Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Морфодинамика русел рек центра Русской равнины в голоцене : диссертация ... кандидата географических наук : 25.00.25

Год: 2005

Номер работы: 306186

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Введение Мы всего лишь должны, следуя за тем, что наблюдаем в настоящее время, распространить наши выводы на предмет прошлого, и тогда мы поймем многое из того, что при более офаниченном подходе кажется необыкновенным и не находит разумного объяснения. Дж. Гёттон Актуальность темы. Закономерности нроявления русловых процессов не всегда удается объяснить, используя данные современных иаблюдений. Часто русловой режим рек в той или иной степени унаследован от прошлых эпох, когда русла формирова

Глава 1. Морфодинамика русел равнинных рек и ее связь с факторами русловых процессов Изучение процессов руслоформирования в прощлом невозможно без понимания механизма формирования речных русел в настоящее время. Необходимо представлять основные закономерности русловых процессов, их геоморфологическое выражение, факторы и условия протекания русловых деформаций. Необходимо уточнить нонятия факторов и условий применительно к русловым процессам. В литературе основными факторами русловых процессов

1.1 Обзор факторов руслоформирования. /././. Сток воды и водный режим рек, их изменения во времени. Сток воды играет наиболее существенную роль в русловом режиме реки. Его основные характеристики - абсолютная величина (водоносность) и внутригодовая неравномерность (Чалов и др., 1998). Основным показателем водоносности является средний многолетний расход воды (норма стока). Однако в отнощении процессов руслоформирования норма стока не всегда может служить показателем наиболее существенного воз

1.1.2. Сток наносов и состав ачлювия. Наносами называют совокупность частиц, поступающих в водные потоки вследствие разрушения горных нород, почвенного покрова, размыва отложений различного генезиса, и транснортируемых ими в направлении движения потока (Алексеевский, 1998). Наносы представляют собой результат разнообразных физических и географо- гидрологических процессов на водосборах, в долинах и руслах рек и в приемных водоемах. Перемещение частиц начинается при достижении скоростью потока

. О характере ледовых явлений, как о факторе русловых процессов уже говорилось в начале главы. По сравнению с воздействием на руслоформирование стока воды и наносов, ледовые явления в настоящее время не оказьюают существенного влияния на ход русловых процессов на реках центра Русской равнины, вследствие незначительной мощности льда на реках, отсутствие наледей, крупных заторов и зажоров. Тем не менее, исследователи (Маккавеев, 1955, Журавлев, 1987) отмечают отдельные случаи интенсивного разру

1.2 Условия руслоформирования

1.2.1. Свободное и вынужденное развитие русловых деформаций. Геолого-геоморфологическое строение речных долин во многом онределяет характер русловых процессов, которые в них происходят. Основные факторы руслоформирования - сток воды и наносов - находятся в определепной зависимости от литологии коренных пород, крупности и состава аллювиальных отложений, уклонов дна долины. Рис.

1.5. Условия Свободного развития русловых деформаций - свободные излучины р. Авача (Камчатка) местпых базисов э

1.2.2. Влияние многолетнемерзлых грунтов на характер русловых переформирований. Многолетнемерзлые породы оказьшают преимущественно ограничивающее воздействие на процессы руслоформирования. В границах водосбора они оказьшают влияние на формирование стока наносов, а их наличие в русле определяет специфику русловых процессов. Так, благодаря широкому развитию мерзлоты на водосборах равнинные реки Сибири отличаются невысокой мутностью, возрастающей с запада на восток но мере увеличения доли летне-

1.2.3. Влияние растительности на характер русловых деформаций. Растительность оказывает как косвенное, так и прямое влияние на русловые процессы (Маккавеев, Чалов, 1986). Косвенное воздействие заключается в регулирующем влиянии растительности на сток и поступление наносов в реку. Лес, как правило, способствует увеличению доли грунтовой составляющей в питании рек, задержке во времени ноловодья у рек с преобладающим снеговым питанием, но и увеличению длительности половодья (Маккавеев, 1960; Пол

1.2.4. Склоновые и эрозионные процессы на склонах долины и на водосборе Склоновые и эрозионные процессы на склонах долины и на водосборе, с одной стороны, являются ноставщиками твердого материала в поток, а с другой - оказывают локальное воздействие на русловые деформации. Углубление речных долин сопровождается увеличением эрозионного расчленения ее бортов овражно-балочной сетью и усилением эрозии почв на склонах. Это, в свою очередь, может являться причиной повышенного ноступлепия в русла ре

.

1.3.1. Подходы к классификации речных русел. Морфодинамическая классификация. ЬСлассификация речных русел является одним из важных обобщений представлений о характере руслоформирования. Существует множество классификаций речных русел, которые отражают разные стороны руслового нроцесса. Р.С. Чалов (1998) отмечает несколько основных подходов к классификации русел, в основу которых кладутся разные признаки: 1. устойчивость русел (интенсивность развития русловых деформаций); 2. развитость и формы

. При вьщелении морфодинамических типов русел важно определить критерии их разграничения. В настоящее время одним из наиболее распространенных методов исследования условий формирования русла того или иного морфодинамического типа является анализ зависимостей между характеристиками потока и русла, с одной стороны, и факторами руслоформирования, с другой. Л. Леопольд и М. Волман (Leopold, Wolman, 1957) предложили использовать для дифференциации типов русла так называемые QIдиаграммы (рис.

. При длительном взаимодействии потока и русла между его морфометрическими и гидравлическими характеристиками устанавливаются определенные соотношения. Методологическую основу для построения такого рода соотношений подвел М.А. Великанов (1955), отмечавший, что "зависимости морфологического характера" (уклоны, форма русла, размеры твердых частип) совместно с "гидравлическими зависимостями образуют как бы совокупность уравнений, определяющих ограниченное число возможных в природе

1.4. Виды русловых деформаций и условия их иротекаиия L

4.1. Проявление русловых деформаций в разных масштабах времени. Под русловыми деформациями понимают изменения русел рек нод действием водного потока, эрозии, транспорта и аккумуляции наносов, приводящие к повышению или понижепию отметок дна, смещению форм русел и форм руслового рельефа или их частей, размывам или наращиванию берегов (Чалов, 1997). Согласно Р.С. Чалову, русловые деформации являются частью более общего явления - русловых процессов. Русловые деформации, в зависимости от их напра

1.4.2. Горизонтальные русловые деформации и формирование поймы Одним из основных проявлений горизонтальных русловых деформапий является формирование разных морфологических типов русел, а также поймы. Процесс образования ноймы тесно связан с характером горизонтальных деформаций русла (Шанцер, 1951; Маккавеев, 1955; Чалов, 1970; Чернов, 1983). Поэтому строение поймы несет инА формацию о характере русловых деформаций в геологическом нрощлом. Для нолучения этой информации необходимо де- • ' тальн

1.4.3. Вертикальные русловые деформации и трансформация продольных профилей рек. Вертикальные русловые деформации связаны с общей трансформацией продольного профиля или его локальными изменениями, происходящими в результате автоматического выравнивания транснортирующей снособности нотока и создания выработанного рекой продольного профиля (Маккавеев, 1955). Сущпость процесса выравпивания заключается в том, что в местах, где транспортирующая способность относительно мала, происходит или замедле

Глава 2. Реакция речных русел на ландшафтно-климатические изменения: изученность и современное состояние проблемы.

2.1. Историческое и палеорусловедение. Отрасль знаний, изучающая условия и цроцессы формирования речных русел, вьщеляется в настоящее время в особую дисциплину в рамках географических наук русловедение (Чалов, 1997). В рамках этой дисциплины развиваются нанравления, задачами которых является реконструкция русловых деформаций в процессе эволюции природной среды палеорусловедение. Историческое русловедение. Систематические инструментальные наблюдения за русловыми деформациями (а также климатиче

2.2. Поведение рек в ледниково-меоюледниковые циклы: существующие модели. Формирование речных долин происходит в течение достаточно длительных геологических отрезков времени. Одновременно меняются условия руслоформирования: происходит смена ландшафтно-климатических условий, понижение или повышение базиса эрозии, активизация или затухание различных экзогенных процессов на водосборе и т.д. Данные собьггия находят отражение в современном строении речных долин - в строении террасового комплекса,

2.4.Реки центра Русской равнины как объекты палеоруслового анализа. Изменения в ходе процессов руслоформирования в голоцене в центре Русской равнины связаны, в первую очередь, с ландшафтно-климатическими изменениями, а также с неоднородностями геологического строения долины рек. Данные обстоятельства выгодно отличают объекты центра Русской равнины от равнинных рек Зарубежной Европы (равнины Польши, Германии, приморские низменности Нидерландов и Великобритании). Верхнее течение большинства рек

Изучение русловых деформаций в прошлом и оценка определяющих их природных условий осуществляется посредством палеоруслового анализа (Чалов, 1996). Набор методов палеоруслового анализа зависит от временных рамок проводимого исследования, а также от его детальности. Используются преимущественно геоморфологические и геологические методы исследования. Их можно разделить на три основные группы: • • методы морфологического анализа палеоруслового рельефа; анализ геологического строения поймы (в том

3.1.2. Морфология склонов речных до.чин. Развитие склонов в пределах речных долин - коренных бортов, уступов террас, тесно связано с проявлениями русловых процессов. Горизонтальные русловые деформации русел рек приводят к подрезанию склонов, усилению на них склоновых процессов и увеличению в русловых осадках содержания грубообломочного материала (Динамическая 82 геоморфология, 1992). Поэтому морфология коренных склонов долин, склоны террас могут служить косвенными свидетельствами русловой акт

3.1.3. Исходные материалы для морфологического анализа При анализе аэрофотоснимков и крупномасштабных тонографических карт, а также в ходе полевых наблюдений по рисунку мезорельефа ноймы можно восстановить положение русла во время формирования различных пойменных массивов. Кроме того, можно определить его морфодинамический тип, а также измерить основные параметры палеорусла (радиус кривизны древних излучин, ширину русла, форму некоторых островов). Достаточно информативными для изучения рельеф

3.2. Анализ геологического строения ноймы Изучение геологического строения поймы позволяет дополнить сведения, полученные при морфологическом анализе. Вещественный состав отложений содержит информацию об обстановках осадконакопления, динамике процессов, а также времени накопления осадков. Анализ пространственного положения фаций аллювия на геологическом профиле помогает восстанавливать погребенный русловой рельеф. В результате можно точнее измерить параметры древних русел и определить их морф

3.3. Определение возраета поймы и ее элементов. Под возрастом поймы мы понимаем время формирования первичного пойменного рельефа, который образуется в процессе деформаций речного русла. Различия в типе первичного руслового рельефа на разных участках единого пойменного массива служат признаком разновозрастности этих участков. Например, если на одном участке поймы имеются следы руслового рельефа, который характерен для меандрирования (изогнутые старицы, характерный гривистый рельеф), а на друго

. При изучении места направленных вертикальных русловых деформаций в процессе руслоформирования и формировании поймы не всегда корректно переносить представле91 ния о циклах врезания-аккумуляции (которые успешно работают для террасового комплекса) и считать каждый из уровней поймы венцом аккумулятивного этапа (Папин, 2001). Тем не мепее, при рекопструкции русловых деформаций в прошлом пеобходимо определять направленность вертикальных русловых деформаций. Направленпые вертикальные деформации и

Глава 4.Голоценоеые русловые деформации в среднем течении р.Протвы.

4.1. Общая характеристика бассейиа р. Протвы и ее русла.

4.1.1. Геолого-геоморфологическая характеристика бассейна р. Протвы и ее долины. Бассейн реки Протвы расположен на юго-восточном склоне СмоленскоМосковской возвышенности, занимая относительно пониженный участок между Среднерусской и Смоленско-Московской возвышенностью - Угоро-Протвинскую низменность. В структурно-тектоническом отношении территория располагается на юго-западном крыле Московской синеклизы, с падением коренных пород на северо-восток под углом 2-3°. Дочетвертичные нороды представ

4.1.2. Ландшафтно-климатическая характеристика бассейна Протвы. По t°C24 19 14 9 4 - 1 -I -6 -11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12мес. • температура •осадки 90 80 70 климатическому районированию (Алисов, 1956) бассейн р. Протвы находится в атлантико-континентальной области у южной Границы зоны достаточного увлажнения (Несмелова и др., 2003). Средняя температура июля +17,5°С, средняя температура января 10,3°С. Годовое количество осадков составляет 650-700 мм. Изменчивость осадков по годам Рис.

4.1.3. Гидрологическая характеристика р. Протвы Река Протва - левый приток Оки. Длина Протвы составляет 282 км. Абсолютная высота истока - 282 м, высота устья - 108,8 м, средний уклон составляет 0,6 °/оо (рис.

4.3.). Плошадь бассейна 4620 км^, его длина 150 км. средняя ширина 31 км, наибольшая - 56 км. В бассейне насчитывается 424 реки длиной до 10 км и 34 - с длиной более 10 км. В таблице

4.1. нриведены наиболее крунные притоки Протвы. Средним течением Протвы считается участок до

4.1.4. Морфодинамические типы русла p. Протвы Четковидное строение долины Протвы, а также крупность руслообразующего аллювия предопределяет чередование свободных и ограниченных условий развития русловых деформаций. В первую очередь, это касается верхнего и среднего течения р. Протвы. В нижнем течении, как правило, преобладают свободные широкоцойменные условия развития русловых деформаций с преимущественно песчаным характером руслообразующих наносов. В верхнем и среднем течении русло• разветвл

4.2. Результаты исследования Сатииского ключевого участка.

. Долина р. Протвы в районе Сатинского ключевого участка отражает наиболее типичные черты долины среднего и верхнего течения, о которых шла речь выше. Здесь также наблюдается четковидное строение долины. Паиболее широкая её часть раснолагается в урочище Барский Луг (до 1,5 км). Расширение связано с пересечением рекой древней долины Пра-Протвы, которая заполнена на глубину до 90 метров рыхлыми осадками среднеплейстоценового возраста. Паиболее узкое место наблюдается в "Дедюевских" во

Днище долины в районе Сатинского ключевого участка представлено фрагментами осташковской террасы и разновозрастными нойменными поверхностями различного уровня (рис.

4.10.). Для поверхности осташковской террасы характерно практически полное отсутствие первичного руслового рельефа. В районе Рыжковского кладбища располагается морфологически различимый изометричный (80-100

м) палеоостров (Нанин, 2001). Налинологические и геохронологические данные (Строение..., 1996) свидетельствуют о

4.3. Русловые переформирования р. Протвы в голоцеие в связи с изменением ландшафтно-климатической обстановки.

4.3.1. Изменения ландшафтно-климатической обстановки в голоцене. Комплексное изучение опорных разрезов центра Русской равнины (методы спорово-пыльцевого, карпологического, диатомового, палеопочвенного, радиоуглеродного, термолюминисцентного и историко-археологического анализа, - Хотинский, 1989а) показало, что ландшафтно-климатические условия за носледние 15 тысяч лет иснытывали существенные изменения. Наиболее контрастные изменения происходили в позднеледниковое время и на рубеже позднеледн

4.3.2. Этапы трансформации морфодинамического типа русла Изменения ландшафтно-климатических условий в позднеледпиковье и голопене нредонределили значительные трансформации русла в среднем течении р. Протвы. В строении поймы зафиксированы следы русловых деформаций, отвечающих различным этапам развития русла. Можно вьщелить следующие этапы. 15-10(11) ТЫС.Л.Н. (Позднеледниковый этап). Данному этапу предществовал этап аккумуляции в днище долины и формирование поверхности осташковской террасы (Стр

4.3.3. Вертикальные русловые деформации В связи с изменениями ландшафтно-климатических условий и колебаниями величины водоносности, в голоцене в русле р. Протвы несколько раз отмечалась смена знака направленных вертикальных русловых деформаций. Как было показано в пункте

3.2., для восстановления характера вертикальных деформаций в голоцене необходимо сравнивать положение аналогичных элементов разновозрастного руслового релье1 1— < —".. • Я но палеорусел • П оверхность русловых

Глава 5. Голоценовые русловые деформации в среднем течении р. Сейма

5.1 Общая характеристика бассейна, долииы и русла р. Сейма

5.1.1 Геолого-геоморфологическая и ландшафтно-климатическая характеристика бассейна Бассейн реки Сейма приурочен к Южному и Юго-западному склону Среднерусской возвышенности. Река Сейм принадлежит к бассейну р. Дненр. Это крупнейший приток р.Десны. Плош,адь бассейна составляет 30400 км^. Длина реки 748 км. В таблице

5.1 приведены наиболее крунные притоки Сейма. Кроме заказанных, имеются еще 6 притоков длиной 50-100 км, 42 притока длиной 20-50 км, 59 притоков - 11-20 км и 529 притоков дли

5.1.2. Строение долины р. Сейма Долина Сейма врезана на глубину 80-100 метров. В днище долины располагается широкая пойма, однако согласно морфоструктурному плану территории в долине имеются как озеровидные расширения, так и сужения. Причиной различного строения долины Сейма на разных участках является неодинаковое расположение их по отношению к наклону пластов коренных нород, погружающихся в юго-западном нанравлении. Ф.Н. Мильков (1983) вьщеляет Курское, Льговское и Рьшьское расширения. Здес

5.1.3. Гидрологическая характеристика p. Сейма. Основные характеристики стока для среднего течения р. Сейма приведены в таблице

5.2. Водопост Рышково располагается в пределах г. Курск, т.е. у верхней по течению границы изучаемого нами отрезка долины; водопост г. Рыльска располагается ниже по течению по отношению к изучаемому участку. Таблица

5.2. Основные гидрологические характеристики р. Сейм в среднем течении. в/п Рышково Рыльск Период наблюдений 1927-40; 1943-80 1935-40; 1942-8

. Па участке р. Сейма между городами Курском и Курчатовым ее долина имеет щиротное простирание. Ширина днища (пойма и два уровня низких террас) достигает здесь 3-5 км (рис.

5.6). Сейм принимает на данном участке 5 притоков, в том числе крупный правый приток Тускарь. Рис.

5.6. Профиль через долину р. Сейм в районе д. Малютино (Velichko, Gribchenko, 2000) :Г Рис.

5.7. а, б. Фрагмент разреза МЛ-1. Морозобойная трещина (а) (фото Панина А.В.) Рис.

5.7. Разрез МЛ-1, вскр

5.3. Развитие русловых деформаций иа р. Сейме в связи с измеиеииями лаидшафтиоклиматических условий.

5.3.1. Изменения ландшафтно-климатической обстановки в голоцене Изменения ландшафтно-климатических условий в голоцене в бассейне р. Сейма во многом соответствовали тем изменениям, которые происходили в центральной части Русской равнины. В.А. Климанов (Klimanov, 2000), применяя информационно- статистический метод обработки палинологических данных (Климанов, 1976), построил кривые отклонений основных палеоклиматических характеристик (средние температуры января, июля и среднегодовые, среднегодо

Отсутствие в рельефе поймы следов русловых разветвлений (участков ложбинпоостровной поймы, брошенных русел с характерными разветвлениями), свидетельствует о том, что в голоцене русловые деформации нроисходили без изменения морфодинамического типа русла. В течение всего голоцена развивалось меандрирующее русло. Данные А.В, Панина и др. (2001) свидетельствуют, что уже в раннем голоцене размеры излучин были близки к современным (рис.

5.19). c-u ттт т ттт т тт т т тттт С-19 меженный &qu

6.1. Основные этапы развития русел рек центра Русской равнины в голоцене. Бассейны рек Протвы и Сейма, находясь в центральной части Русской равнины, имеют как сходные черты в своем геолого-геоморфологическом строении и динамике ландшафтно-климатических условий в голоценовое время, так и значительные различия. Однако основываясь на данных, которые приведены в

главах 4 и 5, в характере русловых деформаций в голоцене на этих реках, также наблюдаются существенные различия. Сравнивая историю

6.2. Характеристика условий руслофор.чирования в бассейнах изучаемых объектов. Изменения характера русловых деформаций в голоцене, а также различия в ходе истории этих изменений на реках центра Русской равнины связано с разной реакцией рек на изменение условий руслоформирования (

глава 1, рис.

1.2). Наибольшее влияние при этом оказьшают те условия руслоформирования, которые воздействуют непосредственно на сток воды как основного фактора русловых процессов. Среди последних можно вы

6.3. Связь условий руслоформирования с характером русловых дефрормаций рек центра русской равнины в голоцене. Таким образом, условия руслоформирования, в которых происходили русловые деформации в голоцене на реках Протва и Сейм имели как сходства, так и существенные различия. Анализируя таблицу б. I. можно сделать следующие выводы: • Вследствие того, что уклоны дна долин рек центра Русской равнины в голоценовое время существенно не менялись, данное условие руслоформирования не могло послужить

6.4. Влияние вертикачьных русловых деформаций на характер морфодинамики русел рек центра Русской равнины в голоцене. Как ноказали Н.И. Маккавеев и Р.С. Чалов (1986), "вертикальные деформации ...оказывают определенное воздействие на развитие форм русла. При прочих равных условиях на аккумулирующей реке больще вероятность образования разветвленного на рукава русла; врезающимся рекам чаще свойственны извилистые (неразветвленные) тины русла" (с. 93). Данное положение в целом реализуется

. Истории развития русловых деформаций на реках Протва и Сейм, по-видимому, не являются уникальными для центра Русской равнины. Для целого ряда рек можно обнаружить значительные сходства современных условий руслоформирования с условиями, которые наблюдаются либо в долине Протвы, либо Сейма. Поскольку в центре Русской равнины изменение ландшафтно-климатических условий, тектоническая обстановка были сходными для большинства речных бассейнов, то можно предположить что в недавнем геологическом