ГЕОМОРФОЛОГИЯ
№ 1 январь-март 2015
УДК 551.435.132^551.312.33(235.3)
© 2015 г. В.М. МИХАЙЛОВ
РЕКИ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ: ОДНОРОДНОСТЬ И РАЗНООБРАЗИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИХ РУСЕЛ
СВНИМС Ин-та мерзлотоведения СО РАН, Магадан; vmmikhailov@gmail.com
Введение
Горная страна Северо-Востока России, самая обширная в пределах СНГ, выделяется среди всех остальных регионов подавляющим преобладанием коренных пород, благоприятных для формирования у широкопойменных рек разветвленных русел [1]. Это обстоятельство существенно упрощает генетический анализ как русел других типов, так и разновидностей многорукавных водотоков, ставя данную территорию в положение уникального природного полигона для углубленного изучения закономерностей геологической деятельности рек и морфодинамики их русел. Настоящая работа является первым шагом в данном направлении.
Исследуемые реки и ручьи в основном принадлежат (в убывающем по численности порядке) к бассейнам Колымы, Индигирки, Яны и Охотского моря. Увлажненность территории существенно убывает от охотоморского бассейна к янскому: среднегодовые значения модуля стока у рек с площадью водосбора порядка 25000 км2 уменьшаются более, чем втрое. Еще сильнее различается гидрологический режим малых рек и ручьев. На востоке Якутии с экстремально низкими зимними температурами и маломощным снежным покровом бессточный период (перемерзание) у водотоков
IV порядка (по системе Хортона-Стралера) занимает большую часть года, тогда как вблизи от охотского побережья многие из них имеют круглогодичный сток.
Основной акцент в работе сделан на количественный и качественный анализ диаграмм "расход воды - уклон долины", который широко применяется в аналогичных исследованиях. Своеобразие региона с одной стороны обусловило определенную специфичность применяемых подходов, с другой - позволило получить результаты, значение которых, вероятно, выходит за рамки региональных закономерностей.
Материалы и методы
В работе использованы данные гидрологических справочников [2, 3] о средних максимальных расходах воды (0-тах) и соответствующих площадях водосборов (Р).
V малых водотоков (Р до первых сотен км2) максимальные расходы обеспечиваются кратковременными интенсивными ливнями. У более крупных рек они связаны, как правило, с продолжительными обложными осадками и зачастую приходятся на период весеннего половодья (с наложением дождевых паводков).
бтах
ю5-
ю
102
103
104
105 106 F, км2
Рис. 1. График связи величин Отах и Р в бассейне р. Колыма Ручьи: 1 - Талок; 2 - Долгий
Уклоны речных долин (/„), а также значения Р на удалении от гидропостов измерены по крупномасштабным топографическим картам. Для расширения рамок исследований за счет рек, не обеспеченных данными наблюдений, применена экстраполяция величин Отах по зависимостям вида
Отах = аР Р, (1)
где а и в - эмпирические параметры.
Как показали расчеты, характеристики Отах и Р тесно коррелируют между собой даже в пределах весьма крупных и неоднородных бассейнов. На рис. 1 показан график зависимости (1) для водотоков бассейна Колымы. В расчетах использованы сведения по всем 69 постам независимо от типа речного русла и территориальной принадлежности (горы - равнина). Значения параметров а и в равны соответственно 0.377 и 0.862 при индексе корреляции рассматриваемых величин 0.94. В охотоморском бассейне теснота связи также обеспечивает достаточную точность оценок (индекс корреляции равен 0.95).
Обычно при анализе О1-диаграмм в поле графика помещается все множество точек, характеризующих реки с различными типами русел, чаще всего безотносительно к физико-географической обстановке: например, и равнины, и горные территории. Графики традиционно строятся в логарифмическом масштабе, и линии, разделяющие русла тех или иных типов, представляют собой прямые. Они проводятся таким образом, чтобы исключить (либо минимизировать) попадания в каждый из получаемых секторов "чужеродных" точек, затем рассчитываются параметры аналитических выражений, описывающих эти линии, и делаются выводы регионального или общего значения. В настоящей работе, во-первых, рассматриваются только горные территории; во-вторых, на начальном этапе учитывались лишь сведения по широкопойменным водотокам с немеандрирующими руслами; наконец, при обработке данных использован чисто формальный алгоритм, исключающий субъективность при проведении разграничительных линий.
Экстраполяция величины Отах применена только в одном случае - для Колымы в 33 км ниже поста Усть-Среднекан, где врезанное русло сменяется широкопойменным разветвленным. Приращение водосборной площади составляет здесь менее 3%, и вместо формулы (1) использовано аналогичное соотношение, дающее лучшее приближение у конкретных постов: Отах,2 = Отах,1(Р2/Р1)в где Отах,2 - искомый расход; Отах,1 -
расход на посту; Р2 и Р1 - соответствующие этим расходам значения водосборных площадей.
Исключение меандрирующих водотоков практически эквивалентно принятому изначально территориальному ограничению: реки Северо-Востока, обеспеченные данными наблюдений, как правило, приобретают извилистые русла при выходе на равнины, либо (что по существу одно и то же) на обширные выровненные участки Янского
IV
10-Н
Рис. 2. ^/-диаграмма для широкопойменных рек Северо-Востока с немеандрирующими руслами Цифрами обозначены номера постов по гидрологическим справочникам: [2] - полужирным шрифтом, [3] -курсивом. Сплошная прямая линия соответствует уравнению регрессии /„(<2тах), пунктирные - ограничивают рассматриваемое множество
Список постов, данные которых использованы при построении графика на рис. 2
№ поста Водоток, пункт наблюдений Р, км2 йnax, м3/с IV Т*
Восточная часть рассматриваемой территории (по [2])
7 р. Колыма, пос. Усть-Среднекан** 102300 7570 0.00079 48(1933-80)
17 р. Аян-Юрях, пос. Эмтегей 9560 916 0.0024 29(1951-80)
30 р. Кулу, пос. Кулу 10300 1050 0.0015 38(1942-80)
35 руч. Контактовый, "Средний" 14.2 5.38 0.026 31(1948-80)
36 руч. Контактовый, "Нижний" 23.2 7.14 0.020 31 (1948-80)
44 р. Тенке, в 2.2 км выше устья р. Нелькоба 1820 264 0.0041 38 (1941-80)
45 р. Омчак, пос. Омчак 151 42.5 0.0062 10(1971-80)
46 р. Омчак, пос. Транспортный 441 76.6 0.0078 7(1972-78)
47 р. Нелькоба, пос. Нелькоба 2110 426 0.0047 21(1960-80)
50 р. Детрин, устье р.Омчука 3490 483 0.0023 26(1955-80)
51 р. Детрин, устье р.Вакханки 5630 659 0.0033 53(1938-80)
56 р. Омчук, пос. Усть-Омчуг 583 101 0.0046 21(1960-80)
65 р. Дебин, пос. Беличье 3460 448 0.0029 25(1956-80)
67 руч. Ягодный, в 3.4 км от устья 100 20.1 0.012 21(1960-80)
71 р. Таскан, пос. Таскан 2-й 9970 941 0.0012 43(1938-80)
77 р. Буюнда, в 3.8 км ниже устья р. Бурката 9090 1030 0.0016 29(1952-80)
78 руч. Июньский, пос. Стрелка 155 30.1 0.0077 19 (1962-80)
89 р. Сугой, в 3.2 км ниже устья р. Омчикчан 5880 670 0.0019 40 (1941-80)
90 р.Омчикчан, пос. Омсукчан 1720 249 0.0035 40(1941-80)
103 р. Омолон, гм. ст. Лабазная 3710 413 0.0044 11(1970-80)
106 р. Олойчан, в 2.5 км ниже устья р. Пеймыны 4300 461 0.0019 13 (1968-80)
114 р. М.Анюй, пос. Островное 30000 2170 0.0015 21(1960-80)
116 р. Нутесын, в 1.3 км выше устья руч. Останцового 1020 99.4 0.0042 19 (1959-80)
122 руч. Мухтуя, пос. Островное 23.7 5.64 0.023 21(1960-80)
123 р. Погынден, устье р. Инкулинвеема 12000 1080 0.0011 21(1960-80)
125 р. Паляваам, 0.8 км ниже устья р. Кооквын 6810 664 0.0021 10 (1971-80)
126 р. Ниж.Роморыннэт, устье 29 7.38 0.023 9(1972-80)
№ поста Водоток, пункт наблюдений F, км2 Snax, м3/с Iv Т*
137 р. Анадырь, пос. Новый Еропол 47300 6160 0.000847 23 (1958-80)
147 р. Энмываам, с. Мухоморное 11400 1830 0.0018 23(1958-80)
173 р. Хасын, Колымское шоссе, 79-й км 682 200 0.0045 40 (1941-80)
176 р. Уптар, пос. Уптар 265 65.2 0.0055 10 (1940-80)
177 р. Лев.Яна, пос. Яна 1170 294 0.0048 10 (1971-80)
178 р. Тауй, с. Талон 25100 2760 0.00082 20 (1941-80)
Западная часть рассматриваемой территории (по [3])
146 р. Тыры, с. Нежданинское 2090 336 0.0047 12(1969-80)
217 р. Эбитием, г.п. Эбитием 1000 361 0.0031 41(1937-80)
256 р. Адыча, пос. Усть-Чаркы 52800 3830 0.0014 23 (1943-80)
263 р. Чаркы, 3.5 км от устья 8290 1290 0.0026 32 (1949-80)
264 руч. Гнус, 0.2 км от устья 22.6 2.48 0.027 29(1952-80)
266 руч. Турагас, 1.2 км от устья 98 6.61 0.012 12 (1969-80)
270 р. Индигирка, гм. ст. Юрты 51100 2180 0.0012 25 (1956-80)
271 р. Индигирка, пос. Индигирский 83500 4300 0.00099 37(1944-80)
281 р. Сунтар, устье р. Сахарынья 7680 988 0.0025 26 (1955-80)
283 р. Сахарынья, устье 84.4 16.4 0.016 24(1957-80)
285 р. Эльги, 5 км выше устья р. Бол. Артык-Юрях 17600 2010 0.0019 36 (1945-80)
287 р. Бол. Артык-Юрях, 3.5 км от устья 644 61.5 0.004 36(1945-80)
293 р. Нера, пос. Ала-Чубук 22300 1760 0.0019 37 (1944-80)
295 р. Ала-Чубук, 1.5 км от устья 76.1 32.1 0.013 13 (1961-80)
296 руч. Ближний, 0.3 км от устья 23 3.8 0.021 36 (1945-80)
297 р. Ольчан, 4.5 км выше устья р. Туора-Тас 1830 303 0.006 36(1945-80)
301 р. Иргичан, р.п. Депутатский 3090 423 0.0027 23 (1951-80)
Примечание. * - общая продолжительность наблюдений за расходами воды и годы их начала и окончания (в ряде случаев они на время прекращались); - в 33 км ниже поста (пояснения в тексте).
и Оймяконского плоскогорий, плавно переходящих в Восточно-Сибирскую низменность. Подробно особенности распространения меандрирующих русел обсуждаются ниже, в ходе анализа полученных результатов. В итоге диаграмма (рис. 2) построена по данным 50 постов, сведения о которых приведены в таблице. Продолжительность наблюдений за расходами воды лишь в двух случаях меньше 10 лет, но при этом в соответствующий период максимальные за год значения на близлежащих постах были близки средним многолетним.
Как видно из диаграммы, рассматриваемые водотоки образуют весьма тесный кластер. Для определения его границ использован следующий подход. Вначале были вычислены параметры эмпирической зависимости Iv(Qmax), наилучшим образом описывающей взаимосвязь этих двух характеристик внутри кластера. Она имеет вид, традиционный для линий, разграничивающих русла ра
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.