В литературе, посвященной морфогенезу прибрежных частей водоемов, примеров специального изучения деятельности эрозионно-аккумулятивных процессов в зоне осушки сравнительно немного. Даже в период наиболее активного изучения переработки берегов, приходящегося на 60-80-е годы прошлого века, наблюдения за развитием рельефа прибрежных мелководий, как правило, были редки, носили эпизодический характер и обычно проводились попутно при изучении переработки берегов. На осушках Горьковского водохранилища [5] установлены наиболее характерные и предельные размеры промоин и оврагов. Наблюдения за динамикой рельефа показали, что за несколько дней снеготаяния с отмели в глубоководную часть водоема весенними ручьями сносится в среднем 1,5 м3 грунта с погонного метра берега - около 10% объема наносов, отлагаемых на отмели и пересыпях за весь период навигации [6].
Начиная с 1998 г. по настоящее время на береговых отмелях Камского и Воткинского водохранилищ в весенний период (конец апреля - начало мая) проводятся специальные наблюдения за развитием экзодинамических процессов в условиях временной осушки. Работы включают в себя морфометрические и литолого-фациальные описания микроформ рельефа отмелей, их фотографирование, а также мониторинговые наблюдения за динамикой отдельных микроформ. На основе полученных материалов, сравнительного анализа разновременных фотоснимков и визуального обследования микрорельефа на нескольких десятках участков протяженностью 200-500 м определялся ведущий процесс, устанавливалась направленность морфогенеза в сложившихся гидроклиматических условиях и ледовой обстановки. На отдельных наиболее динамичных участках ведущим методом получения количественной информации о развитии геоморфологических процессов являлось техническое нивелирование с фиксацией всех элементов микрорельефа отмели.
В годы раннего наступления положительных среднесуточных температур измерения проводились два раза - в период активного снеготаяния (при полном или частичном ледовом покрове), который на берегах камских водоемов приходился на середину - конец апреля, и перед самым началом интенсивного подъема уровня: конец первой - начало второй декады мая.
Исследования показали, что одним из основных процессов, осуществляющих моделировку аккумулятивной части отмелей, является линейная эрозия. Воздействие временных водотоков на поверхность берегового склона обычно сопровождается формированием промоин и овражков глубиной до 2,5 м. Наиболее часто подобные формы образуются на крутых перегибах свала глубин - в самой нижней части абразионно-аккумулятивной террасы (рис. 1). Наблюдения за такими формами в течение продолжительного времени показали, что многие овраги, даже находясь в подводном состоянии большую часть времени года (до 10 месяцев), остаются хорошо морфологически выраженными даже по прошествии нескольких лет после их образования.
В зависимости от морфологии и морфометрии береговых склонов эрозионно-аккумулятивные процессы могут вносить существенный вклад в результирующий эффект субаэрального морфогенеза. Линейному или плоскостному размыву в период интенсивного снеготаяния подвергаются практически все участки зоны осушки «теплых» экспозиций.
Рис. 1. Овраг, формирующийся на крутом перегибе аккумулятивной части береговой отмели.
Промоины шириной от первых десятков сантиметров до 5-8 м «разрезают» вдольбереговые валы, осуществляя этим большую работу по перераспределению наносов в верхней и средней части абразионных террас. Ниже по склону отмели по мере его выполаживания в результате распластывания потоков происходит формирование конусов выноса из переотложенных наносов. В результате пульсирующего характера расходов временных водотоков осуществляется пространственная дифференциация мощности отложений. Максимальные значения высоты новых аккумулятивных образований могут достигать 0,3-0,5 м (рис. 2).
Рис. 2. Конус выноса, сформировавшийся в дистальной части промоины.
Изучение динамики микрорельефа отмели на профилях, заложенных осенью 2011 года (зона осушки против 8-метрового уступа берега, сложенного глинистыми песками) на разном расстоянии от подошвы берегового уступа (2,2, 4,3, 8,4 и 9,3 м), показало, что в целом в самой верхней (абразионной) части отмели превалирует денудационная составляющая морфогенеза. Если на самом верхнем профиле весной 2012 года было зафиксировано небольшое накопление материала (+0,9 см), то на всех остальных наблюдалось последовательное снижение высоты поверхности относительно осеннего уровня. На втором профиле средняя высота уменьшилась на 0,6 см, на третьем - на 5,7 см, на четвертом - на 9,4 см. Следует отметить, что первые три профиля располагались один за другим; четвертый находился в стороне на небольшом удалении.
Установлено также, что «по-особому» протекают эрозионные процессы при наличии льда, осевшего на поверхность отмели и сохранившегося до наступления активного снеготаяния. Снеговая вода попадает под лед обычно через трещины, образующиеся зимой при его хрупких деформациях и нарушениях целостности. Мерзлый характер грунтов, в которые врезаются водные потоки, и определенная «закрытость» процесса особым образом влияют на морфологический облик микрорусел. Борта промоин, как правило, представляют собой вертикальные уступы. Русла водотоков, находясь подо льдом, лишаются возможности изменять свое направление в соответствии с изменением уклона поверхности. Осуществляя эрозионную работу, потокам приходится прорезать вдольбереговые валы. В результате формы подледных русел по сравнению с промоинами, образующимися в зоне осушки при отсутствии льда, более прямолинейны. Для временных водотоков, пересекающих зону осушки без ледяного покрова, штормовые валы на большей части их протяженности являются непреодолимой преградой, и поэтому промоины обычно имеют вид ломаной линии.
Таким образом, изучение особенностей развития эрозионно-аккумулятивного морфогенеза прибрежной отмели в период осушки показало, что условия, в которых происходит развитие геодинамических процессов, накладывают отпечаток на строение и пространственную структуру ее микрорельефа. Поверхность отмели, сформировавшаяся осенью при плавном снижении уровней, моделируется весенними эрозионно-аккумулятивными процессами с интенсивностью, соответствующей текущим особенностям гидроклиматических условий. На участках отсутствия или слабого проявления склоновых процессов, развитие которых приводит порой к масштабным перекрытиям зоны осушки глинистым материалом с уступов абразионных берегов [7], ведущей тенденцией моделировки верхней (денудационной) части отмели является эрозионный размыв. Нижняя (аккумулятивная) часть отмели представляет собой более неоднородную в геодинамическом отношении часть зоны осушки. Здесь наряду с обширными «полями» скоплений наносов, сформировавшихся в результате осаждения влекомого материала при распластывании и фильтрации небольших водотоков в рыхлые отложения, могут встречаться достаточно крупные эрозионные формы.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-05-00735).
Рецензенты
Наумова Оксана Борисовна, доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующая кафедрой поисков и разведки полезных ископаемых Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь.
Катаев Валерий Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой общей геологии и гидрогеологии Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь.
Библиографическая ссылка
Назаров Н.Н. ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЙ МОРФОГЕНЕЗ В ЗОНЕ СЕЗОННОЙ ОСУШКИ ВОДОХРАНИЛИЩ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7260 (дата обращения: 08.12.2024).