ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 4, с. 416-431
= ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
УДК 551.428.6
ПРОЦЕССЫ ДЕЛЬТООБРАЗОВАНИЯ В УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ РЕК ГАНГА И БРАХМАПУТРЫ1
© 2007 г. В. Н. Михайлов, М. А. Доценко
Московский государственный университет 119991 Москва ГСП-1, Ленинские горы Поступила в редакцию 20.06.2006 г.
Рассмотрена эволюция дельты рек Ганга и Брахмапутры в период голоцена. Особое внимание уделено процессам дельтообразования, динамике гидрографической сети дельты, русловым процессам в рукавах, а также динамике морского края дельты и дна устьевого взморья в последние 150-200 лет. Приведен расчет баланса наносов в устьевой области рассматриваемых рек.
Устьевая область (УО) рек Ганга и Брахмапутры, включающая обширную сложно-разветвленную дельту и приглубое устьевое взморье (УВ), до 1960-1980-х гг. оставалась одной из наименее изученных в мире. В российской научной литературе некоторые сведения о ней можно было найти лишь в монографии И.В. Самойлова [7], изданной в 1952 г. В последние 20-25 лет в УО Ганга и Брахмапутры были проведены широкомасштабные геологические, геофизические и гидрологичекие исследования. Анализ результатов этих исследований позволил дать характеристику особенностей гидрологического режима этой УО в [2], где были рассмотрены основные черты ее природных условий и подробно проанализированы закономерности гидрологического режима Ганга и Брахмапутры, их дельты и УВ. Главное внимание было уделено особенностям водного режима обеих рек, наводнениям во время юго-западного муссона, приливным явлениям и катастрофическим нагонам, вызванным тропическими ураганами.
Однако за рамками [2] остались весьма сложные вопросы эволюции дельты, динамики ее гидрографической сети, морского края дельты (МКД) и дна УВ. Эти морфологические процессы в УО Ганга и Брахмапутры очень интенсивны. А объяснения их особенностей в публикациях противоречивы. В данной статье авторы сделали попытку обобщить имеющиеся сведения о морфологических процессах в устье Ганга и Брахмапутры и заново рассмотреть их основные особенности, опираясь на результаты исследований в течение последних 10-15 лет [9-12, 16-18, 20, 24, 26] и отечественный опыт изучения динамичных дельт [1, 3].
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ
(грант 05-05-65110).
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕЛЬТЫ РЕК ГАНГА И БРАХМАПУТРЫ
Основные черты современной дельты и факторы ее формирования
Современная (голоценовая) дельта рек Ганга и Брахмапутры - одна из крупнейших в мире; ее площадь составляет ~100000 км2 [2]. Дельта сформировалась в последние 11 тыс. лет в пределах обширного краевого прогиба - Бенгальского бассейна.
Гидрографическая сеть современной дельты (рис. 1) очень сложна. Она состоит из трех дельтовых русловых систем: Ганга, Брахмапутры и образованной в результате их слияния объединенной русловой системы. Магистральными рукавами этих трех систем служат рукава Ганг (продолжение одноименной реки в пределах дельты) и Джамуна (продолжение Брахмапутры в пределах дельты), а также мощный объединенный водоток Пад-ма-Нижняя Мегхна [2].
Характерной чертой современной УО Ганга и Брахмапутры является широкий шельф, называемый Бенгальским. Его обычно подразделяют на мелководную часть (внутренний шельф), ограниченную со стороны залива изобатами 20-25 м, и глубоководную (внешний шельф) с глубинами >25 м. Внутренний шельф шириной от 30 до 110 км можно отождествить с УВ [2]. Внешний шельф прорезан каньоном Суотч-оф-Ноу-Граунд.
Основные природные и антропогенные факторы, влияющие на морфологические процессы в УО Ганга и Брахмапутры следующие:
большой сток воды обеих рек (1230 км3/год) и огромный (больше, чем у Амазонки, Янцзы и Хуанхэ) сток наносов (1210 млн. т/год) [2], которые могут увеличиться в течение XXI в. в связи с ожидаемым потеплением климата;
непрерывное эвстатическое повышение уровня океана, составившее за последние 11 тыс. лет >50 м и имеющие в настоящее время интенсив-
Рис. 1. Схема УО рек Ганга и Брахмапутры по [9, 10, 17]. Границы: 1 - дельты, 2 - государственная между Индией и Бангладеш, 3 -возвышенностей, 4 - изобата 20 м; реки: 1 - Ганг, 2 - Брахмапутра, 3 - Верхняя Мегхна, 4 - Тиста; рукава дельты: 5 - Ганг, 6 - Джамуна, 7 - Падма, 8 - Старая Брахмапутра, 9 - Средняя Мегхна, 10 - Нижняя Мегхна, 11 - Бхагиратхи, 12 - Хугли, 13 - Бхайраб, 14 - Горай; протоки: 15 - Дхалесвари, 16 - Барал; возвышенности: 17 - терраса Баринд, 18 - терраса Мадхупур; 19 - каньон Суотч-оф-Ноу-Граунд.
ность ~2 мм/год, которая в XXI в. может заметно ускориться в связи с глобальным потеплением климата [22];
медленное тектоническое погружение всего Бенгальского бассейна и довольно интенсивная просадка грунта (>15 мм/год в некоторых местах дельты), обусловленная уплотнением рыхлых дельтовых отложений. Совместное влияние эвста-тического повышения уровня моря и превосходящей его по величине просадки дельтовых отложений приводит к так называемому относительному повышению уровня моря (ОПУМ), которое в приморской части дельты Ганга и Брахмапутры до-
стигает 10-20 мм/год [10, 14]. В рассматриваемой дельте ОПУМ заметно больше, чем в некоторых других крупных дельтах мира (Эбро и Роны 1-5, Нила до 5, Миссисипи до 10 мм/год [22]);
сильное воздействие на МКД и приморскую часть дельты приливов, штормовых нагонов и морского волнения [2];
крупномасштабное обвалование многих рукавов дельты, начатое в 1960-х гг. с целью защиты земель от наводнений во время муссонного половодья и штормовых нагонов и приведшее к уменьшению поступления во внутренние части дельты речных вод и наносов.
Таблица 1. Периоды в изменениях уровня океана по [17, 22] и гидролого-морфологических процессах в УО Ганга и Брахмапутры (числитель - в начале периода, знаменатель - в конце; прочерк здесь и в табл. 3 - отсутствие данных)
Период тыс. лет назад Уровень океана относительно современного, м Повышение уровня океана, м (см/год) Гидрологические условия Седиментологические и морфологические процессы
до 18 -120 Максимум ледниковой регрессии океана, большие уклоны водной поверхности и скорости течения, вынос крупных наносов (валунов, гальки, гравия) Формирование глубоко врезанных русел на плейстоценовой поверхности Бенгальского бассейна, отложение крупных наносов и формирование дельты в устье эрозионного вреза (на современных глубинах не <100 м)
18-11 -120 -55 65 (0.93) Начало постледниковой трансгрессии, распространение подпора на нижнюю часть эрозионного вреза Перемещение зоны аккумуляции речных наносов в сторону суши
11-7 -55 -10 45 (1.12) Повышенный сток воды и наносов рек, значительное повышение уровня океана, распространение подпора в Бенгальский бассейн Крупномасштабная аккумуляция песчаных и илистых наносов на поверхности Бенгальского бассейна, активное развитие голоценовой дельты, повышение русел рукавов
7-4 -10 -5 5 (0.17) Замедление повышения уровня океана, уменьшение подпора Продолжение накопления отложений на поверхности Бенгальского бассейна и развития дельты, повышение русел рукавов, формирование шельфа
4-0 -5 0 5 (0.12) Стабилизация уровня океана Формирование современной гидрографической сети дельты
Основные особенности формирования дельты Ганга и Брахмапутры
Эволюция этой дельты обладает существенными особенностями, отличающими ее от других крупных дельт мира. Эти особенности определяются, прежде всего, огромным стоком наносов рек Ганга и Брахмапутры, что предопределило, во-первых, большую интенсивность процессов осадконакопления и дель-тообразования; во-вторых, формирование очень большой толщи аллювиальных отложений как на поверхности дельтовой равнины, так и на шельфе; в-третьих, образование одной из самых сложнораз-ветвленных и крупных дельт мира.
Дельта в устье Ганга и Брахмапутры, по-видимому, существовала всегда, при любой высоте стояния уровня океана и любых климатических колебаниях стока воды и наносов рек, а МКД был всегда "привязан" к уровню океана (табл. 1), испытавшему только за последние 18 тыс. лет повышение >100 м [17, 22]. В месте сопряжения обеих рек и уровня океана резко уменьшалась транспортирующая способность речного потока; именно здесь должны были аккумулироваться приносимые реками наносы и при условии их большого объема формироваться первичные дельтовые формы рельефа. Пока не совсем ясно, где именно (на каких современных глубинах океана) находилась дельта Ганга и Брахмапутры при низком стоянии уровня океана в лед-
никовую эпоху и какие формы она имела. Но то, что такая дельта должна была существовать в то время, вполне очевидно.
По мере постледникового повышения уровня океана изменялись местоположение области аккумуляции речных наносов и самой дельты, ее размеры и структура. Развитие современной голо-ценовой дельты началось после того, как уровень океана достиг отметок кровли плейстоценовых отложений, представлявшей собой поверхность древней дельты, сформировавшейся в Бенгальском бассейне в предыдущую межледниковую эпоху. По данным [17] указанная поверхность имела отметки на 50-70 м ниже современного уровня океана. Ее частичное затопление, отложение наносов и формирование современной дельты началось 11 тыс. лет назад [17]. В последующее время сформировались мощная толща отложений (в среднем >50-60 м) и динамичная русловая сеть современной дельты.
Благодаря большому стоку наносов рек Ганга и Брахмапутры развитие голоценовой дельты шло быстро, и главное - непосредственно вслед за подъемом уровня океана. Поэтому в этом устье не реализовалась обычная схема эволюции крупных дельт. Такая схема заключалась в следующем: в результате постледникового подъема уровня моря сначала затоплялась старая дельта и возникали ин-
грессионный залив, эстуарий или лагуна, затем в этом водоеме формировалась дельта выполнения, а позже за его пределами в открытом море и дельта выдвижения [1]. Так формировалось большинство дельт на земном шаре в послеледниковое время за исключением, возможно, дельт рек Хуанхэ и Ганга - Брахмапутры. Авторам статьи известен лишь один пример из самой последней истории развития дельт, когда даже при условии очень быстрого повышения уровня моря активн
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.