22. Государственный водный кадастр: основные гидрологические характеристики. Л.: Гидроме-теоиздат, 1980. Т. 15. 248 с.
23. Государственный водный кадастр: основные гидрологические характеристики. Л.: Гидроме-теоиздат, 1979. Т. 15. 488 с.
24. Государственный водный кадастр: ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Архангельск: Госкомитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, 1984. Т. 1. 542 с.
25. Yermolaev O.P. Assessment of the Suspended Sediment Yield in the Rivers' Basin of the Russian Plain // World Applied Sci. Journ. 2013. № 27 (5). Р. 626-631.
26. Yermolaev O.P., Maltsev K.A., Mozzherin V.V., Mozzherin V.I. Global geoinformation system "Suspended sediment yield in the river basins of the Earth" // Gomorphology. 2012. № 2. Р. 50-58.
27. Maltsev K., Yermolaev O., Mozzherin V. Mapping and spatial analysis of suspended sediment yields from the Russian Plain // IAHS-AISH Publication. 2012. V. 356. Р. 251-258.
28. Yermolaev O., Avvakumova A. Cartographic-geoinformational estimation of spatiotemporal erosion dynamics of arable soils in forest-steppe landscapes of the Russian Plan // IAHS-AISH Publication. 2012. V. 356. Р. 332-337.
Казанский федеральный университет Поступила в редакцию
21.02.2012
USING DEMS FOR AUTOMATIC PLOTTING OF CATCHMENTS K.A. MAL'TSEV, O.P. YERMOLAYEV
Summary
The authors suggest the method for digital elevation models (DEMs) compiling aimed to plotting the boundaries of the drainage catchments for the lowland relief (West Siberia as an example). The proposed method allows to take into account the local contemporary depressions - traps of the suspended sediment yield and surface runoff. In the result the higher precision of the basins boundaries pattern is obtained. In this method additional information from the topographic maps is used. The DEM compiled with the use of the suggested method helps to significantly increase the accuracy of the West Siberian catchments' automatic plotting.
УДК 551.4.012^551.435.04
© 2014 г. Х.Н. САФАРОВ, М.В. МАРКЕЛОВ, В.Н. ГОЛОСОВ, Б. ВОЛЬФГРАММ
ОЦЕНКА ТЕМПОВ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ НА СКЛОНАХ МАЛОГО ВОДОСБОРА ЛЁССОВОГО ПОЯСА ТАДЖИКИСТАНА НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИОЦЕЗИЕВОГО МЕТОДА1
Постановка проблемы
Особенностью развития эрозионных процессов в горах является существенная зависимость от состава почвообразующих пород, повторяемости стокоформирующих событий, особенностей температурного режима в сочетании с изменениями влажности грунта и специфики освоенности склоновых земель. Так, например, многовековая история земледельческого освоения гор Средиземноморья привела к значительной деградации земель, что способствовало образованию обширных массивов бедлендов [1-3]. Современные темпы эрозионных процессов в этом регионе, выявленные на основе использования различных методов, также достигают значительных величин [4-5], но
1 Работа выполнена в рамках деятельности Швейцарского национального исследовательского центра (NCCR) Север-Юг "Партнерство для смягчения последствий климатических изменений" при поддержке Швейцарского агентства для развития и сотрудничества и институтов-участников программы.
основной вклад в суммарную денудацию вносят экстремальные события, связанные с выпадением осадков высокой интенсивности.
Основная задача данного исследования состоит в оценке темпов перераспределения наносов в пределах различных сельскохозяйственных угодий малого водосбора Бодомо, расположенного примерно в 40 км к востоку от Душанбе (Республика Таджикистан), с использованием радиоцезиевого метода.
Лёссовый пояс Таджикистана расположен в предгорьях и низкогорьях центральной части республики и является одним из важнейших сельскохозяйственных регионов страны в связи с достаточно большой площадью пахотно-пригодных земель и обширных пастбищ, находящихся на незначительном удалении от населенных пунктов. Он вытянут с СЗ на ЮВ вдоль Гиссарского хребта, расширяясь в пределах ЮжноТаджикской депрессии и далее по направлению к долинам рек Амударьи и Пянджа (рис. 1). Гиссарская долина представляет собой тектоническую межгорную впадину, разделяющую область виргации позднепалеозойских складок Южного Тянь-Шаня и более южную область виргации складок альпийского возраста [6]. Южно-Таджикская депрессия протягивается на 70 км в широтном направлении, с севера ее обрамляет Гиссарский хребет, а с юга - сливающиеся между собой северные окончания горных гряд юга Таджикистана. Наибольшей ширины (около 20 км) депрессия достигает в центральной части - примерно на долготе г. Душанбе, здесь ее высотные отметки составляют около 720 м над у. м. В тектоническом отношении Южно-Таджикская
депрессия представляет собой синклинальную мульду, осложненную вдоль бортов разрывами. Главной рекой депрессии является Кафарниган, в который с юга впадает только один маловодный летом водоток - р. Иляк, в бассейне которого и расположен водосбор Бодомо (рис. 1).
Плотность населения в этом районе, в т. ч. в сельской местности, неуклонно возрастает. До начала 2000-х гг. это вело к увеличению площади пахотных земель, которые распространялись на относительно крутые предгорные склоны. Затем (и вплоть до настоящего времени) пахотные земли на крутых склонах оказались в основном заброшены, т. к. значительная часть мужского населения работает преимущественно в России. Но поскольку никаких восстановительных мероприятий на пахотных землях, расположенных на крутых предгорных склонах, проведено не было, их проективное покрытие травянистой растительностью остается низким, что способствует развитию эрозии. Одновременно за счет роста поголовья домашних животных существенно возрастает нагрузка и на пастбища, что в целом ведет к ускоренной деградации земель в предгорьях [7, 8].
Достаточно контрастный рельеф исследуемой территории и высокая размывае-мость лёссов даже в естественных, ненарушенных деятельностью человека условиях способствуют развитию овражной эрозии и обвально-осыпных процессов по бортам врезов. Многие крупные овраги уже прорезали всю толщу лёссовых отложений и достигли трудно размываемых кристаллических пород. Рост коэффициентов поверхностного склонового стока в связи с деградацией естественного травянистого покрова и переуплотнением верхних горизонтов почвы при увеличении антропогенной нагрузки способствует интенсификации линейной эрозии, темпы которой могут быть оценены на основе сопоставления аэро- и фотоснимков за разные годы [9]. Более детальные оценки внутригодовых темпов углубления и вершинного прироста овражных форм могут быть выполнены как на основе традиционных методов реперов и шпилек [10], так и путем проведения повторных съемок при наземном лазерном сканировании [1113]. Использование данного набора приемов в сочетании с методом ловушек [14] позволяет судить и о темпах обвально-осыпных процессов на бортах активных оврагов и подмываемых берегов временных и постоянных водотоков.
Оценка темпов плоскостного и мелкоручейкового смыва на пахотных и пастбищных склонах в среднемноголетнем разрезе вызывает наибольшие затруднения, так как их последствия не столь ясно отражаются в рельефе, как формы линейной эрозии. Некоторые представления о среднегодовых темпах смыва с участков, занятых различными культурами, дают результаты наблюдений на стоковых площадках Института почвоведения Академии сельскохозяйственных наук Республики Таджикистан. Однако они характеризуют темпы смыва со склонов фиксированной длины и площади. Также темпы смыва могут быть определены при помощи расчетных эрозионных моделей [15], как, в частности, уже сделано для пахотных земель лёссового пояса [16]. Однако результаты расчетов по эрозионным моделям должны быть верифицированы для исследуемой территории на основе данных полевых оценок темпов смыва независимыми методами. В этой связи применение радиоцезиевого метода является одной из возможностей количественной оценки среднегодовых темпов перераспределения наносов на обрабатываемых и пастбищных склонах за достаточно продолжительный временной интервал.
Оценка темпов перераспределения наносов на основе использования изотопа 137Сб в качестве маркера базируется на его свойстве перемещаться совместно с наносами. Основная часть 137Сб, имеющего антропогенное происхождение, появилась с началом проведения ядерных взрывов в открытой атмосфере с 1954 г. Испытания продолжались до 1963 г., когда был подписан договор о запрещении их проведения в открытой атмосфере. Из атмосферы изотоп 137Сб вымывался дождями и при поступлении на поверхность почвы быстро фиксировался на ней и в дальнейшем перемещался только с почвенными частицами. Выпадения изотопа 137Сб из атмосферы в связи с проведением
ядерных испытаний, продолжавшихся с 1954 г. и до начала 1980-х гг., получили название глобальных в отличие от локальных выпадений, связанных с авариями на ядерных объектах, из числа которых наиболее известны аварии на Чернобыльской АЭС и АЭС Фукусима в Японии.
Для использования 137Сб в качестве маркера в районе исследований необходимо, во-первых, определить его начальное выпадение на опорном геоморфологически стабильном участке (т. е. там, где с момента начала выпадения изотопа не наблюдались ни снос почвы, ни отложение наносов) за период с 1954 г. до момента отбора пробы. Для зон смыва и аккумуляции проводится отбор проб с последующим определением содержания в них изотопа 137Сб. Большее относительно опорного участка содержание изотопа в пробе свидетельствует об аккумуляции материала в точке отбора, и, напротив, меньшее его содержание указывает на эрозию. Для пересчета содержания изотопа 137Сб в темпы смыва/намыва используются модели, различающиеся по количеству входящих в них параметров [17]. Результаты использования радиоизотопного метода для оценок темпов перераспределения наносов на склонах в целом ряде регионов мира позволили получить достаточно достоверные результаты [18-23]. Радио-цезиевый метод широко использовался и для оценки перераспределения наносов на малых водосборах в горах [24-26]. В районах с высокой начальной вариабельностью выпадения изотопа 137Сб (СУ > 20
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.