Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала




Скачать 110.19 Kb.
НазваниеКриогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала
Дата конвертации31.03.2013
Размер110.19 Kb.
ТипДокументы
КРИОГЕННЫЕ И РУСЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДОЛИНАХ МАЛЫХ РЕК ЦЕНТРАЛЬНОГО ЯМАЛА

Губарьков А.А. *, Лейбман М.О. **
*Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, agubarkov@rambler.ru

**Институт криосферы Земли СО РАН, г. Тюмень

На малых реках центрального Ямала криогенные и гидрологические процессы в верхнем, среднем и нижнем течениях создают различные комплексы склоновых и русловых процессов, которые влияют на формирование долин. Наиболее динамичные комплексы образуются в верхних течениях рек при участии криогенного оползания, термокарста, термоэрозии, дефляции, при доминировании криогенного оползания.
CRYOGENIC and hydrological processes in the valleys of small rivers in Central YAMAL

Gubarkov A.A. *, Leibman M.O. **
*Tyumen State Oil-Gas University, Tyumen, agubarkov@gmail.com

**Earth Cryosphere Institute SB RAS, Tyumen, mleibman@online.ru

In the small rivers of central Yamal cryogenic and hydrological processes in the upper, middle and lower reaches of creating different sets of slope and channel processes. They influence the formation of river valleys. The most dynamic complexes are formed in the upper reaches of rivers. It is dominated by cryogenic landslides. There's also a part of thermokarst thermoerosion, deflation.
На изменения ширины долин рек в России обратил внимание В.В. Докучаев [1]. В настоящее время установлены основные причины изменчивости долин рек [2, 3]. Ведущими из них являются следующие факторы: тектонические, ледниковые, завальные, аккумулятивные. Влияние криогенных процессов на изменение ширины русел рек на Ямале отмечается в их верховьях [4, 5 и др.].

На Центральном Ямале одними из наиболее широко распространенных криогенных процессов являются термоэрозия, термокарст, криогенное оползание, жильное льдообразование, дефляция, которые достаточно часто взаимосвязаны [6, 7]. В верхних течениях рек, берущих начало на высоких геоморфологических уровнях (морских террасах), большое значение имеют криогенные склоновые процессы, такие как криогенные оползни скольжения (КОС). В русла рек поступают тела КОС, которые перекрывают не только русло, но, в ряде случаев, и часть долин малых рек. При подпруживании воды в руслах образуются водоемы, берега которых интенсивно перерабатываются, в результате чего днище долин рек расширяется. Исследования взаимосвязи криогенных и русловых процессов в долинах малых рек на центральном Ямале проводится с 2005 г. [8].

Для исследования криогенных и гидрологических процессов использовались дистанционные, наземные стационарные и маршрутные наблюдения и измерения. Проведен общий анализ влияния криогенных оползней, термокарста и термоэрозии на ширину днищ долин рек. Ранее проведенные исследования верхнего, среднего и нижнего течений малой реки Панзананаяха показали, что они отличаются комплексами криогенных процессов [8]. В долине р. Панзананаяха каждый из отмеченных выше криогенных процессов наиболее интенсивно развивается на определенном участке реки (в верхнем, среднем или нижнем течении) в зависимости от гидрологических, геокриологических и геоморфологических факторов. В верхнем течении регулярный сход криогенных оползней в связи с узостью долины оказывает заметное влияние на гидрологический режим реки, образуя подпорные участки с временными проточными водоемами. В среднем и нижнем течении влияние криогенных оползней на долину не отмечено, они не образуют подпрудных водоемов. Это происходит потому, что оползневые тела не достигают русел рек в связи с большей шириной долины по сравнению с верхним течением.

В верхнем течении рек Панзананаяха и Хальмерьяха долины формируются под воздействием ряда криогенных процессов (рис. 1). Так, площади КОС составляют на р. Панзананаяха 39%, на р. Хальмерьяха 18%, на хасыреи и озера приходится 7 и 8% - соответственно, на термоэрозионные овраги - 4 и 11%. На бровках и в верхних частях склонов в долине р. Хальмерьяха образуются раздувы в результате дефляции (2%), которая отсутствует в верхнем течении р. Панзананаяха. Остальная поверхность относится к плоскому и слабонаклонному водораздельному пространству без проявления активных криогенных процессов (50 и 61%). Соотношение площадей показывает, что на долю криогенных оползней приходится большая составляющая поверхностей верховий бассейнов рек, подверженных криогенным процессам.

Исследование бортов долин в верхних течениях рек показало, что их формирование в значительной степени зависит от времени, периодичности и места прохождения криогенных оползней. По полевым и дистанционным материалам установлено, что поверхности КОС можно разделить на три группы: древние, средневозрастные и современные [4]. Наиболее древние поверхности имеют возраст до 1800-2000 лет. Соотношение поверхностей КОС распределяется следующим образом. Древние поверхности занимают в долине р. Панзананаяха 61% от общей поверхности КОС, в долине р. Хальмерьяха они отсутствуют, средневозрастные - 25 и 92% соответственно и современные – 14 и 8%.
c:\users\гаа\pictures\28.jpg

Рис. 1. Верхнее течение бассейнов р. Панзананаяха (А) и р. Хальмерьяха (Б).

Условные обозначения: 1 - озера; 2 – постоянные и временные водотоки; 3 – современные КОС; 4 – средневозрастные поверхности КОС; 5 – древние поверхности КОС; 6 – овражно-балочная сеть; 7 – хасыреи; 8 – останец без проявления активных экзогенных процессов; 9 – участки дефляции; 10 – водораздельное пространство.

В долинах рек Хальмеръяха и Панзананаяха распределение площадей, находящихся под воздействием криогенных процессов, существенно отличается. Ведущим процессом в долинах обеих рек являются КОС. Площади и длина овражно-балочных систем в долине р. Хальмерьяха возрастают, что свидетельствует о более активной термоэрозии по сравнению с долиной р. Панзананаяха. Существенным отличием верхнего течения р. Хальмерьяха является дефляция, в основном распределенная в прибровочной части овражно-балочной сети в виде локальных раздувов. Развитие дефляции является признаком залегания в поверхностных отложениях песчаных пород.

В долине р. Панзананаяха различные по возрасту и прохождению относительно друг друга КОС имеют 4 типа. На склонах они могут проходить, не затрагивая более ранние по возрасту поверхности скольжения и тела криогенных оползней – оползень первого порядка [9](1 тип), «вкладываться» друг в друга – оползень второго порядка [9] (2 тип), перекрывать ранее прошедшие – многоярусный оползень [10] (3 тип) и образовывать ступени – ступенчатый оползень [11] (4 тип). Для долины р. Хальмеръяха характерны оползни только 1 типа.

Сопоставление оползней в долинах рек Панзананаяха и Хальмерьяха показало, что различные типы оползней могут оказывать влияние как на склоны, так и на днища и русла долин малых рек. Влияние на склоны без влияния на днище реки происходит за счет 1 и 3 типа оползней на р. Панзанананяха. К оползням, регулирующим русловой сток и ширину днища реки, относятся 2 и 4 типы на р. Панзананаяха и 1 тип на р. Хальмерьяха. На склонах КОС определяют форму склонов, их увлажнение, концентрацию водных потоков, эрозию и термоэрозию. На днище КОС влияют на формирование подпорных «дамб», ширину днища долины и русловой сток малых рек.

По результатам дешифрирования по космоснимку высокого разрешения долины р. Панзананаяха в верхнем течении, через каждые 100 м от истока до среднего течения реки в каждой точке измерена ширина днища долины. Анализ полученных данных показал, что днище, в зависимости от одного или нескольких ведущих и сопутствующих криогенных процессов, можно разбить на 7 участков (табл. 1).

В зависимости от интенсивности, последовательности и продолжительности прохождения криогенных процессов изменяется ширина днища реки. На участках схода КОС ширина долины реки сужается в 2-3 раза по сравнению с подпруженными телами КОС и затопленными участками. В отличие от р. Панзананаяха в днище долины р. Хальмеръяха отсутствуют подпрудные водоемы, в результате различия ширины днища незначительны.
Таблица 1. Номера участков, створов и морфометрические характеристики долины р. Панзананаяха

№ участка

№ створов

Расстояние от истока, м

Ширина днища, м

1

1-3

0,2

3,7

2

3-7

0,6

17,6

3

7-9

0,9

5,7

4

9-14

1,1

11,0

5

14-18

1,7

25,1

6

18-21

2,0

18,9

7

21-22

2,1

11,9


Высокая активность криогенных процессов приводит к увеличению мутности водных потоков, что наиболее отчетливо прослеживается относительно среднего и нижнего течений. В среднем течении происходит резкое уменьшение мутности по сравнению с верхним течением. Максимальная мутность воды в верхнем течении за период наблюдений была в 2007 г. и составила 5120 г/м3 (табл. 2), в то время как в среднем течении она не превышала 3 г/м3 и увеличивалась к устью до 33 г/м3. Подобные соотношения наблюдались и в другие годы наблюдений.

В таблице 3 приведены данные о суммарном объеме пород, вовлеченном в перенос в бассейне р. Панзананаяха за четыре года наблюдений. В периоды схода криогенных оползней только один оползень в долине реки способен перенести в десятки раз больше материала со склонов в русло реки. В 1989 г. объем наиболее крупного оползня в долине р. Панзананаяха составил 6000 м3. В этом же году в долине р. Хальмерьяха объем оползней составил около 800 тыс. м3. Такие объемы породы выносятся из русла реки водными потоками продолжительное время. Фактически русло реки протекает на новом уровне на несколько метров выше предшествующего уровня.
Таблица 2. Гидрологические характеристики р. Панзананаяха за 2005-2008 годы наблюдений

Год

Максимальные расходы воды, л/с

Максимальная мутность, г/м3

В верхнем течении

В нижнем течении

В верхнем течении

В нижнем течении

2005

1

15

15

10

2006

3

60

61

17

2007

5

90

5120

33

2008

15

360

3180

28


При подпруживании на днище долины аккумулируется большая часть взвешенных и влекомых наносов, поступающих из верховий водотоков. Выше по течению от участка с неразмытым телом оползня в результате подпруживания стока и уменьшения скорости воды практически все взвеси осаждаются в образовавшемся временном водоеме. Ниже участка подпруживания в воде содержится очень мало взвесей и поток способен отрывать и переносить повышенное количество частиц пород, слагающих русло. При условии образования телом оползня подпорной «дамбы» высотой 2-3 метра, падение воды способно размывать породы с образованием водобойного колодца. Мутность на этом участке повышается не менее чем на два порядка по сравнению с выше расположенным по течению.
Таблица 3. Объемы породы (м3), выносимые в днище долины р. Панзананаяха в 2005-2008 гг. криогенными (криогенные оползни скольжения), эрозионными и термоэрозионными (конусы выноса), русловыми процессами (береговые отседания и обвалы) и их процентное соотношение в долине

Течение

реки

Оползневые тела

Конусы выноса из овражно-балочной сети

Русловые процессы

Сумма

%

Верхнее

15,7

134

0

150

47

Среднее

11,2

0

57

68,2

21

Нижнее

5,4

0

95

100

32

Сумма

32,3

134

152

318

100

%

10,2

42

47,8

100





При интенсивном размыве и углублении русла и долины происходит сход КОС и образуются подпорные озера, которые существуют годами и увеличивают время водообмена малых водотоков до 10 раз [8]. Таким образом, на малых водотоках даже однократное проявление криогенного процесса (например, единичный оползень) способно зарегулировать сток воды в течение нескольких или десятков лет.

За период существования «дамб» в подпрудных водоемах аккумулируется различное количество материала, поступающего из овражно-балочной сети. Их количество зависит от времени существования «дамбы» и количества поступающих взвесей в подпрудный водоем. После прорыва «дамбы» на днище подпрудного водоема размывается не весь слой аккумулятивных осадков. Оставшиеся не размытыми осадки образуют своеобразные уступы или ступени в русле, которые после зарастания растительным покровом, становятся трудно размываемыми. В верхнем течении р. Панзананаяха выявлено 7 заросших уступов, и 3 формирующихся незаросших. Высота сформировавшихся уступов возрастает вниз по течению от 1,2 м до 1,9 м. Это связано с совокупностью факторов, изменяющихся от истока к среднему течению реки.

Увеличение высоты уступов вниз по течению к границе верхнего и среднего течений реки связано с первыми проявлениями термокарста в русле реки. Возникает перепад высот, с образованием водобойных колодцев и выносом размытого материала. Существенным фактором образования уступов в русле служат впадающие в основное русло временные или постоянные водотоки на небольшом расстоянии ниже по течению от термокарстовых просадок. Увеличение водности потоков способствуют выносу взвесей и понижению базиса эрозии относительно формирующегося уступа.

По совокупности проявления криогенных и русловых процессов верхнее течение характеризуется их наиболее сложными взаимосвязями, в результате чего образуются комплексы криогенных образований и русловых форм. На основании проведенных исследований выявлены особенности проявления криогенных и гидрологических процессов, влияющих на долины малых рек в верхних течениях и определяющих их морфометрические и гидроморфометрические характеристики.

Выводы:

1. Ведущим процессом, влияющим на формирование склонов и днищ верховий долин малых рек, является криогенное оползание.

2. В зависимости от расположения в долине р. Панзананаяха, оползни делятся на две группы: а) оказывающие влияние только на склоны без влияния на днище реки; б) регулирующие русловой сток и ширину днища реки.

3. В долинах рек, ширина днища которых зависит от схода криогенных оползней скольжения, образуются два основных типа долины: а) зауженные телами оползней эрозионные участки; б) расширенные, затопленные или заболоченные участки долины.

4. В долинах рек, на бортах которых широко распространена термоэрозия и овражно-балочные системы, ширина днища не имеет резких отклонений от среднего значения.

5. В верховьях долин малых рек, сложенных песчаными породами, меньше потенциал для образования термокарстовых просадок в руслах временных и постоянных водотоков из-за повышенной активности эрозионно-аккумулятивных процессов.

6. Подпруживание стока воды в руслах малых рек телами криогенных оползней увеличивает время водообмена до одного порядка, что является одним из главных условий для развития термокарста.
Литература

1. Докучаев В.В. Способы образования речных долин Европейской России. СПб., 1878. 127 с.

2. Симонов Ю.Г. Региональный геоморфологический анализ. М., 1972. 252 с.

3. Карасев М.С., Худяков Г.И. Речные системы: на примере Дальнего Востока. М., 1984. 143 с.

4. Геокриологические условия Харасавэйского и Крузенштерновского газоконденсатных месторождений (полуостров Ямал). М., 2003. 180 с.

5. Лейбман М.О., Кизяков А.И. Криогенные оползни Ямала и Югорского полуострова. М., 2007. 206 с.

6. Геокриология СССР. Западная Сибирь /Под. ред. Э.Д. Ершова. М., 1989. 454 с.

7. Инженерно-геологический мониторинг промыслов Ямала. Том II,. Геокриологические условия освоения Бованенковского месторождения. Тюмень, 1996. 240 с.

8. Губарьков А.А., Лейбман М.О. Четкообразные русловые формы в долинах малых рек на Центральном Ямале - результат парагенеза криогенных и гидрологических процессов // Криосфера Земли, 2010, т.XIV, №1, с. 41-49.

9. Емельянова Е.П. Основные закономерности оползневых процессов. М., 1972. 310 с.

10. Маккавеев А.А. Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. М., 1971. 216 с.

11. Тимофеев Д.А. Терминология денудации и склонов. М. 1978. 242 с.

Похожие:

Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconИсследования термоэрозии и термокарста в бассейнах малых рек центрального ямала гидрографическими методами

Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconПрограмма-минимум по специальности 25. 00. 27 «Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия»
Настоящая программа основана на следующих дисциплинах: общая гидрология, гидрология рек, озероведение, русловые процессы, речной...
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconРудраямала тантра. Перевод с санскрита Ерченкова О. Н
Из лотосных уст Высшей Владычицы, изошла великая Ямала татра, собственная тантра, (Шакти Ямала) и Вишну Ямала
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconПрограмма Х международной конференции по мерзлотоведению
Полярный Урал. Горная тундра. Перигляциальная геология (ледник Романтиков, морены, снежники, криогенные процессы)
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала icon3 Многолетнемерзлые породы и криогенные процессы
Из книги Факторы риска повреждения гидротехнических сооружений. Проблемы безопасности / Л. К. Малик; (отв ред. Н. И. Коронкевич)...
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала icon«характеристика одной из малых рек раменского района реки гжелка и ее притоков рек донинка и дорка»
Водные ресурсы и вода в целом – это очень актуальная тема, особенно на сегодняшний день, когда остро стоит проблема истощения водных...
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconЭкономическая история
Организация поливного земледелия в долинах "великих исторических рек". Экономика Древней Греции. Римская империя: территориальная...
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconСанитарно-гигиеническая оценка антропогенного загрязнения малых рек саратовской области 14. 00. 07 гигиена

Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала icon«Монгольские завоевания. Золотая Орда»
Темучина. Первоначально оно было основано в долинах рек Керулена и Орхона, затем вследствие объединения родственных племен и завоевания...
Криогенные и русловые процессы в долинах малых рек центрального ямала iconПриложение 8 к областной целевой программе повышения энергетической
Использование возобновляемых источников энергии, в том числе, местных энергоресурсов – гидроэнергии малых рек на территории Челябинской...
Разместите кнопку на своём сайте:
kk.convdocs.org



База данных защищена авторским правом ©kk.convdocs.org 2012-2019
обратиться к администрации
kk.convdocs.org
Главная страница