КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-17-00181

НазваниеКоличественная оценка бассейновой составляющей стока наносов и её изменений в голоцене на реках Кавказа

РуководительГолосов Валентин Николаевич, Доктор географических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской Академии наук, г Москва

Годы выполнения при поддержке РНФ 2019 - 2021  , продлен на 2022 - 2023. Карточка проекта продления (ссылка)

КонкурсКонкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-702 - Геоморфология

Ключевые словасток наносов, бассейновая эрозия, денудация, речной бассейн, аккумуляция наносов, датировка отложений,пойма, озёра, голоцен, тренды , изменения климата, антропогенные изменения, источники наносов

Код ГРНТИ38.47.15


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Горы занимают значительную часть территории Российской Федерации. При этом горы Кавказа являются не только наиболее густо населённым регионом, но и территорией, важной в отношении развития лечебных и оздоровительных курортов, сельскохозяйственного, гидроэнергетического и промышленного производства, включая добычу полезных ископаемых, и транспортной инфраструктуры. В природном отношении горы Кавказа также имеют большое значение. Здесь присутствует полный спектр высотной поясности за исключением тропиков, начиная от влажных субтропиков Черноморского побережья и заканчивая ледниками Большого Кавказского хребта. Интенсивность процессов эрозии и аккумуляции в различных высотных поясах Кавказа и их изменения во времени являются отражением климатических флуктуаций и антропогенного воздействия, усиливающегося в последние десятилетия. Возрастающая повторяемость событий, связанных с формированием экстремальных паводков, прохождения мощных разрушительных селей, требует проведения детальных количественных оценок особенностей формирования стока наносов на водосборах различных высотных поясов, так как именно в пределах склонов подготавливается материал, поступающий за счёт проявления различных процессов денудации в постоянные водотоки. При этом в настоящее время отсутствуют количественные оценки интенсивности процессов денудации и коэффициентов доставки наносов со склонов в постоянные водотоки для различных высотных поясов и другие данные, необходимые для проведения инженерных расчётов и разработке мероприятий по предотвращению негативных последствий экстремальных паводков.. Не исследованы и изменения темпов денудации водосборов различных высотных поясов гор Кавказа, происходившие на фоне климатических флуктуаций и усиления антропогенного воздействия, за голоцен. Главными вопросами при этом являются: оценка темпов различных процессов денудации, их долевой вклад в формирование стока наносов рек и влияние на них изменений климата , как современных, так и наблюдавшихся в течении голоцена, и антропогенного воздействия на темпы денудации в различных высотных поясах. В этом состоит актуальность данного проекта. В рамках проекта для выбранных для детальных исследований в пределах различных высотных поясов гор объектов (водосборов 3-4 горных озёр и 3 малых рек) будут решаться несколько взаимосвязанных задач: а) Количественная оценка современных темпов современных экзогенных процессов б) Картографирование путей транспортировки материала со склонов в постоянные водотоки и оценка коэффициентов доставки наносов, поступающих со склонов в постоянные водотоки и/или водоёмы в) Оценка вклада различных источников в формирование стока наносов рек г) Динамика изменений темпов денудации за различные интервалы времени внутри голоцена и влияние на них изменений климата и антропогенной деятельности. д) Прогноз вероятных изменений бассейновой составляющей стока наносов рек Кавказа в зависимости от различных сценариев изменений климата и возможных изменений антропогенной нагрузки За последние десятилетия разработан и широко опробован целый спектр полевых, аналитических и дистанционных методов исследования количественной оценки различных экзогенных процессов, перераспредения наносов на склонах водосборов , датировки отложений в зонах аккумуляции. Совместное применение традиционных, усовершенствованных и новейших методов, включая набор полевых методов количественной оценки темпов различных экзогенных процессов (включая лазерное сканирование с беспилотных летальных аппаратов (БПЛА), метод ловушек, метод шпилек и т.п.) и отбора донных отложений, методов оценки перераспределения наносов по пути их транспортировки со склонов в постоянные водотоки и водоёмы (метод, крупномасштабного геоморфологического картографирования в сочетании с использованием тории графов), методов идентификации долевого вклада различных источников наносов с использованием набора трассеров (метод отпечатка пальцев или fingerprinting technique); методов дистанционного зондирования (включая дешифрирование аэро- и космоснимков высокого разрешения, метод устойчивых отражателей и т.д.); аналитических методов изучения донных и пойменных отложений и наносов, переотложившихся на склонах по пути их транспортировки в постоянные водотоки (метод радиоуглеродного датирования, радиоизотопное датирование, AMS и т.п.), позволит для выбранных объектов (водосборов 3 горных озёр и 3 малых рек) количественно охарактеризовать особенности формирования бассейновой составляющей стока наносов и её изменения во времени. Комплексность охвата нерешённых к настоящему времени проблем, связанных с формированием бассейновой составляющей стока наносов рек различных высотных поясов гор Кавказа и его изменений за период голоцена в сочетании с использованием набора традиционных и современных методов исследования составляет новизну проекта.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будут впервые получены количественные оценки современных темпов основных экзогенных процессов в различных высотных поясах гор Кавказа, определены коэффициенты доставки наносов со склонов в русла рек и долевой вклад различных источников наносов бассейнового происхождения в сток наносов рек, реконструирована динамика изменений темпов денудации на склонах водосборов за голоцен для среднегорно-высокогорного пояса и выявлены факторы , определившие данные изменения. На основании полученных результатов и с использованием существующих климатических прогнозных моделей будет дан прогноз изменений бассейновой составляющей стока наносов рек Кавказа для рек, дренирующих различные высотные пояса. Выявленные закономерности и взаимосвязи в формировании стока наносов на водосборах рек Кавказа за период голоцена позволяют оценить динамику трансформации рельефа как основы ландшафтов и определить изменения ритмики формирования экстремальных эрозионных событий за период голоцена в зависимости от изменений климата, тектонической активности и антропогенного воздействия. Уровень исследований, планируемых в рамках выполнения проекта, соответствует мировому как в части набора используемых методов исследований, так и в области углубления представлений и выявления взаимосвязей в механизмах и темпах формирования рыхло-обломочного материала и его последующего перераспределения по пути транспортировки со склонов в русла рек и водоёмы. В части комплексности планируемых в рамках проекта исследований проект является уникальным в мире. Результаты проекта могут быть использованы для: а) разработки противоселевых и противопаводочных мероприятий в бассейнах горных рек ; б) строительства транспортных коммуникаций, водохранилищ, объектов инфраструктуры; в) оптимизации размещения туристических и рекреационных объектов на водосборах рек в различных высотных зонах Кавказа; г) создания и эксплуатации ирригационных систем в горах и предгорьях; д) сельскохозяйственного использования горных склонов (оптимизация нагрузок на горные пастбища, террасирование склонов и т.п.) Одна из наиболее важных сфер использования результатов исследования в социальной сфере – образовательная, которая состоит в формировании научных и научно-педагогических кадров современной России в области наук о Земле, так как основная часть участников проекта относится к категории молодых исследователей. Планируется использовать полученные в процессе выполнения проекта результаты включать в существующие курсы для бакалавров и магистров на географическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова, а также разработать ряд специализированных курсов для бакалавров и магистров по направлениям «География», «Картография и геоинформатика» и «Экология и природопользование». Планируется подготовить две кандидатские диссертации на основе полученных результатов.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Основная задача проекта состоит в оценке формирования бассейновой составляющей стока наносов на водосборах рек, дренирующих различные высотные пояса гор Кавказа, за различные интервалы времени в течение голоцена. Детальный анализ и обобщение опубликованных данных по изучению интенсивности различных экзогенных процессов, оценки современной и палеоденудации (за период голоцена) Кавказа и ряда других горных массивов Европы и других частей света позволили: а) систематизировать в единый банк данных информацию о выявленных темпах процессов сноса и аккумуляции материала на склонах водосборов различных высотных зон; б) определить степень изученности особенностей перераспределения наносов, суммарной денудации за голоцен и её изменений во времени для водосборов рек и водоёмов различных горных массивов. В результате были подготовлены две обзорные статьи «Оценка темпов современной и палеоденудации в горах: основные подходы и результаты» и «Темпы денудации в перигляциальных областях высокогорий альпийского типа: методы и результаты исследований» сданы в журналы «Известия РАН, серия географическая» и «Геоморфология» соответственно На начальном этапе выполнения проекта к выбранным на этапе подготовки проекта ключевым водосборам высокогорной зоны (р. Джанкуат и озера Донгуз-Орун) по результатам рекогносцировочного объезда, анализа опубликованных и архивных данных и изучения картографических материалов и космических снимков в качестве основных были выбраны следующие водосборы: А. В среднегорной зоне: водосборы озёр Хуко и Хорлакель и бассейн ручья Сулимовский (левобережный приток р. Мзымты) Б. В предгорно-низкогорной зоне: водосбор пруда Песковский и бассейны р. Цанык (правобережный приток р. Мацесты). Кроме того, было принято решение расширить список объектов исследований за счёт включения дополнительно ряд водосборов, на которых будут решатся некоторые частные задачи. К ним относятся водосборы трёх безымянных ручьёв, левобережных притоови р. Мзымты выше по течению от п. Эсто-Городок (низкогорная зона) и водосбор пересыхающего озера Гарабаши. Водосборы безымянных ручьёв представляют интерес как объекты, на которых в последние годы произошла резкая активизация склоновых процессов в связи с антропогенной деятельностью. Озеро Гарабаши является природной ловушкой наносов, сформированных за счёт развития экзогенных процессов на его небольшом склоновом водосборе за период с момента таяния ледника, в настоящее время уже полностью растаявшего. Таким образом, полевые исследования по проекту проводятся на 9 участках, расположенных в различных высотных поясах гор Кавказа. Построены тематические карты (геоморфологическая, морфодинамическая, морфоструктурная) на водосборы озера Дорзун-Ор и малой реки Джанкуат, расположенных в высокогорной части Кавказа. Созданы цифровые модели рельефа на каждый из водосборов. Оценены современные темпы перераспределения наносов. Получены предварительные данные о долевом вкладе основных источниках наносов и расчитаны коэффициенты доставки наносов со склонов в постоянный водоток для р. Джанкуат и в озеро Дорзун-Орун. Исследования, основанные на изучении колонок донных отложений исследуемых водоёмов, ориентированы на выявление трендов изменений темпов денудации водосборов данных водоёмов во времени. В настоящий момент получены данные о темпах современной аккумуляции в озерах Хуко и Донгуз-Орун, выявленные на основе совместного использования 137Cs глобального и Чернобыльского происхождения и атмосферной составляющей 210Pbex. Установлено, что темпы аккумуляции в озере Хуко (среднегорный пояс) за последние 60 лет составили 0,017 см/год, тогда как на озере Донгуз-Орун (высокогорный пояс) темпы аккумуляции увеличились с 0,2 см/год в период 1963-1986 до 0,34 см/год в период с 1986 г. до настоящего времени. Для верхних 160 мм керна, ранее отобранного на озере в 2012 г., был использован элементный анализ методом РФА-СИ, который позволил использовать соотношение Rb/Sr в качестве индикатора внутригодовых вариаций гранулометрического состава осадка. Это позволило выделить границы годовых слоев и подсчитать среднюю скорость осадконакопления в озере, которая составила 1,82 мм в год на период 1922-2010 гг. (Alexandrin et al., 2018). Расчёт темпов денудации проводился исходя из оценок темпов аккумуляции, площади дна озера (на основе результатов батиметрической съёмки) и площади водосбора за вычетом площади дельты. Среднегодовые темпы денудации (по замыкающему створу – озеро Донгуз-Орун) за период 1922-2010 годы оцениваются в 0,008 мм/год, за период 1963-1986 гг. в 0,009 мм/год и за период 1986-2014 гг. в 0,014 мм/год. Тем самым, полученные результаты указывают на отчётливый тренд усиления темпов денудации водосбора в последние 30 лет. Рост темпов денудации обусловлен усилением скорости отступания ледников, что способствует росту вклада ледникового стока в сток наносов. Одновременно возросла интенсивность выноса материала с внеледниковой части водосбора. При этом в данных расчётах не учитывалась аккумуляция материала в дельте. Эти данные будут получены после завершения аналитических исследований образцов отложений, отобранных в дельте. Предварительные оценки переотложения продуктов денудации на водосборе озера Донгуз-Орун показывают, что суммарный вынос материала в озеро (без учёта аккумуляции в дельте) составляет примерно 10-20% от общего объёма рыхлообломочного материала, перемещённого внутри водосбора различными экзогенными процессами. Проведена оценка перераспределения наносов на водосборе р. Джанкуат (замыкающий створ, станция МГУ). Примерно треть бассейна занимают ледники, причём основная площадь занята ледником Джанкуат, тогда как на 3 остальных ледника приходится только 1/6 от общей площади ледников. Помимо ледника Джанкуат выделено четыре области формирования бассейновой составляющей стока наносов: а) водосбор р. Койавган4 б) линейно вытянутый правобережный водосбор с хорошо выраженным тальвегом, примыкающий к днище долины р. Джанкуат несколько выше замыкающего створа; с) разделяющий эти два водосбора правый борт долины р. Джанкуат ; д) левый борт долины р. Джанкуат, по площади сопоставимый с противоположенным бортом. Водосбор р. Койавган по структуре и морфологии является аккумулирующим наносы, поступающие с крутых приводораздельных склонов за счёт развития гравитационных процессов. Доставка материала в русло самого ручья Койавган и далее в днище долины р. Джанкуат происходит преимущественно при формировании поверхностного стока на склонах и за счёт таяния небольших ледников, расположенных в верховьях водосбора. Коэффициенты доставки наносов со склонов в днище линейно вытянутого притока на его большем протяжении существенно выше, чем на водосборе р. Койавган, за исключением верхней части водосбора, где в основании крутых обвально-осыпных склонов имеет относительно плоское расширение, в котором продукты денудации в основном переоткладываются. Вынос материала в днище долины в основном происходит в виде различной мощности селевых потоков, формирующихся при условии наличия достаточного объёма рыхлообломочного материала и наличия концентрированного стока в днище сухой долины. Литопотоки, формирующиеся на левом и особенно на правом борту долины р. Джанкуат, характеризуются наибольшей связностью с днищем долины. Для оценки денудации использовались составленные геоморфологическая, морфодинамическая карты и карта связности литопотоков, а также обобщённые данные по интенсивности различных экзогенных процессов, систематизированные по опубликованным данным для перигляциальной зоны. Суммарную денудацию водосбора р. Джанкуат в замыкающем створе можно оценить в 0,03 – 0,07 мм/год, в зависимости от повторяемости экстремальных жидких осадков. Причём в годы с отсутствием экстремальных осадков основной вклад (порядка 80%) в вынос рыхлообломочного материала за пределы водосбора вносит сток, поступающий из-под ледника, тогда как при наличии существенного ливневого стока на водосборе, вклад остальных источников наносов может существенно возрастать. Он может быть сопоставим с вкладом ледникового стока. Собраны и обработаны среднемноголетние данные (до 2016 года включительно) по стоку наносов малых рек Большого Кавказа, включая Закавказье, а также по ряду горных систем Европы (Альпы, Аппенины, Арденны и др.) и Африки. На основе обработки собранных данных получены количественные оценки среднемноголетних темпов денудации для высотных поясов гор. Показано, что нарастание темпов денудации с высотой в Альпах и на Кавказе практически повторяют друг друга. Это подтверждает схожесть механизмов и интенсивности поставки наносов бассейновой составляющей в данных горных системах. При этом стока наносов малых рек внутри одного высотного пояса в горах Кавказа и других горных массивов отличается высокой вариабельностью. Высокая вариабельность стока наносов малых рек связана с различиями в соотношении вклада русловой и бассейновой составляющих. Данные о стоке наносов рек систематизированы в единой базе данных, которая будет постоянно пополняться в процессе выполнения проекта. Детальные съёмки рельефа с использованием БПЛА выполнены на 11 участках в пределах различных ключевых водосборов. В результате построены цифровые модели рельефа и ортофотопланы планы данных участков с разрешением 3,6-17 см и 1,1-4,3 см соответственно. Осуществлена геодезическая привязка всех участков аэросъёмки с использованием DGPS. Участки, на которых проводилась съёмка, характеризуются достаточно высокими темпами перераспределения материала эрозионно-аккумулятивными и другими экзогенными процессами. Повторные съёмки участков планируется выполнять ежегодно. Дополнительно на ряде участков заложены площадки мониторинга за различными экзогенными процессами с использованием методов шпилек, прокрашенных обломков и т.д. Отбор донных отложений со специально подготовленной буровой платформы, размещённой на катамаране, выполнен на пруду Песковском и озере Донгуз-Орун. Бурение на озере Донгуз-Орун проводилось с использованием усовершенствованной конструкции модифицированного поршневого бура, предложенного Атле Несье (Норвегия). Бурение на пруду Песковском проводилось с помощью поршневого озерного бура конструкции Ливингстона – подобная конструкция наилучшим образом подходит для относительно быстрого и ненарушенного отбора неплотных органогенных донных осадков. В настоящее время проводятся аналитические исследования озёрных кернов. В общей сложности по результатам научных исследований в период с апреля по декабрь 2019 г. опубликовано (включая статьи, принятые редакциями журналов в печать) 4 статьи, из них в журналах, входящих в системы цитирования Scopus и Web of Science, опубликовано 3 статьи. На момент завершения подготовки данного отчёта 4 статьи сданы в журналы, входящие в системы цитирования Scopus и Web of Science. По материалам, полученным в результате выполнения проекта, сделано 6 докладов, в том числе 2 на международных ассамблеи и конференции и 4 на российских с международным участием конференциях.

 

Публикации

1. - Учёные измерили уровень радиации на уникальном озере Кавказского заповедника - Хуко Беzформата, - (год публикации - ).

2. Голосов В.Н., Шварёв С.В., Цыпленков А.С. Методические подходы к оценке темпов денудации в горах ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ И ГЕОГРАФИИ. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию конструктора М.Т. Калашникова и 100-летию профессора С.И. Широбокова. Издательский центр Удмуртского университета, Ижевск., с. 14–17 (год публикации - 2019).

3. Кузьменкова Н.В., Иванов М.М., Грачев А.М., Рожкова А.К., Голосов В.Н. Application of natural and artificial radionuclides for exploration of sedimentation in the lake Huko (West Caucasus) 5th International Conference on Environmental Radioactivity: Variations of Environmental Radionuclides (ENVIRA 2019, 8-13 September 2019, Prague, Czech Republic). Book of Abstracts, ID 211 (год публикации - 2019).

4. Харченко С.В. Новые задачи морфометрии рельефа и автоматизированные морфологические классификации в геоморфологии Геоморфология, 2020, №1, с. 3-21 (год публикации - 2020).

5. Харченко С.В., Шварев С.В. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ В ОКРЕСТНОСТЯХ КРАСНОЙ ПОЛЯНЫ НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО ДИСКРИМИНАНТНОГО АНАЛИЗА Вестник Московского университета. Серия 5. География., 2020. № 3, с. 22-33 (год публикации - 2020).

6. Цыпленков А.С., Ванмарке М., Голосов В.Н. Contemporary suspended sediment yield of Caucasus mountains Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences (IAHS), Vol. 381. P. 87-93 (год публикации - 2019).

7. Цыпленков А.С., Голосов В.Н., Чалов С.Р. Идентификация долевого вклада различных источников в сток взвешенных наносов малых горно-ледниковых рек Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях: Материалы V Всероссийской научной конференции с международным участием.(г. Москва, МГУ имени М. В. Ломоносова, 3–6 сентября 2019 г.). М.: ЛЕНАНД, с. 394-396 (год публикации - 2019).


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В 2020 году получены результаты оценки темпов различных экзогенных процессов и в целом соотношения денудации и аккумуляции по результатам обработки повторных съёмок с использованием БПЛА закреплённых на местности участков мониторинга на водосборах высокогорной зоны (Джанкуат, Донгуз-Орун) и среднегорно-низкогорной зоны в бассейне р. Мзымта. Полученные результаты находятся в различной стадии обработки. Прежде всего, следует отметить, что с точки зрения климатических аномалий сезон абляции 2020 года на водосборах Донгуз-Орун и Джанкуат был достаточно спокойным. На водосборах не зафиксировано экстремальных эрозионных событий, обусловленных выпадением аномальных осадков. Также не было отмечено значительных сейсмо-тектонических подвижек, которые могли стимулировать активизацию ряда экзогенных процессов. Крупные промоины глубиной до 1 м являются важным элементов эрозионного рельефа участков бортов долины р. Джанкуат. Выявлены сравнительно малые фрагментарные изменения поверхности днища промоин в диапазоне 0,5-1,5 см. Участки размыва тяготеют к бортам, тогда как переотложение материала преимущественно происходит в центральной части днища. Суммарный баланс наносов для исследованного участка отрицательный. Темпы отступания бортов этой же промоины на участках поворота русла и некоторых прямолинейных участках составляют в среднем 0,6-0,8 м, а местами достигают 1 м. В русле р. Джанкуат наиболее сильный размыв происходит на участке, где оно прорезает конечный моренный вал. Здесь отступание берега за год местами составило 2,5 метров, а в среднем 1-1.5 м. Для участка в основании вала боковой морены площадью 3950 м2 оценены отрицательные и положительные объемы смещений за два временных интервала: годичный и двухсуточный. Объем переноса материала за годичный интервал (осредненно для участка целиком) составляет 6330 м3, что соответствует слою перемещения около 1,6 м. За двухсуточный интервал объем переноса составил 1880 м3, а слой перемещения 0,47 м. В целом очевиден перекос в сторону денудации и выноса материала за пределы участка съемки. Отрицательные подвижки связаны с постепенным таянием льда, обрушением, оползанием и селевым выносом моренного материала. Непосредственно у фронта мертвого льда годичные отрицательные изменения отметок достигают 10-11 м. Периодические крупные обвалы льда и моренного материала формируют обвальные запруды, а те, в свою очередь, способствуют образованию приледниковых ванн, являющихся временными коллекторами рыхлого материала. Прокрашенные обломки на правом борту долины, располагающиеся в русле лавинно-селевого лотка, не изменили своего положения, что говорит об отсутствии проявлений этих процессов на данном участке водосбора за прошедший год. На остальной части днища долины р. Джанкуат также не отмечается новых отложений грубообломочного материала, которые могли быть привнесены с площади водосбора при сходе лавин или локальных селей. Дополнительным свидетельством отсутствия экстремального стока по руслу р. Джанкуат является стабильное расположение валунов и крупной гальки. Для водосбора р. Джанкуат на основе одновременного использования комплекса методов (детального геоморфологического картографирования, режимных мониторинговых наблюдений за стоком воды и наносов в период абляции, в том числе с использованием ловушки Филлипса для отбора интегральных проб взвешенных наносов, характеризующих суточный режим стока, и метода «отпечатков пальцев» («fingerprinting») количественно оценён долевой вклад различных источников наносов в сток взвешенных наносов реки. Установлено, что среднегодовой модуль стока наносов с водосбора предледниковой реки Джанкуат после прорыва правобережной краевой морены 1 июля 2015 г. увеличился до 1118 т/км2 в год в пересчете на среднее за период 2015-2019 гг. Эта величина почти в два раза превышает другие оценки для высокогорных рек Кавказа, являясь одной из самых высоких в мире для приледниковой реки. Около 50% наносов было вынесено за пределы водосбора в результате ограниченного числа экстремальных гидрологических явлений (доля которых составляет 1–12% от общего числа за год), связанных с выпадением сильных дождей на водосборе. Процесс размыва русла и берегов нового участка русла в нижнем течении ручья Койавган (приток р. Джанкуат), образовавшиеся после прорыва морены, является важными источником наносов во время паводков, вызванных сильными дождями. Но их вклад постепенно уменьшается по мере того, как уменьшаются темпы врезания нового русла р. Койавган. В результате модуль стока наносов р. Джанкуат снизился с 2467 т/км2 в год в 2015 г. до 545 т/км2 в год в 2019 г. Установлено, что область распространения погребенного льда является основным источником наносов в дни без дождя (79%), в то время как собственно ледник является вторым по значимости источником (21%). В дни с легкими и умеренными дождями (суточные осадки <30 мм) эти вклады изменялись. Вклад ледника в сток наносов возрастал до 67%, а доля погребенного льда в стоке наносов уменьшалась до 33%. С основной части водосбора ручья Койавган, составляющей примерно половину от общей площади прогляциальной зоны, практически не поставляет наносы в р. Джанкуат даже при выпадении сильных ливней. По результатам исследований подготовлена статья, которая в настоящее время проходит рецензирование в журнале, входящем в систему цитирования Web of Science. С детальностью 2-3 см снято днище озерной котловины озера Донгуз-Орун. Разновременные снимки будут использоваться для анализа изменений его нанорельефа с годичной периодичностью. При том, что в целом за год, прошедший между съёмками, строение рельефа этой территории почти не изменилось. Но происходит постоянная переработка сети микрорусел в дельте, по которым в озеро Донгуз-Орун поступает вода и наносы из двух ручьёв, формирующих впадающих эту дельту. Очевидно, что конусы выноса двух соответствующих долин значительно трансформируются лишь в ходе редких экстремальных событий. При этом перемыв мористой части единой «дельты» двух ручьев может быть одним из важнейших источников «фоновой» поставки наносов, наряду с собственно наносами, транспортируемыми водотоками. Эпюры вертикального распределения цезия-137 и атмосферной составляющей свинца-210, полученные на основе отбора образцов в слое 0-36 см в районе фронтальной части дельты подтверждают её активное переформирование. Все наносы здесь накопились за период с 1986 г. Эрозионно-солифлюкционные процессы на оголённых участках склонов идут достаточно активно со средней скоростью сноса с 0,27 см/год. Темпы отложения наносов в озере Донгуз –Орун составили 21 кг/(м2 x год) по результатам использования седиментационной ловушки. Трудно однозначно судить, насколько полученная величина объективно отражает фактические темпы, так как из-за вмерзания в лёд поплавка ловушки, она была смещена совместно со льдом в период таяния от центра озера к участку левой (по направлению стока) части дельты. Возможно, полученные темпы несколько завышены по сравнению со среднегодовыми темпами аккумуляции на всей акватории озера, так как основной сток наносов поступает в озеро именно вдоль левой части дельты. Выполнены повторные съёмки с использованием БПЛА на объектах мониторинга, расположенных на склонах хребта Аигба в бассейне р. Мзымты в районе Красной Поляны –Эстосадок. Наиболее значительные изменения зафиксированы на участке водосбора ручья Чёрный. В результате сравнения моделей высот для водосбора руч. Чёрного за 2006 и 2019 годы было установлено, что за этот период высота контрольного участка площадью 68 тыс. м² (Рис. 33) сократилась на 9,7 м (область преимущественной денудации). В расчете на площадь водосбора это соответствует слою денудации в 1,5 – 2 м за 13 лет. Объемы перемещённого материала составили 660 тыс. м³ ± 150 тыс. м³ (погрешность вызвана возможной неточностью взаимной привязки разновременных моделей). К 2006-му году врез ручья Черного на исследуемом участке его верхнего течения составлял около 175 тыс. м³. Изменения, произошедшие за 13 лет, были разделены на две группы: 1) собственно рост эрозионно-селевого вреза, 2) механические перемещения грунта, связанные со строительством автодороги и площадки для возведения зданий. Из 660 тыс. м³ около 480 тыс. м³ приходятся на непосредственные антропогенные перемещения рыхлого материала (выравнивание площадок под строительство дорог, парковок, зданий и т.д.). На рост эрозионно-селевого вреза приходится около 180 тыс. м³. Результаты повторных съёмок 2020 года находятся в процессе обработки. В целом, в пределах территории исследований на склонах хр. Аибга в бассейне р. Мзымта, за период 2006-2019 гг. произошло качественное и количественное (в среднем более чем в 5 раз) увеличение антропогенной трансформированности рельефа, охватившей в среднем 25-30% территории полигона, а по отдельным водосборам более 50% от общей площади. Появление селитебных типов землепользования способствовало росту поверхностного стока воды в 2 раза. Это привело к качественному и количественному (в среднем более чем в 7 раз) росту площадей участков активизации экзогенных процессов, доля которых для всего полигона возросла до 0,8% от всей территории, а по отдельным водосборам - до 4%. Также произошли изменения режима существующих селевых бассейнов , что привело к резкому росту повторяемости селевых паводков. Анализ данных о выпадении экстремальных дождевых осадков в бассейне р. Мзымта свидетельствует об отсутствии тренда за период в 40 лет. Важно отметить, что именно дождевые осадки высокой интенсивности являются основной причиной активизации процессов денудации и формирования селей. Отчасти эта связь прослеживается на основе сопоставления гистограмм повторяемости дней с осадками разного суточного слоя и схода селей разного объёма. По результатам крупномасштабной съёмки с использованием БПЛА для водосборов пруда Песковского и озера Гитче-Гиджит построены цифровые модели рельефа, которые используются в качестве основы для создания тематических карт: карты перераспределения наносов, морфодинамической карты, геоморфологической и морфоструктурной карт (только для водосбора Гиджит-Гитче). На водосборе Гитче-Гиджит результаты полевого обследования и анализ дистанционных материалов (космических снимков высокого разрешения) позволили установить ограниченное число участков интенсивной аккумуляции наносов. Причём преимущественно переоткладывается грубообломочный материал. Это указывает на достаточно высокую связность потоков наносов, формирующихся на склонах при выпадении стокоформирующих ливней и временных потоков в днищах линейных эрозионных форм. В результате для данного водосбора характерны высокие коэффициенты доставки наносов. Объём донных отложений, накопившихся в искусственном озере Гитче-Гиджит, можно использовать для оценки суммарной денудации с площади водосбора за период существования озера. Фактически в период с 1989 года водоём существовал как часть всего пруда отстойника Тырнаузского горно-обогатительного комбината. В этот период часть наносов, поступавших в акваторию озера Гитче-Гиджит, могла транспортироваться за его пределы. Начиная с 2000 года, после подъёма насыпи плотины, озеро Гитче-Гиджит существует как отдельный водоём. Таким образом, объем донных отложений, оценённый в 11 141 м³, соответствует осадконаконакоплению либо за 31 год (c 1989 г.), либо за 20 лет (с 2000 г.). Средневзвешенный для периодов 1989(2000)-2020 модуль стока взвешенных наносов составил в среднем 246 т/км² (95% доверительный интервал ±37,3). На водосборе пруда Песковского процессы водной эрозии являются основными агентами денудации. Выполненные оценки темпов переотложения наносов в пределах нераспахиваемых участков под-бассейнов, расположенных на небольшом удалении от их замыкающих створов, показывают что темпы аккумуляции за пост-Чернобыльский период варьируют в широких пределах в зависимости от основного вида землепользования от 0,9 см/год (для преимущественно пахотного под-бассейна) до 0,17 см/год (для под-бассейна, который в настоящее время полностью залужен, но ранее распахивался). Поступление наносов в пруд происходит со всей площади водосбора только при редких экстремальных ливнях, а часть водосбора, находящаяся ближе к пруду, сток с которой не преграждается насыпью грейдерной дорогой, составляет примерно одну шестую от площади водосбора, то есть 2,5 км2. С этой части водосбора сток воды и наносов поступает при каждом случае формирования стока на склонах. Исходя из суммарного измеренного объёма наносов, отложившихся в пруду с 1997 года, который составляет 26 706 м³ при плотности илов в 0,54 т/м³, в пруд поступает порядка 600 т/год наносов. Модуль стока наносов для всей площади пруда составляет около 40 т/км² в год, а при пересчёте на фактическую площадь пашни – 240 т/км² в год. Коэффициент доставки наносов в пруд Песковский с площади его водосбора не превышает 10%, но вероятнее всего это значение ещё меньше. Значение коэффициента доставки наносов будет уточнено на основе более детальных полевых исследований темпов аккумуляции на основе использования 137Сs в качестве хрономаркера. На основе детальной датировки керна, отобранного из озера Хорлакель с использованием радиоизотопного датирования, построена возрастная модель для отложений и получена предварительная оценка изменения темпов палеоденудации за средний голоцен. Наиболее достоверной для оз. Хорлакель, на наш взгляд, является возрастная модель, основанная на использовании датировок, полученных из горизонтов, насыщенных сапропелем. Она же в наибольшей степени согласуется с изменениями различных характеристик отложений по глубине. Отчетливо проявляется совпадение хода кривых медианного диаметра гранулометрического состава, магнитной восприимчивости с границами литостратиграфических горизонтов. Сапропелевые (органогенные) горизонты характеризуются низкими значениями магнитной восприимчивости и высокими значениями содержания влаги и потерь при прокаливании, а также повышенными значениями медианного размера частиц. Глинистые, минеральные горизонты, наоборот, характеризуются повышенными значениями магнитной восприимчивости и низкими – остальных параметров. Фактически, вне зависимости от используемой возрастной модели вся толща минерального слоистого горизонта (135 см) накопилась за период не более 1800-2000 лет, что позволяет оценить (при условии относительно равномерного накопления) средние темпы аккумуляции в этот период в 0,75-0,67 мм/год. Темпы аккумуляции в расположенных выше (0-50 см) и ниже (190- 220 см) отложениях с высоким содержанием сапропеля можно оценить в 0,11-0,15 мм/год, а более грубый состав минеральной фракции в этих горизонтах указывает на основной вклад в донные отложения единичных экстремальных эрозионных событий на водосборе. Сложная структура флювиальной сети водосбора бассейна и расположение самого водоёма на тектонической ступени позволяет пока достаточно грубо оценить темпы денудации для периода наиболее интенсивного накопления (средний голоцен) материала в интервале 0,003-0,006 мм/год. Исследования, проведеннные для керна, отобранного из оз. Хуко обобщены в статье в журнале The Holocene (Grachev et al., in press). Образование озера Хуко произошло вследствие формирования гравитационно-сейсмотектонического клина более 10 000 лет назад, после чего началось медленное заполнение озёрной котловины. Наши работы показывают, что темпы аккумуляции в период 6000-10000 лет назад составляли порядка 0,1 мм/год, а на протяжении остального периода вплоть до настоящего времени в среднем - 0,25 мм/год. Учитывая конфигурацию дна озера Хуко, а также небольшую площадь его водосбора и достаточно высокий коэффициент доставки наносов, среднемноголетние скорости денудации склонов водосбора составляют тысячные доли миллиметра в год, что в принципе соответствует темпам эрозионных процессов на плотно задернованных склонах. Непрерывная палеолетопись для отложений оз. Хуко протяженностью 10,5 тыс. лет представляет большую ценность и пока является единственной подобной озерной летописью для Западного Кавказа. Следует отметить, что за весь период голоцена нами установлено только одно достаточно мощное эрозионное событие (примерно в интервале 4,2-3,5 тыс. лет назад), когда произошёл, очевидно, залповый привнос наносов с водосбора озера Хуко. Это событие нашло свое отражение в пачке наносов более грубого механического состава. Наиболее, вероятно, что это событие было обусловлено природными пожароми с последующим выпадением интенсивных осадков. Подобные ситуации, стимулирующие развития водной эрозии на залесённых территориях, наблюдаются и в настоящее время. Оценки современных темпов аккумуляции, полученные на основе использования изотопов цезия-137 и атмосферной составляющей свинца-210 (Kuzmenkova et al., 2020), также указывают на предельно низкие темпы накопления наносов в водоёме. В горизонтах, датируемых примерно 6 тыс. лет назад в керне из оз. Хуко и в керне из оз. Хорлакель была обнаружена криптотефра с минералогическим составом, близким к составу выбросов вулкана Эльбрус. По результатам работ по проекту в 2020 году опубликовано 6 и принято в печать 2 статьи в журналы, входящие в системы цитирования Scopus и Web of Science, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в Q1 Web of Science или Scopus. В изданиях РИНЦ опубликовано 9 статей. Результаты исследований представлены на международных (4 доклада) и российских (3 доклада) конференциях. За прошедший год два исполнителя проекта (А.С. Цыпленков и М.Ю. Александрин) успешно защитили кандидатские диссертации, в которых в том числе использовались материалы, полученные в рамках текущего проекта РНФ.

 

Публикации

1. Голосов В.Н. Проблемы и возможности оценки поступления наносов с водосборных бассейнов горных рек Тридцать пятое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 6-8 октября 2020 г.): Доклады и краткие сообщения. Курск, с. 82-83 (год публикации - 2020).

2. Голосов В.Н., Кузнецова Ю.С., Иванова Н.Н., Цыпленков А.С., Ботавин Д.В., Иванов М.М. Геоморфологические последствия и гидрометеорологические предпосылки экстремального паводка в бассейне р. Цанык, район Большого Сочи Труды 6-й Международной конференции (Душанбе– Хорог, Таджикистан). Ред. С.С. Черноморец, К.С. Висхаджиева. Душанбе: ООО «Промоушн», т. 1, с. 438–445 (год публикации - 2020).

3. Грачев А.М., Голосов В.Н. Evaluation of the paleodenudation rates in the mountains: main approaches and results Izvestiya Rossiiskaya Akademii Nauk, Seriya Geograficheskaya, vol. 84, No 5, p. 704-714 (год публикации - 2020).

4. Грачев А.М., Голосов В.Н. Modern denudation in the mountains and its contribution to the global land denudation Izvestiya Rossiiskaya Akademii Nauk, Seriya Geograficheskaya, - (год публикации - 2021).

5. Кедич А.И., Харченко С.В., Голосов В.Н., Успенский М.И. Рельефообразование в прогляциальных зонах: его специфика, проблемы и перспективы изучения VIII Щукинские чтения: рельеф и природопользование. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва, 28 сентября-1 октября 2020 г. М.: Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, с. 174-180 (год публикации - 2020).

6. Кузьменкова Н.В., Иванов М.М., Александрин М.Ю., Грачев А.М., Рожкова А.К., Жижин К.Д., Грабенко Е.А., Голосов В.Н. Use of natural and artificial radionuclides to determine the sedimentation rates in two North Caucasus lakes Environmental Pollution, vol. 262, 114269 (год публикации - 2020).

7. Успенский М.И., Харченко С.В., Голосов В.Н., Шварев С.В., Кедич А.И. Влияние антропогенной трансформации горных ландшафтов на активизацию эрозионных и селевых процессов: количественная оценка на примере малого водосбора в бассейне р. Мзымты VIII Щукинские чтения: рельеф и природопользование. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва, 28 сентября-1 октября 2020 г. М.: Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, с. 536-542 (год публикации - 2020).

8. Харченко С.В., Федин А.В., Голосов В.Н. The denudation rates in highland periglacial areas: researching techniques and results Geomorfologiya, № 1 (год публикации - 2021).

9. Харченко С.В., Цыпленков А.С., Петраков Д.А., Голосов В.Н. Causes and consequences of the streambed restructuring of the Koiavgan Creek (North Caucasus, Russia) E3S Web of Conferences, т. 163, 02003, с. 1-6 (год публикации - 2020).

10. Цыпленков А.С., Ванмерки М., Голосов В.Н., Чалов С.Р. Suspended sediment budget and intra-event sediment dynamics of a small glaciated mountainous catchment in the Northern Caucasus Journal of Soils and Sediments, vol. 20, p. 3266-3281 (год публикации - 2020).

11. Цыпленков А.С., Харченко С.В., Ванмерки М., Голосов В.Н. Application of geomorphological mapping and fingerprinting to identify the different suspended sediment sources of the glaciated Djankuat catchment, Caucasus mountains Geophysical Research Abstracts (European Geosciences Union General Assembly 2020), Vol. 22, Abstract #EGU2020-385 (год публикации - 2020).

12. Шварев С.В., Голосов В.Н., Харченко С.В. Landslide susceptibility prediction by supervised Kohonen network on classic and spectral geomorphometric variables (case study of the Krasnaya Polyana resort, Russia) Geophysical Research Abstracts (European Geosciences Union General Assembly 2020), Vol. 22, Abstract #EGU2020-20234 (год публикации - 2020).

13. Шварев С.В., Харченко С.В., Голосов В.Н. Активизация селевых процессов на малых водосборах, дренирующих хр. Аибга в связи с инженерным освоением территории курорта Роза-Хутор Сборник докладов международной научной конференции «Четвертые Виноградовские чтения. Гидрология: от познания к мировоззрению», Изд. ВВМ, Санкт-Петербург., с. 372-377 (год публикации - 2020).

14. Шварев С.В., Харченко С.В., Голосов В.Н., Успенский М.И. Количественная оценка антропогенного воздействия на активизацию селевых процессов в малых водосборах хр. Аибга (район пос. Красная Поляна) Труды 6-й Международной конференции (Душанбе– Хорог, Таджикистан). Ред. С.С. Черноморец, К.С. Висхаджиева. Душанбе: ООО «Промоушн», т. 1, с. 529–540 (год публикации - 2020).

15. Шварев С.В., Харченко С.В., Голосов В.Н., Успенский М.И. Причины и последствия техногенной активизации селей в 2006–2019 гг. на водосборе притока руч. Сулимовский (район пос. Красная Поляна, Западный Кавказ) ГеоРиск, том XIV, No 2, с. 66–76 (год публикации - 2020).


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В рамках выполнения проекта была составлена единая база данных, включающая информацию о темпах различных экзогенных процессов и дополнительную информацию о местоположении объекта, методах исследования, высоте и другая информация, которую можно было почерпнуть из опубликованных статей. Основное внимание уделялось статьям по процессам в прогляциальной зоне (далее – ПГЗ), так как в ней наиболее активно идут процессы денудации. Собранная информация позволила сопоставить данные, полученные в результате мониторинговых наблюдений на ключевых водосборах в рамках выполнения проекта, с данными по другим регионам мира. Всего было проанализировано более 80 статей, включающих информацию по оценке экзогенных геоморфологических процессов в высокогорном поясе. Основной вывод состоит в следующем. На верхних высотных уровнях малых водосборов прогляциальной зоны наибольшую роль на темпы денудации оказывают гравитационные процессы, конкретнее обвально-осыпными. Нижние же участки склонов и днище долины в первую очередь подвергаются воздействию флювиальной эрозии, вследствие которой материал выносится из прогляциальной зоны. На основе рассмотренных данных темпы денудации в результате обвально-осыпных процессов локально могут иметь достигать 18 мм/год. Максимальные показатели снижения уровня поверхности в днище долины в результате преимущественно эрозионных процессов составляют около 0.5 м/год. Общие темпы денудации для ПГЗ могут достигать первых сантиметров в год. Основной эффект на трансформацию рельефа и сток наносов оказывают отдельные экстремальные явления, которые обычно происходят несколько раз в десятилетие или реже. За такие события могут быть перемещены миллионы кубометров материала. Выполнены оценки перераспределения наносов для водосборов озера Гитче-Гиджит и пруда Песковского. Среднемноголетние величины средневзвешенного смыва почв в бассейне оз. Гитче-Гиджит составляют согласно результатам расчёта по ансамблю эрозионных моделей 3.6–4.3 т/га/год, на водосборе пруда Песковский — 1.61 т/га. Существенных изменений в темпах смыва после образования водоема Гитче-Гиджит (≈1989 г.) не произошло, так как по данным реанализа, характер выпадения жидких осадков не подвергался существенным изменениям. Особенностью перераспределения наносов на водосборах пруда Песковского и озера Гитче-Гижгит является низкие коэффициенты доставки материала с площади водосбора в водоёмы. Согласно, расчётам после образования водоема Гитче-Гиджит в 1989 году, среднемноголетний модуль стока взвешенных наносов составляет 198 т/км2, c 95% доверительным интервалом 182–252 т/км². Полученная расчётным путём величина хорошо коррелирует с модулем стока наносов для периода 1989–2020, полученным на основе измеренного в 2020 году объема донных отложений оз. Гитче-Гиджит, равным 193 ±16.3 т/км² в год. Средняя рассчитанная оценка модуля стока взвешенных наносов для водосбора пруда Песковского за период 1997-2018 составляет 35.6 т/км². Среднемноголетний модуль стока наносов для всего водосбора, полученный на основе оценки суммарных накоплений наносов в пруду за 1997-2020, составляет 40 т/км². Расчётные значения низких коэффициентов доставки на водосборе Гитче-Гижгит подтверждаются и результатами мониторинговых наблюдений на одном из склоновых водосборов с характерной сетью эрозионных промоин. В верхней части участка доминирует размыв промоин, вплоть до 10-16 см, и идёт некоторое понижение высоты межпромоинных пространств за счёт плоскостного смыва. В нижней половине того же участка суммарный баланс наносов даже положительный со средней аккумуляцией 3 см, а местами 18-24 см. Это указывает на то, что формирующийся поверхностный сток обладает ограниченной транспортирующейся способностью. На основе результатов мониторинга различных экзогенных процессов на водосборе Р. Джанкуат, а также расчётов с использованием опубликованных данных проведена количественная оценка объёмов наносов, поступающих с водосбора в днище долины р. Джанкуат. Источниками формирование стока наносов р. Джанкуат в порядке убывания являются: размыв прорана правой боковой морены; материал, вовлекаемый в сток за счёт отступания фронта ледника; материал, формирующийся за счёт таяния мёртвого льда внутри боковых морен на участке примыкающем к фронту ледника; продукты линейного размыва боковых морен; наносы, формирующиеся при размыве берегов русла р. Джанкуат, на участках, где оно прорезает ранее отложившиеся конечные морены. Соотношение вклада различных источников наносов позволяет однозначно утверждать, что вклад собственно русловых размывов не превышает 1% от суммарного объёма наносов, поступающих в водоток. С другой стороны, более 90-95% наносов формируются собственно за счёт деятельности экзогенных процессов, развивающихся на бортах долины. Сопоставление измеренных расходов взвешенных наносов и при учёте, что на долю влекомых наносов приходится не менее 20% суммарного стока наносов, и объёмов денудации, полученных на основе результатов мониторинга экзогенных процессов, показывает, что не более 15-20% продуктов денудации ежегодно выносится за пределы водосборы. Но следует учитывать, что данные цифры отражают условия формирования стока в обычные годы без экстремальных событий. Результаты двухлетних мониторинговых наблюдений с использованием набора современных и традиционных методов за рядом ведущих экзогенных процессов позволили в первом приближении оценить интенсивность процессов. В частности, было установлено, что на участках развития процессов линейной эрозии от года к году может наблюдаться чередование преобладания эрозии или аккумуляции. Это хорошо иллюстрирует пример исследования развития крупной промоины в днище долины р. Джанкуат. Если в сезон абляции 2020 года на участке мониторинга сохранялся баланс между объёмом размыва берегов и аккумуляцией наносов в днище, в основном на приустьевом участке. То в 2021 году отмечается доминирование аккумуляции (средний слой 15,4 см), охватившее практически весь участок русла, где проводятся наблюдения Это связано с тем, что в 2021 году происходил более активный размыв боковой морены в верхней части водосбора промоины. И поэтому перенасыщенный наносами поток разгружался на большем протяжении приустьевой части промоины из-за подпора, образующегося в связи с более высоким уровнем воды в русле р. Джанкуат в этот же период. Подобные разнонаправленные результаты характерны и для других участков мониторинга экзогенных процессов, что подтверждает необходимость его продолжения для получения, как среднемноголетних значений, так и выявления диапазона вариабельности скоростей экзогенных процессов при существующих гидрометеорологических условиях. Количественные оценки трансформации рельефа за счёт антропогенного вмешательства, способствующие резкому усилению экзогенных процессов и в итоге селевой активности, проводились на нескольких участках в бассейне р. Мзымты, расположенных на склонах хребта Аигба. Все участки активизации экзогенных процессов являются либо важными источниками наносов для формирования селевых потоков, либо собственно сформировавшимися селевыми водосборами. Так селевой водосбор, общей площадью 10 га, возникший в период строительства объектов сочинской олимпиады продолжает активно развиваться. За двухлетний период мониторинга выявлены значительные темпы перераспределения грубообломочного материала, со средними значениями слоёв аккумуляции и денудации порядка 3 м (т.е. примерно 1,5 м в год). Площади морфодинамических зон аккумуляции и денудации сопоставимы, как и объемы привнесенного и вынесенного вещества для них. Участок с густой сетью промоин, возникших на стенки срыва оползня, сформировавшегося на борту долины в период строительства Экстрим-парка, является зоной достаточного активного сноса, составившего в период 2019-2020 и 2020-2021 гг. в среднем по площади 0,5 и 0,3 м/год соответственно. Подобные источники наносов, наряду с другими лишенными после строительства объектов и горнолыжных трасс территориями, в целом создают и поддерживают участки формирования селей. На основе обработки данных наблюдений за стоком наносов рек было установлено, что среднемноголетний модуль стока наносов (SSYср) для Кавказа составляет 446 т/км−2 в год. В целом средние значения SSYср выше в северной части Кавказа (504 т/км−2 в год), чем в южной части (396 т/км−2 в год). Наиболее низкие значения SSYср (<50 т/км−2 в год) отмечены в Закавказье. Наибольшие значения SSYср (>1 000 т/км−2 в год) наблюдаются в альпийском поясе Дагестана. Установлено, что наиболее тесная связь SSYср обнаруживается с высотой над ближайшим водотоком и нормализованной крутизной, которые самым тесным образом связаны со сейсмо-тектонической активностью. Также выявлена высокая зависимость темпов денудации от доли пахотных земель, бедлендов и скальных выходов от общей площади земель на водосборе реки. На примере изучения SSYср в бассейне р. Терек установлено, что в целом сток взвешенных наносов за последние сто лет изменяется относительно синхронно для большинства рек бассейна. Выявлена отчётливая тенденция к увеличению стока наносов, начиная с 1950-х годов, и тенденция к снижению в период с 1988 по 1994 год. Последнее, скорее всего, связано с уменьшением площадей ледников и уменьшением площади пашни. В итоге исследований, проведённых на водосборе озёра Хорлакель, получены следующие результаты. В период примерно до 8000 лет назад характеризовался высоким проективным поверхности водосбора растительностью, что способствовало крайне низким скоростям денудации на водосборе озера, с преимущественно локальным переотложением эродируемого материала внутри водосбора и минимально низким его поступлением в озеро. В озере в этот период накапливался сапропель, причем содержание органического вещества в этой части керна (базальной) близко к максимальным значениям за весь период осадконакопления и значительно выше современных значений. Точное начало накопления осадка в озере предположить сложно (наша хронология начинается около 8100 лет назад). В интервале 8000-7600 лет назад наблюдался непродолжительный период активизации скоростей денудации, вероятнее всего в высокогорной (свыше 2500 м) части водосбора озера, который в тот период был большей по площади, что нашло отражение в отложении минерогенного озерного осадка. Этот период, возможно, коррелирует с начальным этапом формирования пролювиального конуса выноса на тектонической террасе, на которой расположено озеро. В период 7600-6800 лет интенсивность процессов денудации на водосборе озера вновь сократилась, что привело к накоплению, преимущественно, органогенного осадка со значениями потерь при прокаливании в диапазоне 30-50%. Наиболее длительный период высоких скоростей денудации на водосборе озера Хорлакель пришёлся на период 6800-3500 лет назад. В этот период благодаря высоким темпам выветривания и развитию экзогенных процессов, вероятно, соответствующих по скоростям экзогенных процессов в современной прогляциальной зоне, на водосборе озера очень часто формировались мощные сели, которые привели к формированию мощного пролювиального конуса, перекрывшего большую часть тектонической террасы, на которой расположено озеро. Представление о минимальных скоростях денудации в этот период можно получить, суммировав отложения, накопившиеся в этот период в озере и объём пролювиального конуса выноса. Более, вероятно, что в этот период в озеро поступали относительно более тонкие фракции наносов, так как наиболее грубый материал переоткладывался в конусе выноса. Этот этап в донных отложениях озера отмечен накоплением сизо-серого тонкодисперсного минерогенного осадка с ярко выраженной регулярной слоистостью, которая характеризует отдельные события. В этот период вклад органики, смываемой со склонов, и собственная биопродуктивность в озере, по всей видимости, были снижены за счет более низких температур, что подтверждает возможность резкого усиления денудации в этот период. Озеро Хорлакель находится на высоте более 2000 м н.у.м. и, соответственно, может показывать повышенную чувствительность к даже незначительному понижению температуры воздуха. Таким образом, можно интерпретировать накопленный в озере минерогенный осадок в период 6800-3500 лет назад в качестве прямого продукта разрушения коренных пород водосбора экзогенными процессами. Начиная с 3500 лет назад до настоящего времени озеро, по всей видимости, существует в современном режиме с минимальным поступлением наносов с водосбора. Это же подтверждается и составом отложений, представленным сапропелем без признаков слоистости. Результаты анализа донного осадка озера Хорлакель в определенной степени согласуются с результатами, полученными на другом объекте палеолимнологических исследований на Западном Кавказе – озера Хуко. Согласно результатам палинологического и других видов анализа осадка этого озера, период с 8000 до 6700 лет назад отмечен как теплый и влажный. В это время в озере Хуко отмечается наиболее высокая биопродуктивность за весь голоцен. Это также может свидетельствовать в пользу того, что небольшая минерогенная толща в керне HOR1, соответствующая возрасту 7600-6800 лет назад могла быть отложена не в результате климатических изменений, а вследствие локального процесса на водосборе, что, однако, требует дополнительного уточнения. На протяжении периода 6700-3500 в озере Хуко присутствует тренд на снижение увлажнения и далее на похолодание. Характерно, что эти временные рамки для двух озер совпадают практически полностью. В целом, в 2021 году всего опубликовано 8 статей, входящих в системы цитирования Web of Sciences/Scopus, из которых 4 статьи в журналах Q1, две статьи (Scopus ) приняты в печать и будут опубликованы в 2022. Кроме того, также опубликовано 9 статей, входящих в систему цитирования РИНЦ и несколько тезисов докладов. Всего сделано 11 докладов по результатам работы по проекту на международных и всероссийских конференциях и совещаниях и научных семинарах. Подготовлено и сдано в журналы для рецензирования 4 статьи. Все поставленные задачи выполнены за исключением совместных аналитических исследований совместно с французскими коллегами в Лаборатории университета Савойи с керном донных отложений, отобранного из озера Донгуз-Орун и хранящегося с декабря 2019 г. в Университете Лозанны.

 

Публикации

1. Голосов В.Н., Цыпленков А.С. Factors controlling contemporary suspended sediment yield in the Caucasus region Water, Vol. 13, Article number 3173 (год публикации - 2021).

2. Голосов В.Н., Цыпленков А.С., Федин А.В., Иванов М.М., Харченко С.В., Александрин М.Ю. Специфика формирования стока наносов на водосборе пруда Песковского Тридцать шестое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Ижевск, 11-15 октября 2021 г.): Доклады и краткие сообщения. Ижевск: Издательский центр «Удмуртский университет», с. 79-81 (год публикации - 2021).

3. Грабенко Е.А., Иванов М.М., Кузьменкова Н.В., Грачев А.М., Голосов В.Н. Использование антропогенных радионуклидов для оценки перераспределения наносов на высокогорных лугах Кавказа Фундаментальные и прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий. Материалы VI Международной научно-практической конференции (Майкоп 17.05 – 21.05. 2021 г.)., с. 65-74 (год публикации - 2021).

4. Грачев А.М., Голосов В.Н. Роль глобального горообразования и денудации в кайнозойском похолодании климата Геоморфология, т. 53(1), 112-125 (год публикации - 2022).

5. Грачев А.М., Голосов В.Н. Роль глобальной денудации в изменениях атмосферного CO2 и проблема ее реконструкции на длительной временной шкале Пути эволюционной географии - 2021: Материалы II Всероссийской научной конференции, посвященной памяти профессора А.А.Величко (Москва, 22-25 ноября 2021 г.). Москва, Институт географии РАН, с. 93 (год публикации - 2021).

6. Грачев А.М., Новенко Е.Ю., Грабенко Е.А., Александрин М.Ю., Зазовская Е.П., Константинов Е.А., Шишков В.А., Лазукова Л.И., Чепурная А.А., Кудерина Т.М., Иванов М.М., Кузьменкова Н.В., Дарьин А.В., Соломина О.Н. The Holocene paleoenvironmental history of Western Caucasus (Russia) reconstructed by multi-proxy analysis of the continuous sediment sequence from Lake Khuko Holocene, vol. 31(3), p. 368-379 (год публикации - 2021).

7. Кедич А.И., Голосов В.Н., Харченко С.В. Экзогенные процессы в прогляциальных зонах гор: количественные оценки и их точность Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки., - (год публикации - 2022).

8. Кедич А.И., Успенский М.И., Харченко С.В., Голосов В.Н. Количественные оценки трансформации рельефа в днище долины руч. Джанкуат (Кабардино-Балкария) Тридцать шестое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Ижевск, 11-15 октября 2021 г.): Доклады и краткие сообщения. Ижевск: Издательский центр «Удмуртский университет», с. 102-104 (год публикации - 2021).

9. Кедич А.И., Успенский М.И., Цыпленков А.С., Харченко С.В., Голосов В.Н. Sediment connectivity in the Koiyavgan glacier's cirques (Adyl-Su river basin, Caucasus, Russia) EGU General Assembly 2021, Abstract number EGU21-16175 (год публикации - 2021).

10. Кузьменкова Н.В., Иванов М.М., Грабенко Е.А., Рожкова А.К., Голосов В.Н. Plutonium in soils and bottom sediments of Mount Khuko (Western Caucasus) ENVIRA 2021 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY (December 6-10, 2021, https://envira2021.gr). Book of Abstracts, p.163 (год публикации - 2021).

11. Цыпленков А.С., Ванмарке М., Коллинз А.Л., Харченко С.В., Голосов В.Н. Elucidating suspended sediment dynamics in a glacierized catchment after an exceptional erosion event: The Djankuat catchment, Caucasus Mountains, Russia Catena, Vol. 203, Article number 105285 (год публикации - 2021).

12. Цыпленков А.С., Голосов В.Н., Белякова П.А. How did the suspended sediment load change in the North Caucasus during the Anthropocene? Hydrological Processes, Vol. 35(10), Article number e14403 (год публикации - 2021).

13. Шварев С.В., Харченко С.В., Голосов В.Н., Успенский М.И. Количественная оценка факторов активизации селей в 2006-2019 годах на склоне хребта Аибга (Западный Кавказ) География и природные ресурсы, т. 42, с. 41-50 (год публикации - 2021).

14. Шварев С.В., Харченко С.В., Голосов В.Н., Успенский М.И. A Quantitative assessment of mudflow intensification factors on the Aibga ridge slope (Western Caucasus) over 2006–2019 Geography and Natural Resources, Vol. 42(2), P. 122-130 (год публикации - 2021).


Возможность практического использования результатов
Результаты, полученные в процессе выполнения проекта могут использоваться: 1) Оценки темпов трансформации рельефа на малых склоновых водосборах хребта Аигба (бассейн р. Мзымты) и результаты картирования антропогенно нарушенных территорий в районе зимнего кластера Олимпиады-2014 необходимо использовать для разработки противоселевых и паводковозащитных мероприятий, а также при планировании и разработки проектов по строительству объектов инфраструктуры в низкогорной зоне Западного Кавказа; 2) Результаты количественных оценок различных экзогенных процессов в высокогорном поясе Кавказа (ключевые водосборы Джанкуат и Донгуз-Орун) следует использовать при расчётах скорости заиления действующих и вновь проектируемых водохранилищ и систем орошения, использующих воду горных рек, а также учитывать при оценках селевой опасности для горных территорий; 3) Результаты оценок влияния различных природно-антропогеных факторов и , прежде всего, сейсмо-тектоники следует учитывать при планировании развития горных регионов Кавказа; 4) Оценки темпов смыва и размыва почв и особенностей перераспределения наносов в низкогорном (водосбор Гитче-Гиджит) и предгорном (водосбор Пруда Песковский) поясах Северного Кавказа необходимо учитывать при расчётах нагрузки на пастбища (низкогорный пояс) и разработки противо-эрозионных мероприятий (низкогорно-предгорный пояс), а также учитывать при сооружении прудов и водохранилищ.