Сток наносов и его проявления в морфодинамике речных русел

Резников, Павел Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Сток наносов и его проявления в морфодинамике речных русел
ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Сток наносов и его проявления в морфодинамике речных русел"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Г Б О

им МВ ЛОМОНОСОВА _ ии3057452

Географический факультет

На правах рукописи

РЕЗНИКОВ Павел Николаевич

УДК 551 435 556 535 6

СТОК НАНОСОВ И ЕГО ПРОЯВЛЕНИЯ В МОРФОДИНАМИКЕ

РЕЧНЫХ РУСЕЛ

Специальность 25 00 27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2007

003057452

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

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор

Чалов Роман Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук кандидат географических наук

Щевьев Юрий Леонидович Мандыч Анатолий Федорович

Ведущая организация:

Российский государственный гидрометеорологический университет

Защита состоится 17 мая 2007 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 501 001 68 в Московском государственном университете им MB Ломоносова по адресу Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ауд 1801

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже

Автореферат разослан <40» апреля 2007 i

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим отправлять по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д-501 001 68 Факс (495)932-8836

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

С Ф Алексеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертационной работы. Большинством современных исследователей постулируется важнейшая роль стока наносов в формировании речного русла Однако в связи с отсутствием регулярных сетевых наблюдений за стоком влекомых наносов реальные механизмы влияния стока наносов на морфодинамику русла исследовались мало Тем не менее, установление связей характеристик речного русла и его деформаций с величиной и режимом стока наносов позволит решить многие задачи формирования и трансформации русел рек того или иного морфодинамического типа, уточнить Данины их изменений под влиянием антропогенных воздействий, приводящих к сокращению/увеличению стока наносов, более обоснованно подходить к проблеме регулирования русел для различных отраслей экономики

С появлением методики расчета стока влекомых наносов по зависимости размеров и скоростей смещения гряд разных размеров в половодье и межень и связи их характеристик с порядком реки, предложенной Н И Алексеевским [1998], появилась возможность оценить фактический вклад стока наносов в русловые процессы и провести гидролого- (с точки зрения стока наносов) морфологический анализ речных русел, исследование корреляции параметров стока наносов с морфологическими характеристиками русел рек

Целью диссертационной работы является выявление основных особенностей и закономерностей стока наносов, в том числе влекомых, как фактора русловых процессов на реках России (на примере рек бассейнов Волги, Северной Двины, Оби и рек Северо-Востока) и их проявлений в морфодинамике речных русел Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач

1 Определение стока влекомых наносов (на основе современных методов расчета, основывающихся на изучении грядовых форм их движения) и его различий в разных условиях, его соотношения со стоком взвешенных наносов и общим стоком наносов

2 Определение соотношения транспортирующей способности потока

исследуемых рек со стоком взвешенных и влекомых наносов

3 Выявление различий в морфологии и динамике, морфометрических и морфологических характеристиках русел рек России, отличающихся по величине стока наносов и его составляющих

4 Получение и анализ зависимостей, связывающих характеристики стока наносов и гидроморфологические характеристики русел

5 Выявление особенностей влияния стока наносов на формирование русел разных морфодинамических типов

6 Выявление и анализ географических закономерностей проявлений стока наносов в морфодинамике русел равнинных рек (на примере рек бассейна Северной Двины)

Методика исследований и информационная база Исследования выполнены на основе обобщений данных наблюдений на реках. Использованы многочисленные литературные источники, различные картографические материалы (крупномасштабные топографические и лоцманские карты), а также материалы научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им Н И Маккавеева и собственные данные, полученные благодаря участию в русловых изысканиях на реках Лене и Северной Двине

В исследовании были учтены и обработаны данные наблюдений за стоком воды и взвешенных наносов по 182 гидрологическим постам, а также сведения о гранулометрическом составе донных наносов по 81 посту на 111 реках бассейнов Волги, Северной Двины, Оби, Лены, Яны Статистическая обработка данных из справочников Водного кадастра использовалась при построении корреляционных зависимостей между морфометрическими и гидролого-морфологическими параметрами с одной стороны и характеристиками стока наносов с другой Определение стока влекомых наносов осуществлялось по методике Н И Алексеевского В основном рассматриваемые участки рек расположены в областях со свободными условиями развития русловых деформаций и имеют широкопойменное русло (81% от общего числа рассматриваемых участков) Среди широкопойменных 54% русел относится к меандрирующим, 20% -

к разветвленным, 16% - к относительно прямолинейным, неразветвленным, 10% - к руслам с прорванными излучинами

Научная новизна:

1 Впервые для нескольких крупных рек России и их притоков, протекающих в различных географических условиях, проведено сопоставление стока взвешенных и влекомых наносов, определено их соотношение с транспортирующей способностью потока Для неизученных рек определены величины изменчивости стока влекомых наносов и установлены их географические закономерности

2 Выявлено влияние характеристик стока наносов на морфометрию и морфодинамику русел равнинных рек, в частности, на гидролого-морфологические параметры русел В Г Глушкова, К В Гришанина, коэффициент устойчивости русла В М Лохтина

3 Разработаны подходы к оценке влияния стока наносов на морфодинамику речных русел, определены условия формирования русел рек основных морфодинамических типов в зависимости от характеристик стока наносов Установлено, что в зависимости от изменений этих характеристик меняются основные морфологические и морфодинамические параметры русел

4 Определено влияние стока наносов на русловые процессы на разных структурных уровнях речной системы

5 Установлены географические закономерности изменчивости характеристик стока влекомых наносов и их отражения в морфодинамике русел рек, протекающих в разных природных условиях

Основные защищаемые положения:

1 Для русел рек ряда речных бассейнов России установлены географические закономерности изменения характеристик стока взвешенных и влекомых наносов и соотношений между ними Доля стока влекомых наносов в полном стоке речных наносов увеличивается с юга на север, от степной зоны к таежной в соответствии со снижением бассейновой и увеличением русловой составляющих его формирования

2 Разнообразие морфодинамических типов русел обусловлено при прочих равных условиях различиями в величине стока наносов и соотношении в нем взвешенной и влекомой составляющих Сток руслообразующих наносов, его соотношение с транспортирующей способностью потока, а также доля влекомых наносов в общем стоке руслообразующих наносов оказывает существенное влияние на формирование русла того или иного морфодинамического типа

3 Величина стока наносов влияет на морфометрические характеристики русла Установлено, что показатели В Г Глушкова, К В Гришанина зависят от величины стока руслообразующих наносов

Практическое значение работы. Установление соотношений между морфометрическими и морфологическими характеристиками русла и характеристиками стока наносов позволит решить многие задачи формирования и трансформации русел рек того или иного морфодинамического типа, определять границы их изменений под влиянием антропогенных воздействий, а также в условиях глобальных изменений природной среды и климата, приводящих к сокращению или увеличению стока наносов, более обоснованно подходить к проблеме регулирования русел для различных отраслей экономики

Результаты исследований важны для повышения надежности прогнозов русловых деформаций при водохозяйственном и транспортном использовании рек, строительстве инженерных объектов на берегах, прокладке коммуникаций через реки и т д , а также в связи с актуальной проблемой обеспечения безопасности населения, хозяйства и природных экосистем при опасных проявлениях русловых процессов

Исследования выполнялись по грантам РФФИ № 03-05-64302 и № 06-0564293 и гранту президента РФ для поддержки ведущих научных школ (проекты НШ-1443 2003 5 и НШ-4884 2006 5)

Апробация работы. Результаты исследований доложены на XX пленарном межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г Ульяновск, сентябрь 2005 г), на VI семинаре

молодых ученых ВУЗов по эрозионным и русловым процессам (г Волгоград, апрель 2006 г) и на научном семинаре кафедры гидрологии суши МГУ (май 2006)

Итоги исследований опубликованы в 4 публикациях, в том числе одной статье в рецензируемом журнале «Геоморфология» по перечню ВАКа В печать сдана статья в рецензируемый журнал «Вестник МГУ Серия 5 География» по перечню ВАКа, а также тезисы и текст доклада на X международном симпозиуме по речным наносам (10-Й1 ККБ)

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы Общий объем диссертации составляет 140 страниц печатного текста, включая 23 рисунка и 13 таблиц Список литературы содержит 97 наименований

Автор искренне благодарен своему научному руководителю профессору Р С Чалову за поддержку и постоянное внимание в процессе создания работы, заведующему кафедрой гидрологии суши профессору Н И Алексеевскому, а также сотрудникам кафедры гидрологии суши и НИЛ эрозии почв и русловых процессов за оказанную помощь в проведении исследований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В главе 1 рассматриваются история и задачи исследования взаимосвязи стока наносов и русловых процессов В М Лохтин, один из основателей современного русловедения, рассматривал сток наносов как независимый фактор русловых процессов, полагая, что величина стока наносов, наряду с водностью реки и мощностью потока, определяет морфологию русла, приспосабливающегося к поступающим извне «засорениям» (наносам) Большой вклад в изучение стока наносов внесен Г В Лопатиным [1952], Г И Шамовым [1955], А В Ка-раушевым [1977] А П Дедков и В И Мозжерин [1984] выполнили глобальный анализ стока взвешенных наносов и установили его связь с эрозионными процессами НС Знаменской [1968, 1976], было показано, что русловые процессы тесно связаны с грядовой формой перемещения влекомых наносов Она дала обстоятельный анализ механизма и форм грядового движения наносов и пока-

зала его роль в формировании речных русел Подробное исследование грядовой формы перемещения наносов было проведено Б Ф Снищенко и 3 Д Копалиа-ни Они предложили расчетные формулы для параметров гряд, скорости их смещения и на их основе - определения расхода донных наносов Н И Алексе-евский внес большой вклад в изучение стока влекомых наносов, влияния стока наносов на рельеф речного русла и продольный профиль реки [Алексеевский, 1998] Региональные закономерности в стоке влекомых наносов выявлены А Ф Мандычем (60-е годы) для горных и полугорных рек Кавказа Н Б Барышниковым исследовано влияние эффекта взаимодействия пойменных и русловых потоков на сток наносов в русле В последние 10-15 лет благодаря методике, предложенной Н И Алексеевским, появился ряд работ, в которых сделаны попытки увязать характеристики стока наносов с особенностями проявления русловых процессов [Чалов и др , 2000]

В главе 2 рассмотрены основные современные представления о речных наносах, источниках их поступления в реки, их стоке и его формам В настоящее время нет единого мнения о величине стока влекомых наносов и их доле в общем стоке наносов В зависимости от физико-географических и геолого-геоморфологических условий бассейна и долины реки, они изменяются в широких пределах До недавнего времени считалось, что расход влекомых наносов не превышает 5-10% [Карасев, 1975] Согласно обобщению, выполненному 3 Д Копалиани [1985], на равнинных реках отношение расхода донных наносов к общему расходу речных наносов составляет, как правило, 1-3% (редко 10%) и изменяется от 15 до 70% лишь на горных реках Однако эти оценки часто не совпадают с данными, полученными на основе анализа динамики перекатов, смещения побочней, занесения землечерпательных прорезей и русловых карьеров Согласно новейшим данным [Алабян и др , 1992, Русловые процессы , 1996, Алексеевский и др , 1996, Чалов и др 2000, Чалов, Лю Шугуан, 2005], доля влекомых наносов на равнинных реках может изменяться в значительно более широком диапазоне К подобным выводам также пришел 3 Бабиньский [1982], исследовавший сток наносов и русловые процессы на Висле (Польша)

В связи с тем, что отсутствуют надежные приборы и система регулярных измерений расходов влекомых наносов, нет и общепринятых методик для их определения Это приводит к низкой точности и большой сложности проводимых измерений Поэтому большое значение приобретают расчетные методы, позволяющие определять расход влекомых наносов по другим характеристикам потока Существуют различные подходы к задаче вычисления расхода влекомых наносов На равнинных реках с грядовой формой рельефа дна определение расхода влекомых наносов можно производить по данным о параметрах гряд Однако их измерение трудоемко, сложно и требует больших затрат времени Поэтому данные о грядовом движении наносов на большинстве рек отсутствуют В связи с этим были предложены расчетные методы определения параметров гряд и скоростей их смещения Наиболее разработанной и пригодной для практического применения является методика, предложенная Н И Алексеев-ским [1998] Она позволяет определять высоту и скорость смещения гряд разных размеров по статистическим зависимостям от порядка реки, учитывая внутригодовую неоднородность водного стока Эффективность расчёта параметров гряд по данной методике подтверждена рядом специальных исследований, выполненных как ее автором, так и другими специалистами

В главе 3 сток наносов рассматривается как фактор руслоформирования В ряду таких факторов сток наносов занимает двойственное положение С одной стороны, количество и состав наносов, поступающих с площади речного бассейна, не зависит от состояния русловой системы и является по отношению к ней внешним фактором С другой стороны, поступление наносов в поток возможно и непосредственно из русловых отложений, являющихся результатом предшествующих состояний русловой системы, либо от размыва поймы и та коренных пород, слагающих дно и берега реки В этом отношении сток наносов является функцией водного стока и руслового режима реки

Несовпадение фактического и предельно возможного стока наносов приводит к возникновению направленного массообмена между транзитным потоком наносов и речными отложениями (размыву или аккумуляции), в процессе

которого система "поток-русло" стремится, в конечном счете, к равновесию между поступлением наносов и их транспортом Формирование русла «автоматически» регулируется через транспортирующую способность потока (по Н И Маккавееву), определяемую характеристиками как самого потока, так и переносимых им наносов

Сток наносов большинства рек неоднороден Слагающие его компоненты различаются по своему генезису (бассейновые - русловые), форме транспорта (взвешенные, влекомые), скорости перемещения и роли в русловых процессах (руслообразующие - транзитные) Основная часть руслообразующих наносов перемещается во влекомой форме (в виде донных гряд) Влекомые наносы полностью являются руслообразующими и, соответственно формируют все аккумулятивные формы руслового рельефа Взвешенные наносы являются большей частью транзитными и аккумулируются в основном на пойме, их влияние на формирование речного русла существенно слабее

Соотношение между составляющими стока наносов весьма изменчиво При малой мутности воды взвешенные наносы в основном являются транзитными, и ведущая роль в процессах формирования русла принадлежит влекомым наносам В этих условиях т е транспортирующая способность потока реализуется в основном за счет стока влекомых наносов При большой мутности взвешенные наносы становятся руслообразующими и Игтр~¡Уц [Чалов, Лю Шугуан, 2005]

Доля влекомых наносов в общем стоке (1Уа/1У) зависит в близких географических условиях от площади водосбора или порядка реки В гумидных областях с лесной растительностью и слабо нарушенным растительным покровом (например, в бассейне Северной Двины или равнинной части бассейна Оби) для рек низких порядков, имеющих малую площадь водосбора, преобладает влекомая компонента стока наносов Это вызвано тем, что на реках низких порядков преимущественно развивается глубинная эрозия, поскольку водосбор этих рек не обеспечивает поступление достаточного количества взвешенных наносов [Чалов, Резников, 2005, Чалов, Лю Шугуан, 2005] По мере нарастания площади

водосбора роль транзитной бассейновой составляющей стока наносов возрастает Также возрастает доля взвешенных наносов в стоке по мере аридизации климата, в степной зоне (например, на реках бассейна нижней Волги, Алтая) и районах с интенсивным сельскохозяйственным использованием земель [Дедков, Мозжерин, 1998]

Сток наносов оказывает неодинаковое влияние на формирование русла на разных структурных уровнях проявлений русловых процессов Можно выделять уровень речного бассейна и продольного профиля реки в целом, морфоди-намически однородного участка речного русла, конкретной формы русла или группы форм (излучина, серия излучин, узел разветвления), русловых гряд В основе влияния стока наносов на продольный профиль реки лежит принцип Ле-Шателье, устанавливающий, что внешнее воздействие на систему порождает в системе процессы, стремящиеся ослабить эффект воздействия Действие этого принципа проявляется в том, что изменение стока наносов вызывает изменения гидравлических и морфометрических характеристик потока и русла при сохранении условий переноса наносов

Для сравнения стока влекомых наносов рек различных порядков принято соотношение, выражающее среднегодовую концентрацию влекомых наносов в русле где С7 - среднегодовой расход влекомых наносов, <2 - среднего-

довой расход воды

Скорость смещения форм руслового рельефа (побочней, русловых гряд) обратно пропорциональна коэффициенту устойчивости русла В М Лохтина [Беркович, 2005] Она является показателем интенсивности транспорта влекомого материала в русле На реках бассейнов Северной Двины, Волги, верхней и средней Оби, Лены и Яны для русел с большей среднегодовой концентрацией влекомых наносов характерна меньшая стабильность русловых отложений, т е между этими характеристиками наблюдается обратная зависимость (рис 1 А) Это объясняется тем, что увеличение устойчивости русла снижает подвижность руслообразующих наносов, уменьшая тем самым расход влекомых наносов и их концентрацию и обеспечивая их консервацию в виде речных отложений

0 01

0 1 5„„, кг/м3 О 01

О 1 5 , кг/м3

Рис 1 Корреляция среднегодовой концентрации влекомых наносов с коэффициентом стабильности Лохтина Л=сШ (А) и гидроморфологическим параметром Глушкова Г=В°5/И (Б) (с1 - крупность наносов, / - уклон, В - ширина русла, /г -глубина)

Величина стока наносов, соотношение в нем влекомой и взвешенной составляющих определяет форму поперечного сечения русла и его гидролого-морфологические параметры Первым параметром, выражавшим морфометри-ческие особенности сечения русла, его относительную ширину был параметр В Г Глушкова Г = В0 5//г, где В - ширина русла, И - средняя глубина Собственно гидролого-морфологический параметр, учитывающий зависимость поперечного сечения русла от водности потока был предложен К И Гришаниным М = к^В)0 25/2°5 (здесь g - ускорение свободного падения, <2 - среднегодовой расход воды), представляющий безразмерную относительную глубину потока К В Гришаниным предложены критериальные значения М при 0,75<А/<1,05 русло гидравлически стабильно, пропускная способность русла соответствует расходу воды При М<0,75 пропускная способность русла недостаточна, в связи с чем преобладает размыв русла (транспортирующая способность избыточна), при М> 1,05 русло переуглублено, преобладает аккумуляция наносов

Для оценки влияния сгока наносов на форму и размеры русла реки, проведен анализ связи характеристики .уВ1 и формы сечения русел Зависимость прямая (рис 1 Б), коэффициент корреляции равен 0,7 Рост параметра Г при возрастании ¿у, может быть связан с увеличением «перекатности» русла, его относительным обмелением по мере увеличения количества перемещаемых

рекой влекомых наносов Напротив, уменьшение концентрации влекомых наносов в русле приводит к относительному углублению русла Аналогичные результаты получены при анализе связи 5ВЛ и удельной (на единицу длины русла) мощности потока для рек с различной величиной параметра М При одной и той же мощности потока русла рек с низкими значениями параметра М (менее 0,75), т е имеющие малую относительную глубину и врезающиеся, формируются при большей среднегодовой концентрации влекомых наносов, чем русла рек с высокими значениями М

В главе 4 рассматриваются морфодинамические типы русел как функция стока наносов и его составляющих Сток наносов, как один из активных факторов руслообразования, отражается в морфологии и динамике русел, поскольку в основе возникновения и развития форм русел лежит перемещение наносов в виде различных грядовых образований В свою очередь, сток наносов определяется во многом теми же причинами, которые формируют тот или иной тип русла, то есть водностью потока и его гидрологическим режимом, геолого-геоморфологическими условиями, характером и интенсивностью русловых деформаций Поэтому связь морфодинамического типа русла и стока наносов не может быть однозначной

Соотношение стока взвешенных и влекомых наносов определяет в конкретных природных условиях развитие русел того или иного морфодинамического типа и интенсивность их переформирований На реках 1-2 порядков при общем малом стоке наносов преобладают прямолинейные неразветвленные русла, отличающиеся относительной устойчивостью Малые и средние реки в основном меандрируют На больших реках, чем больше сток влекомых наносов, тем сложнее свойственные им разветвления

Среднегодовая концентрация влекомых наносов ($В1=(7/42), наряду с мощностью потока (Р=(2ф1д, <2ф - среднемаксимальный расход воды, /д — уклон дна долины), определяет область существования русел определенного морфодинамического типа (рис 2 А) Для неразветвленных русел (меандрирующих, относительно прямолинейных и русел с прорванными излучинами) характерна

обратная связь концентрации влекомых наносов и мощности потока (увл~Р'1) На реках с разветвленным руслом увеличение мощности потока сопровождается слабым увеличением среднегодовой концентрации влекомых наносов Поэтому по мере увеличения мощности потока различие значений у разветвленных и меандрирующих русел увеличивается Такое различие между разветвленными и неразветвленными руслами вызвано качественным отличием русел этих двух типов, которое затрагивает не форму русла (как в случае меандрирующих с разной степенью развитости и относительно прямолинейных русел), а структурную организацию потока Различия между разными видами не-разветвленных русел не столь существенны, поскольку варьирует только форма русла, а для меандрирующих русел - степень развитости излучин

Рис 2 Связь среднегодовой концентрации влекомых наносов явл и удельной мощности потока для русел различных типов. Типы русел 1 - врезанные, 2 -меандрирующие, 3 - относительно прямолинейные неразветвленные, 4 - с прорванными излучинами, 5 - разветвленные Линии связи 6 -меандрирующие, 7 - разветвленные, 8 - верхняя огибающая поля точек относительно прямолинейных неразветвленных русел

По современным представлениям прямолинейное движение потока неустойчиво, поэтому для его закрепления в форме русла необходимы особые условия Такими условиями являются 1) малый сток руслообразующих наносов, 2) большая подвижность побочней и осередков, обсыхающих в меженный период, связанная с низкой устойчивостью русловых отложений, 3) абсолютное преобладание взвешенной составляющей стока наносов в периоды увеличения

водности [Чалов, 1979] Другие морфодинамические типы широкопойменных русел - меандрирующее и разветвленное - могут существовать только при достаточно большой величине стока влекомых наносов, поскольку их формирование связано с грядовой формой движения наносов и зависит от размеров и скорости перемещения гряд Проведенное исследование показало (рис 2 Б), что для прямолинейных русел характерна в среднем меньшая концентрация влекомых наносов, чем для русел меандрирующих при одинаковой мощности потока Относительно прямолинейные неразветвленные русла формируются при малых значениях произведения .чк„РА

Меандрирование (образование сегментных и петлеобразных излучин) в условиях свободного развития русловых деформаций является наиболее распространенным типом русла, поэтому важно определить влияние стока наносов на меандрирующие русла Установлено [Чалов, Алабян и др, 1998], что меанд-рирующие русла соответствуют пониженной удельной мощности потоков При этом в меандрирующем русле резко возрастают темпы размыва берегов в связи с особенностями структуры потока на излучинах и характером перемещения макроформ руслового рельефа Скорость движения побочней замедляется, и появляются участки длительно и направленного размыва поймы и коренных берегов реки В результате в поток поступает дополнительное количество раз-нофракционного материала, объем которого тесно связан с особенностями горизонтальных деформаций

При уменьшении мощности потока и, следовательно, его транспортирующей способности, нафуженность потока наносами остается неизменной Это порождает «дисбаланс», «дисимметрию» русловой системы и вызывает аккумуляцию транспортируемого материала, его «депонирование» в пойменные отложения Транспорт материала, отложенного рекой вследствие формирования поймы и перемещаемого в процессе смещения ее массивов, замедлен по сравнению с транспортом наносов в русле В результате, можно рассматривать формирование потоком излучин как реакцию русловой системы на уменьшение мощности потока (водности или уклона) при неизменном поступлении наносов

В зависимости от величины и структуры стока наносов могут формироваться извилистые русла различных типов По мнению Р С Чалова [1997], преобладание в общем стоке наносов влекомой компоненты приводит к возникновению более развитых излучин, имеющих большую крутизну и широкие прирусловые отмели, преобладание взвешенных наносов не способствует развитию формы излучин Использование данных о распространении сегментных излучин различной степени развитости на меандрирующих реках бассейна Оби, а также Оке, Белой, Вычегде, Сысоле и Вилюе позволило выявить связь морфологических характеристик меандрирующих русел с характеристиками стока наносов При малом модуле стока взвешенных наносов (М$<10 т/км2 в год) распространенность пологих излучин (l/L< 1,4 - здесь / -длина, L - шаг излучин) в среднем примерно на 20% выше, чем развитых (1,4<//Z<1,7, рис 3 А) По мере увеличения нагрузки потока наносами возрастает доля развитых излучин, а доля пологих, соответственно, сокращается Для рек с величиной модуля стока взвешенных наносов более 10 т/км2 в год, т е рек, на водосборах которых более интенсивно развиты процессы эрозии, доля развитых излучин приближается к доле пологих и составляет примерно 35-45% от общей длины сегментных

А, % 8060 40200

М„т/(км2 год)

, кг/м3

Рис 3 Изменение доли А (в процентах) сегментных излучин различных типов в зависимости А - от модуля стока взвешенных наносов, Б - от среднегодовой концентрации влекомых наносов Излучины 1 — пологие, 2 - развитые, 3 - крутые, линии тренда 4 - пологие, 5 - развитые

Близкую, но более выраженную картину демонстрирует график (рис 3 Б),

на котором распространенность различных видов сегментных излучин связана со среднегодовой концентрацией влекомых наносов Для Вилюя, нагрузка потока которого влекомыми наносами менее 0,01 кг/м3, характерно подавляющее преобладание пологих излучин (примерно 80% всех сегментных излучин) По мере увеличения концентрации влекомых наносов соотношение доли пологих и развитых излучин уменьшается, составляя примерно 50% пологих при 30% развитых На реке Песчаной (бассейн Оби) при нагрузке потока влекомыми наносами более 0,1 кг/м3 наблюдается преобладание развитых излучин (более 50%)

Таким образом, между степенью развитости излучин и характеристиками стока наносов обнаруживается достаточно четкая связь При этом на изменения характеристик стока наносов реагируют излучины со степенью развитости //¿<1,7 (пологие и развитые) Дочя крутых сегментных излучин (//¿>1,7) не связана ни с одной из рассматриваемых характеристик стока наносов Это объясняется, вероятно, тем, что излучины этого типа встречаются значительно реже, поэтому показатели их распространенности статистически неустойчивы Кроме того, крутые сегментные излучины являются предельной стадией развития сегментных излучин и переходной ступенью к излучинам других типов (петлеобразным, прорванным, синусоидальным), поэтому на их формирование влияют несколько иные факторы, роль которых в формировании сегментных излучин других стадий развития невелика Однако достаточно четкая связь извилистости русла с характеристиками стока наносов выявляется только для протяженных участков русел На более коротких участках возрастает статистическая неустойчивость показателей развитости излучин, возрастает роль случайных факторов в формировании излучин сужений и расширений дна речной долины, влияние притоков, коренных берегов, взаимодействия пойменного и руслового потоков в половодье и т д

Разветвленные русла образуют вторую по величине группу среди рассмотренных рек Для них характерны очень высокие значения водности (Лена, Алдан, Обь, Северная Двина) или уклона (Катунь, Бия) В целом разветвления характерны для рек высоких порядков Разветвленные русла характеризуются

сильной распласганностью потока

Известно, что одной из основных причин формирования разветвлений, являются повышенная величина стока наносов и преобладание процессов аккумуляции на участке русла Поэтому разветвления характерны для устьевых областей рек, где активно протекает аккумуляция наносов Русловые разветвления возникают, когда поток перегружен влекомыми наносами, те когда нагрузка потока транспортируемым материалом превышает его транспортирующую способность (например, при выходе реки с гор на равнину, где имеет место массовый переход взвешенных наносов во влекомые вследствие уменьшения скоростей течения) Вероятно возникновение разветвлений на участках с резким увеличением поступления наносов в русло главной реки из притоков Другой причиной формирования разветвленного русла является слабая устойчивость берегов и русловых отложений при относительно низкой транспортирующей способности потока, что приводит к образованию гряд в виде осеред-ков Равнинные реки с неустойчивым руслом, как правило, не имеют излучин, поскольку последние быстро разрушаются при блуждании динамической оси потока в пределах широкого русла Крайним по интенсивности проявлением русловых разветвлений является блуждание самого русла, которое наблюдается при одинаковой подвижности грунта, слагающего дно и берега реки

Анализ данных по исследуемым бассейнам показал, что реки с разветвленными руслами характеризуются более низкой (чем реки с руслами других типов) транспортирующей способностью в отношении руслообразующих наносов Это приводит к тому, что на участках рек с разветвлениями доля руслообразующих наносов, перемещаемых в течение года во взвешенном состоянии ниже, чем на участках неразветвленного русла Для разветвленных русел в среднем характерна большая среднегодовая концентрация влекомых наносов по сравнению с меандрирующими руслами при равной мощности потока (рис 2 А)

В главе 5 анализируются географические особенности проявлений стока наносов и его характеристик в морфологии и динамике речных русел на приме-

ре рек бассейна Северной Двины Сток наносов изменяется в зависимости от географических условий, в большей степени, чем водный сток, и в зависимости как от водного стока, так и от общей климатической и геолого-геоморфологической ситуации Поэтому реки, несмотря на универсальность законов гидромеханики, обуславливающих образование вполне определенных форм русла и руслового рельефа, отличаются по своему русловому режиму, т е совокупности характерных изменений русел, свойственных каждой географо-гидрологической зоне Выбор объекта исследований (реки бассейна Северной Двины) определяется практически абсолютной ненарушенностью природных факторов русловых процессов, что обусловливает "чистоту" получаемых выводов

Большинство широкопойменных рек бассейна меандрирует Соответственно условиям прохождения русло формирующего расхода <2ф (отсутствие или малая обеспеченность верхнего интервала) на меандрирующих участках Юга, Сухоны, верхней Вычегды, Пинеги преобладают петлеобразные излучины, в среднем и нижнем течении Вычегды излучины имеют сегментную форму, много прорванных излучин На Северной Двине ниже слияния с Вычегдой широкопойменное русло почти полностью разветвленное, выше по течению преобладает прямолинейное неразвегвленное русло На нижней Вычегде простые сопряженные и одиночные разветвления приурочены к участкам с односторонней поймой Наличие трудноразмываемых коренных берегов обусловливает заметную долю на всех реках вынужденных и адаптированных излучин, образующихся там, где русло подходит к этим берегам Врезанное русло Северной Двины часто разветвленное, на других реках в условиях ограниченного развития русловых деформаций преобладают врезанные излучины

Для учета стока наносов как фактора русловых процессов были построены графики «мутность (5) ~ удельная мощность потока (<2Г)» и «концентрация влекомых наносов (.?„-,) ~ удельная мощность потока (()1)» (рис 4) Анализ графиков позволяет говорить, что при одних и тех же значениях мощности потока различия в стоке наносов (в наибольшей степени влекомых) приводят к форми-

рованию разных типов русла Для прямолинейных неразветвленных русел при равной мощности характерен более низкий сток влекомых наносов, чем на реках с меандрирующим руслом На диаграмме в этом же поле располагаются вынужденные и адаптированные излучины, а также врезанные русла и прорванные излучины Для свободно меандрирующих рек свойственны более высокие значения $вл Характерно, что разветвленные русла в поле диаграммы д'вл ~ QI отвечают, с одной стороны, наибольшей мощности потока, с другой - пониженным значениям 5ВЛ Пограничную область между прямолинейным и разветвленным руслом занимают прорванные излучины Они представляют собой специфическую форму разветвлений, возникающую при спрямлении излучины

5, КГ/м3 О 1 -

001 -

в в

<г>

, кг/м3

О 1

0 01 -

+ +

¿Ъ ++

+ 1 о 2

• 3

* 4 Я 5

А+ О

100

1000 £?/

юоо <21

Рис 4 Соотношение удельной мощности потока со среднегодовой мутностью (А) и концентрацией влекомых наносов (Б) для русел различных морфодина-мических типов Типы русел 1 - врезанные, 2 - меандрирующие, 3 - относительно прямолинейные неразветвленные, 4 - с прорванными излучинами, 5 -разветвленные

Менее ясной и более сложной выглядит роль в развитии того или иного типа русла соотношения взвешенных и влекомых наносов На меандрирующих реках большие значения 1¥с/1¥к соответствуют формированию наиболее крутых излучин петлеобразной формы Максимальное значение 1Ус/ на Северной Двине (трехкратное превышение) соответствует развитию разветвлений во врезанном русле (г п Звоз)

Таким образом, наименьшие значения произведения характерны для относительно прямолинейных неразветвленных русел, более высокие - для

прорванных излучин, еще более высокие - для свободно меандрирующих и разветвленных русел В отношении взвешенных наносов ситуация несколько иная наибольшие значения произведения $()1 характерны для рек с разветвленным руслом и с прорванными излучинами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Устойчивость русла (выраженная коэффициентом стабильности Лохтина) и концентрация влекомых наносов связаны обратной зависимостью увеличение последней вызывает снижение первой

2 Величина стока наносов влияет на морфометрию русла Гидролго-морфологические характеристики русла (в частности, параметры В Г Глушко-ва, К В Гришанина и др) зависят от величины стока руслообразующих наносов Значения параметра В Г Глушкова Г увеличиваются при увеличении среднегодовой концентрации влекомых наносов, что может быть связано с увеличением «перекатности» русла, его относительным обмелением при росте количества перемещаемых рекой донных наносов

3 Произведение среднегодовой концентрации влекомых наносов и мощности потока 5В ,Р (где Р==()чакс1д, (Змакс — среднемаксимальный расход воды, 1Д — уклон дна речной долины) или коррелирующее с ним произведение 67Я (где С -среднегодовой расход наносов) связаны с гидролого-морфологическим параметром К В Гришанина М=11^В), 4(У1'\ характеризующим гидравлическую стабильность и транспортирующую способность русел Для рек с высокими значениями ал характерна величина А/<0,75, что соответствует преобладанию эрозии, с низкими значениями - М< 1,05, преобладание аккумуляции наносов При этом для русел рек с близкими значениями показателя М большая мощность потока соответствует низким увт, а малая мощность - высоким 5ВП

4 В зависимости от соотношения мощности потока Р и среднегодовой концентрации влекомых наносов ¿•вл, формируется русло того или иного морфоди-намического типа Для прямолинейных русел характерна в среднем меньшая, а для разветвленных - большая концентрация влекомых наносов, чем для русел меандрирующих при одинаковой мощности потока

5 Для всех типов неразветвленных русел (меандрирующих, относительно прямолинейных, неразветвленных и русел с прорванными излучинами) характерна обратная связь концентрации влекомых наносов и мощности Для разветвленных русел увеличение мощности потока сопровождается слабым увеличением среднегодовой концентрации влекомых наносов Поэтому по мере увеличения мощности потока различие значений характеристики 5ВЛ разветвленных и меандрирующих русел увеличивается

6 Степень развитости излучин зависит от характеристик стока наносов, причем в наибольшей мере — влекомых Увеличение модуля стока взвешенных наносов или концентрации влекомых наносов сопровождается увеличением доли развитых сегментных излучин (1,4<//£<1,7) и уменьшением доли пологих сегментных излучин (//К 1,4) Зависимость доли излучин других типов (//£>1,7) от характеристик стока наносов выявить не удалось

7 Для рек ряда речных бассейнов России установлены географические закономерности изменения характеристик стока взвешенных и влекомых наносов и соотношений между ними Доля стока влекомых наносов в полном стоке речных наносов увеличивается с юга на север, от степной зоны к таежной в соответствии со снижением бассейновой и увеличением русловой составляющих его формирования

Основные публикации по теме диссертации:

1 Чалое Р С, Резников ПН Сток наносов и условия формирования русел на реках бассейна Северной Двины // Геоморфология 2005 №2. С 73-85

2 Резников П Н Сток наносов и его влияние на морфодинамику речных русел // Вестник МГУ, Сер 5,2007, №5 (в печати)

3 Резников ПН Влияние стока наносов и транспортирующей способности потока на морфодинамику речных русел // XX пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г Ульяновск, 13-15 октября 2005 г) Доклады и краткие сообщения Ульяновск 2005 С 240-242

4 Резников ПН Влияние стока наносов на гидролого-морфологические характеристики русел рек // Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов М Изд-во МГУ 2006 С 194-201

5 Резников ПН Влияние стока наносов на морфодинамику речных русел // XXI пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г Чебоксары, 2006 г) Доклады и краткие сообщения Чебоксары 2006 С 177-179

Подписано в печать 05 04 2007 Формат 60x88 1/16 Объем 1.5 п л Тираж 115 экз Заказ № 623 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119992 г Москва, Ленинские горы, д 1 Главное здание МГУ, к А-102

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Резников, Павел Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ СТОКА НАНОСОВ И РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ.И

1.1. Развитие представлений о стоке наносов как факторе русловых процессов.

1.2. Морфодинамическая классификация русел рек.

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РЕЧНЫХ НАНОСАХ И ИХ СТОКЕ.

2.1. Поступление наносов в поток и формы транспорта наносов.

2.1.1. Формирование и состав речных наносов. Источники поступления наносов в поток. Русловые и нерусловые наносы

2.1.2. Формы транспорта наносов. Гидродинамическая классификация наносов; взвешенные и влекомые наносы.

2.1.3. Грядовое движение наносов.

2.2. Сток взвешенных наносов.

2.3. Сток влекомых наносов и методы его определения.

2.3.1. Доля стока влекомой составляющей в общем стоке наносов

2.3.2. Анализ расчётных формул для вычисления стока влекомых наносов.

2.3.3. Определение расхода влекомых наносов по параметрам донных гряд. Методика Н.И. Алексеевского.

2.4. Транспортирующая способность потока.

2.4.1. Транспортирующая способность потока и её отличие от стока наносов.

2.4.2. Способы расчета транспортирующей способности потока.

2.5. Внутригодовая и межгодовая изменчивость стока наносов.

ГЛАВА 3. СТОК НАНОСОВ КАК ФАКТОР РУСЛОФОРМИРОВАНИЯ.

3.1. Основные характеристики стока наносов, влияющие на руслоформирование, и механизм влияния.

3.1.1. Двойственная природа стока наносов как фактора руслообразования.

3.1.2. Русловые деформации.

3.1.3. Реализация транспортирующей способности потока как причина русловых деформаций. Относительная транспортирующая способность, её проявление в морфодинамике речных русел.

3.1.4. Соотношение влекомых и взвешенных наносов в общем стоке наносов как фактор русловых процессов. Устойчивость русловых отложений и сток наносов.

3.1.5. Концентрация влекомых наносов в потоке.

3.2. Структурные уровни взаимодействия стока наносов и русловой системы.

3.2.1. Влияние стока наносов на формирование продольного профиля реки.

3.2.2. Влияние наносов на формирование речной поймы.

3.2.3. Сток наносов и устойчивость русловых отложений. Связь характеристик стока наносов и параметров устойчивости.

3.2.4. Влияние стока наносов на морфометрические характеристики и гидролого-морфологические параметры речного потока.

ГЛАВА 4. МОРФОДИНАМИЧЕСКИЕ ТИПЫ РУСЕЛ КАК ФУНКЦИЯ СТОКА НАНОСОВ И ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИХ.

4.1. Общие положения.

4.2. Характеристики стока наносов и условия формирования русел рек различных типов.

4.3. Прямолинейные русла.

4.4. Меандрирующие русла.

4.5. Разветвленные русла.

ГЛАВА 5. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЙ СТОКА НАНОСОВ В МОРФОЛОГИИ И ДИНАМИКЕ РЕЧНЫХ РУСЕЛ НА ПРИМЕРЕ РЕК БАССЕЙНА СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ.

5.1. Сток наносов.

5.2. Руслоформирующие расходы воды.

5.3. Морфодинамические типы русел, их распространение и условия формирования.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сток наносов и его проявления в морфодинамике речных русел"

Актуальность исследования. Большинством современных исследователей постулируется важнейшая роль стока наносов в формировании речного русла. Однако в связи с отсутствием регулярных сетевых наблюдений за стоком влекомых наносов реальные механизмы влияния стока наносов на морфодинамику русла исследовались мало. Данная работа предназначена восполнить этот пробел, учитывая современные достижения в области изучения стока речных наносов.

Обычно в русловедении (теории русловых процессов) изучение стока наносов сводится к оценке структуры грядовых форм их движения и морфологии связанного с ними рельефа речного русла, а также вертикальных деформаций (врезание/аккумуляция) как случае нарушения баланса наносов на участке реки. Выявление связей характеристик речного русла в целом и его деформаций от величины и режима стока наносов обычно проводится на качественном уровне. Отсутствуют модели, описывающие их зависимости типа «параметр русла - показатель стока наносов», либо в их разработке сделаны первые шаги. Тем не менее, установление этих соотношений позволит решить многие задачи формирования и трансформации русел рек того или иного морфодинамического типа, уточнить границы их изменений под влиянием антропогенных воздействий, приводящих сокращению/увеличению стока наносов, более обоснованно подходить к проблеме регулирования русел для различных отраслей экономики.

Целью диссертационной работы является выявление основных особенностей и закономерностей стока наносов, в том числе влекомых, как фактора русловых процессов на реках России (на примере рек бассейнов Волги, Северной Двины, Оби и рек Северо-Востока) и их проявлений в морфодинамике речных русел. Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач-.

1. Определение стока влекомых наносов (на основе современных методов расчёта, основывающихся на изучении грядовых форм их движения) и его различий в разных условиях, его соотношения со стоком взвешенных наносов и общим стоком наносов.

2. Определение соотношения транспортирующей способности потока исследуемых рек со стоком взвешенных и влекомых наносов.

3. Выявление различий в морфологии и динамике, морфометрических и морфологических характеристиках русел рек России, отличающихся по величине стока наносов и его составляющих.

4. Получение и анализ зависимостей, связывающих характеристики стока наносов и гидроморфологические характеристики русел.

5. Выявление особенностей влияния стока наносов на формирование русел разных морфодинамических типов.

6. Выявление и анализ географических закономерностей проявлений стока наносов в морфодинамике русел равнинных рек (на примере рек бассейна Северной Двины).

Теоретическая и методологическая база исследований. Теоретической основой исследования послужили положения и современные разработки ведущих отечественных ученых — родоначальников и последователей морфодинамического и гидролого-морфологического направлений в учении о русловых процессах. В их числе - труды Н.И. Маккавеева, Н.Е. Кондратьева, И.В. Попова, Б.Ф. Снищенко, Н.Б. Барышникова, P.C. Чалова, Н.И. Алексеевского, K.M. Берковича, а также многих других исследователей, занимающихся изучением стока наносов и морфодинамики русел рек и их взаимосвязи.

Методика исследований и информационная база. Исследования выполнены на основе обобщений данных наблюдений на реках. Использованы многочисленные литературные источники по теме работы, различные картографические материалы (крупномасштабные топографические и лоцманские карты), а также материалы научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева и собственные данные, полученные при проведении изысканий на реках Лене, Северной Двине.

Таблица 1. Количество исследованных гидрологических постов и их освещенность информацией о стоке наносов и морфологии русла

Наличие данных

Бассейн Общее число постов 0 морфометри и русла о стоке влекомых наносов о составе руслообразу ющих наносов Полная освещенност! данными

Волга 90 83 78 33 33

В том числе верхняя Волга 31 29 27 12 12

Ока 14 12 10 9 9

Кама 21 18 18 3 3 нижняя Волга 24 24 23 9 9

Северная Двина 28 18 28 17 13

Обь 23 22 23 13 13

Лена 31 17 17 13 9

Яна 4 2 2 3 1

Все бассейны 181 141 148 80 69

Таблица 2. Типы русел исследованных рек и их распространение

Бассейн Всего широкопой менных1 Си я HN ^ & К 3 я ей о <ц 35 Разветвлен ных2 и X S гч 4 х О 3 5 X К 5Я Си П Прорванны х излучин 2 Врезанных 1

Волга 87 55 4 26 15 13

В том числе верхняя Волга Ока Кама нижняя Волга 77 86 86 100 38 58 44 79 17 38 42 28 4 25 11 17 23 14 14

Северная Двина 57 44 25 19 13 43

Обь 100 61 39

Лена 68 62 38 32

Яна 100 25 50 25

Все бассейны 81 55 19 16 10 19

Примечания: 1 - процент от общего числа участков; 2 - процент от широкопойменных

Статистическая обработка данных из справочников Водного кадастра использовалась при построении корреляционных зависимостей между морфометрическими и гидролого-морфологическими параметрами с одной стороны и характеристиками стока наносов с другой. Определение стока влекомых наносов осуществлялось по методике Н.И. Алексеевского. В основном рассматриваемые участки рек расположены в областях со свободными условиями развития русловых деформаций и имеют широкопойменное русло (81% от общего числа рассматриваемых участков). Среди широкопойменных русел 54% относится к меандрирующим, 20% - к разветвленным, 16% - к относительно прямолинейным, неразветвленным, 10% -к руслам с прорванными излучинами (табл. 2).

Научная новизна:

1. Впервые для нескольких крупных рек России и их притоков, протекающих в различных географических условиях, проведено сопоставление стока взвешенных и влекомых наносов, определено их соотношение с транспортирующей способностью потока. Для неизученных рек определены величины изменчивости стока влекомых наносов и установлены их географические закономерности.

2. Выявлено влияние характеристик стока наносов на морфометрию и морфодинамику русел равнинных рек, в частности, на гидролого-морфологические параметры русел В.Г. Глушкова, К.В. Гришанина, коэффициент устойчивости русла В.М. Лохтина.

3. Разработаны подходы к оценке влияния стока наносов на морфодинамику речных русел, определены условия формирования русел рек основных морфодинамических типов в зависимости от характеристик стока наносов. Установлено, что в зависимости от изменений этих характеристик меняются основные морфологические и морфодинамические параметры русел.

4. Определено влияние стока наносов на русловые процессы на разных структурных уровнях речной системы.

5. Установлены географические закономерности изменчивости характеристик стока влекомых наносов и их отражения в морфодинамике русел рек, протекающих в разных природных условиях.

Основные защищаемые положения:

1. Для русел рек ряда речных бассейнов России установлены географические закономерности изменения характеристик стока взвешенных и влекомых наносов и соотношений между ними. Доля стока влекомых наносов в полном стоке речных наносов увеличивается с юга на север, от степной зоны к таежной в соответствии со снижением бассейновой и увеличением русловой составляющих его формирования.

2. Разнообразие морфодинамических типов русел обусловлено при прочих равных условиях различиями в величине стока наносов и соотношении в нем взвешенной и влекомой составляющих. Сток руслообразующих наносов, его соотношение с транспортирующей способностью потока, а также доля влекомых наносов в общем стоке руслообразующих наносов оказывает существенное влияние на формирование русла того или иного морфодинамического типа.

3. Величина стока наносов влияет на морфометрические характеристики русла. Установлено, что показатели В.Г. Глушкова, К.В. Гришанина зависят от величины стока руслообразующих наносов.

Результаты исследований важны для повышения надежности прогнозов русловых деформаций при водохозяйственном и транспортном использовании рек, строительстве инженерных объектов на берегах, прокладке коммуникаций через реки и т.д., а также в связи с актуальной проблемой обеспечения безопасности населения, хозяйства и природных экосистем при опасных проявлениях русловых процессов.

Исследования выполнялись по грантам РФФИ № 03-05-64302 и № 06-0564293 и гранту президента РФ для поддержки ведущих научных школ (проекты НШ-1443.2003.5 и НШ-4884.2006.5).

Апробация работы. Результаты исследований доложены на XX пленарном межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Ульяновск, сентябрь 2005 г.), на VI семинаре молодых ученых ВУЗов по эрозионным и русловым процессам (г. Волгоград, апрель 2006 г.) и на научном семинаре кафедры гидрологии суши МГУ (май 2006).

Итоги исследований опубликованы в 4 публикациях, в том числе одной статье в рецензируемом журнале «Геоморфология» по перечню ВАКа. В печать сдана статья в рецензируемый журнал «Вестник МГУ. Серия 5. География» по перечню ВАКа, а также тезисы и текст доклада на X международном симпозиуме по речным наносам (10-th ISRS).

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 138 страницы печатного текста, включая 23 рисунка и 13 таблиц. Список литературы содержит 97 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Резников, Павел Николаевич

Выводы:

1. Среднегодовая нагрузка потока влекомыми наносами, наряду с мощностью потока, задает область существования русел определенного типа. В зависимости от их сочетания, т.е. от соотношения мощности потока (P=Q^IR, где £)ф - руслоформирующий расход воды, /д - уклон дна речной долины) и среднегодовой концентрации влекомых наносов формируется русло того или иного морфодинамического типа. Для прямолинейных русел характерна в среднем меньшая, а для разветвленных - большая концентрация влекомых наносов, чем для русел меандрирующих при одинаковой мощности потока.

2. Для всех типов неразветвленных русел (меандрирующих, относительно прямолинейных, неразветвленных и русел с прорванными излучинами, а также врезанных) характерна обратная связь концентрации влекомых наносов и мощности sm~Fx. Для разветвленных русел увеличение мощности потока сопровождается слабым увеличением среднегодовой концентрации влекомых наносов. Поэтому по мере увеличения мощности потока различие значений характеристики л-вл разветвленных и меандрирующих русел увеличивается.

3. Степень развитости излучин зависит от характеристик стока наносов, причем в наибольшей мере влекомых. Увеличение модуля стока взвешенных наносов или концентрации влекомых наносов сопровождается увеличением процента развитых сегментных излучин (1,4<//Z<1,7) и уменьшением процента пологих сегментных излучин (l/L< 1,4). Зависимость доли излучин других типов (l/L> 1,7) от характеристик стока наносов выявить не удалось.

В заключение необходимо сказать, что поскольку тип русла определяется сложным сочетанием, зачастую противоречивым, всех руслоформирующих факторов на каждой конкретной реке или отдельных ее участках, однозначное решение вопроса о причинах формирования того или иного типа русла практически невозможно. В каждом конкретном случае любой из этих факторов (водность реки, величина стока наносов, устойчивость русла, современные тектонические движения и т.д.) может быть главным, но придавать любому из них (и в том числе стоку наносов) универсальное значение было бы ошибочно.

ГЛАВА 5. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЙ СТОКА НАНОСОВ В МОРФОЛОГИИ И ДИНАМИКЕ РЕЧНЫХ РУСЕЛ НА ПРИМЕРЕ РЕК БАССЕЙНА СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ

Сток наносов на реках отличается значительной территориальной изменчивостью, обусловленной географическими условиями, в которых протекает та или иная река. Он изменяется в большей степени чем водный сток и в зависимости как от водного стока, так и от общей климатической и геоморфологической ситуации. На формирование стока наносов, их количество и состав, влияют климат, рельеф, геологическое строение и почвенно-растительный покров (рис. 3.3 на стр. 56, см также п. 2.1.1), т.е. явления, проявляющие географическую зональность своего распределения. Наиболее меняющимися факторами, определяющими сток наносов, являются климатические и связанные с ними почвенно-ботанические, зависящие от изменяющихся год от года метеорологических условий; они определяют состояние поверхности водосбора в отношении подготовленности ее к эрозии.

Географическая изменчивость стока наносов приводит к неодинаковым условиям формирования русел в различных физико-географических зонах (регионах). Поэтому реки, несмотря на универсальность законов гидромеханики, обуславливающих образование вполне определенных форм русла и руслового рельефа, отличаются по своему русловому режиму, т.е. совокупности характерных изменений русел, свойственных каждой географо-гидрологической зоне (или району) [Чалов, Алабян и др., 1998].

Наблюдаются также различия в пространственном распределении разных генетических составляющих стока наносов. Поскольку формирование бассейновой компоненты стока наносов определяется непосредственно физико-географическими условиями бассейна реки, а сток русловых наносов в значительной мере зависит от геолого-геоморфологического строения речной долины и водности реки, возникают многообразные сочетания этих двух основных компонент стока наносов, что в свою очередь сказывается на русловом режиме рек конкретных территорий.

Выбор объекта исследований (реки бассейна Северной Двины) определяется практически абсолютной ненарушенностью природных факторов русловых процессов, относительной незначимостью антропогенных нагрузок и нарушений факторов и форм проявлений русловых процессов. Это обусловливает "чистоту" получаемых выводов.

Бассейн Северной Двины - одной из крупнейших рек севера Европейской России - недостаточно изучен в отношении руслового режима и стока наносов. Имеющиеся сведения касаются в основном главных рек - Северной Двины и нижней Вычегды [Чалов и др., 2000; Белый и др., 2001], причем только для Северной Двины дана полноценная характеристика стока наносов. Для юга бассейна И.Г. Джухой [Джуха, 1986] дана характеристика русел малых рек, но без увязки со стоком наносов.

Бассейн Северной Двины - обширная лесистая, слабовсхолмленная равнина, приподнятая по краям и медленно понижающаяся на северо-запад. С юга она ограничена Северными Увалами, с востока - Тиманским кряжем. По характеру водного режима все реки бассейна принадлежат к восточноевропейскому типу. Его многоводной фазой является короткое весеннее половодье, на которое приходится от 50 до 65% годового стока. Основные притоки Северной Двины - Сухона, Юг, Вычегда, Вага и Пинега. В геолого-геоморфологическом отношении приуроченность бассейна к центральной и северной частям Московской синеклизы, сложное распространение моренных суглинков, древнедельтовых песчаных отложений микулинского межледниковья, морских глин и аллювиальных песков [Геоморфологическое районирование., 1980] вместе с коренными отложениями создают пеструю картину чередования свободных и ограниченных условий развития русловых деформаций на реках бассейна, распространения врезанных, адаптированных и широкопойменных русел, их устойчивости и т.д.

5.1. Сток наносов

Характеристики стока взвешенных наносов определены по стандартной методике по данным 29 гидрологических постов Росгидромета (30 - 80-е годы XX века) на 22 реках бассейна (табл. 5.1). На этой основе составлена карта мутности рек (рис. 5.1), значительно уточняющая и детализирующая для этого региона "Карту мутности рек СССР" [Сток наносов., 1977]. Выделено три

1 Л группы районов с мутностью речной воды: 1 - 6-25 г/м ; 2 - 26-40 г/м ; 3 -более 41 г/м . К первой группе относятся верхняя часть бассейна Сухоны, охватывающая Прикубенскую низменность, северную часть бассейна Северной Двины выше слияния с Пинегой, в том числе правобережные притоки Вычегды и бассейн Сысолы на юго-востоке бассейна. Мутность выше 41 г/м3 характерна для рек бассейна Юга, нижней Сухоны, верховьев Ваги, среднего течения Вычегды и нижнего течения Выми. Эти районы с наибольшими значениями мутности включают реки, стекающие с возвышенностей (Северные Увалы) или их пересекающие. Остальная часть бассейна относится к районам со средним л интервалом мутности - 26-40 г/м .

На большей части площади бассейна, характеризующейся равнинностью и малыми уклонами местности, эрозионные процессы развиты сравнительно слабо. Исключение составляют окраинные части бассейна, а также пояс конечных морен, где реки протекают в более глубоких долинах, имеют относительно большие уклоны и скорости течения. Ослабленной эрозии способствуют климатические факторы, свойства почв и грунтов, находящихся большую часть года в увлажненном или сезонно-мерзлом состоянии, и, наконец, сплошная залесенность; относительно большая освоенность и сведение лесов на Прикубенской низменности компенсируется её равнинностью и преобладанием глинисто-торфяных отложений. Поэтому мутность речных вод невелика и у большинства рек меньше 50 г/м (табл. 5.1), благодаря чему весь бассейн входит в зону низкой средней мутности рек Северной Евразии [Сток наносов., 1977].

Рис. 5.1. Мутность воды на реках бассейна Северной Двины, г/м3. I 26-40, 3 - >41, 4 - гидрологические посты

Рис. 5.2. Схема районирования бассейна Северной Двины по модулю стока взвешенных наносов Мк, т/км2тод 1 - 2-6, 2 - 6-10, 3 - 10-14, 4 - >14, 5 -гидрологические посты

- 6-25, 2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Устойчивость русла (выраженная коэффициентом стабильности Лохтина) и концентрация влекомых наносов связаны обратной зависимостью: увеличение последней вызывает снижение первой.

2. Величина стока наносов влияет на морфометрию русла. Гидролго-морфологические характеристики русла (в частности, параметры В.Г. Глушкова, К.В. Гришанина и др.) зависят от величины стока руслообразующих наносов. Значения параметра В.Г. Глушкова Г увеличиваются при увеличении среднегодовой концентрации влекомых наносов, что может быть связано с увеличением «перекатности» русла, его относительным обмелением при росте количества перемещаемых рекой донных наносов.

3. Произведение среднегодовой концентрации влекомых наносов и мощности потока 5ВЛР (где Р=()макс1л, £)макс - среднемаксимальный расход воды, /д - уклон дна речной долины), или коррелирующее с ним произведение (?/д (где (7 - среднегодовой расход наносов), связано с гидролого-морфологическим параметром К.В. Гришанина М=И^В)'/4()~!/2, характеризующим гидравлическую стабильность и пропускную способность русел. Для рек с высокими значениями ^Р-СТд характерна величина М<0,75, что соответствует преобладанию эрозии, с низкими значениями - М<1,05, преобладание аккумуляции наносов. При этом для русел рек с близкими значениями показателя М большая мощность потока соответствует низким 5ВЛ, а малая мощность - высоким 5ВЛ.

4. Среднегодовая нагрузка потока влекомыми наносами, наряду с мощностью потока, задает область существования русел определенного типа. В зависимости от их сочетания, т.е. от соотношения мощности потока Р и среднегодовой концентрации влекомых наносов формируется русло того или иного морфодинамического типа. Для прямолинейных русел характерна в среднем меньшая, а для разветвленных - большая концентрация влекомых наносов, чем для русел меандрирующих при одинаковой мощности потока.

5. Для всех типов неразветвленных русел (меандрирующих, относительно прямолинейных, неразветвленных и русел с прорванными излучинами, а также врезанных) характерна обратная связь концентрации влекомых наносов и мощности яъл~Р'1. Для разветвленных русел увеличение мощности потока сопровождается слабым увеличением среднегодовой концентрации влекомых наносов. Поэтому по мере увеличения мощности потока различие значений характеристики ,увл разветвленных и меандрирующих русел увеличивается.

6. Степень развитости излучин зависит от характеристик стока наносов, причем в наибольшей мере влекомых. Увеличение модуля стока взвешенных наносов или концентрации влекомых наносов сопровождается увеличением процента развитых сегментных излучин (1,4<//К1,7) и уменьшением процента пологих сегментных излучин (//£<1,4). Зависимость доли излучин других типов (//£>1,7) от характеристик стока наносов выявить не удалось.

7. Для рек ряда речных бассейнов России установлены географические закономерности изменения характеристик стока взвешенных и влекомых наносов и соотношений между ними. Доля стока влекомых наносов в полном стоке речных наносов увеличивается с юга на север, от степной зоны к таежной в соответствии со снижением бассейновой и увеличением русловой составляющих его формирования.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Резников, Павел Николаевич, Москва

1. Алабян A.M., Алексеевский П.И, Беркович K.M. Транспорт наносов в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС // Труды ЗапСибНИГМИ. Вып. 98. 1992.-с. 79-89.

2. Алабян A.M. Типы русел равнинных рек и факторы их формирования // Геоморфология. 1992. №4. С. 37-42

3. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во МГУ. 1998.-202 с.

4. Алексеевский Н.И., Гайкович А.Б. К расчету стока влекомых наносов на неизученных реках в период межени // Метеорология и гидрология. 1987. №8. с. 96-102.

5. Алексеевский Н.И., Зайцев A.A., Чалов P.C. Баланс наносов, русловые деформации и возможности регулирования разветвленного русла крупнейшей и реки (на примере р. Лены у г. Якутска) // Труды Академии водохоз, наук, Вып 3. 1996.

6. Алексеевский Н.И., Мельник О.В. Структура и особенности развития рельефа гравийно-галечных русел // Геоморфология. 1991. № 3

7. Алексеевский Н.И., Чалов P.C. Движение наносов и русловые процессы. М.: МГУ. 1997. 170 с.

8. Алтунин B.C. Гидравлический и русловой аспект проблемы проектирования земляных каналов // Труды V Всесоюзн. Гидрол. Съезда. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. Т. 10, 1. с. 62-77.

9. Алтунин С.Т. Регулирование русел. М.: Сельхозгиз. 1956. 336 с.

10. Бабак Ю.В., Турыкин JI.A., Чалов P.C. Сток наносов, руслоформирующие расходы воды и морфодинамические типы русел рек бассейна Оки // Геоморфология. 2000. №4. С. 57-71.

11. Бабак Ю.В., Турыкин Л.А., Чалов P.C. Сток наносов, руслоформирующие расходы воды и морфодинамические типы русел рек бассейна Оки // Геоморфология. 2000. № 4.

12. Барышников Н.Б. Воздействие эффекта взаимодействия пойменных и русловых потоков на транспортирующую способность потока // Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.: МГУ. 2005 с. 141-152.

13. Барышников Н.Б., Попов И.В. Динамика русловых потоков и русловые процессы. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. -455 с.

14. Барышников Н.Б., Самусева Е.А. Антропогенное воздействие на саморегулирующуюся систему бассейн ресной поток - русло. СПб.: Изд. РГГМУ, 1999.

15. Беркович K.M. Русловые процессы и русловые карьеры. М.: 2005. 109 с.

16. Беркович K.M., Злотина Л.В., Сурков В.В. Географические аспекты исследования русел и пойм рек в нижних бьефах гидроузлов // Тр. АВН. Вып. 9 Проблемы русловедения. М.: Географический ф-т МГУ. 2003. с. 31-43.

17. Великанов М.А. Русловой процесс (основы теории). М.: Физматгиз. 1958. -396 с.

18. Виноградов В.А. Некоторые особенности структуры потока и морфология излучин при свободном меандрировании // Труды ГГИ. 1973. Вып. 209. -с. 39

19. Виноградов В.А., Клавен А.Б., Никитин В.Н., Турутина Т.В. Неравновесные процессы в формировании русел рек // Тр. АВН. Вып. 9 Проблемы русловедения. М.: Географический ф-т МГУ. 2003. с. 55-68.

20. Власов Б.Н., Чалов P.C. Районирование европейской территории СССР по условиям прохождения руслоформирующих расходов воды на реках // Вестник МГУ, Сер. 5, 1991, №6. С. 32 - 42.

21. ВСН 163-83 (Миннефтегазстрой) Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводовнефтегазопроводов)

22. Геоморфологическое районирование СССР и прилегающих морей. М.: Высшая школа. 1980. 344 с.

23. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат. 1962. -373 с.

24. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат. 1979. -311 с.

25. Гришанин К.В. Теория руслового процесса. М.: Транспорт. 1972. 215 с.

26. Дарбутас A.A. Русловые процессы р. Немана (Нямунаса) и влияние на них антропогенного фактора. Автореф. дисс. . канд. геогр. Наук. М.: МГУ. 1992.

27. Дедков А.П., Герасимова Т.В. Эрозия и сток взвешенных наносов в лесном поясе Восточной Европы: природная и антропогенная составляющие // Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.: 2005 с. 330-336.

28. Дедков А.П., Колесник A.A., Кузнецов Е.Г., Курбанова СТ., Мозжерин В.И. Деградация малых рек и возможные пути их восстановления // Тр. АВН. Вып. 9 Проблемы русловедения. М.: Географический ф-т МГУ. 2003. с. 79-84.

29. Дедков А.П., Мозжерин В.И. О соотношении эрозии и аккумуляции в речных бассейнах умеренного пояса // Тр. АВН. Вып. 5. Гидрология и русловые процессы. М.: Географический ф-т МГУ. 1998. с. 152-160.

30. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казан, ун-та. 1984. 264 с.

31. Джуха И.Г Особенности формирования русел малых рек Вологодской области в связи с их хозяйственным использованием // Геоморфология. 1986. №1.-С. 66-71.

32. Джуха И.Г., Чалов P.C. Морфология и динамика русла р. Юг как пример руслоформирующей деятельности малой реки // Геоморфология. 1983. №1. -С. 83-91.

33. Замарин Е.А. Транспортирующая способность и допускаемые скорости течения в каналах. 2-е изд. М.; Д.: Госстройиздат. 1951. 83 с.

34. Знаменская Н.С. Грядовое движение наносов. JL: Гидрометеоиздат. 1968. -187 с.

35. Знаменская Н.С. Донные наносы и русловые процессы. JL: Гидрометеоиздат. 1976. 191 с.

36. Карасев И. Ф. Русловые процессы при переброске стока. JL: Гидрометеоиздат. 1975 287 с.

37. Ковальчук И.П., Ободовский А.Г. Гидроэкологический анализ русловых процессов на реках Украины // Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.: МГУ. 2005 с. 287-303

38. Кондратьев А.Н. О проявлении принципа Ле-Шателье Брауна в русловых процессах // Изв. РГО. Т.137. Вып. 6 2005. - с. 41-45.

39. Кондратьев А.Н. Причина образования извилистости: меандрирование рек и других природных потоков // Известия АН. Серия географическая. 2000. №4. с. 42-44

40. Кондратьев А.Н. Соотношение транспортирующей способности потока и стока наносов как условие формирования русел рек разных типов // Геоморфология. 1999. №. с. 14-18.

41. Кондратьев Н.Е. Гидроморфологические основы расчетов свободного меандрирования. Труды ГГИ, 1968, вып. 155. с. 5-38.

42. Кондратьев Н.Е., А.Н.Ляпин, Попов КВ., Пиньковский С.К, Федоров H.H. Якунин H.H. Русловой процесс. Л.: Гидрометеоиздат. 1959. 375 с.

43. Кондратьев Н.Е., Снищенко Б.Ф., Попов КВ. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л.: Гидрометеоиздат. 1982.-272 с.

44. Копалиани З.Д. О соотношении расходов донных и взвешенных наносов на реках // Гидрофизические процессы в реках и водохранилищах. М.: Наука. 1985.-С. 143-147.

45. Лапшенков B.C. Прогнозирование русловых деформаций в бьефах речных гидроузлов. Л.:Гидрометеоиздат. 1979. 239 с.

46. Литвин М.Ф. География эрозии почв сельскохозяственных земель России // М.: Академкнига. 2002. 256 с.

47. Лопатин Г.В. Наносы рек СССР. М.: Географгиз. 1952. 366 с.

48. Лохтин В.М. О механизме речного русла // Вопросы гидротехники свободных рек. М.: Речиздат. 1948. с. 23-59.

49. Лю Шугуан Сравнительный анализ русловых процессов на больших реках России и Китая, Автореф. дисс. канд. геогр.наук. М.: МГУ. 1999.

50. Маккавеев В.М. К динамике твердого и жидкого стока свободных потоков при прямолинейном и извилистом русле // Труды по гидрологии. Л.: Геогр.-экономич. НИИ. 1938.

51. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во МГУ. 2003. -355 с.

52. Маккавеев Н.И. Русловой режим рек и трассирование прорезей. М.: Изд-во Мин.Реч.Флота СССР. 1949. 202 с.

53. Маккавеев Н.И., Чалов. P.C. Русловые процессы. М.: Изд-во МГУ. 1986. -264с.

54. Максимов С.П. Об изучении движения речных наносов // Вопросы речного быта. СПб. 1905.

55. Методы изучения гидрологического режима водных объектов. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. 392 с.

56. Морфология и динамика русел рек Европейской части России и сопредельных государств. М-б 1:2000000. Федеральная служба геодезии и картографии РФ. 1999. 4л.

57. Нижняя Яна: устьевые и русловые процессы. М.: ГЕОС. 1998. 212 с.

58. Ободовский А.Г., Цайтц Е.С., Чалов P.C. Географическое обоснование методики определения руслоформирующего расхода воды (на примере рек Украины) // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 1987. №5. С. 67-71.

59. Попов И.В. Деформации речных русел и гидротехническое строительство. Л.: Гидрометеоиздат. 1965. 328 с.

60. Проектирование судовых ходов на свободных реках // Труды ЦНИИЭВТ. 1964. Вып. 34.-203 с.

61. P.C. Чалов, Лю Шугуан Сток наносов и его составляющие как фактор русловых процессов (на примере рек России и Китая) // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 15. М.: Изд-во МГУ. 2005. с. 253-282

62. Резников П.Н., Чалов Р. С. Сток наносов и условия формирования русел на реках бассейна Северной Двины // Геоморфология. 2005. №2. С. 73-85

63. Ржаницын H.A. Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети. Л.: Гидрометеоиздат. 1960. 238 с.

64. Ржаницын H.A. Руслоформирующие процессы рек. Л.: Гидрометеоиздат. 1985.-263 с.

65. Российский К.И., Деболъский В.К. Речные наносы. М.: Наука. 1980. 261 с.

66. Российский К.И., Кузьмин И.А. Балансовый метод расчёта деформаций дна потока // Тр. Гидропроекта. 1964. сб.12. с.265-271.

67. Российский К.И., Кузьмин И.А. Некоторые вопросы прикладной теории формирования речных русел.- В кн.: Проблемы регулирования речного стока. М.; Л. 1947.вып. 1. с. 88-130.

68. Руководство по методам расчета планирования и оценке эффективности путевых работ на свободных реках. М.: Транспорт. 1978. 104 с.

69. Русловой режим рек Северной Евразии. М.: Изд-во МГУ. 1994. 336 с.

70. Русловые процессы и водные пути на реках Обского бассейна. Новосибирск: РИПЭЛ плюс. 2001. 300 с.

71. Русловые процессы на реках Алтайского региона. М.: Изд-во МГУ. 1996. 244 с.

72. Снищенко Б.Ф., Копалиани З.Д. О скорости движения гряд в реках и лабораторных условиях // Тр. ГГИ. 1978. Вып.252. с. 30-37.

73. Сток наносов, его изучение и географическое распределение. Л.: Гидрометеоиздат. 1977. 240 с.

74. Чалов P.C. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ. 1979.-232 с.

75. Чалов P.C. Общее и географическое русловедение. М.: Изд-во МГУ. 1997. -112 с.

76. Чалов P.C. Определение расхода донных наносов по скорости смещения аккумулятивных форм рельефа речного русла // Количественные методы в географии. М.: Изд-во МГУ. 1964. С. 19-22.

77. Чалов P.C. Принципы типизации, морфология и деформации русел равнинных рек // Эрозионные и карстовые процессы на территории центра Русской равнины. М.:1987. с. 3-27.

78. Чалов P.C. Типы русловых процессов и принципы морфодинамической классификации речных русел // Геоморфология. 1996. № 1. с. 25-36.

79. Чалов P.C., Алабян A.M., Иванов В.В., Лодина Р.В., Панин A.B. Морфодинамика русел равнинных рек. М.: Геос. 1998. 288 с.

80. Чалов P.C., Лю Шугуан, Алексеевский Н.И. Сток наносов и русловые процессы на больших реках России и Китая. М.: Изд-во МГУ. 2000. 212 с.

81. Чалов P.C., Штанкова H.H. Сток наносов, доля стока влекомых наносов в нем и их отражение в формах проявления русловых процессов на реках бассейна Волги//Труды АВН. Вып.9. 2003. С. 195-205.

82. Чалов P.C., Штанкова H.H. Сток наносов, руслоформирующие расходы воды и морфодинамические типы русел рек бассейна Камы // Вопросыфизической географии и геоэкологии Урала. Пермь. Изд-во Пермского унта, 2000. С. 195-205.

83. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. JL: Гидрометеоиздат. 1978. -308 с.

84. Шамов Г.И. Речные наносы. Л.: Гидрометеоиздат. 1959. 378 с.

85. Babinski Z. Procesy korytowe Wisly ponizej zapory wodnej we Wloclawku // Dok. Geogr. 1982.-Z. 1-2.

86. Brotherton D.L. On the origin and characteristics of river channel // J.Hydrol. 1979.у. 44. № 3-4. P. 211 -230.

87. Carson MA. The meandering-braided river threshold: a reappraisal // J. Hydrol. 1984. V. 73.-P. 315-334.

88. Ferguson R.J. The threshold between maendering and brading // Channels and Channel Contr. Struct. 1984. №6. P. 15-29

89. Hooke R.L. Distribution of sediment transport and shear stress in a meander bend // J. Geology. 1975. V. 83. №5. P. 543-565.

90. Knighton D. Fluvial forms and processes. London, Arnold. 1984.

91. Leopold L.B., Wolman M.G. River channel patterns: braided, meandering and straight // Geol. Sur. Prof. Paper. 1957. N282. 85 p.

92. Parker G. On the cause and characteristic scales of meandering and braiding in rivers // J. Fluid Mech. 1976. V. 76. P. 457-480.

93. Miall A.D. A rewiew of the braided-river depositional environment // Earth Sci. Rev. 1977. V. 13.-P. 1-62.

94. Schumm S.A. The fluvial system. 1977. 388 p.

95. Schumm S.A., Khan H.R. Experimental study of channel patterns // Geol. Soc. Am.Bull. 1972. V. 83. P. 1755-1770.

96. You Lianyan. A study of the formation and evolution of braided channels with stable islands: the middle and lower reaches of the Yantze River // Inter. Geomorfol. Pt-1. 1987. P. 649-662.

Информация о работе

Резников, Павел Николаевич
кандидата географических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.27

Диссертация

Сток наносов и его проявления в морфодинамике речных русел - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы