Годовая амплитуда уровней воды в верховьях изменяется от 0,6 до 3,5 м, в среднем течении (ниже устья р. Б. Пеженги) — от 2,5 до 5 м и в нижнем— до 6,7 м.
Летом река сильно мелеет и имеет более сотни перекатов, поэтому судоходна на протяжении 365 км только весной. Русло реки извилистое, в нем много перекатов с каменистым ложем. На участке от города Никольск до устья правого притока Юга—реки Пушма (118 км)—пойма узкая, берега крутые, сложены в основном из трудноразмываемых пород — плотных глин и суглинков. Ширина русла реки при судоходных уровнях изменяется от 60 до 180 м. Ниже устья реки Пушма пойма реки Юг расширяется до 300—500 м, а в устьевой части до 2000 м. Ширина русла здесь изменяется от 80 до 400 м. Берега на этом участке преимущественно затопляемые, сложены из легко-размываемых пород. Коренные берега — глинистые, трудноразмываемые, высотой до 15 м. Ниже деревни Нижний Рыстюг (среднее течение реки) долина реки расширяется до 8 километров. Ниже устья реки Кипшеньги они выклиниваются. Речные долины носят черты нескольких эрозионных циклов.
В верхней части течения р. Юг протекает в узкой, сравнительно глубокой долине, среди холмистых возвышенностей. Высота склонов долины местами достигает 60 м, склоны часто обрывисты, высота обнажении—20—40 м. Склоны изрезаны оврагами, местами на них развиты оползни. Русло реки характеризуется обилием порогов и каменистых перекатов; уклон реки на первых 25 км — 0,004.
Исследуемый район относится к верхней части реки до города Никольска, где река Юг течет в пойменных берегах высотой 4—5 м. Долина реки Юг в верхнем течении узкая, глубоковрезанная (до 30-40 м), прослеживаются узкая (30-50 м) пойма и 2-3 надпойменные террасы аллювиального происхождения.
Река имеет смешанный тип питания с преобладанием снегового (Великанова, 1957а,б). Высокое весеннее половодье обусловлено притоком талых и дождевых вод. Следовательно, основной фазой водного режима реки Юг является весеннее половодье, на период которого приходится 60-80% годового стока. В среднем сток весны достигает (IV—VI)—64,3%, сток лета (VII—VIII) составляет 10,3%, осени (IX—XI) — 17,4% и зимы (XII—III) —8,0%. Половодье на реке начинается обычно в середине апреля и длится до конца мая—начала июня, а в нижней части реки нередко и до конца июня. Средняя его продолжительность около 50-55 дней, подъём происходит за 18-20 дней, а спад за 30-35 дней. Средняя дата начала половодья 30 апреля. Половодье отличается сравнительно резким подъемом и спадом расходов и уровней воды. Максимальная интенсивность подъёма и спада уровня во время половодья до 1,5 метра в сутки и более. Продолжительность стояния максимального уровня половодья 3 суток и ещё 4-5 дней может удерживаться уровень близкий к максимальному данного года. Паводочная волна обычно представлена несколькими пиками (2—4 пика), что обусловлено неодновременным таянием снега, а также различной интенсивностью таяния в отдельных частях водосборного бассейна.
Ледоход на реке происходит при высокой воде, толщина льдин достигает 1 метра. Во время высокого ледохода льдины идут как в пределах русла, так и по пойме. Начало весеннего ледохода — в среднем 20 IV. Продолжительность ледохода от 3 до5 суток. Осенний ледоход начинается в среднем в конце октября и обычно носит прерывистый характер. Ледостав наступает через 15—20 дней: в верхнем течении—в среднем 21 XI, в нижнем— 22—,23 XI. Средняя продолжительность ледостава составляет 170 дней.
В летне-осенний период питание Юга происходит за счет дождевых и подземных вод. Дожди вызывают повышение уровня воды обычно на 0,5—1,0 м, в исключительных случаях, после обильных дождевых осадков, подъем воды достигает высоты весеннего половодья и вызывает кратковременное затопление поймы реки. В период выпадения осадков подъемы воды могут достигать 5 м. Повторяемость летних дождевых паводков в среднем многолетнем составляет 75%. В зимний период расход воды и уровни низкие и носят устойчивый характер. Незначительный сток зимой объясняется небольшими запасами грунтовых вод, обусловленных слабым развитием влагоемких четвертичных отложений, представленных преимущественно маломощной толщей песчано-глинистой морены и широким развитием слабоводообильных пород триасовой и пермской систем. Отложения первой системы представлены красными, красно-бурыми или голубыми глинами с прослойками мергелей, а отложения перми—песчаниками, красными мергелями и глинами (Филенко, 1966).
3. История изучения реки Юг
Исследования территории, к которой относится река Юг и ее бассейн начались с геологических изысканий в середине 19 века, затем палеонтологические раскопки позволили описать верхнепермскую фауну этого района, а в 1916 году Н.Н. Яковлев установил наличие триасовых отложений (Поленов, 1888, Яковлев, 1916, Замятин, 1924, Кузьмин, 1929, Садоков, 1957). К 1930-м годам 20 века была составлена геологическая карта и к 1960-м годам выявлены основные месторождения полезных ископаемых (Хименков, 1921, Садоков, 1957).
Начальный этап изучения реки Юг, был связан с гидрологическими работами на транспортных путях и созданием магистральных водных систем на территории региона (Филенко, 1966). К середине 19 века публикуются первые материалы по гидрологии рек, а затем были организованы специальные гидрографические экспедиции. Одновременно начались систематические водомерные наблюдения на водоемах губернии. На реке Юг был открыт один из первых водомерных постов, которые создавались в 1877-1879 годах для систематических наблюдений на реках Севера. На протяжении 20 столетия сеть постов гидрологических наблюдений сформировалась в связи с нуждами судоходства, лесосплава и гидроэнергетики (Сердитов, 1957). Наблюдения трех водомерных постов с 1949 года (Кичменский городок, Подосиновец, Гаврино) позволили собрать сведения о режиме колебаний уровней воды, скорости течения, расходах воды, стоке наносов, мутности, ледовых явлениях, паводках (Филенко, 1966).
Большое значение для прогнозирования состояния реки и объяснения ее специфики имели исследования водосборного бассейна, особенностей рельефа, условий стока, состава почв, растительности (Геоморфология и четвертичные.., 1969, Природное районирование.., 1970, Агроклиматические ресурсы.., 1772).
Таким образом, изначальной причиной накопления сведений были практические потребности человека: изыскание транспортных путей, рыболовство, освоение природных богатств водосборов. С середины 18 века появились первые публикации, связанные с рекой Юг и ее водосбором. Наряду с гидрографическими и гидрологическими исследованиями, возрастает интерес к водоемам как рыбохозяйственным угодьям (Природа Вологодской…,1957). Большое перспективное значение имела организация в 1930-е годы сбора регулярных сведений по рыбопромысловой статистике, положившая основу наблюдений за влиянием промысла на рыбное население (Болотова и др., 2000)..
Режимные наблюдения, которые необходимы для прогноза состояния водоемов на основе мониторинга, были связаны с созданием сети специализированных служб (ГМЦ, СЭН), Стал развиваться системный подход к изучению водоемов, который включал сбор гидрологического, гидрохимического и гидробиологического материала. Свой вклад в развитие этого подхода внесли комплексные экспедиции начала 1970-х годов, в связи с проблемой "переброски вод", когда исследования бассейна Сухоны проводил Институт водных проблем. Дальнейшее развитие экологического мониторинга водоемов было основано на приоритете биоиндикации в оценке их состояния (Биологические ресурсы.., 1989).
Экосистемные исследования реки Юг, основанные на применении биоиндикации для анализа ее состояния, осуществлялись Вологодской лабораторией ГосНИОРХ по комплексу параметров. Они включают оценку среды обитания и антропогенного воздействия, изменения состояния зоопланктонных, бентосных сообществ и популяций рыб. По реке Юг проводились исследования в связи с определением влияния гидромеханизированных работ, а также оценки экологического состояния реки в рамках исследований бассейна р.Сухоны в 1989-1990 году (Разработка рыбохозяйственного.., 1988, 1989, Рыбохозяйственный раздел ТЭО, 1990, Изучение влияния ПГС, 1993 Экологическая и рыбохозяйственная, 1991, 1992).
4. Характеристика водосбора и антропогенного влияния на реку Юг.
Природные особенности водосбора.
Река Юг и ее водосбор расположены на территории Русской равнины, где развитие земной коры в пермское время образовало сложную тектонику рельефа. Последующее осадкообразование, эрозионные и другие процессы привели к геоморфологическим отличиям этой территории. Большая часть водосбора реки Юг принадлежит к Присухонской равнине, согласно схемы геоморфологического районирования Вологодской области по условиям рельефа, геологическому строению и истории их развития (Соколов.., 1957, Геоморфология и четвертичные…, 1969). Здесь четвертичные отложения в основном представлены валунными суглинками. Верховья реки Юг, к которым примыкает район наших исследований, относится к другой геоморфологической области «Северные Увалы». Это область «гряд» - полос холмисто-моренного рельефа и наличием покровных суглинок. Широко распространены месторождения известняков, есть в низовьях реки кирпичные глины, а в верховьях – гончарные (Садоков, 1957). Технически ценные плотные песчаники встречаются по р.Юг у деревень Подворье, Красово, Мардино. В верховьях реки Юг начинается одна из отрицательных магнитных аномалий, которая идет на юго-запад за пределы области.
Водосбор реки Юг расположен в трех, имеющих свою специфику гидрологических районах, согласно схемы гидрологического районирования Вологодской области (Природное районирование.., 1970). Это Приречный, Городишно-Кичменгский и Никольско-Рослятинский гидрологические районы (Филенко, 1965).
Основная часть водосбора принадлежит Приречному гидрологическому району. Здесь развиты полого-холмистые, увалистые, реже плоские моренные аллювиальные и озерно-ледниковые равнины. Территория сильно расчленена эрозией, сложена опесчаненной или суглинистой мореной, аллювиальными супесями и песками и, в меньшей степени, озерно-ледниковымн суглинками и супесями, подстилаемыми суглинистой мореной.
Территория района хорошо дренирована и отличается густой речной и овражно-балочной сетью в приречной полосе (до 0,65—0,77 км/км2), хорошо разработанными глубокими и широкими террасированными речными долинами, с обширными старопойменными речными террасами и многочисленными островами в руслах рек, достигающими местами 18 км2. Немногочисленные болота низинного и переходного типов, преимущественно долинного, реже суходольного заболачивания и прерывистым развитием слабообильных грунтовых вод Абрамова, 1965).
В районе преобладают почвы нормального увлажнения, составляющие до 79% от площади района. Это подзолистые и дерново-подзолистые почвы легкого механического состава. На слабоуклонных территориях, сложенных суглинками, развиты почвы временного избыточного увлажнения (глееватые и глеевые площадью до 20%). Сельскохозяйственные земли расположены на хорошо дренированных высоких речных террасах и приречных водоразделах. На выровненных водораздельных участках участках, сложенных суглинками, почвы могут испытывать временное избыточное увлажнение при застое поверхностных вод.
Наименьшая часть водосбора относится к Городишно-Кичменгскому гидрологическому району. Это район полого-холмистых, увалистых, реже плоских моренных и озерно-ледниковых равнин, сложенных моренными, обычно карбонатными валунными суглинками или супесями либо озерно-ледниковыми песками, супесями, суглинками и ленточными глинами, подстилаемыми на небольшой глубине пермскими породами, местами закарстованными (район распространения Сухонского вала).
Территория района среднедренирована и характеризуется негустой сетью рек (0,30 км/км2), отличающейся относительно узкими (0,1—0,3 км) неглубокими (до 12—15 м) долинами (слабо развита пойменная и хорошо выражены две надпойменные террасы), развитием болот (заболоченность 8,2%) верхового типа с грядово-мочажинными комплексами, реже долинных ключевых болот (так называемые пендусины), развивающихся при подтоке жестких грунтовых вод. Грунтовые воды имеют прерывистое распространение и отличаются слабой обильностью.
В районе преобладают почвы нормального увлажнения (60% площади района). На выравненных участках, сложенных тяжелыми суглинками, развиты почвы временного или длительного увлажнения (32%). Сельскохозяйственные земли расположены, как правило, на дренированных приречных водораздельных участках. Преобладают почвы нормального увлажнения (90%). На выравненных участках вследствие застоя поверхностных вод развиты почвы временного избыточного увлажнения.
Исследуемый участок реки относится к Никольско-Рослятинский гидрологическому району, согласно схемы гидрологического районирования Вологодской области (Природное районирование.., 1970). Водосбор представлен возвышенной волнистой, полого-холмистой и увалистой эрозионно-расчлененной равнины, сложенной моренными щебнистыми, карбонатными валунными супесями и суглинками и озерно-ледниковыми малощебнистыми суглинками и аллюви- альными супесями и песками, подстилаемыми на глубине 10—12 м пермскими отложениями (Филенко, 1965).
Территория района хорошо дренирована, характеризуется относительно густой сетью рек (0,68 км/км2), слабым развитием болот (до 0,5%) преимущественно низинного типа, приуроченных к долинам рек, реже переходных и верховых торфяников суходольного заболачивания. Грунтовые воды развиты спорадически.
В районе развиты почвы нормального увлажнения (до 79% площади района), представленные дерново-подзолистыми почвами. Сельскохозяйственные угодья расположены на высоких речных террасах и приречных водораздельных территориях. Преобладают почвы нормального увлажнения (до 75%). На выравненных водоразделах, сложенных суглинками, развиты почвы, испытывающие временное избыточное увлажнение (до 14 дней).
Отдельные участки поймы реки, кроме современных речных отложений имеют плоские гривы надпойменной террасы, что обусловливает сложную картину растительности, среди которой господствуют мелкотравные луга. (Бобровский, 1957). В основном пойменные луга в бассейне р.Юг распространены на площади от 2 до 5%, но в верховьях реки их доля увеличивается до 8%. Заливные луга имеют хорошие лисохвостные травостои, канареевочниковые – по понижениям и разнотравно-злаковые – по гривам. Распространение естественных лугов оценивается в переделах 5-10%.
В Никольском районе в почвенном покрове преобладают среднеподзолистые почвы на моренных отложениях, сильноподзолистые почвы на покровном суглинке и подзолы на песчаных отложениях (Бутузова, 1957) В составе земельных угодий преобладают леса, по характеру растительности относящиеся к полосе южной тайги. Согласно геоботанического районирования территория бассейна реки Юга до реки Кичменги относится к Сухонско-Северодвинскому округу, а остальная часть и верховья - относится к Бабушкинско-Никольскому округу. Исходно в западной части округа преобладают еловые леса с небольшой примесью пихты. По широким междуречьям распространены ельники рябиновые, имеющие густой кустарниковый ярус из рябины, богатый травяно-кустарниковый ярус и отдельные экземпляры пихты, липы и клена в древесном ярусе. По склонам имеются большие массивы ельников сложных I бонитета с примесью пихты и с липой, кленом, ильмом во втором подъярусе древесного яруса. Травяной ярус этих лесов густой, со снытью, копытнем, медуницей, ясменником и другими видами. Значительная часть ельников по западинам заболочена. В целом распространение низинных и верховых болот менее 1%. По вторым надпойменным террасам распространены сосняки. Первая надпойменная терраса часто занята ельниками липняковыми («уремами»), древостой которых состоит из вяза, ильма, липы, черемухи, ольхи, березы, осины, ели и пихты. В кустарниковом ярусе обильны черная и красная смородина, шиповник, кизил сибирский, жимолость, калина и т. п. В травяном ярусе обильны хмель, борец, крапива, таволга, бор, крестовник, папоротники и другие крупные растения. К восточным пределам округа роль пихты в древостоях больше, встречалась лиственница сибирская. Изредка в древостоях округа встречался дуб. В юго-восточной части округа, особенно в густонаселенных районах, до 40% лесопокрытой площади занято временными мелколиственными лесами.
Антропогенное воздействие
Все известные проблемы, связанные с негативным действием человека на водные экосистемы, не обошли стороной и реки Вологодской области. Это включает процессы "культурного" эвтрофирования, загрязнения, снижения биоразнообразия, количественное и качественное истощение биоресурсов, ухудшение качества воды и рыбной продукции (Болотова, 1995, 1996, Болотова, Думнич, 2000).
Первопричиной является интенсивная и разноплановая в течение многих десятилетий эксплуатация рек при изначально сложившемся характере экономики Вологодской области, основанном на использовании богатых водных ресурсов. Эти направления хозяйственной деятельности включают рыболовство и рыбоводство, водоснабжение, судоходство, использование рек в целях гидроэнергетики, лесного, сельского, коммунального хозяйства.
Хозяйственная деятельность человека имеет многофакторное воздействие на состояние экосистемы реки Юг. Это связано с преобразованием водосбора, с освоением берегов, использованием реки как транспортного пути (судоходство, сплав леса), безвозвратным изъятием воды (питьевое водоснабжение, для нужд промышленности, сельского хозяйства, коммунального хозяйства), сбросом загрязняющих веществ, рекреационным использованием, для рыболовства (Болотова, 1995). Накопление токсических веществ обостряет проблему ухудшения качества воды и рыбной продукции. Рыбный промысел не имел больших объемов на реке Юг и осуществлялся второстепенными заготовителями. Рыбаками-любителями вылавливаются в основном щука, лещ, стерлядь, окунь и плотва. Увеличение доли любительского вылова связано в последнее время с широким распространением лицензионного рыболовства в области. Значительный ущерб реке наносят гидромеханизированные работы, связанные с дноуглублением в целях судоходства, при строительстве мостов, трубопроводов, подземных переходов, а также с добычей песчано-гравийных материалов в русле реки (Болотова, 1996). В результате рассматриваемая река относится к водоемам комплексного назначения, но отличается по интенсивности антропогенной нагрузки и ее приоритетным направлениям.
Водосбор реки Юг значительно преобразован сельскохозяйственными угодьями. Это пашни, луга, сенокосы. В пониженных участках по берегам реки сосредоточена подавляющая часть сельскохозяйственных земель. Здесь, как правило, более плодородные почвы. Распашка земель приводит к усилению эрозии и как следствие идет обмеление реки при увеличении стока наносов, повышается мутность, уменьшается прозрачность воды, увеличивается органическое загрязнение, изменяется газовый режим, ионный состав воды. В середине 20 века лесистость территории среднего течения реки Юг оценивалась в 30-40%, а Никольского района свыше 70% (Бобровский.., 1957). К сожалению, в настоящее время практически бесконтрольная рубка лесов приводит к резкому снижению лесистости территории. Ранее основная часть лесов была представлена сосняками-зеленомошниками. Вырубка лесов, замена хвойных на мелколиственные ведет к снижению их регулирующей роли в уровненном режиме реки, повышении амплитуды колебаний и понижению меженных уровней, обмелению реки (Воронков, Соколова, 1951).
Исторически сложившаяся приречная система заселения территории привела к высокой освоенности берегов рек области (Веселовская, 1979). Берега реки Юг также освоены, к ним приурочены населённые пункты Никольского, Кич-Городецкого и Великоустюгского районов. В них отсутствуют очистные сооружения необходимого уровня, поэтому сточные воды определяют многолетнее хроническое загрязнение реки Юг. Расположение животноводческих ферм, пастбищ на берегах реки Юг и ее притоков обусловили высокий уровень органического загрязнения водоема. Органические вещества увеличивают количество взвесей, на их окисление расходуется кислород, что ухудшает кислородный режим. При минерализации органические вещества пополняют фонд биогенных элементов, избыток которых определяется также поступлением фосфора и азота из разных источников. Биогены попадают в реку с удобряемых полей, при вымывании из почвы, приносятся притоками с водосбора, атмосферными осадками, за счет прямого сброса с промышленных, сельскохозяйственных коммунально-бытовых предприятий. Избыточное содержание биогенов, которые являются питательными веществами для водных продуцентов (макрофиты и фитопланктон), приводит к зарастанию реки, цветению воды. Этот процесс, связанный с повышением первичной продуктивности водоема, называется эвтрофированием. Вследствие хозяйственной деятельности скорость естественного эвтрофирования резко увеличивается, результатом чего является разбалансировка продукционно-деструкционных процессов, характерная уже для антропогенного эвтрофирования. Негативными последствиями эвтрофирования является ухудшение газового режима, зарастание, заиление водоемов.
Проблема эвтрофирования в настоящее время стала глобальной и затрагивает не только стоячие водоемы (пруды, озера), но шельфовые зоны морей, а также проточные речные системы. Это охватило северные водоемы, несмотря на климатические условия, препятствующие эвтрофированию, включая реки с песчаным дном и быстрым течением. К последней категории относится и река Юг. Причиной является превышение критических нагрузок на реку при многоплановой эксплуатации и многочисленных источниках поступления биогенов, освоении берегов, преобразовании водосбора, усилении твердого стока, модуля смыва и обмелении реки, а также интенсивной эмиссии соединений азота и фосфора в атмосферу (Алябина, 1988, Эволюция круговорота.., 1988). Поэтому одной из задач определения состояния реки являлось выявление содержания в воде фосфора как основного лимитирующего элемента для ускорения процессов эвтрофирования водоемов нашего региона.
По реке Юг много лет осуществлялся сплав леса, крупными сплавными притоками Юга были справа Пичуг и Ентала, а слева—Куданга, Кипшенга и Шонга. Всего в системе Юга использовались для сплава древесины около тридцати рек. Механическое воздействие плывущей древесины разрушает русла рек, устройство поперечных запаней, засорение и замыв протоков изменяют гидрологический режим, создают препятствия миграциям рыбы. При засорении и заиливании нерестилищ гибнет более 70 процентов икры и личинок, ценные кормовые организмы заменяются недоступными для питания рыб видами, живущими в коре и трещинах древесины. В процессе сплава происходит значительный «утоп» древесины, потери коры достигают 50 процентов, а в устьях рек часто дно представляет собой сплошной деревянный настил. Отходы лесосплава гниют, увеличивая мутность воды, на их разложение требуется большое количество кислорода, что уменьшает его содержание в воде. Одновременно происходит увеличение содержания углекислого газа и подкисление воды. Вымывание из древесины химических веществ ухудшает газовый режим и физико-химические свойства воды, смолы деревьев являются ядами нервно-паралитического действия, также токсичны дубильные кислоты (танниды). После прекращения сплава его последствия будут сказываться в течение многих десятилетий. Одним из показателей этого является повышенное содержание фенолов в воде реки, которые являются способствующими развитию раковых опухолей веществами. Соответственно, для выявления данной опасности был проведен анализ имеющихся фондовых материалов по содержанию токсичных веществ в воде реки Юг.
Кроме того, река являлась длительное время единственной транспортной магистралью, связывающей центр области с восточными районами. Движение судов по реке прекращалось после спада весеннего половодья. Вслед за выходом последнего судна из верховьев реки начинался сплав древесины и русло реки перекрывалось поперечной запанью в районе селения Демьяново на 103 км. Время установки запани Котласская сплавная контора согласовывала с Сухонским речным пароходством и после установки запани в период сплава древесины продолжался выход судов. В этот период на участке реки Юг от устья до города Никольск (0—359 км) осуществляется плавание судов с осадкой до 2 м. (Карта реки Юг.., 1987).
Длительность судоходства на реке Юг по участкам
| Участок | Протяжен-ность, Км | Продолжи-тельность судоходст-ва в днях |
| Город Никольск — селение Кичменгский городок | 120 | 10—13 |
| Селение Кичменгский Городок — селение Гаврино | 202 | 13 16 |
| Селение Гаврино — устье | Продолжение » |
|