WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
НАУКИ О ЗЕ МЛЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕК РОССИИ ЗА ИСТОРИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ Р. С. ЧАЛОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ВВЕДЕНИЕ Судить об изменениях рек и их русел можно за отрезок NATURAL AND ANTHROPOGENIC времени, для которого имеются картографические изоRIVERS CHANGES IN RUSSIA бражения и другие документы, содержащие сведения о DURING THE HISTORICAL PERIOD реках. Согласно первым, переформирования русел рек бассейнов Волги и Дона прослеживаются с XVIII века R. S. CHALOV (карта Дона адмирала Крюйса – 1704 год, карты Суры конца XVIII – начала XIX века), северных и многих An assessment of river changes in Russia других рек – с середины XIX века, Западной Сибири – during the period of field observations is given.

с начала XX века, Восточной Сибири – с 20–30-х годов Natural transformations are cyclical and asso- ХХ века. Более древние карты мелкомасштабны и неточны. Но и они, как и летописи и другие источники, ciated with river runoff and erosion processes.

свидетельствуют, например, о том, что Волга у АстрахаOn their own scales, anthropogenic changes ни протекала вдоль стен Кремля, Якутский острог был were much greater than natural ones. A основан на берегу Лены, Серпухов и Рязань – на береscheme of Russia’s division into regions accordгах Оки. По путевым заметкам А. Бычкова было восстаing to its rivers’ anthropogenic changes is pro- новлено положение главного рукава Лены ниже устья Вилюя в конце XIX века; И.А. Гончаров в книге «Фреposed.

гат “Паллада”» описал разветвленное русло Лены у Якутска в середине XIX века.

Дана оценка изменений рек России за периВосстановление очертаний и формы русел рек на од, обеспеченный документальными матеразличных этапах их развития (в основном в течение риалами. Показано, что естественные пеголоцена) возможно по морфологическим следам на реформирования носили циклический харак- пойме, фестонам уступов террас и другим признакам, дополненным датировками выполняющих их отложетер, связанный с колебаниями водности ний. Спорово-пыльцевой и диатомовый анализы позрек и русловыми процессами. Антропогенволяют восстановить природную обстановку каждого ные изменения по масштабам намного преэтапа формирования русел. Осуществив реконструквзошли естественные. Предложена схема цию параметров русла в прошлые эпохи и соответствурайонирования России по антропогенной ющие им природные условия (климат, водоносность и режим реки), можно прогнозировать дальнейшую его измененности рек.

эволюцию при различных глобальных изменениях климата и крупных антропогенных воздействиях на реки, кардинально меняющих их водность и режим стока (создание водохранилищ, межбассейновое перераспределение водных ресурсов). История развития рек в ходе геологической эволюции природной среды – объект исследования палеогидрологии, а их русел – палеорусловедения.

ЧАЛОВ Р.С. ЕСТЕСТВЕННЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕК РОССИИ ЗА ИСТОРИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ Чалов Р.С., © НАУКИ О ЗЕ МЛЕ Исторический период в развитии рек характеризу- ся их искривлением. На меандрирующих (образующих ется тем, что их состояние зафиксировано в различных свободные излучины) реках за 100 лет на участках больдокументах. Наиболее точными, позволяющими дать шой протяженности отмечено всего по 2–3 спрямления количественную характеристику изменений русла яв- излучин: нижние течения Вычегды, Оки, Белой, Виляются картографические и плановые материалы: лоцманские карты (атласы рек до 1917 года, карты русел с 80-х годов XX века), охватывающие в России период от I а 50 до 150 лет, издающиеся через 5–15 лет, планы перекатов и перекатных участков, получаемые в результате ежегодных (до 2–3 раз в год) съемок и промеров русел судоходных рек с конца XIX столетия. Начало подобным работам было положено во второй половине XVIII века с учреждением Главного управления водяных коммуникаций.

Динамика современных (за исторический период) русел рек, устанавливаемая на основе документальных б источников, является объектом исторического русловедения. Сопоставление и анализ этих материалов, карт и планов дают возможность выявить переформирования русел за последние 50–150 лет. Этот же период характеризовался массовым освоением рек, главным образом для целей судоходства, которое предварялось и сопровождалось выполнением специальных изыскательских работ. Их анализ дает возможность установить изменения речных русел как естественные, так и обусловленные воздействием на реки хозяйственной II а деятельности.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕК Естественные преобразования рек за историческое время связаны с направленным смещением их русел в сторону коренных берегов (Волга, в том числе в районе Астрахани, Лена у Якутска, Обь выше Барнаула), обб щим медленным врезанием рек (иногда очень интенсивным в горных районах: р. Алабуга на Тянь-Шане после XIV века образовала каньон глубиной 50–70 м [1]; для рек России подобных сведений нет) или повышением отметок дна (Терек) вследствие аккумуляции наносов. На этом фоне происходили смещение русловых форм и форм руслового рельефа, их эволюция и периодическое развитие под влиянием русловых процессов. Циклические изменения стока разной продолжительности приводили к ускорению или замедлению 1 2 3 4 переформирований русел, смене направленности деформаций. Однако во всех случаях темпы подобных Рис. 1. Естественные изменения русел некоторых изменений русел сравнительно невелики, и за 100– рек России: I – спрямление излучин на р. Вычегде 150-летний период не привели к их кардинальным (а – русло в конце 60-х годов, б – в конце 80-х годов);

трансформациям. В основном они заключались в пе- II – трансформация сопряженных разветвлений русла на р. Лене (а – начало 70-х годов) в паралриодическом углублении одних и обмелении других лельно-рукавное (б – 90-е годы). Участки русла на рукавов, причленении островов к берегам, смещении р. Вычегде с глубинами 0–1,2 м (1), больше 1,2 м свободных (в пойменных берегах) излучин (со скоро(2), на р. Лене с глубиной 0–3 м (3) и более 3 м (4);



стью 3–15, иногда до 50–70 м/год), сопровождающем- 5 – положение стержня потока СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 6, №1, НАУКИ О ЗЕ МЛЕ люя, Обь в районе Барнаула (рис. 1, I). На Лене выше XIX – начало 50-х годов XX века) влияние человека на слияния с Алданом в маловодные годы многорукавное реки было чаще всего опосредованным. Оно проявлярусло развивается по схеме формирования сопряжен- лось в трансформации рек под влиянием ускоренной ных разветвлений, в многоводные оно трансформиру- эрозии почв на водосборах, развивающейся при сведеется в параллельно-рукавное (рис. 1, II). Наименее из- нии лесов и распашке земель. Изменения такого рода менились за исторический период большие реки с происходили на реках юго-запада, запада, центра и разветвленным руслом. На меандрирующих реках восточной части Русской равнины, охватывая юг лес(Ока, Дон, Сура) отмечены уменьшение количества ной зоны, лесостепь и степь. При распашке территосвободных излучин до 1,5 раз, рост их параметров. Это рии (или изменении технологии пахоты) и сведении связано с общим повышением водности рек и увеличе- лесов происходит нарушение сложившегося в природе нием неравномерности стока вследствие распашки зе- баланса материала в речных долинах. Так, при средней мель и вырубки лесов. доле стока наносов рек бассейна Оки, формирующегося за счет смыва со склонов, 3–20% на некоторых реках Сказанное относится к рекам Северной Евразии она возрастает до 90%. По данным И.П. Ковальчука (Россия, Европа), более существенны переформирова[2], основывающимся на сравнении карт издания серения за исторический период равнинных рек Средней дины XIX века и современных, это привело к сокраще(Амударья) и Юго-Восточной (Хуанхэ, Меконг) Азии, нию речной сети в степной зоне на 30%. Ускоренная отличающихся неустойчивостью русел и интенсивной эрозия водосборов проявляется даже на достаточно направленной аккумуляцией наносов.

крупных реках. Русло верхней Оки, например, повышалось в Орле на 1,5–2 см в год [3]. В Белеве с конца АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕК XIX до начала 40-х годов ХХ века скорость повышения И ИХ МАСШТАБЫ дна русла составляла 0,6 см в год. Повышение дна, сопровождаемое ростом минимальных уровней воды, к Антропогенные преобразования больших и малых рек началу 50-х годов достигло Калуги. Интенсификация в неодинаковы по масштабам и формам проявления.

Чем больше река, тем позже начались на ней антропо- начале ХХ века овражной эрозии (по [4], в 1913 году был зафиксирован объем выноса твердого материала генные изменения. На малых и отчасти средних реках из оврагов около 3 млн м3) привела к обмелению средземледельческое освоение за агрикультурный период и сведение лесов, сопровождающиеся изменениями сто- него Дона.

ка воды и наносов, привели к их обмелению и пересыНепосредственное влияние хозяйственной деятельханию, которое, со временем прогрессивно нарастая, ности на русла в ранний период было ограниченным, сменилось в некоторых районах (особенно в степной хотя антропогенное преобразование рек началось еще зоне) деградацией рек. На крупных реках русла подверв XVIII веке в горнопромышленных районах при создагаются непосредственному техногенному воздейстнии многочисленных заводских прудов (Урал). В конце вию, влияние которого распространяется на десятки и XIX – начале ХХ века на отдельных реках, протекаюсотни километров вверх и вниз по течению (плотины щих в основном в западных губерниях России, провоГЭС с водохранилищами, дноуглубление и выправление дились работы по регулированию русла для навигацисудоходных рек, русловые карьеры стройматериалов).

онных целей (Днестр, Неман). В 30-е годы такому Однако реки при этом сохраняются как природные объпреобразованию подверглось русло р. Белой. Эти рабоекты или превращаются в искусственные водоемы (воты были выполнены подобно выправлению западноевдохранилища). Это различие в изменениях обусловлеропейских рек – стеснением русел дамбами (полузано значительно большей уязвимостью русел малых рек прудами), нередко двусторонними, в результате чего их к антропогенным нагрузкам. В целом техногенные изширина уменьшилась в 1,5–2 раза, глубина увеличименения русел по масштабам воздействий и последстлась. Однако в ранний период на большинстве судовий преобразований превзошли естественные руслоходных рек России работы по совершенствованию водвые переформирования, в том числе происходящие в ных путей проводились в ограниченных масштабах. Но результате антропогенных изменений природных усименно благодаря транспортному освоению в конце ловий на водосборах. Однако вследствие различий стеXIX – начале ХХ века для многих рек были составлены пени экономического развития отдельных регионов первые подробные и точные карты русел: верхнего и России суммарная степень воздействия на реки в истосреднего течения Оби (под руководством инженера и рическое время и их измененность неодинаковы в разписателя В.Я. Шишкова), Енисея – Е.В. Близняка (по ных частях страны.

Енисею сейчас ходит теплоход его имени), Оки, Дона, Можно выделить два периода развития антропо- Абакана, Вычегды, Волги, Зеи. Сравнительно небольгенной нагрузки на реки. В ранний период (середина шие размеры выправления рек были связаны с тем, ЧАЛОВ Р.С. ЕСТЕСТВЕННЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕК РОССИИ ЗА ИСТОРИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ НАУКИ О ЗЕ МЛЕ что естественные глубины соответствовали требуемым а габаритам судов того времени, а также с иными методами улучшения судоходных условий в России по сравнению с Западной Европой. Русские инженеры, основываясь на особенностях водного и руслового режима рек, отдавали предпочтение углублению с помощью землечерпательных снарядов перекатных (мелководных) участков, не затрагивая плесов и не изменяя формы русла. Морфология русел рек существенно не менялась, а на больших реках это влияние оказывалось малозаметным.





Воздействие на реки со временем увеличивалось.

Были построены Волховская ГЭС (1926 год), практически не повлиявшая на врезанное (в коренных берегах) русло Волхова, другие гидроузлы с водохранилищами.

Объемы дноуглубительных работ постепенно возрастали, обеспечивая рост глубин на перекатах, но они были еще несравнимы со стоком донных наносов на большинстве рек. Начались также работы по созданию крупных каналов в европейской части России, по которым осуществляется переброска стока из бассейна Кубани в б засушливые районы, из верхней Волги в р. Москву. Переброска стока из верхней Волги в р. Москву привела к Рыбинское вдхр.

изменению русловых деформаций последней. То же, но Камское вдхр.

Горьковское в больших масштабах произошло на реках, принимаюУгличское вдхр.

вдхр.

щих сбросные воды из мелиоративных каналов на юге Воткинское вдхр.

европейской части территории России, которые вреИваньковское Нижекамское вдхр.

зались на несколько метров и превратились в подобие вдхр.

Чебоксарское каньонов.

вдхр. Куйбышевское вдхр.

Поздний (современный) период антропогенного воздействия на реки начался в начале 50-х годов и проСаратовское должался до конца 80-х годов, когда интенсивность вдхр.

воздействия стремительно нарастала. При этом в традиционно экономически развитых и густонаселенных районах запада и юго-запада европейской части терриВолгоградское вдхр.

тории России, на Урале и юге Западной Сибири интенсивность нагрузки была выше, чем на севере европейской части, остальной территории Сибири и Дальнего Востока.

Усиление антропогенного пресса происходило по нескольким направлениям при преобладании непосредРис. 2. Преобразование рек Волжско-Камского ственного воздействия на реки. В 50–70-е годы XX века бассейна в результате создания каскада водохранипрудами было изменено большинство малых рек лесолищ: а – Волга, Кама и их притоки в 30-е годы; б – степной и степной зон европейской части территории Волжско-Камский каскад водохранилищ (80-е годы) России, юга Западной Сибири, Алтая. На первое место по роли в преобразовании рек выдвигается крупное бинной эрозии в нижних бьефах произошло понижегидроэнергетическое строительство. Волга, Кама (рис. ние (посадка) уровней воды до 70 см, причем зоны раз2), Ангара, верхний Енисей превращаются в каскады мывов русел смещались вниз по течению со скоростью водохранилищ. Водохранилища существенно измени- 0,5–25 км в год. Русла рек изменились на большом их ли Дон, Иртыш, Обь, Вилюй, Зею, Кубань. Их созда- протяжении – до сотен километров, увеличилась криние нарушило естественный гидрологический режим, визна излучин (Дон), отмерли боковые рукава, образопрервало транзитный сток наносов. В результате глу- вались новые острова (Обь, Енисей).

СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 6, №1, а г л В о В я т к а а м а К я а а к л е О Б В о л г а а м а К я а а к л е О Б В о л г а НАУКИ О ЗЕ МЛЕ Существенным изменениям подвергаются реки вы- креплению форм русла, прекращению периодичности ше водохранилищ, где в зоне переменного подпора их развития. На Дону и Иртыше были искусственно происходит аккумуляция наносов. Скорость повыше- спрямлены многие излучины. Несмотря на такие прения отметок дна на верхней границе этой зоны дости- образования, реки сохранялись как природные объекгает нескольких сантиметров в год, а регрессивное рас- ты (нижняя Вычегда, верхняя Обь, Иртыш). Однако, пространение аккумуляции – нескольких километров поскольку суда транспортного флота унифицированы, в год. Особенно быстро этот процесс развивается выше водные пути иногда приспосабливались к ним, зачасводохранилищ в сельскохозяйственных районах, ха- тую без учета размеров реки и типа ее русла. Последние рактеризующихся высокими модулями стока наносов определяют предельные глубины судовых ходов, кото(Кубань, Терек, Обь, Дон). рые достигаются при применении технических средств, но при этом сохраняются неизменными естественные С начала позднего периода сооружаются крупные уровенный и русловой режимы рек. На тех реках (намелиоративные системы на юге страны. Отъем стока в пример, на верхней Лене), на которых пытались домагистральные каналы сопровождается аккумуляцией стичь глубин больше предельных, то есть не считаясь с наносов и обмелением русел. Русла рек, в которые пеестественными процессами развития русел, произошла ребрасывается сток, наоборот, подвергаются размыву.

значительная посадка уровней воды несмотря на соТак, сток Большого Егорлыка увеличился после посторужение многочисленных стесняющих поток полузаройки в конце 40-х годов Невинномысского канала пруд. Само русло по существу было превращено в капочти в 10 раз. Глубина размыва только за три первых нал, но желаемый результат – увеличение глубин – года составила 2,2 м, за 10 лет русло превратилось в каполучен не был.

ньон глубиной 15 м и шириной 25–40 м [5].

Рост объемов дноуглубительных работ характериШирокого развития на позднем этапе достигла дозуется следующим примером: на Оби ниже Новосибыча строительных материалов (песка, песчано-грабирска объем дноуглубления вырос за 30 лет с 6,5 тыс.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.