Введение к работе
Актуальность темы. Исследованиям русловых процессов на горных и равнинных реках посвящены труды многих ученых. Однако большая их часть касается больших и средних рек. За последние 20 -30 лет важное научное и практическое значение приобрела проблема малых рек, связанная с их интенсивным обмелением, заилением и деградацией вследствие хозяйственной деятельности. При этом реакция малых рек на антропогенную нагрузку неодинакова у рек горных и равнинных, многоводных и маловодных, с разными проявлениями русловых процессов.
Для сравнительного анализа подобных рек были выбраны реки Крыма и Алтая. Отличаясь по своей водоносности и, следовательно, по характеру ведущего (активного) фактора русловых процессов, они в то же время обладают некоторыми сходными условиями руслоформирования, т.к. формируются в горах и протекают по степным равнинам. Русловые процессы на реках Крыма исследованы очень слабо, имеются отдельные работы по руслообразующим наносам рек и селевым явлениям на Южном склоне Крымских гор; реки Степного Крыма в отношении русловых процессов вообще не изучались. Знание закономерностей русловых процессов на реках Крыма тем не менее необходимо при решении ряда практических задач: их рекреационном и туристическом освоении, строительстве водозаборов и инженерных сооружений, борьбе с размывами берегов; достаточно остро стоит проблема снижения неблагоприятных последствий, вызванных интенсивным антропогенным воздействием и трансформацией русел большинства рек Крыма, отличающихся крайне малой водоносностью.
Русловые процессы на реках Алтая освещены в научной литературе гораздо полнее (работы МГУ, ГГИ, Лаборатории русловых процессов рек Алтая в г.Барнауле): изучены руслообразующие наносы и руслоформирующие расходы, выполнено районирование по факторам и формам проявления русловых процессов, дана оценка устойчивости русел и интенсивности русловых деформаций. Вместе с тем слабо исследованы гидролого-морфологические характеристики русел с различным морфодинамическим типом, отсутствует оценка экологического состояния речных русел в условиях усиливающегося антропогенного вмешательства в их естественное развитие.
Сравнительный анализ малых рек с различной водоносностью с точки зрения их устойчивости к антропогенным нагрузкам не производился. Его выполнение может стать основой для определения пределов хозяйственного использования рек в различных природных условиях.
Цели и задачи исследований. Основной целью исследования является выявление условий и закономерностей проявления русловых
процессов на горно-предгорно-равнинных реках Крыма и Алтая, различных по водоносности и, следовательно, по условиям руслоформирования, определение степени их антропогенной измененности и связанными с ней неблагоприятными последствиями для условий жизни и хозяйственной деятельности людей. Реализация этой цели позволяет ликвидировать "белое пятно" в географии русловых процессов на реках Крыма, получить комплексную характеристику русловых процессов на реках Алтая, выявить особенности, специфику и географические различия в развитии процессов руслоформирования на малых и средних реках с нормой стока, различающейся более, чем на два порядка.
Для достижения этой цели, используя полевые, картографические и фондовые материалы, были поставлены и решены следующие задачи: 1) изучены физико-географические факторы, определяющие строение речной сети, условия развития русел рек и их продольных профилей, водоносность и гидрологический режим рек; 2) исследованы закономерности формирования и пространственное распространение состава руслообразующих наносов, руслоформирующие расходы воды, а также изменение водоносности рек по их длине, влияние на русла рек селевых потоков и антропогенных факторов; 3) составлены среднемасштабные карты русловых процессов Крыма и Алтая, позволяющие выявить пространственные закономерности распространения различных типов русел; 4) проведено районирование Крыма и Алтая по факторам и формам проявления русловых процессов на реках; 5) уточнена и дополнена классификация русел горных и равнинных рек с учетом степени воздействия антропогенного фактора; 6) дана оценка устойчивости русел рек Крыма и Алтая, определена интенсивность их вертикальных и горизонтальных деформаций; 7) получены гидролого-морфологические характеристики русел рек Крыма и Алтая; 8) выполнен анализ экологического состояния русел рек регионов с учетом природных предпосылок и антропогенной нагрузки, дана оценка степени экологической напряженности в зависимости от уязвимости русел рек к антропогенной нагрузке.
Методика исследований. При сборе и обработке материалов применялся географический подход к изучению русловых процессов, разработанный Н.И.Маккавеевым и Р.С.Чаловым. Изучение состава русловых отложений, морфометрических характеристик русла и гидравлических характеристик потока проводилось по методике, разработанной в Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ. Основой для него послужили данные полевых исследований, проведенных автором с участием сотрудников географического факультета МГУ в Крыму и при участии автора на
Алтае. Руслоформирующие расходы воды для исследуемых рек рассчитывались по методике Н.И.Маккавеева, уточненной А.Г.Ободовским. Для их расчетов, как и при изучении направленности русловых деформаций, использовались многолетние данные сетевых наблюдений Гидрометслужбы.
При типизации русел за основу была взята морфодинамическая классификация Р.С.Чалова. Устойчивость речных русел определялась по коэффициенту стабильности, предложенному Н.И.Маккавеевым. Разработка карты "Русловые процессы на реках Крыма" (М-б 1:300000) проводилась на основе принципов и методов картографирования русловых процессов, разработанных под руководством Р.С.Чалова в Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ. Для оценки антропогенной измененности русел рек Крыма и Алтая и ее последствий за основу был взят балльный метод, предложенный Научно-исследовательской пабораторией эрозии почв и русловых процессов МГУ.
Научная новизна работы. В работе впервые дана комплексная гарактеристика и сравнительный анализ русловых процессов на малых л частично средних реках Крыма и Алтая. В результате проведенных исследований: 1) уточнено понятие "малые" и "средние" реки ірименительно к анализу русловых процессов; 2) даны определения 'дискретности" и "континуума" русловых процессов для малых рек орно-предгорно-равнинной зоны; 3) изучены физико-географические факторы русловых процессов и определена главная или зторостепенная роль каждого из них в руслоформировании на реках досматриваемых регионов; 4) получены изменения характеристик ранулометрического состава руслообразующих наносов по длине рек (рыма и исследованы условия прохождения руслоформирующих >асходов воды; 5) выявлены антропогенные факторы, влияющие на іусла рек регионов; 6) впервые составлены карты русел рек Крыма и ^птая (в соавторстве); 7) для рек Крыма уточнена и дополнена лассификация типов русел благодаря учету антропогенного юздействия на русловые процессы; 8) выявлены географические акономерности распределения русел рек разных типов в обоих іегионах; 9) дана оценка устойчивости русел и установлен характер условых деформаций на реках Крыма и Алтая; 10) получены идролого-морфологические зависимости для русел рек Алтая; 11) дан нализ антропогенных факторов и форм антропогенной рансформации русловых процессов в обоих регионах; 2) исследована устойчивость речных русел к антропогенным оздействиям и оценена экологическая напряженность на реках, вязанная с природными предпосылками и антропогенной змененностью речных русел.
Практическое значение. Область применения результатов данно работы достаточна широка. Данные по руслообразующим наносам руслоформирующим расходам воды, устойчивости русел и русловы деформаций играют важную роль при решении водохозяйственны задач и освоении речных долин. Результаты исследовани антропогенной измененности русловых процессов рек Крыма и Алтау а также оценка устойчивости речных русел к антропогенны! воздействиям особенно важны в условиях прогрессирующег ухудшения экологической обстановки в России и в Крыму и могут найт применение при обосновании региональных подходов к разработке ме экологического оздоровления регионов. Материалы по типизации русе, и русловых деформаций, их антропогенной измененности, факторам формам проявления русловых процессов, обобщенные в виде кар русловых процессов на реках Крыма и Алтая, имеют научнс справочное значение и могут использоваться на стадии предпроектны решений.
Апробация. Основные результаты исследований докладывалис на III Всесоюзной конференции "Динамика и термика рек, озер водохранилищ и окраинных морей" (г.Москва, 1989 г.), научнс теоретической конференции "Рациональное природопользовани горных стран" (Бишкек, 1991 г.) и изложены в 5 публикациях и одно научно-справочной карте (в соавторстве).
Работа объемом 232 страницы включает введение, шесть глав заключение, 48 рисунков, 20 таблиц, список литературы из 14 наименований.
Автор считает своим долгом выразить благодарность старшем научному сотруднику, кандидату геофафических наук Р.В.Лодиной з систематическую помощь, оказываемую ею на всех этапах рабо-доктору геофафических наук, профессору Г.П.Кумсиашвили, кандидат географических наук, старшему научному сотруднику С.Н.Рулевоі кандидату геофафических наук, доценту А.Г.Ободовскому, все сотрудникам кафедры гидрологии суши и Научно-исследовательско лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ, помощь которы в создании настоящей работы неоценима, а также коллєктие Лаборатории русловых процессов рек Алтая ЗапСибНИГМИ, с которы автор работал в полевых условиях.