Структура временных и постоянных водотоков в речных бассейнах центра ЕТР, Западной Сибири и Западного Тянь-Шаня тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.27, кандидат наук Муракаев, Руслан Рафикович

• Муракаев, Руслан Рафикович
• кандидат наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат наук Муракаев, Руслан Рафикович

Оглавление

Введение

Глава 1. Общие вопросы организации потоков вещества на поверхности суши

1.1. Планетарная организация потоков вещества

1.2. Структурные особенности потоков вещества на поверхности суши

1.3. Системы водотоков на водосборах рек

Выводы

Глава 2. Структура временных потоков на склонах

2.1 Процессы формирования склонового стока

2.2 Изменение объема воды на склонах

2.3 Характеристики склонов и их географическая изменчивость

2.4. Эрозионная работа эфемерных потоков

2.5. Структура временных потоков на склонах

2.6. Моделирование структуры временных потоков на склонах

Выводы

Глава 3. Водные потоки в овражно-балочной сети

3.1 Место оврагов и балок в эрозионно-аккумулятивных системах водосбора

3.2. Потоки вещества в овражно-балочной сети

3.3. Структура овражно-балочной сети

Выводы

Глава 4. Структура русловых систем

4.1. Особенности формирования и трансформации стока в речной сети

4.2. Влияние гидрографических характеристик на сток

4.3. Структура речных систем

4.4. Масштабные эффекты изменения гидрологических характеристик по

длине рек

Выводы

Глава 5. Структура водно-эрозионных систем речных бассейнов

5.1 Методологические принципы выделения элементов водно-эрозионной сети

5.2. Закономерности изменения стока воды в водно-эрозионной сети изученных территорий

5.3. Формализация структуры водно-эрозионной сети изученных территорий

на основе концепции «условных порядков»

Выводы

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура временных и постоянных водотоков в речных бассейнах центра ЕТР, Западной Сибири и Западного Тянь-Шаня»

Введение

Актуальность исследования. Талые и дождевые воды на поверхности водосборов формируют вещественные потоки, которые испытывают сложные пространственные изменения вследствие эрозионно-аккумулятивных процессов и постепенного увеличения их размера под влиянием конвергенции (сходимости) линий тока. При этом образуется и эволюционирует сложная иерархически соподчиненная (каскадная) система «транспортных» сетей. Им соответствует древовидная структура временных и постоянных водотоков -водно-эрозионная сеть речных бассейнов. Изучение структурных особенностей этой сети, определение подобия и отличий систем организации временных и постоянных водотоков в разных природных условиях, закономерностей изменения гидрографических характеристик временных и постоянных водотоков - хорошо известная и пока не решенная научная проблема геоморфологии и гидрологии суши, теории функционирования эрозионно-аккумулятивных систем.

В настоящее время наиболее детально изучены закономерности строения русловых систем и соподчинения рек разного размера (Алексеевский, 1998; Алексеевский и др., 1996,2004; Гарцман, 1968, 1973; Карасев, 1984; Кичигин, 2003; Корытный, 2001; Косицкий, 1999, 2002; Курдюмов, 1977; Маккавеев, 1955; Нежиховский, 1971; Перевозщиков, 1998; Ржаницын, 1960, 1985; Рош, 1971; Симонов, Кружалин, 1992, 1998; Симонов, Симонова, 2003; Хортой, 1948; Strahler, 1952 и др.). В гораздо меньшей степени исследованы особенности структуры овражно-балочных водосборов (Бондарев, 1996, 1997, 2010; Бондарев и др., 2000; Бутаков и др., 1997; Голосов, 2006; Еременко, Панин, 2010; Зорина, 2000, 2006; Ковалев, 2011; Маккавеев, 1955; Маккавеев, Чалов, 1984; Назаров, 2000; Рысин, 1998; Foster, 2005 и др.). Еще меньше работ, в которых рассматриваются проблемы структурной организации временных потоков воды на склонах речных бассейнов (Бефани, 1958; Бронгулеев, 2011; Будник, 2007; Голосов, 2006; Караушев, 1972; Ларионов, 1993; Литвин, 2002;

Маккавеев, 1955; Погорелов, Думит, 2009; ШП^ооБе, ЫосЬ^иег-КигЬе, 1991 и др.). В рамках этих исследований разработаны различные способы определения структурного положения отдельных водотоков в их общей иерархии, определения подобия и различий этих водотоков по размеру (порядку), устанавливающему структурное положение и размер конкретного водотока относительно других элементов водно-эрозионной сети. Выявленные закономерности структурной организации систем водотоков (рек, водотоков в овражно-балочной сети, микроручейков на склонах) невозможно распространить на все звенья водно-эрозионной сети территории вследствие блокирующих ограничений, связанных с использованием гипотез о наличии водотока 1 порядка в каждом из указанных выше звеньев сети. В этой связи научное обоснование способов сопряжения всех элементов каскадной структуры временных и постоянных водотоков на единой физической основе является актуальной научной и практической задачей.

Цель диссертационной работы - научное обоснование и создание технологии сопряжения временных и постоянных водотоков в каскадной водно-эрозионной сети речных бассейнов в различных природных условиях.

Объект исследования - временные и постоянные водотоки речных бассейнов и их системы. Предмет исследования - закономерности структурной организации водотоков в каждом звене водно-эрозионной сети территории и их сопряжения в разных природных условиях.

Для достижения цели диссертационного исследования потребовалось решить следующие задачи:

- выполнить анализ форм организации вещественных потоков на поверхности суши;

- изучить особенности формирования и эволюции элементов микроручейковой сети на склонах;

- разработать математическую модель для исследования механизма формирования микроручейковой сети на склонах;

- провести анализ результатов исследований структуры овражно-балочной сети (ее формирования и эволюции);

- изучить технологии формализации соподчиненных элементов речной сети и оценить их эффективность;

- на общей физической основе создать методологию определения «размера» каждого элемента водно-эрозионной сети речных бассейнов и их сопряжения;

- оценить эффективность созданной технологии для изучения структурной организации временных и постоянных водотоков в разных природных условиях.

Материалы и исходные данные. Для подготовки диссертации использованы данные справочников «Гидрологическая изученность», «Основные гидрологические характеристики» и др. Они позволили определить структурное положение рек разного размера в русловой сети центральной части ЕТР (бассейн оз. Ильмень, рр. Москва и Клязьма), Западного Тянь-Шаня (бассейны рр. Чирчик и Ахангаран), Южного Зауралья (верховья р. Тобол). Изучение структуры водотоков в овражно-балочной сети, соотношений между площадью их водосборов и характерными расходами воды базировалось на результатах наблюдений на Валдайской и Подмосковной водно-балансовых станциях. В этих же целях использованы материалы лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева (Географический факультет МГУ). В 2006-2010 гг. автор выполнил комплекс полевых и экспериментальных работ в районе г. Весьегонск, д. Сатино (Калужская область), на склонах долины р. Ока (Озернинский район Московской области), в долине р. Раменка (г. Москва). Полученные данные позволили обосновать параметры модели, разработанной автором для выявления особенностей формирования микроручейковой сети на склонах речных бассейнов.

Теоретическую основу исследования составили научные представления

отечественных и зарубежных ученых в области формирования стока на склонах

(Бефани, 1958; Голосов, 2006; Караушев, 1972; Ларионов, 1993; Литвин, 2002),

6

в овражно-балочной (Бондарев, 2010; Бондарев и др., 2000; Зорина, 2006; Рысин, 1998; Foster, 2005) и речной сети водосборов (Алексеевский, 1998; Алексеевский и др., 2004; Гарцман, 1973; Динамическая геоморфология, 1992; Карасев, 1984; Корытный, 2001; Косицкий, 1999; Курдюмов, 1977; Маккавеев, 1955; Нежиховский, 1971; Ржаницын, 1960; Симонов, Кружалин, 1992, 1998; Симонов, Симонова, 2003; Хортон, 1948; 1979; Strahler, 1952 и др.). Для создания методологии, позволившей объединить на общей физической основе все элементы водно-эрозионной сети речных бассейнов, ключевое значение имела концепция «условных порядков», разработанная для «особых» участков рек (русловые и дельтовые разветвления, истоки озерных рек и т.п.) (Алексеевский и др., 1996; Алексеевский, Соколова, 1999).

В работе использованы методы:

- гидролого-географических обобщений, позволивших выявить зональные закономерности факторов формирования водно-эрозионных систем;

- математического моделирования структуры микроручейковой сети на склонах;

- статистического анализа зависимостей между порядками водотоков, площадями их водосборов и характерными расходами воды, результатов математического моделирования;

- экспериментальных исследований процесса водной эрозии на склонах для определения условий формирования систем временных водотоков при небольшой размывающей способности временных водных потоков;

- натурных исследований микрорельефа склонов и формирования поверхностного стока в верхних звеньях водно-эрозионной сети водосборов.

На защиту выносятся:

- представления о формировании на поверхности речных бассейнов

сети сопряженных временных и постоянных вещественных потоков

7

(водно-эрозионной сети), характеристики которой подвержены масштабным эффектам изменения в зависимости от положения водотоков в структуре сети;

- закономерности формирования структуры микроручейков (временных нерусловых потоков воды) во время дождей или снеготаяния при изменении состояния и микрорельефа склонов;

- выводы о зависимости структуры временных русловых потоков в овражно-балочной сети от ландшафтных условий территории, этапа эволюции и площади водосбора овражно-балочных форм;

- результаты анализа эффективности подходов к формализации структуры речной сети;

- метод сопряжения временных нерусловых, временных русловых и постоянных русловых потоков в водно-эрозионной сети речных бассейнов на общей физической основе;

- оценки эффективности использования концепции условных порядков для проведения процедуры сопряжения элементов водно-эрозионной сети речных бассейнов в различных природных условиях.

Научная новизна исследования. В работе впервые рассмотрены

особенности структуры всей водно-эрозионной сети водосборной территории, а

не только ее отдельных звеньев: систем нерусловых временных потоков на

склонах, временных и (или) постоянных русловых потоков в овражно-балочной

сети, рек разного размера. Для каждого из этих звеньев проведен критический

анализ подходов к формализации их структуры и установлены пределы

применения этих подходов. Разработана математическая модель формирования

микроручейковой сети на склонах, позволяющая оценить главные

закономерности формирования сети эфемерных потоков в зависимости от

уклона, длины и микрорельефа поверхности склонов. Научно обоснована и

реализована оригинальная методика сопряжения временных и постоянных

водотоков, образующих водно-эрозионную сеть водосборов. Доказано, что она

в одинаковой мере эффективна для формализации структуры водотоков в

8

условиях равнинных и горных территорий, речных бассейнов, находящихся в разных климатических зонах.

Практическая значимость исследования определена возможностью использования полученных научных и методических результатов для изучения и количественной оценки процессов формирования и трансформации вещественных потоков от приводораздельных участков речных бассейнов до впадения рек в приемные водоемы. Созданная в работе технология сопряжения всех типов водотоков в водно-эрозионной сети речных бассейнов создает предпосылки для изучения физики процессов транспорта разных видов вещества в конкретных звеньях эрозионно-аккумулятивной системы водосборов. Она полезна для изучения масштабных эффектов изменения гидрографических, осредненных гидрологических и морфодинамических характеристик временных и постоянных водных потоков в зависимости от их места в структурной организации водно-эрозионной сети территории. Практическое и методическое значение имеет созданная в работе математическая модель формирования структуры микроручейков на склонах, а также технология определения условных порядков временных и постоянных водотоков с учетом региональных условий формирования характерных расходов воды.

Апробация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования докладывались на XXIV (Барнаул, 2009) и XXV (Астрахань, 2010) межвузовских координационных совещаниях по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ; на Всероссийской конференции «VI Щукинские чтения: Геоморфологические процессы и их прикладные аспекты» (Москва, 2010), на научном семинаре кафедры гидрологии суши Географического факультета МГУ (Москва, 2011). Часть научных результатов диссертанта использована в научных отчетах по гранту РФФИ «№ 09-05-00339 «Генетический анализ пространственно-временной изменчивости гидрологических ограничений для природопользования», а также по гранту президента России для ведущих научных школ Роснауки (НШ-4964.2008.5) «Генезис изменений режима водных объектов и закономерностей гидрологических процессов».

Публикации. Итоги исследований изложены в 8-ми научных работах, из них 3 статьи в журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией и 5 работ в сборниках материалов конференций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Она изложена на 197 страницах, включает 83 рисунка, 30 таблиц и список литературы из 138 источников.

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам кафедры гидрологии суши и лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ за помощь в подготовке диссертационного исследования. Особая признательность диссертанта д.г.н. Г.А. Ларионову, Л.Ф. Литвину, проф. P.C. Чалову, к.г.н., доц. A.M. Алабяну, П.В. Ефремову, В.А. Жуку, Н.Л. Фроловой, С.Н. Ковалеву, А.Г. Косицкому, О.М. Пахомовой, инж. М.И.Гуровой, асп. Д.П. Нестеренко, оказавшим поддержку и давшим ценные советы по разным аспектам проведения научного исследования, помогавшим в организации и проведении полевых исследований. Автор также глубоко признателен сотрудникам кафедры гидрологии суши Национального университета Узбекистана и Среднеазиатского научно-исследовательского гидрометеорологического института: проф. Г.Е. Глазырину, Г.Н. Трофимову, Ф.Х. Хикматову, к.г.н. М.Г. Глазыриной за содействие в определении темы исследования и в разработке отдельных разделов работы. Автор благодарит проф. A.M. Гареева (Башкирский госуниверситет), В.А. Земцова (Томский госуниверситет), сотрудников Валдайской ВБС A.B. Кокорева и А.Ю. Виноградова и Подмосковной ВБС - И. Н. Гапонова - за предоставленные фактические данные по условиям формирования стока воды в разных климатических зонах.

Глава 1. Общие вопросы организации потоков вещества на

поверхности суши

Все планетарные оболочки Земли находятся в непрерывном изменении, которое отражает наличие глобальных, региональных и иных форм организации вещественных потоков на ее поверхности. Огромные или небольшие объемы воды, минеральных частиц, растворенных веществ, живого вещества участвуют в круговороте вещества на планете. Основное значение при этом имеет формирование и изменение потоков воды (Догановский, Малинин, 2004; Михайлов и др., 2008; Муравейский, 1960).

1.1. Планетарная организация потоков вещества

Движение потоков вещества на Земле имеет явно выраженный структурный характер. Он проявляется в наличии на земной поверхности водных объектов, связанных водообменом на глобальном, региональном и локальном пространственном уровнях взаимодействия между этими объектами. На глобальном уровне эти процессы непрерывно поддерживаются за счет расходования энергии, обусловленной средним поступлением к земной поверхности 5,5 1024 Дж в год солнечной радиации (Михайлов и др., 2008).

Большая часть радиационного баланса, составляющая 37% поглощенной солнечной радиации, затрачивается на испарение воды с земной поверхности. Испарившаяся влага пополняет запасы атмосферной влаги. Образовавшийся водяной пар переносится воздушными потоками и выпадает в виде осадков (рис. 1.1) на поверхность океана и суши под влиянием силы тяжести. На суше выпавшие осадки частично испаряются, просачиваются в подземные водоносные горизонты, формируют поверхностный сток или накапливаются в виде снега и льда. В результате в географической оболочке планеты существуют и взаимодействуют водные объекты.

Организация водных объектов на земной поверхности в значительной мере обусловлена ее рельефом (рис. 1.2). Отклонения высот местности от идеальной

фигуры равновесия для нашей планеты (от поверхности эллипсоида вращения) приводят к тому, что водные объекты в основном занимают замкнутые или линейные депрессии земной поверхности. Выше снеговой линии водные объекты располагаются на вершинах гор и в межгорных понижениях. В арктическом и антарктическом климатическом поясе вода в твердом фазовом состоянии накапливается на отметках, соответствующих уровню Мирового океана. Увеличение или уменьшение объема воды в ледяном покрове планеты изменяет материковый сток и, в частности, сток поверхностных и подземных вод, в конечном итоге поступающих в Мировой океан. Так замыкается глобальный круговорот воды на Земле, в ходе которого формируются и изменяются водные объекты планеты.

Рис. 1.1. Схема гидрологического цикла (Chow, 1988)

Рис.1.2. Гипсографическая кривая Земли (с сайта www.ecololife.ru (http://www.ecololife.ru/study-285-2.html))

Водными объектами называются скопления природных вод на земной поверхности и в верхних слоях земной коры, которые имеют черты гидрологического режима (Водный кодекс... 1995). В число водных объектов входят водоемы, водотоки и особые водные объекты (ГОСТ 17.1.1.02-77; Михайлов и др., 2008).

Водоемы - это водные объекты в понижениях земной поверхности с замедленным движением вод. Они различаются между собой по среднему объему воды, который в них находится, и скорости генетического обновления воды (табл. 1.1). К естественным водоемам относятся океаны, моря, озера и болота.

Мировым океаном называется единая непрерывная водная оболочка Земли, окружающая все материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Мировой океан включает четыре океана и множество морей. Океан - обширная часть Мирового океана, расположенная между материками, обладающая самостоятельной системой циркуляции вод и особенностями гидрологического режима. Море - сравнительно небольшая часть океана, вдающаяся в сушу или обособленная от других его частей берегами материка,

повышениями дна (порогами) или островами и обладающая специфическими чертами гидрологического режима. По степени обособленности от океанов и расположению относительно суши моря подразделяют на внутренние (средиземные), окраинные и межостровные. Озеро - естественный водоем суши с замедленным водообменом. Озера не имеют прямой связи с океаном. По

площади водной поверхности (акватории) они подразделяются на очень

2 2 2 большие (более 1000 км ), большие (101-1000 км ), средние (10-100 км ) и

малые (менее 10 км ). Водохранилище - искусственный водоем, созданный для

накопления и последующего использования поверхностных вод. Болото -

избыточно увлажненный с застойным водным режимом участок земли, на

котором происходит накопление органического вещества в виде

неразложившихся остатков растительности (Михайлов и др., 2008).

Общий объем воды в водных объектах на земном шаре в современных

о

условиях близок к 1388 млн. км , при этом на долю Мирового океана приходится 96,4% этого объема (табл. 1.1). В озерах, водохранилищах и болотах находится соответственно 176; 6,7 и 11,47 тыс. км3 воды.

Интенсивность обновления воды в этих (и других) водных объектах определяет период условного возобновления вод. Чем больше поступает воды в водный объект (или удаляется из него) и меньше его объем, тем меньше период условного возобновления вод гв. Период условного возобновления вод Мирового океана составляет 2660 лет (табл. 1.1). В среднем для озер и болот планеты величина тв соответственно равна 17 и 5 годам.

К водотокам относятся водные объекты на земной поверхности с поступательным движением воды в руслах в направлении уклона (реки, ручьи, каналы). Естественные водотоки (реки, ручьи) возникают в результате естественных природных процессов, а каналы имеют искусственное происхождение. Водотоки могут быть постоянными (с круглогодичным стоком воды) и временными (пересыхающими или перемерзающими).

Таблица 1.1. Распределение воды по водным объектам Земли и интенсивность ее возобновления (Водные ресурсы..., 2008)

Площадь Доля в мировых запасах, % Средний

Виды природных вод млн. 2 км % площади суши Объем, тыс. км3 всех вод пресных вод период возобновления запасов воды

Вода на поверхности литосферы

Мировой океан 361,3 - 1 338 000 96,4 - 2660 лет

Ледники и постоян- 16,276 10,94 25774 1,86 70,1 -

ный снежный покров

В том числе:

• Антарктида; 13,965 9,38 23297 1,68 63,36 9700 лет

• Гренландия; 1,802 1,21 2365 0,17 6,43 9700 лет

• арктические 0,236 0,19 71,8 0,0052 0,19 9700 лет

острова;

• горные ледники 0,273 0,18 40,5 0,0029 0,11 1600 лет

Озера 2,059 1,38 176,4 0,013 - 17 лет

в том числе пресные 1,236 0,83 91,0 0,0066 0,25 -

Водохранилища 0,365 0,25 6,3 0,00046 0,017 -

Вода в реках - - 2,12 0,00015 0,0058 16 сут

Вода в болотах 2,682 1,80 11,47 0,00083 0,031 5 лет

Вода в верхней части литосферы

Почвенная влага 133,0 - 40,0 0,0029 0,11 -

Подземные воды 134,8 - 23400 1,69 - 1400 лет

в том числе пресные 133,8 - 10530 0,76 28,6 -

Подземные льды

зоны многолетне-

мерзлых пород 21,0 14,11 300 0,022 0,82 10 000 лет

Вода в атмосфере и в организмах

Вода в атмосфере - - 12,9 0,00093 0,035 8 сут

Вода в организмах - — 1,12 0,000081 0,003 несколько часов

Общие запасы воды

Общие запасы воды — - 1 387 700 100 - -

в том числе - 36769 2,65 100 -

пресной

В число особых водных объектов входят ледники, подземные воды

(водоносные горизонты), атмосферная влага, которые отличаются от водотоков

и водоемов по формам существования скоплений воды, особенностям их

15

формирования и перемещения. Из водных объектов суши наибольшее

о

количество воды содержат ледники - 25,8 млн. км (1,86% всех вод на Земле). Для них характерен длительный период возобновления запасов воды (1600 лет для горных ледников и 9700 лет для покровных ледников Антарктиды, Арктики и Гренландии).

В подземных водоносных горизонтах содержится 23,4 млн. км воды или

1,69% общего объема вод на Земле (табл. 1.1). Подземные воды содержатся в

горных породах на абсолютных отметках до 2000 м ниже земной поверхности.

В литосфере находятся подземные льды зоны многолетней мерзлоты объемом

300 тыс. км3. Скорость обновления воды в них является наименьшей среди

водных объектов Земли (10 тысяч лет).

В атмосфере постоянно присутствует (и быстро обновляется) в среднем

около 13 тыс. км3 влаги в жидком, парообразном и твердом состоянии.

Небольшой объем воды находится и в тканях растений и животных. Поскольку

12

масса живого вещества на Земле равна 1,4-10 т, а содержание воды в организмах в среднем составляет 80%, то масса воды в этих организмах не превышает 1,12-1012 т или немного больше 1 тыс. км3 (Михайлов и др., 2008). Однако она обновляется с максимальной скоростью (табл. 1.1).

1.2. Структурные особенности потоков вещества на поверхности суши

С поверхности суши в Мировой океан непрерывно поступает вода в жидком и твердом фазовом состоянии. Вода, содержащиеся в ней вещества и тепло, направляются в конкретные части Мирового океана. Территории, вещественные потоки с которых поступают в водные объекты, называются бассейнами. Если они поступают в Мировой океан или в его моря, то они считаются водосборами внешнего стока. На поверхности суши есть крупные области, сток с которых не поступает в Мировой океан (области внутреннего стока). Поэтому поверхность суши делится на систему водосборов внешнего и внутреннего стока. На долю областей внешнего стока приходится 80%

площади суши, на долю областей внутреннего стока (бессточных) - 20% (Михайлов и др., 2008).

Границами между смежными водосборами являются поверхностные (орографические) и подземные водоразделы. Часто принимается, что они совпадают. Главный водораздел земного шара делит всю сушу на два склона. С одной части гигантского водосбора сток воды поступает в Атлантический и Северный Ледовитый океан. На другой его части формируется сток воды, поступающий в Тихий и Индийский океан. Главный водораздел проходит по Южной и Северной Америке от мыса Горн по Андам, Скалистым горам до Берингова пролива, по восточному нагорью Азии, пересекает его в широтном направлении, а затем продолжается вдоль восточной окраины Африки и ее южной оконечности. К бассейну Северного Ледовитого океана относится 15% всей площади суши, Атлантического - 34, Тихого - 17, Индийского - 14% (Догановский, Малинин, 2004; Михайлов и др., 2008; Эдельштейн, 2005).

Совокупность водотоков и водоемов в пределах какой-либо территории образует гидрографическую сеть. Часть гидрографической сети, представленная водотоками (реками, ручьями, каналами), называется русловой сетью, а состоящая только из рек - речной сетью. Густота речной сети отражает ландшафтные условия конкретной территории (Нежиховский, 1971). Системы водосборов, долин и рек - основные структурные элементы организации потоков вещества в пределах малых и огромных территорий (Курдюмов, 1977). Очертания русловой сети данного водосбора связаны с его геолого-геоморфологическими особенностями и с упорядоченностью водных и иных вещественных потоков в пределах речного бассейна.

Этим системы русловых сетей отличаются от систем долинной

организации территорий (рис. 1.3) (Динамическая геоморфология, 1992).

Рисунок взаимного расположения долин имеет древовидный, параллельный,

решетчатый, перистый, радиально-концентрический, центробежный или

лепестковый характер. За исключением древовидной системы организации

долин все остальные типы систем характеризуют организацию водных потоков

17

в пределах некоторой территории, а не речных бассейнов. Рисунок расположения этих систем в пределах данной территории в основном обусловлен особенностями рельефа, трещиноватостью горных пород (Динамическая геоморфология, 1992). Например, параллельный тип долинной сети возникает в областях складчатости в условиях регрессии водоемов, наличии круто наклоненных склонов, сложенных различными породами; решетчатый - в зонах распространения кристаллических пород. Перистый тип долинной сети свойственен территориям, в пределах которых долины формируются в условиях совпадения осей их простирания с осью прогибов. Радиальный тип свойственен районам расположения вулканов центрального типа, межгорных впадин, сводовых поднятий, тектонических котловин (Динамическая геоморфология, 1992; Рычагов, 2006).

Рис. 1.3. Типы очертаний долинных систем (Динамическая геоморфология, 1992). Типы: 1-древовидный, 2 - параллельный, 3 - решетчатый, 4 - перистый, 5 - радиально-концентрический: 6 - центробежный, 7 - лепестковый

Для бассейнов отдельных рек, являющихся структурной частью крупных

территорий, областей внутреннего и внешнего стока, речная сеть в основном

имеет древовидный характер (Алексеевский и др., 2004). Лишь в редких

случаях рисунок речной сети является стволовым, т.е. он включает лишь один

18

водоток (рис. 1.4). Такой рисунок сети характерен для небольших по длине рек, вытекающих из озер.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Муракаев, Руслан Рафикович, 2012 год

Литература

1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во МГУ, 1998. 202 с.

2. Алексеевский Н.И. Малые реки // Воды России. Социально-экологические водные проблемы. Екатеринбург: Изд-во Аэрокосмоэкология, 1999. С. 176-213.

3. Алексеевский Н.И., Айбулатов Д.Н., Косицкий А. Г. Масштабные эффекты изменения стока в русловой сети территории // География, общество и окружающая среда. Т. VI:. Динамика и взаимодействие атмосферы и гидросферы. М.: Издательский Дом «Городец», 2004. С.345-374.

4. Алексеевский Н.И. Гайкович А. Б. К расчету стока влекомых наносов на неизученных реках в период межени // Метеорология и климатология, 1987. №8. С. 96-102.

5. Алексеевский Н.И., Зайцев A.A., Чалов P.C. Баланс наносов, деформации и возможности регулирования разветвленного русла крупнейшей реки (на примере р. Лены у г. Якутска) // Водные пути и русловые процессы. Труды АВХ, 1996. № 3. С. 90-108.

6. Алексеевский Н.И., Муракаев P.P. Формализация структуры временных и постоянных водотоков // Материалы XXIV-ro пленарного межвузовского координационного совещания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Барнаул, 5-9 октября 2009 г.). Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2009. С. 45-47.

7. Алексеевский Н.И., Муракаев P.P. Единая схема формализации структуры сетей временных и постоянных водотоков // Труды VI Щукинских чтений. Геоморфологические процессы и их прикладные аспекты. М.: Изд-во МГУ, 2010. С. 21-23.

8. Алексеевский Н. И., Муракаев P.P. Кодирование элементов сопряженных структур временных и постоянных водотоков // Материалы XXV-ro пленарного межвузовского координационного совещания по проблеме

эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Астрахань, 12-14 октября 2010 г.). Астрахань: Издательский дома «Астраханский университет», 2010. С. 17-19.

9. Алексеевский Н. И., Муракаев Р. Р. Структурная формализация систем временных и постоянных водотоков // Вестник МГУ. Сер.5. География, 2012. № 1.С. 45-52.

10. Алексеевский Н.И., Соколова Ю.В.Структура сети водотоков в русловых и дельтовых разветвлениях и способы ее формализации // Вестн. Моск. унта. Сер. География, 1999. № 2. С. 13-19.

11. Андреянов В. Г. Внутригодовое распределение речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 328 с.

12. Апполов Б.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Курс гидрологических процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 419 с.

13. Бастраков Г.В. Эрозионная устойчивость рельефа и противоэрозионная защита земель. Брянск: Изд-во БГПИ, 1993. 260 с.

14. Бевз В.Н. Факторы развития и общие признаки бассейновых динамико-генетических систем склоновых ландшафтов // Вестник Воронежского государственного ун-та. Сер. География. Геоэкология, 2005. С. 34-42.

15. Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока. 4.1 // Труды ОГМИ, 1949. №4. С. 39-175.

16. Бефани Н. Ф. Расчет максимальной стокообразующей интенсивности дождя // Метеорология, климатология и гидрология, 1969. № 5. С. 208-112.

17. Азит К. Б. Человек и вода. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 288 с.

18. Бондарев В. П. Морфометрический анализ овражно-балочных систем Центрального Черноземья для их классификации // Геоморфология, 1996. № 1. С. 53-58.

19. Бондарев В.П. Проблемы изучения овражно-балочных морфолитосистем // Вестн. Моск. ун-та. Сер. География, 1997. № 4. С. 15-19.

20. Бондарев В.П., Зорина Е.Ф., Ковалев С. Н. Гидролого-морфометрические характеристики овражно-балочных систем центра Русской равнины // Геоморфология, 2000. № 1-4. С. 52-58.

21. Бондарев В.П. Бедленд как одно из наиболее экстремальных проявлений эрозионно-аккумулятивного процесса (на примере Французских Альп) // Маккавеевские чтения, 2006. С. 51-61.

22. Бондарев В. П. Иерархичность малых водосборных бассейнов // Геоморфология, 2010. № 1-4. С. 10-18.

23. Боровикова JI.H. Денисов Ю.М., Трофимова Е.Б., Шенцис И.Д. Математическое моделирование процесса стока горных рек // Труды САНИГМИ. 1972. № 61(76). 152 с.

24. Бронгулеев В. В. Трехмерная кинематическая модель эволюции склонов // Геоморфология. 2011. № 1. С. 3-12.

25. Будник С. В. Ливневой сток со склонов. Житомир: Изд-во ЖГУ им. И. Франко, 2007. 184 с.

26. Бутаков Г. П., Дедков А. П., Зорина Е. Ф. и др. Эрозионный рельеф временных водотоков Восточно-Европейской равнины // Эрозионные и русловые процессы, 1996. № 2. С. 24-39.

27. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 312 с.

28. Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А. Современные проблемы гидрологии. М. : Издательский центр "Академия", 2008. 320 с.

29. Владимиров A.M. Сток рек в маловодный период года. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 295 с.

30. Владимиров A.M. Гидрологические расчеты. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 364 с.

31. Водные ресурсы России и их использование /Под ред. И.А. Шикломанова. СПб.: Изд-во ГГИ, 2008. 598 с.

32. "Водный кодекс Российской Федерации" от 03.06.2006 N 74-ФЗ. (принят

ГД ФС РФ 12.04.2006) (ред. от 23.07.2008, с изм. от 24.07.2009).

189

33. Гарцман И.Н. Речная сеть h водоносность территории в условиях юга Дальнего Востока // Тр. ДВНИГМИ, 1968. № 27. С. 15-22.

34. Гарцман И.Н. Топология речных систем и гидрографические индикационные исследования // Вод. ресурсы. 1973. № 3. С. 109-124.

35. Гидрология заболоченных территорий зоны многолетней мерзлоты Западной Сибири / Под ред. С.М. Новикова. СПб.: ВВМ, 2009. 536 с.

36. Гидроэкология: теория и практика. Проблемы гидрологии и гидроэкологии / Под редакцией Н. И. Алексеевского. М.: Изд-во Географического факультета МГУ, 2004. № 2. 507 с.

37. Глазырина М.Г., Кудышкин Т.В., Муракаев P.P. Математическая модель водного баланса озера Ихнач // Труды САНИГМИ, 2001. № 161(242). С. 62-72.

38. Глазырина М.Г., Муракаев P.P. Связь между структурой речной сети и стоком малых водотоков северных склонов хр. Каратепе // Материалы межд. конф-ции «Геоэкология и геоэкологические проблемы горных систем». Ташкент, 2001. С. 37-40.

39. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС, 2006. 296 с.

40. ГОСТ 17.1.1.02-77. ОХРАНА ПРИРОДЫ. ГИДРОСФЕРА Классификация водных объектов.

41. Группер С.Р., Денисов Ю.М., Муракаев P.P. Расчет физиологической длины дня для равнин и открытых склонов // Труды Научно-исследовательского гидрометеорологического института. Агроклиматические исследования в Узбекистане. Ташкент. 2006. С. 88-96.

42. Динамическая геоморфология. Учебное пособие. Ананьев Г.С., Симонов Ю.Г., Спиридонов А.И. М.: Изд-во МГУ. 1992. 448 с.

43. Добровольская Н.Г., Головченко A.B., Добровольская Т.Г., Зенова Г.М. Бактериальный сток реки Протвы // Вестник Моск. ун-та. Сер. География. 2001. №2. С. 58-63.

44. Догановский A.M., Малинин В.И. Гидросфера Земли. СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. 630 с.

45. Домладжаиов К.А., Муракаев P.P. Статистическая оценка изменения минерализации воды реки Ахангаран // Материалы междун. конф-ции «Разработка рациональных систем использования поверхностных и подземных вод бассейна Аральского моря», Ташкент. 2003. С. 85-87.

46. Евстигнеев В.М. Речной сток и гидрологические расчеты. М.: Изд-во МГУ, 1990. 304 с.

47. Евстигнеев В.М., Иванов В.В., Шенберг Н.В. Особенности сезонной неравномерности распределения стока воды рек европейской территории России // Проблемы гидрологии и гидроэкологии. М.: Изд-во Географического факультета МГУ, 2004. № 2. С. 175-186.

48. Еременко Е. А., Панин А. В. Ложбинный мезорельеф ВосточноЕвропейской равнины. М.: МИРОС, 2010. 192 с.

49. Еременко Е.А., Панин A.B. Происхождение ложбинной сети в центральных и южных районах Восточно-Европейской равнины // Вестн. Моск. ун-та. Сер. География. 2011. № 3. С. 59-65.

50. Ермолаев О.П. Пояса эрозии в природно-антропогенных ландшафтах речных бассейнов. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1992. 147 с.

51. Заславский М. Н. Эрозия почв и земледелие на склонах. Кишенев : Картя Молдавеняскэ, 1966. 494 с.

52. Заславский М. Н. Эрозия почв. М. : Колосс, 1979. 245 с.

53. Зорина Е.Ф. Овраги, оврагообразование и потенциал развития // Эрозия почв и русловые процессы / Под ред. Р. С. Чалова. М.: Изд-во Московского университета, 2000. № 12. С. 72-95.

54. Зорина Е. Ф. География овражной эрозии. М.: Изд-во МГУ, 2006. 324 с.

55. Зубкова K.M. Исследование и расчет водной эрозии сельскохозяйственных полей // Диссерт. на соискание уч. степ. канд. географ, наук. Л., 1977. 218 с.

56. Иванов А. Н., Неговская Н. Т. Гидрология и регулирование стока. М.: Колос, 1970. 287 с.

57. Карасев М.С., Худяков Г.И. Речные системы на примере Дальнего Востока. М.: "Наука". 1984. 144 с.

58. Караушев А. В. Речная гидравлика. Д.: Гидрометеоиздат, 1969. 416 с.

59. Караушев A.B. Общие и некоторые частные вопросы теории русловых процессов и склоновой эрозии // Труды ГГИ, 1972. № 191. С. 5-22.

60. Киркби М. И. и др. Эрозия почвы. М.: Колос, 1984. 415 с.

61. Кичигин А. Н. Тенденции изменения характеристик стока вдоль по речным долинам равнин таежной зоны // Восемнадцатое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 28-30 октября 2003 г.). Доклады и краткие сообщения. Курск, 2003. С. 146-148.

62. Козменко A.C. Основы противоэрозионной мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1954.421 с.

63. Комлев A.M. Закономерности формирования и методы расчетов речного стока. Пермь: Изд-во Пермского университета, 2002. 163 с.

64. Корытный Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2001. 163 с.

65. Косицкий А.Г. Особенности формирования речного стока в разных природных условиях // Вестник МГУ, Сер. География, 1999. № 1. С. 56-60.

66. Косицкий А.Г. Влияние рисунка речной сети на продольное увеличение характеристик геостока //XVII межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, Краснодар, 2002. С.128- 129.

67. Косицкий А.Г. Масштабные эффекты изменения стока в различных природных условиях //Автореферат диссер. на соискание уч. степ. канд. географ, наук. М.: Географический факультет МГУ, 2003. 25 с.

68. Кочерин Д. И. Вопросы инженерной гидрологии. М. : Энергоиздат, 1932. 208 с.

69. Кузнецов М.С. К вопросу о методике исследования эродируемости почв // Эрозия почв и русловые процессы. М., 1973. № 3. С.126-134.

70. Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.348 с.

71. Кумани М. В. Способы регулирования почвенно-эрозионных процессов и гидрологического режима агроландшафтов Центрально-Черноземной зоны //Диссер. на соискание уч. степ, д-ра с.-х. наук. Курск, 2003. 415 с.

72. Курдюмов Л.Д. Закономерности эрозионно-аккумулятивного процесса. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 128 с.

73. Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 191 с.

74. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. М.: Наука, 1983. 216 с.

75. Кучмент Л.С. Речной сток (генезис, моделирование, предвычисление). М.: Ин-т Водных проблем РАН, 2008. 394 с.

76. Ларионов Г. А. Эрозия и дефляция почв. М. : Изд-во МГУ, 1993. 200 с.

77. Лидов В. П. Процессы водной эрозии в зоне дерново-подзолистых форм. М.: Изд-во МГУ, 1981. 167 с.

78. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. 255 с.

79. Лурье И. К., Лурье М. В. Моделирование изменений форм рельефа местности за счет эрозии почвенного покрова // Геоинформатика, 2010. № 4. С. 28-32.

80. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 543 с.

81. Малые реки Волжского бассейна /Под ред. Н.И. Алексеевского. М.: Изд-во МГУ, 1998.233 с.

82. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.: «Институт компьютерных исследований», 2002. 656 с.

83. Мирцхулава Ц. Е. К вопросу устойчивости связных грунтов к размыву // Тр. Груз. НИИГиМ, 1957. № 18-19. С. 485-493.

84. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л. : Гидрометеоиздат, 1974. 638 с.

85. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология. М.: Высшая школа, 2008. 463 с.

86. Морфоструктурный анализ речной сети СССР. М. : Наука, 1979. 304 с.

87. Муравейский С. Д. Реки и озера. Гидробиология. Сток. М.: Гос. изд-во географ, лит-ры, 1960. 388 с.

88. Муракаев P.P. Некоторые положения математической модели эволюции речной сети //Материалы конференции "Географические аспекты использования горных регионов". Ташкент, 2002. С. 184-186.

89. Муракаев Р. Р. Моделирование структуры микроручейковой сети на склонах // Геоморфология, 2011. № 4. С. 80-88.

90. Нежиховский P.A. Русловая сеть бассейна и процесс формирования стока воды. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 446 с.

91. Панов Б.П. Количественная характеристика речной сети //Тр. ГГИ. 1948. №4(54). С. 112-149.

92. Погорелов А. В., Думит Ж. А. Рельеф бассейна р. Кубани: морфологический анализ. М. : ГЕОС, 2009. 208 с.

93. Попов И.В. Деформация речных русел и гидротехническое строительство. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 364 с.

94. Пособие по определению основных гидрологических характеристик. Л. : Гидрометеоиздат, 1984. 448 с.

95. Работа водных потоков / Под ред. проф. Р. С. Чалова. М.: Изд-во МГУ, 1987. 196 с.

96. Ревин Ю. Г. Статистическая модель поверхности рисового чека // Природообустройство. М., 2010. С. 92-97.

97. Ржаницын H.A. Морфологические и гидрологические закономерности

строения речной сети. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 240 с.

194

98. Ржаницын H.A. Руслоформирующие процессы рек Д.: Гидрометеоиздат, 1985. 263 с.

99. Рожков А. Г. Интенсивность роста оврагов в Молдавии // Эрозия почв и русловые процессы. М. : Изд-во МГУ, 1973. С. 87-104.

100. Poní М. Гидрология суши. JL: Гидрометеоиздат, 1971. 183 с.

101. Руководство по определению расчетных гидрологических характеристик. JL: Гидрометеоиздат, 1973. 110 с.

102. Рысин И. И. Овражная эрозия в Удмуртии. Ижевск: Изд-во Удмуртского университета, 1998. 274 с.

103. Рычагов Г.И. . Общая геоморфология. М.: Наука, 2006. С. 416.

104. Светличный А. А., Черный С. Г., Швебс Г. И. Эрозиоведение: теоретические и прикладные аспекты. Сумы: Университетская книга, 2004. 410 с.

105. Симонов Ю. Г., Симонова Т. Ю. Речной бассейн и бассейновая организация географической оболочки // Эрозия почв и русловые процессы / Под ред. Р. С. Чалова. М.: Изд-во Московского университета, 2003. № 14. С. 7-34.

106. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. Т. 1. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948. 308 с.

107. Современные экзогенные процессы в предгорьях Западного Тянь-Шаня / Под ред. Р. С. Чалова. М., 1987. 101 с.

108. Соколовский Д.Л. Речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 538 с.

109. Сысуев В.В. Физико-математические основы ландшафтоведения. М.: Изд-во МГУ, 2003.245 с.

110. Фролова Н. Л., Нестеренко Д.П., Шенберг Н.В. Внутригодовое распределение стока рек России //Вестник Моск. ун-та. Сер. География. 2010. №6. С. 8-16.

111. Христофоров A.B. Надежность расчетов речного стока. М.: Изд-во МГУ, 1993. 166 с.

112. Хортон Р. Е. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1948. 158 с.

113. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1979.232 с.

114. Чеботарев А.И. Общая гидрология. JL: Гидрометеоиздат, 1975. 544 с.

115. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. JI. : Гидрометеоиздат, 1964. 222 с.

116. Шайдеггер А.Е. Теоретическая геоморфология. М. : Прогресс, 1964. 450 с.

117. Швебс Г. И. Оценка величины ливневого смыва почвы // Труды УкрНИГМИ, 1971. № 120. С. 159-165.

118. Шмидеберг Н.А. Химический состав природных вод бассейна р. Средней Протвы и его изменчивость //Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География, 1997. №5. С. 45-51.

119. Шульц B.JI. Реки Средней Азии. JI. : Гидрометеоиздат, 1965. 691 с.

120. Эдельштейн К К. Структурная гидрология суши. М.: ГЕОС, 2005. 316 с.

121. Экология эрозионно-русловых систем России / Под ред. Р. С. Чалова. М. : Изд-во МГУ, 2002. 162 с.

122. Эрозионные процессы / Под ред. Н. И. Маккавеева, Р. С Чалова. М.: Мысль, 1984. 256 с.

123. Яковченко С. Г., Жоров В. А., Постнова И. С. Создание и использование цифровых моделей рельефа в гидрологических и геоморфологических исследованиях. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. 92 с.

124. Bondarev V. P. Morphometric structure as a controlling factor of sediment redistribution within small basins (case study: Seym river basin) // Tenth International Symposium on River Sedimentation (10-th ISRS). Moscow, 2007. C. 150-156.

125. Chase G. Fluvial landsculpting and the fractal dimension of topography //Geomorphology, 1992. № 5. C. 39-57.

126. Chorley, R. J., Kennedy B. A. Physical geography: a systems approach. London: Prentice-Hall, 1971. 370 c.

127. Chow, Ven Те; Maidment, David R. ; Mays, Larry W. Applied hydrology. Сингапур: McGraw-Hill Book Co., 1988. 572 c.

128. Garnett P. Williams. Sediment concentration versuswater single hydrologic events in rivers //J. Hydr., 1989. №1-4. C. 89-106.

129. Horton R. E. The role of infiltration in the hydrologic cycle // Trans. AGU, 14th Ann. Mtg, 1933 C. 446^160.

130. Foster G. R. Modeling ephemeral gully erosion for conservation planning // J. of Sediment Research, 2005. Vol. 20. C. 157-175.

131. Meakin P, Feder J., Jossang T. Simple statistical models for river network // Phisica A. 1991 , № 176. C. 409^29.

132. Morgan R. P. C.. Soil erosion and conservation. Maiden : Blackwell Publishing, 2005. 320 c.

133. Shaw E., Beven K., Chappell N., Lamb R.. Hydrology in practice. London-New York: Spon Press, 1988. 560 c.

134. Shreve R.L. Statistical law of stream numbers // J. Geol. 1966. №. 74(1). C. 1737.

135. Strahler A.N. Hypsometric (area-altitude) analysis of erosial topography // Geol. Soc. Amer. Bull., 1952. № 1933. C. 1117-1142.

136. Toy T.J., Foster G.R., Renard K. G. Soil erosion: processes, prediction, measurement, and control. New York : John Wiley and Son, 2002. 338 c.

137. Troch P., Loon E., Hilberts A. Analytical solutions to a hill slope-storage kinematic wave equation for subsurface flow // Advances in Water Resour, 2002. № 25. C. 637-649.

138. Willgoose G., Bras R. and Rodriguez-Iturbe I. A coupled channel network growth and hillslope evolution model // Water resources research, 1991. № 27 (7). C. 1671-1684.