ГЕОМОРФОЛОГИЯ
№ 3 июль-сентябрь 2012
Рецензии
Географическое исследование влияния водохранилищ на русловые процессы1
Водохранилища являются важным элементом гидрографической сети Земли. Трудно представить себе комплексное и разностороннее использование водных ресурсов без водохранилищ, которые служат средством (инструментом) перераспределения стока во времени, а часто и по территории. Они играют огромную роль в экономическом развитии многих стран. Контролируя более 14% годового стока рек Земли, они в значительной мере обеспечивают коммунальное, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение, защиту от наводнений, выработку гидроэнергии, судоходство по рекам и водоемам.
Водохранилищам и процессам, протекающим в них, посвящена обширная литература. Пожалуй, ни один из видов антропогенных воздействий на реки не был так подробно исследован, как водохранилища и связанные с ними изменения природной среды. Значительно меньшее внимание уделено переформированию участков рек, подверженных их влиянию, но находящихся вне водохранилищ - выше и ниже по течению, хотя работы, посвященные трансформации русел, особенно ниже гидроузлов, появились уже вскоре после создания самих гидроузлов. В мировой литературе трудно найти работы, которые охватывали бы в целом проблему влияния гидроузлов на речные русла за пределами водохранилищ и тем более в глобальном масштабе. Это связано как с разнообразием конкретных географических условий, гидрологического режима рек и геологического строения речных долин, так и относительно коротким периодом наблюдений.
Этот пробел восполняет монография К.М. Берковича, основанная на его многолетних исследованиях и анализе литературных источников. Автор предлагает рассматривать протяженные участки рек выше и ниже водохранилищ, на которых существенно меняется гидрологический режим, сток наносов и русловые процессы как неотъемлемые части природно- технической системы, формирующейся с созданием плотины.
Книгу открывает раздел, посвященный основам теории русловых процессов (русловеде-ния). Для адекватной оценки изменений, которые являются продуктом непрерывного приспосабливания водохранилищ и речных русел к меняющемуся стоку воды и наносов, нужно знать механизм русловых процессов, основы морфологии и морфометрии русла, естественную тенденцию развития руслового рельефа. Создание водохранилищ - причина возникновения деформаций масштаба, характерного для геологических отрезков времени, но сжатых до нескольких десятков лет. Механизм эрозии, транспорта и отложения наносов независим от положения реки в той или иной гидрологической или физико-географической обстановке, интразонален, определяясь законами гидромеханики. Но реакция русел на изменения природных факторов зависит от специфики влияния водохранилищ на речные русла в конкретных природных условиях.
Вторая глава является, в определенной степени, продолжением первой. Она посвящена изучению механизма возникновения направленных деформаций русла, т.е. нарушения геоморфологической устойчивости. Приводятся примеры изменений гидрологического режима рек водохранилищами, рассматриваются колебания их уровня, обеспечивающие изменения отметки базиса эрозии вышележащего участка реки в условиях режима переменного подпора. Показано, что важнейшими специфическими факторами трансформации русла ниже плотины являются регулирование стока воды, уменьшение стока наносов и возникновение неустановившегося
1 Беркович К.М. Русловые процессы на реках в сферах влияния водохранилищ. М.: Изд-во МГУ, 2012. 163 с.
движения потока, связанного с работой гидростанции. Малое внимание в работе уделено изменению температурного и ледового режимов ниже плотин, хотя, вероятно, они тоже вносят свой вклад в транспортирующую способность потока.
О заилении водохранилищ автор говорит постольку, поскольку оно влияет на процессы трансформации русел выше по течению и изменения стока наносов ниже гидроузлов. Рассмотрены разные варианты формирования тела заиления в зоне выклинивания подпора водохранилища, влияющие на трансформацию кривой свободной поверхности и развитие аккумуляции в свободном русле выше границ подпора. Особое внимание уделено своеобразному участку рек, который встречается только выше водохранилищ, как правило, отличающихся от естественных водоемов резко переменным уровнем, причем фазы уровневого режима не совпадают с естественными. Этот участок - зона переменного подпора, характеризуется специфическими деформациями русла - от аккумуляции до локальной эрозии и интенсивных горизонтальных деформаций. Выявлены черты руслового режима таких участков, а также развития регрессивной аккумуляции на реках разных природных зон. Последняя распространяется далеко вверх по течению реки от границ подпора, меняя характер русловых процессов. При этом важно подчеркнуть, что это явление, впервые описанное Н.И. Маккавеевым почти 40 лет назад, обычно не учитывается в проектах гидроузлов.
Трансформации русел рек ниже плотин посвящена четвертая глава. Оценены глубинная эрозия, формирование продольного профиля рек в разных геолого-геоморфологических и гидрологических обстановках. Приведен большой материал по рекам России и мира. Глубинная эрозия сопровождается в определенных условиях усилением горизонтальных деформаций, приводящих к изменению поперечного профиля, а часто и морфологического типа русла. Изменению подвергаются также крупные формы руслового рельефа, развитие которых нередко определяется степенью подвижности донных наносов. Возрастание относительной устойчивости русла в связи с уменьшением уклона и укрупнением наносов ведет к трансформации руслового рельефа.
Основной вывод, вытекающий из работы, заключается в том, что хотя реакция русла реки на создание водохранилища, как выше, так и ниже него, различается в зависимости от топографических, гидрометеорологических, геологических особенностей бассейна и русла, механизм трансформации определяется общими закономерностями взаимодействия потока и русла. На них же должны базироваться управление русловыми процессами и разработка мероприятий по снижению отрицательных последствий влияния водохранилищ на экологические условия и инфраструктуру.
Монография существенно расширяет знания о русловых процессах в сфере влияния водохранилищ. Работа снабжена большим количеством ссылок, рисунков и таблиц, что значительно облегчает восприятие материала. Выход ее в свет можно рассматривать как заметное явление в отечественной флювиальной геоморфологии и гидрологии рек.
Н.И. Коронкевич
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.