CC BY
17
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.
