CC BY
132Вып. IX. Саранск — Пушта, 2011
ПОЙМЕННО-РУСЛОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ РЕК НИЖЕГОРОДСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
О.В. Кораблева
Государственный природный биосферный заповедник «Керженский»; e-mail: [email protected]
Описываются особенности русел и пойм рек Нижегородского Заволжья, отмечается взаимосвязь и взаимозависимость поймы и русла. Выделяются 2 типа пойменно-русловых комплексов, формирование которых связано с литологией пойменных берегов и формой русла.
Русла и поймы рек всегда были и остаются важными географическими объектами для организации хозяйственной деятельности людей, а в связи с этим и для изучения природных и антропогенных процессов. В Нижегородском Заволжье реки относятся к бассейну Волги, преобладающее направление их течения - с севера на юг, русла и поймы сложены преимущественно песками и супесями. Встречаются участки русла с обнажениями коренных и моренных пород. Широкое распространение легкоразмываемых пород, к которым относится песчаный аллювий, наличия участков с трудноразмываемыми отложениями в русле отразились на характере образования поймы. «Пойму и русло рек необходимо рассматривать в комплексе, в единой геосистеме «русло-пойма», так как процессы, в них протекающие, взаимосвязаны, географические объекты или комплексы низшего ранга (подсистемы), возникающие в результате этих процессов, влияют друг на друга в прямой и обратной связи» (Чернов, 2009, с. 31). В развитие положения о единой системе «русло - пойма» при комплексном изучении речных систем было сформулировано понятие о едином пойменно-русловом комплексе (ПРК) (Беркович и др., 1996). Пойменно-русловые комплексы - это природные комплексы, расположенные на днищах речных долин и включающие в себя русло реки и ее пойму, а также уступы террас или коренных берегов (Чернов, 2009).
Для выявления причинно-следственных связей в развитие ПРК, где русло и пойма представляют собой общую целостную систему, необходимо исследовать русловые и пойменные процессы.
Данные исследования имеют практическое значение, выделенные пойменные ПРК позволят выявить тенденции развития в будущем, что послужит основой для решения многих задач различной направленности, связанных с переформированиями русла, сукцессионными процессами в
пойме, средой обитания околоводных и водных животных, особенностями распространения водоохранных зон и т.д. Это послужит основой для рекомендаций по оптимальному и рациональному использованию пойм и русел в хозяйственной деятельности, для предложений и разработок по природоохранным мероприятиям. Прежде всего, это касается заповедных пойменных территорий.
Основные методы изучения ПРК - мониторинг, маршрутные исследования с комплексным физико-географическим описанием ПТК, ландшафтное профилирование и дешифрирование аэро- и космоснимков.
Мониторинговые наблюдения проводятся на базе Керженского заповедника за горизонтальными деформациями на р. Керженец - левого притока Волги, выражающихся в размыве вогнутых и намыве выпуклых берегов. Вначале были заложены 3 стационарные пробные площадки, представляющие собой сегментные излучины: первая - крутая, ее степень развитости (соотношение длины русла на излучине к ее шагу) равна 2.0; вторая - развитая - 1.6; третья - пологая - 1.2 (Чернов, Кораблева, 2006). Определение размыва берегов излучин в разных точках вдоль их вогнутого берега осуществляется при периодическом изменении расстояний между линией берега и зафиксированными реперами, в качестве которых используются специально помеченные деревья. Отдельные деревья-репера могут оказываться в опасной зоне размыва и со временем падать в реку; в этом случае заблаговременно назначаются репера-дублеры, по которым затем продолжается измерение размывов берега. Измерения проводятся, как правило, два раза в году: в июне после половодья и в сентябре-октябре при переходе летней межени в зимнюю. В годы с высокими дождевыми паводками проводятся дополнительные измерения после их прохождения.
Перед тем, как начать работу по систематическому сбору данных с опорных точек и заложению пробных площадок для определения намыва аллювия, наблюдений за уровнем грунтовых вод и за сукцессиями растительного покрова, была намечена профильная полоса. Данный профиль нивелируется, осуществляется ландшафтная съемка, определяются пойменные пробные площади. В данном случае было заложено пять площадок, они находятся на разных гипсометрических уровнях, характеризуются разной степенью затопления полыми водами, особенностями почвенных горизонтов и неодинаковым составом и возрастом растительности.
Для выделения ПРК и для характеристики природно-территориальных комплексов (ПТК) в пойме, проводились исследования доминантных и субдоминантных урочищ. Были проведены маршрутные исследования с
использованием метода «ландшафтное профилирование», где каждый комплекс изучался методом комплексного описания точек (Жучкова, 2004). Описано более 400 точек, находящихся в пойме р. Керженец, около 70 описаний ПТК относится к рекам Нижегородского Заволжья: Усте, Ветлуге, Узоле, Линде, Сеже, Большой и Малой Какше, Вае, Большой Серьге, Белбаж. Использовался метод дешифрирования космических снимков съемки 2000 г. со спутника Landsat, и крупномасштабной съемки 2008 г. со спутника World View.
Более крупные реки Заволжья, такие как Керженец, Ветлуга, Узола, Линда, являясь притоками первого порядка, текут в меридиональном направлении по пологоволнистой равнине, сложенной песками и супесями, суглинками флювиогляциального, аллювиального, гляциального происхождения. Высокая опесчаненность территории способствует меандрированию рек и свободному развитию русловых деформаций, которые проявляются через излучины, находящиеся на разных стадиях развития. Подстилаемые породы - суглинки, глины, мергеля верхнепермского и триасового возраста выходят в берегах рек, обеспечивая тем самым устойчивость к размыву, но имеют ограниченность своего распространения. Долины рек довольно широкие, террасированные, с пологими и крутыми склонами. Поймы преимущественно сегментногривистые, не разветвленные. Русла извилистые, в местах выхода коренных отложений прямолинейные.
Русло Керженца образует в большинстве слабо развитые - молодые излучины, доля которых возрастает вниз по течению. Исходя из картографических данных по растущим излучинам (по степени развитости), определена средняя интенсивность размывов берегов р. Керженец. Она составляет 1-1.5 м в год (Чернов, Кораблева, 2008). По мониторинговым наблюдениям на 3 стационарных площадках средняя интенсивность размывов берегов реки Керженец за период с 2001 по 2010 гг. составляет 0.6 м в год. Сохраняется наибольший размыв вогнутого берега в нижнем крыле по сравнению с отступающим берегом в верхнем крыле и в вершине каждой излучины, т.е. излучины продолжают смещаться не только в поперечном, но и более быстрыми темпами в продольном направлении (вниз по течению). Сравнение скорости размывов супесчаного пойменного берега в половодье и межень показало, что этот процесс происходит преимущественно в период половодья. В меженные периоды, в большинстве случаев, отступание берега не происходит. Отступание линии берега различается по интенсивности и по годам. При наибольших подъемах уровня воды в половодье отмечаются наибольшие размывы берегов (Кораблева,
2010). На прямолинейных участках русла, где обнажаются коренные породы, размывов не происходит, это подтверждают разновременные снимки с 20летней разницей и периодические наблюдения.
Пойма рек в целом имеет сегментно-гривистую структуру, где в результате эрозионно-аккумулятивной деятельности реки в рыхлых, беспрепятственных для размыва породах, образуется аккумулятивный ПРК (1-й тип ПРК - рис.1), который преобладает и представляет собой меандрирующее русло с двусторонней поймой. Цокольный - (11-й тип ПРК
- рис.1) выделен на участках прямолинейного русла с односторонней поймой, где русло врезано в коренные породы или моренные отложения, они же слагают цоколь поймы.
Аккумулятивный ПРК представляет собой пространственную смену ПТК
- пойменных зон на выпуклых берегах излучин: прежде образуется отмель, затем появляется первичная растительность, которая подтверждает, что формируется молодой (эмбриональный) участок поймы, отличающийся от другой - зрелой поймы своей молодостью, с максимальным возрастом до 100 - 150 лет. Далее поселяются ивы, злаки, осоки, почв еще нет. Немного позже появляются всходы соснового леса. Завершается процесс образования молодого участка поймы появлением соснового леса на слаборазвитых аллювиальных почвах. Возраст следующей пойменной зоны, относящейся к зрелой пойме, составляет несколько сотен, а иногда и тысяч лет. Зрелая пойма характеризуется слоистыми почвами, находящимися на разных стадиях формирования; на ней можно произвести выделение прирусловой, центральной и притеррасной зон. Эти зоны находятся в разных гидродинамических условиях по отношению к современному руслу, и поэтому отличаются качественным своеобразием компонентов ПТК. Прирусловая пойма окаймляет русло с двух сторон, она первая принимает на себя поток половодья на его подъёме, на ней происходит отложение наиболее крупного материала (вплоть до крупного песка), скорости потока при переливе на пойму очень высоки (более 1.5 м/с), но очень быстро снижаются, за счет чего здесь образуются эрозионные котлы. Поверхность прирусловой поймы приподнята, высокие гривы осложнены наложенными прирусловыми валами с сосняками зеленомошными и разнотравными дубняками и липняками на дерновых примитивных преимущественно песчаных почвах. К центральной части поймы поток доходит уже основательно разгруженным от переносимых им наносов, скорости потока здесь также снижаются, отчего влияние его на пойменные ПТК резко ослабевает. Выположенные гривы центральной поймы представлены хвойно-широколиственными лесами в различных сочетаниях сосны, ели, дуба, липы, чаще всего на дерновых слоистых почвах. Центральная
пойма осложнена старицами и староречьями с черной ольхой и влажнотравной растительностью. Притеррасная зона поймы расположена на значительном удалении от русла, до нее доходит полностью осветленный поток, имеющий здесь очень малые скорости. Практически не происходит пойменной аккумуляции, отчего эта зона поймы лежит гипсометрически ниже остальных участков поймы; режим вод часто бывает застойным, отчего притеррасная часть поймы в той или иной мере заболочена.
У цокольного ПРК один берег, как правило, высокий, сложен устойчивыми к размыву породами, здесь отсутствует молодая пойма, а у зрелой прирусловая
Рис.1. Пойменно-русловые комплексы рек Нижегородского Заволжья (Аккумулятивный ПРК -1 тип - отмечен белым цветом, цокольный ПРК -11 тип -отмечен черным цветом).
часть имеет более богатую легкосуглинистую почву. Непосредственно у русла растет осоково-злаковый луг с дополнением разнотравья. Гривы прирусловой и центральной поймы представлены дубравами, либо ельниками с примесью осины в древостое и подросте, в понижениях с осинниками. В центральной пойме в основном развиты средне- и иногда тяжелосуглинистые почвы. В притеррасных понижениях преобладают также осинники, реже черноольховые березняки или черноольшанники влажнотравные.
На всех ПРК встречаются и высокие поверхности, редко заливаемые водой, при этом они начинают испытывать недостаток влаги, и влияние пойменного режима ослабевает, усиливается проявление зональных признаков. Пойменные комплексы постепенно превращаются в надпойменную террасу с растительностью и почвами характерными для таежных ландшафтов.
Изучение русловых и пойменных процессов позволило охарактеризовать особенности поймы и выявить ее взаимосвязь с морфологией и литологией русла, выделить типы ПРК. Рассматривая результаты исследований и мониторинговых наблюдений, можно сделать следующие выводы:
Русло и пойма - это два взаимосвязанных элемента, они образуют единый пойменно-русловой комплекс, классифицируемый двумя типами: аккумулятивный - меандрирующее русло с двусторонней поймой; цокольный
- прямолинейное русло с односторонней поймой.
В аккумулятивном ПРК в результате меандрирования реки происходят интенсивные русловые деформации, зависящие в первую очередь от водности реки в половодье; и образуются наносы на пойме в виде твердого вещества, которые распределяются при удалении от русла с уменьшением частиц и дальнейшим их оседанием в качестве субстрата. Эрозионно-аккумулятивная деятельность реки обеспечивает полное ландшафтное направление развития поймы, где происходит усложнение пойменных ПТК от первичных молодых (эмбриональных) образований до сложно построенных береговых массивов поймы. Это можно изобразить в виде схемы: Молодая пойма —— Зрелая пойма (прирусловая - центральная - притеррасная) —— Надпойменная терраса.
В цокольном ПРК первая пойменная зона отсутствует, его структура: Зрелая пойма (прирусловая - центральная - притеррасная) —— Надпойменная терраса.
Итак, динамические проявления зависят от морфологической структуры ПРК, которые в свою очередь определяются литологией пород, слагающих пойму, и характером деформаций русла.
Список литературы
Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Экологическое состояние пойменно-русловых комплексов Европейской части России (факторы, критерии, районирование) // Проблемы оценки экологической напряженности территории России: факторы, районирование, последствия. М.: МГУ, 1996. С. 88-101.
Жучкова В.К. Раковская Э.М. Методы комплексных физико-географических исследований. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 368 с.
Кораблева О.В., Чернов А.В. Многолетние и сезонные деформации широкопойменного русла р. Керженец - опыт мониторинга русловых процессов // Маккавеевские чтения 2006. М.: МГУ 2007. С. 41-50.
Кораблева О.В., Чернов А.В. Эрозионно-аккумулятивные процессы в пойме заповедного Керженца // Двадцать третье пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Доклады и краткие сообщения. Калуга, 2008. С. 146-148.
Кораблева О.В. Морфология долины и деформации русла р. Керженец (Нижегородское Заволжье) // Геоморфология. 2010. № 2. С. 69-78.
Мамай И.И. Динамика ландшафтов: Методика изучения. М.: Изд-во МГУ, 1992. 162 с.
Чалов Р.С., Завадский А.С., Панин А.В. Речные излучины. М.: Изд-во МГУ, 2004. 371 с.
Чернов А. В. , Кораблева О. В. Опыт мониторинга русловых деформаций на широкопойменных реках (на примере реки Керженец // География и природные ресурсы. 2008. № 2. С.158-165.
Чернов А.В. География и геоэкологическое состояние русел и пойм рек Северной Евразии. М.: Изд-во «Крона», 2009. 654 с.
