Научная статья на тему 'Типы пойменно-русловых комплексов рек Еврейской автономной области, с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке'

Типы пойменно-русловых комплексов рек Еврейской автономной области, с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
103
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЙМЕННО-РУСЛОВОЙ КОМПЛЕКС / РУСЛОФОРМИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ / РУСЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ / СРЕДНЕАМУРСКАЯ НИЗМЕННОСТЬ / FLOODPLAIN - RIVER CHANNEL COMPLEX / RIVER CHANNEL / FLOOD PLAIN / FACTORS OF RIVER CHANNEL CHANGE / MIDDLE AMUR LOWLAND

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Аношкин А. В.

Выделены различные типы пойменно-русловых комплексов рек территории Еврейской автономной области с учетом данных о морфодинамических типах русел и геоморфологических типах пойм, дана информация о рельефе долин, в которых они развиваются, и о составе русловых наносов, слагающих также пойменную фракцию. Обозначены характерные виды антропогенной нагрузки, значительно влияющие на развитие рассматриваемых природных комплексов, предложено разграничение их по степени устойчивости к воздействию факторов хозяйственной деятельности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The types of flood plains - river channel complexes in the Jewish autonomous region, from the point of view of their withstand ability to anthropogenic loading

It is defined various types of flood plainsriver channel complexes in the Jewish autonomous region, taking into account the data on dynamic types of river channels and geo-morphological types of flood plains, the information on the relief of valleys where they develop, and on the structure of river channel deposits as a component of the flood plain fraction. Basic types of anthropogenic loading on the considered natural complexes development are designated, and it is offered a division according to the degree of their stability to factors of anthropogenic activities.

Текст научной работы на тему «Типы пойменно-русловых комплексов рек Еврейской автономной области, с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке»

Региональные проблемы. 2011. Том 14, № 2. С. 82-86.

УДК556.537 (571.621)

ТИПЫ ПОИМЕННО-РУСЛОВЫХ КОМПЛЕКСОВ РЕК ЕВРЕЙСКОЙ АВТОНОМНОЙ ОБЛАСТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ИХ К АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ

А.В. Аношкин

Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, ул. Шолом-Алейхема 4, г. Биробиджан, 679016, e-mail: [email protected]

Выделены различные типы пойменно-русловых комплексов рек территории Еврейской автономной области с учетом данных о морфодинамических типах русел и геоморфологических типах пойм; дана информация о рельефе долин, в которых они развиваются, и о составе русловых наносов, слагающих также пойменную фракцию. Обозначены характерные виды антропогенной нагрузки, значительно влияющие на развитие рассматриваемых природных комплексов, предложено разграничение их по степени устойчивости к воздействию факторов хозяйственной деятельности.

Ключевые слова: пойменно-русловой комплекс, руслоформирующие факторы, русловые процессы, Среднеамурская низменность.

Речные долины в целом, а пойма и русло в особенности, являются, с одной стороны, одним из самых значимых природных субъектов хозяйствования, а с другой -наиболее динамичными объектами рельефа суши: изменения, связанные с русловыми деформациями и периодическим затоплением поймы, происходят там очень интенсивно и становятся по истечению нескольких лет, а иногда - даже месяцев или дней, приводя при этом к осложнениям в эксплуатации русловых или прибрежных объектов.

Высокая динамичность пойменно-русловых комплексов делает их весьма уязвимыми: незначительное воздействие человека даже на отдельные части этих природных комплексов или на примыкающие к ним склоны может вызвать целую цепочку антропогенно обусловленных процессов в долине, существенно изменяющих ход русловых деформаций и пойменных процессов.

В то же время региональных исследований развития пойменно-русловых комплексов недостаточно для реализации попыток оптимизации использования ресурсов пойм и русел рек в хозяйстве. Представленная работа в определенной мере призвана восполнить этот пробел, в частности для территории Еврейской автономной области (ЕАО).

Под пойменно-русловыми комплексами (ПРК) подразумеваются геосистемы, объединяющие важнейшие составляющие речных долин - русла и ближайшие их производные - поймы [10, 11].

В исследовании пойменно-руслового комплекса можно выделить два основных направления: гидродинамическое, в котором изучаются кинематика потока на изгибе русла, циркуляционные течения, распределение скоростей потока и т.д., и гидролого-морфологическое, акцентирующее внимание на формах излучин, их эволюции, смещении, стадиях развития, условиях спрямления, размывах берегов [12].

В последние два десятилетия возник и стал активно развиваться палеогидро логический подход к изучению

процесса меандрирования, направленный не только на восстановление бывших за время формирования поймы положений меандрирующего русла, но и определение возраста пойменного сегмента и той ландшафтноклиматической обстановки, которая была на разных этапах развития и спрямления речных излучин [3]. Палео-русловой анализ открывает пути к разработке долгосрочных прогнозов русловых деформаций в связи с глобальными изменениями природной среды и климата, в том числе под влиянием все возрастающей антропогенной нагрузки на речные бассейны [13]. Акцент на этом ставят в своих исследованиях Р.С. Чалов и А.В. Чернов.

Устойчивость пойменно-русловых комплексов рек к антропогенной нагрузке можно определить как их свойство сохранять при воздействии факторов хозяйственной деятельности свои основные морфометрические и динамические характеристики. Так, предел устойчивости речного русла к антропогенному нарушению определяется по тому состоянию, когда изменения еще обратимы, т.е. русловой рельеф возвращается в исходное состояние после окончания хозяйственной деятельности. При этом время восстановления должно быть коротким по сравнению со временем естественных изменений природных характеристик [4, 6].

Реакция ПРК на деятельность человека зависит как от её вида и степени нарушения естественного состояния, так и от свойств русла реки и поймы [7]. Устойчивость пойменно-русловых комплексов к антропогенному преобразованию можно оценивать посредством стабильности речного русла в естественных условиях, одного из важнейших его свойств, интегрирующих многие характеристики. Стабильность русел отражает их способность регулировать свой рельеф при изменяющихся расходах воды и наносов [5].

В естественных условиях нестабильные или неустойчивые русла характерны для рек, протекающих в свободных геолого-геоморфологических условиях по территориям, сложенным рыхлыми породами. Резкие из-

менения планового положения русла могут осуществляться в течение сезона и носят нередко пороговый характер, т.е. резко интенсифицируются в многоводные периоды и сезоны. Слабоустойчивые русла также наблюдаются у рек, протекающих в свободных геологогеоморфологических условиях, однако интенсивность переформирований их несколько ниже. Периодичность проявления интенсивных деформаций исчисляется десятилетиями. К среднеустойчивым относятся русла рек, протекающих в условиях ограничения русловых деформаций геолого-геоморфологическими факторами, при чередовании по длине рек свободных и ограниченных условий (например, рыхлых и связных пород). Периодичность процессов в этих случаях исчисляется столетиями. Устойчивые русла, практически не деформируемые, наблюдаются у рек, протекающих в условиях полного ограничения русловых деформаций геолого-геоморфологическими факторами [2, 8, 9].

Русло тем более подвижно, чем больше расход наносов, переносимых рекой [5]. Врезанное русло с галечно-валунным составом русловой фракции относится к абсолютно устойчивому, его форма и рельеф практически стабильны; песчаные широкопойменные русла отличаются высокой подвижностью, а следовательно, большей свободой регулирования руслового рельефа.

В то же время в ряде работ [1, 9, 10] отмечается, что при прямых нарушениях временного и длительного характера пойменно-руслового рельефа в результате хозяйственной деятельности именно г ал ечно-валунные русла отличаются наименьшей устойчивостью, а также малые реки, протекающие как в свободных, так и в

ограниченных г ео лого-геоморфологических условиях. К прямым нарушениям относятся инженерные сооружения и гидротехнические работы (разработка русловых карьеров, добыча полезных ископаемых, строительство мостовых переходов и т.д.), выполняемые в руслах рек и в непосредственной близости от них.

В пределах ЕАО с учетом специфики природных условий выделяются три области с определенными условиями развития пойменно-русловых комплексов (рис. 1). К первой относятся районы с условиями ограниченного развития ПРК, приуроченные к территориям, которые сложены труцноразмываемыми породами (Малый Хинган, Буреинский хребет), ко второй - области со свободными условиями развития ПРК на равнинах, сложенными мощными рыхлыми толщами (Среднеамурская низменность). В первом случае преобладают реки и временные водотоки с крутосклонными и полого склонными У-образными долинами, врезанными руслами со щебнистым, галечно-валунным дном, поймы либо узкие фрагментарные, либо отсутствуют. Во втором случае пойменно-русловые комплексы достигают своего полного развития - широкие, хорошо выработанные русла, разнообразные формы руслового рельефа, четко оформленная пойма различных уровней.

Третья область - это территории с чередованием свободных и ограниченных условий развития ПРК - переходная зона между равнинным и горным рельефом, занятая участками мелкосопочника на северо-западе и отдельными изолированными горами высотой 600-800 м на юго-востоке, возвышающимися над плоскими

10 0 10 20

Территории распространения пойменнорусловых комплексов рек:

н первого и второго типов, характерны условия ограниченного развития ПРК; третьего типа, характерно чередование

'----' свободных и ограниченных условий

развития ПРК;

і----1 четвертого и пятого типов, характерны

I----'условия со свободными условиями

развития ПРК.

Границы

----Краев и областей

Рис. 1. Зональность физико-географических условий развития ПРК в ЕАО

сложно оконтуренными пространствами предгорной оконечности Средне амурской низменности.

На основании совместного анализа природных условий, морфодинамических типов русел и геоморфологических типов пойм составлена типизация пойменнорусловых комплексов территории ЕАО.

1 тип - ПРК однорукавного, относительно прямолинейного русла крутосклонных и полого склонных V-образных долин с галечно-валунным дном, с фрагментарными, не выдержанными по длине чередующимися прирусловыми образованиями пойменного типа.

2 тип - ПРК меандрирующего, реже адаптированного русла магистральных горных долин с плоским днищем, с развитой двусторонней озёрно-старичной поймой.

3 тип - ПРК прямолинейного русла предгорий с га-лечно-песчаным аллювием, с преобладанием двусторонней болотистой поймы.

4 тип - ПРК меандрирующего русла с песчаным аллювием, развивающиеся в рыхлых и слабосцементиро-ванных породах, преимущественно сегментно-гривистой поймой.

5 тип - ПРК многорукавного, распластанного русла с мелко- и средне зернистым песчаным аллювием, развивающиеся в рыхлых породах с гривисто-островной поймой.

На наш взгляд, при типизации пойменно-русловых комплексов рек, помимо уже широко используемых факторов и критериев, целесообразно также учитывать данные о рельефе долин, в которых они развиваются, и о составе русловых наносов, слагающих также пойменную фацию. Добавление в формулировку типа ПРК геологогеоморфологической информации о речной долине в целом позволяет дать более полное представление об условиях формирования и развития данного природного комплекса.

На сегодняшний день антропогенное воздействие на пойменно-русловые комплексы рек ЕАО происходит по достаточно широкому спектру направлений. Проведенные исследования показали, что значительное преобра-

зование ПРК в пределах рассматриваемой территории происходит в результате таких видов хозяйственной деятельности, как разработка полезных ископаемых в руслах рек и в непосредственной близости от них; гидротехническое строительство в пределах урбанизированных территорий; создание и эксплуатация сельскохозяйственных мелиорационных систем.

На территории области указанные типы антропогенной нагрузки имеют четкую географическую привязку. Полезные ископаемые, добываемые в пределах поймен-но-русловых комплексов рек, приурочены преимущественно к горным территориям, и, как следствие, воздействию подвержены водотоки малых и средних размеров. Горные работы связаны здесь с освоением аллювиальных россыпей золота, которые по силе антропогенного воздействия на речные долины занимают одно из первых мест, так как данный тип хозяйственной нагрузки почти полностью нарушает деятельность русловых потоков.

В силу специфики заселения автономии большая часть населенных пунктов расположена по берегам рек - преобразование руслового рельефа в результате гидротехнического строительства характерно для относительно крупных водотоков области.

Мелиоративные мероприятия, связанные с осушением земель для нужд сельского хозяйства, получили широкое распространение в пределах Среднеамурской низменности, здесь изменению подверглись как пой-менно-русловые комплексы водотоков, так и обширные территории водосборных поверхностей долин рек.

В табл. 1, на основе рассмотренных материалов выделенные типы пойменно-русловых комплексов представлены с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке - косвенное и прямое преобразование ПРК.

В табл. 2, на примере бассейна р. Бира, в общих чертах представлена смена пойменно-русловых комплексов и характер их преобразования в результате различных видов хозяйственной деятельности.

Антропогенное преобразование пойменно-русловых комплексов рек - сложный процесс, который еще недо-

Т аблица 1

Устойчивость пойменно-русловых комплексов (ПРК) территории ЕАО к антропогенному преобразованию

Тип ПРК Антропогенное преобразование ПРК

Прямое (изменение морфометрии и морфологии ПРК) Вид хозяйственной деятельности, значительно влияющий на развитие ПРК Косвенное (изменение факторов ру слоф ор миров ания) Вид хозяйственной деятельности, значительно влияющий на развитие ПРК

1 тип Неустойчивые Разработка россыпных ме сторожд е НИИ полезных ископаемых Весьма устойчивые -

2 тип Слабо устойчивые Устойчивые -

3 тип Относительно устойчивые Г идротехническое строительство в пределах урбанизированных территорий Относительно устойчивые Создание и эксплуатация мелиоративных систем, гидротехнич ес кое строительство в пределах урбанизированных территорий

4 тип Устойчивые - Слабо устойчивые

5 тип Весьма устойчивые - Весьма устойчивые

Антропогенное преобразование пойменно-русловых комплексов бассейна реки Бира

Таблица 2

Г еографическая привязка ПРК Тип ПРК Г еолого-г еоморфо логиче ские условия развития ПРК Преобладающий вид хозяйственной деятельности Характер преобразования ПРК

Верхнее течение реки. Поименно -русл овые комплексы рек Сутара п Кульдур и их притоков ПРК однорукавного, относительно прямо линейного русла крутосклонных н полого склонных V-образных долин с фрагментарными, не выдержанными по длине чередующимися прирусловыми образованиями пойменного типа Территории полного либо частичного ограничения условий развития ПРК геолого-геом орфо логическими факторами (Малый Хинган, Буреинский хребет и их отроги) Разработка россыпных месторождений золота в пределах ПРК гидравлическим и дренажным способами В результате отработки золотоносных россыпей естественный рельеф ПРК и долин рек заменяется антропогенными формами: отвалами, выровненными площадками с отстойниками и водоотводными каналами, траншеями различной величины и протяженности, эрозионными канавами. Масштабы изменения ПРК по протяженности от нескольких сотен метров до 10-11 км.

ПРК меандрирующего, реже адаптированного русла магистральных горных долин, с развитой дву с торонней озерно -старичной поймой

Среднее течение реки, нижние участки крупных притоков ПРК прямолинейного русла предгорий с галечно-песчаным аллювием, с преобладанием двусторонней болотистой поймы Территории с чередование свободных и ограниченных условий развития ПРК геолого-геом орфо логическими факторами Строительство гидротехнических и берегоукрепительных сооружений, разработка пе сч ано -гравийных карьеров Активизация русловых эрозионных процессов, увеличение темпов деформ £ русловых форм рельефа, общее снижен устойчивости ПРК

Нижнее течение реки, притоки различных порядков (территория Среднеамурской низменности) ПРК меандрирующего русла с песчаным аллювием, развивающиеся в рыхлых и слабосцементированных породах, с преимущественно сегментно-гривистой поймой Территории со свободными геолого-геом орфо логическими условиями развития ПРК Сельскохозяйственные мероприятия, связанные с осушительной мелиорацией земель водосборов и пойменных массивов ПРК, создание искусств енной дренажной сети Мелиоративные мероприятия, связаннь осушением земель в пределах ПРК и нг водосборах рек, ведут к значительной трансформ ации пойменно-русловых комплексов водотоков в сторону их деградации и упрощения, прекращается развитие русловых форм микро-, мезо I макрорельефа

ПРК многорукавного, распластанного русла с мелко- и среднезернистым аллювием, развивающиеся в рыхлых породах с гривисто-островной поймой Строительство гидротехнических и берегоукрепительных сооружений Увеличение темпов развития и деформаций русловых форм рельефа

оо

СЛ

статочно изучен. В то же время познание механизмов влияния хозяйственной деятельности на поймы и русла рек является одной из актуальных задач современного природопользования [9]. Это может служить основой для проектирования возможных смягчающих, реабилитационных мероприятий, учитывающих положительные эффекты антропогенного воздействия и различные природные условия, в которых развивается та или иная река. ЛИТЕРАТУРА:

1. Артамонов К.Ф. Основные принципы теории руслового процесса устойчивых русел горных рек // Динамика и термика рек и водохранилищ. М.: Наука, 1984. С. 139-144.

2. Ажигиров А.А. Формирование стока наносов малых рек юга ЕТ СССР // Динамика и термика водохранилищ и окраинных морей: тез. докл. Ш Всесоюз. конф. М., 1989. Т. 1. С. 209-211.

3. Барышников Н.Б. Гидравлические и гидрологические аспекты теории русловых процессов II Тезисы докладов V Всесоюз. гидролог, съезда. Секция русловых процессов и наносов. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С. 23-24.

4. Беркович К.М. Природно-антропогенные деформации русла Оки в районе Рязани II Геоморфология. 2009. №2. С. 26-33.

5. Беркович К.М. Устойчивость и реакция речных русел на антропогенную нагрузку II Тринадцатое пле-нар. межвуз. корд, совещ. по проблеме эроз., русловых и устьевых процессов. Псков, 1998. С. 8-12.

6. Беркович К.М. Устойчивость речных русел к антропогенной нагрузке // Вестник Московского университета. 2001. №5. С. 37-42.

7. Грин А.М. Геоэкологический анализ // Известия РАН. Сериягеогр. 1995. №3. С. 21-30.

8. Ржаницын Н.А. Руслоформирующие процессы рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 264 с.

9. Чалов Р.С. Сток наносов, доля стока влекомых наносов в нем и их отражение в формах проявления русловых процессов на реках бассейна Волги II Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Проблемы русловедения. М.: МГУ, 2003. Вып. 9. С. 195-205.

10. Чернов А.В. География и геоэкологическое состояние русел и пойм рек Северной Евразии. М.: ООО «Корона», 2009. 684 с.

11. Чернов А.В. Методология и методика географического русловедения // Эрозия почв и русловые процессы. М.: Изд-во МГУ, 2005. Вып. 15. С. 102-125.

12. Чернов А.В. О типизации и классификации речных пойм и пойменных массивов // Пойма и пойменные процессы. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2006. С. 10-16.

13. Чернов А.В. Результаты наблюдений за размывом берегов на реках лесного Заволжья и их анализ // Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Проблемы русловедения. М.: МГУ, 2003. Вып. 9. С. 206-214.

It is defined various types offlood plains- river channel complexes in the Jewish autonomous region, taking into account the data on dynamic types of river channels and geo-morphological types offlood plains, the information on the relief of valleys where they develop, and on the structure of river channel deposits as a component of the flood plain fraction. Basic types of anthropogenic loading on the considered natural complexes development are designated, and it is offered a division according to the degree of their stability to factors of anthropogenic activities.

Key words: floodplain - river channel complex, river channel, flood plain, factors of river channel change, Middle Amur lowland.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.