УДК 551.435.112
© 2008 г. Ä.B. ЧЕРНОВ Н.И. МАККАВЕЕВ И РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О РЕЧНОЙ ПОЙМЕ1
Речные поймы представляют собой уникальные территории, с одной стороны являющиеся частью суши, а с другой - испытывающие постоянное влияние речного потока, затопляющего и увлажняющего их во время половодий (паводков) и способствующего образованию специфического интразонального пойменного ландшафта. Подобное положение определяет многообразие ресурсов, которыми богаты поймы, и необходимость детального изучения происхождения и современного функционирования пойм с целью оптимизации использования этих ресурсов.
Использовались поймы издавна, но научное их изучение в России датируется второй половиной XIX столетия. Приоритетным в то время было исследование пойм с позиций геоботаники и почвоведения, т.к. среди всех пойменных ресурсов потреблялись в первую очередь сельскохозяйственные. В конце XIX столетия получило развитие геологическое направление, изучающее строение пойменных толщ и на этом основании делающее попытки объяснить их происхождение. Большую роль в становлении геологического изучения пойм сыграл В.В. Докучаев, высказавший предположение об их происхождении в результате осушения озер в ложбинах стока талых ледниковых вод. Более обоснованную гипотезу высказал много позже Е.В. Шанцер: в ней он впервые увязал образование поймы с русловыми процессами, в частности, с горизонтальными русловыми деформациями [1].
Оба этих направления развивались независимо друг от друга, но и там и там слабо учитывалась динамика водного потока в разные фазы гидрологического режима и, следовательно, процессы, происходящие в речных руслах (несмотря на то, что Е.В. Шанцер положил в основу своей гипотезы именно эти процессы). Углубленное изучение речных пойм, в связи с возраставшими потребностями в разнообразных пойменных ресурсах, начавшееся в середине прошлого столетия, привело к развитию нового гидролого-геоморфологического направления [2, 3]. Одним из первых его начал разрабатывать Н.И. Маккавеев [4-6].
Н.И. Маккавеев подошел к изучению речных пойм в свете создаваемого им учения о едином эрозионно-аккумулятивном процессе, где пойма является одной из составляющих нижнего звена эрозионно-русловой системы, и поэтому не может рассматриваться отдельно от создающих ее русловых процессов.
Становление взглядов Н.И. Маккавеева на формирование и развитие пойм происходило на фоне широкого распространения разнообразных версий этого процесса. Сюда входили теория Е.В. Шанцера, близкая к современным воззрениям, но придающая излишнее значение поперечной циркуляции потока на излучинах, и другие, к настоящему времени забытые, как, например, озерная гипотеза В.В. Докучаева, эоловая гипотеза В.Р. Вильямса, теории, связывающие образование пойм с тектоническими движениями, колебаниями нормы стока в голоцене и др. Поэтому, предлагая свой взгляд на генезис и развитие речных пойм, Н.И. Маккавеев полемизировал с авторами подобных идей, аргументировано доказывая, что абразия не является ведущим процессом при расширении днища долины, что такие расширения сформированы не ледниковыми озерами, а боковой эрозией самой реки, что элементы первичного рельефа пойм есть результат деформаций речных русел, а не экзарационной деятельности ледника, что не каждый уступ на пойме или террасе образовался в результате цикловых изменений тектоники или климата, а пойменный яр не есть следствие понижения ба-
1 Выполнено при поддержке РФФИ (проект 07-05-00421) и гранту Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (проект НШ-790.2008.5).
зиса эрозии - и ступени, и высокие яры образовались вследствие горизонтальных русловых деформаций при непрерывном медленном врезании реки.
Одновременно Н.И. Маккавеев выдвинул свои представления о происхождении и развитии пойм, предложил их классификацию. Анализируя его работы того времени, можно выделить несколько пионерных моментов в теории речных пойм, вошедших с тех пор в отечественную литературу о поймах, но, к сожалению, далеко не всегда замечаемые в геолого-геоморфологической литературе.
1. Положение о постоянном обмене материалом между руслом и поймой: ".. .поймы являются не только местом аккумуляции наносов речного потока, но и источником их пополнения., пойма представляет собой подвижное образование., ее нельзя уподоблять террасам долины" [6, с. 239]. При этом наносы, попавшие в русло при размыве пойменных яров, в большей своей части аккумулируются ниже по течению; на ме-андрирующих реках материал размываемых вогнутых берегов откладывается у выпуклых берегов нижележащих излучин, сгруппировавшись при этом в гряды.
2. Гидродинамическое обоснование понятия "пойменный массив", широко использующегося в современных исследованиях благодаря работам И.В. Попова [7] и его последователей. Н.И. Маккавеев рассматривал пойменный массив, как обособленную структурную единицу дна речной долины ранга природно-территориального комплекса, подразделяющуюся на участки размыва берегов, транзита и аккумуляции наносов, и представленную тремя пойменными зонами с различными условиями аккумуляции пойменного аллювия (наилка), выделенными впервые еще А.М. Дмитриевым: прирусловой, центральной и притеррасной [8].
3. Обоснованное представление о речных затонах, как о продолжении затонских частей перекатов, обособившихся от русла вследствие горизонтальных русловых деформаций, а именно - преимущественно продольного смещения излучины и составляющего ее пойменного массива вниз по течению. Подобное представление подвело черту под гипотезами о нерусловом происхождении основных форм рельефа русла и поймы, которые периодически возникали в первой половине XX в., особенно среди представителей геологического направления в изучении пойм.
4. Разработка схемы строения пойменной толщи при преимущественно продольном смещении излучин: в этом случае на русловой "базальной" фации аллювия сначала залегают тонкозернистые илы-суглинки фации заводей (затонов), затем - суглинки центральной поймы; венчается разрез супесями и песками прирусловой поймы. До этого в литературе господствовали представления Е.В. Шанцера, согласно которым пойменный разрез, наоборот, был представлен в основном русловой фацией аллювия и только венчался наиболее тонким пойменным материалом. Н.И. Маккавеев доказал, что последняя схема применима только при поперечном смещении излучин, тогда как при других видах деформаций русла строение пойменного аллювия оказывается более сложным.
5. Объяснение ступенчатости поверхности поймы и низких надпойменных террас без привлечения тектоно-климатических циклов, а только как результат направленного слабого постоянного врезания реки на фоне активно протекающей боковой эрозии. Данное положение Н.И. Маккавеева стало противовесом выделению (особенно на равнинных реках) большого (более 10) количества цикловых террас и попыткам объяснить их возникновение короткопериодичными колебаниями внешних условий долинообразования.
6. Общепринятым и вошедшим в учебную литературу стало выделение Н.И. Мак-кавеевым пяти фаз гидрологического режима поймы: снежницы; перелива воды на пойму сначала с низовой, а потом и с верховой части массива; транзитного потока через пойму; слива воды с поймы; межени. Для каждой фазы режима впоследствии были построены математические модели, показывающие последовательную картину затопления поймы, прохождения по ней транзитного потока и слива полых вод с ее поверхности.
Наряду с представлениями, устойчиво вошедшими в научную литературу и получившими последующее развитие, у Н.И. Маккавеева были и предположения, не прошедшие проверку временем или не получившие в силу ряда причин продолжения. Так, Н.И. Маккавеев не избежал влияния взглядов ученых первой половины XX столетия о большой роли некоторых геоморфологических процессов в формировании рельефа пойм; речь идет о роли ветра в образовании рельефа прирусловой части поймы, и склоновых процессов. Н.И. Маккавеев полагал, что аккумулятивный рельеф прирусловой поймы создается "местными быстринами воздушных потоков" [6, с. 250]; к ним он относил наложенные прирусловые валы, образованные, как потом выяснилось, потоками половодья в местах перелива воды из русла в пойму. Вместе с тем, в специальной статье он оговорил реальные условия, при которых возможно образование именно эоловых форм рельефа на пойме [9].
Также излишне высокую роль в формировании поверхности поймы отводил Н.И. Маккавеев деятельности местного - талого и дождевого стока на поверхности всей поймы, и склонового стока (включая линейный сток по оврагам и балкам) в притеррасной части поймы. Талый и ливневой сток не могут существенно проявляться в рельефе горизонтальной (с минимальными продольными уклонами), покрытой плотной дерниной поверхности поймы. Делювиальные шлейфы и конусы выноса из оврагов и балок действительно видоизменяют рельеф притеррасной поймы, но на очень ограниченном пространстве, поэтому играют заметную роль только в рельефе узких пойм адаптированных русел.
Развивая гидролого-геоморфологическое направление в изучении пойм, Н.И. Маккавеев не мог не противопоставить чрезмерному увлечению представителей геологического направления тектоникой и ее влиянием на русла и поймы основной активный гидрологический фактор поймообразования, а именно - водный поток, транспортирующий наносы. По его мнению, струи потока во время половодья обладают достаточной мощностью для того, чтобы образовать изогнутые параллельно руслу эрозионные борозды - межгривные понижения, обособляя промежутки между ними в виде гряд (грив). "Такое расположение гряд [убывание их кривизны в шпоре излучины по мере удаления от меженного русла] вызвано постепенным выполаживанием динамической оси потока по мере повышения уровней воды, а вовсе не является свидетельством постепенного развития излучины" [6, с. 251]. В реальных условиях медленный (из-за высокой шероховатости поверхности поймы) транзитный поток, так же, как и талые и ливневые, не в состоянии размывать дернину, скрепляющую эту поверхность; вообще, эрозионные формы рельефа не свойственны пойме, если только она не распахана.
Интересно,
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.