейна точками отмечены города с населением более 100 тыс. человек.

Водный баланс Балхаш, по данным Г.Р. Юнусова, может быть представлен в следующем виде.

Объём стока в бассейн озера в 2000 году составил 22,51 км³, из них:

приток поверхностных вод — 18,51 км³, подземных — 0,9 км³, через осадки и лёд — 3,1 км³. Расходы за год составили 24,58 км³: на испарение — 16,13 км³, в дельте реки Или — 4,22 км³, ледообразование — 0,749 км³, жилищно-коммунальное хозяйство — 243,97 млн. м³, промышленность — 219,14 млн. м³, сельское хозяйство — 3238,67 млн. м³, рыбное хозяйство — 26,9 млн. м³.

В целом баланс озера Балхаш может быть представлен по отдельным его частям таблицей 2.4.

Таблица 2.4

Водный баланс озера Балхаш

Колебание уровня воды в озере определяется соотношением притока и испарения. Реки Или основного притока оз.Балхаш, которая принадлежит к типу рек с половодьем в теплую половину года, обусловленным таянием высокогорных снегов и ледников. Наибольший приток совпадает с наиболее интенсивным испарением вследствие чего амплитуда колебания уровня воды в озере невелика и за 30 летний период не превышает 2,5 – 2,75 м.

В целом Балхашский бассейн имеет площадь 512 тыс. км², а его суммарный поверхностный сток в средний по водности год составляет 27,76 км³, включая 11,5 км³, поступающие с территории КНР. Площадь водосборного бассейна только озера Балхаш составляет около 413 тыс. км², причём 15 % его территории лежит на северо-западе Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая, и небольшая часть — в Киргизии. Из суммарного стока Балхаш-Алакольского бассейна 86 % приходится на озеро Балхаш, сток реки Или составляет до 12,3 км³/год (по данным БСЭ — около 23 км³ в год). Или, впадающая в восточную часть озера, даёт 73—80 % всего притока воды в озеро. Река начинается в горах Тянь-Шаня и питается, в основном, ледниками, что обуславливает дневные и сезонные колебания уровня воды — период таяния горных ледников приходится на июнь — июль. При впадении в озеро Или образует дельту площадью 8 тыс. км² со множеством проток (Кур-Ли, Ак-Узек, Джиде и другие). Дельта Или играет роль природного регулятора, отдавая в засушливые годы часть накопленной воды озеру. Выше по течению реки, недалеко от посёлка Баканас, от Или справа отходит сухое русло Баканас — один из древних рукавов Или, впадавший в озеро восточнее полуострова Сарыесик.[5]

В восточную часть озера впадают реки Каратал, Аксу, Лепсы, кроме того, озеро подпитывается грунтовыми водами.Берущая начало на склонах Джунгарского Алатау река Каратал является вторым по значимости притоком озера Балхаш. Воды реки Аягуз, питавшие западную часть озера до 1950-х годов, в настоящее время практически не достигают его. Годовая разница в притоках западной и восточной частей озера составляет 1,15 км³.

Площадь и объём озера сильно изменяются в соответствии с долгосрочными колебаниями и краткосрочными флуктуациями уровня воды. Долговременные колебания имеют амплитуду 12-14 м, минимальные значения пришлись на период с V по X век, а максимум уровня воды наблюдался с XIII по XVII век. В начале XX века и в период с 1958 по 1969 год площадь озера увеличивалась до 18-19 тысяч км², а во время засух, например в конце XIX века или в 1930-х и 1940-х годах, озеро сжималось до 15,5-16,3 тысяч км². Амплитуда колебаний уровня воды в озере при этом составляла около 3 м. В 1946 году площадь поверхности озера составляла 15 730 км², а объём — 82,7 км³. В настоящее время озеро находится в стадии уменьшения из-за отвода впадающих в него рек в хозяйственных целях. Так, на реке Или в 1970 году была построена плотина Капчагайской ГЭС, образовавшая Капчагайское водохранилище. При заполнении этого резервуара, водный баланс Балхаша был нарушен, что вызвало ухудшение качества воды, особенно в восточной части озера. С 1970 по 1987 годы уровень воды снизился на 2,2 м, а объём — на 30 км³. Проведённые исследования показали, что если бы естественный режим питания сохранился, то с 1975 по 1986 год наступила бы фаза сокращения озера, то есть антропогенные и природные факторы воздействовали на экосистему озера в одном направлении. Предлагались варианты решения проблемы увеличения засоленности западной части, основывавшиеся на разделении озера плотиной, однако реализация подобных планов была невозможной из-за экономической ситуации в стране.

Минимум уровня воды в озере (абсолютные отметки -340,65 метра над уровнем моря) был зафиксирован в 1987 году после окончания заполнения Капчагайского водохранилища, а в январе 2005 года наблюдалось повышение уровня до 342,5 метра, которое некоторые специалисты связали с большим количеством осадков, выпавших за эти годы.

Рисунок 2.7 Озеро Балхаш весной, 2008 год (фото автора)

Климат в районе озера пустынный. Средняя температура июля составляет около 30°C, января — около −14 °C. Осадков в среднем выпадает 131 мм в год. Относительная влажность воздуха в районе озера составляет примерно 60 %. Ветра, сухой климат и температура приводят к высокой скорости испарения воды — в прохладные годы норма составляет от 950 мм, а в засушливые доходит до 1200 мм. Средняя годовая скорость ветра около 4,5—4,8 м/с, причём в западной части озера ветер дует преимущественно на юг, а в восточной части — на юго-запад. Ветер вызывает на озере сильное волнение (высота волны может достигать 2-3,5 м), в западной части наблюдается постоянное круговое течение, направленное по часовой стрелке.

Число солнечных дней составляет 110—130 в год, энергетическая освещённость — 15,9 МДж на м² в день. Балхаш принадлежит к числу тёплых, хорошо прогреваемых озёр. Температура воды на поверхности озера изменяется от 0°C в декабре до 28°C в июле. Среднегодовая температура западной части озера составляет 10°C, восточной — 9°C. Озеро ежегодно замерзает, и лёд обычно держится с ноября до начала апреля, причём сход оледенения с восточной части происходит с задержкой на 10-15 дней.

Средние месячные температуры на поверхности воды составляют в мае 14,6˚, в июне 20,0˚, в июле 22,3˚, в августе 22,5˚, и в сентябре 14,7˚. При небольших глубинах и ветром перемешивании резко выраженной температурой стратификации не отмечается; разница температур поверхностных и природных слоев даже в глубоких местах не превышает 5-8˚. Максимальная температура воды на поверхности достигает 27-28˚, а на мелководных прибрежных участках доходит 30-31˚.

Несмотря на сравнительной суровые зимы с морозами, доходящие иногда до 45˚, полное замерзание озера происходит не ежегодно. Замерзает озеро в ноябре, вскрывается в первой половине апреля, причем вскрытие в восточной части запаздывает на одну-полторы декады. Это объясняет, по-видимому, меньшим притокам поверхностных вод в восточную часть и соответственно меньшим поступлением тепла за счет стока вод.

Таблица 2.5

Температура воды озера в зависимости от глубины

Состав воды озеро Балхаш относят к полупресноводным озёрам — химический состав воды зависит от гидрографических особенностей водоёма. Вода западной части озера почти пресная, (минерализация составляет 0,74 г/л) и более мутная (прозрачность — 1 м), используется для питьевого и промышленного снабжения. Восточная часть имеет большую солёность (от 3,5 до 6 г/л) и прозрачность (5,5 м). Общая средняя минерализация по Балхашу — 2,94 г/л. Многолетний (1931—1970) средний осадок солей в Балхаше составляет 7,53 млн. т, запасы растворённой соли в озере — около 312 млн. т. Вода в западной части имеет желтовато-серый оттенок, а в восточной цвет меняется от голубоватого до изумрудно-голубого, что заметно на спутниковых снимках.

При слабом водообмене между западной и восточной его частями в них создается совершенно разный солевой режим и различная степень минерализации. В то время как минерализация воды восточной части озера достигает 5000 мг/л, западная часть Балхаша под влиянием обильного притока пресных вод здесь не превышает 500-1500 мг/л.

В целом сравнительно слабая соленость вод озера, лежащего в пустынных областях и не успевшего засолонится, по мнению С.П. Суслова и других ученных, свидетельствует о том, что Балхаш является, по-видимому, молодым с геологической точки зрения водоемом.

Вода озера в глубоких частях водоема в массе имеет голубоватый оттенок. В летний период вода почти постоянно взмучена волнением и мало прозрачна.

Фауна озера сравнительно бедна. Тем не менее рыбопромысловое значение озера значительно. Рыбная продукция достигает 200000 ц в год и имеет перспективы увеличения.

Балхаш имеет большое значение для водоснабжения и рыбного хозяйства. Ввиду понижения уровня и приноса большого количества солей озеро в последнее время находится в стадии перехода в соленое. С 1961 г. в результате увеличившегося притока уровень озера значительно повысился.

Одной из наиболее замечательных черт Балхаша является его двойственная природа. Узким проливом Узун-Арал («Узкое место») Балхаш делится на две в значительной мере обособленные, резко различающиеся по своему режиму части: западную – более обширную (10540 км²) и вместе с тем наиболее мелководную (до 11 м) и восточную – меньшую по размерам площади )7440 км²), но более глубокую (до 26 м). Глубина в проливе Узун-Арал не превышает 2,5 м при его ширине около 5 км.

При затрудненном водообмене между западной и восточной частями Балхаша через пролив Узун-Арал в них создается различный солевой режим и разная степень минерализации воды. В восточной части озера минерализация воды превышает 4 г/л. Западная же часть под влиянием обильного притока сравнительно слабо минерализованных вод Или сильно опреснена. Минерализация воды здесь до 1970 г не превышала 0,5-1,5 г/л.[6]

Рисунок 2.8 Степь около озера Балхаш (фото автора)

Фауна озера была довольно богата, но, начиная с 1970-х годов, биоразнообразие начало снижаться из-за ухудшения качества воды. До того времени бентос представлен моллюсками, личинками ракообразных водных насекомых. Планктон также был достаточно обильный, особенно в западной части. В озере водилось около 20 видов рыб, из которых 6 являлись родными (илийская и балхашская маринки, Балхашский окунь, пятнистый и одноцветный губач и гольян), а остальные — интродуцированными: сазан, шип, восточный лещ, Арельский усач, сибирский елец, карп, линь, судак, сом, осман и другие. Основными промысловыми рыбами являлись сазан, судак, жерех и лещ.

Камыш, обильно росший на южном берегу озера, особенно в районе дельты Или, служил отличным прибежищем для птиц и животных. Балхаш относится к ареалу обитания больших бакланов, чирков, фазанов, беркутов и белых цапель. В низовьях Или в 1940-х годах усилиями А.А. Слудского была акклиматизирована завезённая из Канады ондатра, однако за последние годы в связи с постоянными зимними паводками, которые возникают в результате сбросов из Капчагая, места обитания ондатры разрушены и полностью прекращен их промысел, доходивший ранее до 1 млн. зверьков в год. Изменение гидрологического режима ниже Капчагайского водохранилища привело к деградации дельты Или — с 1970 года её площадь уменьшилась с 3046 км² до 1876 км², в результате чего сократились водно-болотные угодья и тугайные леса — места обитания птиц и зверей. Освоение земель, применение пестицидов, перевыпас скота и вырубки камыша также повлияли на биоразнообразие бассейна. Из 342 видов позвоночных 22 занесены в Красную книгу Казахстана. Из 120 видов птиц в книгу попали 12, в том числе розовый и кудрявый пеликаны, колпица, лебедь-кликун и орлан-белохвост.