Природные факторы развития береговой эрозии на реках Томской области.pdf Физико-географические условия Томской областиобусловили широкое распространение здесь такихэкзогенных процессов (ЭГП) как оврагообразование,заболачивание, плоскостной смыв, оползни, а такжеречная боковая эрозия. В общем комплексе экзоген-ных геологических процессов доля речной боковойэрозии на рассматриваемой территории занимает вто-рое место после болотообразования. Горизонтальныедеформации речных русел сопровождаются размывомзначительных площадей, а также разрушением насе-лённых пунктов, стоящих на берегах, что говорит оважности их практического изучения.Факторы развития ЭГП Среднего Приобья иследо-вались многими исследователями. Наибольший вкладв их изучение сделан сотрудниками кафедр географиии пирологии ТГУ Значительная исследовательская ра-бота проделана также работниками Томской геологораз-ведочной экспедиции. В данной статье, опираясь на на-копленные знания, а также используя иллюстративныематериалы из фондов Территориального Центра Томс-кгеомониторинг и материалы собственных исследова-ний, авторами сделана попытка выделить подмножествоприродных факторов, вносящих наиболее весомыйвклад в столь широкое распространение береговой эро-зии в рассматриваемом регионе.Территория Томской области дренируется Обью иеё многочисленными притоками. Наиболее крупны-ми притоками Оби в административных границах Том-ской области являются реки Томь, Чулым, Кеть, Чая,Парабель, Васюган, Тым.Интенсивным проявлениям речной эрозии на ре-ках региона способствуют постояннодействующие,медленноизменяющиеся и быстродействующие при-родные факторы: геолого-морфологические особен-ности территории, гидрометеорологические условия,а также растительность.Основными показателями гидрологического режи-ма, влияющие на переформирования русла, являютсяобъём и неравномерность стока, интенсивность и ам-плшуда изменений уровней воды, характер ледовогорежима и насыщенность потока наносами.Модули стока рек области имеют достаточно вы-сокие значения - от 1,5-2,0 л/с-км2 на юге и юго-запа-де региона до 6,5-8,0 л/с км2на северо-востоке [1].Речной сток по территории распределяется неравно-мерно, что связано с изменчивостью ландшафтныхусловий. Кроме того, благодаря климатическим усло-виям, речной сток здесь неравномерен как по сезонамгода, так и в многолетнем режиме.Для водного режима рек Томской области харак-терны весенне-летнее половодье, сменяющееся лет-не-осенней меженью (нарушаемой дождями) и про-должительная зимняя межень. Несмотря на различияусловий питания и формирования стока основнойфазой всех рек бассейна Средней Оби является поло-водье, в период которого проходит до 90% годовогостока, а также наблюдаются максимальные расходы инаибольшие уровни воды.Значительные разрушения берегов происходят впериод вскрытия рек и ледохода (особенно в первыедни). Берега разрушаются как в результате динами-ческого воздействия льдин, так и под воздействиемзаторов льда, характерных для рек области [2]. Зато-ры, образующиеся на реках, текущих с юга на север(Обь, Томь, Яя и др.) часто вызывают катастрофичес-кие подъёмы уровня. Мощный затор (продолжитель-ностью 11 сут.) наблюдался у Томска весной 1947 г.,поднявшийся над меженным уровнем почти на 10-11 м [3]. На Оби у сс. Молчаново, Могочин и г. Кол-пашево повторяемость заторов достигает 34%, а ус. Кожевниково она превышает 40% [4].Продолжительность весеннего ледохода достига-ет 15 сут. Половодья характеризуются довольно ин-тенсивным повышением уровней. Наибольшая интен-сивность подъёма уровней при высоком половодьеможет достигать 80 см/сут.Многолетняя амплитуда колебаний уровня воды набольшинстве рек области равна в среднем 4-6 м. Вы-сота подъёма уровня воды на р. Тым в районе Ван-жилькынака достигает 7,2 м, на Кети - 4-7,5 м в вер-ховьях и 3-5 м - в низовьях, а на р. Чулым - до 8 м.В многоводные годы на pp. Чае, Парбиге и Парабелиона достигает соответственно 12,2; 11,5; 10,0 м. Мак-симальный подъем уровня воды на Оби у с. Алексан-дровского наблюдался в многоводном 1941 г. и дос-тигал 11-12,5 м, на Томиу Томска 9-9,5 м (рис. 1) [2].Медленное таяние снега в лесах, обилие болот,задержание поймами рек до половины весеннего сто-ка и последующая его отдача на спаде половодья иподпорные явления приводят к значительному увели-чению общей продолжительности половодья на рекахобласти. Высокий уровень рек поддерживается такжеРис. 1. Весеннее половодье на р. Томь у г. Томскаобильными дождями. Все это приводит к тому, чтопродолжительность стояния высоких уровней на глав-ной реке области - Оби, является уникальной средикрупных рек России [5]. На крупных реках региона -Оби, Чулыме, Васюгане, Кети и Тыме, продолжитель-ность половодья достигает 140 дней.Для рек области характерны невысокие удельныерасходы наносов - поэтому наиболее распростране-но свободное меандрирование (при этом типе русло-вого процесса транспорт наносов один из наимень-ших) (рис. 2) [6].Таким образом, неравномерность стока и его мно-голетние колебания, высокая интенсивность подъёмавесеннего уровня, заторный характер прохождения ле-дохода, исключительная длительность половодья, зна-чительные амплитуды колебаний уровней, а также боль-шая водность рек в значительной степени обусловлива-ют интенсивные переформирования русел рек региона.Метеорологические условия - независимые быст-роизменяющиеся факторы, влияющие на режим рус-ловых переформирований. Важнейшими элементамиклимата, определяющими характер того или иногоРис. 2. Участок русла р. Чулым, развивающийся по типу свободного меандрированияпериода года и ответственными за развитие различ-ных видов ЭГП, являются температура и атмосфер-ные осадки.Благодаря положению внутри континента, особен-ностям циркуляции и характеру рельефа рассматри-ваемая территория отличается суровой продолжитель-ной зимой с сильными ветрами, метелями, устойчи-вым снежным покровом и довольно жарким летом.Переходные периоды короткие, с резкими колебания-ми температуры. Контрасты между зимними и летни-ми температурами всюду велики. Они несколько на-растают к востоку-юго-востоку в связи с усилениемконтинентальности климата [2].Для оценки влияния метеорологических факторовна развитие русловых процессов удобно рассматри-вать только два крупных периода года - холодно-снеж-ный и вегетационный. Для первого характерны отри-цательные температуры, снежный покров и, как след-ствие, «затухание» всехрельефообразующих процес-сов. Однако в холодно-снежный период выпадаюттвердые осадки, которые при таянии оказывают боль-шое влияние на режим эрозионных процессов. Всеосновные рельефообразующие процессы СреднегоПриобья проявляются в вегетационный период в ус-ловиях положительных температур воздуха и почвы,а также выпадения жидких атмосферных осадков.Вегетационный период начинается во второй полови-не апреля, холодно-снежный - в середине октября.Продолжительность первого достигает в некоторыхрайонах 178 дней, второго - 199 дней [7].Территория Томской области характеризуется избы-точным увлажнением. Это самая переувлажненная зонав России. Осадки здесь на 100-200 мм превышают ис-парение [8]. Изменчивость месячных сумм осадков изгода в год на рассматриваемой территории довольновелика, особенно в тёплый период. Так, например, вг Томске в августе 1963 г. выпало 206% месячной нор-мы осадков, а в августе 1964 г. - только 21% [2].Рассматриваемой территории в течение всего годанаиболее свойственны ветры западных, юго-западных,а также южных румбов [2]. Скорость ветра по сезонамгода различна. Летом она наименьшая и изменяется от2,3 до 3,5 м/с, хотя возможно усиление до 15-20 м/с.Зимой скорости ветра колеблются от 2,0 до 4,5 м/с. Вес-ной они варьируют от 4,4 до 4,7 м/с (в марте 5-6 м/с), аосенью - от 2,4 до 6,6 м/с, но бывают дни, когда ско-рость ветра увеличивается до 15-16 м/с fl]. Наиболь-шие скорости ветра наблюдаются в Колпашево (в сред-нем за год 4,9 м/с) и в Томске (4,4 м/с) [2]. В долинахкрупных pp. Оби, Кети, Чулыма среднегодовые скорос-ти ветра изменяются от 1,8 до 3,9 м/с. Весной и осеньюнаблюдаются штормовые ветры со скоростью более15 м/с [6]. Создаваемые ветрами волны обладают зна-чительной эрозионной силой и существенно увеличи-вают величину берегопереработки.Таким образом, избыточное увлажнение (сказыва-ющееся на переувлажнении горных пород), значитель-ные скорости ветра в вегетационный период, резкиеколебания температур в переходные сезоны года и т.п.,благоприятствуют развитию боковой эрозии.Одним из важнейших постояннодействующих фак-торов, определяющих интенсивность проявления реч-ной эрозии, является рельеф. Влияние последнегоможет быть прямым и косвенным. Прямое влияниеоказывают морфология долин, уклоны тальвегов; кос-венное - распределение атмосферных осадков, тем-пература, глубина залегания грунтовых вод и т.д.Рельеф Томской области отличается исключитель-ной равнинностью и сравнительно слабой расчленен-ностью. Характерно преобладание слабодренированныхплоских равнин, занятых обширными труднопроходи-мыми болотами и бесчисленным множеством озер.Важными показателями, влияющими на сток и ус-ловия протекания водных масс в речной сети, явля-ются уклоны рек. На большей части своего теченияреки Томской области имеют незначительные укло-ны (5-10 см на км). Главная река области - Обь име-ет самые низкие уклоны из всех крупных рек, впада-ющих в Северный Ледовитый океан. Её средний ук-лон по территории Томской области как правило ле-жит в пределах 3-4 см на км (средний уклон Енисея- 21 см/км, Лены - 28 см/км). Наибольшие в пределахЗападно-Сибирской равнины уклоны Оби (от 295 до77 см/км) отмечены в верхнем участке течения (до ус-тья Томи). От створа Новосибирской ГЭС до устья Томисреднее падение Оби 7-8 см на км [9]. Малые уклоныспособствуют интенсивному меандрированию руселрек, которое сопровождается размывом пойменных бе-регов, надпойменных террас и склонов долин.Связь руслового процесса с тектоническими дви-жениями (медленноизменяющимися факторами) мож-но обнаружить только в масштабах геологическихэпох, и в этом случае все сводится к обнаружению за-висимостей между типами речных русел и характе-ром рельефа [3]. При пересечении рекой активно воз-дымающихся локальных структур русло меньше ме-андрирует и наблюдаются спрямлённые участки. Пе-ред поднятиями, благодаря создаваемому структура-ми подпору, характерно усиленное меандрирование иаккумуляция наносов. Они же возникают и ниже потечению от структуры из-за обилия наносов, поступа-ющих с участка врезания. Усиленное меандрированиеи фуркация русла наблюдаются также ниже линиисброса [11]. На участках активных поднятий обычносвободно меандрирующие таёжные реки в рыхлыхлегкоразмываемых породах могут развиваться по схе-ме ограниченного меандрирования. Долины в такихместах сужены, величины среднегодовых деформацийвершин излучин невелики не только на Тыме, но и наЧулыме и Кети (0,5-1,0 м/год, реже более).Для опускающихся и стабильных участков облас-ти характерны свободное меандрирование и значи-тельные величины горизонтальных деформаций - до20 м/год и более. Например, в зоне прогибов (Колто-горский прогиб и Тымская впадина) Обь сильно ме-андрирует, размывая берега на некоторых участках отРис. 3. Более века продолжается интенсивный размыв берега у г. Колпашево8 до 10 м в год (г. Колпашево, с. Александровское)(рис. 3) [11].Цитологический состав пород, развитых на терри-тории Томской области, как правило, благоприятен дляразвития эрозионных процессов. Современные доли-ны крупных рек региона в большинстве случаев на-следуют гигантские долины прарек. Реки региона ме-андрируют в рыхлых легкоразмываемых аллювиаль-ных отложениях, многократно переотлагая их. Пески,супеси и су глинки, слагающие долины, практическине препятствуют ни боковой, ни глубинной эрозии вреках, так как скорости потока даже в межень значи-тельно выше, чем допустимые неразмывающие ско-рости отложений (рис. 4).Так, ДНС песков и супесей равны 0,30-0,55 м/с,лессовидных суглинков, супесей - 0,65-0,75 м/с, и усуглинков безвалунных, глин и плотных глин колеб-лются от 0,55 до 1,5 м/с [8]. Скорость же течения, на-пример, Оби, изменяется от 1,17 до 1,6 м/с в полово-дье и от 0,45 до 0,56 м/с в межень [10].Рис. 4. Берега Оби сложены легкоразмываемыми грунтамиКак было показано выше, рельеф Томской облас-ти отличается исключительной равнинностью, обус-ловливая то, что на большей части своего течения рекирегиона имеют незначительные уклоны. Реки регио-на в большинстве своём прокладывают русло в рых-лых, сравнительно однородных легкоразмываемыхаллювиальных и аллювиально-озёрных отложениях,слагающих все геоморфологические элементы платои террас. Развитие базального горизонта в долине Обизамедляет врезание её русла и способствует его блуж-данию по дну долины. Наблюдается достаточно тес-ная связь типов руслового процесса рек с тектоничес-кими структурами. Новейшие тектонические движе-ния существенно не влияют на процессы руслофор-мирования и позволяют пренебрегать ими при локаль-ном изучении конкретных макроформ русла во вре-менных рамках нескольких десятилетий.Существенную роль на ход русловых и пойменныхпроцессов рек Среднего Приобья играет раститель-ность. На ряде участков рек образование излучинсложной формы объясняется формированием заломов.Заломы сказываются не только на перестройке гидро-сети, расширении долин и переформировании бере-гов русел, но и существенно изменяют гидрологичес-кий режим рек: колебание уровней, структуру потока,направление и величину скоростей в поперечном се-чении и т.д. Заломы огибаются рекой, которая сужаетсечение, повышает скорость, интенсивно подмываяберег и углубляя русло [8].Наблюдения А.А. Земцова показали, что залесён-ные берега высотой более 1-2 м не препятствуют бо-ковой эрозии рек. Деревья в таких местах падают внизпо склону вместе с корневой системой и дерниной курезу воды (рис. 5) [11].Наблюдения Н.М. Карасеваи А.О. Крутовского нар. Чулым летом 2000 г. позволили сделать следующиепредварительные выводы о влиянии растительностина интенсивность берегопереработки. При залесённыхберегах с обрывистой частью склона высотой 1,5-2 мнад уровнем воды соответствующему руслоформиру-ющему расходу, лес действительно не препятствуетбоковой эрозии, а при определенных условиях можетдаже интенсифицировать процесс.При высоте подмываемых берегов более 2 м, лестакже практически не оказывает влияния на общийпроцесс продвижения кромки берега, но в местах, гдес деревьями выворотились комли земли, могут начатьразвиваться промоины и овраги (рис. 6).При высоте обрывистой части берега, сравнимойс мощностью корневой системы растений, размыв,как правило, незначительный.Например, при исследованиях в районе с. Зырянс-кое, было обращено внимание на состояние протокиСтарый Чулым. Эта протока спрямляет каскад излу-чин Чулыма. На её длину около 1,5 км перепад уров-ней составляет 2 м. Это огромный уклон для такойравнинной реки, как Чулым (в нижнем течении), сред-ний уклон которой составляет первые сантиметры накилометр. Тем не менее протока не разрабатывается.Причина этого в высокой степени зарастания береговпротоки тальником вровень с уровнем воды.Как было показано выше, на территории Томскойобласти природными условиями созданы предпосыл-ки для повсеместного распространения речной эро-зии. Динамика, масштабы и условия проявления это-го вида рельефообразущих процессов имеют важноенаучное и практическое значение и нуждаются в даль-нейшем изучении.Рис. 5. Невысокие заросшие берега не препятствуют боковому размывуРис. 6. Вывороченные комли становятся причиной образования оврагои

Скачать электронную версию публикации