научная статья по теме КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ В ВЕРХНИХ ЗВЕНЬЯХ ФЛЮВИАЛЬНОЙ СЕТИ: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ Геология

Текст научной статьи на тему «КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ В ВЕРХНИХ ЗВЕНЬЯХ ФЛЮВИАЛЬНОЙ СЕТИ: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ»

лять и анализировать общие черты и различия в развитии звеньев эрозионной сети, получить региональные характеристики параметров, обосновывать комплекс связей между морфологическими особенностями водосборов и гидрологическими характеристиками потоков в разных звеньях эрозионной сети.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 348 с.

2. Зорина Е.Ф., Прохорова С.Д., Чалов P.C. Роль овражной эрозии в формировании речных перекатов // Геоморфология. 2000. < 4. С. 76-82.

3. Маккавеев Н.И. Сток и русловые процессы. М.: Изд-во МГУ, 1971. 114 с.

4. Овражная эрозия. М.: Изд-во МГУ, 1989. 168 с.

5. Экспериментальная геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1978. Вып. 5. С. 113-140.

6. Голосов В Н., Иванова Н.Н., Литвин Л.Ф., Сидорчук А.Ю. Баланс наносов в речных бассейнах и деградация малых рек Русской равнины // Геоморфология. 1992. № 4. С. 69-75.

7. Веретенникова М.В. Механизм овражной эрозии и динамика русловых форм // Геоморфология. 1998. < 2. С. 66-75.

8. Зорина Е.Ф. Овражная эрозия: закономерности и потенциал развития. М.: ГЕОС, 2003. 169 с.

Московский государственный университет Поступила в редакцию

Географический факультет 09.04.2007

GULLIES - ONE OF THE LINKS OF SINGLE EROSION NETWORK

E.F. ZORINA, I.I. NIKIL'SKAYA Summary

The paper concerns gulley erosion as the component of erosion-accumulation process on the catch basin. The analysis is based on some ideas of N.I. Makkaveyev. The gulley being the link between the area of watershed and the river and balka valleys has different functions - from the main source of silt load moving to the larger links of drainage network to the transboundary flux or accumulation zone.

УДК 551.435.12^551.312.3

© 2008 г. В.Н. ГОЛОСОВ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ В ВЕРХНИХ ЗВЕНЬЯХ ФЛЮВИАЛЬНОЙ СЕТИ: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ1

Н.И. Маккавеев впервые сформулировал положение о единстве эрозионно-акку-мулятивного процесса в речном бассейне, подразумевая тесную связь между процессами смыва, размыва и переотложения наносов на всем пути их перемещения от склонов междуречья до речной дельты [1]. Верхние звенья флювиальной сети, согласно идее Н.И. Маккавеева, занимают промежуточное звено между склонами, на которых в зависимости от сочетания природно-антропогенных факторов с различной интенсивностью формируется часть бассейновой составляющей наносов, и собственно руслами рек в единой цепи перемещения наносов. Усиление интенсивности

1 Выполнено при поддержке РФФИ (проект 07-05-00193)) и гранту Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (проект НШ-790.2008.5).

эрозионно-аккумулятивных процессов на склонах междуречья приводит к увеличению стока наносов в речных руслах, при этом на равнинах значительная часть эродированного материала переоткладывается на склонах и в днищах сухих долин так и не достигая речного потока [1]. Соответственно степень взаимодействия этих важнейших компонентов эрозионно-русловых систем определяется особенностями перераспределения материала в пределах малых водосборов.

Доля подготовленного к перемещению материала, время транзита и объем транспортируемых в единицу времени наносов в замыкающих створах малых водосборов, располагающихся на их выходе в речные долины, по существу определяют степень воздействия потока наносов, поступающих с междуречных пространств, на речные русла. Так в высокогорье, где интенсивность денудации во многом диктуется темпами выветривания коренных пород, важнейшим фактором является доля подготовленного к транспорту материала, который при формировании интенсивного склонового стока практически полностью доставляется в днища речных долин. В условиях равнин контролирующими факторами становятся проективное покрытие поверхности склонов, морфология малых водосборных бассейнов, по которым наносы со склонов доставляются в речные русла, а также степень удаленности участков интенсивной эрозии на междуречьях от постоянных водотоков. Поэтому на равнинах в естественных условиях материал значительно перераспределяется только при формировании экстремального стока в пустынях и полупустынях. В остальных ландшафтных зонах существенное увеличение потока склоновых наносов происходит при различного вида освоении земель (промышленное, сельскохозяйственное, транспортное строительство, лесоразработки, освоение месторождений и т.п.), а наиболее масштабное по площадному охвату -при их массовой распашке. Именно поэтому процессы интенсификации деградации малых рек, отражающие периоды наиболее интенсивного поступления материала со склонов междуречий в речные русла, совпадают по времени с этапами массового земледельческого освоения, что особенно наглядно проявилось на равнинах Восточной Европы и Северной Америки [2]. Количественная оценка темпов эрозионно-аккумулятивных процессов на участке транспорта наносов со склонов в речную сеть позволяет достоверно выявить долю наносов, доставляемых в речные русла за фиксированные интервалы времени.

Н.И. Маккавеев разделил все потоки на поверхности суши на три основных звена: "верхнее звено - склоновые нерусловые потоки, среднее звено - временные водотоки (овражно-балочная сеть) и нижнее звено - реки" [1, с. 35]. При этом временные водотоки, занимая промежуточное положение, формируются уже на склонах междуречья, но в основном протекают в днищах овражно-балочных систем или не имеющих постоянного водотока долин. Именно данные водотоки ответственны за доставку наносов со склонов в русла рек. Говоря об основных отличиях временных потоков равнин от постоянных, Н.И. Маккавеев указывает на формирование в них паводочных волн, сопоставимых по энергии с паводочными волнами на малых горных реках. Также он отмечает сравнительно быстрое развитие растительности в руслах временных потоков, что повышает их шероховатость, а, следовательно, и темпы аккумуляции наносов. В 50-е гг. XX в. было сравнительно мало работ по определению темпов перераспределения наносов в верхних звеньях флювиальной сети, так как недостаточно внимания уделялось количественной оценке темпов аккумуляции наносов, поскольку еще не были разработаны методы датировки современных отложений. Прямые наблюдения за эрозионно-аккумулятивными процессами на стационарах также только организовывались, что ограничивало возможности количественной оценки интенсивности перераспределения наносов.

В последние десятилетия достигнут значительный прогресс в изучении особенностей транспорта и переотложения наносов на пути их транспортировки со склонов междуречья в днища долин малых рек. Это связано с существенным расширением методической базы исследований, что позволило накапливать количественные данные о темпах эрозионно-аккумулятивных и других экзогенных процессов в системе

Модули стока наносов, установленные по результатам мониторинговых наблюдений на ряде малых водосборов в различных регионах мира [3]

Водосборы Местоположение Площадь, км2 Модуль стока наносов, т/км2 в год

Аппе Кроп Новая Зеландия 12.2 29600

Тюаньшангоу Китай 0.18 19751

Рома и Малиэле Лесото 1-10 220-1870

Креди Великобритания 9.8 39

Староробочанский Польша, Татры 8.8 5.9

Хаббард Брук США, Нью Хемпшир 0.43 3.3

склон - склоновый водосбор - овраг - днище долин временных водотоков (балки, суходолы, лога) - днище речных долин - русло реки. Кроме того, существенный прогресс достигнут в разработке эрозионных моделей, что позволяет использовать их для оценки темпов сноса материала со склонов и склоновых водосборов.

Можно выделить несколько направлений исследований, которые своей конечной целью ставят количественную оценку коэффициента доставки наносов со склонов в речную сеть за различные интервалы времени:

1. Натурные мониторинговые наблюдения на малых водосборах (временной интервал от события до первых десятилетий);

2. Выявление динамики перераспределения наносов на основе изучения содержания в почве и отложениях радионуклидов или других маркеров (от события до 100120 лет);

3. Палеогеоморфологические исследования перераспределения материала в верхних звеньях флювиальной сети (более 300-400 лет);

4. Комплексные исследования интенсивности эрозионно-аккумулятивных процессов в пределах малых водосборов, предусматривающие параллельное использование набора методов для выявления темпов перераспределения материала, в том числе в пределах каждого морфологического элемента рельефа малых водосборов (различные интервалы в зависимости от задач исследования).

Натурные наблюдения за перемещением наносов в пределах малых водосборов на специально оборудованных измерительных створах позволяют оценить перераспределение материала в период конкретного эрозионного события и в среднем за весь период проведения наблюдений. Начиная с 1970-х гг., в разных странах мира создавались стационары, на которых были организованы регулярные или периодические наблюдения за развитием денудационных процессов в пределах малых водосборов. Достаточно детальный обзор результатов подобных исследований, проводившихся в зарубежных странах, приведен в работе Д. Уоллинга [3]. Большинство подобных мониторинговых станций были организованы в горах и предгорьях, так как там более широк спектр процессов денудации и в целом выше их интенсивность в сравнении с равнинными территориями. Площади малых водосборов, на которых проводились наблюдения, находились в интервале 0.1-100 км2. К сожалению, на большинстве объектов не проводились наблюдения за темпами аккумуляции наносов, а ее интенсивность может быть установлена исходя из разницы между измерениями стока наносов на измерительных створах, расположенных в разных частях бассейна, при условии их наличия. По существу, лишь немногие исследователи оценивали вклад различных экзогенных процессов в суммарную денудацию, а также определяли долю наносов, переотложившихся внутри водосбора. Так детальный мониторинг на горном водосборе Лоун Три в Калифорнии [4] позволил установить, что в среднем за четыре года наблюдений около 70% перемещенного различными экзогенными процессами материала достигло русла реки. В результате мониторинговых наблюдений получены натурные

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.

Показать целиком