Properties of preferential water flow paths networks and background for their genesis in the slopes of small mountain valleys
Authors: Шамов В.В. , Шекман Е.А. , Губарева Т.С. , Гарцман Б.И. , Лупаков С.Ю. , Челноков Г.А. , Кожевникова Н.К. , Бурдуковский М.Л. , Орляковский А.В. 
Published: July 2024

Дан анализ проведенных в горных речных долинах южного Сихотэ-Алиня и Верхнеколымского нагорья систематических исследований крупных предпочтительных водопроводящих путей – залегающих на глубине до 1 м от поверхности подземных дрен склонового масштаба, в которых концентрируется основная часть склоновых вод. Приведены оценки стока и скорости движения воды в этих дренах – соответственно 0,041–7,36 л/с и 0,1–7,2 см/с, которые по величине близки к таковым в руслах рек первого порядка в периоды межени. Выявлена их приуроченность к реликтовым или активным каменным потокам. Выдвинута гипотеза, что наиболее крупные дрены масштаба склона могут определяться структурно-геологическими условиями, а именно разрывными нарушениями сублокального масштаба, оперяющими локальные разломы. На основе характера движения воды в дренах, с учетом результатов предшествующих исследований других авторов, предложен вариант их типизации, включающий три основные структурные группы: 1) главные проводники, имеющие длину порядка сотен и первых тысяч метров и ширину несколько метров; 2) домены фильтрационного потока длиной от 0,1 до первых десятков метров и шириной до 10 см, 3) пути матричного потока, характеризующиеся длиной намного менее 10 см и поперечными размерами менее 0,1 см. Детальное изучение строения склонового чехла и динамики склоновых водотоков позволит обосновать гипотезу о значительной роли малых разломов и связанных с ними активных или реликтовых каменных потоков в концентрации склонового стока. Это позволит глубже понять механизмы формирования паводков в реках, особенно в районах с резкими внутрисезонными колебаниями увлажнения, такими как районы Азии вблизи Тихоокеанского побережья.

For the case of small valleys in South Sikhote-Alin Ridge and Verkhnekolymskoye Highlands (Pacific Russia, Northeast Asia), there is given an analysis of systematic observations of big preferential flow paths of slope-scale, – subsurface shallow (not deeper than 1 m) watercourses, in which the most water migrates fast. The watercourses occur most often within the bodies of relic or active stony stripes ("block streams"). In some of the studied watercourses, there were estimated discharges (0.041–7.36 l/s) and velocities (0.1–7.2 cm/s) that are quite comparable to the 1-order streamflow rates when low water periods. We suggest the biggest among such subsurface watercourses are to be controlled by geological structures of slope scale, namely sub-local fractures, which feather local fractures. Accounting for the results of relevant investigations by other authors and the water movement features revealed in the studied subsurface watercourses, we offer a variant of their division onto three main structural groups: 1) the main paths (conduits) with a length of hundreds to 1–2 thousand meters and width of several meters; 2) the filtration flow domains with a length of 0.1 meters to several dozen meters and width of up to 0.1 meters; and 3) the matrix flow paths with a length of much less 10 centimeters and width of less 0.1 centimeters. Detailed studies for talus texture and water regime of the hillside watercourses would make it possible to prove a hypothesis on the significant role of small faults (fractures) and related to them the active or relic block streams in the concentration of slope flow. It could allow a deeper understanding of the flood generation in river basins, especially in the areas where severe intra-annual moistening fluctuations as Pacific Asia.