geomorfГеоморфология и палеогеографияGeomorfologiya i Paleogeografiya2949-17892949-179710.7868/S043542811803001Xgeomorf-1370Research ArticleСтатьиArticleМорфодинамика русел больших рек Cевера ЕТР и прогнозные оценки ее измененийRiver channel hydromorphology in the northern part of the European territory of Russia and prognostic evaluation of their changesЛьвовскаяЕ. А.LvovskayaE. A.

географический факультет

Faculty of geography

ЧаловР. С.ChalovR. S.

географический факультет

Faculty of geography

rschalov@mail.ruМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, МоскваРоссияLomonosov Moscow State University, MoscowRussian Federation20182209201803Геоморфология323Copyright © Львовская Е.А., Чалов Р.С., 20182018Львовская Е.А., Чалов Р.С.Lvovskaya E.A., Chalov R.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://geomorphology.igras.ru/jour/article/view/1370

Дана оценка переформирований русел рек Северной Двины, Вычегды, Мезени и Печоры в их нижнем течении в прошлом, настоящем и будущем вследствие саморазвития русловых форм, периодических многолетних колебаний водности и возможных изменений при различных сценариях изменений водности рек в XXI в. (повышение/понижение). Русла рек Севера слабоустойчивые и преимущественно разветвленные, причем преобладают наиболее сложные их морфодинамические типы (параллельно-рукавные, пойменно-русловые разветвления). Роль антропогенного фактора в целом незначительна, особенно на Печоре и Мезени: дноуглубление и выправление русел для обеспечения водного пути приводит к их стабилизации, сопровождаемой упрощением морфологии. Полученные гидролого-морфологические зависимости для разветвлений позволили дать прогнозные оценки русловых переформирований при изменении водности рек в целом для их русел и основных рукавов в разветвлениях. При этом увеличение разветвленности русла может происходить как при увеличении водности рек благодаря активизации и развитию пойменных проток, так и при уменьшении водности рек вследствие активизации зарастания осередков и их превращения в острова.

При повышении водности ожидается возникновение новых пойменно-русловых разветвлений и разветвленно-извилистого русла с последующим перераспределением расходов воды по основным рукавам. В одиночных, сопряженных, параллельно-рукавных и пойменно-русловых разветвлениях в многоводные годы основной поток сосредоточится в относительно более прямолинейных или расположенных вдоль коренного берега рукавах. На участках относительно прямолинейного неразветвленного русла ожидается спрямление динамической оси потока за счет формирования побочневых проток в тыловых частях побочней. Переформирования излучин Вычегды проявятся в активизации их продольного смещения за счет размыва вогнутых берегов в их нижних крыльях. Уменьшение стока выразится в сокращении водности вплоть до полного обмеления пойменных проток и одного из рукавов пойменно-русловых разветвлений, объединения небольших островов и их присоединения к пойменным массивам, сведет к минимуму число случаев спрямления излучин. На излучинах русла и в рукавах пойменно-русловых разветвлений Вычегды следует ожидать распространения фронта размыва вогнутых берегов на всю привершинную их часть, а также образования извилин динамической оси потока или даже вторичных излучин на их крыльях. То же произойдет на участках относительно прямолинейного русла Мезени и нижней Вычегды из-за зарастания побочней. Значительное изменение ширины произойдет в главных рукавах всех типов разветвлений, причем сокращение водности приведет к большему изменению ширины рукавов, чем ее увеличение. Наименьшее изменение ширины рукавов ожидается в параллельно-рукавных разветвлениях. При увеличении их водности произойдет примерно одинаковое увеличение ширины основных рукавов, при уменьшении – ширина судоходных рукавов сократится сильнее.

In paper we perform an assessment of channel dynamics in the lower courses of Rivers Severnaya Dvina, Mezen’, Vychegda and Pechora in the past, present and future according to the development of channel forms, periodical long-term changes of water runoff and possible scenarios of hydroclimate trends in the XXI century. The study emphasized low channel stability of the northern rivers, prevalence of complex types of braided channel patterns. Fluvial response to human impacts have been evaluated, which is mostly related to channel dredging for navigation maintenance based on simplification of channel structure. Hydraulic geometry relationships have been used for predictive assessment of channel changes within braided reaches. Results indicate that the rise of braiding intensity will be related both to water flow increase through water delivery into floodplain branches and water flow decrease followed by modifications of bars to islands.

русловые процессыморфодинамикаразветвления руселгидролого-мор-фологические зависимоститрансформацияпрогнозные оценкиизменения водностиантропогенный факторchannel processeshydromorphologychannel deformationsbraided channelstransformationprognostic estimationswater runoff changeshuman factorРабота выполнена по плану НИР кафедры гидрологии суши МГУ имени М.В. Ломоносова “Гидрологический режим водных объектов суши в условиях изменения климата и антропогенного воздействия”, частичной поддержке грантов РНФ (проекты 14-17-00155 – вопросы параметризации русловых процессов и 18-17-00086 – гидролого-морфологический анализ разветвленных русел) и РФФИ (проект 15-05-03752 – оценка влияния дноуглубления на морфодинамику русел).The work is performed according to the plan of scientific research of the Department of land hydrology, Lomonosov Moscow State University, “Hydrological regime of water objects in the context of climate change and anthropogenic impact”, partially supported by a grant of the RSF (projects 14-17-00155 – Issues of parameterization of channel processes and 18-17-00086 – hydro-morphological analysis of braided channels) and the RFBR (project 15-05-03752 – Evaluation of dredging impact on the river channel morphodynamics).ReferencesРусловые процессы и водные пути на реках бассейна Северной Двины. М.: ООО “Журнал “РТ”, 2012. 492 с.Ruslovye protsessy i vodnye puti na rekakh basseyna Severnoy Dviny (Channel processes and waterways on the rivers of the Severnaya Dvina basin). Moscow: OOO “Zhurnal “RT” (Publ.). 2012. 492 p.Чалов Р.С., Завадский А.С., Рулева С.Н., Чалов С.Р. Морфология, переформирование русла и перекатов р. Мезени (нижнее течение) // Географический вестник. 2010. № 3 (14). С. 11–23.Chalov R.S., Zavadskiy A.S., Ruleva S.N., and Chalov S.R. Morphology, channel and shallows deformation on the Mezen river (downstream). Geogr. vestn.2010. No. 3 (14). P. 11–23. (in Russ.)Львовская Е.А., Рулева С.Н., Чалов Р.С. Гидролого-морфологический анализ разветвленного русла р. Печора // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2015. № 1. С. 78–86.L’vovskaya E.A., Ruleva S.N., and Chalov R.S. Hydro-morphological analysis of branched channels on the Pechora river. Vestт. Mosл. Univ. Ser. 5. Geogr. 2015. No. 1. P. 78–86. (in Russ.)Чалов Р.С., Львовская Е.А., Рулева С.Н., Завадский А.С. Морфодинамика русла р. Печоры (от г. Печоры до устья) на фоне характеристики русла по всей длине // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 19. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2015. С. 211–235.Chalov R.S., L’vovskaya E.A., Ruleva S.N., and Zavadskiy A.S. Morphodynamics of the channel of the Pechora River (from Pechora city to the river mouth) against the background of channel characteristic along its length, in Eroziya pochv i ruslovye protsessy (Soil erosion and channel processes). Moscow: Geogr. f-t MGU (Publ.), 2015. Iss. 19. P. 211–235.Львовская Е.А. Ретроспективный анализ, современное состояние и оценка возможных изменений русловых процессов на больших реках Севера ЕТР. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2016. 30 с.L’vovskaya E.A.Retrospektivnyy analiz, sovremennoe sostoyanie i otsenka vozmozhnykh izmeneniy ruslovykh protsessov na bol’shikh rekakh Severa ETR (Channels of the great rivers of the northern part of European Russia: retrospective analysis, current state and evaluation of possible changes): PhD thesis. Moscow: MGU (Publ.), 2016. 30 p.Чалов Р.С., Резников П.Н. Сток наносов и условия формирования русел на реках бассейна Северной Двины // Геоморфология. 2005. № 2. С. 73–85.Chalov R.S. and Reznikov P.N. Sediment load and channel forming conditions on the rivers in the Severnaya Dvina basin. Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 2005. No. 2. P. 73–85. (in Russ.)Власов Б.Н., Чалов Р.С. Районирование Европейской территории СССР по условиям прохождения руслоформирующих расходов на реках // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1991. № 6. С. 32–42.Vlasov B.N. and Chalov R.S. Zoning of the European part of the USSR according to the passing of riverbed forming discharge in the rivers. Vestn. Mosk. Univ. Ser. 5. Geogr. 1991. No. 6. P. 32–42. (in Russ.)Водные ресурсы России и их использование. СПб.: ГГИ, 2008. 600 с.Vodnye resursy Rossii i ikh ispol’zovanie (Water resources of Russia and their usage). S.-Petersburg: GGI (Publ.), 2008. 600 p.Чалов Р.С., Лю Шугуан, Алексеевский Н.И. Сток наносов и русловые процессы на больших реках России и Китая. М.: Изд-во МГУ, 2000. 212 с.Chalov R.S., Lyu Shuguan, and Alekseevskiy N.I.Stok nanosov i ruslovye protsessy na bol’shikh rekakh Rossii i Kitaya (Sediment load and channel processes on the great rivers of Russia and China). Moscow: MGU (Publ.), 2000. 212 p.Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во МГУ, 1998. 201 с.Alekseevskiy N.I.Formirovanie i dvizhenie rechnykh nanosov(Formation and movement of river sediments). Moscow: MGU (Publ.), 1998. 201 p.Алабян А.М., Алексеевский Н.И., Евсеева Л.С., Жук В.А., Иванов В.В., Сурков В.В., Фролова Н.Л., Чалов Р.С., Чернов А.В. Генетический анализ причин весеннего затопления долины Малой Северной Двины в районе г. Великого Устюга // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 14. М.: Изд-во МГУ, 2003. С. 104–130.Alabyan A.M., Alekseevskiy N.I., Evseeva L.S., Zhuk V.A., Ivanov V.V., Surkov V.V., Frolova N.L., Chalov R.S., and Chernov A.V. Genetic analysis of the causes of spring flooding of the Small Severnaya Dvina valley near Velikiy Ustyug, in Eroziya pochv i ruslovie protsessy(Soil erosion and channel processes). Moscow: MGU (Publ.), 2003. Iss. 14. P. 104–130.Водные пути бассейна Лены. М.: МИКИС, 1995. 600 с.Vodnye puti basseyna Leny (Waterways in the Lena basin). Moscow: MIKIS (Publ.), 1995. 600 p.Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1979. 232 с.Chalov R.S.Geograficheskie issledovaniya ruslovykh protsessov(Geographical research of channel processes). Moscow: MGU (Publ.), 1979. 232 p.Чалов Р.С., Алабян А.М., Иванов В.В., Лодина Р.В., Панин А.В. Морфодинамика русел равнинных рек. М.: ГЕОС, 1998. 288 с.Chalov R.S., Alabyan A.M., Ivanov V.V., Lodina R.V., and Panin A.V.Morfodinamika rusel ravninnykh rek(Morphodynamics of lowland river channels). Moscow: GEOS (Publ.), 1998. 288 p.Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 608 с.Chalov R.S.Ruslovedenie: teoriya, geografiya, praktika. T. 1. Ruslovye protsessy: faktory, mekhanizmy, formy proyavleniya i usloviya formirovaniya rechnykh rusel(Science of channel processes: theory, geography, praxis. T. 1. Channel processes: factors, mechanisms, forms of manifestation and formation conditions of river channels). Moscow: LKI (Publ.), 2008. 608 p.Завадский А.С. Гидролого-морфологический анализ свободного меандрирования русел равнинных рек: Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: Изд-во МГУ, 2006. 26 с.Zavadskiy A.S.Gidrologo-morfologicheskiy analiz svobodnogo meandrirovaniya rusel ravninnykh rek (Hydro-morphological analysis of unobstructed meandering of lowland river channels): PhD thesis. Moscow: MGU (Publ.), 2006. 26 p.Чалов Р.С., Завадский А.С., Панин А.В. Речные излучины. М.: Изд-во МГУ, 371 с.Chalov R.S., Zavadskiy A.S., and Panin A.V.Rechnye izluchiny (River meanders). Moscow: MGU (Publ.), 2004. 371 p.Проектирование судовых ходов на свободных реках // Тр. ЦНИИЭВТ. М.: Транспорт, 1964. Вып. 36. 262 с.Proektirovanie sudovykh khodov na svobodnykh rekakh(Fairways designing on unobstructed rivers). TsNIIEVT writing. Moscow: Transport (Publ.), 1964. Iss. 36. 262 p.Каргаполова И.Н. Реакция русел рек на изменение водности и антропогенное воздействие за последнее столетие: Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2006. 27 с.Kargapolova I.N.Reaktsiya rusel rek na izmenenie vodnosti i antropogennoe vozdeystvie za poslednee stoletie(River channel reaction in water flow fluctuation and human impact over the last century): PhD thesis. Moscow: MGU (Publ.), 2006. 27 p.Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.Budyko M.I.Klimat v proshlom i budushchem (Climate in the past and in the future). Leningrad: Gidrometeoizdat (Publ.), 1980. 352 p.Эколого-географические последствия глобального потепления климата ХХI века на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири. М.: МАКС Пресс, 2011. 496 с.Ekologo-geograficheskie posledstviya global’nogo potepleniya klimata XXI veka na Vostochno-Evropeyskoy ravnine i v Zapadnoy Sibiri(Ecological and geographical consequences of global warming in the XXI century on the East European plain and in West Siberia). Moscow: MAKS Press (Publ.), 2011. 496 p.Львовская Е.А., Чалов Р.С. Методические аспекты прогнозирования русловых процессов при изменении водности рек // Геоморфология. 2013. № 3. С. 78–88.L’vovskaya E.A. and Chalov R.S. Methodical aspects of channel processes prediction by water flow fluctuations. Geomorfologiya (Geomorphology RAS). 2013. No. 3. P. 78–88. (in Russ.)Чалов Р.С., Завадский А.С., Рулева С.Н., Белый Б.В., Ботавин Д.В., Гаррисон Л.М., Турыкин Л.А. Русловые процессы в узле слияния рек Вычегды и Сысолы и их регулирование для решения транспортных и водохозяйственных работ в Сыктывкарском водном узле // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 18. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2012. C. 270–287.Chalov R.S., Zavadskiy A.S., Ruleva S.N., Belyy B.V., Botavin D.V., Garrison L.M., and Turykin L.A. Channel processes at the confluence of the rivers Vychegda and Sysola and their regulation for solving transport and hydroeconomic issues within the boundaries of the Syktyvkar waterway transport hub, in Eroziya pochv i ruslovye protsessy (Soil erosion and channel processes). Moscow: Geogr f-t MGU (Publ.), 2012. Iss. 18. P. 270–287.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.