Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Формирование и движение речных наносов

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Формирование и движение речных наносов"

ОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

РГб од

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

на прсвах рукописи УДК 556. 535. 6

АЛЕЕССЕШВСЖЕШ НИКОЛАЙ Ш1

эродировантш ш ДВИЖЕНИЕ

РЕЗНЫХ НАНОСОВ

11. 00. 07 - гидрология суши, водные ресурсы и гидрохимия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора географических наук

Москва 1993 г.

Работа выполнена на кафедре гидрологии суши географического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

В. С. АЛТУНИН

доктор географических наук, профессор

И. Б. БАРЫШНИКОВ

доктор географических наук, старший научный сотрудник

¡1. С. ЛОСЕВ

Ведущая организация :

Институт водных проблем РАН

Защита состоится Л октября 1993 года в 15 часов на заседании специализированного гидрометеорологического совета Д- 053. 05. 30 в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ауд. 1801, 18 этаж.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета на 21 этаже.

Автореферат разослан сентября 1993 г.

Учёный секретарь специализированного совета, кандидат географических наук

С. Ф. АЛЕКСЕЕВА

бшаяь^хьлсспеювания.. В учении'о речных наносах 'сложились и развиваются два основных направления: географо-гидрологи-. ческое и гидродинамическое. Они связаны с особенностями формирований и перемещения минеральных частйц на глобальном, региональном и' локальном уровнях рассмотрения процессов. В рамках первого направления; изучается характеристики стока наносов большого " пространственно-временного осреднения.: Значительный вклад в развитие этого направления:внесли. Г. В,-Лопатин, ■ Г. И. Шамов; Н. И. Маккавеев, - К. Н. Лисицына, - А. П. Дедков. - В. И. Мозхерин, Д. Миллиман, Р. Мид, Д.Уоллинг. Б.Узбб и др.' Гидродинамическое направление основное внимание уделяет физическим ■• аспектам ■ изменения характе-' ристик.взвесенесущего потока и транспорта наносов на локальных участках рек. Крупные достижения этого направления связаны с_

• именами М.А: Велгасанова, В.М; Маккавеева, В. Н. Гончарова, И.И. Леви, К. И. Российского, И. А. Кузьмина, ■ . А. В. Караушева, К. В. Гришанина, Ц. Е. Мйрцйулавы, В. К; Дебольского, Н. С. Знаменской, В. Шмидта, Р. Дю- . буа, Л Стокса,- Г. Аллена. и др. Эти направления развиваются параллельно, : практически изолированно:друг от друга, что препятствует созданию общей теории формирования и перемещения речных наносов. ; Важной предпосылкой для .разработки такой теории ■ является исследование пространственно-временной изменчивости характеристик стока наносов;в -пределах эрозионно-аккумулятивных систем,, отличающихся'по своим линейным размерам и факторам формирования, перемещения и переотлокения транспортируемых минеральных частиц.

Нель_и_зааачи_иссле2о§аци21. Главная цель исследования состоит в- разработке теоретической концепции, объединяющей геогра-фо-гадрологическиЯ и. гидродинамический подхбды к изучению про^ цессов формирования и перемещения наносов, учитывающей физические, географо-гидрологические особенности возникновения и трансформации потоков.литогенного материала в водных объектах на локальном, региональном и глобальном уровне рассмотрения Денудаци-, онных процессов. Для достих:ения этой цели необходтй рёа.даь ряд

• частных задач: .

-■выделить, основные принципы изучения процессов формирования и перемещения речных наносов;

- обосновать типизацию эрозионно-аккумулятивных систем и временных масштабов изменения характеристик потока литогенного . материала;

..':■■': '- выявить характер. приспособления эрозионно-аккумулятивных Iсистем к изменениям потока накосов; -■■■'■■■■....

- разработать структуру уравнения, характеризующего результирующую баланса наносов для различных эрозионно-аккумулятив-ных систем;

- изучить пространственно-временную изменчивость результирующей баланса наносов для зрозионно-аккумулятивных систем;

- исследовать локальные закономерности движения речных наносов;

- рассмотреть соотношение физических и географо-гидрологич-

"ЧеСГОПГ"ЗЖОНОТЭрНОСТБЙ-фирШЦЯЖсШИЦ И ДВИЖЕНИЯ ЫИНИраЛЬНЫХ ЧеИГ—

тид;

- дать характеристику разномасштабных процессов массообмена в системе поток-русло;.

- сформулировать генетическое уравнение стока наносов;

- типизировать виды воздействия хозяйственной деятельности на сток' наносов;

- показать зависимость развития водных экосистем от изменения характеристик взвесенесущего потока.

Уетоаика.исслеаований.. Решение частных задач исследования осуществлялось на основе комбинированного использования физических и географо-гидрологических методов на малых, средних и крупных реках с песчаным, гравийно-галечным и валунным руслом. Обобщение собственных натурных исследований на рр. • Протве, Оке, Тереке, Днестре, Чулыме, Киренге, Дунае, Каме, Оби, Лене, а также материалов других исследователей, производилось с помощью методов индикационной гидрологии, позволяющих выявить особенности изменения характеристик стока наносов в реках различного размера Спорядка), формализовать совокупность разномасштабных процессов денудации для соподчиненной системы эрозионно-аккумулятивных систем. Реакция этих систем на изменение определяющих факторов учитывалась методами анализа уравнения баланса, сопоставления фактической нагрузки потока наносами и его транспортирующей способности. Анализ пространственно-временной изменчивости характеристик стока наносов выполнялся с привлечением методов ге-ографо-гидрологических обобщений и методов натурных экспериментов. Ряд важных результатов получек на основе.генетического анализа стока наносов, методов математического моделирования про--цессов массообмена в системе поток-русло.

Личньт2_вклаа_автоЕа._ Автору- принадлежат общая концепция исследования, теоретические разработки, связанные с представлением процессов формирования и перемещения литогенного материала в ви-

де соподчиненной системы разномасштабных денудационных процессов, исследованием пространственно-временной изменчивости результирующей баланса в различных зрозионно-аккумулятивных системах, изучением соотношения •между географо-гидрологическими и гидродинамическими факторами локального переноса влекомых и взвешенных наносов, массобмена в системе поток-русло, разработкой генетического уравнения стока взвешенных наносов, изучением экологических последствий изменения концентрации взвешенных частиц в водных экосистемах. В основу работы положены многочисленные натурные данные, -полученные автором лично или при его участии. Теоретические результаты исследований и натурные данные позволили ' автору разработать комплекс расчетных методов, позволяющих производить оценки характеристик стока взвешенных, .

-влекомых наносов и решать различные практические задачи Сопре— деление оптимального изъятия песчано-гравийной смеси из русловых . карьеров, прогнозирование русловых деформаций и т.д.).

Б§2М32_ВОвязна__работ. Создана теоретическая концепция, объед-шяюгая географо-гадрологический и гидродинамический подходы к изучению■ процессов формирования и перемещения наносов. Впервые географические, физические и генетические особенности возникновения и трансформации потоков литогенного материала в водных объектах рассмотрены с позиций общего массопереноса на Земле. Пространственно-временная изменчивость характеристик стока наносов изучена применительно к характерны!.! эрозионно-аккуму-лятивным системам: поверхность суши - область внутреннего стока -- речной бассейн - оврагяго-балочный, водосбор' - , элементарный склон - участок водотока. Каждая .область формирования стока трактуется как природная система, реагирующая на изменение потока литогенного материала и влияющая на продольную и временную изменчивость характеристик этого потока. На основе анализа ' результирующей баланса наносов, характеризующей причины и масштаб нарушения равенства приходных и 'расходных составляющих потока минеральных частиц, получены выводы о специфике изменения стока наносов по длине склонов, овражно-балочной и русловой сети, на различных этапах развития устьевых областей, на участках рек с различным морфодинамическим типом русла, в узлах слияния рек и

' их деления на рукава. Разработана типизация форм руслового рельефа и модель структурного переноса влекомого материала при активном развитии иерархии песчаных гряд, Выявлена зависимость линейных и динамических характеристик грядовых образований, стока

влекомых наносов от размера (порядка) рек для основных фаз водного режима. Оценен вклад разных типов гряд в суммарный перенос влекомых частиц. Обоснована необходимость учета влияния гряд на диффузионный перенос взвешенных частиц и временные границы соответствия теоретических и фактических распределений характеристик взвесенесущего потока на участках рек с развитой структурой руслового рельефа. Впервые произведена осредненная оценка диссипа-цни энергии туроулентности в связи с трансЯйр^оМ рёЧНЫХ НйНйййв. Изучены особенности формирования осредненного гранулометрического состава взвешенных наносов в различных звеньях речной сети. Разработано генетическое уравнение стока взвешенных наносов. . Рассмотрены принципы изучения процессов массообмена в системе поток-русло в масштабах внутригодовой, многолетней, исторической и геологической изменчивости определяющих факторов. Типизированы виды хозяйственной деятельности и изучено ■ их влияние на сток наносов. Обоснованы подходы к учету влияния процессов формирования и переноса наносов на развитие водны? экосистем.

ПйактиНё5К0ё_аваз§8Ее_йаЙ01Ыь: На основе выполненных исследований можно разрабатывать мероприятия, связанные с улучшением условий судоходства, планированием переходов через реки нефте-и газопроводов, оптимальной эксплуатацией русловых карьеров, сооружением водохранилищ, .защитой сельскохозяйственных земель от затопления, проведением экологических экспертиз и т. д. Научные разработки автора использованы при обосновании методов улучшения условий судоходства на рр. Лене, Оби, Чулыме, Киренги, Днестре. Они легли в основу разработки схем комплексного использования водных ресурсов р.Терек и мер по защите низовий реки от катастрофических затоплений. Исследование процессов заиления Дубос-. сарского водохранилища на Днестре и проектируемого Терско-Ыал-кинского водохранилища на Тереке позволило изучить пространственно-временную изменчивость стока наносов в бьефах гидроузлов, выявить .закономерности продольного увеличения стока наносов Ср.Днестр} и определить оптимальные размеры искусственного водоема Ср. Терек). В практику работы добывавших 'отраслей речного флота внедрены методы оптимизации извлечения ' песчано-гравий-ной смеси, которые апробированы на.рр. Чулыме и Каме. Результаты исследований антропогенного увеличения мутности воды вследствие.' производства горных работ использованы для оценки экологической обстановки в бассейнах рек Омолоя и Вачи. На .основе теоретических и методических разработок выполнено исследование процессов миграции радионуклидов вдоль рек бассейнов Днепра и Оки. Теоретические, методические и натурные исследования автора вошли ■

в научные отчеты по разделам выполнения заданий в ра)жах государственных программ.

ЙЩ»0аииз_ва0ги._ Основные выводы и результаты докладывались автором на III и IV Всесоюзных конференциях "Закономерности про- • явления эрозионных я русловых процессов в /различных природных условиях (МГУ, Москва, 1981, 15S7D; Всесоюзной конференции "Исследование русловых процессов для практики народного хозяйства" СИГУ, Москва, 1983); 1Ги III Всесоюзной конференции "Динамика и терыика рек, водохранилищ и окраинных морей" С ИБП АН СССР, 1984, 1989);.Всесоюзном совещании "Природные ресурсы устьевых областей рек, их охрана и исследование" СОдесса, 1984); V Всесоюзном гидрологическом съезде С Ленинград, 1986); XIV .конференции приду-найскйх стран по гидрологическим прогнозам (Киев, 1988); IV ко- • ординационном совещании по проблеме "Исследование русловых-"про~ цессоз на реках и в устьях рек и разработка методов их учета для '■ 'различных отраслей народного хозяйства" (Луцк, .1989);' рабочем-совещании по проблемам русловых карьеров Межвузовского научно- , то координационного совета по .¡эрозионным,• русловым и' устьевым процессам (Одесса, 1G31); VI п VII Межвузовских координационных ссзехаш'лх по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов СТавкепт. 1S91; Мт.евск, 1S32); Всесоюзной научной конференции '"Эрозиоведение:'■ теория, эксперимент, практика" СМГУ, Москва, 1991) и яр.

ЩЙЕЕКШШЗ.. По теме диссертации опубликовано 50 научных работ, вкявчая 2 монографии. . .

Структура.к erf-ем. работа,, Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литера-. туры, вклвчаюцего 238 наименований. . Работа изложена на 311 машинописных страницах, иллюстрирована 37 рисунками и 46 таблица--' «и. '; .

Автор выраяает глубокую признательность сотрудникам и преподавателям научно-исследовательской .лаборатории эрозии почв и. русловых процессов и кафедры гидрологии суши МГУ докторам географических наук, профессору- В.Н.Михайлову, профессору P.C.Ча-лозу, В. Н.Коротаеву, А. Ю. Сидорчуку, кандидатам географических наук A.M. Алабяну, K. M. Берковичу, H.H. Виноградовой, В. А. Жуку, А.А.Зайцеву, М.Б.Заславской, В.В.Иванову, Р.В.Лодиной, С.Н.Рулевой, Н.Л.Фроловой, коллективам полевых партий лаборатории и их руководителям Б.В.Белому, Б.Н.Власову, 0. М.Кирину за . плодотворную совместную работу, помощь и полезные дискуссии..

0о2§ркание_рзбдты1. В основу исследований .пространственно-временной изменчивости характеристик стока наносов положены

несколько принципов, объединяющих географо-гидрологические и физические подходы к проблеме формирования и перемещения минеральных частиц в водных потоках. К их числу относится принцип: географо-гидрологической предопределенности поступления в реки большего или меньшего количества наносов, разномасштабности денудационных процессов; генетического обновления транспортируемого материала; единства балансовых подходов к описанию динамики литогенного вещества в различных эрозионно-аккумулятивных сис-теыах; сочетания физических и стохастических механизмов массо-обмена в системе поток-русло; структурности форм перемещения наносов; гидродинамического регулирования характеристик стока наносов.

Глава 1. _0сндвные_поахдзы_к_изунёН2ю_щ>2ц§сд2!|

форми2ования_и_т]е£§ме&ецид_£<шо52£ .. . - ■ .

1.1 Общие сведения.о.накосах

Наносы представляют собой результирующий итог разнообразных денудационных процессов на водосборах, в долинах, руслах рек и их приемных водоемах. Характеристики стока наносов являются функцией географо-гидрологических и гидродинамических факторов. . Придание одним из них смысла основных, а другим - второстепенных факторов зависит от уровня пространственно-временного осреднения характеристик стока. Крупные реки дренируют обширные территории, в пределах которых изменяется тип климата, почвогрунтов, растительности, и характеристики стока наносов зависят от комплекса физико-географических условий. Зональное изменение средней многолетней мутности и т.п. СЛопатин, 1952; Шамов, 1958; Сток нанс-сов..., 1977; Дедков и Мозжерин, 1384 и др.) характерно для рек, формирующие сток в пределах конкретной природной зоны. Оно нарушается при переходе к малым водотокам, на поверхности бассейна которых интенсивность процессов выветривания контролируется азональными факторами.

Характеристики стока наносов закономерно изменяются по длине речной сети. Увеличение размера Спорядка) рек приводит к возрастанию стока наносов, поскольку процессы выветривания захватывают, большие водосборные территории. Одновременно изменяются морфо-метрические и гидравлические характеристики СРжаницын, 1960, 1985; Снищенко, 1982; Алексеевский, Гайкович, 1987 и др. влияющие на осредненные условия перемещения литогенного материала. Мгновенная концентрация взвешенных частиц или интенсивность пе-

1

- 7 -

реноса влекомых наносов является функцией кинематической структуры. водных потоков. Осредненные или мгновенные гидравлические характеристики воздействуют на расход наносов I? через изменение транспортирующей способности йтр. В зависимости от соотношения между К и Ктр продольный перенос наносов возрастает ( Е С.Етр"), сохраняется неизменным (Я = Етр) или уменьшается (Р > Ртр). Увеличение или уменьшение характеристик стока связано как с геогра-фо-гидрологическими С колебания Ю, так и с гидродинамическими С колебания йтр ) факторами. Соотношение между ними, их вклад в пространственно-временную изменчивость стока наносов зависит от специфики эрозионно-аккумулятивных систем.

1.2 §Е02й0НН2::ШШуму2ЯХИ5Ные_2ИСхему

На Зешге существует большое разнообразие эрозионно-аккумуля--тивных систем. Они отличаются между собой по линейным размерам, местоположёнию, масштабами темпам преобразования вещества и энергии, поступающих в их пределы. Одни эрозионно-аккумулятивные системы пространстзенно совпадают с малыми водосборными бассейнами, другие занимают обширные территории. При схематизации пространственных масштабов эрозионно-аккумулятивных процессов целесообразно исходить из принципа соподчиненности, в соответствии с которым эрозиокно-аккумулятивная система с меньшими размерам является составной частью более крупных систем (рис.1): На этой основе выделен ряд эрозионно-аккумулятивных'систем (элементарный склон, овражно-балочная сеть,, реки различного порядка, область внутреннего стока, континент, поверхность всей суши) с последовательно возрастающими линейными размерами. Вариация характеристик стока наносов не зависит от линейных*размеров этих систем и проявляется в различных масштабах времени.

Изменение интенсивности денудационных процессов, процессов массобмена в системе' поток-русло прослеживается во внутригодо-вых, многолетних, исторических и геологических колебаниях стока наносов, характеристик переноса литогенного материала. Внутриго-довая изменчивость характеризует мгновенную, внутрисуточную и сезонную специфику эрозионно-аккумулятивного процесса, связанную в основном с гидродинамическими и гидрологическими фактора-га. Она прослеживается на интервалах времени М, * £ , где £ -1 год. Межгодовая изменчивость стока наносов тесно связана с особенностями формирования стока воды на поверхности речных бассейнов (интенсивностью эрозионных процессов) и < ¿1 * пТ^, где Т.- продолжительность цикла колебаний водности рек, п =1-3-

Пространст&енные масштабы с той о о 5 р а а о в а н ия

Склон Обры, $ална 'РечноЯ Бассейн О 5л есть бнутро/негс стока : Материн . . Планвтв

> ■3/ А > 2

—Лу 1 \ ьм

Рис. I* Пространственные масштабы эрозионно-аккумуллишшх систем.

коэффициент. Исторические изменения характеристик потока лито-генного материала занимают • интервал времени пТ^ < it s ЮОвЛ^., где га = 2-12. Трэндовне явления такого масштаба вызваны вековыми изменениями солнечной активности, климата, хозяйственным преобразованием поверхности бассейнов. Геологические колебания характеристик переноса продуктов выветривания являются следствием чередования эпох потепления и ■ похолодания климата. В геологические масштабы времени .укладывается полный цикл преобразования сносимого с суши материала в геологическое. Еецество (магму) и его превращение в породы, слагающие поверхность суши. ' Эти процессы занимают период времени it = 0,1-1 млрд.лет (Р.Мид, 1585). Вариация характеристик стока наносов, изменение соотношения между R и Rtp вызывает продольное изменение этих характеристик, связанное с процессами массообнена в эрозионно-аккумулятивных сйсте3 . мах.

. 1.3 Траярформащда, стоуа -в эроэдонно-

* ЭК1ЩМУЛятивннх_систе?^ах

При стабильных условиях развития эрозионно-аккумулятиЕной систем фактический расход- наносов соответствует транспортирующей способности потока, и результирующий массообмен равен нулю. Изменение стока накосов приводит к возникновению неравенства R > £тр ияи. P. <Rrp, что равносильно'направленному переводу части наносов з состав речных отложений или взмыву отложений и увеличению стока наносов в соответствии с принципом Ле-Шателье СГришанин, 1979), механизмом автоматического вьфавнивания транспортирующей способности потока (Маккавеев, 1955; Чалов, 1979), восстановлением утраченного динамического равновесия ( Михай-лоз, 1971; А.Ховард, 1982; Михайлов и др., 1985). Динамическому равновесию в системе" поток-русло отвечает определенное сочетание ' гидравлических и морфометрических.характеристик. В частности, уклон IQ= к 0фП RjJ , где к, m, п - эмпирические коэффициенты. Увеличение расхода русловых наносов Р^(уменьшение русло-руслоформнрующего расхода воды Q^) приводит к" неравенству IQ >1, где I - уклон реки при Rp= const. . В эрозионно-аккумулятивной системе.преобладают аккумулятивные процессы, способные увеличить

I до значений 10(рис.2). Противоположные;процессы являются следствием уменьшения Rp (увеличения Q^). Одновременно происходит увеличение или уменьшение' объема речных отложений и продольное изменение стока цаносов. Соответственные расходы наносов на гра-

- п -

ницах системы отличаются по амплитудным значениям и фазе колебаний. Степень трансформация стока наносов на бесприточном участке реки зависит от фазы водного режима. Меженный сток на многих реках имеет более высокую повторяемость по сравнению с повышен-, ным стоком. Однако в этот период массообмен в системе поток-рус- • по не вызывает значительного результирующего изменения объема речных отложений и характеристик стока наносов. Влияние массооб-мена достигает максимума при экстремально высоких расходах воды. • Оно проявляется в устойчивых тенденциях изменения стока наносов на ограниченных или протяженных участках рек. Прекращение направленного обмена минеральными частицами наступает при й = Бтр или I « 10 вследствие приспособления эрозионно-аккумулятивной • системы к изменению определяющих факторов. Время приспособления (релаксация) является функцией ее линейных размеров, порядка ре--* ки N. Увеличение- N от 4 до 14 сопровождается возрастанием этого времени более, чем в 10 раз. Лишь по истечению времени релаксация можно говорить об адекватном изменении стока взвешенных и влекомых наносоэ на границах системы. Приходные и расходные составлявшие потока литогенкого материала уравновешиваются, отражая единство процессов формирования, перемещения и переотложения минеральных частиц, сущность закона сохранения вещества.

Уравнения баланса наносов характеризуют СЛопатин, 1952; Великанов, 1958; Попов, 1569; Михайлов, 1971; Михайлов" и др. , 1977, 1986; Эрозионные процессы.., 1984; Дедков и Мозжерин, 1984; Джаозвшга, 1986 и др.) пространственно-временную изменчивость потока литогенного материала в пределах различных эрозионно-ак-кумулятивных систем С Перенос минеральных частиц по поверхности склонов, в овражно-балочной и ; русловой сети ) или особенности-"вертикального" массообмена (Сток наносов, 1977; Россинский, Де-. больский, 1980; Н.И.Маккавеев, 1982; Келсей и др. 1986,1987; Федоров, 1989 и др.5, связанного с взаимодействием транзитного потока наносов и склоновых, овражно-балочных, речных отложений, соотношением объемов денудации и эндогенного изменения. объема горных пород в пределах эрозионно-аккумулятивных систем. Обобщенное уравнение ■ баланса минеральных частиц, участвующих в продольном перемещении, имеет вид

V N1 = Ж

С1.2)

-

где ^ - объем 'поступления литогенного материала на верхнюю границу системы и его удаления за пределы система; ¿V -результирующая баланса. В общем случае У^ # и ¿У # 0. Если ¿и > 0, то вдоль системы происходит увеличение ^ до величины При дУ * О сток наносов снижается или сохраняется неизменным. Уравнение С1.2) характеризует л сбалансированность объемов вертикального кассооомеяа. иоответствуащ:е значения у^ и \<?2 в этом случае соответствуют объемам удаления и поступления литогенного штериаяа, а результирующая баланса дУ трансформируется в изменение объема отношений или горных пород ¿^ Результирующая баланса наносов не совпадает по с:-,кслу с изменением обьема отложений. Ока относятся к различит: состазляв-дим баланса литогенного материала и связаны мезяу собой . соотношением йУ = - .Л?о.

Процессы, влияющие на изменение стока наносов, учитизаются уравнением

Ш = 5; VI - X . С1.33

1 1 • .) -

где Wj характеризует вклад внешни: и внутренних- процессов в изменение стока наносов.Внешние процессы специфичны для произвольной зрозионно-аккуыуяятивной систем л еянезт на величину

В совокупности с внутренними процессами с;-:;; изменяют ее начальную величину до значений Результирующая баланса Ш ¿У0 для эрозионяо-ахкумулятивных систем связана с особенностями форшро-вания наносов на водосборах, в долинах и руслах рек. Смыв почв, оврагшая эрозия, осьши, оползни, ■ сели, эоловый перенос минеральных частиц, поступление космического вещества Свнеоние процессы), массообмен в системе поток-речные отложения (внутренние процессы ) вызывают изменение стока наносов и объема отложений.. Зти же процессы обусловливают изменение объема горных'пород, сосредоточенных в пределах эрозионно-аккумулятивных систем.

1.5 1%210_ЕеНВШ_Еанасов_в_сис1е«е_слоба1ГаЕОШ .,.. '.-' гшжеетя-веаеехва ■..'■■'.

Литогенные потоки не являются единственным фактором изменения обьема горных пород. Важное значение имеют также. потоки хе-..

могенного. биогенного и техногенного вещества. Их роль возрастает при переходе к крупным эрозионно-аккумулятивным системам. Если уравнение С 1.2) инвариантно по отношению к линейным размерам этих систем, то уравнение С 1.3) отражает специфику процессов формирования, перемещения и переотложения минеральных частиц в различных природных условиях, является основой изучения .пространственно-временной изменчивости стока наносов.

Глава 2. ПвесхЕажхЕеннохйЕемзнш^-га^юуеЕ^ти

фэемиревания_и_п§в§м§1§ни2_наносов_в_пее;

систем

Общие закономерности пространственно-временной изменчивости характеристик стока наносов вытекают из анализа уравнения (1.3), записанного для конкретной эрозионно-аккумулятнвной системы.- Изменение линейных размеров системы, времени ее приспособления к вариации определяющих факторов, особенности протекания массооб-нона- я т. д. приводят к слоеной динамике характеристик стока наносов з пределах са;/кх малых н наиболее крупны/. эрозионно-акку-1*улятивЕ.кх систем.

2.1 Ос2бенндсхи_И2У§йёН22_оТОК2_наносов_по_длине

С5<Л2Нов_п_д2Еажно;балочннх_во5осборов

Результирующая баланса.для элементарных склонов речных бассейнов отражает специфику процессов, влияющих на количество транспортируемого материала на различных участках склона. В непосредственной близости от водораздела изменение стока наносов Сот У^а 0 до У^р связано с процессам! плоскостного смыва Усц и капельной эрозии Поэтому ¿У = Усм+ \>?кэ. В зависимости от

длины склонов, уклонов их поверхности, географического положения местности изменяются условия смыва и капельной эрозии (Маккавеев, 1955; Швебс, 1974; Эрозионные процессы..., 1984), но в любом случае ¿V > 0. Поэтому в период формирования склоновых потоков происходит продольное увеличение стока наносов. В нижней части склонов -возможна аккумуляция ганеральных частиц С 0) и = Щи* Чэ ^ ~ ^к ' Основное значение для йУ имеет соотношение между Усм и , поскольку условие Укэ > 0 характерно для самых верхних участков склона.

Характер пространственно-временной изменчивости стока наносов в овражно-балочной сети существенно различен для основных этапов ее развития. В начальный период резкого нарастания мощ-

ности склоновых потоков и возникновения эрозионного вреза результирующая баланса ¿V = , где ^ - объем наносов, связанный с линейной эрозией. Это уравнение отражает продольное увеличение стока наносов в течение 1-354 времени активного развития оврага (Эрозионные процессы... 1984), поскольку дУ > 0. На втором этапе величина ¿V в большей степени зависит от объема литогенного ма-. териала, поступающего в поток или накапливающегося на дне овра-. гов вследствие осыпных (У^)'. оползневых (Уоп) и солифлюкционных - (И£3 ирициииов.—Поэтому—сМ =■(. Иоп +—^ + - Геогра-ческие особенности этих процессов создают специфику изменения ¿V и стока наносов. Постепенное выполакивание откосов оврага приводит к снижению роли гравитационных механизмов массопереноса. Снижение объема литогенного материала, поступающего в поток,. приводит к неравенству Ктр > К, врезанию водотоков в собственные отложения, появлению нового источника наносов Уэ, связанного с их размывом. Продольная трансформация стока минеральных частиц соответствует уравнению дУ = ( ^ + + + ^ ) - ^ . причем д¥ > 0. Увеличение стока наносов сопровождается снижением объема овражных отложений, т.е. д^ <0. При достижении предельного возраста рост оврага прекращается и овражно-балочная сеть осуществляет транзит наносов, т.е. дУ « 0. Преобладающее большинство современных оврагов находится на втором этапе развития.

2.2 Ззкдвенёввоохв-еашеаиз-гша.шеязв в_ПЕед§ш^заог2_йасдёйаа

Изменение стока наносов по длине речного бассейна тесно связано с изменением объема горных пород дУо, сосредоточенных в его пределах. Эта связь соответствует уравнению =(дУ + + где д^. , д^ - результирующие баланса для потока химических и органических веществ. Продукты разрушения горных пород в виде потоков лито-, хеыо-, био- и техногенной природы (Уэкэ) в конечном итоге поступают в приемные водоемы. С другой стороны, эндогенные процессы (Уэнд) частично или полностью компенсируют влияние экзогенных процессов. Если Уэкэ < Уэнд, то дУ0 > 0, и рельеф речного водосбора испытывает восходящее развитие. При Уэкз > Уэнд, наоборот, он находится на нисходящем этапе развития. (Маккавеев, 1982). В геологических масштабах времени для многих регионов характерно ^ > 0, т. е. массообмен между участком поверхности суши и бассейном осадконакопления в целом сбалансирован. Для других масштабов времени ¿у / 0.

. Продольное изменение стока наносов в пределах речного бас- *

сейна характеризует уравнение"М = СУЭр + М^ - Уа ± Мэ± Ух± Ун. Эрозионные процессы на водосборах, в долинах и руслах рек (И3р), вынос минеральных частиц грунтовыми водами (Уг) способствует увеличению стока наносов. Переотложение наносов С¥а), наоборот, уменьшает объем транспортируемого материала. Эоловый перенос (Уэ) и хозяйственная деятельность (Ур может как увеличивать, так и уменьшать характеристики стока. К неучтенным факторам (УНЭ изменения^ относятся регионально значимая, -роль гляциальной эрозии, поступление космического вещества й т.п. Главным фактором вариации и пространственной изменчивости стока наносов является соотношение между.УЭр и Уа. Оно зависит от длительных тенденций изменения интенсивности денудационных процессов, соотношения между фактическим стоком наносов и транспортирующей способности» потоков. Масштабы переотложения продуктов выветривания-характеризует коэффициент г = Уц^р- Поскольку в объеме сноси-, кого с поверхности бассейнов вещества преобладают минеральные частицы, то г * \^/УСК(1 где Усм- объем смыва почвогрунтов. Чем больше площадь водосбора, тем меньше величина г и масштабнее процессы пбреотложения наносов в различных звеньях речной сети ( Миллимаи, Мид, 1983;' Мид. 1988 и др.). Переотложение наносов проявляется в различных масштабах времени и зависит также от расчлененности водосборов, их залесенности, особенностей строения речной сети, изменения водоносности рек и т. д.

Пространствекно-врешенная изменчивость стока наносов на участках рек тесно связана с комплексом процессов,, отличающихся между собой по степени влияния на формирование я перемещение минеральных частиц:

* -С V Е/эр1+ V Ус+ Уос+Уог^<?-^э+Ух С2-9)

Результирующая •баланса зависит от соотношения объемов поступления в поток продуктов выветривания на частных водосборах, размыва русловых отложений УрЭ, овражной эрозии, осыпей, оползней, селей, разжиженных грунтовых масс со склонов долины и объема аккумуляции в русле реки. В верховьях равнинных и горных рек основное значение для ¿V имеют гравитационные процессы. Здесь располагается зона нарастания стока наносов, поскольку ¿V > 0. В среднем течении рек влияние массопереноса со склонов долины резко снижается•вследствие расширения долин. Основные закономерности изменения стока наносов связаны с боковой приточностью и деформациями русла. Размыв отложений на бесприточном участке реки приводит к увеличению стока наносов, поскольку ¿V = -¿^ и, нао-

борот. > 0. а ¿У < 0 при аккумуляции части .транспортируемого материала. За многолетний период времени на таких участках в -дУ в 0. В юаней течении рек ^ > ^ , ¿V/ < 0, и главной особенность» транспорта наносов является продольное уменьшение стока ыинералышх частиц.

2.3 Шл§В5_ВаУд592_В32-1£1Ш!ВГ^_1еЕШешЕ__

-! "

Баланс литогенного материала для крупных эрозионно-аккумулятивных систем (поверхность суша, материка, области внутреннего стока) характеризует условия сбалансированности объема продуктов денудации, выносимых в приемные водоемы, и объема воздьша-ния судя под влиянием эндогенных сил. Глобальный баланс вещества за геологические периоды времени, например, характеризует равенство этик объемов. Основное значение для изменения соотноае-ния мезду ними в ьасатабэ исторической, многолетней изменчивости

имеет динамика выноса литогенного материала в Мировой океан. Она характеризуется специфическим*! чертами в различных природных зонах, на различных участках побережий и т. д. Для субгоризонтальных штоков литогенного материала, возникающих на Земле, в пределах отдельных континентов или областей внутреннего стока уравнение баланса связывает объемы продуктов выветривания Удкэ и объемы аккумуляции наносов в приемных водоемах За произвольный интервал времени Уэкз Уа, что объясняет возникновение результирующей баланса д^ ■. ■ Величина д^ знаколеремекна. Результирующая баланса дУ0 » 0, если д1 « Тр. где Тр- время- релаксации эрозионно-аккумулятизной системы к изменению интенсивности денудационных процессов. Глобальное, время релаксации составляет 108-109 лет (Мид, 1983).

Глава .3. 02о^нности„баланса_нан52О£_в_ох5ей^нк2 §12ньях_Е§чной_сети

Специфические закономерности пространственно-временной из- . менчивости стока . наносов отрекаются в особенностях формирования результирующей баланса в устьевых областях рек, на участках слияния потоков или их-деления на рукава, при различном морфодина-мическом типе русла.

3.1 М2Ефозинамиче5КйёЛИаИ_ВК§л_Ц__2ВЛжение ■ ЕёНЙШь .наносов

Основные морфодинамические типы русла (относительно прямолинейное, меандрирующее, разветвленное на рукава ). возникают .как следствие'определенного сочетания факторов руслового процесса, в том числе стока речных наносов и его продольного -изменения. Анализ условий существования прямолинейных русел показывает, что-они характерны для участков рек, для которых ¿V = - (^ и ¿V * 0. Здесь '^р и Ч^ - аккумуляция наносов в -русле и на пойме рек. Важное значение при этом имеет преобладание вертика-' льных деформаций над горизонтальными деформациям в структуре русловой эрозии V? . Малое поступление ианбсоз в поток вследствие размыва берегов можно ожидать на участках трудноразмываемого-русла или бьтстрого смещения макроформ руслового рельефа вдоль потока, при котором сокращается период направленного размыва берегов, а продольное изменение объема речных отложений дУо а 0. Условие д» > 0 означает, что аккумуляция речных наносов ■ практически отсутствует. Такие условия наиболее 'вероятны, если К < йтр, т.е. при дефиците каносоз (Чалов, 1939). • Поскольку транспортирующая способность связана с удельной мощностью потоков, а фактический расход- наносов зависит от условий развития эрозии на зодосборе, з долине и на вышележащих участках реки, то существует вероятность возникновения прямолинейных русел в раз-' личных звеньях речной сети. Исследование структуры переноса реч-. ных наносов на таких участках рек показывает, что им соответствует увеличение доли влекомого материала в общем стоке накосов' (рис. 3).

Уменьшение доли влекомых наносов приводит к изменению морфо-динамического типа русла. Переход к ыеандрирующему руслу сопровождается также снижением удельной мощности водных потоков, изменением соотношения уезду процессами, влияющими на результирующую баланса наносов д*. Замедление скорости движения макроформ руслового рельефа приводит к увеличению роли горизонтальных деформаций в 'формировании стока наносоз;. повышается вероятность аккумуляции транспортируемого материала в русле реки и на пойме. 3 масштабах многолетней изменчивости характеристик стока величина д'« 0. Ка различных участках излучин результирующая баланса зависит от фазы водного режима. Она характеризует преимущественный вынос накосов с перекатных участков в плесьг в период межени. При прохождении максимальных расходоз воды, наоборот, д* < 0 по длине переката' и ¿V > 0 по длине плеса. Законо-

мерности изменения удельного расхода влекомых наносов по длине ' отдельной излучины тесно связаны с особенностями кинематики по- ■ тока на повороте русла (Гркшания, 1979 и др.).

Дальнейшее уменьшение удельной мощности водных' потоков, их транспортирующей способности является главной причиной деления рек на рукава. Поток не в состоянии транспортировать весь.поступавший материал, и часть наносов отлагается з русле реки, формируя многочисленные осередки, а при их зарастании - острова. На участках разветвленного русла

-^л*+ ^ ■ С3-3)

В масштабах многолетней изменчивости стока наносов. ¿V 5 О, хотя в общем'случае ее величина знакопеременна. В среднем и ник- ■ нем течении равнинных рек результирующая баланса связана с соотношением объема аккумуляции каносоз з пределах, русла У на пойме V? и разиыза речных отлокэнЛП. Величина М в I где Щ - результирующая баланса з 1-ом рукаве. Если ¿У < О, то вдоль разветвленного участка реки происходит уменьшение стока наносов и увеличение объема речных отлог.ений. Условие ¿V > 0 означает, что, по крайней мере, в одном из рукавов протекают эрозионные процессы, приводящие к продольному увеличении стока на-носеь. В ме?.ень результирующая баланса ¿V/ > 0, а в половодье ¿У < 0. Условие ¿V з 0 не всегда отвечает транзитному перемещению минеральных частиц по системе рукавов. Оно может характеризовать сбалансированность составляющих уравнения (3.3), например, объемов аккумуляции на поверхности поймы и размыва пойменных берегоз, когда происходит лишь генетическое обновление транспортируемого материала.

Особенности изменения стока наносов вдоль отдельных рукавов русловых разветвлений тесно связаны с движением влекогшх наносов выше узла разветвления, тенденцией развития этих рукавов (Гриша- ' нин, 1979; Чалов, 1979; Барышников, Попов, 1988). Обобщение данных о переносе влекомых наносов в в рукавах разветвлений Средней Оби показывает, что С/В = п (уЬ)ш (В, И, V - ширина, глубина и скорость потока). Соответствующие значения коэффициента п ~ и-ш, где и - коэффициент кинематической вязкости, для активизирующихся, стабильных и отмирающих рукавов равны 2,75-10^; 1,8:-10~2; 2,9-1О"2, а коэффициента ш - 3,5; 1,26; 1,0. Для перемещения сасхода влекомых наносов заданной величины в активизирующихся рукавах требуется большое увеличение уЬ по сравнению со стабильны-

ми и отмирающими рукавами. Это связано с повышенным переводом русловых отложений во взвешенное состояние в активизирующихся рукавах, при которой происходит относительное уменьшение характеристик стока влекомых наносов.

В руслах равнинных и полуторных рек с гравийно-галечным сос-'тавом русловых отлоаеккЯ пространственно-временная изменчивость стока наносов на участках прямолинейного, ыганярарукаего и разветвленного русла в целом- соответствует ¡закономерностям, характерная для руоол- реп с ивсчакш составом руслоьых отлое&нлй. Ре-эульткрусоя баланса, в первув-очередь. 'характеризует продольную взыгачггюсть егока влексьш: ваассоз. поскольку взьеаэвЕые частица в оековаоы транзите?«'- üs-pi-as^asrcs sehb ео .точекла' рек Сияй обаеаз pycsoaoü ерозгл -и агсдгцудазш примерно раьнаЗ. Шнерагь-нш частиаа кэгут шр^Тгзадгагяьсг в -кягш' расашреавяс русла и в предглаа взлучза, тег судгст^уст разница в'яроЕсеткйЗ уклонах вдоль вьцукяого 5; вогнутого бйрогов. Вдоль дшшзчссаа 'ОСИ потока ¡ipo^zusz »т п.7 „5 «о - крепкого материала. Редкое ук0йьв«ыиэ Tfi. w. s-p , „ . с с-со ости патока йтр псзяо npoxcs-дгная' бояш половодья огрггЕчлаот каситабн переноса, в^зшает накопление KpyEsoJpaffixcieiss чаетзд. ь стрешевшс конах к возникновение услоюгЛ ¿елгыйя рек на руказа СБгркоэич в др. , 1933). В ргсазрганях долина снашзгг Erp «ьшягез следствии выгода воды па поПиу. /ашуцуяйаия яаяссоз в русловом отсекз отсутствует вследствие повюашах скорости течения. Она в основном характерна для пойкенаого отсекаСЕарь^кшсов, 1978;Чернов, 1931 и др).

Сгкгкае рак сопровождается скачкообразным изменением характеристик сгсте1гл поток-русло. Одновременно изменяется транспортирующая способность потока. В зависимости от соотношения суммарного стока наносоэ сливающихся рек и транспортирующей способности объединенного потока нйеэ узла слияния формируется зона аккумуляции наносов, продольного увеличения стока минеральных частиц или осуществляется транзит литогеккого материала. Закономерности изменения стока взвешенных и влекомых наносов на таких участках рек могут отличаться между собой. Результирующая баланса влекомого материала зависят от размера (порядка) сливающихся рек (N^11 N2), продолжительности половодья СТ^и Т^Э. При слиянии рек с К^ результирующая баланса дУд < 0, т.е. ниже узла слияния происходит накопление влекомого материала. Если N. * то величина знакопеременна. При образовании крупнст

рек и увеличении различий между Тп^и Tng возрастает вероятность возникновения условий, когда ¿]¡i > 0. Если сливаются относительно небольшие реки Сс нормой стока Oos 240.vé3/с) и » Т^, то-более вероятно, что t'^ <0. Влияние характеристик сливающихся рек на результирующую баланса изменяется по длине речных систем, i Для рр. Дона и Оки характерно, что ниже узлов слияния < 0 и уменьшается отношение . где - сток влекомых наносов

главной реки, по мере увеличения ее размера (порядка). Результирующая баланса ниже узлов слияния'р. Оби с ее притоками знако-переменна.. Величина Wg не является эквивалентом изменения обье-ма отложений на участке реки. Часть влекомого материала может переходить во взвешенное состояние. Возможен и противоположный процесс, при котором аккумуляция взвеси влияет результирующее изменение объема отложений. В общем случае резулк-~ тнруюаие баланса взвешенных и влекомых наносов могут характеризовать совпадающие или отличающиеся тенденции изменения стока минеральных частиц ниже узлов слияния, сложные закономерности изменения объема речных отложений.

з. з Пмотанстветгс;вЕ«ыенная_изыенниво2хь^ика

В масштабах геологической, исторической и многолетней изменчивости условий развития устьевых областей рек" результирующая баланса наносов связана лишь с одним процессом - аккумуляцией транспортируемого материала, т.е.: ¿W = -W&. Поскольку üW < 0, то объем дельты должен возрастать. Однако степень изменения Vio зависит не только от речных факторов (Михайлов, 1971). Важное значение имеет поступление в зону формирования дельты морских наносов и' интенсивность вовлечения выносимого материала во вдольбереговые потоки наносов. Выдвижение устьевой области в море осуществляется в ходе циклического повторения процессов дель-тообразования на различных участках залива, в том числе на поверхности дельтовой равнины. Зона активных переформирований локализуется в течение характерного времени ¿1. В развитии наложенных дельт выделяется несколько этапов (Байдин, 1971), для каждого из которых характерны специфические особенности изменения стока наносов. На первом (оэерно-плавневом) этапе развития наложенной дельты в ее пределах откладываются практически все наносы. На этом этапе вынос наносов в море равен нулю.Формирова-вание русла приводит к некоторому продольному увеличению стока наносов. Поэтому ¿W = W3 - ^ . Ка заключительных этапах развития

дельты 0. Чем больше сток речных наносов, тем ыенее продолжительны отдельные этапы и в целом цикл дельтсюбразования.

В устьях дельтовых водотоков формируются устьевые бары, представляющие собой результат накопления речных наносов на частном участке морского края дельты. Продольное нэиэненш стока наносов и в этом случае разно - Ь'а. Интенсивность этого процесса зависит от сочетания речных и морских факторов (Полонский, 1978; ■. Райт, 1979). Результирующее гдм-гнокке объема бара ¥о тесно связано с аккумуляцией речных У я морских Км наносов: Уо =пУ + пЧ Коэффициента пив характеризуют долю речных и морских накосов, участвующих в формировании бара. Сумма С1 - п)У + (1 - соответствует их удалению ка прилегавши участки устьевого взморья. Поскольку V/ й Ум- являются функцией природных условий,- то изменение Уо носит географически обуслозлгяь'кЗ характер. Яяя рек кг-ных регионов России и сопредельных государств поступление, минеральных частиц преобладает над их удалением. Дельты и устьевые бары северных рок формируются в условиях ' примерного равенства этих составляющих баланса СКоротаев,. 1978). Преобладают речная или морских факторов в формировании условия дУо > 0 зависит от ■Бозраста устьевых баров. Повышение доли речных накосов в составе отложений в процессе эволюции бара могно связать с явлениями циклического изменения структуры баровых водотоков. Предельное ее упрощение Спрорыв потока в новом направлении-и отшргкпе второстепенных рукавов) вызывает повышенный вынос ыелкофракцвонных наносов из зоны барообразования. В результате уменьшается коэффициент п и увеличивается доля морских наносов в общем объема баровых отложений. Выдвиженке бара означает появление дополнительных гидравлических предпосылок к аккумуляции речных наносоз, что способствует увеличению коэффициента п й снижению доли морских наносов в объеме баровых отложений.

Глаза 4.

Локальное движение.наносов включает две основные формы пере- . 'метения минеральных -.частиц: по поверхности дна и во взвешенном состоянии. Закономерности транспорта наносов проявляются•в различных масштабах времени и связаны с гидродинамическими и геог- -. рафо-гидрологическимя факторами. Эти закономерности отражают специфику изменения стока наносов при различном пространственно-временном осреднении характеристик определяющих факторов.

Мгновенная и внутрксуточная изменчивость транспорта влекомых наносов представляет собой следствие 'вариации гидрофизических характеристик СЗнаменская, 1976; Караушев, 1977; Снищенко, Копа-лиани,1978; Гришанин,1979; Россинский, Дебольский.1980;' Сидорчук, 1992 и др.). Они влияют на форму и интенсивность переноса влекомого материала. Основной формой переноса влекомых наносов является смещение грядовых образований. В зависимости от высоты гряд. hp и скорости их перемещения Сг находится величина полного 6 и удельного расхода влекомых наносов. Гидрофизическая природа закономерностей транспорта влекомых частиц проявляется, в частности, в наличии связей между линейными и динамическими характеристиками гряд, с одной стороны, и гидравлическими характеристиками русловых потоков, с другой. Сложность их изучения связана с проблемами типизации форм руслового рельефа, выделения гряд, осуществляющих перенос влекомого, материала в различные фазы водного режима, учета структурного перемещения влекомых наносов и.др..

Существующие подходы к типизации гряд (Ынаменская, 1976; Гришанин, 1979; Чалов, 1979; Россинский, Дебояъскнй, 1980; Кондратьев и др., 1S32, Михинов, 1983; Сидорчук, 1934 н др.) не позволяет выделить гряды одного типа.из сложной структуры руслового рельефа различных рек. Возникающий масштабный эффект (Знаменская, 1992) препятствует объективному выбору таких гряд. Для устранения масштабного збфекТа разработана методика (Алексеевс-кий, 1985), в оснозе которой лежат два 'основных положения. Наи—. более крупной грядой считается морфологическое образование, соответствующее побочням. Более мелкие русловые формы, находящиеся на его поверхности, выделяются при учете особого характера изменения уклона дна (рис.4). Применение этого метода" к анализу структуры руслового рельефа на реке Оке, Днестре, Тереке,- Чулыме, Лене, Енисее, Оби, Амазонке и др. показало, что независимо' от размера рек, в нем представлено до 5 типов гряд. Для устранения терминологической неопределенности использована буквенная индексация этих типов гряд. Наиболее крупными из них (тип А) являются морфологические образования, длина которых пропорциональна ширине русла. Самые малые формы руслового рельефа (тип Д) по своей длине сопоставимы с глубиной потока. Промежуточное положение занимают гряды типа Б, В и Г.

Полная высота ■ гряд различного типа закономерно изменяется в зависимости от размера реки и фазы водного режима. Высота всех типов русловых образований, находящихся э соответствии с гидрав-

EZ3 « ^ 2 ЩШШ * EU) ^ П * . СИ«

Рио. 4. Схематизация структуры Гряд (А) в процесса их перомощаиия (Б) в активной (I, 2, 3, 4, 5) и пассивной (6) форма. TQ, Tj, Tg. Хс - времсншыо я проотранствеишв координаты; А, Б, В, Г, Д - типы гряд.

в

лическим режимом, пропорциональна N, где N - порядок реки.' Это не противоречит данным Б. Ф. Снищенко и 3. Д. Копалиани (1978) , в соответствии с которыми hp ^ h. где h - глубина потока, поскольку h - f'N) Для периода большего временного осреднения характеристики гряд связываются с более общими предикторами.. Аналогичный подход использован для оценки скоростей смещения гряд. Если Б. $ Снищенко и 3. Д. Копалиани для оценки значений Сг используют зависимость относительной скорости от числа'Фруда Fr, тс при переходе к сезонным особенностям перемещения гряд предлагается С рис. 5) . применять систему корреляционных связей N? где j - тгп гряд. Заметим при этом, что Fr = XN).

Яра развитой структуре руслового рельефа суммарный сток, вле-кошх наносов за длительный период времени формируется вследст- _ ьие ся»а«шя всей совокупности гряд, т.е. G =Щ , где (J -частный расход наносов, связанный с активным (рис.4) перемеще-ииен форм руслового рельефа i-ro типа, причем Gp Chj.Cj.5^. В пе-период кеаеии активное смещение характерно для гряд Г и Д. При повышенном стоке все типы гряд могут участвовать в формировании результирующего переноса влекомых наносов. Это явление связано с сезонными особенностями изменения Cri (рис.5). Они проявляются я длл меньшего периода осреднения характеристик гряд (Сидорчук, 1SSG. 1552). Основной вклад в сток влекомых наносов малых рек CN < б; Qo л 60 9 ус, где Qo - норма стока воды) вносит (до 70'/<) смещение гряд Г. Увеличение II влечет за собой возрастание роли гряд В и А. Для крупных рек (Н 4 13; 0о г 3700 3 /с) перемещение наносов связано в основном с динамикой макроформ руслового рельефа (гряд А). В разных климатических зонах реки с N = const отличаются по своим гидрологическим, гидравлическим и морфометричес-кнм характеристикам (Ржаницын, i960; 1985). Для них характерна и различная величина стока влекомых наносов. Чем больше увлажненность территории, тем больше ст.ок наносов.

4.2 1Ш2ПСВ1-628€ЩШВХ_1Й1К2ЗДВ

На' локальном, участке реки концентрация взвешенных частиц испытывает пульсационные изменения по всем координатным направлениям под влиянием вариации характеристик гидродинамических факторов. Перераспределение поступающих наносов в толще потока осу-, иествляется относительно быстро и приводит к трансформации начального состояния взвесенесущего потока (В. М.Маккавеев,1931;Ба-ренблатт, 1953, 1955; Великанов, 1955; Михайлова, 1966; Франкль,

•1073; Караушев, .1977; Гркшанин, 1979; Россинский, Лебольский, 1980; Лебольский и др... 1988),

Важное значение при этом, имеют■условия взаимодействия потока. ' и'русла. Они могут быть приняты стационарными, при которых ■пространственные границы зон размыва речных отложений или аккумуляции взвеси стабильны во времени. При наличии в структуре руслового' . рельефа подветшх гряд различного типа и длины такое условие не соответствует реальности и приводит к расхождениям между- фактическими и теоретически .ожидаемыми- значениями, мутности. Если длина исследуемого . участка реки L не превышает длины гряд А С1.д), то, в'зависимости от расчетного шага по длине.¿х и порядка реки, гипотеза о квазистацконарности зон взмыва и осаждения взвеси выполняется для периода времени й. < 0.01 -64Т, где Т - 1 гол: . Чем каньте L, тем больнее влияние ка пространственно-временную изменчивость мутности оказывает ' смещение относительно малых гряд. При L-12-13C м эта гипотеза справедлива, если ¿КО. 1-0. ЗТ. В случае L - LA период it возрастает до 16-64Т,;

Экспоненциальное увеличение мутности к поверхности дна в редких случаях■наблюдается в натурных условиях, хотя оно следует из диффузионной'теории движения взвешенных наносов. Такой-характер имент частные эпюры мутности,'сформированные относительно • крупными фракциями взвеси. Согласование между -теоретическими и факт1гческими данными улучшается при учете изменения кинематической' структуры водных потоков, вызванного.транспортом взвешенных частиц. Оно проявляется, в частности, в изменении "постоянной" Кармана х. Величина и =0.4 при мутности р =0. При р > 0,х < 0.4, что влияет на результаты теоретических, оценок' вертикального распределения мутности,. поскольку ь них предполагается, что х = 0.4. .. . '

Транспортирующая способность потока, характеризующая его предельную нагрузку взвешенными частицами, может быть оценена по зависимостям, следующим из диффузионной-теории движения взвешенных наносоз (Карасев,1975; КарауШев,1977 и др.). Эффективность их использования возрастает при характеристике осредненной предельной нагрузки потока наносами на участке реки. Мутность РТр,соответствующая транспортирующей способности, пропорциональна содержанию в потеке песчаных фракций. Мелкие фракции взвеси способны влиять на диссипацию энергии турбулентности в меньшей степени. В общем случае ртр= I ptpi. где pTpi~ предельно возможная нагрузка потока- наносами i-той фракции СГостунскйй, 1954; Хачатрян, 1957; Шапиро, 1973; Лапшенков, 1979; Алиев, 1990 и др.). Изменение со-

отношения между р^ и р,^ приводит к направленному массообмену в системе поток-русло и изменению средней мутности воды в текущих масштабах времени.

Для локальных участков рек не менее типичными являются внут-рисезонные и сезонные колебания характеристик стока наносов. Они в большей степени связаны с географо-гидрологическими факторами. Особенности внутрисезонных колебаний мутности проявляются в наличии разнообразны^ типов связи между р и 0, где С - расход воды. На Европейской территории России выделены 4 типа р-0 связей (линейный, петлеобразный с обходом по часовой и против часовой-стрелки и восьмеркообразный). Линейный тип связи возникает на относительно малых реках при формировании резких паводков в маловодные годы. Петлеобразные связи более типичны для средних и

крупных рек в зоне тундры, тайги, смешанных' и широколиственных лесов, степей. На реках Северного Кавказа р- 0 связи имеют восьмеркообразный характер. Это связано с особенностями водного режима, изменением роли внешних и внутренних источников формирования стока наносов. Физический смысл возникновения тех или иных типов р-0 связей сложен и недостаточно изучен.Развитие теории внутрисезонных колебания мутности требует разработки моделей, описывающих движение минеральных' частиц из зон формирования в области систематической аккумуляции. В настоящее время-возможно лишь их концептуальное обоснование.

Характеристики стока взвешенных наносов, осредненные на локальных участках рек за год или многолетний период, полностью определены физико-географическими факторами. Они обнаруживают связь с наиболее общими предикторами (Сток накосов..., 1977; Дедков, Мозжерин, "1984; Львович и др. , 1591). Колебания водности рек 'практически синхронны с многолетними изменениями стока взвешенных наносов. Полный цикл многолетнего изменения стока наносов на реках ЕТР составляет 34-48 лет. Анализ многолетних колебаний стока взвешенных наносов в устьевых областях большинства крупных рек России показал, что в настоящее время наблюдается фаза пониженной интенсивности денудационных процессов. Степень соответствия вариаций 15 и 0 вытекает из связи Р - 0т. Эмпирический коэффициент ш изменяется от 1 до 3 в зависимости от гранулометрического состава русловых отложений и степени развития эрозионных процессов на водосборах (Маккавеев, 1955; Ободовский и др., 1987). Анализ нормированных связей Г((Ют). где Р.и -

средний годовой расход наносов наиболее мутной реки на Земле -ХуанхэС100 т/с), 0_- средний годобой расход воды наиболее

многоводной реки на Земле - Амазонки (0^ 200000 \Р/й), показал/ что этот коэффициент зависит такке; от размера Спорядка) рек' и зоны мутности, в которую входит, речной бассейн. При узком диапазоне значений величина га > 1; га < 1 или ш = 1 при различной ■ интенсивности развития эрозионных процессов. При повышенной интенсивности выпадения ливневых осадков, . активном сельскохозяйственном освоении водосборов т > 1. Величина --этого. коэффициента уменьшается при переходе от степной к лесной и лесотундровой зо-' нам. Здесь вариация значений Р в максимальной .степени соответ- .. ствует колебаниям стока воды.

Гидродинамические и географо-гндрологические особенности процессов, формирования й премещения -наносов отражают, специфику этих процессов при большем или- кеньшеи'/• пространственно-временном ост-, рэдненха их характеристик. Наиболее наглядно это положение- иллю™ стрирует анализ процессов диссипации;.энергий турбулентности. Для -локальзкх характеристик взвесенёсущего потока диссипация энергии зависят от касательных напряжений 'на' дне-,'-средней' по вертикали скорости потока, удельных расходов влекомого-и взвешенного - мате---'' рлала.СПйг-эко-Кебаляос, 1889; Михшов,'-1590).' Переход от удель-«апс-к полным расходам, их" осреднение - приводит к зависимости ос-редкенных затрат энергии турбулентности от величины С5о,5о п 06 -средняя кзоголетних характеристик, тесно;связанных с физико-географическими факторами. . Перемещение влёкомьк, взвешенных яано- '. ссв и преодоление гидравлических'сопротивлений вызывает рассеяние энергии турбулентности. ОсредненныЯ: вклад в этот-процесс перекоса влекомых наносов, обнаруживает .высокую.пространстзейную изменчивость Срис.6). Минимальные -значения потерь- энергии отмечаются з регионах Европейской -территории России .и .сопредельных стран, где наблюдаются относительно большие укяоны рек и коэффициенты 'стока. Здесь около 1-10% энергии - -турбулентности затрачивается на перенос влекомых -наносов. -Диссипация »энергии'достигает: максимума в бассейне Дона, где реки имеют малые уклоны и формируют сток в менее благоприятных условиях. Затраты энергии турбулентности. на перенос взвешенных -■частиц составляют от 1,7 до 66,2% общих затрат. Зональное уменьшение стока воды и-увеличение мутности з. меридиональном направлении обусловливает, возрастание диссипации энергии в связи с транспортом взвеси в южных-регионах исследуемой территории. Суммарная доля затрат энергии турбулентности на транспорт речных наносоз не превышает 9354. Диссипация энергии турбулентности, вызванная преодолением гидравлических сопротивлений, находится в пределах 7-93% ее общей величины и '

!

Ряс. 6. Районирование европейской части Россия и ггрилегаипЕХ

стран по величине параметра А 1%), характеризующего долю диосипациз энергии гурбулентносаи, связанную с транспортом влекомых наносов (I - 1-10?; 2 - 11-20$; .3 - 2130%; 4 - 30$; 5 - неизученные территории; 6 - их границы; 7 - реки).

случайным образом изменяется по территории.

Глава 5. Генетические_составлявуше_схо£а_нацосов

Генезис речных наносов тесно связан с пространственно-временной изменчивостью характеристик природных процессов, влияющих ' на результирующую баланса литогенного материала в различных эре- ■ , зионно-аккумулятивных системах. В зависимости от частоты проявления этих процессов, воздействия на формирование, транспорт и переотложение минеральных частиц они имеют большее или меньшее генетическое значение.

5.1 Вцешние_и_внпЕ§ННие_источники_нан2сов

Генезис речных наносов обычно рассматривается в рамках концепции внешних и внутренних источников литогенного материала С Поляков, 1935; Россинский, Кузьмин, 1954; Караушев, 1977; Дедков. Мозжерин, 1984 и др.). Внешняя составляющая стока наносов связана с процессами, регулирующими поступление минеральных частиц с поверхности водосборов, склонов речных долин. В качестве внутреннего источника принимаются процессы, влияющие на изменение содержания в' воде минеральных частиц, массообнен в системе поток-русло. Основная доля наносов, генетически ' связан- -ная с внешними источниками, мелкодисперсна. Эту категорию транспортируемого материала относят к транзитным наносам. Взаимодействие потока и русла приводит к изменению концентрации крупных фракций в воде. Каносы, поступившие в поток вследствие этого процесса, называют русловыми наносами. Мутность, соответствующую содержанию русловых и транзитных фракций, можно считать русловой рр и транзиткой рт компонентой общей мутности воды р. Транзитная компонента мутности не зависит от кинематических характеристик; она является функцией физико-географических факторов формирования стока (Сток наносов..., 1977; Дедкоз, Мозжерин, 1984). Русловая составляющая мутности коррелятивно связана с гидродинамическими условиями взаимодействия потока и русла. На динамически стабильных участках рек р=р_п, где рт_- мутность, соответст-

" i р i р

вующая транспортирующей способности потока. Увеличение общей-мутности приводит к изменению р На устьевом участке р.Терек,, например, Рр= 0,34 р.

Выделение русловой и транзитной составляющих мутности отвечает задачам генетического анализа на локальных участках рек за

ограниченные периоды времени. Гидродинамическая изменчивость условий массообмена в системе поток-русло, наличие сезонных особенностей транспорта минеральных частиц приводит к аккумуляции наиболее мелких фракций или устойчивому взвешивание и транзиту песчаных частиц на смежных участках водотоков. Это создает пространственно-временную неопределенность результатов генетических исследований.

В руслах горных рек, где гранулометрический состав взвеси и русловых отложений практически не имеет совпадавших фракций, также затруднено использование представлений о русловой и транзитной мутности. В этом случае генезис транспортируемых частиц часто связывают с источниками водного питания рек С Щеглова, 1972; 1984; Расулов, 1976; Хикматоз, 1976).- Такой подход косвенно учитывает влияние водно-эрозионных процессов на поступление генетически разнородного материала в различные звенья речных систем.

3.2 Генетические_состав^^

• Анализ пространственно-временной изменчивости результирующей баланса накосов показывает, что изменение характеристик потока литогенного материала связано с широким классом природных процессов. За некоторый период осреднения д1 их вклад *р в суммарный сток взвешенных накосов У^ учитывается уравнением

= Е '»к = * УЕ2 + • • •

Генетическая роль этих процессов выявляется при нормировании уравнения ка Ур

1 = «! + «2 + ■ • +«п .

где = - коэффициент генетической значимости (КГЗ)

1-го процесса. Для большинства рек, исключая пересыхающие и перемерзающие, имеем V = 1.

Частота проявления процессов, влияющих на сток накосов существенно различна. Высокочастотные процессы С зояко-эрозионные?-практически постоянно воздействуют на сток. Низкочастотные С гравитационные) процессы могут влиять ка Ур з сезонных, многолетних и исторических масштабах времени. Существует такой период Бремени Д1, когда их влияние на не прослеживается и ч - 0. Если причиной изменения стока наносов является один процесс, то

ioii .= i. На участках впадения р'ек в эапрудные озера, для некоторых этапов развития . наложенных дельт, сток наносов уменьшается до нуля-и КГЗ процесса, аккумуляции <*а = -1. В верхней части склонов величина Wg в основном связана с процессами смы- . ва почв и КГЗ этого процесса близок к 1. Если за. ¿t природные . процессы способствуют .увеличению- Wg, то 0 s a^s 1. В.общем случае -1 s а^ si. Генетическая роль процессов, оказывающих влияние на Ур,существенно изменяется в различных природных условиях. .

Для многих эрозионно-аккумулятивных систем . изменение стока наносов в основном связано с пространственно-временной'изменчивостью характеристик процесса смыва почв. Коэффициент генетической значимости этих процессов колеблется от 0.06 до 0.70,-достигая каксинума при большой распаханности водосборов. Снижение КГЗ характерно для залесенных водосборов, в случае преобладания на • их поверхности кристаллических пород, последовательного усложне- ' ния структуры речной сети. На склонах речных долин возрастает генетическая роль овражной эрозии. КГЗ этого процесса изменяется от 0.02 до 0. 53. Он возрастает при переходе от гумидных к аридным территориям. Непериодический, быстрый ' перенос продуктов выветривания в речную сеть осуществляют сели. КГЗ селей для горных и полугорных рек находится в пределах 0.07-0.80. Чем больше залесенность горных водосборов, тем меньшую роль в формировании наносов играют селевые потоки.

Важную генетическую функцию выполняют разнообразные гравитационные процессы в долинах рек. В верховьях рек сток наносов находится в зависимости от интенсивности осыпных процессов.' .Коэффициент ГЗ процесса изменяется от 0.012 до 0.30. При малых уклонах склонов потоки обломочного' материала не формируются. Вероятность их возникновения мала и в случае распространения на склонах долин кристаллических сланцев, гранитов, метаморфических пород. Если склоны долин' сложены песчаниками, аргиллитами, то генетическая роль осыпей заметно возрастает. Верховья и среднее течение многих рек характеризуются большей или меньшей частотой формирования оползней. Оползание почвогрунтов наиболее типично для областей гумидного климата; Оползни формируют от 0,05 до 66% Wg. КГЗ оползней увеличивается на участках возрастания крутизны склонов речных долин. Важное значение для Wg имеет медленное смещение почвы на этих склонах Скрип). Коэффициент генетической значимости крипа изменяется от 0.004 до 0.10. Минимальные значения коэффициента характерны для равнинных рек в засушливых климатических зонах; максимальные - для склонов горных водотоков

гумидных территорий (Ахигиров, Голосов, 1990).

Часть речных наносов формируется вследствие выпадения минеральных частад из атмосферы. Эоловый механизм изменения Ур имеет существенное значение для транзитных рек пустынных или полупус-. тынных регионов. Нанекоторых реках Средней Азии коэффициент генетической значимости этого процесса достигает 0.04 САлту-нин, 1958).

Особое значение для Ур имеет массообмен в системе поток-рус--яо, развитие русловых деформаций. Для врезающихся участков рек КГЗ процессов размыва русел изменяется от 0.02 до 0.60. На участках динамически стабильного русла величина пропорцио-' : нальна содержание в потоке русловых фракций. Размыв берегов также приводит к увеличение стока взвешенных наносов. Коэффициент

- генетической зависимости этого процесса колеблется от 0.01 до 0.64 и зависит от размера реки, литологии пород, слагаедих берега, и т.п. На протяженных участках равнинных рек процессы размыва и намыва берегов сбалансированныеПопов,1969; Корюкин и др., 1987), и их влияние на ^ минимально. Уменьшение стока взвешенных наносов в основном связано с аккумуляцией взвеси на пойме и

- в руслах рек. Масштабы снижения Ур вследствие выпадения в осадок мелкодисперсного материала ва поверхности поймы зависят от возраста пойменных массивов, их удаленности от русла, шероховатости, продолжительности, и глубины затопления пойм-, мутности речных вод С Маккавеев, 1955; Баршников. 1978; Чалов, . 1979; Чернов, 1983 ). Коэффициент генетической значимости этого процесса -1 * с^ < 0. Аккумуляция взвешенных частиц в русле связана с процессами изменения фактического. стока наносов К и транспорта-'рувдей способности потока Ртр. При К > Ктр большая или меньшая часть транспортируемого материала переходит в состав русловых отложений. В конкретных природных условиях соотношение между генетическими составляющими стока наносов может изменяться в шн-роких пределах.

; Глава 6.

Возрастающее влияние на сток наносов оказывает хозяйственная деятельность.. Одни виды хозяйственной деятельности вызывают уве-.. личение, другие виды - уменьшение характеристик стока во времени. Тенденции антропогенного изменения этих характеристик проявляются в локальных створах и по длине рек. В совокупности с ес. тёственными тенденциями они обусловливают сложные пространствен- .

но-временные закономерности формирования и перемещения литоген-ного материала.

6.1 }feMeHeHH§_siQEa_B§g^oB^8S2§flsxBg§_XQ3g2siB§HHbi:o

05В0§низ_венны2_йадсейЦ21

Влияние хозяйственного освоения речных бассейнов на сток наносов главным образом проявляется в вариациях его характеристик Оно связано с изменением стока и мутности' воды. Вырубка лесов, осушение болот, орошение сельскохозяйственных земель, застройка и асфальтирование территорий приводит к увеличению расходов воды в реках и в микроручейковой сети. Другие* виды антропогенных нагрузок снижают расходы воды или оказывают на сток минимальное воздействие. Практически все виды хозяйственного ис— пользования речных бассейнов вызывают увеличение мутности воды. При сохранении транспортирующей способности Бтр и антропогенном увеличении фактических расходов наносов R в системе поток-русло возникают взаимодействия, в основе которых лежит неравенство R > RTp. Поэтому увеличение во времени R сопровождается продольным снижением стока наносов. Это является причиной накопления наносов в руслах рек, отмирания малых водотоков СКовальчук, 1983; Лапшенхов, 1991 и др.).

6.2 &м£денн§_стака_нацос2В_ПЕи_ант£опогенном

Ё31Ш§ЩИ^П05йй_их_1ЕанспортиЕ01ки

Большая группа антропогенных нагрузок" влияет на условия перемещения наносов. Их изменение приводит к нарушению массообмена в системе поток-русло, поскольку при. сохранении фактических расходов наносов возрастает или уменьшается транспортирующая способность потока; Характер массообмена при RTp > R и Ятр < R определяет пространственно-временную изменчивость стока наносов на участках искусственного изменения условий перемещения минераль-аых частиц.

Регулирование, стока гидротехническими сооружениями оказывает яаиболее мощное воздействие на транспорт взвешенных и влекомых заносов. Массовое сооружение искусственных водоемов привело к уменьшению выноса наносов в Мировой океан с 14-15 до 13,5 «лрд. т/год СУоллинг, Уэбб, 1987), Поступление наносов "в устьевые области рек России и сопредельных стран сократилось на 30%. Результирующая баланса наносов в верхних бьефах гидроузлов

¿V/ = Уд- Уа. где Ун~ сброс наносов в нижний бьеф, Уа - объем аккумуляции в водохранилище. Поскольку Уа» Ун , то ¿V < 0, и сток наносов уменьшается по длине верхнего бьефа. Величина Уа* V, где У - сток наносов, что связано с аккумуляцией в водоеме продуктов выветривания, поступающих с местного водосбора; Коэффициент генетической значимости местных процессов выветривания изменяется от 0 до 0.8. В аридных зонах роль местного водосбора минимальна и возрастает в условиях гумидного климата, при уменьшении размера искусственных водоемов СПрыткова, 1981), в горных регионах. В процессе аккумуляции речных наносов и поступления литогенного материала с местного водосбора происходит генетическое обновление наносов вследствие размыва берегов.

В нижнем бьефе наблюдается резкое уменьшение стока речных наносов по сравнению с естественными условиями и несколько возрастает йтр. Условие I? < Итр приводит к такой направленности массообмена, при которой происходит увеличение К и .С, уменьшение объема речных отложений, поскольку дУ =- дУо. Результирующая баланса дУ = Урэ+ Уэр, где Урэ и У'эр - объем наносов, фэршрую-щийся вследствие размыва русла и различных эрозионных процессов на местном водосборе и в долине реки. Величина дУ > 0 и лУо < О. Эти неравенства характеризуют продольное увеличение К и Б, хотя-во времени наблюдается снижение стока наносов ниже водохранилищ.. Скорость восстановления стока наносов по длине нижнего бьефа зависит от специфики процессов выветривания на незарегули-рованной части водосбора, литологии пород, слагающих берега,гранулометрического состава русловых отложений.

Большое влияние на локальные характеристики наносов оказывают русловые карьеры. Пространственно-временные аспекты изменения стока наносов на участках добычи песчано-гравийной смеси отражает уравнение результирующей баланса: дУ = С Урэ+ Уод) - Уа . Здесь УрЭ и Уоп - объем наносов, связанный с эрозией выше, ниже карьера и оползневыми процессами; аккумуляция наносов в карьере. Карьеры перехватывают весь сток влекомого материала, поступающий на их верхнюю границу; в меньшей степени они влияют на изменение мутности. Выше карьера дб/дх > 0 вследствие увеличения скоростей течения, а дй/дх ^ 0. В пределах карьера ьЕ/дх £ О и 6 * 0. Ниже карьера дС/дх > 0 и дЕ/дх * 0. В зонах расположения карьеров результирующая баланса не совпадает по абсолютной величине с изменением объема русловых отложений, поскольку дУо = С Уа + Уошр - СУрэ + Ук ), где Уоп*- объем оползней, не влияющий на изменение стока взвешенных наносов; У - объем изв-

лекаемой песчано-гравийной смеси. Основное" значение для дУо имеет Ниже водохранилищ й\1о = ~(.УК + Урэ).В зонах постоянного подпора дУо = -

а к .

Изменение транспортирующей способности потока на участках производства выправительных работ (стеснение, спрямление рек), вследствие перераспределения стока также влияет на характер колебаний стока наносов; Увеличение Ктр при стеснении потока или спрямлены! рек сопровождается процессами, приводящими к продольному увеличении стока взвешенных и влекомых частиц, увеличению во времени его локальных характеристик. Ниже водозабора и в каналах переброски стока пространственно-временная изменчивость Р и 6 связана с процессами массообмена в системе поток-русло, в основе которых легат неравенства соответственно Р- >Итр и К <Итр..__

Глава 7. - 1еор§1Ннезш§_й_ПРИВДШШЫё.^Пё5Ш_изучетая я переведения наносов

1'ассообмэн в системе поток-русло, носит направленный или компенсированный характер. Если процессы, вызвавшие массообмен,имеют циклический характер,.то для каждой фазы колебаний свойственно направленное изменение Сувеличение или уменьшение) стока 'наносов. Результирующее изменение стока сМ = -¡Мо. Объем отложений при этом уменьшается, если ьЧ > 0, и увеличивается при Ш < 0. За цикл колебаний характеристик определяющих факторов дЧ в ¿Но а 0. В зависимости от природы их колебаний изменение стока яаносоз, характеристик массообмена, обьема. речных отложений прослеяивается в различных масштабах времени. .

7.1 Имитааионкое^дделиоо5ание_П2оцесс^ - в_системе_поток^речные_дтлокения

Речные отложения Срусловые, пойменные, отложения террас) на участке водотска. имеют общий объем Уо = £ где Уо1- частные объема отложений. Фрагменты отложений находятся на различном расстоянии от транзитного потока наносов, отличаются по частоте и интенсивности процессов массообмена с русловым потоком (Келен и др. , 1986,. 1987; Алексеевский и др. ,1993). Активная форма протекания процессов массообмена : отличает взаимодействие транзитного потока наносов и русловьпс отложений. ; В. полуактивной и

неактивной формах протекает массообмен между этим потоком и пойменными отложениями. Полуактивная форма соответствует значительно меньшей продолжительности и интенсивности контакта транзитного потока наносов и отложений в пределах низкой (молодой) поймы по сравнению с фрагментом русловых отложений. Для системы "русловой поток - отложения высокой (старой) поймы" характерна неактивная форма массообмена. Если в первом случае продолжительность процесса üt = рТг. где Тг-1 год; р = 1,2.. .М, то во втором случае üt = гаТг и m < 1, а в третьем - 4t = пТг, п « 1. Еде меньше продолжительность массообмена свойственна системе "поток-отложения террас"; для нее типична консервативная форма массообмена.

Перенос литогенного материала происходит не только между фрагментами отложений и транзитным потоком наносов, во и между отдельными фрагментами. Динамика запасов речных отложений на участке реки и в пределах конкретного фрагмента подчиняется балансовому уравнению: Vfo-j+l= WoJ - ¿w|, где i - индекс фрагмента; j - индекс периода времени; ьЧ^- результирующая массообмена. Для каждого фрагмента величина ¿¥ связана с характерными процессами изменения Wo(размыв берегов, аккумуляция наносов на пойме, гравитационные процессы и др.). Обмен лнтогенным материалом между различными фрагментами отложений и,водным потоком носит "вероятностный характер СКелси и др., 1986, 1987). Учет этого обстоятельства (Алексеевский и др., 1993) приводит к матричной зависимости Wo-¡+*=PVoJ + PtpíW, описывающей -процессы массообмена по типу марковского процесса. Вариация характеристик массообмена зависит от матрицы вероятностей направленного движения наносов между различными фрагментами отложений Р. между транзитным потоком наносов и этими фрагментами PTpi. от объема поступающих наносов на верхнюю Границу эрозионно-аккумулятивноя системы.

В различных природных условиях сохраняется физический- механизм массообмена при наличии гидролого-географических особенностей его протекания. Одни из них влияют на специфику изменения стока наносов на участках рек; другие - определяют вероятность массообмена между- потоком и фрагментами отложений. Роль физических и географо-гидрологических факторов массообмена сохраняется и для системы поток -- русловые отложения.

7. г 'Ишеесы-массойймена.пЕИ-ЕёШкапьнйх деФщтииях^вха'аа

Интегральным результатом'некомпенсированных процессов массо-обмена являются русловые, деформации: натравленные и периодические . (Чалов, 1686; Маккавеев, Чалов, 19863, необратимые или обратите деформации ( Н.Е.Кондратьев и 'др., 1959). Направленные, переформирования отражают устойчивый во времени перевод речных отлокений в транзитный поток наносов или длительную аккумуляцию транспортируемого материала: ;Возникновение направленных деформаций русла чаще всего связано с циклически изменяющимися характеристиками определяющих . факторов. Смена одной - фазы их ко-лебаиий- другой -- фазой приводит к изменению направленности мас-сообаеза. Необратимый ■ характер, массобмена . возникает на ■ участ-" ках рек с искусственным- изменением условий формирования и перемещения наносов- Периодические (обратимые) деформации ' отражают условия масссоб>.:ека-т динамически устойчивых участках рек, где эа характерное - врем ¿1 результирующий перенос минеральных частиц в пото!< и из потока в речные отложения,равен- нулю. Направленные и- периодические деформации делятся на-вертикальные и горизонтальные (Чалов, 1979)-. Для протяженных участков рек, где объемы размыва и намыва берегов взаимно компенсируются, основное влияние на длительные тенденции изменения стока наносов имеют ■ направленные вертикальные деформации. Масштаб их воздействия на перекос литогенного материала зависит от соотношения между Ер и Етр, где Рр - расход русловых наносов, Бтр - транспортирующая способность потока. Перевод минеральных частиц в поток (или в состав речных отложений прекратится в случае,■когда.вдоль участка реки Ир = Етр (Маккавеев, 1955; Чалов, 1979; Алексеевский и др. , 1985, 1987. и др.).За время ¿1 процессы, направленные на установление равенства-1?р= Ктр, приводят к изменению объёма от-отложений Уо и стока наносов V, причем- ьУ = - ь\1о. Это создает основу для долгосрочного прогнозирования направленных вертикальных деформаций русла. Такой метод расчета ожидаемых в перспективе отметок дна (в условиях изменения длины русла, уровня моря, стока воды) апробирован применительно к устьевому участку р. Терек и обнаружил достаточную эффективность.

Характер массообмена между потеком и руслом в процессе периодических деформаций тесно связан с движением комплекса грядовых образований. Перемещение' гряд одного типа вызывает смещение вдоль потока зон. направленного перевода наносов в состав русло-

вых отложений и наоборот. За время смещения гряд на свою длину вэмывается и осаждается примерно равный объем литогенного материала. Наличие комплекса гряд приводит к сложному массообмену между соподчиненными типами гряд, который проявляется в особенностях смещения различных форм руслового рельефа (рис.4), в неравноценном вкладе различных гряд в суммарный перенос влекомого материала САлексеевский, 1580). Кассообмен на участке рек с развитой структурой гряд, по-видимому, носит компенсированный характер, если ^ = Т. где Т - время перемещения на свою длину макроформ руслового рельефа.

. -7.3 Оптимизация процессов массообмеца,на.участках

' ... расположения, русловых карьеров

В основу определения характеристик оптимального массообмена • и соответствующих характеристик русловых карьеров можно положить уравнение ' баланса речных наносов. При небольшом изменении сто, ка взвешенных ' наносов вдоль карьера и полком перехвате местного потока влекомых частиц главное условие минимизации вредных последствий извлечения песка и гравия СПГС) из карьеров состоит в том, что местное изменение объема отложений бУо » 0." Поскольку дУо=-Ук, то это условие возможно при компенсации добычи ПГС СУК= 1}, ьр поступлением влекомого материала Уд, где Ь^,, Ьк - длина, ширина и заглубление карьера. Если за сА. У^, = Уд, -то влияние карьера на ыассообмен в системе поток-русло т-ыкнималько. При Ук > Уд возникает комплекс негативных изменений в характере взаимодействия потока и русловых отложений. Выше и нике карьера формируются участки' продольного увеличения стока наносов.; Процессы восстановления стока ниже, карьеров способны . ■ вызвать провисание и разрыв нефте- и газопроводов, линий связи, . обсыхание водозаборов и т.п. Выше карьера возникает местное понижение водной поверхности. Длина кривой спада зависит от геометрических размеров карьера, характеристик системы поток-русло," фазы ,. водного режима. Искусственное понижение уровня воды может вызвать . ухудшение условий судоходства на смежном Свыше по течению) пере. катном участке. При значительной ширине карьеров возможна активизация оползневых процессов, ухудшение условий развития водных экосистем, условий судоходства. '

Алгоритм поиска оптимальных характеристик русловых карьеров .

»

основан на снижении уровня указанных негативных последствий. Для этого на песчаных участках рек рассчитывается сток влекомых на- ■ носов (Алексеевский,1990). С учетом выражения-для находится матрица возможных заглублений карьера по формуле 1КЬКЬК= причем 1К и Ьк задаются в виде линейных функций В, где В - ширина русла. Из этой матрицы исключаются все значения : Ьк, которые, вызывают перечисленные выше негативные процессы. Использование технологических и экономических ограничений на ^завершает оптимизационный алгоритм. Заглубление карьера технически не может превышать 18 м; экономически малоэффективна разработка карьеров с 0,5 м. На реках различных размеров совокупность используемых ограничений на линейные характеристики карьеров оставляет большие или меньшие возможности для относительно безопасной эксплуатации русловых карьеров. На малых реках Европейской территории России-они предельно ограничены; поэтому здесь нецелесообразно производить добычу песчано-гравийной смеси. В руслах средних и крупных рек возможны варианты эксплуатации карьеров с различным соотношением значений Ь„;1„ и Ь ' • "'■•'

л л л

Анализ условий оптимального массообмена на участках русловых карьеров показывает, что изменение его характеристик приводит не только к неблагоприятным морфологическим процессам в.системе поток-русло; одновременно происходит трансформация условий развития водных экосистем. Она связана с изменением_ качества воды, интенсивности' процессов . разбавления и самоочищения и в целом с. пространственно-временной изменчивостью потока литогенного мате-, риала. -

7.4 Экологические__аспекты_формирования Ц_0§ЕеУ®1§НМ_наносов •

Влияние речных наносов на качество воды проявляется в двух аспектах. Минеральные частицы являются одним из видов естественного загрязнения гидрологических объектов. Увеличение мутности приводит к снижению , качества водных ресурсов, необходимости очистки технической и питьевой воды, влияет на качество среды обитания водных организмов. С другой стороны, взвешенные частицы яыляются средством транспортировки загрязнений.' Адсорбция тяжелых металлов, радионуклидов на поверхности минеральных частиц приводит к быстрому распространению загрязнений на периферию источника загрязнений. •

Естественные или антропогенные колебания стока взвешенных

частиц проявляются в вариациях расхода ианосов. Поскольку R=p Q, то dR/dt = dQ/dt + Q dp /dt. Если Q =const, то dR/dt = Qdp /dt. Естественные колебания p не приводят к заметным экологическим изменениям природной среды. Они возникают вследствие антропогенного изменения Q или р. За условно-естественный период dR/dt=<ре-Антропогенные факторы влекут за собой нарушение условий формирования и перемещения минеральных частиц и dR/dt, = Степень . трансформации потока литогенного материала Kg = 9и/?е. При Kg > 1 . развитие экосистем происходит в менее благоприятных условиях, чем в случае Kg < 1. Антропогенное увеличение стока взвешенных наносов в устье р.Омолоя вследствие горных работ в руслах ее притоков, привело к тому,что Кд=16,5.Это соответствует тяжелому экологическому состоянию водного объекта.

Основная масса тяжелых металлов, радионуклидов переносится во взвешенной форме, причем 20-79% загрязнений адсорбируется на - поверхности глинистых фракций СЛинник, Набиванец, 1986Э.- Поскольку их содержание зависит от общих физико-географических факторов, фазы водного режима, размера реки и условий массообмена в . системе поток-русло, то условия перемещения загрязнений со взвесью имеют большое разнообразие. Учет перечисленных факторов для рек центральной зоны Европейской часта России, -прилегающих областей Украины и Белоруссии показывает, что доля взвешенной формы - транспорта тяжелых минералов возрастает с увеличением размера рек-. Одновременно увеличивается вероятность перевода загрязнений в состав речных отложений. Это не решает проблему экологической безопасности водных- объектов, но создает предпосылки выявления локализованных зон накопления вредных примесей и проведения природоохранных мероприятий.

При исследовании внутригодовой изменчивости транспорта загрязнений на взвешенных частицах важное значение имеет выбор p-Q связей, с учетом которых производится оценка характеристик вэве-сенесущего потока, надежность выделения русловой и транзитной составляющих мутности, специфика пространственно-временных изменений стока наносов в различных эрозионно-аккумулятивных систе-• ■ мах.

Выводы

1. Разработка общей теории формирования и перемещения наносов требует сочетания физических и географо-гидрологических подходов. Их совместное использование позволяет рассматривать эро-

зионно-аккумулятивный процесс в единой системе пространственных и временных координат. Учет географической' предопределенности поступления в водные объекты большего или меньшего объема наносов, раэномасштабности денудационных процессов, генетического обновления транспортируемого материала, массообмена в системе поток-русло,особенностей баланса литогенного вещества в эрозион-но-аккумулятивных системах, трансформации структурных форм пе- 1 ремещения влекомых наносов, гидродинамического регулирования характеристик стока наносов является главным условием создания общей теории наносов.

2. Формирование и перемещение наносов осуществляется в пределах эроэионно-аккумулятивных систем СЭАС), отличающихся по своим линейным размерам. Основными из них являются: поверхность суши, материков, областей внутреннего стока, речных бассейнов-различного порядка, овражно-балочных водосборов, . элементарных склонов. Эти системы образуют соподчиненную иерархию областей развития эрозии и аккумуляции продуктов выветривания. В их пределах возможна внутрисуточная, сезонная, многолетняя, историческая и геологическая изменчивость характеристик стока наносов и ' денудационных процессов.

3. Вариация характеристик стока в пределах выделенных ЭАС связана с конкретным соотношением гидродинамических и географо-гидрологических факторов. Увеличение их пространственных размеров сопровождается повышением значимости природных условий формирования и перемещения минеральных частиц. Чем больше эти размеры, тем меньше скорость перемещения волны изменения стока наносов по длине эрозионно-аккумулятивной системы. Увеличение времени добегания и трансформация амплитудных значений стока , сопровождается процессами массообмена в системе поток-русло, изменением объема речных отложений. Одновременно изменяются характеристики стока речных наносов, их амплитудные значения.

4. Уравнение. баланса литогенного материала инвариантно по отношению к линейному размеру ЭАС и отражает физические закономерности соответствия приходных и расходных составляющих баланса. Результирующая баланса наносов, наоборот, характеризует степень' их несоответствия и совместное влияние физических и геогра-фо-гидрологических процессов на пространственно-временную измен- чивость стока наносов. Уравнение, раскрывающее содержание результирующей баланса, специфично для каждой ЭАС.

5. Величина результирующей баланса в общем случае знакопере-менна. Она стремится к нулю, если период осреднения составляющих•

балансового уравнения равен времени приспособления ЭАС к вариации стока наносов на ее верхней границе. .Чем больше линейный размер ЭАС, тем больше время приспособления (релаксации), системы к вариациям стока наносов на ее верхней границе. ■ .

6. На глобальном, региональном и бассейновом'уровнях результирующая баланса характеризует соотношение между объемами денудации- и формирования горных пород, денудации и седиментации,

. смыва и стока наносов, поступления и удаления минеральных частиц с участка реки. В зависимости от географического положения участка водотока (верхнее, среднее и нижнее течение), типа рек (горные, полуторные, равнинные), их размера (порядка), шрфодинами-.ческого типа русла изменяется результирующая баланса, набор природных процессов, влияющих на ее величину, знак и, следовательно.

■ на характеристики стока речных наносов.

7. Результирующая баланса на прямолинейных .участках рек ■ больше или равна нулю, что соответствует продольному увеличению

или-стабильности-стока наносов., Уменьшение стока наносов (в - масштабах шоголетней изменчивости его характеристик) характерно ..... . для участков меандрирующего русла. Масштаба продольного сей2ееи£ стока наносов возрастает при делении рек ка/рукава. Переход от ., одного к другому морфодинадаческому типу русла .' соарозоглается изменением структуры трансаорта' наносов. Доля стока вдекошх наносов максимальна на участках относительно прямолинейного п ïgî*~ нимальна на участках разветвленного'русла. Характер шссообмена, величина результирующей баланса шше узлов, слияния зазксит от вс* ' доносности сливающихся рек. / : .. 8. Пространственно-временная изменчивость стока влекомых наносов на перекатных участках рек с песчаным руслом тесно связана . ,с динамикой.иерархии грядовых образований. На относительно малых' и средних реках до 70% стока связано с движением ыикро-, а на крупных реках - с движением-макроформ руслозого рельефа.Вклад от: ".': дельшз тиюв-гряд в сушаркый перенос влекомого материала зависит. от фазы водного - регзша и порядка рек. Чем больше увлажкен-: : ность водосборов, тем больше сток влекомых наносов на реках одного порядка. •

9. ' Локальные, характеристики стока взвешенных наносов являют-

■ - ся функцией диффузионного перераспределения минеральных частиц,

поступающих с водосбора и из активного слоя, русла, соотношения их фактических значений и предельно возможных, при данных гидродинамических условиях.. Особенности поступления наносов с поверхности. речных' бассейнов Европейской части России проявляются в

наличии 4 характерных типов связи между мутностью и расходами воды.' Тип связи зависит от размера рек, зональности денудацион-. ных процессов, специфики массообмена в системе поток-русЛо. Роль географо-гидрологических факторов формирования стока наносов достигает максимума при анализе пространственно-временной изменчивости осредненных Сза год или.многолетний период) характеристик стока.

10. Доля затрат энергии турбулентности.на перенос влекомых наносов минимальна С1-1ОХ) на севере Европейской территории Рос- ■ сии. Она достигает максимума Сдо 30-35%) на реках аридной зоны. Эта же зона отличается повышенной диссипацией энергии турбулентности в связи с перемещением взвешенных частиц С более 30%),. .Суммарная величина рассеивания энергии турбулентности на перенос_ речных наносов. в большинстве случаев не превышает '40-50%.

. 11. Пространственно-временная изменчивость стока наносов тесно связана с генезисом минеральных частиц, находящихся в русловых потоках. Их появление в потоках связано с различными природными процессами. Каждый такой процесс вносит некоторый вклад в сток наносов, имеет большее или меньшее генетическое значение. Оно может быть учтено коэффициентами генетической значимости процессов. Коэффициенты генетической значимости изменяются от -1 до 1. Коэффициент, соответствующий процессам аккумуляций, меньше нуля; для всех других процессов Ссмыв почв, оползни, осыпи, сели, русловая эрозия и т. п.) его величина больше нуля'.

12. Между гидродинамическими и географо-гидрологическими подходами к проблемам формирования, перемещения1 и переотложения наносов нет принципиальных отличий. Они лишь подчеркивают специфику этих процессов в общей системе пространственных и временных координат. При увеличении степени осреднения характеристик, стока снижается роль гидравлических Сфизических) .механизмов перераспределения минеральных частиц по глубине, ширине и длине, потока, процессов вертикального массообмена в системе поток-русло. Одновременно возрастает роль географо-гидрологических факторов, вызывающих трендовые изменения осредненных характеристик стока на границах эрозионно-аккумулятивных систем. ; Продольная и временная трансформация стока наносов;.. при этом контролируется длительными процессами массообмена между транзитным потоком ли-тогенного материала и речными отложениями на" участках рек.

Основные положения диссертации.опубликованы в следующих работах автора:.

1. Исследование динамики продольного профиля реки при неустановившемся режиме потока// Вест. МГУ, Сер. 5. География. - 1979.-Вып.5. - с. 59-62 Ссоавторы - Н. И. Маккавеев, Н. А. Назаров).

2. Основные особенности руслового процесса в низовьях р.Терек//' Вест. МГУ. Сер. 5. География. -1930. - Вып. 6. - с. 73-77.

3.' Изменение руслоформирущей деятельности потока при водохозяйственных мероприятиях Сна примере-дельты Терека) //Законом, проявл. эроз. и русл. проц. в разл. природн. условиях. №.: -МГУ. -

. 1331. -с. 343-344 Ссоавторы - А. Ю. Сидорчук, Б..К. Власов). •

4. Некоторые особенности . развития . продольного профиля на устьевом участке реки//Законом. проявл. эроз. и русл. проц. в разл. природн. условиях. М. :МГУ. -1981.-с.с30-231Ссоазтор- В. Н. Михайлов).

- 5. Математическая модель формирования продольного профиля . реки и некоторые способы определения ее параметров . //Ноделкроьа-кие в географии.М.: - 1931.'.-с. 5-13. . . ' . 6. Перестройка продольного профиля р.Терек в условиях увели-■чения уклона водкой поверхности //Тр'.,Се®кавгапроводхоэа.\ -1981,- ' Вып. 7. -с. 147-175 Ссоавторы- А.С.Никулин, М. Я. Поволоцкий, А.Ю.Си-дорчук).

.7. Форьгироваше Каргалинского прорыва р.Терек //Палеогеогр. Касп. и Аральского морей в кайнозое. - Ы.: МГУ. - 1933. - ч. 1. -с. 126-134 Ссоавторы- В. Н. Михайлов , А. ¡0. Сидорчук ). -

. 8.. Некоторые аспекты изменения руслоформирующих : расходов р.Терек //Водн.ресурсы бассейна р.Терек и их использ. Ростов-на-Дону. Юдпшроводхоз. - 1983.- с. 117-126 (соавторы - Б.Н.Власов , Р. С. Чалов ). - ■

9. Теоретические схе,чы русловых перефоржроБанкй и 'их применение в дельте.Терека //Водн.ресурсы бассейна р. Терек и их использ. Ростов-на-Дону. КЬсгипроводхоз. - 1983. - с. 73-91. (соавтор - В.Н.Михайлов).

10. Методы расчета'вертикальньн деформаций речного русла// Ксследов. русл, процессов для практики народ, хоз-ва. М. : МГУ.-

1983.- 121-123. .

11. Прогноз русловых деформаций: в низовьях р. Терек в связи с мелиоративными мероприятиями //Исследов..русл, процессов для . практики народ, хоз-ва. М.: МГУ. - 1983. ;- с. 198-199 Ссоавторы- .,' .Б.Н.Власов , В.Н. Михайлов А. Ю. Сидорчук , Ю. А. Максимов ).

12. Структура и динамика песчаных, гряд в. нижнем течении р. Днестр // Динамика и. термика рек, водохр. и эстуариев. М.-

1984. - т.2. .с,79-82 Ссоавторы: Л.Н.Никитина , А.В.Чернов ).

13. Гидролого-морфометрическое обоснование оптимального регулирования русла в низовьях р.Терек //Вест. МГУ, Сер. 5.-Геогр. -1985.- N4,- с. 99-103 (соавторы - В. Н. Михайлов, А. Ю. Сидорчук ).

14. Структура и динамика грядовых форм руслового рельефа (на примере нижнего Днестра) //Геоморфология. -1986.- КЗ.- с. 36-42.

15. Руслоформирующне расходы р.Терек и их изменение водохозяйственными мероприятиями //Геогр. анализ при план, народн.хоз. программ. М. : МГУ. - 1986. - с. 93-101 (соавтор - Власов Б. Н. ).

16. Имитационная модель выдвижения дельты р. Терек в море// Охрана природн. среды морей и устьев рек. Владивосток.- 1986.-с. 115-116 (соавторы - В.Н.Михайлов, А. Ю. Сидорчук, В.Ф. Полонский) .

17. Характеристики руслового рельефа и их связь с структурой речной сети //Вестн. МГУ, Сер. 5. Геграфия. -1987. - УЗ. - с. 41-47.~~

18. К расчету стока влекомых наносов на неизученных реках в ■ период межени //Метеорол. и гидрол.-1987.- КЗ.-с.95-102 (соавторА. В. Гайкозич).

19. Процессы дельтообразования в устьевой области Терека и керн по. их регулирования // Водные ресурсы. - 1987. - ИЗ.-с. 123-128 (соавторы - В.Н. Михайлов, А.Ю. Сидорчук).

20. Типизация направленных деформаций на устьевых участках рек с большим стоком наносов //Закон, проявл. русловьгх и эрозион. процессов. М. : МГУ. -1987. - с. 430-431 (соавторы - В. Н. Михайлов , К. В. Василевский).

21. Методика расчета параметров гряд на неизученных участках рек//Закон. проявл. русловых и эрозион.процессов. М.: МГУ.-1S87.-с. 329-330.

22. Дельтовый метод расчета заиления водохранилищ //Закон, проявл. русловых и эрозион. процессов. М. : - 1987. - с. 280-281 (соавтор - А. Ю. Сидорчук).

23. Гидрологические и русловые процессы в дёльте Дуная, их естественные и антропогенные изменения, расчет и прогноз //XIV конф.придун. стран по гидрол. прогнозам. Киев. - 1988.- с. 338-348. (соавторы -В.Н.Михайлов, П.С.Гранич, В. Н. Морозов, В. Ф. Полонский).

24. Изменение механического состава и форм перемещения влекомых .наносов в различных звеньях русловой сети // Тр. Y, гидрол. сьезда. Л. -Гидрометеоиздат. - 1988. т. 10,2. - с. 180-185 (соавторы-0. А. Борсук, Р. В.Лодина).

25. Физико-географические аспекты транспорта влекомых наносов на равнинных реках // Вест. МГУ, Сер.5. География.- 1989. -К4.-с.61-68 (соавтор - А. В. Горбатенко).

26. Баланс наносов на участке реки //IY координ; совещание по проблеме "Исследование русл., эрозион. и устьевых процессов.-Луцк. - 1989. - с. 3-4.

27. Методика расчета стока влекомых наносов на неизученных участках равнинных рек //Динамика и термика рек, озер и окраин, морей. М. - 1989. - т. 1. - с. 57-59.

28. Особенности изменения среднего годового стока наносов на участках слияния рек //Динамика и термика рек, озер и.окраин, морей. М. - 1989. - т. 1. - с. 55-57 С соавтор - Н.А.Никитина).

29. Гидролого-морфометрические процессы в устьях рек и их антропогенные изменения //Груды Y гидрол.сьезда. Л.:Гидрометеоиэ-дат. -1990. -т. 9. -с. 88-94 (соавторы - В. Н. Михайлов, М. В. Михайлова, М.М.Рогов, А. Ю. Сидорчук).

30. Морфология и динамика рельефа русла в нижнем течении Терека //Земельн. и водные ресурсы, Противоэроэ.- защита й регулирован, русел. М.: МГУ. - 1990.- с. 87-89 С соавтор - А. Ю. Сидорчук).

31. Транспорт влекомых наносов при развитой структуре руслового рельефа //Метёорол.и гидрол.- 1990.- N9. - с. 100-105.

32. Грядовое перемещение наносов на горных и полугорных реках //Геоморфология. -1991. -N3. -с. 59-65 : С соавтор - O.A. Травина).

33. Формирование и динамика наносов в речной сети и береговой зоне водоемов //Итоги лауки и техники. Гидрология суши.-1991.-Т.8.-184 с (соавтор - А.Е.Михинов).

34. Энергия водных потоков и перенос влекомых наносов //Тезисывсесоюзн. координ. совещания по проблеме "Исследование русловых процессов на реках ив устьях рек и разработка методов их учета. Ташкент.-1991.-с. 3-4.

35. Стабильность разветвленных участков рек и ее связь с транспортом руоловых . наносов // Водные ресурсы. - 1992. - N. 5. -с. 47-51 (соавтор - К. М. Беркович).

36; Антропогенные факторы изменения, стока наносов //Тезисы докл. координ. совещания по проблеме русловых, эрозион ..и устьевых процессов. Ижевск. -1992. - с. 3-5.

. 37. Ускоренная эрозия в нарушенных горными работами ландшафтах (на примере бассейнов рек Омолоя и Яны) //Эколог, проблемы эрозии почв'и русл, процессов. М.: Изд-во МГУ.-1992.- с. 187-198. (соавтор - А.Ю.Сидорчук).

■ 38. Транспорт наносов в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС. //Труды Зап; -Сиб. регион.. научн. исслед. гидрометеоролог.ин-та.-Вып. 98. -1992. - с. 79-89 (соавторы - А.М. Алагбян, К. М. Беркович).

- 39. Имитационная модель процессов массообмена между потоком

эечными отложениями //Весгн. МГУ. Сер. 5. География. - 1993. - Вып.1 :. 60-66 (соавторы - Е. В. Гниломедов, Л. Н. Никитина).

40. Гидрология устьев рек Терека и Сулака. М.: Наука. - 1993. эавторы - В. Н. Михайлов, М. В. Михайлова, А. Ю. Сидорчук и др.).

Отпечатано ЛИК МГУ, заказ 100, тираж 120