Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Сток наносов и русловые процессы на реках криолитозоны

ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Сток наносов и русловые процессы на реках криолитозоны"

□03178072

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Но правах рукописи

ТАНАНАЕВ Никита Иванович

УДК 556.537 556.345

СТОК НАНОСОВ И РУСЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ НА РЕКАХ КРИОЛИТОЗОНЫ

25.00.27 - гидрология, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 7 ЯНВ 2000

Москва - 2007

003178072

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

Научный руководитель Чалов Роман Сергеевич

доктор географических наук, профессор

Официальные оппоненты Лосев Ким Семенович Тумель Нелли Вацлавовна

доктор географических наук кандидат географических наук

Ведущая организация Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина

Защита состоится 15 ноября 2007 г. в 17 часов на заседании диссертационного совета Д501 001 68 при Московском государственном университете имени М В Ломоносова по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ауд 1801

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке географического факультета МГУ, 21 этаж Главного Здания МГУ

Автореферат разослан 15 октября 2007 г

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим отправлять по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д 501 001 68 Факс +7 495 932 88 36 e-mail" river@nver geogr msu su

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Алексеева С Ф

общая характеристика работы Актуальность темы. В криолитозоне важным фактором стока наносов и русловых процессов являются многолетнемерзлые породы (ММП), повсеместное распространение которых создает отличные от других природных зон условия формирования стока воды, поступления наносов с водосборов и развития русел рек, изменяя пространственные и временные масштабы проявлений эрозионных и русловых процессов Закономерности функционирования эрозионно-русловых систем на территории криолитозоны под влиянием мерзлоты приобретают специфический характер во всех их звеньях - как в речных бассейнах, так и в руслах рек Однако качественная и количественная оценка масштабов этих изменений затруднена из-за недостаточности данных наблюдений за мерзлотно-обусловленными процессами, связанными с формированием и движением речных наносов, промерзанием русел рек и русловыми деформациями при наличии мерзлоты в руслах рек, а также из-за отсутствия надежных методов их исследования

Речные системы криолитозоны в настоящее время являются наименее исследованными в России, и их изученность во многом не соответствует степени и перспективам экономического развития Российской Арктики Востребованность теоретических разработок и их прикладных аспектов растет по мере её хозяйственного освоения Без понимания специфики русловых процессов и стока наносов не могут быть решены многие вопросы улучшения условий судоходства и регулирования русел рек для различных отраслей экономики Учет режима стока наносов и русловых деформаций на реках криолитозоны при решении прикладных задач связаны с необходимостью выявления закономерностей их формирования и развития, разработкой методов прогнозирования распространения мерзлых грунтов в руслах рек Цели и задачи работы. Основной целью работы явилось выявление основных закономерностей формирования стока наносов, морфологии и динамики русел больших равнинных рек криолитозоны, условий промерзания речных отложений, определение возможности прогнозирования распространения многолетнем ер злых пород в руслах рек, обоснование основных принципов регулирования при их наличии Для достижения этой цели были решены следующие задачи

1) дать оценку природных условий криолитозоны, в наибольшей степени определяющих специфику формирования стока наносов и русловых процессов на реках,

2) выполнить анализ современных представлений о функционировании эрозионно-

русловых систем в криолитозоне и методах их исследований,

3) выявить основные факторы и механизмы формирования стока наносов на реках криолитозоны

4) установить закономерности формирования стока наносов на реках криолитозоны, его пространственной и временной изменчивости под влиянием основных факторов природной среды

5) выявить закономерности распространения многолетнемерзлых грунтов в руслах больших равнинных рек криолитозоны, оценить их воздействие на морфологию русел и русловые деформации,

6) определить условия промерзания русел больших рек и разработать расчетную методику прогнозирования распространения мерзлых грунтов в них,

7) оценить совместное влияние стока взвешенных наносов и промерзания на процесс формирования русел рек криолитозоны и обосновать принципы регулирования русел, имеющих мерзлые грунты, при решении практических задач

Объекты, состав и методика исследований. Исследования охватили реки, водосборы которых полностью или большей частью расположены в пределах непрерывного распространения ММП, поскольку многолетняя мерзлота оказывает воздействие на водотоки только в этих условиях Объектами исследования стали более 20 рек криолитозоны, среди которых как самые крупные реки территории (Анабар, Оленек, Лена, Яна, Индигирка, Колыма), так и их притоки, относящиеся к средним рекам (Hepa, Адыча, Омолон и др), обеспеченные наиболее продолжительными рядами наблюдений за стоком взвешенных наносов на гидрологических постах Использованная методика исследований предполагала построение графиков связи расходов воды и взвешенных наносов и их анализ для выявления вариабельности стока взвешенных наносов в различных временных масштабах Разработка методики для расчета характеристик стока взвешенных наносов и параметров уравнения связи расходов воды и взвешенных наносов для неизученных территорий криолитозоны выполнялась с использованием регрессионного анализа ГИС-технологии были использованы для визуализации полученных результатов, выявления пространственной изменчивости параметров связей, составления аналитических карт стока взвешенных наносов для расчетов с неизученных территорий

Для детального руслового анализа использовались материалы по наиболее изученному участку большой равнинной реки криолитозоны - Лены в среднем течении

Разработанная автором методика использована для выявления участков русла, где распространено сезонное и многолетнее промерзание речных отложений Проверка методики была выполнена с использованием данных буровых работ, проведенных Русловой экспедицией МГУ в 1973 г специально для определения положения кровли мерзлых грунтов в русле Лены ГИС-анализ был применен для выявления характеристик горизонтальных и вертикальных деформаций русла. Результаты математического моделирования речного потока были использованы для подтверждения отдельных положений работы Научная новизна работы.

1 Впервые детально описан механизм формирования стока наносов с водосборов рек криолитозоны, выявлена роль климатических и гидрологических условий как факторов, определяющих временную изменчивость стока взвешенных наносов Выявлены региональные различия в условиях формирования стока наносов, определяющиеся различиями в характеристиках рельефа и климата

2 Разработана методика расчета стока взвешенных наносов с неизученных территорий, основанная на использовании эмпирических зависимостей, связывающих параметры связи расходов воды и взвешенных наносов с обобщенными физико-географическими характеристиками водосборов криолитозоны, составлены эмпирические карты мутности и модуля стока взвешенных наносов для исследованной территории

3 Выявлен механизм формирования сезонномерзлых и многолетнемерзлых грунтов в руслах рек криолитозоны, его связь с гидрометеорологическими условиями в различные фазы водного режима

4 Разработана эмпирическая методика определения участков распространения мерзлых грунтов в руслах больших рек криолитозоны с использованием гидрометеорологической информации, установлена связь формирования мерзлоты с морфодина-мическими типами русла

5 Определена связь сезонного и многолетнего промерзания с основными тенденциями формирования русла равнинной реки с песчаным аллювием (на примере средней Лены), возможность ее учета в прогнозах русловых процессов для обеспечения безопасности судоходства и рекомендациях по регулированию русел судоходных рек

Основные защищаемые положения.

1 Мерзлотные условия являются важным региональным фактором формирования стока наносов в криолитозоне, их влияние на сток взвешенных наносов по-разному проявляется в различных временных масштабах

2 Динамика процессов промерзания-протаивания поверхности водосборов влияет на условия формирования и режим стока взвешенных наносов рек криолитозопы в течение года (его внутригодовое распределение) Температурный режим поверхности водосбора в зимний период определяет межгодовые вариации стока взвешенных наносов в последующий теплый период года Многолетние характеристики стока взвешенных наносов связаны с физико-географическими характеристиками водосборов

3 Характерной особенностью русел равнинных рек криолитозоны с песчаным аллювием является наличие в их пределах многолетнемерзлых грунтов, сформированных в результате повторяющегося сезонного промерзания форм руслового рельефа Площадь распространения мерзлых грунтов определяется гидрометеорологическими условиями, а также морфодинамическим типом русла

4 Многолетнее промерзание русел рек криолитозоны имеет следствием увеличение стабильности русловых форм благодаря наличию в слагающих их толщах отложений ядра многолетнемерзлого аллювия

5 Учет распространения многолетнемерзлых грунтов в руслах больших равнинных рек криолитозоны необходим при разработке проектов улучшения судоходных условий, строительства переходов трубопроводов, ЛЭП, иных инженерных мероприятий При разработке проектов дноуглубительных работ он позволяет снизить риск повреждения дноуглубительной техники, замедлить занесение судоходной прорези

Практическая значимость работы. Методики и картографические материалы, полученные в результате исследований, дают возможность районирования территории криолитозоны по особенностям эрозионных процессов, и могут использоваться в расчетах стока наносов с неизученных водосборов и гидротехнических расчетах Данные о связи промерзания русел с процессами их переформирований могут быть использованы при моделировании русловых процессов, выполняющемся для решения конкретных задач, прогнозе изменений отметок дна русла и размывов берегов Такие прогнозы русловых деформаций необходимы при проектировании и эксплуатации сооружений, пересекающих реки либо расположенных на их берегах - переходов

нефте- и газопроводов, линий электропередач, мостовых переходов, ледовых переправ Учет основных тенденций руслоформирования с учетом влияния мерзлотных условий необходим при планировании берегозащитных мероприятий Регулирование русел для улучшения условий судоходства в наибольшей мере опирается на сведения о темпах и направленности русловых процессов при наличии многолетнемерзлых грунтов и об их распространении в руслах Эта информация необходима как при разработке генеральных схем развития водных путей и проектов коренного улучшения судоходных условий, так и при выполнении эксплуатационных работ по поддержанию гарантированных габаритов пути и обеспечения безопасности судоходства

Результаты исследований могут войти в учебные курсы при подготовке специалистов-гидрологов («Русловые процессы» и «Водно-технические изыскания»), геоморфологов и криолитологов

Исследования выполнены в рамках гранта РФФИ №06-05-64293, программы «Университеты России», программ поддержки ведущих научных школ России (проект №00-15-98512, гранты Президента РФ НШ-1443 2003 5, НШ-4884-2006 5) Результаты использованы при подготовке отчетов по хоздоговорным работам с Ленским государственным бассейновым управлением водных путей и судоходства, ЗАО «Яку-тагропромпроект», ООО «НПО Мостовик»

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 10-м Международном симпозиуме по речной седиментации (Москва, 2007), на 8-й Международной конференции по проблемам воздействия льда на корабли и инженерные сооружения 1СЕТЕСН'06 (Банфф, Канада, 2006), на 3-м научном совещании SEDIFLUX «Sediment fluxes, transfer rates through the cold environments m Europe» (Дарэм, Великобритания, 2005), на 2-м научном совещании SEDIBUD (под эгидой Международной ассоциации геоморфологов) «Sediment fluxes, sediment budgets in changing high-latitude, high-altitude cold environments» (Абиско, Швеция, 2007), на XX пленарном совещании Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Ульяновск, 2005), на тематическом совещании «Русловые процессы и водные пути» Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Санкт-Петербург, 2007), на научных семинарах молодых ученых ВУЗов, объединяемых Межвузовским научно-координационным советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Пермь, 2002, Брянск, 2004, Волгоград, 2006), на Меж-

дународной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ло-моносов-2002» и «Ломоносов-2003», на семинарах кафедры гидрологии суши и НИЛ эрозии почв и русловых процессов им Н И Маккавеева географического факультета МГУ

Результаты исследований опубликованы в 13 научных работах, из них 1 - в реферируемом издании, рекомендованном ВАК для публикаций («Вестник МГУ Серия 5 География»)

Структура и объем работы. Работа представлена на 161 странице и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы (170 наименований) и 3 приложений Текст сопровождается 70 рисунками и 30 таблицами

Автор искренне благодарен заведующему кафедрой гидрологии суши, доктору географических наук, профессору Н И Алексеевскому за ценные советы, заведующему кафедрой криолитологии и гляциологии, доктору географических наук, профессору В Н Конищеву за консультации в области мерзлотоведения, сотрудникам НИЛ эрозии почв и русловых процессов В Н Голосову, Н Н Виноградовой, В В Иванову, В Р Беляеву, кафедры гидрологии суши Д В Магрицкому, кафедры геоморфологии и палеогеографии А В Панину за консультации и обсуждение результатов исследований, ст н с НИЛ эрозии почв и русловых процессов А А Зайцеву и О М Кирику за руководство полевыми работами на объектах исследования (Лена, Колыма), сотрудникам Ленского ЛГБУВПиС Л Е Федосеенко, О П Федосенко, Е В Кочневу, сотрудникам, аспирантам, студентам Географического факультета МГУ, работникам Якутского и Колымского районов водных путей, принимавшим участие в полевых работах

содержание работы

Введение

Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, определены ее цели, описана методика исследований и состав использованных материалов

Глава 1. Факторы формирования стока наносов и русловых процессов

в криолитозоне.

В рамках общей характеристики мерзлотных условий на территории России кратко охарактеризованы основные механизмы влияния мерзлых грунтов на формирование и режим стока наносов, направленность и интенсивность русловых процессов на реках криолитозоны Основываясь на делении криолитозоны на северную и

южную геокриологические зоны [Кудрявцев, 1959], показано, что мерзлые грунты оказывают значительное влияние на эрозионные процессы на водосборах и на русловые процессы только в пределах северной геокриологической зоны, характеризующейся непрерывным распространением многолетнемерзлых пород (ММП)

Изменчивость свойств подстилающей поверхности и климатических характеристик приводит к крайней неоднородности характеристик многолетнемерзлых пород (ММП) на территории России В равнинных областях действие геокриологической зональности и секториальности приводит к закономерному понижению температур ММП, увеличению их сплошности и мощности с юга на север и с запада на восток В горных странах проявление геокриологической поясности приводит к понижению температуры пород с высотой, нарушаемому отепляющим влиянием температурных инверсий [Романовский, 1993] Совокупное воздействие климатических условий и свойств рельефа позволяет выделить в пределах криолитозоны 6 субрегионов, характеризующихся однородным характером рельефа, климатическими и мерзлотными условиями, типом водного режима, что приводит к формированию региональных различий в процессах формирования и стока наносов (табл 1)

Таблица 1 Матрица пересечения природных факторов, обусловливающих изменчивость условий формирования стока наносов в криолитозоие

Рельеф территории Тип водного режима

Равнинный (Р) Горный (Г)

Среднесибирский (С) Лено-Хатангский Таймыро-Эвенкийский Восточно-сибирский (ВС;

Восточно-Сибирский (ВС) Приморский Верхояно-Колымский Дальневосточный (ДВ)

Тихоокеанский (Т) Усть-Анадырски? Чукотский Восточно-сибирский (ВС;

Глава 2. Формирование и режим стока взвешенных наносов рек криолитозоны.

Речные наносы представляют собой результат процесса разрушения горных пород, перемещения продуктов разрушения со склонов в первичную гидрографическую и русловую сеть и по ней - к замыкающему створу или приемному водоему Отдельные этапы этого процесса взаимосвязаны, составляя саморегулирующуюся систему «бассейн - русло реки» [Маккавеев, 1955] Повсеместное распространение многолетнемерзлых грунтов в пределах водосборов обусловливает специфику процессов выветривания, смыва и транспортировки материала по склонам и в руслах рек Ограниченность источников поступления наносов в речные потоки, связанная со сплошным промерзанием речных бассейнов, и ее изменчивость, связанная с годовым температурным режимом активного слоя, являются основными специфическими факторами

формирования и режима стока наносов с территории криолитозоны [Чистяков, 1952, Woo, 1986, McDonald, Lamoureux, 2005, Hascholt et al, 2005, Irvme-Flynn et al, 2005] Резкое увеличение мутности зачастую происходит при неизменном расходе воды [Williams, 1989, Gumell, Warburton, 1990, Русловой режим , 1993, Нижняя Яна , 1998, Бабич и др , 2001]

Основными материалами для анализа внутри- и межгодовой изменчивости стока взвешенных наносов послужили сведения об измеренных расходах воды и взвешенных наносов, опубликованные в «Гидрологических ежегодниках» за период с 1956 по 1978 гт Для анализа режима стока взвешенных наносов использована эмпирическая модель, связывающая измеренные расходы взвешенных наносов с расходами воды

R = AQ'\ (1)

s=AQT' (2)

где R - расход взвешенных наносов, кг/с, s - мутность потока, кг/м3, Q - расход воды, м3/с, А и т- эмпирические коэффициенты Уравнение (1) в настоящее время является наиболее статистически обоснованным уравнением связи расхода воды и взвешенных наносов [Syvitski et al, 1987]

Внутригодовая изменчивость. Особенности выветривания горных пород, эрозии почв и грунтов, последующего перемещения продуктов выветривания смыва, различия в условиях формирования максимального стока воды и наносов приводят к существованию вариаций хронологических изменений мутности s и расходов взвешенных наносов R В большинстве случаев связь между мутностью и расходом воды арктических рек является нелинейной Использованная в данной работе типизация вида этих кривых, основанная на сопоставлении интенсивности и синхронности прохождения волны половодья (рис 1), отражает специфику внутрисезонного развития эрозионных процессов на водосборных бассейнах, в долинах и руслах рек [Алексеевский, 1998] Всего на основании имеющихся исходных данных было построено для рек криолитозоны более 200 графиков связи вида (2), сгруппированных по фазам водного режима

Для большинства рек криолитозоны в период половодья характерно постепенное увеличение мутности при возрастании расхода воды (тип Ша-г) Максимальная мутность наблюдается в среднем на 3-5 дней раньше максимального расхода воды Асин-хронность изменений исследуемых характеристик связана с истощением по мере сте-кания воды и прохождения половодья источников наносов как на водосборах, так и в руслах рек [Lamoureux et al, 2006] Наиболее близкое совпадение экстремумов мутности и расхода чаще наблюдается на реках с более мягкими климатическими и мерз-

лотными условиями - Северной Сосьве, Пуре, Анадыре На многих реках было выявлено значительное увеличение мутности после прохождения пика половодья, наблюдающееся при постепенном уменьшении расходов воды и формирующее особый тип связи Одновременное поступление в поток значительного количества материала может быть связано с активизацией оползневых процессов и термоэрозионным разрушением берегов

А БД Б А Б

11 X А не 1 3 ' <3 ■/А» П1г 1

А •б Ж ш> Шд 1 $

/X 111«

Ж !■ 1 $ А- Ш6 1 X Г"1

А 11> I 111» 1 'М ___ЛУ£_ 1

Рис. 1. Основные типы связей между мутностью воды (*) и расходами воды (0 [Алексеев-ский, 1998] А - гидрографы и графики изменения мутности, Б - графики связи * = ¡((2)

Половодья, формирующие тип П1д-е связи между мутностью и расходом воды, наиболее часто наблюдаются на реках Северо-Востока России - Яне и ее притоке Ады-че, верхней Индигирке и её притоке Нере, протекающих в горном окружении и в наиболее суровых геокриологических условиях Причиной формирования таких связей является быстрое формирование и продвижение волны половодья по русловой сети бассейнов Северо-Востока Талые воды (количество которых невелико в связи с незначительным влагозапасом в снежном покрове) при отсутствии инфильтрации быстро стекают по мёрзлой поверхности водосбора и двигаются по русловой сети, в то время как скорость движения волны наносов несколько меньше [Ьессе а а!, 2006]

В паводочный период на большинстве рек криолитозоны наблюдаются связи типа Ша-в и их разновидность - 1Уа На реках Северо-Востока России распространенным типом Я,1(0)-связи в период паводков является отрицательная петля (тип Щц, е) Хаотические связи типа IVб имеют место на реках криолитозоны как в полово-

дья, так и в паводки Многофакторность процесса формирования стока наносов и перемещения материала по русловой сети не позволяет детально охарактеризовать роль каждого индивидуального процесса в суммарном потоке вещества Внутригодовая изменчивость. На межгодовую изменчивость стока наносов оказывают влияние более крупномасштабные процессы Большое значение приобретают метеорологические и геокриологические условия на водосборе в зимний и летний периоды Характеристиками климата, определяющими изменчивость этих факторов, являются 1) количество осадков, выпадающих в течение зимы; 2) накопленная сумма отрицательных температур воздуха [Тананаев, 2002,2005]

Предложенный в работе гидротермический показатель ГТз основан на сопоставлении сумм осадков и отрицательных температур зимнего периода и отражает влияние синоптической изменчивости на мерзлотные условия криолитозоны

Значения ГТ3 находятся в пределах 1±0,6 Для холодных бесснежных зим значение ГТ3 < 1, значения ГТ3 > 1 характеризуют сравнительно мягкие зимы, со значительным (относительно среднемноголетнего) слоем зимних осадков Мягкие зимы с большим количеством осадков создают предпосылки для формирования высоких пиков половодья В то же время большое количество зимних осадков приводит к термоизоляции мёрзлых грунтов, что проявляется в их меньшей цементации и более быстром оттаивании весной [Романовский, 1993]

На реках с восточно-сибирским типом режима во время прохождения максимальных расходов половодья проходит основной объём переносимых рекой в течение года наносов [Чистяков, 1964, АгпЬо^ е1 а1,1967, Водные пути бассейна Лены, 1995] Для рек с восточно-сибирским типом водного режима на графиках Я=Д<2) выделяются две ветви, характеризующие годы со значениями ГТз > 1 и ГТ3 < 1, причем в годы с ГТз > 1 (теплые, мягкие зимы) расходы наносов больше, чем в годы с ГТ3 < 1 (суровые зимы) Для рек с дальневосточным типом водного режима такие связи не характерны Полученные связи Л с суммами положительных температур показывают, что ГТ3 разделяет поле точек связи /?=Д0 на две ветви, причём Кггз >; > Кггз < 1

(2 3)

Глава 3. Многолетние характеристики стока взвешенных наносов рек

криолитозоны

Сток взвешенных наносов является одной из главных характеристик эрозионно-русловых систем Исследование его пространственной изменчивости позволило выявить основные физико-географические факторы его формирования, оценить роль природных условий и вклад различных процессов в единый процесс разрушения горных пород и перемещения продуктов разрушения по склонам, гидрографической и русловой сети к замыкающему створу [Маккавеев, 1955, Сток наносов , 1977, Дедков, Мозжерия, 1984, 81аутакег, 1990] Исследования пространственной изменчивости характеристик стока взвешенных наносов основаны на выявлении ее связи с изменчивостью характеристик физико-географических условий водосборов Она, в свою очередь, проявляется в вариации значений параметров А и т зависимости (1), связанных с эрозионным потенциалом территорий (Маккавеев, 1955, йууПзЬ е1 а1,2000] Значения коэффициентов Акт были определены для 25 постов с наиболее полными данными сетевых наблюдений

Значения параметра А на территории криолитозоны характеризуются значительным диапазоном изменений, составляющим более 10 порядков Минимальные значения имеют место на постах, расположенных в горных районах криолитозоны, как резко-, так и умеренно-континентальных (тихоокеанских), а также на постах равнинных рек, в гидрологическом режиме которых значительную роль играют притоки, водосборы которых расположены преимущественно в горах (Алдан - с Охотский Перевоз) Большие значения параметра А получены для постов рек равнинных районов Они имеют тенденцию к уменьшению от максимальных в районах умеренно-континентального климата (Пур - п Самбург, Анабар - с Саскылах) до наименьших на приокеанических низменностях Северо-Востока России (Колыма - г Среднеко-лымск, Анадырь - совхоз «Снежное») Значения параметра т колеблются в более узких пределах, изменяясь в направлении с запада на восток от 1,3-1,4 на равнинах Восточной Сибири до 1,9-2,1 на приморских низменностях и до 2,3-2,4 - в горных районах Северо-Востока России, на отдельных постах значения т достигают 2,9-3,1 Максимальное значение т приближается к 5 (р Олой - п Уточан), однако оно получено по данным единственного года наблюдений, и поэтому не может считаться репрезентативным для многолетнего периода Значения обоих параметров подчиняются влиянию усиления континентальное™ климата и высотной поясности Возрастание

параметра т с ростом высот и усилением континентальное™ сопровождается уменьшением А

Для использованных в работе постов получена обратная экспоненциальная связь А и т с коэффициентом аппроксимации между линеаризованными данными больше 0,9 (рис 2) Физический смысл этой зависимости определяется сутью самих коэффициентов, которые в целом численно зависят от физико-географических условий на водосборах и гидравлических характеристик потока на участке русла, на котором располагается гидроствор, в свою очередь связанных между собой (крупность русло-образующих наносов, уклон водотока, состав почв) [Маккавеев, 1955]

1 10!-

1 10! ■

1 10' ■

1 10' ■

1 10'-

1 10' ■

1 ю4

1 10*.

1 4

Рис. 2 Региональные зависимости Л = Дт) для территории криолитозоны (расшифровка цифровых обозначений приведена в тексте)

На территории криолитозоны она приобретает региональный характер, не выявленный в предыдущих аналогичных исследованиях для территории США [Буу^к! е1 а1, 2000] Группировка рек соответствует проведенному в Главе 1 районированию криолитозоны по характеристикам рельефа и климата В левой части графика (кривая 1) собраны точки, соответствующие постам на реках равнинных районов среднесибирского сектора криолитозоны В верхней части кривой расположены точки, соответствующие постам, расположенным на участках низменных равнин (Пур, Анабар, Оленек, Вилюй), в нижней части - на участках рек, значительную долю бассейна ко-

торых составляют горы (Лена, Алдан) В правой части графика (кривая 2) расположены точки, соответствующие постам на реках горных районов Северо-Востока России (бассейны верхних течений Яны, Индигирки, Колымы) Промежуточную группу точек на графике составляют посты в нижнем течении Яны и Индигирки, Колымы, Анадыря, а также в верхнем течении Оленька

Промежуточные кривые не имеют достаточно точек для своего обоснования, однако их разделение на две группы основано на географических особенностях территории Кривая 3 объединяет точки, соответствующие постам, расположенным в горных районах среднесибирского сектора криолитозоны (верхнее течение Оленька) и равнинных районах тихоокеанского сектора (нижние течения Колымы и Анадыря) Кривая 4 объединяет посты, расположенные на равнинных участках рек Северо-Востока России и в горных районах тихоокеанского сектора Тихоокеанский сектор криолитозоны занимает, таким образом, промежуточное положение по условиям формирования стока наносов

Общий вид полученных уравнений связи -

А = (3)

где а, ¡3 - эмпирические коэффициенты, значения которых для отдельных районов криолитозоны приведены в табл 2

Таблица 2 Значения региональных параметров зависимости (3) для рек крио читозоны

России

Геокриологический сектор Рельеф территории Тип водного режима

Равнинный Горный

а Р а Р

Среднесибирский 1440 -9,96 12230 -10,20 Восточно-сибирский

Восточно-Сибирский 5490 -9,20 24380 -9,04 Дальневосточный

Тихоокеанский 12230 | -10,20 5490 -9,20 Восточно-сибирский

Параметры зависимости (1) зависят от природных условий водосборов, которые определяют пространственную изменчивость стока взвешенных наносов рек криолитозоны Для оценки роли основных параметров водосборов на сток взвешенных наносов был выполнен корреляционный анализ, по результатам которого составлены матрицы корреляций между физико-географическими характеристиками водосборов для криолитозоны в целом и для ее основных районов - среднесибирского равнинного и восточно-сибирского горного Для криолитозоны в целом фактором, в наибольшей степени определяющим значения параметра т, является средняя высота водосбора Н

С ней связаны также среднегодовой слой осадков Р (прямая связь), параметр А (обратная связь) Для двух основных районов криолитозоны методом регрессионного анализа были получены следующие уравнения, связывающие тсРнН

- для равнинной части среднесибирского сектора

т = 0106Р°224Я°266 (4)

- для горной часта восточно-сибирского сектора

т = 1 ООбР^'я044 (5)

Оценка точности зависимостей (4-5) показывает стандартные отклонения в пределах от ±10 до ±15%, что является приемлемым, особенно в применении к неизученным водосборам криолитозоны Следует, однако, отметить, что ограниченность имеющихся в распоряжении данных позволяет признать полученные выводы справедливыми только для крупных рек

Результаты корреляционного анализа и рассмотренные выше соображения относительно влияния различных природных факторов на сток взвешенных наносов составили основу для разработки методики его оценки с неизученных водосборов Ее основу составляет зависимость 7? =/¡"0 (1), все неизвестные которой собраны в правой части уравнения Для определения неизвестных членов уравнения А и т и расчета итогового значения Я предлагается выполнить следующие расчеты

1 Площадь водосбора определяется по изданиям ГВК или публикациям в электронных базах данных В случае отсутствия сведений о площади водосбора можно использовать бумажные картматериалы

2 Среднегодовой слой осадков Р может быть определен с помощью региональных карт, однако для небольших по размерам водосборов этот подход неприемлем В этом случае следует пользоваться данными близлежащих метеостанций для уточнения многолетнего поля осадков над исследуемой территорией

3. Значение параметра т определяется по региональным зависимостям на основании данных о высоте водосбора и слое осадков или по карте значений этого параметра для территории криолитозоны

4 Определение коэффициента А следует производить по зависимости (3) с использованием соответствующих значений а и /?

5 При отсутствии данных о норме стока она может быть определена любым эмпирическим методом а) методика СНиП 2 01 14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик», б) индикационный метод, опирающийся на связь средне-

го расхода с порядком реки (по А Шайдеггеру) [Косяцкий, 2003], в) предложенные НИ Маккавеевым [1955] и РА Нежиховским [1971] региональные зависимости нормы стока от площади водосбора В расчетах необходимо также учитывать влияние неравномерности внутригодового распределения стока на сток взвешенных наносов [Маккавеев, 1955, Wolman, Miller, 1960, Nash, 1994] путем введения поправочного коэффициента в зависимость (1) для перехода от измеренных значений к среднемного-летним

Использование ГИС-анализа позволяет производить расчеты на регулярных сетках значений большинства физико-географических параметров водосборов Определяя площадь водосбора в заданном замыкающем створе, производится полуавтоматическое определение расхода и модуля стока взвешенных наносов, мутности, полученные значения привязываются к центру тяжести водосбора для составления соответствующих аналитических карт Полученные автором карты отражают основные закономерности пространственной изменчивости стока напосов, отраженные в ранее опубликованных картах К Н Лисицыной и Н Н. Бобровицкой [Сток наносов , 1977, Bobrovitskaya, 1996]

Глава 4. Условия и особенности руслоформирования рек криолитозоны

Наличие мерзлых грунтов в руслах рек криолитозоны связано с их формированием непосредственно в русле вследствие его сезонного промерзания и неполного протаивания в летний период Горизонтальное смещение русла также приводит к тому, что на вдольбереговых участках русло подстилается мёрзлыми грунтами, сформировавшимися на ранее размытом рекой участке поймы

Основными факторами формирования сезонного и многолетнего промерзания русел рек криолитозоны являются температура воздуха и количество осадков, выпадающих в период перед осенним переходом температур воздуха через 0°С (климатические факторы), зимнее падение уровней воды и толщина ледяного покрова (гидрологические факторы) Мерзлота в русле реки формируется вследствие трёх причин

1) обсыхания в летне-осеннюю межень прирусловых отмелей,

2) зимнего падения уровня воды АНЗП, равного разности между значениями уровня на день начала ледостава Нл и минимальным зимним уровнем Нтт

ДНЗЛ=НД-НПШ, (4)

3) контакта с дном ледяного покрова мощностью А, вследствие перемерзания отдельных участков реки

Общая площадь распространения мерзлых грунтов в русле реки Бмерз определяется как сумма площадей, промерзающих в результате действия всех трех причин

(5)

где 5отм - площадь отмелей, обсохших до начала ледостава, 5М - площадь русла, обсохшая в результате зимнего падения уровня, 5Л - площадь русла, на которой ледяной покров соприкасается с дном

Общая площадь промерзания русла реки за зиму зависит от зимнего падения уровня АНзП Такой вывод был сделан на основании анализа доли зимнего падения уровня в суммарной мощности промерзания Н^^,

^ = ДЯ3„/Я^ (5)

По данным об уровенном режиме рек криолитозоны, опубликованных в «Гидрологических ежегодниках», была получена зависимость А от абсолютного значения АНЗП

А^к-ЫШ^+Ь, (б)

где к и Ъ — региональные параметры, на территории криолитозоны к изменяется от 0,24 до 0,29, Ъ - от -0,6 до -1,0 Данная зависимость связывает долю, которую ДНзп составляет в Нсунм, с абсолютным значением АНзп [Тананаев, 2005] Толщина льда И, определяется из (5) и (6) как

(7)

Информация о характерных уровнях воды (на день начала ледостава и минимальных зимних) и толщине льда позволяет оценить распространение сезонного промерзания в пределах русла при наличии сведений о морфологии участка реки Выведенные эмпирические зависимости позволяют прогнозировать границы распространения мерзлых грунтов, сформированных в различных условиях (при обсыхании отмелей, подо льдом) с заблаговременностью до 3-5 месяцев Предлагаемая модель может также использоваться для определения положения и мощности многолетнемерз-лых ядер в толщах отмелей при наличии планов русла в изобатах и сведений об уровнях за несколько лет

Проверка методики на независимом материале в целом подтвердила адекватность предлагаемой модели Подвержены промерзанию крупные песчаные отмели, части осередков с наиболее высокими абсолютными отметками, гребни перекатов Кровля мерзлых грунтов отмечается на глубинах до 3 м, и ее отсутствие может быть связано с

малым временем существования самой отмели (например, сформировавшейся в последнее половодье, мерзлота здесь не имела пока возможности сформироваться, однако это произойдет в течение уже ближайшей зимней межени) Более глубокие участки русла промерзанию не подвержены, и наличие мерзлоты в диапазоне глубин от 3 до 5-6 м может объясняться русловыми деформациями - смещением русловых форм и попаданием существующих в них многолетнемерзлых ядер под влияние речного потока На участках с глубинами свыше 6 м мерзлота не встречается, ее существование на таких глубинах возможно лишь на плесовых участках под подмываемыми берегами, где гчу-бины могут превышать 10 м, а кровля мерзлоты является продолжением пойменного мерзлотного массива

Глава 5 Русловые переформирования на больших равнинных реках крио-литозоны (на примере средней Лены) под влиянием сезонного и многолетнего промерзания

Исследования трансформации отдельных участков речного русла опираются на анализ картографического материала и гидрометеорологической информации Сопоставление разновременных схем, содержащих контура берегов и островов, границы крупных русловых форм, сведения о глубинах, позволяют дать как качественные, так и количественные оценки темпов и направленность процессов руслоформирозания Для выявления тенденций изменения русел рек за многолетний период на участках большой протяженности и оценки влияния на них промерзания русле были использованы возможности математического аппарата ГИС Surfer 8

Использованные в работе материалы представляют собой электронные планы русла в изобатах, составленные по материалам полевых исследований Количественная оценка русловых деформаций выполнена путем сопоставления электронных планов деформаций русел, полученных путем вычитания друг из друга сеток, рассчитанных по данным разновременных промеров Результатом подобного анализа являются деформационные сетки, в которых положительные значения соответствуют повышению отметок дна (аккумуляции), отрицательные - их понижению (эрозии) По данным деформационных сеток составляются планы русловых деформаций на исследуемом участке русла за период времени, разделяющий две русловые съемки

Совместный анализ деформационных планов и схем распространения промерзания русла в состоянии выявить роль мерзлых грунтов в переформированиях русла Для детального анализа был выбран участок Павловского переката, расположенный в районе г Якутска Исследования русловых процессов на данном участке были начаты

в 1972 г Русловой экспедицией МГУ В последние годы здесь выполнялись детальные промеры с использованием спутникового позиционирования и современного программно-аппаратного комплекса, позволяющие гораздо легче и с большее точностью количественно оценить переформирования русла

Для выявления преобладающего направления вертикальных деформаций (размывы-намывы дна) был использован математический аппарат программы Surfer На основе рассчитанных деформационных сеток были построены планы деформаций русла на исследуемом участке за 2001-2004 гг (рис 3) и рассчитаны объемы материала, перемещенного рекой в пределах исследуемого участка В целом по объему перемещенного материала преобладающим процессом на описываемом участке является аккумуляция, суммарный баланс наносов на участке русла за 2001-2004 гт составил +8,22 млн м3 при общем объеме аккумуляции 20,92 млн м\ эрозии - 12,69 млн м3 Такая направленность, как и значительные величины деформаций, не могут быть объяснены исключительно сезонным режимом перекатного участка Одним из объяснений современной аккумуляции является специфика мерзлотных условий на данном участке русла [Тананаев, 2005]

В конце половодья основные площади русла находятся в промерзшем состоянии (рис 4) В период между весенним переходом температур через 0°С и началом половодья промерзшие участки русла успевают оттаять на 20-30 см [Тананаев, 2005], поэтому во время половодья размывы преобладают на непромерзающих участках русла и там, где глубина промерзания невелика (промерзание происходит подо льдом), и пески на подъеме половодья успевают протаять Наибольшие скорости потока наблюдаются на участках русла, промерзающих при обсыхании в зимнюю межень и выполняющих роль водослива с широким порогом, однако они не приводят к размыву дна на этих участках Из-за промерзания не развивается также и побочневый проток в тыловой части побочня

Стабилизация аллювиальных массивов (осередков, побочней) при формировании в них многолетнемерзлого ядра возможна лишь в том случае, если сам этот массив занимает в русле положение, стабильность которого определяется гидравлической структурой потока При выполнении этого условия достаточно 5-7 лет (в зависимости от гидрологических условий зимней межени), чтобы в толще отмели сформировалось многолетнемерзлое ядро мощностью до 1,5 м, вследствие чего промерзание поверхности отмели начинает оказывать влияние на переформирования русла

Мерзлотная фиксация отмели приводит к тому, что при значительной скорости смещения гребня верхняя её часть остаётся относительно неподвижной и размывается лишь в непромерзающих частях.

Рис. 3. План деформаций русла р. Лены на Павловском перекате за период 2001-2004 гг. 1 - поверхности песчаных отмелей, изменение отметок которых не рассчитывалось в связи с отсутствием данных промеров.

Рис. 4. Схема распространения мёрзлых грунтов в русле р. Лены на Павловском перекате в конце зимы 2001-2002 гг. Цифрами обозначены площади русла, промерзающие: 1 - при переходе температур воздуха через 0°С; 2 - при обсыхании в зимнюю межень; 3 - при соприкосновении с нижней границей ледяного покрова.

Использование для расчетов распространения мерзлоты в русле гидрологических характеристик позволило использовать вероятностное моделирование для оценки их влияния на промерзание русел разных морфодинамических типов Формирование мерзлых грунтов в руслах рек криолитозоны на извилистых и разветвленных участках происходит в основном при снижении уровней и обсыхании обширных отмелей, для прямолинейных русел оно в большей степени связано с промерзанием подо льдом С увеличением зимнего падения уровней роль толщины льда не меняется (для извилистого русла), уменьшается (для разветвленного русла) или увеличивается (для прямолинейного русла)

В условиях, близких к среднемноголетним, ниже нижней поверхности льда расположено до 64% относительно прямолинейного и до 55% извилистого русла Даже в экстремальные годы (с минимальными зимними уровнями и максимальной толщиной льда) на участках прямолинейного и извилистого русла около половины площади русла промерзанию не подвержено В прямолинейном русле при любых сочетаниях гидрологических характеристик поддерживаются условия, способствующие существованию подруслового талика В то же время промерзание охватывает от 70% до более 85% площади разветвленного на рукава русла, что создает наиболее благоприятные условия для формирования в толщах отмелей мерзлых ядер, повышения стабильности осередков и побочней, увеличения устойчивости русла

Закономерности распространения мерзлоты в руслах рек криолитозоны могут быть использованы для анализа перспектив улучшения судоходных условий на каждом отдельном участке русла Они также могут применяться при планировании дноуглубительных работ Выбор времени и средств выполнения дноуглубительных работ должен основываться в том числе и на анализе мерзлотных условий участка русла Так, дноуглубление на участках, промерзающих при соприкосновении со льдом, можно проводить уже в середине летне-осенней межени, так как мощность мерзлоты здесь невелика и одного-двух месяцев достаточно для ее полного вытаивания В конце лета - начале осени возможно дноуглубление на участках, промерзающих в ходе зимнего снижения уровней Дноуглубление на промерзающих в зимний период участках возможно только в период летне-осенней межени, когда наблюдается их максимальное протаивание При выборе расположения отвалов извлекаемого грунта необходимо учитывать их промерзание и последующую стабилизацию их положения в русле Отвалы грунтов, расположенные у боковых кромок прорези, можно использо-

вать для стеснения потока, что будет препятствовать заносимое™ прорези

Основные предложения по использованию особенностей руслоформирования в пределах криолитозоны основываются на регулировании температурного режима грунтов, слагающих русла рек Использование искусственного промораживания отмелей приводит к усилению мерзлотной цементации грунтов, что приводит к стабилизации и закреплению границ судоходной трассы В то же время возможно сохранение в талом состоянии обсыхающих в зимнюю межень русловых форм, которые должны быть подвержены размывающему воздействию осветленного потока половодья ГА Уховым [1998] предложено использовать регулирование мерзлотных условий при организации паромной переправы, соединяющей порты Нижний Вестях и Якутск, для поддержания стабильности судоходной трассы на этом участке реки

заключение

В данной работе рассмотрены основные закономерности формирования стока наносов, морфологии и динамики русел больших равнинных рек криолитозоны, условия промерзания речных отложений, определены возможности прогнозирования распространения многолетнемерзлых пород в руслах рек Основные выводы

1 Изменчивость мерзлотных условий территории криолитозоны определяется ее дифференциацией по климатическим условиям и свойствам рельефа Исследования ее географических закономерностей позволило выделить в пределах криолитозоны 6 субрегионов, отличающихся региональными различиями в процессах формирования и стока наносов и характеризующихся однородным характером рельефа, климатическими и мерзлотными условиями, типом водного режима

2 Влияние мерзлотных условий на сток взвешенных наносов по-разному проявляется в различных временных масштабах Исследования изменчивости стока взвешенных наносов в пределах отдельных фаз водного режима показали, что влияние мерзлотных условий на изменчивость стока наносов в отдельные фазы водного режима состоит в ограничении эрозии на водосборах криолитозоны в период формирования талого стока Показано, что связанные с мерзлотными условиями гистерезисные явления (неравенство расходов взвешенных наносов в различные фазы водного режима при Q = const) характерны для всех рек криолитозоны

3 Исследования межгодовой изменчивости стока взвешенных наносов выявили ее зависимость от изменчивости климатических характеристик криолитозоны в зимний период Предложенный в работе гидротермический показатель ГТ3, основанный на

сопоставлении сумм осадков и отрицательных температур зимнего периода, отражает влияние синоптической изменчивости на мерзлотные условия криолитозоны Для рек с восточно-сибирским типом водного режима на графиках Я=А(2) выделены две ветви, характеризующие годы со значениями ГТ3 > 1 и ГТ3 < 1, причем в годы с ГТ3 > 1 (теплые, мягкие зимы) расходы наносов больше, чем в годы с ГТ3 < 1 (суровые зимы) Полученные связи Л с суммами положительных температур для рек с дальневосточным типом водного режима показывают, что ГТ3 разделяет поле точек связи на две ветви, причем /?лз> 1 > Ягтз< 1

4 Исследования многолетних характеристик позволили впервые получить связь между параметрами связи Я для территории криолитозоны Эта связь имеет региональный характер, группировка точек на графике соответствует районированию криолитозоны России по условиям формирования стока наносов Исследования формирования стока взвешенных наносов показали, что определяющими его основными физико-географическими характеристиками водосборов являются средняя высота водосбора Н и слой осадков Р На основании выявленных закономерностей предложена методика расчета стока взвешенных наносов с водосборов неизученных рек криолитозоны

5 Показано, что гидрологические условия являются основным фактором промерзания русел рек криолитозоны с песчаным аллювием Мерзлота в русле реки формируется вследствие трех причин 1) обсыхания в летне-осеннюю межень прирусловых отмелей, 2) зимнего падения уровня воды, 3) контакта с дном ледяного покрова мощностью Разработана методика определения распространения мерзлых грунтов в руслах рек, использующая сведения об уровенном и ледовом режиме реки Выполненное на основе этой методики вероятностное моделирование условий промерзания показало, что наибольшую роль мерзлые грунты играют в повышении устойчивости русел, разветвленных на рукава

6 Проверка на независимом материале показала, что разработанная расчетная методика воспроизводит общие закономерности распространения мерзлоты в русле средней Лены Подвержены промерзанию крупные песчаные отмели, части осередков с наиболее высокими абсолютными отметками, гребни перекатов Кровля мерзлых грунтов отмечается на глубинах до 3 м, и ее отсутствие может быть связано с малым временем существования самой отмели Более глубокие участки русла промерзанию не подвержены, и наличие мерзлоты в диапазоне глубин от 3 до 5-6 м может объяс-

няться русловыми деформациями - смещением русловых форм и попаданием существующих в них многолетнемерзлых ядер под влияние речного потока На участках с глубинами свыше 6 м мерзлота не встречается, ее нахождение на таких глубинах возможно лишь на плесовых участках под подмываемыми берегами, где глубины могут превышать 10 м, а кровля мерзлоты является продолжением пойменного мерзлотного массива

7 Основные закономерности формирования мерзлых грунтов в руслах рек криолито-зоны могут быть использованы в проектах улучшения судоходных условий При трассировании судоходных прорезей следует учитывать сезонную динамику протаи-вания мерзлоты в русле Для воздействия на русловые переформирования можно также использовать регулирование температурного режима отдельных участков русла (их искусственное промораживание и протаивание) Основные публикации по теме диссертации

Основные научные результаты работы опубликованы в периодическом издании, рекомендованном ВАК

1 Гидрометеорологические условия формирования мерзлых грунтов в русле средней Лены//Вестник МГУ Серия 5 География 2005 №6 С 60-64

Кроме того, содержание диссертации отражено в следующих публикациях

2 Сток наносов и русловые процессы в зоне распространения многолетнемерзлых горных пород // Материалы Международной конференции студептов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002» М Изд-во МГУ 2002 С 105

3 Влияние многолетнемерзлых грунтов на формирование русла средней Лены // Материалы X Международной Юбилейной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003» М Изд-во МГУ 2003 С 129

4 Влияние многолетнемерзлых грунтов на сток взвешенных наносов и русловые процессы // Динамика овражно-балочных форм и русловые процессы М Географический факультет МГУ 2002 С 107-111

5 Сезонное и многолетнее промерзание русел рек криолитозоны и его влияние на русловые деформации (на примере средней Лены) // Эрозионные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии М Географический факультет МГУ 2004 С 195-201

6 Особенности формирования стока взвешенных наносов рек криолитозоны // XX пленарное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов Тезисы докладов Ульяновск 2005

С 266-267

7 Estimating sediment flow from unexplored watersheds of North-Eastern Russia // Abstracts Volume of the 3rd SEDIFLUX (Sedimentary Source-to-Sink-Fluxes in Cold Environments) Science Meeting, Durham, UK, 2005 P 29

8 Spnng ice processes on rivers of North-Eastern Russia // Proceedings of the 8th International Conference on Ships and Marine Structures m Cold Regions (ICETECH 2006), Society of Naval Architects and Manne Engineers - Arctic Section, Banff, Alberta Canada 2006 Paper No ICETECH06-120-RF (соавторы-А А ЗайцевиВВ Беликов)

9 Использование физико-географических характеристик речных бассейнов в оценке стока наносов рек Северо-Востока России // XXI пленарное межвузовское совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов Доклады и краткие сообщения Чебоксары 2006 С 199-200

10 Влияние физико-географических условий на формирование и режим стока взвешенных наносов рек криолитозоны // Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов М Географический факультет МГУ 2006 С 224-231

11 Using rating curve in estimation of suspended sediment flux from ungauged watersheds of North-Eastern Russia II Proceedings of the 10th International Symposium on River Sedimentation, August 1-4,2007, Moscow, Russia Vol in pp 314-322

12 Permafrost conditions and bed load sediment transport on nvers m polar environment // NGU Report 2007 053 Second Workshop of IA G /А IG SEDIBUD - Sediment Budgets in Cold Environments Trondheim 2007 P 51

13 Характеристики временной изменчивости стока взвешенных наносов рек криолитозоны // XXII пленарное межвузовское совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов Доклады и краткие сообщения Новочеркасск 2007

С 210-212

Подписано в печать 11 10 2007 г Исполнено 12 10 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 894 Тираж 150 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495)975-78-56 www autoreferat ru

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Тананаев, Никита Иванович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Факторы формирования стока наносов и русловых процессов в криолитозоне

1.1. Общая характеристика криолитозоны и влияние мерзлоты на сток наносов и русловые процессы

1.2. Геологическое строение и рельеф

1.3. Климат

1.4. Гидрография и гидрологический режим рек

1.4.1. Характеристика гидрографической сети

1.4.2. Особенности формирования стока рек в криолитозоне

1.4.3. Речной сток и гидрологический режим.

1.4.4. Ледовый режим

1.5. Мерзлотные условия

ГЛАВА 2. Формирование и режим стока взвешенных наносов рек криолитозоны

2.1. Изученность формирования стока взвешенных наносов рек криолитозоны

2.2. Материалы и методы исследований

2.3. Изменчивость стока наносов в различных временных масштабах

2.3.1. Внутригодовая изменчивость

2.3.2. Межгодовая изменчивость 70 Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. Многолетние характеристики стока взвешенных наносов рек криолитозоны

3.1. Изученность характеристик стока взвешенных наносов в криолитозоне

3.2. Роль физико-географических условий в формировании стока наносов с водосборов рек криолитозоны

3.3. Расчёт характеристик стока взвешенных наносов с неизученных водосборов криолитозоны 94 Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. условия и особенности руслоформирования рек криолитозоны 103 4.1. Оценка роли промерзания в формировании русел

4.2. Факторы формирования мёрзлых грунтов

4.3. Механизм формирования мёрзлых грунтов

4.4. Методика определения площадей промерзания в руслах больших рек криолитозоны

4.5. Фактические данные и их сопоставление с результатами расчётов 120 Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. Русловые переформирования больших равнинных рек криолитозоны (на примере средней лены) под влиянием сезонного и многолетнего промерзания

5.1. Составление планов деформаций русла: материалы и методика

5.2. Русловые деформации на участке средней Лены и воздействие на них сезонного и многолетнего промерзания русла.

5.2.1. Общая характеристика русла и условий его формирования на исследуемом участке. '

5.2.2. Русловые переформирования на участке Павловского переката и их связь с промерзанием грунтов

5.3. Влияние гидрологических условий на промерзание и устойчивость русла средней Лены

5.4. Влияние мерзлотных условий на хозяйственную деятельность в среднем и нижнем течении Лены. 151 Выводы к Главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сток наносов и русловые процессы на реках криолитозоны"

Актуальность темы. Основные особенности стока наносов и русловых процессов зависят от физико-географических условий территорий, по которым протекают реки, определяющих региональный характер их проявления. В криолитозоне важным их фактором являются многолетнемёрзлые породы (ММП), повсеместное распространение которых создаёт специфические условия формирования стока воды с водосборов и развития русел рек, изменяя пространственные и временные масштабы эрозионных и русловых процессов. Закономерности функционирования бассейновых и русловых систем трансформируются на территории криолитозоны, где под влиянием мерзлоты изменяется характер воздействия тех или иных факторов как на речные бассейны, так и на русла рек. Однако качественная и количественная оценка масштабов этих изменений затруднена из-за недостаточности данных наблюдений за мерзлотно-обусловленными процессами, связанными с формированием и движением речных наносов, и формами их проявления, а также из-за отсутствия надёжных методов их исследования.

Речные системы криолитозоны в настоящее время являются наименее исследованными в России, и их изученность во многом не соответствует степени и перспективам экономического развития Российской Арктики. Востребованность теоретических разработок и их прикладных аспектов растёт по мере её хозяйственного освоения. Основные исследования, выполненные здесь во 2-ю половину XX века, были связаны с нуждами и потребностями отдельных отраслей промышленности. Тогда же были впервые получены сведения о специфике распространения мёрзлых грунтов в руслах рек. В то же время «поведению» рек в криолитозоне не уделялось должного внимания, хотя без понимания специфики русловых процессов и стока наносов не могут быть решены многие вопросы улучшения условий судоходства и регулирования русел рек для различных областей хозяйства. Учёт режима стока наносов и русловых деформаций на реках криолитозоны при решении прикладных задач связаны с 3 необходимостью выявления закономерностей их формирования и развития, разработкой методов прогнозирования распространения мёрзлых грунтов в руслах рек. Важным также является исследование связей характеристик стока наносов и русловых процессов на реках криолитозоны в связи с глобальными изменениями природной среды и климата.

Цель исследований - выявить основные закономерности формирования стока наносов, морфологии и динамики русел больших равнинных рек криолитозоны, условия промерзания речных отложений, определить возможности прогнозирования распространения многолетнемёрзлых пород в руслах рек и обосновать основные принципы их регулирования.

Для её достижения необходимо было решить следующие задачи:

1. Рассмотреть природные условия криолитозоны, в наибольшей степени определяющие специфику формирования стока наносов и русловых процессов.

2. Дать анализ современных представлений о функционировании эрозионно-русловых систем в криолитозоне и методах их исследований.

3. Выявить наиболее важные факторы и основные механизмы формирования стока наносов и их перемещения в эрозионно-русловых системах в пределах криолитозоны.

4. Установить закономерности формирования стока наносов на реках криолитозоны, его пространственной и временной изменчивости под влиянием основных факторов природной среды.

5. Выявить закономерности распространения многолетнемёрзлых грунтов в руслах больших равнинных рек криолитозоны, дать оценку их воздействия на развитие речных русел, определить условия их промерзания; на этой основе предложить методику прогнозирования положения кровли мёрзлых пород в руслах рек и основные принципы регулирования русловых процессов на судоходных реках криолитозоны.

6. Оценить совместное влияние стока взвешенных наносов и промерзания на процесс формирования русел рек криолитозоны на основании анализа данных сетевых и полевых наблюдений.

Объекты и состав исследований. Исследования охватили реки, водосборы которых полностью или большей частью расположены в пределах непрерывного распространения ММП, поскольку многолетняя мерзлота оказывает воздействие на водотоки только в этих условиях. Объектами исследования стали более 20 рек криолитозоны, среди которых как самые крупные реки территории (Анабар, Оленёк, Лена, Яна, Индигирка, Колыма), так и их притоки, относящиеся к средним рекам (Нера, Адыча, Омолон и др.), обеспеченные наиболее продолжительными рядами наблюдений за стоком взвешенных наносов на гидрологических постах. Использованная методика исследований предполагала построение графиков связи расходов воды и взвешенных наносов и их анализ для выявления вариабельности стока взвешенных наносов в различных временных масштабах. Разработка методики для расчёта характеристик стока взвешенных наносов и параметров уравнения связи расходов воды и взвешенных наносов для неизученных территорий криолитозоны выполнялась с использованием регрессионного анализа, в основу которого были положены региональные зависимости стока воды и взвешенных наносов от физико-географических условий территории. ГИС-технологии были использованы для визуализации полученных результатов, выявления пространственной изменчивости параметров связей, составления аналитических карт стока взвешенных наносов для расчётов с неизученных территорий.

Для детального руслового анализа использовались материалы по наиболее изученному участку большой равнинной реки криолитозоны - Лены в среднем течении (от п. Покровск (100 км выше г. Якутск) до устья р. Вилюй (600 км ниже г. Якутск)). Разработанная автором методика использована для выявления участков русла, где распространено сезонное и многолетнее промерзание речных отложений. Для анализа временной изменчивости исследуемого участка русла Лены был использован традиционный ретроспективный метод анализа, заключающийся в сопоставлении разновременных картографических материалов (в т.ч. промерно-съёмочных работ и космических снимков) на основе современных методов сопоставления данных. ГИС-анализ был при5 менён для выявления характеристик горизонтальных и вертикальных деформаций русла. Результаты математического моделирования некоторых участков реки были использованы для иллюстрации отдельных положений работы. Научная повнзна работы.

1. Впервые детально описан механизм формирования стока наносов с водосборов рек криолитозоны, выявлена роль климатических и гидрологических условий как факторов, определяющих временную изменчивость стока взвешенных наносов.

2. Разработана методика расчёта стока взвешенных наносов с неизученных территорий, основанная на использовании эмпирических зависимостей, связывающих параметры связи расходов воды и взвешенных наносов с обобщёнными физико-географическими характеристиками водосборов криолитозоны; составлены эмпирические карты мутности и модуля стока взвешенных наносов для исследованной территории.

3. Показан механизм формирования сезонномёрзлых и многолетнемёрзлых грунтов в руслах рек криолитозоны, его связь с гидрометеорологическими условиями в различные фазы водного режима.

4. Разработана эмпирическая методика определения участков распространения мёрзлых грунтов в руслах больших рек криолитозоны с использованием гидрометеорологической информации, показана связь формирования мерзлотных условий с морфодинамическими типами русла.

5. Исследована связь сезонного и многолетнего промерзания с основными тенденциями формирования русла равнинной реки с песчаным аллювием (на примере средней Лены), возможность её учёта в прогнозах русловых процессов для обеспечения безопасности судоходства и рекомендациях по регулированию русел судоходных рек.

Основные защищаемые положения.

1. Мерзлотные условия являются важным региональным фактором формирования стока наносов в криолитозоне; их влияние на сток взвешенных наносов по-разному проявляется в различных временных масштабах.

2. Динамика процессов промерзания-протаивания поверхности водосборов влияет на условия формирования и режим стока взвешенных наносов рек криолитозоны в течение года (его внутригодовое распределение). Температурный режим поверхности водосбора в зимний период определяет межгодовые вариации стока взвешенных наносов в последующий тёплый период года. Многолетние характеристики стока взвешенных наносов связаны с физико-географическими характеристиками водосборов.

3. Характерной особенностью русел равнинных рек криолитозоны с песчаным аллювием является наличие в их пределах многолетнемёрзлых грунтов, сформированных в результате повторяющегося сезонного промерзания форм руслового рельефа. Площадь распространения мёрзлых грунтов определяется гидрометеорологическими условиями, а также морфодинамическим типом русла.

4. Многолетнее промерзание русел рек криолитозоны имеет следствием увеличение стабильности русловых форм благодаря наличию в слагающих их толщах отложений ядра многолетнемёрзлого аллювия.

5. Учёт распространения многолетнемёрзлых грунтов в руслах больших равнинных рек криолитозоны необходим при разработке проектов улучшения судоходных условий, строительства переходов трубопроводов, ЛЭП, иных инженерных мероприятий. При разработке проектов дноуглубительных работ он позволяет снизить риск повреждения дноуглубительной техники, замедлить занесение судоходной прорези.

Практическая значимость работы. Методики и картографические материалы, полученные в результате исследований, могут использоваться для районирования территории криолитозоны по особенностям эрозионных процессов, в расчётах стока наносов с неизученных водосборов и гидротехнических расчётах.

Данные о связи промерзания русел с процессами их переформирований могут быть использованы при моделировании русловых процессов, выполняющемся для решения конкретных задач, прогнозе изменений отметок дна 7 русла и размывов берегов. Такие прогнозы русловых деформаций необходимы при проектировании и эксплуатации сооружений, пересекающих реки либо расположенных на их берегах - переходов нефте- и газопроводов, линий электропередач, мостовых переходов и ледовых переправ. Учёт основных тенденций руслоформирования с учётом влияния мерзлотных условий необходим при планировании берегозащитных мероприятий. Регулирование русел для улучшения условий судоходства в наибольшей мере на участках рек значительной протяжённости опирается на сведения о темпах и направленности русловых процессов. Эта информация необходима как при разработке генеральных схем развития водных путей и проектов коренного улучшения судоходных условий, так и при выполнении эксплуатационных работ по поддержанию гарантированных габаритов пути и обеспечения безопасности судоходства. Во всех случаях необходимы прогнозные оценки распространения и динамики мёрзлых грунтов в руслах рек.

Учёт мерзлотных условий необходим также при проектировании и эксплуатации гидротехнических сооружений, для которых актуальны вопросы трансформации русел в нижних бьефах и занесения водохранилищ наносами.

Результаты исследований могут войти в учебные курсы при подготовке специалистов-гидрологов («Русловые процессы» и «Водно-технические изыскания»), геоморфологов и криолитологов.

Исследования выполнены в рамках гранта РФФИ №06-05-64293, программы «Университеты России», программ поддержки ведущих научных школ России (проект № 00-15-98512, грант Президента РФ НШ-1443.2003.5, проект НШ-4884-2006.5), их результаты использованы при подготовке отчётов по хоздоговорным работам с Ленским государственным бассейновым управлением водных путей и судоходства, ЗАО «Якутагропромпроект», ООО «НПО Мостовик».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 10-м Международном симпозиуме по речной седиментации (Москва, 2007); на 8-й Международной конференции по проблемам воздействия льда 8 на корабли и инженерные сооружения 1СЕТЕСН'06 (Банфф, Канада, 2006); на 3-м научном совещании SEDIFLUX «Sediment fluxes, transfer rates through the cold environments in Europe» (Дарэм, Великобритания, 2005); на 2-м научном совещании SEDIBUD (под эгидой Международной ассоциации геоморфологов) «Sediment fluxes, sediment budgets in changing high-latitude, high-altitude cold environments» (Абиско, Швеция, 2007); на XX пленарном совещании Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Ульяновск, 2005); на тематическом совещании «Русловые процессы и водные пути» Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Санкт-Петербург, 2007); на научных семинарах молодых учёных ВУЗов, объединяемых Межвузовским научно-координационным советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Пермь, 2002; Брянск, 2004; Волгоград, 2006); на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002» и «Ломоносов-2003»; на семинарах кафедры гидрологии суши и научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева МГУ.

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 1 - в реферируемом издании, рекомендованном ВАК для публикаций («Вестник МГУ»); 3 статьи находятся в печати, из них 1 - в реферируемом издании, рекомендованном ВАК для публикаций («Геоморфология»).

Объём и структура. Работа состоит из 5 глав, введения и заключения (160 страниц) и списка литературы (170 названий), содержит 70 рисунков и 30 таблиц, 3 приложения.

Автор искренне благодарен заведующему кафедрой гидрологии суши, доктору географических наук, профессору Н.И. Алексеевскому за ценные советы, заведующему кафедрой криолитологии и гляциологии, доктору географических наук, профессору В.Н. Конищеву за консультации в области мерзлотоведения, сотрудникам НИЛаборатории эрозии почв и русловых процессов

В.Н. Голосову, Н.Н. Виноградовой, В.В. Иванову, В.Р. Беляеву, кафедры гид9 рологии суши Д.В. Магрицкому, кафедры геоморфологии и палеогеографии А.В. Панину за консультации и обсуждение результатов исследованй, ст.н.с. НИЛаборатории эрозии почв и русловых процессов А.А. Зайцеву и О.М. Ки-рику за руководство полевыми работами на объектах исследования (Лена, Колыма), сотрудникам Ленского ЛГБУВПиС Л.Е. Федосеенко, О.П. Федосенко, Е.В. Кочневу за комментарии относительно практического применения результатов исследований, сотрудникам, аспирантам, студентам Географического факультета МГУ, работникам Якутского и Колымского районов водных путей, принимавшим участие в полевых работах.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Тананаев, Никита Иванович

Выводы к Гласе 5.

1. Совместный анализ планов русла в изобатах, планов деформаций и схем распространения мёрзлых грунтов позволяет выявить связь основных тенденций руслоформирования с положением кровли мерзлоты в русле, воздействием мёрзлых грунтов на гидравлическую структуру потока.

2. Детальные исследования деформаций русла р. Лены на Павловском перекате (средняя Лена) показали, что наибольший размыв приурочен к зонам с высокими скоростями течения (более 1,4 м/с) и глубинами от 2 до 4 м, охваченным промерзанием подо льдом или не промерзающим вовсе. Эти зоны в основном приурочены к нижней плёсовой лощине и верхнему склону верхнего побочня. Гребень переката играет в половодье роль водослива с широким порогом, ещё больше усиливая эрозию в подвалье переката. Аккумуляция наносов в подвалье перекатной гряды является в основном результатом смещения гребня вниз по течению.

3. Различия в площадях распространения мерзлоты в русле средней Лены определяются морфодинамическим типом отдельных его участков. В годы с минимальными зимними уровнями и максимальной толщиной льда доля промерзающей части разветвлённого русла составляет более 85%, тогда как извилистого и относительно прямолинейного - не более 55%. В формировании мерзлоты в пределах разветвлённых и извилистых русел основную роль (более 70%) играет падение уровня, в то время как для прямолинейных русел ведущим фактором является толщина льда (особенно в годы с толщиной льда выше среднемно-голетней).

4. Русло Лены, являясь в целом слабоустойчивым, обнаруживает черты, характерные для устойчивых русел, что в наиболыпеё степени связано с наличием в его пределах мерзлоты. Стабильность отмелей с многолетнемёрзлым ядром приводит к гипертрофированному развитию побочней; образующиеся вследствие этого «извилины»» динамической оси потока гидравлически невыгодны (отношение HL > 1.5), однако их спрямлению препятствует повсеместное промерзание мелководий и небольших проток.

5. Анализ влияния мёрзлых грунтов на русловые переформирования крупных рек криолитозоны приводит к необходимости учёта мерзлотных условий при разработке проектов улучшения судоходных условий, строительства переходов трубопроводов, ЛЭП, иных инженерных мероприятий. При разработке проектов дноуглубительных работ следует учитывать наличие мёрзлых ядер и мощность сезонного промерзания. Дноуглубление на участках, подверженных промерзанию, наиболее безопасно в течение летне-осенней межени, в период максимального протаивания. Места отвалов грунта также следует выбирать с учётом мерзлотных условий, по возможности располагая их на участках, благоприятных для будущего промерзания извлечённого материала, их дальнейшего воздействия на русловые переформирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе рассмотрены основные закономерности формирования стока наносов, морфологии и динамики русел больших равнинных рек криолитозоны, условия промерзания речных отложений, определены возможности прогнозирования распространения многолетнемёрзлых пород в руслах рек.

1. Изменчивость мерзлотных условий территории криолитозоны определяется её дифференциацией по климатическим условиям и свойствам рельефа. Исследование её географических закономерностей позволило выделить в пределах криолитозоны 6 субрегионов по условиям формирования стока взвешенных наносов, что определяется характеристиками рельефа, климатическими условиями и типом водного режима.

2. Влияние мерзлотных условий на сток взвешенных наносов по-разному проявляется в различных временных масштабах. В отдельные фазы водного режима изменчивость определяется ограничением эрозии на водосборах криолитозоны в период формирования талого стока. Для большинства рек криолитозоны в период половодья и паводков наблюдаются положительная связь s = s(Q). Это проявляется в превышении мутности на подъёме половодья над мутностью в период спада, причём максимум мутности наблюдается в среднем на 3-5 дней раньше максимума расхода воды; это связано с истощением источников поступления наносов на водосборах и в руслах рек;. Для рек с дальневосточным типом водного режима характерны отрицательные связи s = s(Q), как в период половодья, так и во время паводков. Расходы взвешенных наносов при паводках превышают таковые в период половодья (при одинаковом расходе воды) только на реках с дальневосточным типом водного режима; на реках с восточно-сибирским типом водного режима это возможно только в тех случаях, если паводочные расходы превышают максимально наблюдённые в половодье. Связанные с мерзлотными условиями гистерезисные явления (неравенство расходов взвешенных наносов в различные фазы водного режима при Q - const) характерны для всех рек криолитозоны.

3. Межгодовая изменчивость стока взвешенных наносов зависит от изменчивости климатических характеристик криолитозоны в зимний период. Предложенный гидротермический показатель ГТз, основанный на сопоставлении сумм осадков и отрицательных температур зимнего периода, отражает влияние синоптической изменчивости на мерзлотные условия криолитозоны. Для рек с восточно-сибирским типом водного режима на графиках R=f(Q) выделены две ветви, характеризующие годы со значениями ГТз > 1 и ГТз < причём в годы с ГТз > 1 (тёплые, мягкие зимы) расходы наносов больше, чем в годы с ГТ3 < 1 (суровые зимы). Полученные связи R с суммами положительных температур для рек с дальневосточным типом водного режима показывают, что ГТз разделяет поле точек связи R=f(Q) на две ветви, причём Rrr3> i > Rm<\

4. Впервые получена связь между параметрами связи R = f(Q) для территории криолитозоны, имеющая региональный характер. Основные ветви графика связи соответствуют районированию криолитозоны России по характеристикам рельефа и климата. Определяющими формирование стока взвешенных наносов основными физико-географическими характеристиками водосборов криолитозоны являются средняя высота водосбора Я, слой осадков Р и температура воздуха Т. На основании выявленных закономерностей составлены карты модуля стока взвешенных наносов и средней мутности рек, предложена методика расчёта стока взвешенных наносов с водосборов неизученных рек криолитозоны. Данная методика заключается в определении параметров уравнения R = А(У" по картам или эмпирическим уравнениям связи m =f(H, Р, Т) и А = f(m); норма стока неизученной реки может быть определена одним из ряда принятых в гидрологии методов.

5. Транспорт влекомых наносов рек криолитозоны определяется мерзлотными условиями в пределах их русел. При этом гидрологические условия (колебания уровня в осенне-зимний период, толщина ледяного покрова) являются основным фактором промерзания русел рек криолитозоны с песчаным аллювием. Мерзлота в русле реки формируется вследствие трёх причин: 1) обсыхания в летне-осеннюю межень прирусловых отмелей; 2) зимнего падения уровня во

159 ды АНзп, равного разности между значениями уровня на день начала ледостава Нл и минимальным зимним уровнем #min; 3) контакта с дном ледяного покрова мощностью кл вследствие перемерзания отдельных участков реки. Разработана методика определения распространения мёрзлых грунтов в руслах рек, использующая сведения об уровенном и ледовом режиме реки для составления схем положения областей промерзания в руслах крупных рек криолитозоны. Проверка разработанной эмпирической модели на независимом материале (результатах буровых работ) показала, что модель имеет в целом хорошую точность, воспроизводя основные закономерности распространения мёрзлых грунтов на исследованном участке русла р. Лены.

6. Использование разработанной методики определения распространения мерзлоты в руслах рек для совместного анализа мерзлотных условий и русловых деформаций выявило основные закономерности воздействия мерзлоты на русловые деформации. Наличие многолетнемёрзлых ядер в толщах отмелей средней Лены оказывает в целом стабилизирующее воздействие на русло реки. Следствием закрепления положения отмелей в русле является высокая извилистость динамической оси потока, аномальная для такой большой реки, как Лена. Поток вынужден в межень огибать отмели, являющиеся слаборазмывае-мыми (из-за мерзлого ядра) границами потока. Извилины меженного потока, сформированные обширными стабильными аллювиальными массивами, не соответствуют характеристикам гидравлической выгодности.

7. Специфика русловых переформирований, связанная с наличием сезонного и многолетнего промерзания в руслах крупных рек криолитозоны, зачастую оказывают влияние на судоходные условия. Процессы стабилизации крупных русловых форм, связанные с наличием в их толщах мёрзлых ядер, приводят к гипертрофированному развитию побочней, увеличению радиуса закругления судового хода, уменьшению глубин на перекатах, что является негативными последствиями для судоходства. В отдельных случаях они являются причиной изменения положения оси судового хода, нередко требующего значительных объёмов дноуглубительных работ.

8. Основные закономерности формирования мёрзлых грунтов в руслах рек криолитозоны могут быть использованы в проектах улучшения судоходных условий. При трассировании судоходных прорезей следует учитывать сезонную динамику протаивания мерзлоты в русле. Дноуглубление на промерзающих в зимний период участках возможно только в период летне-осенней межени, когда наблюдается их максимальное протаивание. При выборе расположения отвалов извлекаемого грунта необходимо учитывать их промерзание и последующую стабилизацию их положения в русле. Отвалы грунтов, расположенные у боковых кромок прорези, можно использовать для стеснения потока, что будет препятствовать заносимости прорези. Для воздействия на русловые переформирования можно также использовать регулирование температурного режима отдельных участков русла (их искусственное промораживание и протаивание).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Тананаев, Никита Иванович, Москва

1. Алексеев В.Р. Наледи. Новосибирск: Наука. 1987. 256 с.

2. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: МГУ. 1998. 202 с.

3. Алисов Б.П. Курс климатологии. Часть 3. М. 1954. 320 с.

4. Аржакова С.К. Зимний сток рек криолитозоны России. Санкт-Петербург: РГГМУ. 2001.209 с.

5. Атлас реки Лены от Якутска до дельты с описанием судового хода. Л. 1928.

6. Арэ Ф.Э. Термоабразия морских берегов. М.: Наука. 1980. 159 с.

7. Арэ Ф.Э. Основы прогноза термоабразии берегов. Новосибирск.: Наука. 1985. 172 с

8. Бабич Д.Б., Коротаев В.Н., Магрицкий Д.В., Михайлов В.Н. Нижняя Индигирка: устьевые и русловые процессы. М: ГЕОС. 2001. 202 с.

9. Бабкин В.И. Водные ресурсы Дальнего Востока и их использование // Материалы научной конференции по проблемам водных ресурсов Дальневосточного экономического региона и Забайкалья. Иркутск. 1991.

10. Баранов А.В. Сток взвешенных наносов и эрозионное районирование бассейна р. Камы //Автореф. дисс. канд. геогр. наук. М.: МГУ. 1988. 22 с.

11. Беркович К.М. Влияние мёрзлых грунтов на русловые деформации р. Лены // Первая Всесоюзная конференция по проблеме «Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях». М.: Изд-воМГУ. 1972.

12. Беркович К.М., Борсук О.А., Гаррисон Л.М., Кирик О.М., Лодина Р.В., Ру-лёва С.Н., Чалов Р.С., Чернов А.В. Русловой режим и регулирование русла средней и нижней Лены // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 8. М.: Изд-воМГУ. 1981. с. 125-156.

13. Борсук О.А., Чалов Р.С. О врезании русла р. Лены // Изв. ВГО. Том 105. 1973. Вып. 5. с. 452-456.

14. Бузин В.А. Заторы льда и заторные наводнения на реках. СПб.: Гидроме-теоиздат. 2004. 202 с.

15. Бурдыкина А.П. Сток взвешенных наносов рек бассейна Терека в зависимости от некоторых гидрологических характеристик // Географо-экономический научно-исслед. ин-т. Труды по гидрологии. JI.-M. 1938.

16. Важнов А.Н. Гидрология рек. М.: Изд-во МГУ. 1976.

17. Васильев И.С., Торговкин Я.И. Пространственное распределение осадков в Якутии // Метеорология и гидрология. 2002. № 6. С. 23 32.

18. Водные пути бассейна Лены. М.: МИКИС. 1995. 600 с.

19. Воскресенский С.С. Геоморфология СССР. М.: Высшая школа. 1968. 367 с.

20. Гаврилова М.К. Климаты холодных регионов Земли. Якутск. 1998. 206 с.

21. Гвоздецкий Н.А., Мильков Ф.Н. Физическая география СССР. Т. 2. Азиатская часть. М. 1987.

22. Геология и полезные ископаемые Якутии. Якутск.: Якутский филиал СО АН СССР. 1975.

23. Геология Советской Арктики. Тезисы докладов на II Международном симпозиуме по геологии Арктики, Сан-Франциско, 1971. Л. 1971. 100 с.

24. Геология Якутской АССР. М.: Недра. 1981. 300 с.

25. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС. 2006. 296 с.

26. Григорьев Н.Ф. Многолетнемёрзлые породы приморской зоны Якутии. М.: Наука. 1966. 180 с.

27. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казанского университета. 1984. 264 с.

28. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Глобальный сток наносов в Океан: природная и антропогенная составляющие // Эрозионные и русловые процессы. М.: Изд-во МГУ. 2000. Вып. 3. С. 15-23.

29. Доронина Н.А., Смирнова З.С. Исследование процессов формирования летних паводков на р. Яне // Труды ААНИИ. Том 283. 1968.

30. Евгенов Н.И. Экспедиция к устьям рек Лены и Оленёка. 1920-1921. Л. 1928-1929.

31. Евстигнеев В.М., Зайцев А.А., Сваткова Т.Г., Чалов Р.С., Шенберг Н.В. Водный режим рек СССР. Карта для высшей школы. М. 1:4000000 // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 1990. № 1. с. 10-16.

32. Ермакова А.С., Кирик О.М. Морфология и переформирования русла на Усть-Алданском участке р. Лены // Геоморфология. 2006. №2. С. 62-73.

33. Ефимов А.И. Мерзлотные условия центральной Якутии // Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве центральной Якутии. Вып. I. М. 1954.

34. Зайков Б.Д. Средний сток и его распределение в году на территории СССР. М.: Гидрометеоиздат. 1946. 148 с.

35. Зайцев А.А., Кирик О.М., Лодина Р.В., Сидорчук А.Ю., Чалов Р.С. Русловые процессы на р. Лене в условиях перехода от врезанного русла к широкопойменному // Водные ресурсы. 1991. №6. С. 22-30.

36. Зайцев А.А., Чалов Р.С. Русловые процессы и регулирование русла р. Лена в районе г. Якутска // Водные ресурсы. 1989. №5. С. 75-81.

37. Зернов А.В. Особенности улучшения и поддержания судоходных условий на реках севера Западной Сибири (на примере рек Надым, Пур и Собь): Авто-реф. дисс. . канд. техн. наук. Л. ЛИВТ, 1987. 25 с.

38. Калабин А.И. Вечная мерзлота и гидрогеология Северо-Востока СССР // Труды ВНИИ-1 (Ин-т золота и редких металлов). Т. 18. Магадан. 1960. 469 с.

39. Калинин В.Г., Пьянков С.В. Некоторые аспекты применения геоинформационных технологий в гидрологии // Метеорология и гидрология. 2000. №12.

40. Калинин В.Г., Пьянков С.В. Использование гидрографических характеристик рек и их бассейнов в гидрологических расчётах // Метеорология и гидрология. 2002. №11. с. 75-80.

41. Катасонов Е.М., Иванов М.С. Криолитозона Центральной Якутии. Путеводитель к экскурсии по Лене и Алдану. Якутск. 1973. 37 с.

42. Карташов И.П. Флювиальные рельефообразующие процессы // Труды ВНИИ-1 (Ин-т золота и редких металлов). Раздел 2. Геология. Т.29. 1957. 22 с.

43. Кирюхин В.А., Толстихин Н.И. Региональная гидрогеология. М.: Недра. 1987.382 с.

44. Косицкий А.Г. Масштабные эффекты изменения речного стока в различных природных условиях. Автореф. дисс. . канд. геогр. наук. М.: МГУ. 2003. 25 с.

45. Кудрявцев В.А. Температуры верхних горизонтов вечномёрзлой толщи в пределах СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1954. 183 с.

46. Левин А.Г. Расчёты среднего стока и гидрологическая характеристика Яны, Индигирки, Колымы // Труды ВНИИ-1 (золота и редких металлов). Вып. 5. Магадан. 1956. 69 с.

47. Левин А.Г., Савченко В.М. Ледниковое и наледное питание рек Северо-Востока СССР // Материалы по геологии и полезным ископаемым Северо-Востока СССР. Вып. 9. 1959.

48. Лёзин В.А. Реки и озёра Тюменской области (словарь- справочник). Тюмень. 1995.300 с.

49. Лопатин Г.В. Наносы рек СССР. М.: Географгиз. 1952. 166 с.

50. Львович М. И. Опыт классификации рек СССР // Труды ГГИ. Вып. 6. 1938.

51. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в её бассейне. М.: Изд-во АН СССР. 1955. Переизд. 2005 г. М.: Геогр. ф-т МГУ.2005. 353 с.

52. Маккавеев Н.И. Денудационная составляющая баланса вещества в системе океан-суша и её роль в формировании пенепленов // Водные ресурсы. 1982. №3. С. 147-155.

53. Милошевич В.А., Сидорчук А.Ю. Изменение глубин на устьевых барах северных рек // Тр. ГОШ. 1978. Вып. 142.

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

55. Михайлов В.М. Развитие пойменных таликов в долине р. Колыма и температура речных вод // Геоэкология. 1998. №6.

56. Михайлов В.М. Пойменно-фильтрационные талики Северо-Востока России. Автореф. дисс.докт. геогр. наук. Якутск. Ин-т мерзлотоведения СО РАН. 2005. 42 с.

57. Мощанский В.А., Мулина А.В. О некоторых закономерностях формирования температурного режима в долинах рек на территории ЯАССР // Мерзлотные исследования. Вып. И. М.: Наука. 1961.

58. Мухин Н.И. Закономерности распределения температур горных пород в пределах Приморской низменности // Материалы VIII Всес. межвед. Совета по геокриологии. Вып. 3. Якутск. 1966.

59. Нежиховский Р.А. Русловая сеть бассейна и процесс формирования стока воды. JL, Гидрометеоиздат. 1971. 475 с.

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

61. Общее мерзлотоведение (геокриология). М.: Изд-во МГУ. 1978. 463 с.

62. Основы геокриологии. М.: Изд-во АН СССР. 1959. 459 с.

63. Павлов П.Д. Географическое распространение эоловых песков в Центральной Якутии // Эоловые образования Центральной Якутии. Якутск: Институт мерзлотоведения СО АН СССР. 1981. С. 18-30.

64. Панин А.В. Глобальный сток наносов в геологическом прошлом и его антропогенные изменения // Маккавеевские чтения-2004. М.: Изд-во МГУ. 2005. с. 48-70.

65. Пармузин Ю.П. Северо-Восток и Камчатка. М. 1967. 368 с.

66. Попов А.Н., Тушинский Г.К. Мерзлотоведение и гляциология. М.: Высшая школа. 1973. 270 с.

67. Рейнюк И.Т. Конденсация в деятельном слое вечной мерзлоты // Труды ВНИИ-1 (Ин-т золота и редких металлов). Раздел Мерзлотоведение. Вып. 15. Магадан. 1959. 23 с.

68. Ржаницын Н.А. Руслоформирующие процессы рек. JL: Гидрометеоиздат. 1985.263 с.

69. Розенбаум Г.Э. Современный аллювий равнинных рек восточной Субарктики) на примере рек Яны и Омолоя Автореф. дисс.канд. геогр. наук. М.: МГУ. 1971.22 с.

70. Розенбаум Г.Э. Криогенные рельефообразующие процессы в долинах рек Яно-Индигирской низменности // Проблемы криолитологии. Вып. V. М.: Изд-воМГУ. 1976.

71. Романовский Н.Н. Подземные воды криолитозоны. М.: Изд-во МГУ. 1983. 231 с.

72. Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы. М.: МГУ. 1993. 336 с.

73. Россинский К.И., Кузьмин И.А. Балансовый метод расчёта деформаций дна потока//Тр. Гидропроекта. 1964. Сб. 12. С. 265-271.

74. Русловой режим рек Северной Евразии (в пределах бывшего СССР). М.: МГУ. 1994.215 с.

75. Русловой режим средней и нижней Лены. М. ВИНИТИ Деп. №2227-76, 1976. 184 с.

76. Соколихина Н.Н. Климат Якутии и его влияние на растительность. Автореф. дисс.канд. геогр. наук. М: МГУ. 1994. 30 с.

77. Соколов А.А. Гидрография СССР. Л.: Гидрометеоиздат. 1964. 534 с.

78. Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л.: Гидрометеоиздат. 1975. 190 с.

79. Справочник по климату СССР. Т. 24. Якутская АССР. Вып. 1. Температура воздуха и почвы. Якутск. 1972.

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

81. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. Владивосток. 1928. 372 с.

82. Суходровский В.Л. Экзогенное рельефообразование в криолитозоне. М.: Наука. 1979. 280 с.

83. Тананаев Н.И. Сток наносов и русловые процессы в зоне распространения многолетнемёрзлых горных пород // Материалы Международной конференциистудентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002». М.: Изд-воМГУ. 2002. С. 105.

84. Тананаев Н.И. Влияние многолетнемёрзлых грунтов на сток взвешенных наносов и русловые процессы // Динамика овражно-балочных форм и русловые процессы. М.: Географический факультет МГУ. 2002. С. 107-111.

85. Тананаев Н.И. Влияние многолетнемёрзлых грунтов на формирование русла средней Лены // Материалы X Международной Юбилейной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003». М.: Изд-во МГУ. 2003. С. 129.

86. Тананаев Н.И. Сезонное и многолетнее промерзание русел рек криолитозоны и его влияние на русловые деформации (на примере средней Лены) // Эрозионные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии. М.: Географический факультет МГУ. 2004. С. 195-201.

87. Тананаев Н.И. Гидрометеорологические условия формирования мёрзлых грунтов в русле средней Лены // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2005. №6. С. 60-64.

88. Тананаев Н.И. Особенности формирования стока взвешенных наносов рек криолитозоны // XX пленарное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Тезисы докладов. Ульяновск, 2005. С. 266-267.

89. Тананаев Н.И. Влияние физико-геогра-фических условий на формирование и режим стока взвешенных наносов рек криолитозоны // Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов. М.: Географический факультет МГУ. 2006. С. 224-231.

90. Тананаев Н.И. Характеристики временной изменчивости стока взвешенныхнаносов рек криолитозоны // XXII пленарное межвузовское совещание по про168блеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Доклады и краткие сообщения. Новочеркасск. 2007. с. 210-212.

91. Толстихин, О.Н., Лукин В.В. Тюнгские тукуланы в бассейне реки Вилюй // Наука и техника в Якутии. 2007. №8.

92. Толстов А.Н. О наличии мёрзлых пород под руслами рек в северной Якутии // Материалы VIII Междуведомственного совещания по геокриологии. Вып. 3. Якутск. 1966.

93. Ухов Г.А. Паромная и ледяная переправы через реку Лену как средство сопряжения водных путей бассейна с Амуро-Якутской магистралью: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Новосибирск.: НГАВТ, 1998. 17 с.

94. Хмызников П.К. Предварительный отчет о работе Янского гидрологического отряда Якутской экспедиции 1927-1929 г. и вопросы судоходства по реке Яне. Якутск.1930. 48 с.

95. Хмызников П.К. Гидрология бассейна р. Яны. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1934. 252 с.

96. Чалов Р.С. Географические аспекты изучения руслового режима рек // Известия ВГО. 1972. Том 104. Вып. 6. с. 455-461.

97. Чалов Р.С. Проблемы исследований руслового режима равнинных и горных рек в различных природных условиях // Известия ВГО. 1977. Том 109. Вып. 5. с. 428-434.

98. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1979.234 с.

99. Чалов Р.С. Зональные особенности и региональная специфика русловых процессов и их факторы // Гидрофизические процессы в реках, водохранилищах и окраинных морях. М.: Наука, 1989. с. 5-19.

100. Чалов Р.С., Лю Шугуан, Алексеевский Н.И. Сток наносов и русловые процессы на больших реках России и Китая. М.: МГУ. 2000. 212 с.

101. Чекотилло A.M. Область великих наледей // Изв. АН СССР. Серия геологическая. Вып. 1.1941. с. 94-113.

102. Чистяков Г.Е. Русловые процессы на р. Лене под Якутском // Исследования вечной мерзлоты в Якутской республике. Вып. 3. М.: Изд-во АН СССР. 1952.

103. Чистяков Г.Е. Водные ресурсы рек Якутии. М.: Наука. 1964. 255 с.

104. Чистяков Г.Е., Ноговицын Д.Д., Якушев М.В. Гидроэнергетические ресурсы бассейна реки Яны. М.: Наука. 1970. 215 с.

105. Шамов Г.И. Сток взвешенных наносов рек СССР // Труды ГГИ. Т. 20 (74). Л.: Гидрометеоиздат. 1949.120 с.

106. Швецов П.Ф. Роль вечной мерзлоты в гидрологии бассейнов рек Индигирки и Яны // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1946. № 6.

107. Шестаков В.М. Гидрогеодинамика. М.: Изд-во МГУ. 1995.

108. Штанкова Н.Н. Сток наносов на реках бассейна Волги // Динамика ов-ражно-балочных форм и русловые процессы. М.: МГУ. 2002. с. 112-119.

109. Шур Ю.Л. Разрушение берегов в криолитозоне // Криогенные процессы. М. 1978.

110. Abe К., Kurokawa U. and Ziemer R.R. Prediction method of sediment discharge from forested basin // EOS, Transactions, American Geophysical Union. 2000. Vol. 81. No. 48.

111. Aldrich, J.W. and Johnson R.A. Surface erosion and sedimentation associated with forest land use in interior Alaska: Completion report. Institute of Water Resources, University of Alaska, Fairbanks, Report No. IRW-99. 1979. 87 pp.

112. Aldrich, J.W., and Slaughter C.W. Soil erosion on subarctic forest slopes // Journal of Soil and Water Conservation. 1983. Vol. 38. pp. 115-118.

113. Arnborg L., Walker, H.J., and Peippo, J. Suspended load in the Colville River, Alaska, 1962. // Geografiska Annaler. 1967. Vol. 48A. pp. 195-210.

114. Bodo B.V. Annotations for Monthly Discharges for 2400 Rivers and Streams of the former Soviet Union (FSU). 2001. 29 pp. (www.scd.ucar.edu/ /dss/datasets/docfsu2.pdf)

115. Brown R.J.E. The distribution of permafrost and its relation to air temperature in Canada and the USSR// Arctic. 1960. Vol. 13. pp. 163-177.

116. Brown R.J.E. Permafrost in Canada. University of Toronto Press, Toronto. 1970. 234 pp.

117. Campbell F. B. and Bauder H. A. A rating-curve method for determining silt-discharge of streams // EOS, Transactions, American Geophysical Union. 1940. Vol. 21. pp. 603-607.

118. Costard F., Dupeyrat L., Carey-Gailhardis E. and Gautier E. Fluvial thermal erosion investigations along the rapidly eroding riverbank. Application to Lena River (Central Siberia) // Earth Surface Processes and Landforms. 2003. Vol. 28. pp. 1349-1359.

119. Etzelmiiller B. Quantification of thermo-erosion in proglacial areas examples from Svalbard // Zeitschrift fur Geomorphologie, Neue Folge. 2000. Vol. 44. pp. 343-361.

120. Fleming S.W. and Clarke G.K.C. Attenuation of High-Frequency Interannual Streamflow Variability by Watershed Glacial Cover // J. Hydraul. Eng. 2001. Vol. 131.No. 7. pp. 615-618.

121. Forbes A.C. and Lamoureux S.J. Climatic controls on streamflow and suspended sediment transport in three large middle Arctic catchments, Boothia Peninsula, Nunavut, Canada. // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2005. Vol. 37. pp. 304-315.

122. Fountain, A. G., and Tangborn, W. V. The effect of glaciers on streamflow variations // Water Resour. Res. 1985. Vol. 21(4). pp. 579-586.

123. Gatto L.W. Tanana River monitoring and research program, relationships among bank recession, vegetation, soils, sediments and permafrost on the Tanana River near Fairbanks, Alaska // CRREL Special Report 84. 1984.

124. Hasholt В., Bobrovitskaya N.N., Bogen J., McNamara J., Mernild S., Milburn

125. D. and Walling D.E. Sediment Transport to the Arctic Ocean and Adjoining Coldth

126. Oceans // 15 International Northern Research Basins Symposium and Workshop. Lulea to Kvikkjokk, Sweden, 2005. pp. 41-67.

127. Heginbottom J.A., Dubreuil M.A. and Harker P.A. Canada Permafrost // NajLtional Atlas of Canada, 5 Edition, National Atlas Information Service, Natural Resources Canada, MCR 4177. 1955.

128. Heidel, S.G. The progressive lag of sediment concentration with flood waves // Transactions American Geophysical Union. 1956. Vol. 37. pp. 56-66.

129. Hodson A J., Ferguson R.I. Fluvial suspended sediment transport from cold and warm-based glaciers in Svalbard // Earth Surface Processes and Landforms. 1999. Vol. 24. pp. 957-974.

130. Hoque Md.A. and Pollard W.H. Modeling block failures in vertical cliffs of Arctic coasts underlain by permafrost // Reports on Polar and Marine Research. Vol. 506. 2005. pp. 60-64.

131. Irvine-Flynn T.D.L., Moorman В .J., Willis I.C., Sjogren D.B., Hodson A. J., Mum-ford P.N., Walter F.S.A. and Williams J.L.M. Geocryological processes linked to High

132. Arctic proglacial stream suspended sediment dynamics: examples from Bylot Island, Nunavut, and Spitsbergen, Svalbard//Hydrol. Process. 2005. Vol. 19. pp. 115-135.

133. Jahn A. Problems of the periglacial zone. Washington D.C. 1975. 223 p.

134. Julien, P. Transforms for runoff and sediment transport, J. Hydrol. Eng., 122. 1996.

135. Kane D.L. and Stein J. Water movement into seasonally frozen soils // Water resources research. 1983. Vol. 19(6) pp. 1547-1557.

136. Klein M. Anti clockwise hysteresis in suspended sediment concentration during individual storms: Holbeck catchment, Yorkshire, England // Catena. 1984. Vol. 11. pp. 251-257.

137. Knighton D. Fluvial Forms and Processes. A New Perspective. London. 1998. 383 pp.

138. Lammers R.B., Shiklomanov A.I., Vorosmarty С J. and Peterson B.J. Assessment of contemporary arctic river runoff based on observational discharge records // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. pp. 3321- 3334.

139. Lawson D.E. Erosion of perennially frozen streambanks. US Army Corps of Engineers, Cold Regions Research & Engineering Laboratory, CRREL Report 83-29. 1983.

140. Lecce S.A., Pease P.P., Gares P.A. and Jingyu Wang Seasonal controls on sediment delivery in a small coastal plain watershed, North Carolina, USA // Geomor-phology. 2006. Vol. 73. pp. 246-260.

141. Lewis Т., Braun C., Hardy D.R., Francus P. and Bradley R.C. An Extreme Sediment Transfer Event in a Canadian High Arctic Stream // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. Vol. 37. No. 4. 2005. pp. 477-482.

142. Lewkowicz, A. G. and Hartshorn, J. Terrestrial record of rapid mass movements in the Sawtooth Range, Ellesmere Island, North-West Territories, Canada // Canadian Journal of Earth Sciences. 1998. Vol. 35. pp. 55-64.

143. McDonald D.M. and Lamoureux S. Hydroclimatic Controls over High Arctic Suspended Sediment Transport // Proceedings of ArcticNet's Second Annual Science Meeting (ASM2005), 14-16 December, 2005, Banff, Alberta, Canada. 2005. p. 78.

144. Milliman J. D. and Syvitski J. P. M. Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean: The importance of small mountainous rivers // J. Geol. 1992. Vol. 100. pp. 525-544.

145. Nash D. В., Effective sediment-transporting discharge from magnitude-frequency analysis // J. Geol. 1994. Vol. 102. pp. 79-95.

146. Reid, I., and Frostick L. E. Discussion of conceptual models of sediment transport in streams // Sediment Transport in Gravel-Bed Rivers. New York. 1987.

147. Scott K.M. Effects of permafrost on stream channel behavior in arctic Alaska. U.S. Geological Survey Professional Paper 1068. 1978.

148. Shen H.T. and P.D. Yapa A Unified Degree-Day Method for River Ice Cover Thickness Simulation // Canadian Journal of Civil Engineering. Vol. 12. 1985.

149. Slaymaker O. Mountain geomorphology: a theoretical framework for measurement programmes // Catena. 1991. Vol. 18. pp. 427-437.

150. Smith O.P. and Levasseur G. Impacts of Climate Change on Transportation in Alaska // Proceedings, The Potential Impacts of Climate Change on Transportation Workshop, October 2000. 2002.

151. Stolbovoi V. and McCallum I. CD-ROM "Land Resources of Russia". International Institute for Applied Systems Analysis and the RAS. Laxenburg, Austria. 2002.

152. Syvitski J. P. M. and Alcott J. M. RIVER3: Simulation of water and sediment river discharge from climate and drainage basin variables // Comput. Geosci. 1995. Vol. 21(1). pp. 89-151.

153. Syvitski J.P.M., Morehead M.D., Bahr D.B. and Mulder T. Estimating fluvial sediment transport: The rating parameters // Water Resources Research. 2000. Vol. 36. No. 9. pp. 2747-2760.

154. Syvitski J. P.M. Sediment discharge variability in Arctic rivers: implications for a warmer future // Polar Research. 2002. Vol. 21. pp. 323-330.

155. Tananaev N.I. Estimating sediment flow from unexplored watersheds of NorthEastern Russia // Abstracts Volume of the 3rd SEDIFLUX (Sedimentary Source-to-Sink-Fluxes in Cold Environments) Science Meeting, Durham, UK, 2005. P. 29.

156. Tananaev N.I. Effect of within-channel permafrost on sediment transport of rivers in polar environment // NGU Report 2007.052. Second Workshop of I.A.G./A.I.G SEDIBUD Sediment Budgets in Cold environments. Trondheim. 2007. P. 51.

157. Vogel R.M., Stedinger J.R. and Hooper R.P. Discharge indices for water quality loads // Water Resource Research. 2003. Vol. 39. No. 10. pp. 1273-1282.

158. Walker H.J. and Arnborg, L. Permafrost and ice-wedge effect on riverbank erosion // Proceedings, First International Permafrost Conference, National Academy of Science, Publ. 1287, Washington, D.C. 1963. pp. 164-171.

159. Walling D.E. and Webb B.W. Erosion and sediment yield: a global overview // Erosion and sediment Yield: global and regional perspectives. IAHS Publ. No. 236. 1996. pp. 3-20.

160. Williams G.P. Sediment concentration versus water discharge during single hydrologic events in rivers // J. Hydr. 1989. Vol. 11(4). pp. 89-106.

161. Wolman M.G. and Miller J.P. Magnitude and frequency of forces in geomor-phic processes // J. Geol. 1960. Vol. 68. pp. 54-74.

162. Woo, M. McMaster River and arctic hydrology // Physical Geography. 2000. Vol. 21. pp. 466-484.

163. Woo M. and Carey S.K. Permafrost, Seasonal Frost and Slope Hydrology, Central Wolf Creek Basin, Yukon // Proceedings, Wolf Creek Research Basin Planning Workshop, Whitehorse, March 1998.

164. Источники в сети Интернет:

165. База данных проектов GTOPO и HYDRO 1К -www.edc.usgs.gov/products/elevation/gtopo30/hydro

166. База данных «Monthly Discharges for 2400 Rivers and Streams of the former Soviet Union (FSU)» www.scd.ucar.edu/dss/datasets/

167. База данных проекта Land Database Russia www.iiasa.ac.at/Research

168. База данных проекта R-ArcticNet www.r-arcticnet.sr.unh.edu/v3.0

169. Официальный сайт ВНИИГМИ-МЦД, базы данных температур воздуха и осадков www.meteo.ru

170. Космические снимки Landsat-7 ЕТМ+ www.glcfapp.umiacs.umd.edu

171. Космические снимки QuickBird www.googleearth.com