Введение к работе
Актуальность темы. Перекаты представляют собой крупные аллювиальные, постоянно изменяющиеся под действием потока, формы русловою рельефа, в наибольшей степени влияющие на условия речного судоходства. Знание причины образования, закономерностей развития и режима нереформирований перекатов позволяет разрабатывать эффективные схемы мероприятий по улучшению судоходных условий, прогнозировать изменение глубин на перекатах и на этом основании планировать сроки проведения дноуглубительных работ. В конечном итоге это дает возможность существенно уменьшить затраты и повысить действенность путевых работ на реках. Исследование перекатов представляет также значительный теоретический интерес, так как позволяет уточнить общие закономерности формирования и развития речного русла, расширяет научные представления о региональных особенностях проявления русловых процессов.
Перекатам посвящено значительное количество натурных и лабораторных исследований, на основании которых сделан ряд теоретических обобщений, раскрывающих причины образования, закономерности многолетних и сезонных переформирований перекатов (работы А.И.Лосиевского, Н.И.Маккавеева, ). Тем не менее опыт показывает, что морфология и режим деформаций реальных перекатов во многих случаях существенно отличается от общепринятых взглядов, а известные методики прогноза сезонных деформаций перекатов требует значительной корректировки применительно к местным условиям. Таким образом, недостаточная изученность вопроса о строении и развитии перекатов обусловливает необходимость проведения новых исследований.
Цель и задачи. Цель работы - исследование строения и механизма переформирования перекатов на реках с неразветвленным относительно устойчивым руслом, протекающих в различных природных условиях (на примере нижнего Днестра, среднего Чулыма, верхней и средней Оки), выявление зависимости сезонных деформаций перекатов от руслообразую-щих факторов, совершенствование методики анализа русловых деформаций.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
сделан обзор современных представлений о перекатах;
проведен анализ условий формирования перекатов на различных реках;
исследовано геологическое строение, морфология и причины образования перекатов, дана их сравнительная характеристика;
установлены соотношение стока влекомых и взвешенных руслообразующих наносов и их вклад в сезонные деформации перекатов;
рассмотрен механизм сезонных леформаций перекатов в связи с грядовой и взвешенной формой перемещения руслообразующих наносов.
исследована связь сезонных деформаций перекатов с основными русло-образующими факторами - гидрологическим, геоморфологическим и ли-тологическим;
Методика исследования. Методологической основой работы послужил географический подход к исследованию русловых процессов, разработанный Н.И.Маккавеевым и Р.С.Чаловым. Указанный подход заключается в том, что речное русло рассматривается как результат взаимодействия зональных (местных, региональных) географических условий и азональных факторов, связанных с законами динамики руслового потока.
Основным источником данных послужили экспедиционные исследования научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов (НИЛЭПиРП) МГУ на pp. Днестре, Чулыме и Оке, в которых принимал участие автор в качестве ответственного исполнителя. Работы выполнялись по методике производства русловых исследований, принятой на географическом факультете МГУ (Чалов, 1995). При анализе механизма русловых деформаций и зависимости последних от основных руслообразующих факторов также использованы фондовые материалы Днестровского, Енисейского бассейновых управлений пути, управления канала им.Москвы (планы перекатов, лоцманские карты); института Ленгипрореч-транс, Московской геолого-гидрологической экспедиции (описания скважин, геолого-литологические профили).
Научная новизна работы.
Выявлены особенности геологического строения и морфологии перекатов на реках с неразветвленным относительно устойчивым руслом.
Определена доля влекомой и взвешенной составляющих в общем стоке руслообразующих наносов на реках с песчаным и гравелистьш руслом.
Уточнен механизм русловых деформаций, обусловленных движением гряд.
Предложен метод оценки величины вертикальных деформаций перекатов в связи с осаждением - взмучиванием руслообразующих наносов.
.4
Введено понятие «пороговый раскол воды» для характеристики условий, при которых происходит изменение знака русловых деформаций на перекатах.
Предложены новые количественные характеристики русловых деформаций и изменения сі'ока воды.
Определена зависимость русловых деформаций перекатов оз колебания стока воды для рек с различными типами гидрологического режима.
Рассмотрена связь русловых деформаций с морфологией перекатов.
Установлено, что степень воздействия основных руслообразующих факторов на режим переката зависит от фазы гидрологического режима.
Объясняется причина сложного характера русловых деформаций перекатов в межень.
Разработаны рекомендации по усовершенствованию методики исследования сезонных деформаций перекатов.
Практическое применение. Результаты выполненной работы могут быть использованы при анализе руслового режима перекатов на реках с неразветвленным руслом с целью разработки мероприятий по улучшению судоходных условий, а также при планировании и проведении русловых изысканий.
Апробация. Основные положения диссертации доложены на IV Всесоюзной конференции "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Москва, 1987), на III и IV Всесоюзных конференциях "Динамика и термина рек, озер, водохранилищ и окраинных морей" (Москва, 1989 и 1994), на научном семинаре лаборатории эрозии почв и русловых процессов (1995), на научной конференции лаборатории "Маккавеевские чтения" (1996).
Материалы диссертации использованы в отчетах НИЛЭПиРП МГУ по обоснованию схем улучшения условий судоходства на реках Днестр и Чулым, и перспектив добычи песчано-гравийного материала на р.Оке, переданных в соответствующие бассейновые управления пути и речные порты. По теме диссертации опубликовано семь статей и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 67 наименований; содержит 62 рисунка и 26 таблиц. Общий объем работы составляет 171 страницу.
Автор выражает глубокую благодарность за предоставленные материалы, помощь в работе и моральную поддержку сотрудникам Географического факультета МГУ - к.г.н. К.М.Берковичу, к.г.н. А.М.Алабяну, д.г.н., Н.И.Адексеевекому, Н.ВЛнисимовой, Б.В.Белому, Б.Н.Власову, к.г.н. Л.В.Злотиной, к.г.н. В.В.Иванову, С.Н.Ковалеву, к.г.н. Р.В.Лодиной, Л.Н.Никитиной, И.А.Турыкиной, к.г.н. А.В.Чернову.
