Введение к работе
Актуальность работы. Развитие геоморфологии в последние два - три десятилетия проходит по пути все более усиливающихся разработок динамической направленности, что сопровождается существенной сменой применяемых методов исследований. Резко возрастает роль количественных оценок интенсивности процессов и их морфологических последствий, все большее значение приобретают стационарные наблюдения и эксперименты, включая численные, расширяются возможности математического моделирования ка ЭВМ.
С этих позиций особой становится роль исследований современной транзитной денудации, которую в гумидных районах можно в первом приближении соотнести с твердым стоком рек. Материалы по нему обладают целым рядом черт, ставящих твердый сток в особое положение при изучении транзитной денудации. Они являются количественным^ получены по сходным, во.многом унифицированным, методикам, обычно отражают длительный период наблюдений, отличаются широким территориальным охватом, характеризуя интенсивность современного морфогенеза в самых различных условиях.
Транзитный вынос материала, не являясь точной мерой продуктов денудации в речном бассейне, прямо связан с активностью всего комплекса процессов механической и химической денудации. Он позволяет дать относительную оценку этой активности для разных территорий и может служить средством контроля при изучении скоростей отдельных процессов. В соответствии с принципом акту-ализма данные по современной транзитной денудации применимы для решения многих классических геоморфологических задач.
Цель и задачи работы. Основной целью исследований является анализ интенсивности и структуры современного транзитного выноса материала из речных бассейнов гумидных равнин умеренного пояса, выявление роли ведущих факторов в его пространственной дифференциации.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.
1. Оценка основных направлений развития современной геоморфологии и место исследований твердого стока среди этих направлений (раздел 1).
-
Анализ основной понятийной и терминологической базы современной транзитной денудации и твердого стока рек (раздел 2).
-
Сравнительная характеристика интенсивности и структуры твердого стока в различных условиях гумидных равнин умеренного пояса (разделы 3 и 4).
-
Оценка роли основных факторов в пространственной дифференциации общей величины твердого стока и его важнейших составных частей (разделы 3 и 4).
-
Разработка математико-статистических моделей стока наносов и химической денудации и расчет мировой величины твердого стока (разделы 3 и 4).
-
Анализ геоморфологического отражения различий в структуре и величине транзитной денудации (раздел 5).
Исходный материал и методика исследований. В основу анализа положены опубликованные материалы государственных и ведомственных режимных наблюдений за твердым стоком рек, по которым был сформирован банк данных на ЭВМ. Он включает в себя средние многолетние величины выноса вещества и разнообразные сведения об условиях его формирования. Объем исходной базы данных по стоку взвешенных наносов более 4 тыс. пунктов, влекомых - 421 пункт- и растворенных веществ - около 1 тыс. пунктов. Насколько можно судить, это самый большой объем материала, когда-либо использо-вавдийся для подобных целей в России и за рубежом.
Для структурного разделения выносимого материала в большинстве случаев разрабатывались новые методы (расчленения кано-соз на русловые и бассейновые, растворенных веществ - на денудационные и неденудациснные и т.д.).
Вся обработка проведена на ЭВМ с использованием существующих вычислительных и графическое программ и их пакетов, а также программ, разработанных автором.
Научная новизна. В процессе изучения современного твердого стока рек гумидных равнин умеренного пояса решены следующие задачи:
с единых позиций проанализированы важнейшие составные части твердого стока, отражающие интенсивность механической и химической транзитной денудации в различных природных и природно- антропогенных обстановках;
на базе нозого обширного фактического материала количест-
- 5 -венно оценена интенсивность современного выноса материала и его отдельных составных частей из речных бассейнов с различными условиями развития денудации;
разработаны новые методы структурного расчленения стока наносов, растворенных веществ и их литогенной части;
установлена относительная роль зонального, антропогенного, орографического, литогенного факторов' и их сочетаний в пространственной дифференциации твердого стока;
построены математико-статистические модели стока наносов и выноса денудационной части растворенных веществ и дан прогноз глобального изменения твердого стока;
выявлены особенности геоморфологического отражения различий в величине и структуре твердого стока.
Основные защищаемые положения сводятся к следующему.
1. Разработанные новые методы определения нормы стока . основных составных частей растворенных веществ, расчленения твердого стока на продукты руслового и бассейнового, естественного и антропогенно обусловленного, поверхностного и подземного происхождения, определения транзитное наносов позволяют с достаточной точностью установить структуру твердого стока рек и транзитной денудации в различных географических условиях.
Z. Деятельность человека (в первую очередь агрикультурная) является ведущим фактором, контролирующим величину и структуру твердого стока рек гумидных равнин умеренного пояса.
-
Твердый сток рек и его отдельные составляющие имеют зональное распределение как в пределах всех равнин Земли, так и на их гумидной части в умеренном поясе. Оно отражает зональное распределение антропогенного и природных факторов денудации.
-
Даже на равнинах отчетливо выражена орографическая дифференциация твердого стока, особенно возрастающая при усилении механического сноса с освоенных водосборов.
-
Важнейшим фактором пространственной неоднородности твердого речного стока и его отдельных составных частей является вещественный состав пород, развитых в пределах водосбора.
-
Структура современной транзитной денудации гумидных равнин умеренного пояса характеризуется преобладанием механического сноса над химическим, поверхностной составляющей - над подземной, бассейновой - над русловой. В условиях ландшафтов, не
- є -нарушенных деятельностью человека, химическая денудация превосходит механическую, русловая - бассейновую, поверхностная и подземная примерно равны между собой.
7. Различия в величине и структуре твердого речного стока проявляются геоморфологически в виде разного соотношения между площадной и линейной денудацией, в особенностях строения современного аллювия, в литогенности рельефа, в скорости современного преобразования рельефа в различных условиях.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на следующих научных совещаниях: 23 Конгресс Международного Географического Союза (Комиссия по современным геоморфологическим процессам, Киев, 1976), 9 Международный-конгресс ИНКВА (Москва, 1982), симпозиумы Комиссии МТС по полевым экспериментамв геоморфологии (Париж, 1978; Польша, 1979), симпозиум Комиссии МГС по измерениям, теории и прикладным аспектам в геоморфологии (Казань, 1991), симпозиум Международной ассоциации гидрологических наук (Китай, 1992), 9 Съезд Географического общества СССР (Казань, 1990), Пленумы Геоморфологической комиссии АН СССР (Казань, 1978; Новосибирск, 1983; Тбилиси, 1986; Казань, 1988), Всесоюзные и координационные совещания по проблеме "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Москва, 1976, 1981, 1987, 1991; Томск, 198Є; Горький, 1988; Луцк, 1989; Ярославль, 1990; Ташкент, 1991; Ижевск, 1992; Воронеж, 1993; Брянск, 1994), Иркутские, геоморфологические семинары (Иркутск, 1987, 1989, 1991), Всесоюзные конференции по автоматизации в тематическом картографировании (Москва, 1984; Воронеж, 1991), совещание пс проблеме моделирования в геоморфологии (Одесса, 1988), Всесоюзная конференция "Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек" (Казань, 1981), Щукинские чтения (МоскЕа, 1990), совещание "Землеведение и.экология " (Звенигород, 1988), совещания "Рациональное использование водных ресурсов" (Саратов, 1986, 1989), конференции по проблемам инженерной географш (Владимир, 1987; Вологда, 1993), карстолого-спелеологические совещания (Сочи, 1988; Горно-Алтайск, 1989; Пермь, 1990), отчетные научные конференции Казанского университета (Казань, 1975 - 1994).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано і
4 монографиях, а также в 39 других публикациях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения,
