Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геоморфологический анализ твердого речного стока гумидных равнин умеренного пояса

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Геоморфологический анализ твердого речного стока гумидных равнин умеренного пояса"

Р Г Б Ой

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

МОЗЖЕРИН Владимир Ильич

ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТВЕРДОГО РЕЧНОГО СТОКА ГУМИДНЫХ РАВНИН УМЕРЕННОГО ПОЯСА

11.00.04 - геоморфология и эволюционная география

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени доктора географических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена на кафедре физической географии Казанской государственного университета им. В.И.Ульянова-Ленина

Официальные оппоненты:

Антроповский В.И., доктор географических наук, старшш научный сотрудник (Государственный гидрологический институт)

Бастракоз Г.В., доктор географических наук, профессо] (Брянский государственный педагогический институт)

Скублова Н.В., доктор географических ■ наук, профессо] (Санкт-Петербургский государственный университет)

Ведущая организация: Московский государственный университет им

Защита состоится 22 ноября 1994 г. в 15 часов в ауд. 74 н, заседании Специализированного Совета Д.063.57.42 по защите дис сертаций на соискание ученей степени доктора географических на ук при Санкт-Петербургском государственном университете по ад ресу: Санкт-Петербург, ВО, 10 линия, 33, факультет географии : геоэкологии

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им А.М.Горького Санкт-Петербургского государственного университет

Автореферат разослан октября 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного

Совета, кандидат географических наук,

М.В.Ломоносова

доцент

Г.И.Мосолов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие геоморфологии в последние рва - три десятилетия проходит по пути все более усиливающихся разработок динамической направленности, что сопровождается существенной сменой применяемых методов исследований. Резко возрастает роль количественных оценок интенсивности процессов и их морфологических последствий, все большее значение приобретают стационарные наблюдения и эксперименты, включая численные, расширяются возможности математического моделирования ка ЭВМ.

С этих позиций особой становится роль исследований современной транзитной денудации, которую в гумидных районах можно в первом приближении соотнести с твердым стоком рек. Материалы по нему обладают целым рядом черт, ставящих твердый сток в особое положение при изучении транзитной денудации. Они являются количественным^ получены по сходным, во.многом унифицированным, методикам, обычно отражают длительный период наблюдений, отличаются широким территориальным охватом, характеризуя интенсивность современного морфогенеза в самых различных условиях.

Транзитный вынос материала, не являясь точной мерой продуктов денудации в речном бассейне, прямо связан с активностью всего комплекса процессов механической и химической денудации. Он позволяет дать относительную оценку этой активности для разных территорий и может служить средством контроля при изучении скоростей отдельных процессов. В соответствии с принципом акту-ализма данные по современной транзитной денудации применимы для решения многих классических геоморфологических задач.

Цель и задачи работы. Основной целью исследований является анализ интенсивности и структуры современного транзитного выноса материала из речных бассейнов гумидных равнин умеренного пояса, выявление роли ведущих факторов в его пространственной дифференциации.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.

1. Оценка основных направлений развития современной геоморфологии и место исследований твердого стока среди этих направлений (раздел 1).

2. Анализ основной понятийной и терминологической базы современной транзитной денудации к твердого стока рек (раздел 2).

3. Сравнительная характеристика интенсивности и структуры твердого стока в различных условиях гумидных равнин умеренного пояса (разделы 3 и 4).

4. Оценка роли основных факторов в пространственной дифференциации общей величины твердого стока и его важнейших составных частей (разделы 3 и 4).

5. Разработка математико-статистических моделей стока наносов и химической денудации и расчет мировой величины твердого стока (разделы 3 и 4).

6. Анализ геоморфологического отражения различий в структуре и величине транзитной денудации (раздел 5).

Исходный материал и методика исследований. В основу анализа положены опубликованные материалы государственных и ведомственных режимных наблюдений за твердым стоком рек, по которым был сформирован банк данных на ЭВМ. Он включает в себя средние многолетние величины выноса вещества и разнообразные сведения об условиях его формирования. Объем исходной базы данных по стоку взвешенных наносов более 4 тыс. пунктов; влекомых - 421 пункт- и растворенных веществ - около 1 тыс. пунктов. Насколько можно судить, это самый большой объем материала, когда-либо использовавшийся для подобных целей в России и за рубежом.

Для структурного разделения выносимого материала в большинстве случаев разрабатывались новые методы (расчленения кано-соз на руелевые и бассейновые, растворенных веществ - на денудационные и неденудациенные и т.д.).

Вся обработка проведена на ЭВМ с использованием существующих вычислительных и графических программ и их пакетов, а также программ, разработанных автором.

Научная новизаа. В процессе изучения современного твердого стока рек гумидных равнин умеренного пояса решены следующие задачи:

- с единых позиций проанализированы важнейшие составные части твердого стока, отражающие интенсивность механической и химической транзитной денудации в различных природных и природ-но-антропогенных обстанэвках;

- на базе нозого обширного фактического материала количест-

венно оценена интенсивность современного выноса материала и его отдельных составных частей из речных бассейнов с различными условиями развития денудации;

- разработаны новые методы структурного расчленения стока наносов, растворенных веществ и их литогенной части;

- установлена относительная роль зонального, антропогенного, орографического, литогенного факторов' и их сочетаний в пространственной дифференциации твердого стока;

- построены математике-статистические модели стока наносов и выноса денудационной части растворенных веществ и дан прогноз глобального изменения твердого стока;

- выявлены особенности геоморфологического отражения различий в величине и структуре твердого стока.

Основные защищаемые положения сводятся к следующему.

1. Разработанные новые методы определения нормы стока . основных составных частей растворенных веществ, расчленения твердого стока на продукты руслового и бассейнового, естественного и антропогенно обусловленного, поверхностного и подземного происхождения, определения транзитное™ наносов позволяют с достаточной точностью установить структуру твердого стока рек и транзитной денудации в различных географических условиях.

2. Деятельность человека (в первую очередь агрикультурная) является ведущим фактором, контролирующим величину и структуру твердого стока рек гумидных равнин умеренного пояса.

3. Твердый сток рек и его отдельные составляющие имеют зональное распределение как в пределах всех равнин Земли, так и на их гумидной части в умеренном поясе. Оно отражает зональное распределение антропогенного и природных факторов денудации.

4. Даже на равнинах отчетливо выражена орографическая дифференциация твердого стока, особенно возрастающая при усилении механического сноса с освоенных водосборов.

5. Важнейшим фактором пространственной неоднородности твердого речного стока и его отдельных составных частей является вещественный состав пород, развитых в пределах водосбора.

6. Структура современной транзитной денудации гумидных равнин умеренного пояса характеризуется преобладанием механического сноса над химическим, поверхностной составляющей - над подземной, бассейновой - над русловой. В условиях ландшафтов, не

нарушенных деятельностью человека, химическая денудация превосходит механическую, русловая - бассейновую, поверхностная и подземная примерно равны между собой.

7. Различия в величине и структуре твердого речного стока проявляются геоморфологически в виде разного соотношения между площадной и линейной денудацией, в особенностях строения современного аллювия, в литогенности рельефа, в скорости современного преобразования рельефа в различных условиях.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на следующих научных совещаниях: 23 Конгресс Международного Географического Союза (Комиссия по современным геоморфологическим процессам, Киев, 1976), 9 Международный-конгресс ИНКВА (Москва, 1982), симпозиумы Комиссии МГС по полевым экспериментам•в геоморфологии (Париж, 1978; Польша, 1979), симпозиум Комиссии МГС по измерениям, теории и прикладным аспектам в геоморфологии (Казань, 1991), симпозиум Международной ассоциации гидрологических наук (Китай, 1992), 9 Съезд Географического общества СССР (Казань, 1990), Пленумы Геоморфологической комиссии АН СССР (Казань, 1978; Новосибирск, 1983; Тбилиси, 1986; Казань, 1988), Всесоюзные и координационные совещания по проблеме "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Москва, 1976, 1981, 1987, 1991; Томск, 1986; Горький, 1988; Луцк, 1989; Ярославль, 1990; Ташкент, 1991; Ижевск, 1992; Воронеж, 1993; Брянск, 1994), Иркутские. геоморфологические семинары (Иркутск, 1987, 1989, 1991), Всесоюзные конференции по автоматизации в тематическом картографировании (Москва, 1984; Воронеж, 1991), совещание пс проблеме моделирования в геоморфологии (Одесса, 1988), Всесоюзная конференция "Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек" (Казань, 1981), Щукинские чтения (Москиа, 1990), совещание "Землеведение и.экология " (Звенигород, 1988), совещания "Рациональное использование водных ресурсов" (Саратов, 1986, 1989), конференции по проблемам инженерной географш (Владимир, 1987; Вологда, 1993), карстолого-спелеологические совещания (Сочи, 1988; Горно-Алтайск, 1989; Пермь, 1990), отчетные научные конференции Казанского университета (Казань, 1975 - 1994).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано i

- 7 -

4 монографиях, а также в 39 других публикациях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения,

5 разделов и заключения. Объем работы 491 страница, в том числе 85 рисунков, 124 таблицы и список литературы из 421 наименования.

Благодарности. В течение многих лет исследований по твердому речному стоку и современной денудации автор постоянно чувствовал поддержку и содействие в своей работе сотрудников кафедры физической географии Казанского университета. Всем им автор выражает свою глубокую признательность.

Особую благодарность автор выражает академику, доктору географических наук, профессору А.П.Дедкову. Только благодаря его инициативе и руководству автор более двадцати лет назад стал заниматься изучением современной транзитной денудации.

Ряд научных разработок автор сделал совместно с А.П.Дедко-вым и А.Н.Шарифуллиным. Во всех этих случаях в представляемой работе дается указание на соавторство в исследованиях.

На завершающих стадиях работы автор получал финансовую поддержку от Российского Федерального Фонда4 Исследований (проект 94-05-17447-а) и Государственного комитета РФ по высшему образованию (программа "Университеты России", раздел "Экологический географический прогноз", проект N 2).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. СОВРЕМЕННАЯ ТРАНЗИТНАЯ ДЕНУДАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГЕОМОРФОЛОГИИ

Несмотря на совместное развитие морфологического и динамического подхода в последние 15-20 лет в качестве общей тенденции выступает постепенное усиление динамической направлен-.ности геоморфологических исследований. Основной причиной этого является стремление глубже проникнуть в суть самого процесса рельефообразования, в физическую и химическую основу его механизма, в законы, управляющие перемещением вещества и агентов его транспортировки (Тимофеев, 1981, 1990; Дедков, Тимофеев, 1985, 1992; Ананьев, 1989; Ласточкин, 1982, 1990 и др.).

Возрастающая роль динамической парадигмы может быть оцене-

на и рядом сравнительно объективных показателей (Дедков, Мозже-рин, 1988; Мозжерин, Чалов, 1990), из которых наиболее важны и проанализированы в работе следующие.

1. Повышение заинтересованности геоморфологов в изучении динамики рельефообразующих процессов, отражаемое количеством публикаций по динамической геоморфологии.

2. Обновление методов изучения рельефа путем более широкого использования стационарных и экспериментальных исследований при одновременном усложнении техники наблюдений и обработки результатов.

3. Смена тематики крупных геоморфологических совещаний и проектов, в которых вопросы геодинамики становятся доминирующими или же занимают очень большое место.

4. Интенсивная разработка новой понятийно-терминологической базы.

Усиление динамических аспектов в геоморфологических исследованиях вызвало повышенный интерес к изучению выноса из речных бассейнов взвешенных, влекомых и растворенных веществ, дающих в сумме твердый речной сток. Выделяется несколько принципиальных аспектов его изучения, ставящих исследования твердого стока в особое положение.

1. Исходный материал, положенный в основу оценок современной твердого речного стока, отличается целым.рядом особенностей. Он всегда носит только количественной характер, причем получен по унифицированным или очень сходным методикам на сети стационарных гидрологических постов и станций. Характерен очень широкий территориальный охват, позволяющий оценить интенсивность современного морфогенеза в самых различных природных V природно-антропогенных условиях. Ни один из конкретных рельефообразующих процессов не может сравниться по степени своей стационарной изученности с твердым стоком и транзитной денудацией.

2. Сток наносов и растворенных веществ в настоящее вpeм^ является наиболее объективной и точной оценкой интенсивносп всех денудационных процессов в речном бассейне. Однако взвешенные и влекомые наносы аккумулируются в своей значительно» части на путях переноса и не выносятся за пределы оассейна, г растворенные вещества далеко не полностью связаны с химической денудацией горных пород в дренажном бассейне, определенная дол:

их имеет неденудационную природу. Бее- это позволяет говорить о твердом стоке как о методе относительной оценки интенсивности процессов механической и химической денудации в речных бассейнах. Однако это замечание в значительной пере снимается, если твердый сток использовать в основном для характеристики транзитной части денудации.

3. Исключительно плодотворным оказывается изучение современной транзитной денудации для пирокого внедрения в геоморфологию методов точных наук. В первую очередь это обуславливается наличием количественных оценок как самой денудации, так и контролирующих ее факторов, возможностью построения на этой основе математических моделей, достаточно легко поддающихся геоморфологической интерпретации.

4. Все оценки современного твердого стока базируются на массе перемещаемого материала, что облегчает построение схем глобального и регионального переноса твердого вещества на Земле, в котором потоки материала в виде твердого стока являются важнейшим звеном. Наличие сравнительно точных оценок по транзитному сносу материала очевидно долгое время будет служить наиболее надежным средством контроля скоростей многих других геоморфологических процессов, протекающих в речных бассейнах, стимулируя и корректируя направление их дальнейшего изучения.

5. Данные по современной транзитной денудации в соответствии с принципом актуализма уже давно и успешно используются для решения многих классических геоморфологических задач. Например, с привлечением материалов по твердому стоку можно объяснить неодинаковую литогенность рельефа в различных условиях, установить обстановки, благоприятные для расчленения и выравнивания рельефа, оценить условия сохранности древних поверхностей рельефа и т.д. (Дедков и др., 1977; Дедков, Мозжерин, 1984; Мсзже-рин, Шарифуллин, 1988 и др.).

6. Геоэкологическая обстановка территорий складывается, во-первых, из акологической оценки форм и поверхностей рельефа (их морфологии, строения и т.п.) и, во-вторых, из набора и интенсивности процессов, преобразующих существующий рельеф. Вполне очевидно, что величина выноса из речного бассейна полностью нэ может отобразить вторую - динамическую - сторону геоэкологической ситуации. Но в то же время этот вынсс является

- -ю -

очень доступным для измерения показателем, его выгодно использовать для геоэкологического мониторинга (особенно для достаточно крупных участков). Помимо того концентрация выносимых с речными водами веществ сама нередко является лимитирующим экологическим фактором.

2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ИСЯОЛЬЗУЕШЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТВЕРДОГО СТОКА И СОВРЕМЕННОЙ ТРАНЗИТНОЙ ДЕНУДАЦИИ

В зависимости от формы выражения результатов оценка интенсивности твердого стока и транзитной денудации может проводиться тремя взаимосвязанными способами: весовыми абсолютными (т/год и др.) иль относительными (т/км2-год, г/м2-с, т/км3-год) величинами, слоем сноса или смыва (мм/год) и денудационным метром - величиной обратной слою сноса.

В работе использованы все эти способы выражения, но наиболее часто - модуль твердого стока в. площадной (т/км2-год) или объемной (т/км^-год) формах. При этом показано, что достаточно объективная характеристика стока может быть получена при расчете лишь нескольких математико-статистических величин среднего: средней арифметической (г), моды (Мо) и медианы (Md). что вызывается очень частыми расхождениями между г, Mo, Md в пределах одной и той же выборки из-за господства резко асимметричных распределений исходных показателей, явно отличающихся от нормального. Поэтому для корректного применения многих статистических процедур обработки данных чаще всего требуется приведение исходных асимметричных распределений к логнормальному виду.

В качестве современных признаются процессы доступные для непосредственного наблюдения и измерения скорости проявления в первую очередь инструментальными (стационарными) методами (Дедков, Мозжерин. 1988; Горелов и др., 1990).

R этом случае время проявления современных процессов охватывает обычно не более 75 - 100 лет. Для транзитной денудации, оцениваемой по твердому стоку, нижний рубеж "современности" будет приходиться на середину 1930-х годов, когда впервые стад формироваться достаточно густая мировая сеть постов и станций для регулярного измерения твердого стока. Но по некоторым река* оценки транзитной денудации можно дать для периода до 150 лет.

Разделение перемещаемого материала на различные по своему

- и -

происхождению составные части, количественная оценка этих частей, их соотношение между собой можно рассматривать как структуру твердого стока и транзитной денудации (Мозжерин, Шарифул-лин, 1.988; Мозжерин, Двинских, Шарифуллин, 1989).

По судьбе продуктов денудации в пределах какого-либо участка суши общая или тотальная денудация делится на местную и транзитную (Лопатин, 1952; Дедков, Мозжерин, 1984 и др.).. Продукты местной денудации перераспределяются внутри площади, взяг той для анализа, и не выносятся за ее пределы. Транзитная денудация проявляется в виде выноса продуктов за пределы рассматриваемого участка. Геоморфологическое значение этих двух видов денудации существенно различно: местная денудация приводит к общей планации рельефа, не меняя его среднюю высоту и объем материала внутри участка, а транзитная вызывает уменьшение объема пород и снижение средней высоты рельефа и может вызвать как планацию, так-и расчленение земной поверхности.

Уже с первых определений интенсивности денудации даются дифференцированные оценки скоростей двух составных частей денудации - механической, определяемой по стоку взвешенных и влекомых наносов, и химической, определяемой по стоку растворенных зе-ществ. Подобная схема деления является очень важной, но она уже недостаточна для более глубокого понимания механизма формирования твердого стока. Для установления особенностей формирования стока наносов большое значение имеет русловое и внерусловое илк бассейновое их происхождение. Химическая денудация на этом же уровне может быть расчленена на продукты выветривания' и продукты растворения горных пород или, по Р.Гаррелсу и Ф.Маккензи (1974), на инконгруэнтную и конгруэнтную денудацию. Однако перед таким делением из всего стока растворенных веществ необходимо выделить денудационную или, по С.Л.Шварцеву (1978), лкто-генную составляющую.

Другим важнейшим признаком разделения продуктов денудации является их поверхностное и подземное происхождение, что особенно принципиально для химической денудации.

Для анализа происхождения продуктов денудации, формирующихся в условиях сильной антропогенной трансформации естественных ландшафтов, большое значение имеет деление на естественную и антропогенно обусловленную денудацию.

Общая схема структурного расчленения твердого речного стока, принятая в работа, выглядит следующим образом: 1-Твердый сток-1

Наноси

Растворенные вещества

звешенные и

Влекомые

Денудационные Ноденудационные

—

Естественные

I

Антропогенно обусловленные

Подзем-

ные

I_

Поверхностные

Русловые

—I-

Подземные

Бассейновые

___I

Конгруэнтные Инконгруэнтные

|—,---_I

Поверхностные

Естественные Антропогенно обусловленные

Степень транзитности разных частей твердого стока очень неодинакова. В гумидных районах' без существенного осаждения переносятся только растворенные вещества. Транзитеэсть наносов значительно меньше. Показатель транзитности продуктов денудации чаще всего определяют как отношение твердого стока или его отдельных составляющих к величине общей денудации в речном бассейне, но из-за сложности определения общей денудации расчет этого показателя крайне затруднен. Поэтому в качестве показателя транзитности наносов при их речном переносе предлагается использовать соотношение стока наносов по бассейнам с разной площадью и коэффициенты степенного уравнения, связывающего изменение модулей стока наносов с площадями бассейнов:

В геоморфологии, в отличие от ряда смежных географических наук, понятие о норме, в т.ч. норме денудации, г.тало разрабатываться сравнительно недавно, и интерес к этой проблеме вызван главным образом изучением отклонений от "нормального" протекания процессов морфогенеза -различного вида аномалий (Симонов, 1985; Дедков, Мозжерин, Сафина, 1991; Дедков и др.,-1991 и др.).ТТри обработке данных по твердому стоку установлено 5 различных видов временных рядов (стационарный, с временным трендом, с ритмическими колебаниями, с трендом, наложенным на ритмические колебания, и ряды с наличием фаз возмущения и релаксации! . Для каждого вида предложены свои правила определения нор-ми, учитывающие требования к однородности ряда.

- 13 -

3. СТОК ВЗВЕШЕННЫХ И ВЛЕКСЖХ НАНОСОВ

Массив данных по твердому стоку рек. включает в себя сравнительно однородные сведения о стоке взвешенных наносов и контролирующих его факторах почти для 4000 пунктов всего земного шара и для 431 пункта - о стоке влекомых наносов. Данные по 3763 пунктам опубликованы (Дедков, Мозжерин, 1984). Из этого количества 1483 пункта относятся к равнинам умеренного гумидного пояса (по влексмым - 369 пунктов).

Для анализа географической дифференциации стока наносов важно обоснованное разделение бассейнов на отдельные, более или менее однородные, группы. Такое деление необходимо проводить по ~ факторам, оказывающим наибольшее влияние на изменчивость стока наносов. Для их выявления весь массив данных был подвергнут различным математико-статистическим анализам, которые дали сходные результаты. По своей значимости факторы ранжируются следующим образом (ь порядке уменьшения силы влияния): антропогенный, зональный, орографический, литологический. 8 качестве фактора стока наносов рассматривалась и площадь бассейна, которую, вполне очевидно, нельзя считать фактором денудации, но площадь во многом определяет транзктность наносов.

Ландшафтно-обусловленное изменение стока наносоЕ видно из данных табл. 1. Ясно выраженная зональность в первую очередь отражает влияние антропогенного фактора, что ранее в исследованиях стока наносов учитывалось очень мало (Мещеряков, 1981; Corbel, 1964; Jansson, 1988 и др.). Для выявления роли антропогенного фактора в формировании стока наносов все бассейны разделены на три категории (А): 1 - со слабо измененными по сравнению с естественным состоянием ландшафтами (залесенность более 70 I или распаханнссть менее 30 Z), 2 - со средней степенью измененное™ (залесенность или распаханность от SO до 70 Z), 3 'с сильной измененностью (залесенность в лесных зонах менее 30 % или распаханкость лесостепных и степны/ бассейнов более 70 %).

Зональный характер изменения антропогенного фактора обусловлен тем, что ландшафты разных природных зон в неодинаковой степени освоены человеком (табл. 1).

В Целом по ъсему массиву данных слабо освоенные бассейны (А - 1) имеют средний модуль стока наносов 6,6 т/км^-год (при M<J = 4,4), усиление освоенности бассейнов до А = 2 вызывает

Таблица 1

Сток взвешенных наносов в ландшафтных зонах гумидных равнин умеренного пояса

Зоны АСр N Модуль стока наносов, т/км2•год

г Ма Мо

Тайга 1,4 306 15,2 6,5 4.1

Смешанный лес 2,1 298 19,9 7,3 3,4

Широколист.лес 2,6 396 134,0 40,9 3,6

Лесостепь 2,6 142 Ь7,9 23,1 4,4

Степь 2,7 235 61,2 18,8 4,0

Смешанные зоны 2,2 86 37,8 17,9 10,0

8 целом 2,2 146С 58,3 15,6 3,8

Примечания к таблицам. Из анализа исключены бассейны с измененным режимом стока. "Обозначения величин: N - количество бассейнов, г - средняя величина, Мо - мода, Мс! - медиана. "Смешанные зоны" - бассейны, охватывающие несколько зон. Аср - средний балл агрикультурной освоенности бассейнов.

возрастание средних модулей до 26,2 т/км2-год (МсЗ = 11,1), а в сильно освоенных бассейнах эти величины достигают соответственно 98,4 и 36,4 т/км2-год. При этом наибольшее увеличение стока наносов с возрастанием освоенности происходит в самых малых бассейнах (табл. 2). Совершенно иная картина наблюдается в бассейнах с сохранившимися естественными или слабо измененными ландшафтами: здесь с ростом площади бассейна сток наносов увеличивается. Причина этого - изменившиеся соотношения между продуктами русловой и бассейновой эрозии. Для расчленения наносов на эти составные части нами совместно с А.П.Дедковым (Дедков, Мозжерин, 1984) разработан новый метод расчета величины русловой эрозии, основанный на построении графика связи стока наносов с меженными расходами воды за разные по меженной водности годы. По графику определяется норма расхода наносов руслового происхождения, соответствующая известной норме расхода воды.

Таблица 2

Средние модули стока взвешенных наносов (т/км--год) в зависимости от освоенности и площади - бассейнов

Освоенность <1000 км2 1000-G0Q0 км2 5000-25000 кы2 >25000 км2

Слабая 5,9 5,8 б,.0 8,4

Сильная 115,1 107,7 . 76,0 37,4

Соотношение между русловой к бассейновой эрозией в слабо освоенных бассейна?: равно 5,7 :1, в средне освоенных - 1 :2,8 и в сильно освоенных 1 :5,У. В естественных условиях чем больше площадь бассейна, тем больше водность реки и интенсивность русловой эрозии и с увеличением площади возрастают модули стока наносов, имеющих в основном русловое происхождение. На освоенных водосборах.усиление бассейновой (овражной и почвенной) эрозии вызывает поступление возросшей массы сносимого материала в первую очередь в долины малых рек. При переносе этого материала вниз по реке происходит его частичная аккумуляция и с ростом площади бассейна модули стока наносов уменьшаются.

Поскольку степень агрикультурной освоенности разных зол неодинакова, то и соотношение между русловой и бассейногон эрозией закономерно увеличивается от 1 :1,1 з тайге до 1 : 4,2 в смешанных лесах и до 1 : 13,7 в степи.

Однако зональность стока наносов определяется не только антропогенным фактором. Она существовала и в естественных условиях и зависела в~ основном от зонального распределения жидкого стока. Противоречивые результаты, полученные разными исследователями (Львович и др., 1991; Langbein, Schümm, 1958; Janssen, 1988 и др.) при попытке установления связи между стоком воды и наносов, вызваны только не исключенным влиянием других факторов. Уже разделение бассейкоз по степени освоенности ландшафтов позволило определить достаточно тесные зависимости стока наносов от водного стока как изначального фактора эрезии. При хорошо сохранившейся растительности даже многократное увеличение жидкого стока (от 1 - 2 до 12 - 14 л/с-км2) приводит к возрастанию стока накосов лишь с 3 - 4 до 9 - 10 т/км2-год. В сильно обезлесенных или распаханных бассейнах такой рост водного стока

вызывает усиление сноса от 50 - 60 до 200 - 250 т/км2-год. Иными словами, деятельность человека лишь усилила существовавшие различия в зональном распределении стока наносов.

.Именно по этой причине полоса современной максимальной эрозии на равнинах умеренного пояса приурочена к югу леской зоны или к лесостепи. К северу от этой полосы уменьшается земледельческая освоенность, к югу - жидкий сток, к в обоих направлениях снижается сток наносов. В естественных условиях максимум стока наносов приходился на наиболее увлажненную лесную зону и равнялся з среднем 7-10 т/км2-год.

Среди других географических поясов Земли умеренный пояс выделяется в виде второго, после тропического и субтропического, максимума стока наносов. Наибольший сток наносов устанавливается в Средиземье, субтропическом и тропическом лесах, где даже по крупным peiiaM модули в среднем равны 80 - 380 т/км2-год. Появление тропического и субтропического максимума эрозии хорошо коррелируется с высокой агрикультурной освоенностью этих районов, значительно большим, чем в умеренном поясе, жидким стоком, резко выраженной неравномерностсю выпадения осадков, широким развитием тонкозернистых продуктов выветривания.

Приведенные данные касались стока взвешенных наносов. Доля влекомого материала очень ьевелика - в среднем 2,6 т/км2-год или 4 % от стока взвешенных наносов. По модулю стока влекомых качооов ландшафтные зоны мало дифференцированы, но в лесных зонах модули чуть выше, чем в лесостепи и степи.

В дифференциации стока наносов велика роль орографического фактора (табл. 3). Ее оценгл проведена путем деления бассейнов на низменные (средняя высота бассейна h менее 200 м), возвышенные, с истоками рек в горах, низкогорные (h < 1500 и), средне-горше (h = 1500 - 2500 м) и высокогорные (h > 2500 м). Это деление позволило более детально оценить рель рельефа, чем в предыдущих исследованиях (Страхоз, 1962; Львович и др., 1991; Corbel, 1G64 и др.). В целом на фоне гор равнины умеренного пояса выглядят как районы с пониженным стоком наносов, однако ив их полделах орографически обусловленные различия в стоке очень существенны. Причем б естественных условиях эти различия между низменностями и возвышенностями не очень велики, но они резко усиливаются с ростом освоенности бассейнов. К тому же земледе-

Тзблица 3

Сток наносов (взвешенных + влекомых, т/км2-год) на равнинах и в горах умеренного пояса (в скобках - количество бассейнов)

1 Рельеф Все бассейны А = 1 А = 3

Низменности 26,2(500) 6,7(139) 47,7(182)

ВозЕЫпенности 64,8(717) 8,6(117) 114,7(405)

Реки о истоками в горах 73,1(211) 14,9(53) 157,2(62)

Горы низкие 124,3(447) 59,3(187)

Горы средние 197,3(134) 164,2052)

Горы высокие 272,7(56) 269,7(52)

В целом равнины 60,9(1483) 9,2(317)

горы 157,4(587) 125,0(391)

Примечание. В строке "в целом" учтены крупные бассейны, дренирующие несколько типов равнин или гор.

лие часто имеет орографическую избирательность. В лесной полосе. особенно в тайге, в первуо очередь осваиваются наиболее дренированные возвышенные участкч. Низменности нередко заболочены и сохранили высокую залесеяность, поэтому сток наносов с этих элементов рельефа начинает отражать не только разницу в энергии рельефа, но и неодинаковую сохранность ландшафтов. По этой же причине сток наносов с возвышенностей больше даже, чем в горах. Такое соотношение, например, характерно при сопоставлении залесенных Аппалачей, Южного Урала, ряда других гор с прилегающими сильно' распаханными воэвышэнностями.

Сток влекомых накосов с низменностей и возвышенностей мало отличается, но в горах его доля от взвешенных нанссов уже резко увеличивается (в среднем она равна здесь 25 %).

Влияние состава горных пород, развитых на поверхности водосбора, на сток наносов оценено при разделении бассейнов на сравнительно однородные группы по составу размываемых пород. При прочих равных условиях минимальный сток наблюдается на песках (з среднем 5,8 т/км2 год). По отношению к этой величине спреде-

лена относительная продуктивность (Рг) других групп пород и величина, обратная ей - устойчивость (и) - табл. 4.

Таблица 4

Относительная продуктивность взвешенными наносами (Рг) и устойчивость (и) различных типов горных пород

Группа пород Рг и

Пески 1 1

Хемо- и органогенные 2 - 3 0,50 - 0,33

Кристаллические 3 - 4 0,33 - 0,25

Песчано-конгломератозые 4 - 5 0,25 - 0,20

Суглинки С. и - 6 0,20'- 0,17

Пзсчано-сланцевые е - 7 0,17 - 0,14

Лзссн и лессовидные 9 - 10 0,14 - 0,11

Глины 8 - 15 0,11 - 0,07

Все рассмотренные типы пород объединяются в три группы.

1. Устойчивые породы (Рг < 5, и > 0,25) - пески, песчаники, конгломераты, известняки, доломиты, кремнистые и кристаллические породи. В естественных условиях сток с них обычно меньше 20 т/гсм^-год. Все породы зтой группы, за исключением песков, являются механически прочными, что и обуславливает слабую денудацию и малый сток накосов. Пески, а отчасти гшдимо и песчаноконгло-мератовые отложения, попадают в эту группу благодаря высокой водопроницаемости. Жидкий сток на них в 2 - 3 раза меньше, чем зональный. Кроме того они из-за большой крупности слагающих их частиц в целом дают меньше взвешенного и больше влекомого материала (соотношение 1 : 1,02).

2. Умеренно устойчивые породы (Рг = 5 - 8, и = 0,15 - 0,25) - мергели, суглинки, аргиллиты, сланцы, алевролиты и др. Интенсивность скоса в естественных условиях составляет от 10 до 30 -40 т/км2-год, но при освоении водосборов резко увеличивается. Доля влекомых наносоЕ от взвешенных ь среднем 3 - 8 %.

3. Слабо устойчивые породы (Рг > 8, и < 0,15) - лессы, лессовидные суглинки, глины. Модули стока взвешенных наносов даже при хорошей сохранности естественной растительности в средне&

достигает 30 - 50 т/км2-год. Доля влекомого материала составляет первые проценты и доли процентов.

Каждый достаточно крупный регион обладает своим сочетанием природных и антропогенных условий формирования стока наносов, что отражается в его сенторно-региональном изменении. Сектор-ность не является в строгом смысле фактором этого изменения (так же, например, как и площадь бассейна), но понять и объяснить пространственную дифференциацию твердого стока можно только с учетом специфического сочетания на той или иной территории различных условий механической денудации.

Учитывая географические особенности различных участков умеренного пояса и размещение пунктов наблюдений, нами выделено шесть секторов: американский, западно-европейский, восточно-европейский, сибирско-казахстанский, восточно-сибирский и дальневосточный. Максимальный сток наносов всегда наблюдается только в хорошо увлажненных и земледельчеекк сильно освоенных секторах - в западно-европейском (109 т/км2-год), американском (82 т/км2-гсд), дальневосточном (51 т/км2-год). Минимален сток наносов в вссточчо-сибирском и сибирско-казахеганском секторах (соответственно 5,3 и 15,6 т/км2-год).

Анализ основных факторов формирования стогна каносов позволил построить математике-статистическую модель стока наносов. Ее общая структура учитывает закон нелинейности связей в эрззи-онно-аккумулятивном процессе Н.И.Маккавеева (1971). Обшее уравнение стока наносов (г) принято в виде

г = к М3 Аь Г- На ие, где М - медулъ жидкого стока, А - балл освоенности, Г - площадь бассейна, Н - средняя высота водосбора, I! - средняя устойчивость пород, показатели степени и параметр к - эмпирические коэффициенты.- Поскольку влияние площади бассейна зависит от категории освоенности, то для каждой из них методом наименьших квадратов получено свое уравнение: для мало освоенных бассейнов

г = <,0209 Г0-0848 н°-1613 М0'4815 и"0-2552, для средне освоенных бассейнов

г = 4,9603 н0*8968 м0'0420 г-0-2529 и-0-5528, для сильно освсенкых бассейнов

г = 3 1377 Н°*8613 М0'7012 Г-0*2464 и~э-5425

Сопоставление расчетных и фактических данных показало хорошее соответствие их между собой.

По натурным измерениям в изученных бассейнах и расчетным данным - для неизученных подсчитан глобальный вынос взвешенных веществ. Его годовая величина для Земли определена'в 13,8 млрд т, что подтверждает аналогичные оценки последних 15 - 20 лет (Лисицын, 1974; Львович и др., 1991, Walling, 1987 и др.). В то же время приведенные чыше уравнения позволяют датв прогноз изменения стока наносов при наиболее вероятном изменении факторов. Прогнозные величины стока при разных сценариях изменения окружающей среды могут составить от 11 до 45 млрд т/год.

Транзит.чоеть наносов (в первую очередь - взвешенных) характеризуется следующими особенностями. В условиях слабой изменен-ности ландшафтов при господстве русловой эрозии происходит прирост модулей стока наносов с увеличением размера бассейна (F) примерно пропорционально величине F0-08. При этом модули на крупных реках в 1,14 - 1,32 раза больше, чем на самых малых, т.е. в этих условиях наноси обладают очень высокой транзит-костью. Иная ситуация возникает при преобладающем развитии бассейновой эрозии. Большие массы продуктов площадной денудации, достигнув рек, оказываются в иных условиях перемещения по сравнению с их первоначальным захватом. По крупным река;/ проносится в среднем от 19 до 63 % вещества, перемещаемого малыми реками, причем тракзитность выше в лесных зонах. Модули вниз по реке уменьшаются пропорционально величине F-0*17 - F"0-36.

Основные гранулометрические характеристики взвешенных наносов получены по 244 пунктам, влекомых - по 168. В качестве потакателей состава наносов использованы их медианный диаметр (Md) и отсортированность в форме коэффициента энтропии (Е). Обе показателя тесно связаны с происхождением наносов. При господстве русловой эрозии взвешенные наносы довольно крупные и отсортированные (Md =- 0,6 - 0,7 мм, Е = 0,6 - 0,7). Влекомые нанось еще крупнее и лучше отсортированы. При развитии бассейновой эрозии за счет поступления почвенного мелкозема крупность » взвешенного и влекомого материала уменьшается в среднем до 0,с - 0,4 мм. Отсортированность снижается. Хорошо прослеживаются также связи между составом наносов и такими факторами эрозш vx'K состав размываемых отложений и характер рельефа.

По немногочисленным данным о мутности родниковых вод (в среднем от 3 до 5 мг/л) и величине родникового стока можно в первом приближении оценить интенсивность подземного чеханичес-кого выноса. Согласно этим расчетам она не превышает 0,1 - 0,2 т/км2-год даже с учетом более мутных вод тоннельной эрозии.

4. СТОК ДЕНУДАЦИОННОЙ ЧАСТИ РАСТВОРЕННЫХ ВЕШЕСТВ

Из-за большой громоздкости данные гидрохимического изучения рек редко публикуются полностью, поэтому всего были собраны и обработаны материалы по 581 пункту на гумидных равнинах умеренного пояса и 276 пунктам других территорий. При этой обработке приходится решать две специфические задачи.

1. Не весь сток растворенных веществ имеет литогекную (денудационную) природу, поэтому предложено много методов выделения денудационной части стока (Алекин, Бражникова, 1964; Пеле-ленко, 1975; • Шварцев, 1978 и др.). В развитие этих идей нами совместно с А.Н.Шарифуллиным (Мозжерин, Шарифуллин, 1988) разработано уравнение подобного генетического расчленения растворенных веществ, которое наиболее полно учитывает происхождение отдельных их компонентов. Оно выглядит следующим образом:

Д = ((И - Рс - Раз) + К + М) + Ри ± Ро " Ратм " Рант, где Д - химическая денудация. И - ионный сток, Рс - сток ионов НСОз неденудационнсго происхождения, Раз - сток соединений азота, К - сток коллоидов, М - сток микроэлементов, Ри - выкос растворенных веществ с испарением, Р0 - принос или вынос веществ при подземном водообмене, Ратм - вещества, выпазшие с осадками, Рант - сброс веществ с промышленными и др. водами.

В среднем по всем бассейнам доля неденудациснной части равна 55 % (25,3 т/км2-год) от стока растворенных веществ.

2. Исходные данные обычно выражены только в виде концентрации отдельных компонентов на дату анализа, а для расчета химической денудации необходима норма. Для ее расчета предлагается фазово-корреляционный метод, суть которого заключается в установлении эмпирической зависимости между расходами воды и растворенных веществ по основным фазам водного режима. По найденным уравнениям или графикам и известной норме стока рассчитывается норма химического выноса. По сравнению с существующими методами (Алекин, 1970; Шварцев, 1978 и др.) предлагаемый отли-

чается простотой, достаточно высокой точностью, может применяться при наличии сравнительно небольшого количества анализов.

Структурное расчленение самой химической денудации проведено по трем признакам: 1) подземная и поверхностная составляющие в соответствии с генезисом водного стока (Макаренко, 1950); 2) инконгруэнт.чая и конгруэнтная части, соответствующие продуктам выноса стадийного преобразования минералов и прямого растворения (определялись по балансовым моделям Р.Гаррелса и Ф.Мак-кензи, 1974); 3) естественная и антропогенно обусловленная составляющие (находились по сопоставлению бассейнов с разной освоенностью, сопоставлением денудации за разные периоды изучения, путем восстановления естественного водного баланса по методике И.Е.Водогрецкого, 1979).

Из всех проанализированных факторов наибольшее влияние на химическую денудацию оказывает состав дренируемых пород. По аналогии со стоком наносов рассчитаны величины Рг и и, но при этом группировка пород принята несколько иной, учитывающей растворимость- пород (табл. 5). При небольшом общем размахе в колебаниях средней интенсивности, отдельные группы пород разли-

Таблица 5

Продуктивность (Рг) и устойчивость (I!) различных горных пород по отношению к химической денудации

Группа пород Рг и

Конгломератовые 1,0 1,0

Кристаллические 1,1 0,91

Пески 1,4 0,71

Кремнистые 1,6 0,62

Лессы и лессовидные 1,7 С,59

Суглинки 1,7 0,59

Песчано-сланцевые 3,0 0,33

Мергели и глины О О о, 0,32

Карбонатные 5,8 0,17

Сульфатные > И < 0,10

- 23 -

чаются между собой достаточно отчетливо.

Рассмотренные типы пород разделены следующим образом.

1. Устойчивые породы (Рг <2, и > 0,33) - комплекс, включающий практически весь набор терригенных и кристаллических отложений. Разнообразие пород внутри комплекса по величинам Рг и и невелико. Модули химической денудации в среднем по отдельным типам пород не более 15 т/км2-год.

2. Умеренно устойчивые породы (Рг =2-3,5, и = 0,25 -0,33) представлены глинами, мергелями, сланцами и другими аналогичными образованиями. Модули химической денудации обычно лежат в интервале 15-30 т/км2-год.

3. Слабо устойчивые породы (Рг > 4 - 5, и < 0,25) - карбонатные, сульфатные, галогенные отложения. Модули химической денудации обычно более 40 т/км2-год. Это единственная группа пород, на которой проявление химической денудации имеет-морфологическую выраженность в виде различных карстовых форм.

В среднем соотношение между подземной и поверхностной денудацией 0,40 : 0,60. Оно также обнаруживает достаточно тесную связь с вещественным составом дренируемых толщ, причем породы четко разделяются на две группы - с преобладанием соответственно конгруэнтного и инконгрузнтного поступления продуктов денудации. При преобладании прямого растворения (известняки, доломиты и др.) подземная денудация в 1,5 раза меньше поверхностной, а на терригенных, кристаллических и других породах с господством стадийного преобразования минералов - в 2 раза.

В целом в выкосе растворенных веществ продукты выветривания явно уступают продуктам прямого растворения. Их доля в среднем составляет всего 12 % ст общей величины химической денудации.

Орографический контроль стоит на втором месте по своей роли в изменчивости интенсивности химической денудации. Особенно резко химическая денудация возрастает при переходе от равнин к горам (почти в 1,5 раза). Возвышенности и низменности на этом фоне практически неразличимы, но с учетом устойчивости горных пород орографически обусловленные различия становятся заметными (табл. 6). Причем наиболее чутко на изменение высоты рельефа, а стало быть и глубины дренирования, реагируют слабо устойчивые породы. Наблюдающееся при этом усиление химической денудации

Таблица 6

Средние модули химической денудации (г, т/км2-год) на разных типах рельефа в гумидных районах умеренного пояса

Группы бассейнов по характеру рельефа г, в целом г по типам пород

N слабо устойчивые умеренно устойчивые устойчивые

Низменности 222 20,6 47,8 24,7 17,3

Возвышенности 271 21,4 66,4 28,8 16,6

Равнины нерасчлененные 27 20,1 17,1

Реки с истоками в горах 61 24,5 17,7

Равнины в целом 581 21,4 54,8 .27,2 17,0

Горы низкие 89 29,6 72,1 31,8 20,1

Горы средние 60 36,5 97,6 35,3 24,2

Горы высокие 29 48,2 52,8 26,7

Горы в целом 178 35,0 86,4 41,2 23,3

происходит за счет возрастания всех ее составных частей.

Зональные различия химической денудации в пределах равнин умеренного пояса практически отсутствуют. Средние зональные модули колеблются от 19,1 до 22,2 т/км2-год. Лишь разделение бассейнов на разные по устойчивости дренируемых пород группы позволяет выявить некоторое снижение интенсивности химическом денудации от тайги к степи, отражающее уменьшение водного стока и степени агрессивности вод. В глобальном плане к гумидным равнинам умеренного пояса приурочен второй после тропического максимум химической денудации.

Ландшафтная принадлежность бассейнов во многом контролирует соотношения между ее поверхностной и подземной, конгруэнтной и инконгруэитной составляющими. Во влажных лесных зонах в составе выносимых реками растворенных веществ заметно увеличивается доля продуктов Еыветривания. По сравнению со степью и лесостепью поверхностная составляющая уменьшается, подземная - возрастает, что объясняется особенностями структуры водгого стока

в разных ландшафтных зонах.

Антропогенный фактор в изменении величины химической денудации в основном сказывается также через структуру водного стока. Антропогенно обусловленное возрастание поверхностного стока приводит к усилению поверхностной химической денудации и снижению подземной. Общая величина химической денудации при этом несколько уменьшается.

Для построения математико-статистической модели химической денудации проанализированы формулы, в разных сочетаниях содержащие такие факторы,как площадь бассейна (F), модуль речного стока (М), высота водосбора (Н), устойчивость пород на поверхности и в зоне дренирования (Un, ид). Наименьшие расхождения

между оасчетными и фактическими данными дает уравнение г _ рО, 0222 м0.1395 Н<Э. 2657 ^-1.3311 ид~°* 1991.

Современный общий речной вынос в 1*фовой океан денудационных продуктов в растворенном виде составляет 1 542 млн т/год, прогнозные его значения колеблются от 1 280 до 1 400 млн т/год, т.е. возможно некоторое снижение химической денудации.

5. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОТРАЖЕНИЕ РАЗЛИЧИЙ В ВЕЛИЧИНЕ И СТРУКТУРЕ ТВЕРДОГО СТОКА

Данные по твердому стоку позволяют наметить два типа зональности транзитной денудации на внепустынных равнина;? Земли, отражающих изменения интенсивности современного рельефообразо-вания. Первый из них был характерен для естественных условий и отличался наличием двух максимумов денудации - тропического и умеренного поясов. Тропический максимум явно доминировал (60 -70 т/км2-год) и был обусловлен интенсивным и механическим, и химическим выносом при преобладании химического. В умеренном поясе твердый сток также был представлен на 70 - 80 % химической составляющей (20 - 25 т/км2-год) и лишь на 20 - 30 Z - механической (5 - 10 т/км2-год). В настоящее время от этого типа зональности сохранились лишь отдельные участки. ч.

Второй, антропогенно обусловленный, тип зональности транзитного выноса проявляется также через максимумы тропического (и субтропического) и умеренного поясов. Однако величины транзитной денудации резко повышены по механической составляющей. Относительная роль химической денудации снизилась. Внутри каж-

дого пояса сильно увеличилась дифференциация между ландшафтными зонами по интенсивности денудации.

Наиболее общие особенности в механизме современного рель-ефообразования гумидных равнин умеренного пояса видны из структурного членения твердого стока, где также выделяются два основных варианта - существующий в настоящее время и характерный для доагрикультурного периода (рис. 1, 2).

В естественных условиях господствовала химическая денудация, по своей интенсивности почти в три раза превосходившая механическую. Преобладало подземное растворение и выщелачивание. Сток влекомых наносов лишь не намного уступал стоку взвешенных. Суммарная интенсивность бассейновой денудации была невелика. Среди процессов механического выноса основное значение имела русловая эрозия. В настоящее время подобная структура сохранилась примерно у 20 % всех бассейнов.

На освоенной части равнин умеренного пояса в транзитном выносе ведущую роль играет механический перенос, на который приходится более 3/4 всего перемещаемого материала. Наиболее значительно возрос сток взвешенных наносов, в основном формирующийся на поверхности водосбора. Русловой размыв занимает подчиненное положение. Соотношение между подземной и поверхностной химической денудацией изменилось в пользу поверхност-

современной транзитной денудации гумидных равнин умеренного пояса

ной. Общая величина химической денудации несколько уменьшилась из-за снижения подземной составляющей.

Соотношение между площадной и линейной денудацией, указывающее на преобладающее общее направление развития рельефа - выравнивание или врезание рек (долинообразование) и расчленение -можно оценить по соотношению бассейновой и русловой составляющих. По этому показателю в естественных условиях гумидные равнины умеренного пояса относились к районам с интенсивным доли-нообразованием, что согласуется с палеогеоморфологическими данными (Дедков и др., 1977).

Сток наносов и их гранулометрический состав находят прямое отражение в формировании и строении современного аллювия. Усиление бассейновой эрозии вместе с изменением режима жидкого стока вызвали перестройку аллювиального осадконакопления. Возросла аккумуляция пойменных фаций, формируется новый ("агрикультурный") горизонт аллювия в виде наилка мощностью до 1 - 2 м. Гранулометрический спектр осадков смещается в сторону мелких фракций.

Литогенность рельефа, выражающаяся в повсеместной приуроченности наиболее высоких элементов и форм рельефа к выходам

стойких пород, является прямым отражением различной устойчивости пород против механической и химической денудации. Данные по твердому стоку с разных типов пород позволяют на количественной основе объяснить происхождение этой черты рельефа.

Существуют определенные соотношения между карстом и химической денудацией. При широком развитии легкорастворимых пород степень закарстованности и другие показатели карста хорошо кор-релируются с общей величиной химической денудации. На участках с подчиненным распространением таких пород подобная корреляция исчезает, и развитие карста определяется не столько величиной химической денудации, сколько другими (в основном структурно-геологическими) факторами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенные исследования твердого стока рек позволили с единых позиций оценить роль различных факторов в его пространственной дифференциации и сопоставить. разные территории и обстановки современного морфогенеза по интенсивности транзитной денудации.

2..Механическая и химическая денудация, реагируя на одни и те же факторы проявления, имеют в своем изменении в целом одинаковый характер, но из-за различий механизма их отклик на изменения факторов не всегда оказывается сопоставимым.

3. . Деятельность человека, проявившаяся в изменениях растительности, водного стока, состояния почв и других элементов ландшафта равнин умеренного пояса, стала важнейшим фактором, контролирующим интенсивность и структуру твердого стока рек.

4. Главным образом степенью измененности естественного ландшафта рассматриваемых территорий определяется наблюдающаяся в настоящее время зональность механической денудации. В естественных условиях эти районы выделялись вторым после тропического, но значительно меньшим по величине максимумом транзитного выноса, обусловленным главным образом повышенной химической денудацией. Межзональные различия были меньше современных.

5. В пределах гумидных равнин умеренного покса орографическая дифференциация твердого стока выражена отчетливо и возрастает при усилении механического сноса при освоении водосборов.

6. Высока диалогическая избирательность твердого стока.

Наиболее податливые к денудации и наиболее устойчивые горные породы различаются между собой почти в 7 раз по средним модулям транзитной денудации.

7.Неодинаковое сочетание различных факторов денудации вызывает секторно-региональные различия транзитного выноса. В умеренном поясе наибольшей величиной транзитной денудации отличаются секторы с высокой освоенностью водосборов и достаточно большим жидким стоком.

8. В зависимости от состояния ландшафтов на гумидкых равнинах умеренного пояса наблюдается ДЕа основных типа структуры транзитной денудации - природный и антропогенный» различавшиеся неодинаковой относительной ролью и абсолютной величиной выноса отдельных составных частей твердого стока.

9. Установленные зависимости между твердым стоком и контролирующими его факторами позволили разработать математико-статистические модели стока взвешенных наносов и химической денудации. Сопоставление фактических и расчетных величин сноса показало пригодность предложенных уравнений для практического использования, в том числе для регионального прогнозирования твердого стока.

10. Изучение транзитной денудации приобрело важное значение при анализе современного экзогенного рель ефообразования, что хорошо согласуется с общим динамическим направлением развития геоморфологии на настоящем этапе ее развития.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЯКОВАНЮК ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ а) монографии

Климатическая геоморфология денудационных равнин. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1S77. - 224 с. (в соавторстве с Дедковым А.П., Трофимовым A.M., Ступишиным A.B.).

Эрозия и сток наносов на Земле. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1984. - 264 с. (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Химичесгая денудация гумидных разнин умеренного пояса. -Казань: Изд-вс Казанского ун-та, 1988. - 193 с. (в соавторстве с Шарифуллиным А.Н.).

Овражная эрозия востока Русской равнины. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 199С. - 141 с. (в соавторстве с Бутаковым Г.П., Дедковым A.li. и др.).

- 30 -б) статьи

0 соотношении аллювиальных и склоновых отложений в верхней части бассейна р. Энкувеем (Западная Чукотка) i' Развитие склонов и выравнивание рельефа. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1974. - С. 99 - 106.

О зональности эрозии и стока взвешенных накосов на Русской равнине Проблемы отраслевой и комплексной географии. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1976. - С. 41 - 54 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Механическая денудация гор Субарктики и умеренного пояоа (по данным анализа стока взвешенных наносов) // Геоморфология. - 1981. - N 2. - С. 14 - 22. (в соавторстве с Дедковым А.П.).

О роли зональных и азональных факторов в формировании стока взвешенных наносов малых рек // Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек.' - Казань, 1981. - С. 63 -65. (в соавторстве с ДедкоЕь:м А.П.).

Соотношение между механической и,химической денудацией в различных ландшафтных условиях // География и современность. -Л.: Изд-во .ЛГУ, 1982. - С. 124 - 135. (в соавторстве с Дедковым А.П. и Шарифуллиным А.Й.).

Эрозия и сток взвешенных наносов на Земле // Геоморфология. - 1983. - N 4. - С. 23 - 32. (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Формирование банков информации для картографирования современных рельефосбразующих процессов //Автоматизация в тематической картографии. - М.: Изд-во МГУ, 1984. -С. 49 - 51 (в соавторстве с Бойко Ф.Ф. и др.).

Стационарные наблюдения и полевой эксперимент /7 Количественный анализ экзогенного рельефсобразования. К 19 Пленуму Геоморфологической комиссии АН СССР. - - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1987. - С.. 3 - 11. (в-соавторстве с Дедковым А.П.).

Современная аккумуляция пойменного аллювия на малых реках как показатель интенсивности эрозионно-аккумулятивных процессов // Изучение ресурсного потенциала территории. - Ижевск, 1987. -С. 127 - 133. (в соавторстве с Курбановой С.Г. и Гарифуллиной Ф.Ш,).

Структура химической денудация в дренажных бассейнах /7 Проблемы инженерной географии. Тез. докл. - М., 1987. - С. 17£

- 179. (в соавторстве с Шарифуллиным А:Н.).

Современная геоморфология: основные направления развития //■ Геоморфология. - 1988а. - N 4. - С. 3 - 8 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Современные тенденции развития геоморфологии // Проблемы теоретической геоморфологии. - М.: Наука, 19886. - С. 205 -212. (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Глобальные изменения системы эрозии: соотношение природной и антропогенной составляющей // Землеведение и глобальные проблемы современности. - М., 1988в. - С. 92 - 94. (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Структура денудации в дренажных бассейнах гумидных равнин // Проблемы методологии геоморфологии. - Новосибирск: Наука, 1989. - С. 96 - 99. (в соавторстве с Двинских А.П. и Шарифуллиным А.Н.).

Геоморфология и экология: анализ нового методического подхода в геоморфологических исследованиях за рубежом // Геоморфология. - 1989. - N 4. - С. 34 - 39 (в соавторстве с Трофимовым A.M. и Тукаевым P.M.).

Количественная оценка процессов механической денудации и их взаимодействия с окружающей средой // Экзогенные процессы и окружающая среда. - М.: Наука, 1990. - С. 56 - 62. (в соавторстве с Чаловым P.C.).

Изменения окружающей среды и геоморфологические процессы // Экзогенные процессы и окружающая среда. - М.: Наука, 1990. -С. 6 - 12 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Деструкционные процессы на территории Татарской АССР и проблемы сохранения ее земельных ресурсов // Экзогенные процессы и окружающая среда. - М.: Наука, 1990. - С. 80 - 89 (в соавторстве с Бутаковым Г.П., Дедковым А.П. и др.).

Сток наносов и эрозия на Земле:глобальный анализ // Геоморфологические процессы и окружающая среда. - Казань: •Изд-во Казанского ун-та, 1991. - Часть 1. - С. 35 - 37 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Формы проявления эрозионно-аккумулятивных процессов на малых речных водосборах // Эрозионные и руслсвые процессы. -Луцк, 1991. - С. 19 - 42 (в соавторстве с Бутаковым Г.П. и др.)

Методика анализа стока взвешенных наносов и составление

карт глобальной эрозии // Шестое координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ташкент, 1991. - С. 25 - 27 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Временная изменчивость эрозии и стока взвешенных наносов в Среднем Поволжье // Возраст и время рельефа. - Иркутск, 1991. -С. 100 - 101 (в соавторстве с Дедковым А.П., Сафиной Г.Р., Тукаевым P.M.).

Изучение эрозионных процессов за рубежом // Шестое координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ташкент, 1991. - С. 27 - 29. (в соавторстве с Дедковым А.П. и Стурманом В.И.).

Современный глобальиый сток взвешенных наносов и прогноз его изменения // Проблемы эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Ижевск, 1992. - С. 63 - 65.

Эрозия и сток наносов на территории России и сопредельных стран // Восьмое координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов..- Воронеж, 1993. - С. 27 -28 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Intensity of erosion on the planes of various climatic zones of the Earth // XXIII Intern. Geogr. Cong. Abst. Pap. Present-day geom. processes comm. - 1976. - P. 11 - 13 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Sediment yield and catchment area // Landschaftsgenese und Landschaftsokologie. - 1989. - N 16. - S. 19 - 21 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

Erosion and sediment yield in mountain regions of the world // IAHS Publ. - 1992. - N 209. - P. 29 - 36 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

The system of erosion and sediment load on plains of temperate zone // Proc. Intern. Symp. "East-West, North-South encounter on the State-of-the-art in river • engineering irfethods and design philosophies". Y.2. St.-Petersburg. - 1994.- P. 24 -31 (в соавторстве с Дедковым А.П.).

и дан о в наОор 11.10.94 г. Подписано- в печать 29.09.94 г. Форл.бум. 60 х 84 I/I6. Печ.л.2. Тираж 100. Заказ 393.

Лаборатория оперативной полиграфии КГУ 420008 Казань, Ленина, 4/5