ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2013, том 40, № 4, с. 359-366
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
УДК 551.326.83(556.5+551.4)
ЛЕДЯНОЙ ПОКРОВ РЕКИ АМУР И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РУСЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
© 2013 г. А. Н. Махинов, В. И. Ким
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН 680000 Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65 E-mail: ivep@ivep.as.khb.ru Поступила в редакцию 16.03.2012 г.
Рассмотрены особенности ледового режима р. Амур в среднем и нижнем течении и роль речного льда в разрушении берегов, переносе крупного обломочного материала, размыве дна и перераспределении стока воды между рукавами. Установлены многочисленные и разнообразные следы воздействия ледохода на берега и пойму, а также выявлена активность эрозионных процессов в русле р. Амур в зимний период. Перераспределение стока воды между рукавами р. Амур в районе Хабаровска существенно изменило ледовый режим, который был восстановлен в результате реализации комплекса мероприятий.
Ключевые слова: река Амур, речной лед, русло, ледоход, подледная эрозия
Б01: 10.7868/80321059613040081
В Сибири и на Дальнем Востоке России лед играет большую роль в разрушении берегов рек, переносе крупного обломочного материала, размыве дна и перераспределении стока воды между рукавами в разветвленных речных руслах [2, 4, 7, 8]. Низкие температуры воздуха с конца ноября до середины марта, значительные скорости течения и многорукавность русла р. Амур обусловливают своеобразие ледового режима в ее среднем и нижнем течении. Однако особенности ледовых явлений, а также их изменений при переформировании многорукавных русел изучены слабо.
В настоящее время для Амура имеется достаточно большой объем данных, полученных по наблюдениям за ледовыми явлениями на постах Дальневосточного УГМС. Они позволяют дать лишь общую характеристику начала и окончания ледовых явлений, толщины льда для ряда пунктов на всем протяжении реки от верхнего течения до устья (рис. 1). Однако рельефообразующая роль льда на реках Дальнего Востока рассмотрена в небольшом количестве публикаций, среди которых наибольшую ценность представляют результаты исследований, выполненных в 1940-1950-е гг. [13].
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
С 1996 по 2011 г. проведено исследование особенностей строения ледяного покрова и его влия-
ния на берега и дно реки на многорукавных участках русла в нижнем течении Амура, наиболее подробно — в окрестностях г. Хабаровска. Для этого проводилось бурение льда в поперечном сечении от берега до берега на различных по морфологии участках русла. При выборе профилей бурения учитывалось динамическое состояние рукавов реки, у которых различались отмирающие, стабильные и развивающиеся русла. Точки бурения располагались обычно через 5—100 м друг от друга. Проводилось описание характера поверхности льда, торосистости, наличия и толщины слоя шуги, характера включений терригенного материала в лед. Измерялись скорости течения подо льдом с помощью вертушки ГР-55 на каждой вертикали на глубинах 0.2 и 0.8. Работы на реке проводились обычно во второй декаде марта при минимальных уровнях воды и максимальной толщине льда.
В начале лета исследовались морфологические и морфометрические характеристики аккумулятивных и экзарационных форм рельефа, образованных льдом на берегах во время весеннего ледохода. Обследовались берега на излучинах рек, в верхних частях островов и подножья уступов коренных пород. Отмечались направления и размеры ледовых борозд, форма и высота скоплений грунта, образованных от выпахивающей деятельности льда на бечевниках.
ОХОТСКОЕ МОРЕ
рлревсК-на-Амуре >родское
ЯПОНСКОЕ МОРЕ
Рис. 1. Карта-схема бассейна р. Амур.
В работе использовались данные наблюдений за ледовым режимом р. Амур на гидрологических постах Дальневосточного УГМС [11].
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА р. АМУР
Амур на участке от с. Черняево (Амурская область) до устья образует огромную излучину, выпуклую к югу, протягивающуюся почти на 2500 км. Начало, продолжительность и окончание ледовых явлений на разных участках реки зависят от влияния притоков, скоростей течения, характера русла и других природных факторов. Однако общая закономерность увеличения продолжительности и усложнения ледовых явлений с возрастанием широты местности проявляется отчетливо (табл. 1). В верхнем течении Амура у с. Черняево (52.8° с.ш.) начало ледостава в среднем приходится на 7 ноября. В низовьях Амура у с. Богородского (52.3° с.ш.) ледостав устанавливается 14 ноября. В среднем течении реки у с. Ленинского (48.0° с.ш.) Амур окончательно замерзает 20 ноября. Продолжительность ледостава: от 177 сут у с. Черняево до
152 сут у Хабаровска и 180—185 сут в низовьях Амура.
Эта закономерность нарушается в самой южной части Амура в районе впадения р. Сунгари на середине огромной излучины. Средняя дата ледостава на участке Амура ниже по течению от устья Сунгари протяженностью 300—350 км наступает на 5—6 сут позже, чем на расположенном выше по течению более южном участке Амура. Существенную роль в этом несоответствии играет сток Сунгари — самого крупного притока Амура, несущего относительно теплые воды из южной части своего бассейна.
В нижнем течении Амура (ниже Хабаровска) устойчивый ледяной покров устанавливается во второй половине ноября при относительно высоких уровнях воды. Осенний ледоход продолжается в течение нескольких дней и проходит при широких заберегах, не воздействуя на берега. Толщина льда к концу зимы достигает 1.1—1.3 м, а в суровые зимы 1.6—1.8 м (табл. 2).
Наиболее торосистый лед образует две основные зоны (рис. 2). Первая приурочена к отмелым участкам, протягивающимся вдоль выпуклых бе-
Таблица 1. Характеристики ледовых явлений р. Амур
Пункт Начало ледостава, дата Начало весеннего ледохода, дата Продолжительность ледостава, сут
с. Покровка 07.11 01.05 175
с. Черняево 07.11 03.05 177
г. Благовещенск 14.11 29.04 166
с. Пашково 22.11 25.04 154
с. Екатерино-Никольское 18.11 27.04 160
с. Ленинское 20.11 23.04 154
г. Хабаровск 23.11 24.04 152
с. Троицкое 24.11 27.04 154
с. Малмыж 21.11 29.04 159
г. Комсомольск-на-Амуре 20.11 02.05 163
с. Нижнетамбовское 18.11 03.05 166
с. Богородское 14.11 12.05 179
г. Николаевск-на-Амуре 13.11 17.05 185
регов на излучинах реки или обширных песчаных кос в ее русле. Она формируется на начальной стадии осеннего ледохода вдоль края заберегов. Отдельные обломки льдин толщиной 10—20 см образуют над средней поверхностью льда возвышения на 0.4—0.5 м, которые своей длинной осью направлены параллельно течению реки. Вторая зона расположена над фарватером реки в полосе шириной 70—150 м. Она отличается наибольшей торосистостью, и ее формирование происходит непосредственно перед ледоставом. Обломки льда толщиной 20—30 см составляют хаотические нагромождения, создавая неровную поверхность с амплитудой высот до 1.8 м. Нередко в этой зоне глыбы льда образуют протяженные вдоль течения валы длиной до 20 м и шириной до 5 м. Между этими ледяными валами обычно располагается ровная поверхность льда.
В прибрежной части русла при продолжающемся в течение зимних месяцев падении уровней воды лед ложится на дно реки на большой площади. Нередко ширина русла, в пределах которого лед соприкасается с грунтом, достигает 400 м, а на отдельных участках превышает 1000 м. В результате к нижней кромке льда примерзает слой грунта толщиной до 2—3 см, который весной во время ледохода переносится льдиной на значительные расстояния.
Существуют другие способы включения тер-ригенного материала в речной лед. На берегах Амура широко распространены эоловые процессы. Небольшое количество зимних атмосферных осадков в долине Амура между г. Хабаровском и с. Циммермановка, сильные ветры, сложенные
тонким песчаным материалом высокие береговые уступы и прибрежные косы обусловливают перенос на лед значительного количества песка; его накопления на поверхности льда местами имеют толщину до нескольких сантиметров, протягиваются от берегов реки на сотни метров в виде широких полос, ориентированных по направлению господствующих ветров.
Во время осеннего ледохода происходит также захват галечно-песчаных отложений отдельными обломками торосистого льда при движении его над прибрежными отмелями и осередками. В этих условиях обломки льдин наползают на наиболее мелкие участки реки, перемещая на поверхность других обломков льда донные отложения. Лед, лежащий на косах и осередках, всегда бывает более загрязненным по сравнению с другими участками реки.
Таблица 2. Средняя и максимальная толщина льда, м, в нижнем течении р. Амур
Средняя Наибольшая
Пункт толщина толщина
льда льда
г. Хабаровск 1.17 1.48
с. Елабуга 1.08 1.56
с. Троицкое 1.07 1.49
с. Малмыж 1.16 1.49
г. Комсомольск-на-Амуре 1.28 1.88
с. Нижнетамбовское 1.03 1.56
с. Сухановка 1.14 1.39
с. Богородское 1.29 1.81
г. Николаевск-на-Амуре 1.17 1.74
м
Рис. 2. Поперечное сечение р. Амур на излучине и типы ледяного покрова. 1 — сильно торосистый лед, 2 — ровный лед с единичными торосами, 3 — скопления шуги подо льдом, 4 — профиль дна, 5 — положение скважин. Здесь и на рис. 3: 1—7 — номера скважин.
Менее существенную роль во включении тер-ригенного материала в лед играют поднимающиеся массы донного льда и поступление обломков горных пород с крутых склонов в результате обвалов и снежных лавин, активизирующихся в Приамурье обычно в конце зимы.
Изменение толщины льда в поперечном сечении реки зависит от морфологических особенностей русла. На излучинах с асимметричным распределением глубин по ширине реки толщина льда в направлении от крутого берега к пологому постепенно увеличивается до максимальных значений. На прямолинейных участках развивающихся рукавов с равномерным распределением глубин в поперечном сечении русла толщина льда более постоянна и уменьшается на 20—30 см над участками с максимальной скоростью течения.
РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ ВЕСЕННЕГО ЛЕДОХОДА
Известно, что на реках России речной лед играет заметную роль в преобразовании берегов, разрушая их и аккумулируя отложения [6, 7]. Особенности рельефообразующей роли льда определяются природными условиями территорий, по которым протекают реки.
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.