Новости

14 Сентября, 2020 16:29

Сканирование местности при помощи наземного сканера повысит точность оценки темпов современного преобразования рельефа

Изменение темпов процесса разрушения горных пород на речных водосборах предгорий и высотных зон (а также их переноса в пониженные участки рельефа) обусловлены происходящими в землепользовании трансформациями и быстрыми климатическими изменениями, которые наблюдаются в последние десятилетия. На Северном Кавказе завершилась экспедиция специалистов Института географии РАН, которая под руководством Сергея Харченко выполняла комплекс полевых исследований по оценке интенсивности денудации и поступления наносов со склонов в постоянные водотоки и водоемы на 4 водосборах, расположенных в предгорной, среднегорной и высокогорной зонах. Работы были поддержаны Российским научным фондом, проект № 19-17-00181 «Количественная оценка бассейновой составляющей стока наносов и ее изменений в голоцене на реках Кавказа», руководитель – Валентин Голосов.
Источник: ИГ РАН
Высокоточные повторные съемки требуют корректного геодезического обоснования. С. Цыпленков готовится к фиксации «твердой точки». Источник: ИГ РАН
Ледник Джанкуат и исток одноименного ручья. Источник: ИГ РАН
3 / 4
Источник: ИГ РАН
Высокоточные повторные съемки требуют корректного геодезического обоснования. С. Цыпленков готовится к фиксации «твердой точки». Источник: ИГ РАН
Ледник Джанкуат и исток одноименного ручья. Источник: ИГ РАН

«Использование современных дистанционных методов в сочетании с традиционными (метод шпилек, ловушки наносов, прокраска обломков и т.д.) позволяет с высокой точностью изучать процессы преобразования рельефа – устанавливать интенсивность перераспределения вещества с выделением зон сноса, транзита и переотложения материала в пределах водосборов первого–второго порядков, которые составляют более 90% от площади речных бассейнов, – говорит главный научный сотрудник лаборатории геоморфологии ИГ РАН Валентин Голосов. – Это дает возможность количественно оценить соотношение объемов продуктов денудации, отлагающихся внутри водосборов и поступающих в постоянные водотоки и водоемы. Накопление подобных данных позволит существенно усовершенствовать имеющиеся расчетные модели перераспределения наносов в речных бассейнах, что в итоге повысит надежность расчетов темпов заиления горных и предгорных водохранилищ и ирригационных систем, даст возможность идентифицировать участки речных бассейнов, с которых в гидрографическую сеть поставляется наибольший объем наносов. В результате появится возможность регулировать сток наносов путем создания искусственных ловушек на склонах и других мер, способствующих переотложению части продуктов денудации на склонах и тем самым снижать вероятность формирования катастрофических эрозионных событий – таких, как сели и внезапные ливневые паводки».

Ряд водосборов, на которых проводились полевые исследования, являются, по сути, стационарами (р. Джанкуат) или полустационарами (водосборы озера Донгуз-Орун и притока р. Гижгит), где комплексные исследования различных компонентов ландшафтов и их изменений в течение голоцена проводят ученые разных подразделений Института географии РАН, а также сотрудники географического факультета МГУ. Однако систематические геоморфологические исследования по оценке особенностей формирования стока наносов на водосборах и их поступления в постоянные водотоки и водоемы на этих объектах были начаты геоморфологами ИГ РАН только в 2019 году.

«Современные технологии позволяют с высокой точностью – прежде всего, для участков, лишенных растительного покрова, – определять темпы различных экзогенных процессов путем повторного сканирования части склонов и днищ долин, где активна денудация, – отмечает старший научный сотрудник лаборатории геоморфологии ИГ РАН Сергей Харченко. – В частности, это касается сканирования местности с использованием наземного сканера, который в конце 2019 г. был приобретен Институтом географии РАН для Центра коллективного пользования. Преимущества его применения для выявления темпов экзогенных процессов – это быстрота и достаточно высокая точность съемки. В отличие от съемок рельефа местности, выполняемых с использованием квадрокоптера, данный прибор наиболее удобен для изучения процессов денудации на склонах с уклонами свыше 30 градусов и вплоть до отвесных стенок, где процессы физического и химического выветривания (а равно и сноса рыхлого материала) идут наиболее интенсивно, – продолжает ученый. – Провести съемку поверхности подобных участков с воздуха с нужной точностью и без потери информации затруднительно. Кроме того, компактность прибора позволяет использовать его при работе на труднодоступной местности». 

На двух ключевых водосборах, расположенных в среднегорном (бассейн р. Гижгит, приток р. Баксан) и высокогорном (бассейн р. Джанкуат) высотных поясах, учеными была проведена съемка участков склонов, интенсивно преобразуемых экзогенными процессами. «На водосборе реки Джанкуат, где темпы таяния погребенного льда в августе достигают максимальных величин, нам удалось провести повторные съемки склона боковой морены, на котором интенсивность эрозионно-солифлюкционных процессов была настолько высока, что значительные изменения рельефа происходили буквально ежедневно», – говорит Сергей Харченко. На всех водосборах ученые провели крупномасштабную съемку рельефа с использованием квадрокоптера. Причем ряд участков, на которых процессы преобразования рельефа идут наиболее активно в бассейнах р. Джанкуат и озера Донгуз-Орун, были сняты повторно, что после обработки результатов съемки позволит оценить темпы сноса и отложения материала за прошедший с момента первой съемки период (год).

Были выполнены повторные наблюдения за интенсивностью экзогенных процессов с использованием традиционных методов, в том числе на задернованных участках, где точность дистанционных методов недостаточна для выявления изменений морфологии поверхности склонов. Был проведен отбор проб рыхлых отложений для определения темпов аккумуляции и выявления долевого вклада различных источников наносов, транспортируемых в постоянных водотоках. 

«Исследования современных экзогенных процессов – это только одно из направлений работ по нашему проекту, конечная цель – не только получить количественные оценки современных темпов перераспределения наносов на малых водосборах разных высотных зон Кавказа, но и реконструировать изменения темпов денудации за период голоцена, – говорит Валентин Голосов. – Эти работы выполняются нами на основе изучения темпов накопления донных отложений в горных озерах, особенностей геолого-геоморфологического строения их водосборов и набора экзогенных процессов, соотношение и вклад которых в суммарную денудацию изменялось во времени в зависимости от климатических изменений».

О предыдущем этапе исследований можно почитать здесь.

18 Сентября, 2020
Характеристики магмы помогут предсказать обрушение вулканического купола
Российские ученые установили закономерности извержения вулканов, выявив влияние вязкости магмы на фо...
18 Сентября, 2020
Исследование алмазного потенциала Архангельской области позволит продолжить добычу алмазов в регионе
Российский научный фонд в рамках президентской программы исследовательских проектов выделил 15 млн р...