КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 23-27-00008
НазваниеЧеткообразные русла малых рек степной зоны: причины формирования и современные процессы
РуководительТарбеева Анна Михайловна, Кандидат географических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова», г Москва
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2023 г. - 2024 г. |
Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-702 - Геоморфология
Ключевые словамалые реки, русловые процессы, четковидные русла, бочажинные русла, заиление, перигляциальная зона, аллювий, степь
Код ГРНТИ38.47.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Четкообразные или четковидные русла малых рек, характеризующиеся чередованием озеровидных расширений и соединяющих их узких проток, чрезвычайно широко распространены на малых реках начальных порядков. Их много на равнинах криолитозоны, но также они широко распространены в степи и некоторых других регионах. В криолитозоне их образование чаще всего объясняют термокарстом (вытаиванием подземного льда) в узлах решетки полигонально-жильных льдов. В степной зоне такие русла чаще всего называют «бочажинными», считая их одной из стадий антропогенного заиления рек, а расширения русел (бочаги) – остатками бывших плёсов. Описаны и другие механизмы их образования, в т.ч. высказано мнение о реликтовом криогенном (термокарстовом) происхождении четковидных русел в степи наряду с реликтовыми ложбинами на склонах - деллями. На это указывает близость ареала их распространения к границам бывших перигляциальных областей. Реликтовость четковидных русел означала бы существенную древность их пойм и практически полное отсутствие динамики русел на протяжении как минимум голоцена. При этом остается неясным, как при общем заилении русла, в плёсах сохраняются глубины до 5-6 м.
Наибольшее количество степных четковидных русел наблюдается на территории России, однако до сих пор их детальные полевые исследования крайне немногочисленны, и ограничиваются работой авторов проекта в Оренбургской области. Выявление генезиса и возраста четковидных русел в степи расширит фундаментальные представления о механизмах и характерном времени формирования русел малых рек, может обосновать индикационное значение четковидных русел как признака степени заиления, определенных палеогеографических обстановок или других условий, оценить устойчивость четковидной формы русел к изменению внешних условий. Кроме того, понимание современных процессов и динамики четковидных русел поможет сохранить их как важные источники воды для скотоводства, рыбалки, важные места обитания флоры и фауны.
Цель данного исследования – установить механизмы образования и современные процессы в четковидных руслах рек степной зоны РФ. Для этого планируется исследовать закономерности распространения четковидных русел, установить состав и возраст отложений, слагающих перемычки между расширениями русел и прилегающие участки поймы, выявить современные процессы в руслах четковидных рек степной зоны Европейской части России, проанализировать существующие версии их образования с учетом новых полевых данных, полученных в ходе проекта.
Ожидаемые результаты
В результате работ по проекту впервые будут установлены закономерности морфологии четковидных русел рек степной зоны: характерное распределение глубин, закономерности расположения расширений русел, их густота, изменение размеров по порядкам водотоков, приуроченность к излучинам русла.
Впервые будет выявлено геологическое строение четковидных русел: определен состав и возраст отложений в перемычках, закономерности распределения наилка, установлено геологическое строение вмещающих отложений.
Будут установлены современные гидрологические и руслоформирующие процессы в четковидных руслах, в том числе поддерживающие четковидную форму русла или разрушающие ее.
Главным результатом работ по проекту будет установление генезиса четковидных русел, от которого будет зависеть индикационное значение этих форм, как степени заиления русел, либо признаков наличия и последующей деградации полигонально-жильных льдов в прошлом. Это расширит возможности прогнозирования развития русел малых рек в меняющихся условиях.
Установление характера современных гидрологических и руслоформирующих процессов в четковидных руслах поможет понять причины устойчивости четковидной формы русла и ее широкого распространения на малых реках, а также закономерностей динамики и эволюции четковидных русел.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В 2023 году, в рамках первого этапа работ по проекту, были проанализированы имеющиеся данные о геолого-геоморфологическом строении, климате, гидрологическом режиме и истории сельскохозяйственного освоения ключевых бассейнов рек Кардаил и Купава, на которых широко распространены исследуемые четковидные расширения русла. Были собраны и проанализированы топографическое, исторические, геологические и палеогеографические карты территории, цифровая модель рельефа, данные наблюдений на ближайших метеостанциях (Урюпинск, Борисоглебск) и гидропостах (хут. Андреевский на р. Кардаил). Эти сведения позволили установить условия формирования четковидных русел, их изменения в геологическом прошлом и в историческое время в связи с сельскохозяйственным освоением и глобальными климатическими изменениями, а также уточнить направления дальнейших полевых и камеральных работ.
Полевые работы на ключевых участках рек были направлены на получение данных, отсутствующих в литературных и картографических источниках, такие как подводный рельеф русла, состав размываемых отложений в русле, морфология и геологическое строение поймы, особенности прохождения руслоформирующих расходов воды, включая распределение скоростей потока в расширениях и сужениях русла в половодье, сток и состав взвешенных и донных наносов, расположение участков эрозии и аккумуляции наносов.
Камеральные работы включали обработку полевых материалов, в том числе определение гранулометрического состава взвешенных и донных наносов и размываемых отложений, построение ландшафтно-геологических профилей, батиметрических карт и т.д., а также анализ дистанционных материалов, включая анализ закономерностей распространения четковидных расширений русел в пределах бассейна р. Бузулук, определение морфометрических параметров излучин и расширений русел рек Кардаил и Купава и установление их связей с уклонами русла и площадями водосбора.
Анализ литературных и собственных материалов позволил установить, что в пределах ключевых бассейнов карстующиеся породы отсутствуют, следовательно, карст не может быть причиной формирования озеровидных расширений русла. Долины рек имеют широкие редко затапливаемые высокие поймы, вероятно, имеющие древний возраст. Русло глубоко врезано в поверхность древней поймы, где образует большие излучины, не соответствующие его современной водности, динамика русел незначительна. Детальное бурение показало, что русла врезаны в плотные глинистые и тяжелосуглинистые отложения предположительно ледникового и водноледникового генезиса, которые плохо поддаются размыву и приводят к формированию очень тонкого состава наносов, которые легко выносятся водным потоком и не способствуют заилению русла.
Ключевые бассейны расположены на севере степной зоны, где распахано 80% территории, однако полевые наблюдения и литературные данные показали, что сток наносов этих рек очень мал. Сток бассейновых наносов с полей невелик в связи с малыми уклонами территории, небольшим эрозионным потенциалом осадков, наличием широких не распахиваемых поверхностей поймы, задерживающих сток наносов, а в последние годы еще и с сокращением поверхностного стока во время снеготаяния. Перечисленные факторы приводят к тому, что русла исследуемых рек в настоящее время не заиливаются, а объем накопившегося наилка невелик. Отобранные образцы на радиоцезиевый анализ позволят на следующем этапе работ определить темпы аккумуляции наносов на разных уровнях поймы за последние десятилетия, а более детальные геологические исследования разрезов в уступах поймы позволят установить, возможность образования расширений русла в результате реликтового термокарста.
Полученные на данном этапе материалы легли в основу трех статьей в сборниках конференций и одной статьи в журнале Вестник МГУ, сер. География (сдана в печать), а также доложены на конференциях V Виноградовские чтения, 38 совещании МНКС, а также в докладе семинара Лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ, запись которого доступна по ссылке https://youtu.be/0ntnR4wFNr4.
Публикации
1. Камышев А.А., Тарбеева А.М. Закономерности распространения и морфометрические характеристики четковидных расширений русел в бассейне р. Бузулук Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен», Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен» [Электронный ресурс] СПб.: Изд-во ВВМ, 2023. с. 193-198 (год публикации - 2023)
2. Куракова А.А., Тарбеева А.М., Сурков В.В. Определение параметров излучин чётковидных русел на примере реки Кардаил (север Волгоградской области) Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен», Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен» СПб.: Изд-во ВВМ, 2023. C. 263-267 (год публикации - 2023)
3. Сурков В.В., Крыленко И.В., Тарбеева А.М. Чётковидные русла рек Кардаил и Купава (север Волгоградской области) Тридцать восьмое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: доклады и сообщения, Тридцать восьмое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: доклады и сообщения. с. 193-195 (год публикации - 2023)
4. Тарбеева А. М., Крыленко И. В., Сурков В. В., Михайлова Н.М. Гидрология и морфология русел степных четковидных рек Хопёрско-Бузулукской равнины Вестник Московского университета. Серия 5. География., - (год публикации - 2024)
5. Тарбеева А.М., Крыленко И.В., Сурков В.В., Михайлова Н.М. Гидрологические наблюдения на четкообразных степных реках севера Волгоградской области Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен», Сборник докладов международной научной конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова «Пятые Виноградовские чтения. Гидрология в эпоху перемен» СПб.: Изд-во ВВМ, 2023. C. 530-534 (год публикации - 2023)
6. - СТЕПЬ ПОМОЖЕТ ПОНЯТЬ, ЧТО БУДЕТ С АРКТИКОЙ ПРИ ПОТЕПЛЕНИИ КЛИМАТА Портал «Научная Россия», - (год публикации - )