Вода-2 — ЛАДОГА. Лениздат. 1974

Горелова Э. М., Кирилова В. А., Распопов И. М. Ладога. — Л.: Лениздат, 1974. — С. 41—51

Продолжение главы — ВОДА

Изучение Ладоги

Малые колебания уровня Ладоги связаны и с особенностями сброса вод в Неву. Очевидно, что чем выше горизонт воды в озере, тем больше ее вытекает. Однако эта связь проявляется гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Большая роль в ней отводится размерам притока и начальному положению уровня.

В южной части озера.

Обнаружено, что при абсолютной отметке горизонта воды к началу половодья 3,7 метра от притока, равного 15 кубическим километрам в месяц, уровень воды в озере поднимется на 55 сантиметров, а при отметке 5,6 метра — только на 14 сантиметров. Более того, если в озеро будет поступать не 15, а 10 кубических километров воды, то при первой отметке уровень повысится к концу месяца на 27 сантиметров, а при втором положении даже упадет на 11 сантиметров. В этой сложной взаимосвязи Ладоги и Невы лежит ключ к объяснению многих особенностей режима озера и реки.

Подъемы и спады воды на Ладоге, повторяющиеся от сезона к сезону, не исчерпывают всех особенностей этого режима. Бывает так, что с изменением общей увлажненности климата приток речных вод в озеро с каждым годом становится все больше или, наоборот, сокращается. В старину существовало поверье, что уровень на Ладоге 7 лет растет и 7 лет падает.

Падение уровня вселяло страх и объяснялось вмешательством сверхъестественных сил. Среди местных жителей ходило немало легенд.

Наступление маловодных лет нередко сопровождалось стихийными бедствиями. Особенно страдал от этого Петербург, экономика которого была тесно связана с судоходством. Сильное обмеление приладожских каналов и истока Невы затрудняло плавание, подвоз необходимых товаров сокращался, продукты дорожали, что в первую очередь сказывалось на положении низших сословий горожан и бедноты. Во время сильного падения уровня в 1897 и 1898 годах глубина на отдельных участках Кошкинского рейда едва достигала полутора метров. Встали пассажирские суда, не могли курсировать даже мелкосидящие галиоты, ялы и шхуны. Эти события послужили толчком к началу работ по углублению Кошкинского фарватера, доверенного до 4,5 метра.

В маловодные годы обнажаются прибрежные районы, служащие местами нереста многих промысловых рыб, резко сокращаются уловы. Еще в XVIII веке пытались найти объяснение наступлению маловодных периодов в жизни Ладоги. Одни ученые считали, что «падение воды» происходит в результате опускания дна озера, другие предполагали, что вода из Ладоги уходит в море по якобы существующим подземным каналам.

Академик Леонард Эйлер, блестящий математик, физик и астроном, пришел к выводу, что наступление маловодных периодов вызывается сокращением притока речных вод и увеличением испарения, о чем он и доложил на заседании Российской Академии наук в 1766 году. Эйлер первым связал режим Ладоги с климатическими факторами, но он недооценил роль Невы, считая ее сток постоянным. Только в середине прошлого столетия по почину А. П. Андреева были начаты систематические наблюдения над уровнем Ладоги. Посетив в 1859 году остров Валаам, он привлек к этому делу обитателей монастыря. Водомерная рейка, сохранившаяся по сей день, была выбита прямо на скалистом берегу Монастырской бухты. Андреев лично обучил монахов несложным измерениям.

Сейчас наблюдения за режимом уровня Ладоги проводятся в семи пунктах, охватывающих различные районы озера. Собранные более чем за 100 лет сведения позволили разобраться в особенностях его колебаний от года к году и за отдельные сезоны. Стало очевидным, что народное поверье о семи годах, хотя и не совпало с действительной продолжительностью маловодных и многоводных периодов на Ладоге, но зато отразило их основную особенность — периодичность. Оказалось, что за последние 100 лет Ладога пережила 10 многоводных и маловодных периодов, каждый продолжительностью от 5 до 15 лет. Разница между наивысшим и наинизшим положением уровня за это время составила 312 сантиметров.

Самый близкий к нам по времени маловодный период был в 1932—1940 годах, когда из-за частых вторжений восточных воздушных масс в бассейне Ладоги подолгу стояла теплая и сухая погода. Обмелели многие реки, приток воды заметно сократился и в 194О году достиг минимума. В этот год на озере было отмечено самое низкое половодье: талых вод, пришедших с бассейна, оказалось в 2,5 раза меньше обычного. В мае уровень в озере поднялся всего на 23 сантиметра, а затем вода пошла на убыль. Средний годовой уровень был на 1 метр ниже нормы.

После 194О года на Ладоге наступил более влажный период, вызванный частыми вторжениями атлантических воздушных масс с умеренной температурой и обильными осадками. Средний годовой уровень становится выше, достигнув максимального значения к 1958 году. Весна этого года оказалась настолько полноводной, что уровень Ладоги в мае подскочил на 1,4 метра выше среднего. Многие низкие места вблизи озера были подтоплены, кое-где пострадали прибрежные постройки. При этом, однако, увеличился сброс воды через Неву, что повлекло за собой резкое снижение уровня в озере. Все, что накопилось в нем за апрель и май, уже в течение июня ушло в Финский залив.

Как ни были многоводны 1958 и 1966 годы, они не превзошли 1924 год с его катастрофическим половодьем после исключительно снежной зимы. В эту весну затопило многие прибрежные селения, сенокосные угодья и поля, на время вышли из строя приладожские каналы. На юге Ладога вышла из берегов, разлившись на 3 километра. В шхерной части озера скрылись под водой многие острова, осталась видна только крона деревьев. Подобные явления исключительно редки. Они повторяются 2—3 раза в столетие. Однако ущерб народному хозяйству может быть причинен и при меньших подъемах и спадах уровня. Избежать его помогает заблаговременный прогноз притока воды в озеро и принятие необходимых мер.

Колебания уровня в Ладоге не всегда бывают связаны с изменением запаса воды. Нередко они происходят от перекоса поверхности озера, вызванного рядом причин. Наиболее часто это бывает от сильных ветров, которые сгоняют воду от одного берега озера и нагоняют его к противоположному, вызывая заметные подъемы и спады уровня. Особенно подвержены нагонам южные мелководные губы. Здесь даже слабыe ветры могут поднять воду на 8—10 сантиметров. При сильных продолжительных ветрах нагон достигает 90 сантиметров. Правда, такие явления бывают исключительно редко, поскольку ладожские ветры не отличаются постоянством.

В памяти старожилов запечатлелся небывалый нагон, происшедший летом 1929 года. В ночь с 5 на 6 июля над озером разыгрался шторм, сопровождавшийся ураганным ветром. За несколько часов уровень воды у деревни Осторожно, близ устья Свири, поднялся до полутора метров. Огромные валы накатывались на берег, ломая деревья и сдвигая прибрежные камни «во много пудов весом». Еще долгое время вдоль берега на большом расстоянии от уреза воды лежали бревна, обломки деревьев и пучки водных растений, выброшенные волной во время шторма.

Сгоны воды обычно выражены слабее. Однако в истории Ладоги известен исключительный случай, описанный в старинной рукописи «Явление во граде Орешке», относящейся к 1594 году. Если верить ее автору, во время бури ветром согнало воду с отмели в истоке Невы, так что реку можно было перейти вброд, а излив из Ладоги на время почти прекратился.

В наши дни подобная буря не вызвала бы прежнего эффекта. Со времени прорытия Кошкинского фарватера в 1902—1908 годах исток Невы стал глубже. К тому же, чтобы вызвать резкое обмеление Невы во время сгона воды в южной части губы Петрокрепость, необходимо низкое положение уровня в Ладоге, такое, как в маловодном 1940 году, что бывает раз в 100 лет.

Помимо сгонов и нагонов на Ладоге существует еще один вид колебания уровня, также не связанный с изменением объема воды в озере. Подъемы и спады воды могут быть вызваны причинами, действующими короткое время: сильным ветром, резким изменением давления, обильными осадками в каком-нибудь одном районе озера. Действие их аналогично толчку, от которого приходит в колебательное движение вода в сосуде.

На озере подобные колебания водной массы называют стоячей волной, или сейшей,— термин, введенный швейцарским ученым Форелем. Явление сейши хорошо наблюдать в тихую погоду, при зеркальной поверхности озера. По смоченной кайме на прибрежных камнях можно определить, что уровень воды поднимался, а затем падал. Такие колебания происходят через строго определенное время: от 10 минут до 5 часов 40 минут. Подъемы и спады уровня воды при сейшах невелики, всего несколько сантиметров. Со временем в результате трения о берег колебание водной массы затихает„и поверхность озера принимает горизонтальное положение.

Оказалось, что даже в состоянии полного покоя поверхность Ладоги не бывает идеально гладкой. Весной талые речные воды, имеющие меньшую плотность, первое время не смешиваются с озерными, а скапливаются в районе впадения, образуя своеобразную припухлость на поверхности озера. Вот почему горизонт воды вблизи устьев Вуоксы, Свири и Волхова на ЗО—50 сантиметров выше, чем в других районах озера. У истока Невы наблюдается, напротив, наклон поверхности, вызванный оттоком из озера. В этом районе Ладоги уровень на 50—60 сантиметров ниже, чем в то же время на восточном берегу озера или даже вблизи поселка Назия.

Ладожская вода по составу растворенных в ней солей почти не отличается от природной воды любого водоема или реки. Особенность ее заключается в том, что они содержатся в ней в ничтожно малых количествах — 56 миллиграммов в литре, почти в 2 раза меньше, чем в Байкале, в 3 раза меньше, чем в Чудском озере, и почти в 10 раз меньше, чем в Севане. Подобное содержание растворенных солей в 18 раз меньше количества, ощущаемого на вкус. Не зря Ладога стоит в ряду наиболее пресных озер мира.

Низкая минерализация ладожской воды объясняется многими причинами. Прежде всего сказывается расположение озера в сильно увлажненной зоне. Дождевые и талые воды не одну тысячу лет промывали почвы и грунты в его бассейне, что заметно обеднило химический состав речных вод. Особенно бедны солями северные притоки, бассейны которых сложены преимущественно кристаллическими, трудно размываемыми породами или изобилуют озерами, играющими роль естественных отстойников. Южные притоки, особенно Волхов и Сясь, встречающие на своем пути легко размываемые породы, приносят больше солей. Поступление минеральных веществ происходит в течение года — больше весной, меньше в зимний период. Часть их уносится Невой, но больше остается в озере.

Благодаря огромной массе воды запас солей в Ладоге выражается довольно внушительной цифрой — 51 миллион тонн.

Ладожская вода по своим химическим свойствам относится к гидрокарбонатному классу. Малое содержание солей кальция и магния делает ее исключительно мягкой. В ничтожно малых количествах в ней встречаются никель, алюминий, марганец. Очень важно для жизни в озере присутствие в воде фосфора, кремния, различных форм азота, идущих на питание и строение микроорганизмов. Достоинством вод является и довольно высокое содержание кислорода. Он слабо расходуется здесь на процессы разложения отмерших организмов, замедленные в условиях холодной воды.

Помимо растворенных веществ в Ладогу вместе с речными водами поступают взвешенные частицы песка, глины, мельчайшие остатки организмов и растений. Постепенно оседая, они ежегодно наращивают слой ила на дне на 0,1 миллиметра — толщину листа газетной бумаги.

Низкое содержание растворенных и взвешенных веществ делает воду Ладоги довольно прозрачной. Особенно велика прозрачность в районе, расположенном к западу от Валаамского архипелага. Белый диск Секки, которым с давних пор пользовались для определения прозрачности, перестает быть виден здесь лишь на глубине более 10 метров. Это не означает вовсе, что ниже вода становится мутнее. Современные методы исследования качества воды дают возможность оценить прозрачность в любом слое. С их помощью удалось обнаружить, что самые прозрачные воды Ладоги погружены на глубину гораздо ниже 10 метров. Они заполняют центральную часть чаши озера, там, где разместились глубокие впадины. Только у самого дна прозрачность этих вод падает из-за взмучивания озерного ила. К берегам прозрачность уменьшается до 1—2 метров. Сказывается влияние речных вод, несущих немало взвешенных веществ, особенно в период половодья. Самая мутная вода в Волховской губе, прозрачность ее 0,5—1 метр. Зато вдоль западного побережья озера при сгонных ветрах могут подняться холодные и прозрачные глубинные воды, и тогда становятся хорошо видны даже песчинки на дне через слой воды в 5—6 метров.

Цвет ладожской воды желтоватый, принимающий иногда то зеленоватый, то голубоватый оттенок. Однако это чисто физический показатель. В действительности небо, облака, пестрота берегов накладывают на озеро свои краски, поражающие разнообразием цветов и оттенков.

По своим природным качествам ладожская вода пригодна для использования в различных отраслях промышленности, хозяйства и в быту. Давно уже оценили вкусовые достоинства и мягкость ладожской воды ленинградцы. Хотя источником водоснабжения города служит Нева, ее вода мало чем отличается от озерной. Притоки, которые принимает река на пути к Ленинграду, не оказывают влияния на ее химический состав.

ИЗУЧЕНИЕ ЛАДОГИ

Благодаря своим природным богатствам Ладожское озеро издавна привлекало к себе пристальное внимание как хозяйственных деятелей, так и ученых.

Необходимость проведения научных изысканий на Ладоге впервые понял Петр I. Поводом для этого явилось происшествие, случившееся с ним. На парусном судне, построенном на верфи в Лодейном Поле, что лежит на берегах Свири, Петр I вышел в Ладогу. Недалеко от устья Свири корабль сел на неизвестную кормчему мель и не смог с нее сойти. Петр I вернулся на берег на баркасе, попав по пути в бурю. Ступив на землю, он повелел «посечь озеро», подразумевая под этим изучение ладожских фарватеров, определение положения мелей и рифов. Однако при жизни Петра I это пожелание не осуществилось.

Первой экспедиционной поездкой, давшей достоверные сведения о географических особенностях Ладожского озера, было путешествие академика Н. Я. Озерецковского. В 1785 году исследователь на лодке проплыл вдоль берегов Ладоги и дал их описание.

Но и после поездки Н. Я. Озерецковского еще три четверти века не существовало надежной навигационной карты для плавания по Ладожскому озеру, что сильно тормозило освоение водоема. Толчком для обстоятельного, действительно научного изучения Ладоги послужило датированное 1857 годом письмо жителей города Сердоболя (ныне — Сортавала), в котором они обрисовали жалкое состояние судоходства на озере и доказывали необходимость его расширения и улучшения для развития экономики Приладожья. В том же письме подчеркивалось, что необходимы реформы в постройке судов для плавания по бурным водам Ладоги и создание надежных карт. Письмо возымело действие, и в 1858 году Гидрографический департамент Морского министерства организовал экспедицию, положившую начало научному изучению Ладожского озера. Экспедиция, которую возглавил А. П. Андреев, работала в течение 10 лет, до 1867 года, а затем после пятилетнего перерыва завершила свои исследования в 1873 году.

Экспедиции поручалось сделать астрономические определения ряда пунктов, расположенных по берегам озера, промерить глубины, произвести съемку береговой линии материка и островов, исследовать грунты, составить по новейшим данным карту озера с обозначением на ней мелей, банок, рифов и бухт и представить подробное описание всего озера и руководство для плавания по нему.

Участники экспедиции успешно справились с возложенными на них задачами. Астрономические определения географического положения тех пунктов Ладожского озера, которые послужили отправными точками для съемки береговой линии и промера глубин, были выполнены в 1858—1859 годах отрядом под руководством штабс-капитана А. А. Коргуева. Отчет об этих работах, опубликованный в 1863 году, получил высокую оценку Русского географического общества, присудившего А. А. Коргуеву Малую золотую медаль.

Гидрографическим отрядом руководил А. П. Андреев. Собранные за десятилетие и обработанные материалы дали ему возможность написать книгу, озаглавленную «Ладожское озеро».

В первой части книги, напечатаннои в 1875 году, кратко, но довольно метко охарактеризованы присущие Ладоге явления — особенности распределения температуры воды, характер вскрытия и замерзания озера, течения и волнения. Для систематического наблюдения над колебанием уровня озера Андреев организовал первый на Ладоге постоянный водомерный пост. На гладкой отвесной каменной стене в Монастырской бухте Валаамского архипелага была выбита горизонтальная черта, соответствующая уровню воды 1860 года. От нее вверх и вниз отмечены футы и дюймы. Iiocr этот сохранился до настоящего времени, правда сейчас им не пользуются.

Специальные главы книги посвящены описанию метеорологических условий над озером — режиму ветров, туманов, облачности — и таких явлений, как миражи, полярные сияния и т. д. Андреев охарактеризовал на современном для того времени уровне геологическое строение бассейна Ладоги, флору и фауну побережий и островов, а также животных, населяющих воды озера. Андреева волновала судьба Ладоги. Изучив характер судоходства и особенности конструкций судов, он сделал ряд ценных критических замечаний и внес предложения по улучшению судов и использованию озера. Эта часть его книги долгое время оставалась единственным всесторонним описанием водоема, она не утратила ценности до настоящего времени.

Вторая часть книги Андреева представляет собой лоцию для плавания по Ладожскому озеру и служит пояснительным текстом к им же составленной карте, впервые увидевшей свет в 1875 году.

Исследование и съемка Ладожского озера, осуществленные под руководством А. П. Андреева, были крупным научным событием. Русское географическое общество наградило Андреева золотой и серебряной медалями. На Всемирной выставке в Париже книга «Ладожское озеро» получила золотую медаль.

Итак, гидрографическая экспедиция Андреева положила начало научному изучению Ладожского озера. После нее не раз работали на озере как отдельные ученые, так и целые экспедиции. В результате их деятельности некоторые природные особенности озера были довольно хорошо изучены.

Наибольший вклад в изучение Ладоги внесли две экспедиции Ю. М. Шокальского (1897—1899 и 1901—1903 годов), финская экспедиция проф. Хомена (1890—1903 годов), Ладожская экспедиция Государственного гидрологического института под руководством И. В. Молчанова, гидробиологические и рыбохозяйственные исследования Государственного океанографического института и Всесоюзного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства.

Однако, когда в наши дни встал вопрос о планомерном народнохозяйственном освоении и использовании этого крупнейшего водоема, выяснилось, что имеющихся сведений совершенно недостаточно. Поэтому Лаборатории озероведения (ныне Институт озероведения) Академии наук СССР было предложено провести исследования Ладожского озера. Учитывая, что только в результате всестороннего изучения можно получить правильное представление об озере, способное служить основой любого хозяйственного использования водоема, Лаборатория озероведения организовала в 1956 году Ладожскую комплексную экспедицию.

Работы экспедиции проводились в сотрудничестве с другими учреждениями, в особенности с Северо-Западным управлением Гидрометеослужбы СССР. Экспедиционное судно ГМС СССР «Ладога» совместно с судами Лаборатории озероведения по единой программе вело наблюдения над температурой воды на шести разрезах, пересекающих Ладогу.

Ладожская комплексная экспедиция, оснащенная современными самопишущими приборами и установками дистанционного действия, в течение 6 лет осуществляла круглогодичные исследования величайшего водоема Европы. Полученные материалы позволили по-новому взглянуть на физические и химические процессы, протекающие в толще ладожских вод, на развитие органической жизни в озере. Эти новые данные и положены в основу нашего рассказа о Ладожском озере.

Однако и после завершения работы Ладожской комплексной экспедиции актуальность постоянных исследований водоема не уменьшилась, поэтому и в настоящее время в любую погоду бороздят воду исследовательские суда Северо-Западного управления ГМС, Института озероведения АН СССР и Государственного института озерного и речного рыбного хозяйства.

Условия использования материалов