Изменения в морфологии речных долин Удмуртии за период активной хозяйственной деятельности

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 551.435.11 А.А. Перевощиков

ИЗМЕНЕНИЯ В МОРФОЛОГИИ РЕЧНЫХ ДОЛИН УДМУРТИИ ЗА ПЕРИОД АКТИВНОЙ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

На примере морфологии пойменных комплексов малых рек Удмуртии высказано предположение о формировании низкой поймы в результате хозяйственной деятельности человека.

Ключевые слова: низкая пойма, эрозионные циклы, русловая эрозия, малые реки.

Современная картина распространения и динамики эрозионно-аккумулятивных процессов, вызванных антропогенной деятельностью, тесно связана с историей заселения и сельскохозяйственного освоения территории Удмуртии.

Изменение лесистости водосборов, в связи с их сельскохозяйственным освоением, нашло свое отражение в изменении режима речного стока. По мнению А.П. Дедкова и В.И. Мозжерина [1], нарушение естественных условий в пределах водосборов вызывает существенную перестройку режима речного стока, особенно паводочного и половодного. Так, сведение лесов и распашка территории способствует резкому увеличению расходов в паводок и половодье, но при этом происходит некоторое сокращение их продолжительности. С точки зрения русловых процессов - это важный момент, поскольку именно с весенним половодьем связано прохождение руслоформирующих расходов и затопление пойменной поверхности. В частности, при снижении лесистости речных бассейнов ниже отметки 50-60% они отмечают резкое увеличение поступления продуктов бассейновой эрозии в русла и как результат увеличение речного стока наносов. Если рассматривать территорию Удмуртии в целом, то данный рубеж ею был перейден лишь в 60-90-х гг. Х1Х в. Однако надо иметь в виду, что к указанному периоду в ряде районов и речных бассейнов (правобережье Нижней Камы и южные районы Удмуртии) критическая черта была достигнута в более ранний период.

Расширение хозяйственного воздействия, в первую очередь сведение лесов и распашка земель, и последовавшие изменения гидродинамических характеристик водных потоков несомненно оказали влияние на весь ход эрозионно-аккумулятивных процессов, особенно в днищах долин малых и средних рек. Что, на наш взгляд, нашло отражение в начале нового антропогенного цикла эрозионноаккумулятивной деятельности и выражается в формировании низкой поймы.

Морфологическое строение днищ речных долин в Удмуртии обусловлено как естественными, так и антропогенными причинами. В частности, их современный облик в первую очередь связан с перигляциальными условиями плейстоцена, когда шло формирование широких мульдообразных или асимметричных (инсоляционного типа) долин малых рек и балок, днища которых впоследствии были перекрыты голоценовым аллювием, представляющим современную высокую пойму. Отличительной особенностью морфологии долин малых и средних рек является очень широкое днище (пойма?), зачастую несопоставимое с размером русла реки. Так, отношение ширины днища речных долин (пойм?) к ширине русла (Во/В) в условиях свободного меандрирования для малых и средних рек Удмуртии в среднем составляет 52,2. По данным Н.Е. Кондратьева и др. [2], данное соотношение для свободно меандрирующих рек составляет 18,3. У А.В. Чернова [3] для рек в условиях свободных русловых деформаций данное соотношение еще ниже - от 1 до 10, а в случае ограниченного развития до 1. Это может указывать на то, что на большинстве малых и средних рек Удмуртии мы имеем дело с так называемыми унаследованными поймами или наложенными террасами.

Помимо высокой поймы, на большинстве рек, находящихся в условиях свободного меандриро-вания, можно выделить до двух уровней низкой поймы (чаще один), четко обособленных уступами от высокой поймы (рис. 1), расположенных, как правило, в пределах шпор излучин, но нередко и на спрямленных участках русла. На ряде рек формируется «вторичный» пояс меандрирования.

Наличие низкой поймы, так или иначе, свидетельствует об изменении хода эрозионноаккумулятивных процессов в русле реки. Эти изменения могут быть вызваны изменением гидрологического режима либо наращиванием высоты пойменной поверхности, или активизацией глубинной эрозии. И то, и другое может явиться следствием антропогенного воздействия на поверхности водосбора или в русле реки.

9Б_____________

2010. Вып. 1

А.А. Перевощиков

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Рис.1. Два уровня низкой поймы на р.Адамка

Отследить степень влияния лесистости на деформацию продольного профиля русла по имеющимся данным пока невозможно. Причина этого заключается, с одной стороны, в значительном участии в формировании продольного профиля изменения водности реки. С другой стороны, глубина вреза русла, особенно на малых реках, определяется характером прохождения регрессивной эрозии, также возможно активизировавшейся в ходе указанных выше причин.

Имеющиеся материалы по заилению пойм малых рек Удмуртии и публикации по другим регионам [4; 5] указывают на то, что основной причиной формирования пойменного наилка повышенной мощности является активизация эрозионно-аккумулятивных процессов на водосборах вследствие их хозяйственного освоения. Продукты бассейновой эрозии, как правило, аккумулируются в самых верхних звеньях речной сети по причине резкого снижения уклонов, а значит и транспортирующей способности потока. Так, было установлено, что в долинах рек 1-го порядка (по системе Философова-Штралера) объем аккумуляции составляет 20% от величины поступления наносов, в долинах рек 2-го порядка увеличивается до 68%, а в днищах долин 3-4-го порядков составляет 79-80% соответственно. Объемы годовой аккумуляции наилка на реках 1-го порядка характеризуются наименьшими показателями во всей структуре гидросети (0,6-0,9 млн.т/год), но немногим отличаются от соответствующих показателей на водотоках большего порядка (0,7-1,4 млн.т/год).

Доля аккумуляции в виде наилков от суммарного поступления наносов в речных бассейнах 1-4-го порядков изменяется в диапазоне от 3-4% до 10-15% соответственно.

Наращивание высоты пойменной поверхности относительно меженного уровня воды ограниченно величиной уровня максимального стока. Процесс наращивания поймы в конечном итоге стабилизируется и способствует активизации боковой эрозии - началу формирования новой (низкой) поймы.

По материалам полевых наблюдений, анализу картографических материалов и аэрокосмических снимков, ширина низкой поймы в верхних звеньях речной сети (на реках 3-4-го порядков) в крутых излучинах может достигать 30-50 м, в отдельных случаях до 100 м. При этом отношение ширины низкой поймы к ширине русла (Во/В) будет иметь величины от 1 до 5, что соответствует цифрам, приведенным А.В. Черновым [3].

Учитывая то обстоятельство, что критическая черта лесистости речных бассейнов Удмуртии была преодолена 120-170 лет назад [6], сопоставив эти временные рамки с размерами низкой поймы, можно подсчитать, что скорость плановых деформаций речных русел за этот период составляла от 18 до 83 см/год. Полученные цифры укладываются в скорости размыва речных берегов, полученных Л.Н. Петуховой [7] на береговых стационарах, заложенных на малых и средних реках Удмуртии. Так, скорость смещения излучин только за 2000-2005 гг. в среднем составила для самых верхних звеньев речной сети с расходом не более 2 м3/с порядка 0,1-0,3 м/год (в отдельных точках - более 1 м/год). Для средних рек с расходом до 20 м3/с - порядка 0,4-0,7 м/год. Для больших рек (Вятка, Чепца) этот показатель выше и составляет 1,2-3,0 м/год, но здесь высокие скорости скорее связаны не с размывом, а с их оползанием. Примерно такие же скорости смещения излучин для востока Русской равнины получены казанскими геоморфологами [8], использующими стационарные наблюдения и метод

Изменения в морфологии речных долин Удмуртии. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

сопоставления разновозрастных крупномасштабных топографических карт.

Выводы. Антропогенные изменения поверхности водосборов малых рек нашли свое отражение в наращивании высокой поймы за счет наилка и в формировании сегментов низкой поймы. Морфометрические характеристики низкой поймы могут свидетельствовать о современной скорости плановых деформаций речного русла. Исходя из вышесказанного, можно говорить о начале нового эрозионного цикла в долинах малых и средних рек Удмуртии, связанного с хозяйственной деятельностью в пределах речных водосборов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Основные подходы к изучению изменений режима стока и их геоморфологических следствий // Причины и механизм пересыхания малых рек. Казань: ГранДан, 1996. С.9-28.

2. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 272 с.

3. Чернов А.В. Геоморфология пойм равнинных рек. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. 198 с.

4. Закономерности формирования современного пойменного аллювия в долинах малых рек Удмуртии // Вопросы физической географии и геоэкологии Урала: межвуз. сб. науч. тр. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1996. С.56-61.

5. Бутаков Г.П., Курбанова С.Г., Перевощиков А. А., Серебренникова И. А. Основные закономерности формирования антропогенно обусловленного наилка в долинах рек Востока Русской равнины // Эрозия почв, охрана и рациональное использование земельных ресурсов: межвуз. сб. науч. тр. Ульяновск: Изд-во УлГПУ, 1998. С. 3-12.

6. Перевощиков А. А., Петухова Л.Н. История освоения территории Удмуртии и его влияние на динамику русловых процессов // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Науки о Земле. 2003. С. 61-70.

7. Петухова Л.Н., Рысин И.И. О факторах развития горизонтальных русловых деформаций // Вестн. Удм. унта. Сер. Науки о Земле. 2005. С. 153-168.

8. Бутаков Г.П., Мозжерин В.И., Серебренникова И. А. Интенсивность деформаций русел рек востока Русской равнины // Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов: сб. ст. / под ред.

Р.С. Чалова, А.Б. Разгуляева; геогр. ф-т МГУ. М., 1999. С. 32-40.

Поступила в редакцию 25.02.10

A. A. Perevoschikov, candidate of geography, associate professor

Changes in morphology of river valleys of Udmurtiya for the period of agricultural activity

By the example of morphology of inundated complexes of the small rivers of Udmurtiya the assumption of formation of a low bottom land is stated as a result of agricultural activity

Keywords: low floodplain, erosion cycle, river bed erosion, small rivers.

Перевощиков Александр Анатольевич, кандидат географических наук, доцент ГОУВПО «Удмуртский государственный университет»

426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1

Е-mail: paa@uni.udm.ru