Пойменные талики Северо-Востока России

Михайлов, Владимир Матвеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пойменные талики Северо-Востока России
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Пойменные талики Северо-Востока России"

На правах рукописи

МИХАЙЛО! Владимир Матвс

ПОЙМЕННЫЕ ТАЛИКИ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ

Специальность 25.00.08 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

Якутск 2005

Работа выполнена в Северо-Восточной научно-исследовательской станции ордена Трудового Красного Знамени Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН

Научный консультант: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Георгий Захарович Перлыптейн

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор Александр Владимирович Павлов

доктор геолого-минералогических наук, профессор Николай Никитич Романовский

доктор геолого-минералогических наук, профессор Октавий Несторович Толстахин

Ведущая организация. географический факультет

Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Защита состоится 25 октября 2005 г. в 9.00 ч. на заседании диссертационного совета Д 003.025.01 при Институте мерзлотоведения СО РАН по адресу: 677010, Якутск, 10, ул. Мерзлотная, 36, Институт мерзлотоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института мерзлотоведения СО РАН

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба направлять по вышеуказанному адресу ученому се1фетарю диссертационного совета, к.г.н. Марку Михайловичу Шацу. Fax: 8-(4112)334-476

Автореферат разослан «2! » сентября 2005 г.

Ученый секретарь ////

диссертационного совета, к.г.н. /¡ЛА М.М. Шац

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Исследования условий формирования таликов в речных долинах, их гидротермического режима и инженерно-геокриологических особенностей составляют одну из крупных и традиционных проблем мерзлотоведения. Знание закономерностей распространения таликов и их надежная индикация необходимы при разработке россыпных месторождений, транспортном, промышленном, гидротехническом и гражданском строительстве. Они также очень важны для промышленного и бытового водоснабжения. Проблема имеет и экологический аспект, так как на пойменных таликах развиты уникальные фитоце-нозы, существование которых обусловлено исключительно особым водно-тепловым режимом аллювиальных отложений.

Объектом исследования являются водопроводящие (по Фотиеву, 1970), или грунтово-фильтрационные (по Романовскому, 1983) пойменные талики, формирование которых непосредственно не связано с восходящим или нисходящим движением подземных вод. В дальнейшем они будут называться просто «пойменными». При широком распространении таких таликов, что характерно, в частности, для Северо-Востока России (далее для краткости «Северо-Восток») чрезвычайно велики их гидрогеологическая роль, поскольку в них сосредоточена подавляющая доля подземного стока, и участие в формировании речного стока (Толстихин, 1972). Прерывистость криолитозоны региона обусловлена почти исключительно пойменными таликами, в сумме занимающими площадь во многие тысячи квадратных километров. Наконец, неразрывно связанные с ними экосистемы лиственных и смешанных лесов представляют собой один из наиболее значимых возобновляемых природных ресурсов Северо-Востока.

Несмотря на более чем вековую историю исследований и большой объем накопленного фактического материала, понимание гидротермических процессов, происходящих в пойменных таликах, не соответствует современному уровню развития науки. Достаточно отметить, что до сих пор не существует общепринятого представления о механизмах формирования таких таликов, а обобщения, сделанные отдельными авторами, противоречат друг другу.

Цель исследования заключается в выявлении общих закономерностей формирования и распространения пойменных таликов, разработке методов их индикации. Основными задачами были:

1. Определение интенсивности конвективного теплообмена пойменных таликов с водотоками различных порядков и ее сезонного хода с приме-

нением усовершенствованных методов моделирования термического режима рек.

2. Изучение характера и интенсивности водообмена рек с пойменными таликами; оценка определяющих ее скоростей фильтрации грунтовых вод и проницаемости аллювия в таликах рек различных порядков.

3. Исследование строения аллювиальных отложений и особенностей циркуляции грунтовых вод в пойменных таликах.

4. Проведение сравнительного анализа распространения пойменных таликов в речных бассейнах Верхней Колымы, а также на Северо-Востоке и сопредельных территориях криолитозоны с использованием разработанных методов, основанных на математическом моделировании термического режима рек.

5. Разработка новых методов индикации пойменных таликов с применением как ландшафтно-геоморфологического, так и количественных подходов.

Методы исследований и фактический материал. Ни одна из поставленных задач ранее не решалась. Это определило необходимость разработки оригинальных методов исследований, опирающихся как на обширный справочный материал, так и на результаты натурных наблюдений. Для последних характерны значительный территориальный охват и широкий набор использовавшихся методик. Самые подробные, разнообразные и продолжительные исследования осуществлялись на трех базовых экспериментальных участках: на руч. Контактовый, репрезентативном для бассейна Верхней Колымы, на самой р. Колыма (район пос. Верхний Сеймчан) и на р. Дукча, вблизи от побережья Охотского моря. Они включали комплексные теплобалансовые, гидрологические, гидрогеологические и гидротермические наблюдения и электроразведочные работы. Водные и автомобильные маршруты с проведением наблюдений разной продолжительности и детальности на ряде ключевых участков осуществлялись в бассейнах Верхней Колымы, Охотского моря, рр. Омолон и Индигирка. Протяженность только водных маршрутов, не считая повторные, составила более 1300 км. С целью повышения точности получаемых результатов применялись усовершенствованные методы и технические средства измерений, а многие стандартные методики были модернизированы.

Научная новизна. В работе впервые последовательно применялись количественные методы исследований, осуществлявшихся на стыке геокриологии с рядом других научных дисциплин. Это позволило получить следующие принципиально новые результаты.

1. На основе теплобалансовых расчетов по усовершенствованным математическим моделям впервые получены данные об интенсивности кон-

векгивного теплообмена рек с пойменными таликами. Определены характерные значения этой величины (мало отличающиеся в долинах водотоков разных порядков), ее динамика в течение теплого сезона. Показано, что конвективный теплообмен служит основной причиной формирования пойменных таликов.

2. С применением специально разработанного метода и математического моделирования исследуемых процессов установлено, что в пойменных таликах действует «встречный» водообмен с реками: высачивание в русло грунтовых вод в каждый момент времени в той или иной степени компенсируется инфильтрацией речных вод в аллювий. Именно этот ранее не исследованный механизм, служит причиной интенсивного конвективного теплообмена рек с пойменными таликами.

3. Разнообразными натурными исследованиями, при помощи усовершенствованных методов измерений, впервые показано, что наблюдаемая интенсивность тепломассобмена пойменных таликов с реками обеспечивается наличием в аллювии систем предпочтительных путей движения грунтовых вод с резко повышенной водопропускной способностью. Продемонстрирована причинно-следственная связь такого строения отложений с ветвлением русла на рукава. Таким образом, установлен универсальный геоморфологический индикатор рассматриваемых таликов.

4. Предложены принципиально новые методы анализа территориального распространения пойменных таликов с использованием количественных характеристик (климатических и гидрологических) и гидроморфологических данных. Этот подход обладает наибольшей объективностью и делает возможными широкие территориальные обобщения. С применением разработанных методов выполнен соответствующий анализ для горных территорий востока нашей страны.

5. По результатам выполненных исследований разработаны следующие методы индикации пойменных таликов: 1) геоморфологический, обладающий наиболее широкой областью применения; 2) количественные (на основе тепло- и водобалансовых наблюдений), отличающиеся максимальной объективностью. Установлены ландшафтные признаки сквозных

г пойменных таликов в долинах низких порядков, уточнена индикационная

роль традиционного геоботанического признака.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Пойменные талики формируются вследствие конвективного теплообмена с реками, в наибольшей степени влияющего на летний прогрев горных пород. Для водотоков он в течение большей части теплого сезона является основной расходной составляющей теплового баланса и может быть определен с высокой точностью.

2. Конвективный теплообмен в системе «река - талик» осуществляется путем одновременного развития как инфильтрации речных вод в аллювий, так и поступления в русло грунтовых вод. Такой характер водообмена обусловлен высокими фильтрационными свойствами аллювиальных отложений и большими скоростями движения грунтовых вод.

3. Очень высокая эффективная проницаемость отложений в пойменных таликах (на порядок больше величин, традиционно считавшихся максимальными) обусловлена существованием в аллювии многочисленных предпочтительных путей фильтрации, в которых гравийно-галечный материал практически полностью лишен мелкозернистого заполнителя. Оптимальные условия для формирования таких путей складываются в поймах многорукавных рек горных территорий.

4. На горных территориях востока нашей страны пойменные талики наиболее многочисленны в пределах Северо-Востока России, обусловливая повышенную прерывистость криолитозоны, нередко и в долинах низких порядков. В большинстве других крупных регионов Сибири и Дальнего Востока они пользуются меньшим распространением.

5. Разработанные в результате исследований методы индикации пойменных таликов: геоморфологический (по анализу рисунка речного русла и гидрологических данных) и количественные (на основе тепло- и водо-балансовых измерений и расчетов) отличаются универсальностью и максимальной надежностью. Для выделения наиболее водообильных таликов, в принципе не маркируемых традиционными признаками, установлены собственные наборы ландшафтно-геоморфологических индикаторов и количественные критерии.

Практическое значение. Результаты исследований важны для анализа механизмов формирования мерзлотных условий речных долин, мониторинга геокриологической обстановки и прогноза ее изменений. Они найдут применение при решении проблем водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов, рационального проведения сельскохозяйственных мероприятий, промышленного, гидротехнического и гражданского строительства, разработке месторождений полезных ископаемых и рекультивации ландшафтов речных долин. Ряд выводов, сделанных в работе, относится не только к территории криолитозоны, поскольку они в большой мере касаются общих гидрогеологических и геологических закономерностей: в частности, полученные результаты будут полезны для дистанционного дешифрирования активных тектонических нарушений, отличающихся высокой обводненностью. Хотя и «побочным», но в своем роде значимым результатом является совершенствование методов моделирования термического режима водотоков.

Личный вклад автора состоит в разработке теоретических концепций и методов исследований, включая математическое моделирование изучаемых процессов, составлении пакетов компьютерных программ по разработанным моделям, выборе и оборудовании экспериментальных участков, проведении комплексных стационарных и экспедиционных исследований, обработке, анализе и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на объединенном семинаре лаборатории мерзлотоведения Института геоэкологии РАН и кафедры криолитологии и гляциологии МГУ им. М.В. Ломоносова, объединенном семинаре лаборатории эрозии почв и русловых процессов и кафедры криолитологии и гляциологии МГУ им. М.В. Ломоносова, на расширенном заседании лабораторий Института мерзлотоведения СО РАН (подземных вод криолитозоны, геотеплофизики и прогноза, региональной геокриологии и криолитологии), а также публиковались в сборниках тезисов и докладов научных конференций различных уровней. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложений. Объем ее составляет 337 е., в том числе 293 с. текста, 72 иллюстрации и 8 таблиц. Список литературы содержит 231 наименование.

Считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность к.г.н. Т.В. Банцекиной, оказавшей большую и разностороннюю практическую помощь при проведении полевых и камеральных работ, и сердечно поблагодарить работников Колымской воднобалансовой станции (КВБС) за бескорыстное содействие при проведении полевых исследований. Я также признателен сотрудникам Института мерзлотоведения и других организаций, докторам и кандидатам наук В.Р. Алексееву, Н.П. Анисимо-вой, С.К. Аржаковой, В.Т. Балобаеву, М.Н. Железняку, С.И. Заболотнику, С.М. Фотиеву, P.C. Чалову, М.М. Шацу, В.В. Шепелеву за ряд ценных замечаний и советов, способствовавших улучшению содержания работы. Особую благодарность я испытываю к д.г.-м.н. Г.З. Перльштейну, под руководством которого была выполнена кандидатская диссертация, включавшая начальные этапы данной работы. Впоследствии наши многочисленные дискуссии во многом помогли уточнить направления и методы дальнейших исследований. Не всегда разделяя высказываемые взгляды и мнения и будучи моим непосредственным начальником, Г.З. Перлыптейн тем не менее проявлял незаурядную научную терпимость и способствовал свободному творческому поиску, приведшему в конечном счете к завершению данного исследования, оказав также большую помощь на его заключительном этапе.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 проанализировано общее состояние проблемы и выделены наиболее значимые результаты предыдущих исследований. В главе 2 даны общая характеристика природных условий Северо-Востока России, описание экспериментальных участков и объектов экспедиционных исследований различной степени детальности. Каждая из глав 3-7 посвящена обоснованию одного из пяти защищаемых положений (1-5), по которым и построено дальнейшее изложение.

В основу настоящей работы положена следующая концепция. Конвективный теплообмен рек с аллювиальными отложениями, приводящий к формированию пойменных таликов, осуществляется путем «встречного» водообмена, при котором практически в каждом поперечном сечении реки одновременно происходят как инфильтрация речных вод в аллювий, так и поступление в русло грунтовых вод. Высокая проницаемость отложений обеспечивает быстрое распространение колебаний уровня в реке в пойменный массив, береговое регулирование отсутствует, и градиент гидравлического напора ориентирован в целом по уклону долины. Фильтрационный поток во многих местах пересекается с руслом, «спрямляя» его излучины. Вдоль берега, лежащего выше по долине, происходит высачивание грунтовых вод в русло; вдоль противоположного - инфильтрация в аллювий речных вод. В отношении репрезентативного участка реки, включающего несколько излучин и (или) аккумулятивных пойменных островов, можно говорить о средних, характерных для него значениях интенсивности обоих процессов. Результирующий тепловой поток из реки в талик за счет обмена порциями воды ) определяется выражением:

qf =С((0~Т-а*Т/), (1)

где С - объемная теплоемкость воды; Ш~ и С0+ - удельные (отнесенные к единице площади водного зеркала реки) расходы, соответственно инфильтрации и высачивания; Т - температура речных вод; Тг -

средневзвешенная по рассматриваемому участку реки температура высачивающейся воды.

Тепловое взаимодействие с пойменными таликами сильно сказывается на термическом режиме рек, причем в «концентрированном» выражении, поскольку площади и объемы таликов больше примерно на порядок. Поэтому центральным объектом количественных исследований являются не сами пойменные талики, а реки. Такой подход имеет ряд принципиальных преимуществ. Расчет теплового баланса даже небольшого участка поймы требует очень значительного объема данных. Только для оценки количества тепла, поступающего с фильтрационным потоком, по всему периметру участка должна быть оборудована густая наблюдательная сеть, позволяющая осуществлять послойные измерения скорости фильтрации. Таких экспериментальных полигонов не существует, а региональные обобщения на основании результатов, полученных даже на нескольких подобных участках, невозможны. Наоборот, все традиционно учитываемые составляющие теплового баланса речных вод- без особых затруднений определяются с высокой и контролируемой степенью точности. Поэтому расчеты теплового баланса рек, поддерживающих пойменные талики, должны давать значительные невязки, численно равные , причем эту величину можно определить с небольшой

относительной погрешностью. Следовательно, изучение термического режима рек может служить весьма эффективным инструментом геокриологических исследований в речных долинах. Для этого разработаны два основных метода.

В малых водотоках исследуемые участки ограничены по длине, и невязки теплового баланса могут быть связаны с функционированием ин-фильтрационных или напорно-фильтрационных таликов. Рассмотрим два эквивалентных преобразования формулы (1):

= Ссо+ (Г-7})- СсоГ, (2 а)

= С(й~ (Т-Тг)-С(йТг (2 б)

где Ю = <а+ — СО" - равнодействующая водообмена. Исходя из физического смысла, при С0+ < (0" следует использовать первое из них; при обратном соотношении - последнее. Вторые слагаемые в правых частях формул связаны исключительно с изменениями расхода русло-

вых вод. Первые слагаемые (^) обеспечиваются равными и встречно

направленными потоками воды и могут иметь большие значения только в пойменных таликах. Поскольку Т^ определить невозможно, то расчет

<3^. реально осуществим для тех участков рек, где расход воды (О.)

вниз по течению не возрастает. Подстановка (2 б) в общеизвестное уравнение теплового баланса речных вод с учетом очевидного равенства с1£1 = (йВс&с (где В - ширина русла) и переходом к конечным разностям дает:

9/+ Я, -СН АТ/А(-СС10(Т ,-Т0)/ВЬ, (3)

где дсоп(1 - кондуктивный тепловой поток в ложе реки; 2 ^ - сумма всех остальных тепловых потоков, включащая результирующую теплообмена на водной поверхности тепло, выделяющееся при диссипации механической энергии потока и тепловое влияние рассредоточенного бокового притока Н и В - средние значения соответственно глубины и ширины водотока на экспериментальном участке длиной Ь; АТ - приращение средней по участку температуры воды за время А/; индексы «О» и аЬ» присвоены значениям характеристик соответственно в начальном и замыкающем створах. Искомой величиной является сумма тепловых потоков во вмещающие породы, поскольку в суточном цикле и нередко сравнимы по величине, и выделить

второе из слагаемых не представляется возможным.

В основном все измерения осуществлялись по стандартным методикам, принятым в подразделениях Гидрометеослужбы. Температура воды определялась при помощи малоинерционных термисторных датчиков в ряде точек поперечных профилей. Общее число круглосуточных циклов измерений составило 74. Наблюдения велись преимущественно «выборочно» в течение 1-2 сут, с тем, чтобы охарактеризовать все типы погодных условий в течение теплого сезона.

На рис. 1 показаны типичные для середины июля, в межень, суточные вариации величин ц5 и + дсо/Ш в поймах руч. Контактовый и

р. Дукча. Они качественно одинаковы для обоих водотоков, несмотря на

существенные различия климатических и мерзлотных условии, температур и расходов воды (соответственно 0,28 и 2,2 м3/с). Близкие результаты получены при экспедиционных исследованиях в поймах еще четырех водотоков Ш-ТУ порядков (по системе Хортона-Штралера) при расходах от 0,1 до 3,4 м3/с. Во всех случаях максимумы д'^ + дсопг1 при

устойчивой ясной погоде наблюдались мевду 9 и 12 часами солнечного времени, намного опережая положительные экстремумы температуры воды (13-16 ч). Минимумы выражены менее четко и распределены в широком временном диапазоне от заката до восхода солнца, но. чаще всего приходятся на 4-5 ч, совпадая по времени с самыми низкими температурами воды.

Время, часы 1 ~~~ 2

Рис. 1. Суточный ход тепловых потоков q'j + qcond и qs (пунктирные

линии) в поймах р. Дукча 14.07. 2001 г. (1) и руч. Контактовый 19.07. 2000г. (2).

Суточный ход температуры воды во всех исследованных водотоках имеет одинаковый и близкий к синусоидальному характер с минимумом перед восходом солнца. Поскольку экстремумы величины qcond отстают на четверть периода, т.е. примерно на 6 ч, то ее минимум приходится примерно на то же время, что и максимум q'f + qcgnd. В период с ми-

нимальными значениями q'j + qcond величина qcond приблизительно

равна своему среднесуточному значению или превышает его. Из сказанного следует близкое сходство особенностей суточного хода величин q'j. и q'j + qcond при большей амплитуде колебаний первой из них

(в основном за счет более четко выраженного максимума). Ясно также, что наблюдаемая картина обусловлена большими суточными вариациями Tj-: иначе конвективный тепловой поток был бы линейно

зависим от Т (см. формулу [1]), изменяясь во времени аналогично Чсапл • Последнее обстоятельство, наряду с изменчивостью погодных и гидрологических условий, служит причиной чрезвычайно высокой динамичности q^.

Близкое совпадение тепловых потоков во всех исследованных таликах, причем не только средних величин (120 - 170 Вт/м2), но и особенностей суточного хода, означает, что и остальные результаты продолжительных наблюдений на базовых участках можно экстраполировать на другие подобные талики Северо-Востока. Среднесуточные значения q'j. + qcond сильно варьируют даже при устойчивой погоде (в

ясные дни до 20 %; в условиях средней облачности до 30-40 %). Особенно велика изменчивость этой характеристики при резких переменах погоды, в июле от отрицательных значений до 300-350 Вт/м2. Средняя июльская величина q'j. + qcond примерно на 20 % ниже наблюдаемой в ясные дни, т.е. лежит в пределах 90-120 Вт/м2; вклад Ясопа не превышает 10 %.

В сезонном ходе максимальный тепловой поток в поймы наблюдается в начале лета, достигая в июне 900 Вт/м2, в среднем за сутки -500 Вт/м2. В конце лета среднесуточные значения часто меняют знак в зависимости от погодных условий. Окончательный переход к обогреву реки теплом, накопленным в талике, происходит в сентябре.

На крупных реках для приемлемой точности теплобалансовых расчетов необходимы большие расстояния между начальным и замыкающим створами (до сотен километров, в зависимости от водности); расчетный период измеряется сутками. Для учета влияния притоков требуется «многоступенчатое» моделирование термического режима реки от одного узла слияния к другому, а искомая величина (в данном случае qf) определяется путем последовательных приближений.

Рабочая формула для расчета приращений температуры воды следующая:

Г = Г0 + 5Ах(Е д^д^/СП-СН&Т/М. (4)

Сумма X включает величину дсопй, задаваемую по таблицам; вклад составляющей пренебрежимо мал. Расчетный шаг Ах равен среднему расстоянию между устьями притоков, либо меньше него в целое число раз. В узлах слияния предполагается мгновенное смешение вод исследуемой реки и притока. По окончании цикла полученное значение температуры в замыкающем створе сравнивается с действительным, величина д^ корректируется, и вычисления повторяются до близкого совпадения расчетной и действительной температур.

Для задания теплового стока притоков разработаны два метода. В первом расходы воды в них рассчитываются по водосборным площадям (/*") и модулю стока, а температуры по эмпирическим зависимостям от расходов. Второй состоит в проведении сплавных маршрутов с измерениями необходимых характеристик и последующим приведением их к средним за период наблюдений величинам.

Обоснование первого метода. Участок р. Колыма между поселками Синегорье и Усть-Среднекан (длина 221 км, Р возрастает от 61500 до 99400 км2) обеспечен данными о тепловом стоке притоков, дающих 80% приращения водности. Для расчетного периода, второй декады июля 1973 г., имеются картографические сведения о ширине русла.

Моделирование термического режима проводилось последовательно от начального створа. Между узлами слияния приращения температур вычислялись по формуле (4), в которой опущено последнее слагаемое (в середине лета термические условия практически стабильны). В первом варианте, при ду = 0, температура в замыкающем створе была на 0,7 °С

выше действительной. Предельно заниженная оценка этой величины равна 10 Вт/м2, а наиболее вероятное значение составляет 32 Вт/м2. Это соответствует характеру участка, на котором, на фоне преобладания глубинной эрозии, многочисленны фрагменты аккумулятивной поймы. Если допустить, что температуры воды всех притоков на 1,5 °С ниже действительных и значений, полученных по выведенной эмпирической

зависимости (реальные температуры при этом оказываются выше в 75 % случаев), то в замыкающем створе температура изменяется на 0,21 °С. Для компенсации этого отклонения величину q^ достаточно

изменить на 10 Вт/м2. Таким образом, используемый подход не приводит к сколько-нибудь значительным погрешностям.

Конвективный теплообмен и его сезонный ход. На нижележащем участке р.Колыма (свх. Искра - пос. Балыгычан, длина 190 км, F от 129000 до 140000 км2) она имеет многорукавное русло; согласно теоретическим представлениям (Михайлов, 1995; 1998), здесь развит пойменный талик. Интенсивность конвективного теплообмена за тот же период составляет 152 Вт/м2. Заслуживает особого внимания то, что она, при сходных погодных условиях, лежит в диапазоне величин q'j- + qcond (близких к qf, скорее с небольшим занижением), полученных для водотоков, расходы воды в которых меньше в тысячи раз.

Расчеты среднемноголетних значений qf были проведены по этому

участку р. Колыма и отрезку водотока VI порядка р. Детрин между пос. Усть-Омчуг и гидрометеостанцией Вакханка (длина 63 км, F от 3490 до 5630 км2). Гидроморфологические характеристики рек рассчитывались по эмпирическим зависимостям (Park, 1977) с использованием региональных значений входящих в них параметров (Михайлов, Ушаков, 2002). Результаты представлены на рис. 2.

Июнь Июль Август Сентябрь

Рис. 2. Сезонный ход результирующего теплового потока в пойменные талики рр. Кольта и Детрин по средним многолетним данным.

Результаты маршрутных наблюдений на рр. Буюнда и Омолон, по водности занимающих промежуточное положение между рр. Колыма и Дет-

рин, в целом, с учетом погодных условий, согласуются с вышеизложенными. Причины несколько большей интенсивности конвективного теплообмена в пойме р. Омолон будут рассмотрены ниже.

Резюме. Основные черты сезонного хода ^ одинаковы для малых,

средних и самых крупных водотоков Северо-Востока. Из этого следует очень важный вывод: конвективный теплообмен в поймах исследованных рек и ручьев избыточен по отношению к поддержанию пойменных таликов. Реки осенью еще сохраняют довольно высокие температуры, но уже не прогревают талики, а забирают из них тепло (см. рис. 2). То же самое происходит обычно и в суточном цикле теплообмена в поймах малых рек (см. рис. 1). Очевидно, что климатические условия не могут определять ни территориальное распространение пойменных таликов, ни их размеры (при одинаковой водности рек).

Тепло, переносимое фильтрационным потоком, поступает непосредственно в толщу аллювия, почти не расходуясь на прогрев зоны аэрации. Известно (Перльштейн, 1975), что среднегодовая температура горных пород на поверхности пойменных таликов может быть отрицательной. Но и помимо исключительной эффективности, конвективный теплообмен с реками играет ведущую роль в тепловом балансе таликов. Количество тепла, которое они получают от рек (при отношении поперечных размеров 10:1), превышает 60 Мдж/м2 - больше, чем от дневной поверхности. В редколесьях Центральной Якутии, с ее более теплым летом, соответствующая величина равна 60-80 Мдж/м2 (Павлов, 1984); под пологом густой многоярусной растительности пойменных таликов она, несомненно, меньше. Термический контраст между поверхностью и нижележащими слоями грунта ослабляется также протаиванием и прогревом их «снизу», поэтому талики получают от дневной поверхности намного меньше тепла, чем мерзлые грунты редколесий.

Результаты исследований заставляют пересмотреть традиционные взгляды на связь распространения пойменных таликов с температурами речных вод. У рек, обогревающих такие талики, является главной

расходной статьей теплового баланса. Поскольку поступление энергии в русло лимитировано (это почти исключительно солнечная радиация), то результатом является низкая температура воды. При этом, чем она ниже (у водотоков равной водности и в одинаковых климатических условиях), тем - следовательно - сильнее обогрев поймы. Ярким примером служат «термические аномалии», наблюдающиеся в рр. Анадырь, Индигирка и Колыма. Летом они несут самые теплые воды в местностях с холодным климатом, где имеют равнинный характер, и в их отложениях преобла-

дают мелкозернистые фракции. Это препятствует развитию тепломассообмена с горными породами, способствуя «взамен» прогреву речных вод. Выше по течению, несмотря на более теплый климат, вода в этих реках холоднее, поскольку здесь они поддерживают обширные талики. Контраст усугубляется тем, что прогреву воды вниз по реке препятствует ее тепловая инерция. Осенью, в полном соответствии с графиком на рис. 2, соотношение температур меняется на обратное.

Возможность определения величин СО- и №+ дает известный в гидрометрии «метод смешения», заключающийся во внесении в воду индикатора (обычно соли) и измерении его концентрации ниже по течению. Степень разбавления исходного раствора считается однозначно связанной с русловым расходом. Это справедливо, если водообмен сводится к притоку в русло грунтовых вод. В противном случае, чем больше значения искомых характеристик, тем быстрее убывает вниз по течению содержание индикатора в речной воде, и тем более завышенной получается величина расхода, рассчитанная по этому методу. Полагая, что на всем исследуемом участке со" и С0+ сохраняют неизменные значения, получаем решение дифференциального уравнения солевого баланса:

где С1!т - «кажущийся» расход воды по методу смешения. Решение для случая (0 = 0 применять на практике нецелесообразно (Михайлов, 2002).

В гидрологии метод смешения используется в двух вариантах: при непрерывной подаче индикатора и его мгновенном запуске. Проведенные эксперименты показали, что с некоторыми модификациями оба они пригодны для определения характеристик водообмена. В табл. 1 представлены результаты, полученные на трех смежных участках руч. Контактовый.

Таблица 1

Характеристики водообмена в пойме руч. Контактовый

Дата Участок Расходы воды, м3/с Характеристики водообмена, х 10~5 м/с

в начальном створе в замыкающем створе, по методам: G) (0+ (О"

стандартному смешения

21.08.1993 г. верхний 0,101 0,128 0,128 5,9 5,9 0

средний 0,128 0,086 0,144 -6 1,8 7,8

нижний 0,086 0,044 0,205 -4,7 6,1 11

8.09.2000 г. верхний 0,180 0,231 0,233 6,9 7,1 0,24

средний 0,231 0,152 0,251 -4,1 2,6 6,7

нижний 0,152 0,079 0,349 -4,9 6,4 11

По результатам измерений еще на трех водотоках, значения СО" и со+ в пойменных таликах лежат в пределах диапазона величин, приведенных в таблице. Применимость метода ограничена расходами воды около 0,5 м3/с. При большей водности в русле формируется ряд слабо взаимодействующих поперечных циркуляции, и вследствие субгоризонтального характера движения грунтовых вод, концентрация индикатора вблизи от берегов убывает намного быстрее, чем в центре потока. Оценить интенсивность водообмена в реках любой водности можно по скорости фильтрации и проницаемости аллювия. Простые геометрические построения показывают, что выполняется приближенное равенство:

со++ ш"«2 Угпнр/в, (6)

где Нр - средняя глубина плесов на рассматриваемом участке; -среднее (по его длине и по Нр) значение составляющей скорости фильтрации, нормальной по отношению к береговой линии. Разность температур речных и грунтовых вод в поймах крупных рек намного больше по сравнению с малыми, поэтому близкие значения ду достигаются при

меньшей интенсивности водообмена. Полагая, что его характеристики

имеют порядок 10"6 м/с, и ^ = 100 Вт/м2 получаем, что скорость фильтрации в пойме р. Колыма на нижнем участке составляет десятые м/ч, а эффективная проницаемость отложений (Кед-) должна измеряться сотнями метров в час.

Для определения скоростей фильтрации и движения грунтовых вод применялись известные методы запуска индикатора в скважины: соответственно в одиночную, по скорости его вымывания, и в «пусковую», по моменту наступления максимума концентрации в наблюдательной скважине, расположенной дальше по направлению фильтрации. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Скоростные характеристики фильтрационных потоков, определенные методами запуска индикатора

Скорость, м/ч

Водоток (дата) № скважины № опыта фильтрации движения грунтовых вод

- 1 - 5,8

руч. Контактовый - 2 - 3,9

(25-28.07.2003 г.) - 3 - 3,1

24 1 0,9 -

1 1 0,4 -

р. Дукча 2 1 0,2 -

(15.09.2002 г.) 3 1 0,3 -

4 1 0,2 -

2 1 0,2 -

3 1 0,8 -

р. Колыма 4 1 0,5 -

(23-28.08.1998 г.) 7 1 0,4 -

2 0,2 -

8 1 0,7 -

Значительный разброс результатов связан с рассматриваемыми далее особенностями строения аллювия, обусловливающими крайнюю неоднородность фильтрационных свойств как в плане, так и по вертикали. Поэтому величины, полученные по обоим способам, зависят от расположе-

ния скважин относительно основных фильтрационных потоков и от уровней грунтовых вод. Самая примечательная черта результатов - та, что при очень больших различиях в уклонах долин (от 0,02 у руч. Контактовый до 0,0008 у р. Колыма) прямо пропорциональные им скорости фильтрации изменяются мало, что означает существенное увеличение проницаемости аллювия с водностью реки.

Для оценки Keff подходит известное решение уравнения Буссинеска

для случая периодических колебаний уровней воды (Бэр и др., 1971). В расчетах использованы данные, полученные при учащенных наблюдениях за уровнями воды в р. Колыма и в наблюдательных скважинах. Полученные значения, несмотря на приближенность метода, варьируют в относительно узком диапазоне от 150 до 270 м/ч, поскольку они определяются средними фильтрационными свойствами отложений на сравнительно крупных участках и меньше зависят от локальных неоднородностей. Результаты хорошо коррелируют с описанными выше и в совокупности с ними свидетельствуют об интенсивной циркуляции грунтовых вод в поймах всех трех водотоков.

Из трех базовых участков только один расположен в пойме многоводной реки. Для расширения географии исследований использовано то обстоятельство, что водообмен с таликами часто влияет на распределение температур речных вод. Нередко оно оказывается «обратным»: температура растет с глубиной в период прогрева водной поверхности, либо понижается во время ее охлаждения. Оценки по известным в гидродинамике формулам показывают, что при теплообмене только через дневную поверхность среднее по глубине значение градиента температуры воды (gradT) не превышает ±0,01 К/м. Большие величины, полученные на удалении от устьев крупных притоков, служат признаком интенсивного поступления в русло грунтовых вод.

При подробных наблюдениях на р. Буюнда обратная термическая стратификация наблюдалась как в астрономический полдень, так и перед восходом солнца (рис. 3). Она сохранялась на расстоянии 350 м, т.е. мощные выходы подземных вод действуют на всем этом отрезке. Суточные колебания температуры на дне реки происходят здесь с опережением по отношению к поверхности. Как показывает анализ хода температур за ряд суток, колебания распространяются с фильтрационным потоком от пункта наблюдений, расположенного выше по течению. Время прохождения температурных волн на расстояние почти 900 м равно 20 ч, и скорость фильтрации составляет около 9 м/ч.

11.09 12'

,30

12.09 б'" Температура воды, °С

»«я » |'|

12.09 12

,оо

I I I

5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

Рис. 3. Температурные профили в верхнем термометрическом створе р. Буюнда в 1996 г. (время солнечное). На горизонтальных и вертикаль-. ных осях обозначены соответственно расстояния от левого берега и глубины в метрах; стрелками показаны направления тепловых потоков на водной поверхности.

Для изучения распространения подобных явлений были проведены водные маршруты общей протяженностью более 1300 км, с измерениями в 357 пунктах. При статистической обработке использовались только результаты, полученные в тех местах, где отсутствовали горизонтальные термические неоднородности. Значения gradT< 0,01 учитывались при условии и 0. На отрезках рек,находящихся в стадии глубинной эрозии, результаты измерений свидетельствуют об отсутствии обильных выходов подземных вод. На участках с многорукавными руслами последние были обнаружены более чем на трети обследованных плесов (табл. 3).

Таблица 3

Распределение по градациям средних абсолютных значений вертикального градиента температуры воды.

рас] Т,Юм <0,010 0,0110,020 0,0210,030 0,0310,040 >0,040 Всего

Стратификация Прямая 14 13 б 9 2 44

Обратная 7 17 10 4 4 42

Сумма 21 30 16 13 6 86

Поскольку обратная стратификация так же обычна, как и прямая, то следовательно, их причиной во всех случаях служат интенсивные выходы в русло грунтовых вод. В среднем один такой участок приходится на каждые 11 км длины исследованных многорукавных рек, причем эта и приведенные в табл. 3 цифры далеко не в полной мере отражают распространенность явления. Так, горизонтальные термические неоднородности (например, ниже устьев притоков) вовсе не означают его отсутствия; к тому же, при значительном суточном ходе температуры высачивающейся воды дважды в сутки в реке может устанавливаться гомотермия

Механизмом формирования «сквозных» (начинающихся и оканчивающихся в речных руслах) предпочтительных путей фильтрации служит, по-видимому, суффозия, развивающаяся в гранулометрически неоднородных грунтах при критических значениях градиента гидравлического напора - по результатам лабораторных экспериментов, в основном в пределах 0,1-1 (Истомина, 1955). Имеются сведения о средних (по всему пути фильтрации) градиентах напора, при которых реально происходило образование «фильтрационных ходов» в земляных плотинах; они на порядок меньше минимальных критических значений (Молоков, 1969). Очевидно, это связано с неоднородностями фильтрационных свойств грунтов: наибольшие локальные значения градиентов напора приурочены к слабопроницаемым участкам, где первоначально и развивается суффозия.

Аналогичная предпосылка формирования предпочтительных путей имеется в аллювии многих рек горных территорий. Известно, что в нем часто встречаются участки галечников, практически полностью лишенных мелкозернистого заполнителя («сушенцы»), хотя специальные исследования ранее не проводились. Целенаправленное изучение строения аллювия в поймах 32 водотоков бассейнов р. Колыма и Охотского моря (всего более 300 разрезов) показало, что для них характерно наличие в разрезе гравийно-галечных прослоев, сложенных такими грунтами (далее «прослои без заполнителя»). В аллювии меандрирующих рек такие прослои обнаружены не были. В поймах многорукавных рек V и более высо-

ких порядков они имелись в каждом разрезе, в маломощном аллювии небольших водотоков иногда отсутствовали.

Вертикальные размеры прослоев в основном лежат в пределах 0,15— 0,20 м, горизонтальные (видимые в зачистках) - первых метров. В сумме прослои занимают очень небольшую долю разреза отложений (не более 5-10%), но служат важнейшим фактором формирования водопроводя-щих путей: поскольку их гидравлическое сопротивление весьма мало, то градиенты напора в разделяющих прослои слабопроницаемых перемычках многократно превышают средние значения. В поймах рек, текущих единым руслом, последние равны уклонам долин, и по аналогии с грунтами земляных плотин, формирование водопроводящих путей возможно при уклонах не менее 0,01. Но ветвление русла на рукава создает вторую, не менее важную предпосылку для развития этого процесса (рис. 4).

Ш> Ш2 ЕЕЗ3

Рис. 4. Схема формирования и развитая предпочтительных путей фильтрации в аллювиальных отложениях многорукавных рек: плановые очертания береговой линии (а); и разрез по линии АБ (б) в три последовательных момента времени (1-Ш). Овалами выделены остальные места, благоприятные для формирования предпочтительных путей.

1 ~ прослои и их номера; 2 - фтътра1{иопные ходы; 3 - линии тока в

предпочтительных путях фильтрации. Остальные пояснения в тексте.

Второстепенные рукава и протоки, действующие в паводок, на его спаде начинают отсоединяться от более крупных. Уровень воды в такой частично «отшнурованной» протоке становится практически одинаковым по всей ее длине (таким же, как в месте соединения с действующим руслом), и средний градиент напора в осушенном участке намного превышает уклон долины. В перемычках, вследствие рассмотренных выше причин, локальные значения градиента напора еще больше. Совместное действие обоих факторов способно, по-видимому, повышать эту величину по отношению к уклону долины более чем на порядок. Существенно, что с увеличением водности реки продольные размеры рукавов также возрастают, и степень повышения средних значений градиента напора увеличивается, компенсируя уменьшение уклона долины.

Даже небольшие изменения уровня воды в реке могут служить причиной удлинения и разветвления уже образовавшихся предпочтительных путей. На рис. 4 б при начальном положении уровня фильтрационные ходы формируются по пути наименьшего гидравлического сопротивления между прослоями 1, 2 и 3. При опускании уровня в действующей протоке ниже прослоя 1 перепад напоров сосредоточивается в перемычке между прослоями 5 и 3, приводя к ее суффозионному разрушению. При дальнейшем падении уровня создаются условия для включения в систему предпочтительных путей прослоя 4. Очевидно, что места, выделенные на рисунке 4 а овалами, не менее благоприятны для формирования предпочтительных путей. По мере понижения уровня воды от действующих русел отсоединяются все более крупные протоки, и аналогичные процессы развиваются в других местах. Поэтому уже после однократной смены паводка меженью на многих участках поймы образуются системы предпочтительных путей фильтрации.

В речных долинах постоянно происходит наращивание пойменных массивов путем отложения свежего аллювия (компенсируемое размывом на других отрезках реки). Уже существующие в «старом» аллювии предпочтительные пути способствуют созданию во вновь намытых участках повышенных градиентов гидравлического напора и поэтому легко в них распространяются. В ходе эволюции поймы, при ее многократном переформировании, вся толща руслового аллювия (в пределах слоя его нормальной мощности) оказывается пронизанной единой, сложно разветвленной системой водопроводящих трактов. В поймах рек высоких порядков с большой мощностью аллювия она представляет собой трехмерную комбинацию субгоризонтальных прослоев и наклонных фильтрационных ходов. В долинах малых рек возможность развития таких систем в вертикальном направлении ограничена, и они скорее имеют одноярусное строение.

Движение грунтовых вод по системе водопроводящих путей обнаруживается в целом ряде процессов и явлений, многие из которых видны «невооруженным глазом». Высокие скорости сосредоточенных фильтрационных потоков обеспечивают транспорт и вынос в русло частиц грунта, вплоть до крупнозернистого песка. Имеются многочисленные свидетельства миграции в аллювии на большие расстояния крупных гидробионтов. Даже личинки ручейника с их жесткими «домиками» способны перемещаться на километры от рек. По берегам проток действуют многочисленные выходы грунтовых вод, как под-, так и надводные; дебиты отдельных источников достигают 5-7 л/с, а изменчивость их температур исключает генетическую связь с водами глубокой циркуляции. В пойме крупной реки при однородном сложении аллювия с проницаемостью 10-15 м/ч только один такой источник должен бы был питаться фильтрационным потоком с площади вертикального сечения в сотни м2; между тем, обильные выходы грунтовых вод нередко действуют вблизи друг от друга. Субаквальные источники, намного более распространенные, визуально проявляются там, где гравийно-галечные отложения перекрыты мелкозернистыми наносами. Самые мощные из них обычно быот из зияющих отверстий, их дебит достигает 1-1,5 л/с. Иногда о больших суммарных расходах внешне незаметных источников можно судить по наличию течения в протоках, не сообщающихся с рекой на вышележащих участках.

Инструментальные измерения по усовершенствованным методикам выявляют ряд особенностей гидротермического режима пойменных массивов, которые могут наблюдаться в том и только в том случае, если движение грунтовых вод в них сосредоточено в предпочтительных путях.

1. Нерегулярные флюктуации уровней и температур грунтовых вод. Колебания уровней речных вод легко распространяются в самые удаленные участки пойм, и при многоярусном строении водопроводящих путей вызывают осушение (обводнение) отдельных их участков. Это сопровождается перераспределением фильтрационных потоков, перестройкой температурного поля и приводит к резким локальным флюк-туациям уровней и температур грунтовых вод. В пойме р. Колыма небольшие изменения уровней (1-2 см) зачастую происходят скачкообразно; вариации температур достигают 0,4 °С за два часа и нередко имеют разные знаки на близлежащих горизонтах. В таликах малых водотоков подобные эффекты не наблюдаются.

2. Высокочастотные пульсации уровней и температур. Они обусловлены тем, что движение грунтовых вод в предпочтительных путях происходит с высокими скоростями, в турбулентном режиме. На Ко-

лымском участке осцилляции уровней имеют амплитуду порядка 12 мм. Пульсации температур наблюдались здесь в 30 % случаев (из более чем 1300 замеров). Их размах иногда достигает 0,2-0,3 °С, а в поймах небольших водотоков до 0,5 °С и более. Колебания уровней грунтовых вод различной природы вызывают движение воздуха в зоне аэрации, сопровождающееся сходными термическими эффектами.

3. Суточный ход температур грунтовых вод. В работе (Фролов, 1991) приводится формула распространения гармонических колебаний температуры в направлении фильтрации в полуограниченном пространстве. Степень уменьшения их амплитуды сильно зависит от скорости фильтрации. В диапазоне 0,05-0,2 м/ч расстояние, на котором происходит десятикратное (почти полное) затухание суточного хода, при типичных теплофизических и гранулометрических характеристиках грунта, возрастает с 6,5 до 385 м. Поскольку водопроводящие пути занимают лишь малую долю толщи аллювия, то ослабление суточного хода по мере удаления от реки многократно возрастает, будучи обусловлено уже не столько продольной диссипацией тепла, сколько возбуждением температурных колебаний в основной массе грунта. Тем не менее, в самых мощных фильтрационных потоках суточный ход без существенного уменьшения амплитуды прослеживается в сотнях метров от рек (описанный выше пример р. Буюнда). В скважинах Колымского участка он обычно маскируется нерегулярными флюктуациями, имеющими больший размах. В поймах малых водотоков суточные колебания распространяются практически без искажений, несмотря на дополнительное ослабление из-за тесного теплового взаимодействия с дневной поверхностью.

Рассмотрим вначале физико-географические закономерности распространения пойменных таликов. Приводимые отдельными авторами диапазоны значений уклонов и водосборных площадей рек, в долинах которых возможно формирование таких таликов (Некрасов, 1967, 1984; Гольдтман, 1972), не совпадают и не отражают действительной картины. По результатам проведенных исследований вообще не видно прямой связи данных характеристик с интенсивностью тепломассообмена рек с горными породами; решающее значение имеет

наличие условий для образования в последних предпочтительных путей фильтрации. Следовательно, из «списка» рек, способных поддерживать пойменные талики, исключаются водотоки, находящиеся в стадии врезания в коренные породы; равнинные реки, в отложениях которых обычно преобладают песчаные фракции; небольшие горные ручьи, не успевающие перерабатывать обильно поступающие со склонов обломки в собственно аллювий (I, II, реже III порядки). Крайне сомнительно, чтобы пойменные талики могли формироваться в долинах свободно меандрирующих рек (где не были обнаружены прослои без заполнителя), а при малых уклонах долин это определенно исключается. Для многорукавных рек верхний предел F и нижний - уклона связаны исключительно с приобретением ими равнинного характера, сопровождающимся изменением состава отложений; фактически этот порог индивидуален.

Распространение пойменных таликов в обширных речных бассейнах. Метод основан, как и при исследованиях конвективного теплообмена в поймах крупных рек, на подборе таких среднеиюльских значений qf, при которых расчетная температура воды в замыкающем створе совпадает с наблюдаемой. Расчеты ведутся по всей протяженности речной сети, где в принципе возможно формирование пойменных таликов: начиная с водотоков III порядка, при Q > 0,5 м3/с. Отношение результата к значению q^, характерному

для рек с пойменными таликами (100 Вт/м2) и есть оценка их распространения, в долях от общей протяженности речной сети (исключая ее верхние звенья). Для моделирования термического режима речных систем был разработан метод, основанный на стохастическом подходе, в котором порядки и соответствующие им водосборные площади притоков генерируются как случайные величины по методу Монте-Карло. В работе (Михайлов, 1998) на примере верхнего участка р. Колыма было показано, что этот подход обеспечивает практически такую же точность, как и расчеты, основанные на полном объеме данных - даже с использованием весьма приближенных оценок ряда характеристик.

Для моделирования выбраны бассейн Верхней Колымы и два «вложенных» в него водосбора рек Аян-Юрях и Кулу. Они хорошо обеспечены необходимой информацией и практически однородны в отношении типов русловых процессов, что повышает точность оценок. На предварительном этапе по известным структурным характеристикам бассейна (Генкин, 1974) и картам были рассчитаны средние зна-

чения длин (Ьс1) и водосборных площадей элементарных звеньев и

частоты слияния потоков различных порядков. Кроме того, на территории КВБС были проведены специальные исследования с целью установления эмпирических связей температуры рассредоточенного бокового питания рек (Ть ) с температурой воздуха (Та).

В расчетах равноценные роли отводятся достоверному (в статистическом смысле) воспроизведению структурных и гидрологических характеристик речной сети. Чтобы снизить влияние случайных факторов, рассчитанные температуры осредняются по большому ансамблю равновеликих речных систем. Моделирование каждой системы ведется в три этапа, с использованием на каждом из них пакета из восьми программных модулей (по числу порядков потоков от II до IX). На первом этапе воспроизводится структура речной сети. Вверх по течению от замыкающего створа через промежутки Ьс1 при помощи датчика случайных чисел определяется порядок притока. Попутно создается база данных, в которую заносятся необходимые сведения о каждом из элементарных звеньев (индивидуальный номер, порядок, абсолютные высоты узлов слияния и т.д.). Модуль, генерирующий сведения о потоках порядка /, по окончании счета, т.е. «раздвоения» каждого из них на потоки порядка /—1, сравнивает количество последних и число звеньев порядка / с действительными величинами. Если отклонение не превышает заданного предела (от 0 при / > 7 до 4 % при / = 2), то он передает управление следующему модулю, в противном случае запускается вновь. Процесс продолжается до «раздвоения» всех водотоков II порядка. Расчеты повторяются до накопления в базе данных необходимого количества моделей.

На втором этапе рассчитываются приращения расходов воды вниз по течению (с учетом изменений модуля стока с высотой и по территории водосбора); база данных пополняется соответствующими сведениями. При существенном (более 3 %) отклонении от действительного расхода хотя бы в одном из контрольных створов модель бракуется. Для того, чтобы остаток был не менее 100, в исходной базе данных должно содержаться около 2000 моделей.

На третьем этапе моделируется термический режим всех звеньев, начиная с верхних, по формуле (4), в которой опущено последнее слагаемое. Шаг Дх изменяется с порядком потока от 0,005 Ьс1 до 0,5 Ье1. Ширина русла задается по эмпирической связи с О (Михайлов, Ушаков, 2002). При расчете дь, кроме выведенной зависимости Ть (Та), учиты-

ваются изменение Та с высотой местности и наледная составляющая модуля стока (с температурой О °С), определяемая по методике Б Л. Соколова (1975). Подбор величин ^.продолжается до совпадения рассчитанных (средних по ансамблям) и действительных температур.

Полученные оценки ду в бассейнах рек Аян-Юрях, Кулу и Верхней

Колымы (с замыкающим створом в пос. Оротук) равны соответственно 110, 72 и 91 Вт/м2. Первая из них даже больше принятого критериального значения (которое является оценкой «снизу»). Это позволяет говорить о практически повсеместном распространении пойменных таликов в системе Аян-Юряха. В бассейне р. Кулу они сравнительно малочисленны, что согласуется с теоретическими концепциями: в его верховьях довольно много меандрирующих водотоков. В целом в исследуемом бассейне (42600 км2) пойменные талики занимают не менее 80 % суммарной протяженности речной сети, что примерно соответствует распространению многорукавных русел.

Региональное распространение пойменных таликов. Строгие оценки с применением рассмотренного выше метода исключаются вследствие преобладания в большинстве горных районов (вне Северо-Востока)

врезающихся рек, у которых зависимость В (О.) недостаточно тесна. Поскольку конвективный теплообмен с поймами охлаждает речные воды, то для региональных обобщений можно использовать гидрологические сведения с учетом влияния на Т климатических характеристик и ее закономерного возрастания с водностью. Для этого выбран следующий комплекс, названный приведенной температурой воды (©ге(/):

~ ' (7)

где Тр - потенциальная температура речных вод - та, которую они

имели бы при ^ = 0. Значения 0ге(/ были рассчитаны по среднеиюль-

ским значениям всех характеристик на 510 наблюдательных пунктах, отдельно для водотоков в стадии глубинной эрозии и всех остальных. Результаты, полученные во второй категории, нанесены на карту (рис. 5)

120°

Приведенная температура

СО 1 Ш 2 03

0.4

0.5

0.6

Рис. 5. Карта приведенных температур воды рек, вышедших из стадии глубинной эрозии, на Востоке России.

1 -3 - гидрологические посты, расположенные на участках рек: 1 -свободно меандрирующих, 2 -разветвленных на рукава, 3 - ограниченно меандрирующих (по терминологии С.И. Пиньковского).

При их анализе необходимо учитывать связь гвдроморфологических характеристик с типами русловых процессов. Из сопоставления формул

(4) и (7) видно, что &rcd сильно зависит от величины В/О.. Так, если в

модели, описанной выше, систематически уменьшать В в 1,5 раза, то значения &rcd становятся меньше на 0,1 и более. Известно, что при равной водности минимальную ширину имеют реки, находящиеся в стадии глубинной эрозии, а в стадии динамического равновесия - меандрирую-щие (Parker, 1976).

Достаточно подробные сведения о типах речных русел содержатся в серии публикаций С.И. Пиньковского (1962, 1965,1967). Из них видно, что горные территории Северо-Востока и остальных регионов кардинально отличаются друг от друга. На Северо-Востоке в первых двух фазах эрозионного цикла находится лишь 28 % общей протяженности речной сети, а среди широкопойменных рек меандрирующих меньше 7 %. В других регионах соответствующие доли составляют по 60-70 %. При этом часть рек, отнесенных автором к разветвленным, судя по его собственным словам (1962), скорее находятся в фазе глубинной эрозии. Очевидно, что их больше на территориях с преобладанием этой фазы.

Результаты, полученные для подобных водотоков, свидетельствует об адекватности показателя @red, поскольку зональные изменения его значений отсутствуют, и они в подавляющем большинстве принадлежат к самым «холодным» градациям, как на Чукотском п-ове, так и на юге Приморья, при разности потенциальных температур более 13 °С. Отсутствует также связь Qrcd с водностью рек.

Из прямой зависимости 0га/ от В/О. следует, что при одинаковом распространении пойменных таликов Северо-Восток должен бы был отличаться наиболее высокими в целом величинами ®Kd. На самом деле картина противоположна (см. рис. 5). Если же учесть, что при одинаковых значениях в/п приведенные температуры рек Северо-Востока принадлежали бы к более «холодным» градациям, а многие «ветвящиеся» реки других регионов на самом деле врезаются в коренные породы, то нельзя не придти к выводу об особом положении Северо-Востока в отношении обилия пойменных таликов. Этот вывод подтверждается сведениями о распространении в долинах древостоев, служащих индикаторами пойменных таликов, и марей, указывающих на развитие многолетнемерз-лых пород (ММП).

Свободно меандрирующие реки повсеместно выделяются высокими значениями 0гЫ (см. рис. 5). Нарушения этой закономерности, например, в предгорьях Восточного Саяна, при ближайшем рассмотрении подтверждают «правило». Как показано на схеме С.И. Пиньковского (1962), здесь непосредственно выше по течению развита глубинная эрозия, и температурные данные, вследствие большой тепловой инерции воды, в значительной мере отражают условия теплообмена на вышележащих участках. Коренные различия условий формирования гидротермического режима рек в зависимости от типа руслового процесса наглядно демонстрируются графиком (рис. 6) и подтверждают связь пойменных таликов с многорукавными руслами.

1.0

§ 0,8

5 1 0,6

к 3

3 0,4

а л

£ 0.2

1 0

■^'¿З'ЬГа.

0,5

Приведенная температура

13 1 ЕЗ 2 ЕЕ]3

Рис. б. Распределение водотоков по градациям приведенной температуры: 1 - свободно меандрирующие; 2 - разветвленные на рукава; 3 -ограничено меандрирующие.

Пойменные талики и прерывистость криолитозоны на Северо-Востоке России. По традиционным представлениям, сплошность ММП на подавляющей части региона нарушается только под большими озерами и крупными непромерзающими реками. В долинах остальных водотоков сквозные талики связаны с тектоническими нарушениями, по которым происходит подпитка подмерзлотных вод, либо выход последних в днище долины, и занимают небольшие площади. Результаты исследований вносят в эти взгляды серьезные коррективы. В работе (Михайлов, Буйских, 2001) рассмотрен предельный случай, когда талик в рыхлых отложениях поймы образовался «только что». По результам численного моделирования, в III мерзлотном районе (по Калабину, 1960) для развития талика в сквозной достаточно, чтобы его поперечник составлял 250 м, что соответствует ширине водотока 25-30 м, расходу воды несколько менее 5 м3/с (Михайлов, Ушаков, 2002) и площади водосбора около 200 км2. Таким

образом, сплошность ММП нарушается в большинстве долин V порядка. Оценочный расчет по сведениям П.О. Генкина (1974), показывает, что в бассейне Верхней Колымы плотность сквозных таликовых зон равна примерно 42 м/км2 против б м/км2 при их наличии только под крупными (по Калабину, 1960) реками.

Большие поперечные размеры талика не обязательны для протаивания ММП на всю мощность. Известно, что долины рек часто заложены по омоложенным тектоническим нарушениям. Вследствие весьма широкого распространения на Северо-Востоке пойменных таликов, совпадение их с такими нарушениями - явление вполне рядовое. До сих пор значение этого обстоятельства недооценивалось. А.И. Калабин (1960) ставит ситуации пересечения речной долины активными разломами и ее совпадения с таким разломом в один ряд, как способствующие образованию локальных восходящих потоков подмерзлотных вод и (или) питания последних за счет надмерзлотных и поверхностных вод. На самом деле, вторая из них, при наличии условий для образования пойменного талика, зачастую приводит к непрерывной вдоль долины циркуляции подземных вод по трещинам коренных пород, включающей (нередко в одном и том же поперечном сечении) как восходящие, так и нисходящие потоки. Стоит особо подчеркнуть, что данный процесс является причиной не формирования пойменных таликов, а развития их в сквозные.

Новейшей тектоникой обусловлены также отмечавшиеся в некоторых источниках случаи проникновения талых зон от пойм в речные террасы. Это следствие очень быстрого накопления аллювия, когда донные отложения не успевают заиливаться, и вся толща констративного аллювия сохраняет высокую проницаемость, достаточную для интенсивной циркуляции подземных вод (включая вертикальную составляющую) и поддержания сквозного талика на большом удалении от реки. При переходе к динамическому равновесию окраины констративной поймы трансформируются в надпойменные террасы, в аллювии которых сохраняются предпочтительные пути фильтрации, сформировавшиеся в предыдущей стадии развития.

Талики обеих разновидностей, названных «кубакской» и «буюндин-ской» (соответственно сквозные в поймах малых рек и распространяющиеся в надпойменные террасы) изучены в долинах 17 водотоков с использованием методов электроразведки. Выяснилось, что такие талики часто сочетаются, либо чередуются друг с другом, и следовательно, формируются в результате действия сходных тектонических факторов. Их общей чертой является то, что они не только не маркируются тополево-чозениевыми древостоями, но наоборот, выделяются разреженностью или полным отсутствием древесной растительности. Комбинация горизон-

тальной циркуляции подземных вод с вертикальной служит причиной большой ширины талых зон, в 3-5 раз и более превышающей значения, характерные для «обычных» пойменных таликов (при одинаковой крупности водотоков). В континентальной дельте р. Буюнда поперечник талика составляет не менее 15 км.

Существование подобных сквозных таликов было установлено и в тех долинах, где они не были обнаружены предыдущими исследованиями (Михайлов, 2001). В пойме р. Прав, Хета крупная наледь, по Калабину (1960) образованная выходами подмерзлотных вод, на самом деле формируется вследствие частичного барража единого подземного потока. Гигантская Анманнандинская наледь, о генезисе которой высказывались противоречивые суждения (Букаев, 1969; Лебедев 1972), расположена в месте слияния двух таких мощных потоков и, по-видимому, питается «избытком» подземных вод, вытесняемым на поверхность.

5. Разработанные в результате исследований методы индикации пойменных таликов: геоморфологический (по анализу рисунка речного русла и гидрологических данных) и количественные (на основе тепло- и водобалансовых измерений и расчетов) отличаются универсальностью и максимальной надежностью. Для выделения наиболее водообильных таликов, в принципе не маркируемых традиционными признаками, установлены собственные наборы ландшафтно-геоморфологических индикаторов и количественные критерии.

Геоморфологический и ландшафтные признаки. Результаты проведенных исследований помогают уточнить индикационное значение топо-лево-чозениевых древостоев. Оба вида часто встречаются вне пойменных таликов (Мазуренко, Москалюк, 1991; Михайлов, Банцекина, 1996). Основной критический фактор для них - проточное увлажнение корнеоби-таемого слоя. В днищах речных долин интенсивная циркуляция грунтовых и поверхностных вод является обязательным условием как формирования пойменных таликов, так и произрастания чозений и тополей (при отсутствии антропогенного воздействия), но если для первых оно также и единственное, то распространение последних может ограничиваться рядом других причин; некоторые из них будут рассмотрены ниже.

Общий признак. Причинно-следственный характер связи пойменных таликов с многорукавными руслами обсуждался выше. На уровне как отдельных водотоков, так и обширных речных бассейнов, а также в региональных масштабах ее наличие подтверждено разнообразными наблюдениями и расчетами. Следовательно, такие русла могут служить наиболее универсальным признаком, не зависящим от второстепенных (по отношению к формированию пойменных таликов) природных факторов.

При дистанционном дешифрировании необходимо различать многору-кавность в стадии динамического равновесия и сходный рисунок русла, который могут приобретать меандрирующие реки при переходе в стадию накопления аллювия. Изначально присущие им особенности, неблагоприятные для развития пойменных таликов, в этой стадии только усиливаются, так как уменьшаются уклоны долин, скорости течения и крупность влекомых наносов. В то же время, это позволяет довольно просто отличать подобные реки с применением количественных критериев. Кроме того, участки накопления аллювия ограничены по длине и как правило соседствуют с находящимися в стадии динамического равновесия - в данном случае меандрирующими.

Определенные затруднения связаны также с водотоками III, иногда и ГУ порядков, у которых ветвление может быть выражено слабо. Но зато свободно меандрирующие реки сохраняют характерный рисунок вплоть до третьего, реже второго порядков. Отсутствие меандрирования и признаков глубинной эрозии можно, по-видимому, интерпретировать как свидетельство существования пойменного талика.

Талики кубанской разновидности. Pix ландшафтное своеобразие закономерно связано с характеристиками водоносного комплекса через особенности наледных процессов. Благодаря отсутствию в пойме ММП, в водоносной зоне трещиноватости сосредоточены огромные запасы подземных вод, и их уровень остается высоким в течение всей зимы. Из-за большой площади поперечного сечения водоносного комплекса его водопропускная способность не испытывает значительных колебаний вдоль долины. Поэтому малочисленны мощные, длительно действующие выходы подземных вод, формирующие крупные наледные тела и ослабляющие наледеобразование ниже по долине. Оно носит в основном рассредоточенный, нерегулярный характер, в одни годы распространяясь почти на всю пойму, в другие ограничиваясь наледными полянами. В отношении режима наледеобразования такая пойма представляет собой как бы гигантских размеров окраину наледной поляны. Разрывные напряжения, развивающиеся при промерзании водонасыщенного грунта (Алексеев, Новицкая, 1985), действуют наиболее губительно на деревья, особенно лиственных пород с их развитой вглубь корневой системой. В диссертации перечислен ряд признаков таких ландшафтов («ландшафты рассредоточенного наледеобразования»), позволяющих уверенно дешифрировать талики данной разновидности.

Талики буюндинской разновидности. Быстрое накопление аллювия неблагоприятно для развития на его поверхности отложений пойменной фации и растительного покрова; зачастую они полностью отсутствуют. При переходе к динамическому равновесию на иссушенном крупнообло-

мочном грунте надпойменных террас, при глубоком залегании подземных вод, закрепляется вначале самая неприхотливая растительность: кустистые лишайники и ерники. Если галечники начинаются от самой поверхности, то они вовсе не заселяются деревьями, в противном случае развиваются редкостойные лиственничники, иногда достигающие сомкнутости 0,3-0,4. Тем не менее, условия остаются непригодными для лиственных деревьев, наиболее чувствительных к недостатку влаги.

В днищах пересохших проток, действовавших в стадии накопления аллювия, растительный покров, особенно нижних ярусов, намного разнообразнее и гуще. Этот контраст сохраняется на протяжении очень длительного времени, даже тогда, когда протоки перестают выделяться в рельефе. Отличительные черты рассматриваемых ландшафтов («ландшафты интенсивного накопления аллювия») - это подавляющее преобладание в напочвенном покрове лишайников, при крайне ограниченном распространении мхов, и господство в среднем ярусе березки Мидцендорфа, при отсутствии кедрового стланика (на Северо-Востоке распространенного практически повсеместно). На аэрофотоснимках такие ландшафты отличаются общим светлым фоном, на котором в долинах крупных рек хорошо различается густая сеть пересохших проток.

Судя по маршрутным и аэровизуальным наблюдениям, ландшафты, сопутствующие таликам обеих разновидностей, наиболее многочисленны в бассейне р. Омолон. По-видимому, это связано с преобладанием здесь центробежных напряжений земной коры (Горелов, 1996).

Количественная индикация пойменных таликов осуществима с применением тепло- и водобалансовых наблюдений по описанным выше методам (Михайлов, 2002; 2003). Их достоинствами являются объективность и возможность использования там, где теряют значение традиционные признаки. В поймах малых водотоков оптимален наименее трудоемкий водобалансовый метод. Как видно из табл. 1, значения меньшей из

величин С0+ и со" порядка 10'5 м/с свидетельствуют об интенсивном водообмене и следовательно, о наличии пойменного талика. Теплобалан-совый метод имеет неограниченную область применения. Особенности конкретных методик в зависимости от водности реки и наличия гидрометеорологической информации, а также «экспресс - методики», существенно уменьшающие трудоемкость натурных наблюдений в долинах малых водотоков, подробно описаны в диссертации. При всем разнообразии вариантов, их объединяют одинаковые критериальные значения величины д^ (или + дсот, для малых водотоков), которые можно оценить по графикам на рис. 1 и 2.

В пойменных таликах кубакской и буюндинской разновидностей конвективный теплообмен имеет существенные особенности (рис. 7). Во-первых, среднесуточные значения интенсивности суммарных тепловых потоков и их амплитуды при одинаковых условиях здесь примерно вдвое больше. Во-вторых, если в остальных случаях текущие значения Ч/ + Я сот] неизменно меньше qs, причем подобное соотношение обычно

сохраняется в течение всего теплого сезона, то в таких таликах оно в течение довольно продолжительных периодов меняется на обратное. По результатам измерений, интенсивность водообмена здесь не выше, чем в «обычных» таликах. Но в долинах этих рек движется единый мощный поток поровых аллювиальных вод и трещинно-жильных вод глубокой циркуляции. Этот фактор, ввиду неоднородностей фильтрационных свойств горных пород, предопределяет развитие вертикального тепломассообмена по всей ширине талика (причем намного увеличенной). Данный процесс обусловливает более низкие значения величины Т^ и меньший

размах ее суточных колебаний, что влечет возрастание как средних значений, так и суточной амплитуды (см. формулы [1, 2]). Таким образом, особенности конвективного теплообмена в таликах исследованных разновидностей носят закономерный характер и вполне могут быть использованы для их выделения. Именно отмеченное выше обилие таких таликов в бассейне р. Омолон обусловливает повышенные значения ду по результатам маршрутных теплобалансовых наблюдений.

1 1Л. 2

Рис. 7. Суточный ход тепловых потоков + дсопс1 и (пунктирные линии) в руч. Кубака (1) и р. Прав. Хета (2).

Мониторинг таликов. Количественные методы, с незначительными модификациями, открывают возможность мониторинга пойменных таликов (Михайлов, Ушаков, 1998; Михайлов, 2003). Проблема актуальна с природоохранных позиций, особенно в связи с гидростроительством, поскольку на пойменных таликах развиты уникальные экосистемы. Одним из потенциальных объектов мониторинга является крупнейший пойменный талик в долине р. Колыма (ниже строящейся Усть-Среднеканской ГЭС) с площадью около 2000 км2. Известно, что в нижних бьефах ГЭС летние уровни и температуры воды понижаются по сравнению с естественными условиями; это неизбежно приведет к уменьшению ду. Прежде всего, путем ретроспективного анализа гидрометеорологической информации, необходимо выявить связь ^ с

вариациями погодных и гидрологических условий в различных сочетаниях. Сопоставление с динамикой этой величины после зарегулирования стока поможет выяснить, действительно ли наблюдается ее значительное уменьшение, а также определить оптимал'ьные сроки и минимальные объемы попусков в нижний бьеф, необходимых для поддержания талика. Данный подход имеет ряд важных преимуществ по сравнению с «прямыми» биологическими методами, потому что получаемые оценки, при сравнительно небольшом объеме данных, характеризуют протяженные участки поймы, а уменьшение ду предшествует сокращению талой зоны и его экологическим последствиям.

ВЫВОДЫ

Большая научная и практическая значимость исследований пойменных таликов не вызывает сомнений. Долгое время эта проблема не получала должного развития. Для того, чтобы добиться серьезного прогресса, понадобилась существенная корректировка многих традиционных представлений и подходов. Прежде всего, сказанное относится к переносу акцента исследований с самих таликов на водотоки. Выяснилось, что моделирование термического режима рек может служить весьма эффективным инструментом геокриологических исследований в речных долинах, поскольку, во-первых, термический режим рек очень сильно зависит от интенсивности теплового взаимодействия с горными породами, во-вторых, реки намного доступнее для изучения. Это позволило широко применять разнообразные количественные методы исследований, преимущественно оригинальные, с использованием как результатов натурных наблюдений, так и обширной гид-

рометеорологаческой информации, и получить следующие важные результаты.

1. На основе многочисленных теплобалансовых наблюдений и расчетов по усовершенствованным математическим моделям впервые получены данные об интенсивности теплообмена рек с пойменными таликами. Выяснены характерные значения конвективного теплового потока в пойму, мало отличающиеся в долинах разных порядков, от третьего до девятого, и его динамика в течение летне-осеннего сезона. Показано, что в тепловом балансе водотоков он является основной расходной составляющей (в середине лета порядка 100 Вт/м2) и поэтому может быть определен с небольшой относительной погрешностью. По мере протаивания и прогрева аллювиальных отложений, тепловой поток уменьшается до нуля и далее до отрицательных величин.

2. Установлено, что в тепловом балансе пойменных таликов конвективный теплообмен с реками является основной приходной составляющей. Прогрев горных пород за счет этого процесса настолько интенсивен, что как в суточном цикле, так и в сезонном они возвращают «избыточное» тепло рекам. Следовательно, во-первых, именно конвективный теплообмен служит главным фактором формирования таких таликов; во-вторых, их размеры и распространение не связаны с климатическими факторами.

3. Показано, что конвективный теплообмен в системе «река - пойменный талик» осуществляется путем водообмена, при котором, вопреки традиционным взглядам, на каждом небольшом отрезке долины одновременно происходят как инфильтрация речных вод в аллювий, так и поступления в русло грунтовых вод. В долинах низких порядков определены количественные характеристики этого процесса при помощи специально разработанного метода. Развитие водообмена 1фуп-ных рек с пойменными таликами подтверждено измерениями скоростей фильтрации и движения грунтовых вод. Оказалось, что эти величины сравнительно мало изменяются при уменьшении уклонов долин в десятки раз, что свидетельствует о параллельном увеличении эффективной проницаемости аллювия. Ее оценки в пойме крупнейшей реки Северо-Востока на порядок превышают значения, ранее считавшиеся максимальными.

4. Впервые систематически изучено строение аллювия в пойменных таликах и установлено существование в нем предпочтительных путей фильтрации, сложенных почти исключительно гравийно-галечным материалом без мелкозернистого заполнителя. Следствием сосредоточения фильтрационных потоков в этих путях является ряд ранее не отмечавшихся эффектов, возможных только при таком строении отло-

жений и обнаруженных благодаря усовершенствованию методик измерений. Это высокочастотные пульсации и нерегулярные флюктуации уровней и температур грунтовых вод и температуры воздуха в зоне аэрации; распространение суточных колебаний температур на большие расстояния вдоль фильтрационных потоков; обильные выходы грунтовых вод в русла рек, зачастую контролирующие термическую стратификацию в руслах.

5. Натурными исследованиями установлено, что в отложениях многорукавных рек многочисленны прослои, в которых практически отсутствует мелкозернистый заполнитель. В аллювии свободно меандри-рующих водотоков они встречены не были. Теоретический анализ показывает, что условия для объединения прослоев в единую систему предпочтительных путей фильтрации также имеются только в поймах многорукавных рек благодаря особенностям их гидрологического режима.

6. Показано, что вопреки традиционным представлениям, в течение большей части теплого сезона сравнительно низкие температуры воды в реках свидетельствует, при прочих равных условиях, в пользу существования пойменных таликов. Разработаны два метода изучения их территориального распространения. В первом количественно оценивается суммарная протяженность таких таликов на обширных участках речных систем путем моделирования термического режима последних. Во втором для анализа общих региональных тенденций используются справочные гидрометеорологические данные, учитываемые через комплексную характеристику, названную приведенной температурой речных вод, и сведения о типах русловых процессов.

7. С использованием первого метода выполнены расчеты по бассейну Верхней Колымы и двум входящим в него крупным водосборам. Выяснено, что в этих речных системах, большая часть которой в геокриологическом отношении не изучена, пойменные талики даже там, где они наиболее редки (бассейн р. Кулу), занимают тем не менее около 70 % протяженности речной сети, начиная с водотоков III порядка. С применением второго метода показано, что на горных территориях востока нашей страны такие талики наиболее многочисленны в пределах Северо-Востока и пользуются гораздо меньшим распространением в остальных регионах. Сделанный вывод подтверждается сведениями из геоботанической и физико-географической литературы и хорошо согласуется с тем известным фактом, что Северо-Восток отличается исключительно высокой наледностыо.

8. На основании предыдущего вывода, теоретического анализа с применением численного моделирования и результатов натурных ис-

следований показано, что прерывистость криолитозоны на Северо-Востоке намного больше, чем было принято считать. Особая роль при этом принадлежит двум впервые исследованным разновидностям пойменных таликов. Они связаны с заложением речных долин по тектоническим нарушениям и развиваются в сквозные даже в долинах небольших горных ручьев. Такие талики, обладая самыми высокими запасами подземных вод, не индицируются известными признаками.

9. Разработаны новые методы ландшафтной индикации пойменных таликов. В отличие от ранее применявшихся подходов, они основаны на анализе причинно-следственных связей, обусловливающих развитие интенсивного тепломассопереноса в речных долинах, и потому обладают практически неограниченной областью применения. Общим признаком служит многорукавное речное русло в стадии динамического равновесия; каждая из двух впервые выделенных разновидностей пойменных таликов обладает своим набором специфических признаков.

10. Максимальной объективностью отличаются разработанные количественные методы индикации, в основе которых лежит непосредственное выявление физических процессов, определяющих формирование пойменных таликов: конвективного теплообмена рек с горными породами и встречного водообмена пойменных массивов с речными руслами. В различных модификациях эти методы применимы для рек любой водности, с использованием как справочных данных, так и результатов натурных наблюдений. Детальный анализ результатов подобных исследований позволил выработать экспресс-методики, существенно уменьшающие объем необходимых измерений. Комплексное применение всех методов открывает возможность мониторинга пойменных таликов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Об особенностях термического режима малых водотоков криолитозоны // Научно-техн. прогресс и политехи, образование на Северо-Востоке России- Тез. докл. научно-практич. конф. Магаданского филиала ХПИ. Магадан, 1992, с. 48-50 (соавтор Банцекина Т.В.).

2. Взаимосвязь термического режима таликов речных долин и открытых водотоков. Автореф. дисс.... канд. геогр. наук. Якутск, 1993,19 с.

3. Некоторые гидрогеологические и геокриологические аспекты одной классической гидрологической проблемы // Колыма, 1993, № 5, с. 6-9.

4. Оценка эффективной водопроницаемости аллювиальных отложений в среднем течении р. Колымы // Колыма, 1993, № 5, с. 11-12.

5. Термический режим водотоков и таликов при значительном мас-сообмене между ними // Колыма, 1993, № б, с. 9-13 (соавтор Банце-кина Т.В.).

6. О преобладающем типе руслового процесса на Северо-Востоке России и его связи с геокриологическими условиями речных долин. Колыма, 1995, № 7-8, с. 16-20.

7. Thermal Regime of Northern Rivers and Its Relation to the Development of Taliks // Proc. of Int. Conf. on Arctic Margins (Magadan, Russia, Sept. 1994). Магадан, СВНЦДВО PAH, 1995, c. 332-337.

8. Об условиях, определяющих формирование пойменных таликов, и некоторых закономерностях их распространения // Криолитозона и подземные воды Сибири. Ч. 2. Подземные воды и наледи. Якутск, Изд-во СО РАН, 1996, с. 34-45 (соавтор Банцекина Т.В.).

9. Мониторинг и защита пойменных экосистем р. Колымы: геокриологический подход // Проблемы экономики и народонаселения: Рас-шир. тез. докл. регион, научн. конф. «Северо-Восток России: прошлое, настоящее, будущее». Т. 1. Магадан, ОАО «Северовостокзолото», 1998, с. 225 (соавтор Ушаков М.В.).

10. Некоторые закономерности формирования и распространения пойменных таликов // Проблемы геокриологии. Сборник докладов. Якутск, Изд-во СО РАН, 1998, с. 82-87.

11. Развитие таликов в долине р. Колыма и температура речных вод // Геоэкология, 1998, № 6, с. 100-110.

12. Особенности мерзлотно-гидрогеологического режима крупного пойменного талика в бассейне р. Омолон и сопутствующие им ландшафтные признаки // Криосфера Земли, 1999, Т. III, № 3. с. 50-58 (соавтор Ухов Н.В.).

13. Предпочтительные пути движения грунтовых вод в крупнообломочных аллювиальных отложениях // Колыма, 1999, № 4, с. 21-28.

14. Грунтово-фильтрационный талик в континентальной дельте р. Буюнда (Сеймчано-Буюндинская впадина) // Криосфера Земли, 2001, Т. V, № 2. с. 20-28 (соавтор Банцекина Т.В.).

15. Количественный анализ динамики пойменных таликов // Колыма, 2001, № 3, с. 20-22 (соавтор Буйских A.A.).

16. Некоторые закономерности термического режима грунтовых вод в пойме р. Колымы // Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли: Тез. докл. междунар. конф. - Пущино, 2001, с. 126-127.

17.0 геологических факторах руслового процесса рек горных стран // Колыма, 2001, № 2, с. 22-27.

18. Сквозные талики в долинах малых рек // Колыма, 2001, №4, с. 31-34.

19. Влияние подземных вод на термический режим пойменных массивов //Геоэкология, 2002, № 3, с. 214-221.

20. Количественные методы индикации пойменных таликов (теоретические предпосылки) // Криосфера Земли, 2002, т. VI, № 2. с. 20-28.

21. О некоторых гидроморфометрических соотношениях для рек Северо-Востока России и критериях их применимости // Тр. ДВНИГ-МИБ, 2002, вып. 150, с. 177-187 (соавтор Ушаков М.В).

22. Гидротермический режим водотоков как индикатор существования грунтово-фильтрационных таликов (по результатам натурных исследований) // Криосфера Земли, 2003, т. VII, № 2, с. 57-66.

23. Мониторинг пойменного талика в нижнем бьефе Усть-Среднеканской ГЭС // Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: Мат-лы междунар. конф., поев. 95-летию П.И. Мельникова. Пущино, 2003, с. 115.

24. О развитии на таликах речных долин безлесных и редколесных геосистем и их индикационной роли // Геоэкология, 2003, №5, с. 414-421.

25. Тепломассообмен в речных долинах Северо-Востока России // Мат-лы XVII Всеросс. совещ. по подз. водам Востока России. Иркутск-Красноярск, 2003, с. 141-143.

Подписано в печать 05.09.2005 г. Формат 60x84 '/„ Уч. изд. л. 2,1. Гарнитура Тайме. Заказ 2. Тираж 150 экз. Отпечатано в ООО "Новая полиграфия" г. Магадан, пл. Горького, 9.

РНБ Русский фонд

2007-4

з 1 янв шв

Содержание диссертации, доктора географических наук, Михайлов, Владимир Матвеевич

Введение

Глава 1. Анализ состояния проблемы и связанных с ней

разделов смежных научных дисциплин

1.1. Формирование пойменных таликов

1.2. Индикация пойменных таликов

1.3. Распространение пойменных таликов

1.4. Расчеты термического режима рек

1.5. Взаимосвязь поверхностных и подземных вод

Глава 2. Природные условия района исследований

2.1. Физико-географический очерк Северо-Востока России

2.2. Основные объекты исследований

2.2.1. Река Колыма в верхнем и среднем течении.

2.2.2. Ручей Контактовый

2.2.3. Река Дукча

2.2.4. Река Буюнда с левобережным притоком р. Герба

2.2.5. Река Омолон с правобережным притоком р. Мал. Авландя

2.2.6. Река Яма

2.2.7. Река Детрин в среднем и нижнем течении

Глава 3. Конвективный теплообмен пойменных таликов с реками

3.1. Конвективный теплообмен и термический режим рек

3.2. Оценки конвективного теплообмена в поймах малых водотоков

3.2.1. Методика исследований

3.2.2. Анализ результатов

3.3. Оценки конвективного теплообмена в поймах крупных рек

3.3.1. Материалы и методы

3.3.2. Анализ результатов

3.3.3. Сезонный ход конвективного теплообмена

3.4. Обобщение результатов исследований

Глава 4. Водообмен рек с пойменными таликами

4.1. Малые водотоки: характеристики водообмена и их связь со скоростями фильтрации

4.2. Крупные реки: скорости фильтрации (движения) грунтовых вод и эффективная проницаемость аллювия

4.3. Крупные и средние реки: водообмен с поймами и термическая стратификация в руслах

Глава 5. Строение аллювиальных отложений в пойменных таликах

5.1. Разрез аллювиальных отложений многорукавных рек и формирование предпочтительных путей фильтрации

5.2. Сосредоточенные выходы грунтовых вод в русла рек

5.3. Особенности термического и гидрологического режимов грунтовых вод в связи с движением по предпочтительным путям

Глава 6. Распространение пойменных таликов

6.1. Оценка распространения пойменных таликов в крупных речных бассейнах

6.2. Анализ регионального распространения пойменных таликов

6.3. Обилие пойменных таликов и прерывистость криолитозоны на Северо-Востоке России

Глава 7. Индикация пойменных таликов

7.1. Геоморфологические и ландшафтные признаки пойменных таликов

7.2. Индикация пойменных таликов количественными методами 289 Выводы 303 Список литературы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пойменные талики Северо-Востока России"

Актуальность проблемы. Речные долины занимают в жизни человека особое место. С древнейших времен реки служили основными транспортными магистралями, а их берега были и остаются наиболее удобными местами для поселения. Пойменные экосистемы повсеместно выделяются резко повышенной биологической продуктивностью, по В.И. Вернадскому, это одно из «сгущений жизни». Повышенное плодородие пойменных почв и гарантированное водообеспечение благоприятствуют сельскохозяйственному освоению.

С наибольшей отчетливостью все перечисленные свойства проявляются в криолитозоне, в первую очередь там, где в днищах долин развиты обширные пойменные талики. «Сгущение жизни» здесь возрастает многократно, выражаясь в развитии высокоствольных смешанных лесов, резко контрастирующих с угнетенной растительностью прилегающих территорий. Возможность существования этих интразональных фитоценозов напрямую обусловлена особым водно-тепловым режимом пойменных таликов. Определение допустимой антропогенной нагрузки, прогноз экологических последствий реализации экономических проектов самым непосредственным образом связаны с закономерностями переноса вещества и энергии в талых зонах.

Участки талых пород среди мощных многолетнемерзлых толщ издавна привлекали внимание исследователей. Необходимость их изучения диктуется также и нуждами хозяйственной деятельности. Знание закономерностей распространения таликов и их надежная индикация необходимы при разработке россыпных месторождений, транспортном, промышленном, гидротехническом и гражданском строительстве. Поскольку большинство рек северных территорий зимой перемерзают, тогда как многие талики сохраняют водоносность, то такие знания имеют исключительно важное значение для промышленного и бытового водоснабжения. Неудивительно, что исследования условий формирования таликов в речных долинах, их гидротермического режима и инженерно-геокриологических особенностей составляют одну из крупных и традиционных проблем мерзлотоведения.

Объектом исследования являются водопроводящие (по Фотиеву, 1970) или грунтово-фильтрационные (по Романовскому, 1983) пойменные талики, формирование которых непосредственно не связано с восходящим или нисходящим движением подземных вод (то либо другое могут присутствовать, но для существования талика это не имеет принципиального значения). В дальнейшем они будут называться просто «пойменными». При широком I распространении таких таликов, что характерно, в частности, для Северо

Востока России (далее для краткости «Северо-Восток») чрезвычайно велика их гидрогеологическая и гидрологическая роль, поскольку в них сосредоточена подавляющая доля подземного стока и они приобретают «.огромное значение в формировании речного стока.» (Толстихин, 1972, с. 45). Прерывистость криолитозоны здесь связана почти исключительно с такими таликами, в сумме занимающими площадь во многие тысячи квадратных километров. Наконец, развитые на них уникальные экосистемы представляют собой один из наиболее значимых возобновляемых природных ресурсов Северо-Востока.

Несмотря на более чем вековую историю исследований и большой объ-I ем накопленного фактического материала, понимание гидротермических процессов, происходящих в пойменных таликах, далеко не соответствует современному уровню развития науки. Достаточно отметить, что до сих пор не существует общепринятого представления о механизмах формирования таких таликов, а обобщения, сделанные отдельными авторами, нередко противоречат друг другу.

Цель исследования заключается в выявлении общих закономерностей формирования и распространения пойменных таликов, усовершенствовании методов их индикации. Основными задачами были: 1. Определение интенсивности конвективного теплообмена пойменных таликов с водотоками различных порядков и ее сезонного хода с приме» нением усовершенствованных методов моделирования термического режима рек.

С целью повышения точности получаемых результатов применялись усовершенствованные методы и технические средства измерений, а многие стандартные методики были модернизированы.

Исследования проводились по госбюджетным темам и проектам:

4.2.1 .в «Разработка методов количественной оценки теплового взаимодействия подземных вод и мерзлых пород»;

4.2.6.2. «Влияние мерзлотных процессов на формирование склонового стока и термического режима поверхностных водотоков»;

5.2.6.Г. «Динамика криолитозоны речных долин.»;

24.4.1. «Процессы формирования и разрушения криолитогенных толщ».

Они были также поддержаны грантами РФФИ:

95-05-1578 «Влияние боковой приточности на термический режим крупных водотоков .»;

97-05-65036 «Физико-географические закономерности формирования мерзлотных условий в речных долинах»;

02-05-65304 «Количественная индикация. пойменных таликов. в речных бассейнах Северо-Востока России

04-05-65316 «Общие закономерности формирования и распространения грунтово-фильтрационных таликов речных долин, их количественная и ландшафтная индикация и мониторинг»

Научная новизна. В работе впервые последовательно применялись количественные методы исследований, осуществлявшихся на стыке геокриологии с рядом других научных дисциплин геолого-географического цикла. Это позволило получить следующие принципиально новые результаты.

1. На основе теплобалансовых расчетов по усовершенствованным математическим моделям впервые получены данные об интенсивности конвективного теплообмена рек с пойменными таликами. Определены характерные значения этой величины (мало отличающиеся в долинах водотоков разных порядков), ее динамика в течение теплого сезона. Показано, что конвективный теплообмен служит основной причиной формирования пойменных таликов.

4. Предложены принципиально новые методы анализа территориального распространения пойменных таликов с использованием количественных характеристик (климатических и гидрологических) и гидроморфологических данных. Этот подход обладает наибольшей объективностью й делает возможными широкие территориальные обобщения. С применением разработанных методов выполнен соответствующий анализ для горных территорий востока нашей страны.

Ряд выводов, сделанных в работе, относится не только к территории криолитозоны, поскольку они в большой мере касаются общих гидрогеологических и геологических закономерностей.

На защиту выносятся следующие положения.

5. Разработанные в результате исследований методы индикации пойменных таликов: геоморфологический (по анализу рисунка речного русла и гидрологических данных) и количественные (на основе тепло- и водобалан-совых измерений и расчетов) отличаются универсальностью и максимальной надежностью. Для выделения наиболее водообильных таликов, в принципе ие маркируемых традиционными признаками, установлены собственные наборы ландшафтно-геоморфологических индикаторов и количественные критерии.

Личный вклад автора состоит в разработке теоретических концепций и методов исследований, включая математическое моделирование изучаемых процессов, составлении пакетов компьютерных программ по разработанным моделям, выборе и оборудовании экспериментальных участков, проведении комплексных стационарных и экспедиционных исследований, обработке, анализе и теоретическом обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-техническом совете СВ НИМС ИМЗ СО РАН, объединенном семинаре лаборатории мерзлотоведения Института геоэкологии РАН и кафедры криолитологии МГУ, объединенном семинаре кафедры русловых процессов и кафедры криолитологии МГУ, на расширенном заседании лабораторий Института мерзлотоведения СО РАН (подземных вод криолитозоны, геотеплофизики и прогноза, региональной геокриологии и криолитологии), а также публиковались в сборниках тезисов докладов научных конференций различных уровней. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложений. Объем ее составляет 337 е., в том числе 293 с. текста, 71 иллюстрация и 8 таблиц. Список использованной литературы содержит 231 наименование.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Михайлов, Владимир Матвеевич

ВЫВОДЫ

Большая научная и практическая значимость исследований пойменных таликов не вызывает сомнений. Долгое время эта проблема не получала должного развития. Для того, чтобы добиться серьезного прогресса, понадобилась существенная корректировка многих традиционных представлений и подходов. Прежде всего, сказанное относится к переносу акцента исследований с самих таликов на водотоки. Выяснилось, что моделирование термического режима рек может служить мощным инструментом геокриологических исследований в речных долинах, поскольку, во-первых, термический режим рек очень сильно зависит от интенсивности теплового взаимодействия с горными породами, во-вторых, реки намного доступнее для изучения. Это позволило широко применять разнообразные количественные методы исследований, преимущественно оригинальные, с использованием как результатов натурных наблюдений, так и обширной гидрометеорологической информации, и получить следующие принципиально важные результаты.

1. На основе многочисленных теплобалансовых наблюдений и расчетов по усовершенствованным математическим моделям впервые получены данные об интенсивности теплообмена рек с пойменными таликами. Выяснены характерные значения конвективного теплового потока в пойму, мало различающиеся в долинах водотоков различных порядков, от третьего до девятого, и его динамика в течение летнее-осеннего сезона. Показано, что в тепловом балансе водотоков он является основной расходной составляющей (в середине лета порядка 100 Вт/м2) и поэтому может быть определен с небольшой относительной погрешностью. По мере протаивания сезонномерз-лого слоя и прогрева аллювиальных отложений, конвективный тепловой поток постепенно уменьшается до нуля и далее до отрицательных величин.

2. Установлено, что в тепловом балансе пойменных таликов конвективный теплообмен с реками является основной приходной составляющей. Прогрев горных пород за счет этого процесса настолько интенсивен, что как в суточном цикле, так и в сезонном они возвращают «избыточное» тепло рекам. Следовательно, во-первых, именно конвективный теплообмен служит главным фактором формирования таких таликов; во-вторых, их распространение не связано с климатическими факторами.

3. Показано, что конвективный теплообмен в системе «река - пойменный талик» осуществляется путем интенсивного водообмена, при котором, вопреки традиционным взглядам, на каждом небольшом отрезке долины одновременно происходят как инфильтрация речных вод в аллювий, так и поступления в русло грунтовых вод. В малых водотоках определены характеристики этого процесса при помощи специально разработанного метода. Развитие водообмена крупных рек с пойменными таликами подтверждено измерениями скоростей фильтрации и движения грунтовых вод. Оказалось, что эти характеристики сравнительно мало изменяются при уменьшении уклонов долин на порядки величин, что свидетельствует о параллельном увеличении эффективной проницаемости аллювия. Ее оценки в пойме крупнейшей реки Северо-Востока на порядок превышают значения, традиционно считавшиеся максимальными.

4. Впервые систематически исследовано строение аллювия в пойменных таликах и установлено существование в нем предпочтительных путей фильтрации, сложенных почти исключительно гравийно-галечным материалом без мелкозернистого заполнителя. Следствием сосредоточения фильтрационных потоков в этих сложноразветвленных водопроводящих трактах является целый ряд ранее не отмечавшихся эффектов, обнаруженных благодаря усовершенствованию методик измерений: высокочастотные пульсации и нерегулярные флюктуации уровней и температур грунтовых вод и температуры воздуха в зоне аэрации; распространение суточных колебаний температур на большие расстояния вдоль фильтрационных потоков; обильные выходы грунтовых вод в русла рек, зачастую контролирующие термическую стратификацию в руслах.

5. Натурными исследованиями выяснено, что предпосылки формирования предпочтительных путей фильтрации в виде многочисленных (хотя и маломощных) прослоев аллювия, лишенных заполнителя, имеются в поймах рек Северо-Востока, разветвленных на рукава, и отсутствуют в отложениях свободно меандрирующих водотоков. Теоретический анализ с использованием литературных сведений показывает, что условия для объединения прослоев в единую систему также могут складываться только в поймах многорукавных рек благодаря особенностям их гидрологического режима.

6. Показано, что вопреки сложившимся представлениям, в течение большей части теплого сезона сравнительно низкие температуры воды в реках служат, при прочих равных условиях, признаком существования пойменных таликов вследствие развития между ними конвективного теплообмена. Разработаны два метода изучения территориального распространения пойменных таликов. В первом количественно оценивается их суммарная протяженность в обширных участках речных систем на основе моделирования термического режима последних; этот метод применим при условии гидроморфологической однородности бассейна. Во втором для анализа общих региональных тенденций распределения таликов используется весь объем справочных гидрометеорологических данных, учитываемых через комплексную характеристику, названную приведенной температурой речных вод, и сведения о типах русловых процессов.

7. По первому методу выполнены расчеты по бассейнам Верхней Колымы и двум входящим в него крупным водосборам. Выяснено, что на этой территории, большая часть которой в геокриологическом отношении не изучена, пойменные талики даже при наименьшем обилии (бассейн р. Кулу) занимают около 70 % протяженности речной сети, начиная с водотоков III порядка. С применением второго метода показано, что на востоке нашей страны такие талики наиболее многочисленны на Северо-Востоке России. В остальных горных регионах они пользуются гораздо меньшим распространением. Сделанный вывод подтверждается сведениями из геоботанической и физико-географической литературы и хорошо согласуется с тем известным фактом, что Северо-Восток отличается исключительно высокой наледностью.

8. Па основании предыдущего вывода, теоретического анализа с применением численных расчетов и результатов натурных исследований показано, что прерывистость криолитозоны на Северо-Востоке намного больше, чем было принято считать. При этом особая роль принадлежит двум впервые исследованным разновидностям пойменных таликов. Они связаны с заложением речных долин по тектоническим нарушениям и развиваются в сквозные даже в долинах небольших горных ручьев. Такие талики, обладая самыми высокими запасами подземных вод, не индицируются известными признаками.

9. Установлены новые ландшафтно-геоморфологические признаки пойменных таликов. Их кардинальное отличие от традиционных заключается в том, что разработанные способы индикации основаны на анализе причинно-следственных связей, обусловливающих развитие интенсивного тепло-массопереноса в речных долинах, и потому обладают практически неограниченной областью применения, независимо от физико-географических условий. Общим признаком служит многорукавное речное русло в стадии динамического равновесия; каждая из двух впервые выделенных разновидностей пойменных таликов обладает своим набором специфических признаков.

10. Еще большей принципиальной новизной и объективностью отличаются впервые разработанные количественные методы индикации, в основе которых лежит непосредственное выявление процессов, определяющих формирование пойменных таликов: интенсивного конвективного теплообмена рек с горными породами и встречного водообмена пойменных массивов с речными руслами. В различных модификациях эти методы применимы для рек любой водности, с использованием как справочных гидрометеорологических и картографических данных, так и экспедиционных наблюдений. Детальный анализ результатов натурных исследований позволил выработать экспресс-методики, существенно уменьшающие объем необходимых для этого измерений. Комплексное применение всех методов открывает возможность мониторинга пойменных таликов, имеющих большое экологическое значение.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Михайлов, Владимир Матвеевич, Якутск

1. Алексеев В.Р. Закономерности распространения многолетнемерзлых горных пород на юго-востоке Сибирской платформы // Геокриологические условия Забайкалья и Прибайкалья. М., Наука, 1967, с. 117-123.

2. Алексеев В.Р. О роли геоботанических карт при изучении мерзлых пород. // Докл. Ин-та географии Сибири и Дальнего Востока, 1968, вып. 17, с. 20-26.

3. Алексеев В.Р. Наледи. Новосибирск, Наука, 1987, 158 с.

4. Алексеев В.Р., Новицкая Н.И. Влияние наледей на развитие растительного покрова // Гляциологические исследования в Сибири. Иркутск, Ин-т географии СО АН СССР, 1985, с. 102-129

5. Алфимов A.B., Булгаков А.Б. Основные особенности климата горных тундр верховьев Колымы и Индигирки // Горные тундры хребта Большой Анначаг (верховье Колымы). Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1980, с. 7-31.

6. Ан В.В. Своеобразие мерзлотной обстановки в Муйской и Чарской впадинах. // Геокриологические условия зоны Байкало-Амурской магистрали. Якутск, Издание Института мерзлотоведения СО АН СССР, 1980, с.50-63.

7. Анисимова Н.П. Геотермические исследования в таликах под некоторыми водоемами и водотоками Центральной Якутии. // Многолетне-мерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР. М., АН СССР, 1962, с.89-95.

8. Аржакова С.К. Зимний сток рек криолитозоны России. СПб, РГГМУ, 2001,209 с.

9. Атлас реки Колымы (под ред. И.Ф. Молодых). Иркутск, 1931, 732 с.

10. Аэрометоды при геологической съемке и поисках полезных ископаемых. Т.1. Общие принципы исследований. М., Недра, 1964,464 с.

11. Белолипецкий В.М. Исследование гидротермического режима нижнего бьефа Красноярской ГЭС // Метеорология и гидрология, 1988, № 12, с.86-92.

12. Бефани А.Н. Теория формирования дождевых паводков и методы их расчета // Международный симпозиум по паводкам и их расчетам. JI., Гидрометеоиздат, 1969, с.278-294.

13. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М. АН СССР, 1955 (изд. второе), 471 с.

14. Биологические стационары советского Севера. Магадан, ИБПС ДВНЦ АН СССР, 1986, 68 с.

15. Бойцов A.B. О формировании и режиме грунтовых потоков надмерз-лотных вод // Комплексные мерзлотно-гидрогеологические исследования. Якутск, 1989, с. 61—65.

16. Бойцов A.B. Об особенностях развития многолетнемерзлых пород и наледей подземных вод в бассейне р. Иенгры (трасса БАМа). // Региональные и криолитологические исследования в Сибири. Якутск, ИМЗ, 1979, с. 98-107.

17. Большаков С.М. Геокриологические условия района железной дороги Тайшет Лена // Мат-лы VIII междуведомственного совещания по геокриологии (мерзлотоведению), вып. 3. Региональная геокриология, Якутск, Якутское книжное изд-во, 1966, с. 91-99.

18. Босиков Н.П., Васильев И.С., Федоров А.Н. Мерзлотные ландшафты зоны освоения Лено-Алданского междуречья. Якутск, 1985, 124 с.

19. Бояринцев E.JI. Оценка потерь стока весеннего половодья в бассейне рек Верхней Колымы // Метеорология, климатология и гидрология, 1980, вып. 16, с. 19-24.

20. Бояринцев E.JI. Азональные факторы формирования дождевого стока на территории Колымской ВБС // Тр. ДВ НИГМИ, 1986, вып. 135, с. 67-94.

21. Браславский А.П., Никулина З.А. Нормы испарения с поверхности водохранилищ. JL: Гидрометеоиздат, 1954, 212 с.

22. Браславский А.П., Кумарина М.Н., Смирнова М.Е. Тепловое влияние объектов энергетики на водную среду. JL, Гидрометеоиздат, 1989, 252 с.

23. Букаев H.A. Основные закономерности режима гигантских наледей в верховьях р. Колымы на примере Анмангындинской наледи // Наледи Сибири, М., Наука, 1969, с.62-78.

24. Булдович С.Н., Гарагуля JI.C., Пармузин С.Ю., Типенко Г.С. Температурный режим и мощность массивов мерзлых пород в зоне влияния долинных таликов Северо-Востока СССР // Геокриологические исследования. М., Изд-во МГУ, 1991 а, с. 97-105.

25. Булдович С.Н., Гарагуля JI.C., Типенко Г.С., Серегина Н.В. Математическое мо-делирование кондуктивно-конвективного теплоперено-са в таликах криолитозоны // Вестник МГУ, сер. 4, геол., 1991 б, № 5.

26. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М.: Мир, 1971, 452 с.

27. Васильев О.Ф., Воеводин А.Ф. Математическое моделирование качества воды всистемах открытых русел // Динамика сплошной среды, вып. 22. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1975, с. 73-87.

28. Вельмина H.A. Особенности гидрогеологии мерзлой зоны литосферы (криолитозоны). М.: Недра, 1970, 326 с.

29. Винников С.Д., Проскуряков Б.В. Гидрофизика. JL, Гидрометеоиз-дат, 1988,248 с.

30. Виноградов Ю.Б. Вопросы гидрологии дождевых паводков на малых водосборах Средней Азии и Южного Казахстана // Тр.КазНИГМИ, 1967, вып. 28, 263 с.

31. Втюрин Б.И. Геокриологические условия Марковской впадины //Геокриологические условия Западной Сибири, Якутии и Чукотки. М., Наука, 1964, с. 115-133.

32. Гаврилов A.B. Классификация наледных участков южной части криолитозоны в целях изучения наледей аэро- и космическими методами. // Вестник МГУ, сер. 4, геол., 1981, № 1, с. 73-85.

33. Гаврилова М.К. Климат и многолетнее промерзание горных пород. Новосибирск, Наука, 1978, 212 с.

34. Генкин П.О. Строение современной долинной сети Колымской части Яно-Колымского золотоносного пояса // Колыма, 1974, № 12, с. 40-42.

35. Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток. М., Недра, 1989,515 с.

36. Гидрогеология СССР. Т. XXVI. Северо-Восток СССР. М., Недра, 1972, 296 с.

37. Гидрологический ежегодник, 1973, 1979, 1986 гг. т. 8, вып. 8. Магадан.

38. Глотов В.Е., Зуев И.А., Кириллов В.А. Изменение мерзлотно-гидрогеологических обстановок в долинах малых рек бассейна реки Колымы под влиянием техногенных факторов // Колыма, 1976, № 9, с. 33-35.

39. Гольдтман В.Г. Влияние подземных вод на температуру вечномерз-лой толщи и таликов // Тр. ВНИИ-1, т. 29, 1969, с. 273-291.

40. Гольдтман В.Г. Перенос тепла надмерзлотными водами и некоторые предпосылки формирования таликов // Гидрогеология СССР. т. XXVI. М., Недра, 1972, с. 64-69.

41. Горелов С.К. О блоково-геосинклинальной гипотезе формирования рельефа горных стран // Геоморфология, 1996, № 3,с. 19-31.

42. Государственный водный кадастр, разд.1, сер. 3, ч. 1, т. I, вып. 13-21, JL, Гидрометеоиздат, 1986.

43. Григорьев Н.Ф. Влияние подземных вод и экзогенных факторов на формирование азональных мерзлотных условий в районах Приенисей-ского Севера. //Гидрогеологические условия мерзлой зоны. Якутск, ИМ СО АН СССР, 1976, с. 97-102.

44. Губкин Н.В. Подрусловые потоки база зимнего водоснабжения приисков. // Колыма, 1946, № 11, с. 22-29.

45. Донченко Р.В. Ледовый режим рек СССР. Л., 1987, 247 с.

46. Донченко Р.В., Киселев A.A. Оценка возможных изменений ледового и термического режима р. Северной Двины под влиянием изъятия части стока. // Тр. ГГИ, 1978, вып. 248, с. 3-14.

47. Егорова Г.Н. Морфолитосистемы и ландшафтная структура (на примере бассейна реки Омолон). Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1983, 164 с.

48. Желнин С.Г. Неотектонические структуры и их роль в формировании погребенных россыпей. // Актуальные проблемы геологии золота на Северо-Востоке СССР. Магадан, СВКНИИ, 1972, с. 185-195.

49. Заболотник С.И., Голубых Л.П. Условия формирования и динамика сезоной криолитозоны в Средней Сибири // Мерзлотные исследования в осваиваемых районах СССР. Новосибирск, Наука, 1980, с. 113-120.

50. Заболотник С.И., Климовский И.В. Сезонное протаивание и промерзание грунтов в Чарекой котловине // Геокриологические условия Забайкальского Севера. М., Наука, 1966, с. 162-173.

51. Зеленкевич А.А. Гидрогеологические структуры и водоносные комплексы на территории Северо-Востока СССР. // Материалы по геологии и полезным ископаемым Северо-Востока СССР, вып. 17. Магадан, 1964, с. 200-208.

52. Зонов Б.В. Наледи и полыньи на реках Яно-Колымской горной страны. Тр. Ин-та мерзлотоведения им. В.А.Обручева, т. IV, 1944, с. 33-92.

53. Иванова Л.Д., Никитина М.Н. Типизация литологических комплексов сезонно-обводненных отложений ЯАССР // Комплексные мерз-лотно-гидрогеологические исследования. Якутск, 1989, с. 13-22.

54. Истомина B.C. Фильтрационная устойчивость грунтов. М., Гос. изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1957, 295 с.

55. Информационное письмо №2(114). Магадан, Государственный комитет СССР по гидрометеорологии, Колымское территориальное управление, 1988, 37с.

56. Калабин А.И. Вечная мерзлота и гидрогеология Северо-Востока СССР // Тр.ВНИИ золота и редких металлов, 1960, т. XVIII, 469.С.

57. Карасев И.Ф., Шумков И.Г. Гидрометрия. Л., 1985, 384 с.

58. Караушев А.В. Речная гидравлика. Л., Гидрометеоиздат, 1969, 416 с.

59. Карташов И.П. Основные закономерности геологической деятельности рек горных стран (на примере Северо-Востока СССР). М., Наука, 1972, 184 с.

60. Клюкин Н.К. Климат // Север Дальнего Востока. М., Наука, 1970, с.101-129.

61. Кожевников Ю.П. География растительности Чукотки. Л. Наука, 1989, 175 с.

62. Козьмин Н.М. О явлениях вечной мерзлоты в некоторых местностях Восточной Сибири // Изв. Вост.-Сиб. отд. Русск. геогр. об-ва, 1892, т. 23, №4-5, с. 96-119.

63. Короткий A.M. Палеогеоморфологический анализ рельефа и осадков горных стран. М., Наука, 1983, 235 с.

64. Куделин Б.И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. М., Изд-во МГУ, 1960, 344 с.

65. Кузин Г.С. Классификация рек и гидравлическое районирование СССР. Л., Гидрометеоиздат, 1960, 455 с.

66. Кузнецов A.C. Наледи и полыньи на Северо-Востоке СССР. Сб. работ по гидрологии № 2. Л. Гидрометеоиздат, 1961, с. 72-86.

67. Кузнецов A.C., Насыбулин Ш.С. Особенности формирования стока на реках бассейна Верхней Колымы. // Сб. работ Магаданской гидро-метобсерватории, 1970, вып. 3, с. 52-65.

68. Кузнецов Н.Т. Особенности формирования речного и подземного стока в горных сооружениях восточной части внутренней Азии. // Водные ресурсы, 1976, № 2, с.25-33.

69. Лещиков Ф.Н., Шац М.М. Мерзлые породы юга Средней Сибири. Новосибирск, Наука, 1983, 169 с.

70. Литвин К.С. Характер поверхностного стока в условиях карста Южной Якутии // Тр. ДВ НИГМИ, 1988, вып. 135, с. 114-119.

71. Ловелиус H.B. Chosenia arbutifolia (Salicaceae) новый индикатор солнечно-биосферных связей //Ботанический журнал, 1992, т. 77, № 5, с. 43-51.

72. Луговой П.Н. Особенности геокриологических условий горных стран. М., Наука, 1970, 133 с.

73. Лучшева A.A. Практическая гидрометрия. Л., Гидрометеоиздат, 1954, 336 с.

74. Мазуренко М.Т., Москалюк Т.А. Особенности экологии чозении то-локнянколистной Chosenia arbutifolia (Pall.) A. Skvorts (Salicaceae) // Экология, 1991, № 2, с. 13-21.

75. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М, 1955, Изд-во АН СССР, 346 с.

76. Матвеев Б.В., Чалов P.C., Чернов A.B. Районирование территории СССР по условиям руслоформирования и типам русел // Геоморфология, 1987, №2, с. 12-22.

77. Матвеев Б.К. Геофизические методы изучения движения подземных вод. М., Госгеолтехиздат, 1963, 133 с.

78. Мельникова Т.В. О методике снегомерных наблюдений в условиях Северо-Востока // Тр. Всесоюзн. научн. метеорол. совещ.,1962, т.4, с.48-51.

79. Мельникова Т.В. Краткая характеристика климатических условий Магаданской области в различные месяцы года. Магадан, 1971, 103 с.

80. Михайлов В.М. Взаимосвязь термического режима таликов речных долин и открытых водотоков. Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Якутск, 1993 а, 19 с.

81. Михайлов В.М. Некоторые гидрогеологические и геокриологические аспекты одной классической гидрологической проблемы // Колыма, 1993 б, № 5, с.6-9.

82. Михайлов В.М. Термический режим водотоков и таликов при значительном массообмене между ними // Колыма, 1993 в, № 6, с. 9-13.

83. Михайлов В.М. О преобладающем типе руслового процесса на Северо-Востоке России и его связи с геокриологическими условиями речных долин. //Колыма, 1995, № 7-8, с. 16-20.

84. Михайлов В.М. Некоторые закономерности формирования и распространения пойменных таликов // Проблемы геокриологии. Сборник докладов. Якутск, Изд-во СО РАН, 1998 а, с. 82-87.

85. Михайлов В.М. Развитие таликов в долине р. Колыма и температура речных вод // Геоэкология, 1998 б, № 6, с. 100-110.

86. Михайлов В.М. Предпочтительные пути движения грунтовых вод в крупнообломочных аллювиальных отложениях // Колыма, 1999, №4, с. 21-28.

87. Михайлов В.М. Некоторые закономерности термического режима грунтовых вод в пойме р. Колымы // Консервация и трансформациявещества и энергии в криосфере Земли: Тез. Докл. Междунар. конф. -Пущино, 2001 а, с. 126-127.

88. Михайлов В.М. О геологических факторах руслового процесса рек горных стран // Колыма, 2001 б, № 2, с. 22-27.

89. Михайлов В.М. Сквозные талики в долинах малых рек // Колыма, 2001 в, №4, с. 31-34.

90. Михайлов В.М. Влияние подземных вод на термический режим пойменных массивов // Геоэкология, 2002 а, № 3,. с. 214-221.

91. Михайлов В.М. Количественные методы индикации пойменных таликов (теоретические предпосылки) // Криосфера Земли, 2002 б, Т. VI, № 2, с. 20-28.

92. Михайлов В.М. Гидротермический режим водотоков как индикатор существования грунтово-фильтрационных таликов (по результатам натурных исследований). // Криосфера Земли, 2003 а, т.VII, № 2, с. 57-66.

93. Михайлов В.М. Мониторинг пойменного талика в нижнем бьефе Усть-Среднеканской ГЭС // Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения: М-лы междунар. конф., поев. 95-летию П.И. Мельникова (Пущино, 26-28 мая 2003 г.). Пущино, 2003 б, с. 115.

94. Михайлов В.М. О развитии на таликах речных долин безлесных и редколесных геосистем и их индикационной роли // Геэкология, 2003 в, №5, с. 414-421.

95. Михайлов В.М. Тепломассообмен в речных долинах Северо-Востока России // Мат-лы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России (XVII Совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока). Иркутск-Красноярск, 2003 г, с. 141-143.

96. Михайлов В.М., Банцекина T.B. Оценка эффективной водопроницаемости аллювиальных отложений в среднем течении р.Колымы // Колыма, 1993, № 5, с. 11-12.

97. Михайлов В.М., Банцекина Т.В. Об условиях, определяющих формирование пойменных таликов, и некоторых закономерностях их распространения // Криолитозона и подземные воды Сибири, ч.2. Подземные воды и наледи, Якутск, Изд-во СО РАН, 1996, с. 34-45.

98. Михайлов В.М., Банцекина Т.В. Грунтово-фильтрационный талик в континентальной дельте р. Буюнда (Сеймчано-Буюндинская впадина) Криосфера Земли, 2001, т. V, № 2, с. 20-28.

99. Михайлов В.М., Буйских A.A. Количественный анализ динамики пойменных таликов // Колыма, 2001 №3, с. 20-22.

100. Михайлов В.М., Ухов Н.В. Особенности мерзлотно-гидрогеологичес-кого режима крупного пойменного талика в бассейне р. Омолон и сопутствующие им ландшафтные признаки // Криосфера Земли, 1999, т. III, № 3, с. 50-58.

101. Михайлов В.М, Ушаков М.В. О некоторых гидроморфометрических соотношениях для рек Северо-Востока России и критериях их применимости//Тр. ДВНИГМИБ 2002, вып. 150, с.177-187.

102. Молоков JI. А. Основные черты процесса вымыва заполнителя карстовых полостей // Известия вузов. Геология и разведка. 1969, № 2, с. 107-110.

103. Мячкова H.A. Климат СССР. М., Изд-во МГУ, 1983, 193 с.

104. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып.6, ч.1, JL, Гидрометеоиздат, 1957, 400 с.

105. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып.6, ч.1. Л., Гидрометеоиздат, 1978, 384 с.

106. Насыбулин Ш.С. Репрезентативность характеристик стока Колымской воднобалансовой станции для территории Верхней Колымы // Природные ресурсы Северо-Востока СССР, Владивосток, Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1976, с.32-41.

107. Научно-прикладной справочник по климату СССР. сер. 3, чч. 1-6, вып. 33, Л., Гирометеоиздат, 1990, 566 с,

108. Некрасов И.А. Полыньи на реках Чукотки // Метеорология и гидрология, 1962, №8, с. 35-38.

109. Некрасов И.А. Талики речных долин и закономерности их распространения. М, Наука, 1967, 140 с.

110. Некрасов И.А. Криолитозона Северо-Востока и юга Сибири и закономерности ее развития. Якутск, 1976,246 с.

111. Некрасов И.А. Региональное распространение многолетнемерзлых пород // Мерзлотно-гидрогеологические условия Восточной Сибири. Новосибирск, Наука, 1984, с. 46-57

112. Некрасов И.А., Климовский И.В. Вечная мерзлота зоны БАМ. Новосибирск, Наука, 1978, 120 с.

113. Общее мерзлотоведение (геокриология). М., Изд-во МГУ, 1978, 463 с.

114. Оловин Б.А. Фильтрационная проницаемость вечномерзлых грунтов. Новосибирск, Наука, 1993, 257 с.

115. Орлова И.А. Расчет изменений температуры воды р. Енисей на участке Туруханск Игарка в летний период под влиянием Туруханской ГЭС // Вопросы гидрологии суши. Л., Гидрометеоиздат, 1982, с. 189-193

116. Орлова Л.М. Краткая характеристика мерзлой зоны Читинской области // Мат-лы по мерзлотоведению Сибири и Дальнего Востока. Ир-кутск-М., СО АН СССР, 1964, с. 3-13.

117. Павлов A.B. Энергообмен в ландшафтной сфере Земли. Новосибирск: Наука, Сиб.отд., 1984, 256 с.

118. Павлов A.B., Оловин Б.А. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей. Новосибирск, Наука, 1974, 182 с.

119. Паньшин В.И. О температуре горных пород Лено-Киренгского междуречья. //Геокриологические исследования. Якутск, 1971, с.93-95.

120. Папернов И.М. Генетические особенности наледей и расчет потенциальной наледности в горных районах Северо-Востока СССР // Сб. работ Магаданской гидрометобсерватории, 1970, вып. 3, с. 74-94.

121. Папернов И.М. Расчет температуры воды и теплового стока рек Северо-Востока // Тр. ВНИИ-1, 1972, т. 23, раздел 3. Мерзлотоведение, с. 49-63.

122. Пармузин Ю.П. Северо-Восток и Камчатка. М., Мысль, 1967, 367 с.

123. Пармузин Ю.П. Тундролесье СССР. М„ Мысль, 1979, 295 с.

124. Пармузин Ю.П. Тайга СССР. М. Мысль, 1985, 303 с.

125. Перльштейн Г.З. Связь температуры горных пород с условиями теплообмена на поверхности // II международная конференция по мерзлотоведению. Доклады и выступления. Вып. 8. Проблемы мерзлотоведения. Якутск, 1975, с. 203-204.

126. Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР. Новосибирск, Наука, 1979 а, 301 с.

127. Перльштейн Г.З. Временные инструктивные положения по фильтра-ционно-дренажному оттаиванию и подготовке искусственных сушен-цов. Магадан, ВНИИ-1, 1979 б, 52 с.

128. Пиньковский С.И. Типы речных русел Средней и Южной Сибири // Тр. ГТИ, 1962, вып. 94, с.87-114.

129. Пиньковский С.И. Типы речных русел Северо-Востока СССР и полуострова Камчатки // Тр. ГТИ, 1965, вып. 120, с.55-98.

130. Пиньковский С.И. Типы речных русел советского Дальнего Востока (южная половина) // Тр. ГГИ, 1967, вып. 144, с.77-117.

131. Пиотровский М.В. Некоторые закономерности сводово-блоковой морфотекгоники. // Проблемы тектонических движений и новейших структур земной коры. М., Наука, 1968, с. 62-71.

132. Подьяконов С.А. Наледи Восточной Сибири и причины их возникновения //Изв. Русск. геогр. об-ва, 1903, 39, вып. 4, с.305-337.

133. Распопин Г.А. Температурный режим речного потока ниже высоконапорных гидроузлов в летний период //Мат-лы конференций и совещаний по гидротехнике.М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 185-187.

134. Рейнберг A.M. Материалы по гидрологии низовьев р. Лены. //Тр. АНИИ, 1938, Т. 105, с. 7-50.

135. Рейнюк И.Т Конденсация как один из источников питания подземных вод в области многолетнемерзлых пород (вечной мерзлоты) // Мат-лы VII междуведомственного совещания по мерзлотоведению, вып. 1. М., Изд-во АН СССР, 1959, с. 244-261.

136. Рекомендации по расчету трансформации русла в нижних бьефах гидроузлов. JL, Главниипроект, ВНИИ гидротехники, 1981, 75 с.

137. Ресурсы поверхностных вод СССР. т. 12. Красноярский край. JI.: Гидрометеоиздат, 1973, 527 с.

138. Ресурсы поверхностных вод СССР. т. 17. Лено-Индигирский район. Л., Гидрометеоиздат, 1972.

139. Ресурсы поверхностных вод СССР. т. 18. Дальний Восток. Л.: Гидрометеоиздат, 1970, вып. 1, 781 с. Вып. 2, 599 с.

140. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 19. Северо-Восток. JL, Гидро-метеоиздат, 1969, 282 с.

141. Реутт А.Т. Растительность. // Север Дальнего Востока. M., Наука, 1970, с. 257-334

142. Романовский H.H. О геологической деятельности наледей // Мерзлотные исследования, 1973, вып. 5, с. 66-89.

143. Романовский H.H. Зональность и региональная приуроченность таликов // Тез. докл. Всесоюзн. совещания по мерзлотоведению 1970 г. М., Изд-во МГУ, 1970, с. 88-90.

144. Романовский H.H. Подземные воды криолитозоны. М., Изд-воМГУ, 1983 а, 231 с.

145. Романовский H.H. Оценка криогидрогеологических структур горноскладчатых областей с позиции охраны подземных вод // Вестник МГУ, геология, 1983 б, № 6, с. 65-79

146. Романовский H.H., Афанасенко В.Е., Корейша М.М. Динамика и геологическая деятельность гигантских наледей Селенняхской тектонической впадины // Вестник МГУ, геол., 1973, № 6, с. 52-74.

147. Романовский H.H., Кондратьева К.А., Кудрявцев В.А., Афанасенко В.Е., Волкова В.П. Мерзлотные и гидрогеологические особенности района Депутатского рудного узла // Мерзлотные исследования, 1970, вып. X, с. 34-58.

148. Ромашин В.В. Типы русловых процессов в связи с определяющими факторами. // Тр. ГГИ, 1968, вып.155, с.56-63.

149. Руководство по актииометрическим наблюдениям. JL: Гидрометеоиз-дат, 1973, 223 с.

150. Руководство по теплобалансовым наблюдениям. JL: Гидрометеоиздат, 1970, 186 с.

151. Самбуренко И.З. Материалы по гидрологии низовьев р.Колымы. //Тр. АНИИ, 1938, Т. 105, с. 183-241.

152. Север Дальнего Востока. М., Наука, 1970, 488 с.

153. Сивков С.И. Методы расчета характеристик солнечной радиации. Л., Гидрометеоиздат, 1968,232 с.

154. Ситников В.К. Ресурсы подземного стока рек Приморского края // Тр. ДВНИГМИ, 1965, вып. 20, с. 93-99.

155. Словарь по геологии россыпей. М., Недра, 1985, 198 с.

156. Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л: Гидрометеоиздат, 1975, 189 с.

157. Соколов Б.Л. Проблемы гидрологии наледей // Географо-гидрологический метод исследования вод суши. Л., АН СССР, 1984, с. 106-115.

158. Соколов Б.Л., Саркисян В.О. Подземное питание горных рек. Л., Гидрометеоиздат, 1975, 240 с.

159. Соловьева Л.Н. Морфология криолитозоны Саяно-Байкальской области (на примере Бурятской АССР). Новосибирск, Наука, 1976, 128 е.

160. Сорокина З.Г. Геокриологические условия зоны Байкало-Амурской магистрали. Якутск, Издание Института мерзлотоведения СО АН СССР, 1980, с. 151—163.

161. Справочник по климату СССР. Вып. 22, 23, 24, 25, 26, 27, 33, чч.1, II, III, IV, Л., Гидрометеорлогическое издательство.

162. Субботина Л.А. Типизация месторождений подземных вод речных долин на территории СССР (по строению разреза) // Тр. ВСЕГИНГЕО, 1979, вып. 130, с. 32-43.

163. Тимофеев Д.А. Средняя и Нижняя Олекма. М.-Л., Наука, 1965, 138 с.

164. Толстихин О.Н. О возможности использования площадей наледей для ориентировочной оценки ресурсов подземных вод Верхояно-Колымской складчатой области // М-лы IV совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. Иркутск-Владивосток, 1964, с. 75-77.

165. Толстихин О.Н. Мерзлая зона // Ресурсы поверхностных вод СССР, т. 17. Л., Гидрометеоиздат, 1972, с. 41-47.174.175.176.177,178.179.180181182183184185186187

166. Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды Северо-Востока СССР. Новосибирск, Наука, 1974, 164 с.

167. Тюлина JI.H. Лесная растительность среднего и нижнего течения р. Юдомы и низовьев р. Май. М., АН СССР, 1959, 224 с. Тюлина Л.Н. Лесная растительность средней и нижней части бассейна Учура, М.-Л., АН СССР, 1962, 149 с.

168. Физико-географическое районирование СССР. М., Изд-во МГУ, 1968, 287 с.

169. Фотиев С.М. Закономерности формирования и распространения таликов на территории Сибирской платформы // Тр. ПНИИИС, 1970, т. 2, с. 216-246.

170. Фотиев С.М. Особенности полевых гидрогеологических исследований в области многолетнемерзлых горных пород// Тр. ПНИИИС, 1971, т. 8, с. 205-284.

171. Чалов P.C. Типы русловых процессов и принципы морфодинамиче-ской классификации речных русел // Геоморфология, 1996, №4, с. 26-35.

172. Чижов А.Б. Вопросы исследования мерзлых пород и подземных вод как саморегулирующейся системы // II международная конференция по мерзлотоведению. Доклады и сообщения. Якутск, 1973, с. 56-59.188.189.190.191,192.193.194,195196197198199200201,

173. Чистяков A.A. Горный аллювий. М. Недра, 1978, 287 с. Чудновский А.Ф.Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М., Физматгиз, 1962, 456 с.

174. Чуксин В.В. Фильтрационная анизотропия аллювиальных отложений горных речных долин. // Тез. докл. VI краевой конф. по геол. и полезн. иск. Сев. Кавказа. Ессентуки, 1985, с. 340-341.

175. Шац М.М. Мерзлые породы юга Красноярского края // Мерзлотные исследования в осваиваемых районах СССР. Новосибирск, Наука, 1980, с. 120-124.

176. Швецов П.Ф. Аномалии в термическом режиме потока р. Индигирка в двух характерных створах и их происхождении // Исследование вечной мерзлоты в Якутской республике, вып. 3. Изд-во АН СССР, 1952, с. 106-108.

177. Швецов П.Ф. Закономерности гидрогеотермических процессов на Крайнем Севере и Северо-Востоке СССР. М., Наука, 1968, 110 с. Шевелева Н.С., Хомичевская JI.C. Геокриологические условия Енисейского Севера. М., Наука, 1967, 126 с.

178. Шелудякова В.А. Чозения в Якутской АССР // Ботанический журнал, 1943, №1, с. 30-34.

179. Шполянская H.A. Связь температуры вечной мерзлоты с теплообменом между поверхностью почвы и атмосферой в Забайкалье // Вопросы географического мерзлотоведения и перигляциальной морфологии. М., Изд-во МГУ, 1962, с. 5-22.

180. Шполянская Н.А. Вечная мерзлота Забайкалья. // Вопросы географического мерзлотоведения и перигляциальной морфологии. М., Изд-во МГУ, 1981, 168 с.

181. Шуляковский Л.Г. Появление льда и начало ледостава на реках, озерах и водо-хранилищах. М.: Гидрометеоиздат, 1960,216 с.

182. Щербаков И.П. Лесной покров Северо-Востока Азии //. Мат-лы V всесоюзн совещ. "Биологические проблемы Севера". Магадан, 1973, с. 185-193

183. Якупов B.C. Электропроводность и геоэлектрический разрез мерзлых толщ (Тр. СВКНИИ, вып.20). М., Наука, 1968, 179 с.

184. Ячевский Л.А. О вечно-мерзлой почве в Сибири // Изв. Русск. геогр. об-ва, 1889, т. 25, вып. 5, с. 341-355

185. Abrahams D.A. Channel Networks: A Geomorphological Perspective // Water Res. Res., 1984, Vol.20, P. 161-188.

186. Beven K., Germann P.F. Macropores and Water Flow in Soils // Water Res. Res., 1982, Vol.18, P. 1311-1325.

187. Constantz J, Thomas C.L., Zellweger G. Influence of Diurnal Variations in Stream Temperature on Streamflow Loss and Groundwater Recharge. Water Res. Res., 1994, Vol. 30, P. 3253-3264.

188. Edinger J.E., Duttweiler D.W., Geyer J.C. The Response of Water Temperatures to Meteorological Conditions // Water Res. Res., 1968, Vol. 4, P.1137-1143.

189. Fernald G.F., Wigington P.J. and bonders D.H. Transient Storage and Hyporheic Flow along the Willamette R., Oregon: Field Measurements and Model Estimations // Water Res. Res, 2001, Vol. 37, P. 1681-1694.

190. Gosink J.P. Synopsis of Analytic Solutions for the Temperature Distribution in a River Downstream From a Dam or Reservoir // Water Res. Res., 1986, Vol. 22, P.979-983.

191. Grindrod, P., Impey, M.D. Channeling and Fiekian Dispersion in Fractal Simulated Porous Media // Water Res. Res., 1993, Vol. 29, P. 4077-4089.

192. Gulliver J.S., Stefan H.G. Wind Function for a Sheltered Stream// Journal of Env. Div. ASCE, 1986, Vol. 112, № 2, P.387-398.

193. Harvey J.W., Bencala K.E. The effect of Streambed Topography on Surface- Subsurface Water Exchange // Water Res. Res., 1993, Vol. 29, P. 89-98.

194. Harvey J.W., Waner B.J., Bencala K.E. Evaluating the Reliability of the Stream Tracer Approach to Characterize Stream-Subsurface exchange // Water Res. Res., 1996, Vol. 32, P. 2441-2451.

195. Howard A.D. Simulation of Stream Network by Headward Growth and Branching//Geogr. Anal. 1971, № 3, P. 29-50.

196. Koltermann Ch.E. and Gorelick S.M. Heterogeneity in Sedimentary Deposits: A Review of Structure-Imitating, Process-Imitating, and Descriptive Approach. // Water Res. Res., 1996, Vol.32, P. 2617-2658.

197. Leopold L.B. and Langbein W.B. The Concept of Entropy in Landscape Evolution. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 500-A. ,1962

198. Leopold L.B. and Wolman M.G. River Channel Patterns: Braided, Meandering and Strait // U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 282-B, 1957, P. 39-84.

199. Miall A.D. A review of the braided depositional environment. Earth Science Reviews, 1977, Vol. 13, P. 1-62.

200. Mikhailov V.M. Thermal Regime of №orthern Rivers and Its Relation to the Development of Taliks // Proc. of Int. Conf. on Arctic Margins (Magadan, Russia, Sept. 1994). Магадан, СВНЦ ДВО PAH, 1995, c. 332-337.

201. MoIIard J.D. Airphoto Interpretation of Fluvial Features. Fluvial Processes and Sedimentation, proceedings of Hydrology Symposium held in Univ. Of Alberta, Edmonton. Thorn Press lmt. Ott., Canada, 1973, 38 p.

202. Nykamen D.K., Foufoula-Georgiou E. and Sapozhnikov V.B. Study of Spatial Scaling in Braided River Pattern Using Synthetic Aperture Radar Imagery // Water Res. Res, 1998, Vol. 34, P. 1791-1812.

203. Park C.C. World-wide Variations in Hydraulic Geometry Exponents of Stream Channels: an Analysis and Some Observations // J. Ilydrol., 1977, Vol. 33, P. 13-146.

204. Parker G. On the Cause and Characteristic Scales of Meandering and Braiding in Rivers // J. Fluid Mech., 1976, Vol. 76, P. 457^*80.

205. Shreve R.L. Infinite Topologically Random Channel Networks // J. Geol., 1967, Vol. 75, P. 178-186.

206. Sincrot B.A. and Stefan H.G. Stream Temperature Dynamics: Measurement and Modelling// Water Res. Res., 1993, Vol. 29, P. 2299-2312.

207. Strahler A. N. Statistical Analysis in Geomorphic Research // J. Geol., 1954, Vol. 62, P. 1-25.

208. Webb E.K., Anderson M.P. Simulation of preferential flow in three-dimensional heterogeneous conductivity fields with realistic internal structure// Water Res. Res., 1996, Vol. 32, P. 535-546.

209. Western A.W., Bloschl G., Grayson R.B. Toward Capturing Hydrologi-cally Significant Connectivity in Spatial Patterns // Water Res. Res., 2001, Vol. 37, P. 83-97.

Информация о работе

Михайлов, Владимир Матвеевич
доктора географических наук
Якутск, 2005
ВАК 25.00.08

Диссертация

Пойменные талики Северо-Востока России - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы