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

Пойменные талики Северо-Востока России : диссертация ... доктора географических наук : 25.00.08

Год: 2005

Номер работы: 306575

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:

7.2. Индикация нойменных таликов количественными методами Выводы Снисок литературы 274 289 303 308 Приложения Приложение 1. Температура воды в реках Северо-Востока России Приложепие 2 Общая схема фактического материала. Приложение 3. Фрагмент бассейна руч. Контактовый Приложение 4. Бассейн р. Дукча Приложение 5. Фрагмент бассейнов pp. Буюнда и Герба Приложение 6. Бассейн р. Омолон Приложение 7. Фрагмент бассейна р. Омолон Приложение 8. Бассейн р. Яма Приложение 9. Бассейн р. Детрин Приложени

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. Речные долины занимают в жизни человека особое место. С древнейших времен реки служили основными транспортными магистралями, а их берега были и остаются наиболее удобными местами для поселения. Пойменные экосистемы повсеместно выделяются резко новышенной биологической нродуктивностью, но В.И. Вернадскому, это одно из «сгущений жизни». Повышенное плодородие пойменных почв и гарантированное водообеспечение благоприятствуют ному освоению. С наибольшей отчетливост

В этом разделе основное внимание уделено двум работам: И.А. Некрасова (1967) и В.Г. Гольдтмана (1969). Первая из них является единственной монографией, специально посвященной таликам речных ДОЛИН, причем в осповном пойменным; автор второй, на мой взгляд, ближе всех подошел к правильному решению проблемы. Суш;ествование талика среди многолетнемерзлых пород возможно только вследствие увеличенного притока тепла летом, либо ослабления зимнего охлаждения, что можно рассматривать как своео

Распространение таликов принято рассматривать в двух аспектах, один из которых можно назвать физико-географическим, второй - территориальногеографическим. В первом случае речь идет о диапазоне значений некоторых характеристик, наиболее критичных для существования таликов, в котором последние в принципе способны формироваться при наличии прочих благоприятных условий (прежде всего аккумулятивной поймы как таковой). Во втором имеется в виду сравнительное обилие таликов в различных регионах (физи

Уравнение тенлового баланса участка реки длиной dx при стабильных гидрологических условиях обычно записывается в виде (например, Gosink, 1986): dt дх СН (

1.1) где Г-температура воды; /-время; F-средняя скорость течения; / -сумма всех тепловых потоков, влияющих на температуру воды; //-средняя глубина реки; С-объемная теплоемкость воды; коэффициент продольной дисперсии. Известно много попыток «усовершенствовать» это уравнение, например, учитывая изменчивость ряда характеристик по д

В гидрогеологии и гидрологии взаимодействие поверхностных и подземных вод традиционно рассматривается либо как нитание реки подземными водами, либо, наоборот, как потери воды из русла на инфильтрацию. Под водообменом нонимается чередование этих нроцессов во времени, обычно называемое береговым регулированием (нанример, Куделин, 1960). Таким образом считается, что на каждом участке речной долины фильтрационный поток в любой момент времени нанравлен либо исключительно в русло, либо только из

Северо-Восток России занимает обширную северо-восточную оконечность Евразийского материка с площадью почти 3 млн. км^. Границы региона по большей части имеют очень четкое геолого-тею-оническое и орографическое выражение. На западе они проходят по тектоническому сочленению мезозоид Верхоянского нагорья с погружеппой под Ленскую и Центрально-Якутскую низменности окраиной докембрийской Сибирской платформы. От п-ова Камчатка Северо-Восток отделяется узким перешейком. Наименее отчетливый участок г

В этом разделе использованы те же основные источники, что и в предыдушем, в различной степени дополненные результатами собственных наблюдений. Карты фактического материала (обзорная и каждого из исследованных объектов) приведены в Приложениях 2-11. Таблипы климатических характеристик бассейнов по данным ГМС помещены в ПриложеН И 12; при отсутствии сведений использованы данные по близлежащим И станциям (постам). Самые подробные, разнообразные и продолжительные наблюдения осуществлялись на трех

2.2.1. Река Колыма в верхнем и среднем теченнн. Колыма — крупнейшая река Северо-Востока, имеющая протяженность 2129 км (2513 км от истока р. Кулу). Площадь бассейна составляет более 600 тыс. км^, годовой сток более 100 км^. В верховьях и в начале среднего течения она дренирует густую речную сеть (до 1,2 км/км^). Наиболее водообильна верхняя часть бассейна; ниже пос. Усть-Среднекан (водосборная площадь 99400 км^, годовой сток 23,2 км^) р. Колыма протекает по низкогорной местности, и ее В Д О Т

. Бассейн ручья расположен в пределах Верхнеколымского нагорья (см. Приложения 2, 3). Основной водоток являстся притоком второго порядка р. Кулу, имея III порядок по системе Хортона - Штралера. Площадь водосбора ручья в устье равна 27 км^, густота речной сети составляет 2,5 км/км^. Бассейн репрезентативен для территории Верхней Колымы (Пасыбулин, 1976) и отличается разносторонней изученностью, прежде всего гидрологической, поскольку здесь с 1948 г. действует Колымская воднобалансовая станция

берет начало в южных отрогах Арманского хребта и впадает в бухту Гертнера (зал. Шелихова Охотского моря) в черте г. Магадан (см. Приложения 2, 4). Практически весь бассейн реки занят среднеи сильно расчлененным иизкогорьем с абсолютными отметками водоразделов в основном от 800 до 900 м и наивысшей отметкой 1020 м. Единственная низменность - небольшая Балахапчанская внутригорная впадина, по которой протекает одноименный правобережный приток р. Дукча, впадаюпщй в нее в нижнем течении. Горы пред

. Буюнда один из крупнейших притоков р. Колыма с площадью водосбора немногим менее 30000 км^ (см. Приложения 2, 5). Герба впадает в нее в 290 км от устья. Обе реки обследованы в среднем и нижнем течении, где они протекают по III мерзлотному району, в общей сложности на протяжении более 320 км. Рельеф местности преимущественно среднегорный с абсолютными отметками отдельных вершин 1500-1700 м. Паибольшим распространением пользуются породы верхоянского комплекса (в основном глинистые сланцы) при

2.2.5. Река Омолон с правобережным притоком р. Мал. Авландя. Омолон - самый крупный приток р. Колыма с водосборной площадью более 120000 км^. (см. Приложения 2,

6) Примерно половина этой территории, равно как и протяженности р. Омолон приходятся на Омолонский срединный массив, занимающий центральную часть бассейна. В поднятых блоках на поверхность местами выведены кристаллические породы фундамента. В чехле преобладают вулканогенные породы разнообразного состава при подчиненном положении

начинается слиянием двух рек IV порядка Маймачан и Майманджа. На второй из них, вытекающей из вулканического озера Гранд, перед местом слияния расположена гигантская многолетняя наледь. Яма течет в общем нанравлении на юго-восток и впадает в одноименную губу зал. Шелихова Охотского моря (см. Приложения 2, 8). На водосборе реки преимущественным распространением пользуются вулканогенные нороды при подчиненном положении осадочных. Крупные интрузивные массивы река не пересекает. Ее бассейн, кроме

2.2.7. Река Детрин в среднем и нижнем теченин. Детрин — довольно крупный приток р. Колыма, имеющий при впадении в нее (ныне в Колымское водохранилище) VI порядок и площадь водосбора почти 6000 км^ (см. Приложения 2, 9). Он берет начало на Охотско-Колымском водоразделе и течет в общем направлении на северо-восток. Примерно в середине исследованного участка длиной 63 км (между нос. Усть-Омчуг и ГМС Вакханка) река круто поворачивает на северо-запад. Водосбор сложен преимущественно терригенными н

Как подчеркивалось в Главе 1, существует довольно широкий снектр мненнй о том, какие механизмы (чаще факторы) являются ведущими при формировании пойменных талнков. Почти все рассматриваемые разными авторами факторы действуют, хотя и в неодинаковой степени, в большинстве речных долин криолитозоны; все они в той или иной мере снособствуют прогреву горных пород нойм. Поэтому, оставаясь в рамках качественных ностроений, невозможно придти к однозначному выводу о решающей роли одного либо нескольки

3.2. Оценки конвективного тенлообмена в поймах малых водотоков Данный раздел состоит из двух подразделов. Необходимость подробного описания методических подходов диктуется нестандартностью рещаемых задач; кроме того, на аналогичных подходах и приемах основана индикация пойменных таликов количественными методами, обсуждаемая в последней главе. Детальный анализ результатов помогает выяснить пути упрощения этих методов и уменьшения их трудоемкости.

3.2.1. Методика исследований. Анализ формулы (

3.4) позволяет определить наиболее существенные требования к выбору створов, периодов наблюдений и способам измерения необходимых характеристик. Основные сложности связаны с необходимостью оценить составляющую ^^, которая определяется формулой (

1.9) приведенной в разделе

1.4. В долинах водотоков с пойменными таликами невозможно измерить ни одну из величин 7^ и w. О первой из них в литературе имеются противоречивые суждения (ско

. На рис.

3.3 ноказаны типичные для середины июля, в межень, суточные вариации величин q^n q'f + q^^^ в поймах руч. Контактовый и р. Дукча. Они качественно одинаковы для обоих водотоков, несмотря на существенные различия климатических и мерзлотных условий, температур и расходов воды (соответственно 0,28 и 2,2 MVC). Близкие результаты были получены при экспедиционных исследованиях в поймах ряда других водотоков III-IV порядков с расходами от 0,1 до 3,4 MVC. ЭТО руч. Гангон (см. Приложен

Исследования, описанные в настоящем разделе, включали следующие этапы:

1) обоснование выбранных подходов к моделированию термического режима рек;

2) оценка величины q^ в р. Колыма в июльс1^ю межень (для сравнения с интенсивностью конвективного теплообмена в поймах мальк водотоков);

3) выяснение закономерностей сезонного хода ^^ в pp. Колыма и Детрин и сопоставление с значениями этой характеристики по результатам марщрутных наблюдений. Для рещения задач первых двух этапов был

. В соответствии с формулой (

3.6), изменения температуры воды по длине реки сильно зависят от ширины русла; очевидно, что на всем учасгке она должна быть измерена на один и тот же момент времени. ГТосколыо' в любом наборе крупномасштабных топофафических карт, охватьшающем значительную территоршо, неизбежно использованы данные аэрофотосъемок на различные даты (нередко и в разные годы), то для измерений, имеющих целью теплобалаисовые расчеты, они непригодны. Подходящим источником необход

. Верхний участок. В результате моделирования термического режима речных вод по изложенной методике, для замыкающего створа верхнего участка в первом варианте расчетов получена величина 19,28 °С, почти на 0,7 °С выще измеренной. В первом приближении такое расхождение можно считать допустимым. В пересчете на единицу длины реки оно примерно равно средней ошибке аналогичных вычислений по намного более короткому и гораздо лучше обеспечепному гидрометеорологическими данными участку р. Енисей (Бело

. Достаточно высокая точность оценок q^, получаемых для крупных рек но справочным данным, делает возможными аналогичные расчеты с иснользованием средних многолетних характеристик и выяснение особенностей сезонного хода этой величины. Такие расчеты были проведепы по двум объектам: описанному выше нижнему участку р. Колыма и отрезку водотока VI порядка р. Детрин между пос. Усть-Омчуг и ГМС Вакханка длиной 63 км (см. раздел

2.2.7). Водосборная нлощадь реки на этом участке возрастает с 349

. Подводя итог, проведенные исследования показали, что основные черты сезонного хода конвективного теплообмена рек с пойменными таликами одинаковы для малых, средних и самых крупных водотоков СевероВостока, Кроме оценок его характерных значений, из полученных результатов следует очень важный вывод: конвективный теплообмен в поймах исследованных рек и ручьев избыточен по отношению к поддержанию пойменных таликов. Река осенью еще сохраняет ноложительные температуры, и могла бы продолжать прог

4.1. Малые водотоки: характеристики водообмена и их со скоростями фильтрации Возможность определения хараетеристик водообмена, введенных в Главе 3, дает «метод смешения», рекомендуемый руководствами по гидрометрии для измерения расходов воды в небольших водотоках («Наставление...», 1957; Карасев, Шумков, 1985). Суть его, вкратце, состоит во внесении в воду индикатора, обычно раствора хлорида напгрия, и измерении его концентрации ниже по течению. Степень разбавления исходного раствора нолагае

4.2. Крупные реки: скорости фильтрации (движения) грунтовых вод и эффективная проницаемость аллювия Скоростные характеристики фшьтраигюнного потока. В исследованиях применялись два стандартных метода.

1) Определение динамики концентрации индикатора после его внесения в скважину нутем измерения электропроводности засоленной воды. В результате получается известная во многих научных дисциплинах «1фивая истощения». Скорость фильтрации определяется через концеьпрации индикатора в любые два м

4.3. Крупные и средние реки: водообмен с поймами и термическая стратификация в руслах Количественпые исследования, описанные в нредыдущем разделе, характеризуют высокие фильтрационные свойства аллювиальных отложений на трех базовых участках, из которых только один расположен в пойме многоводной реки. Возможность проведения аналогичных исследований, а соответственно и обобщений ограничена. Для расширения географии исследований иснользовано то обстоятельство, что водообмен с нойменными таликам

5.1. Разрез аллювиальных отложений многорукавиых рек и формирование предпочтительных путей фильтрации Систематические исследования строения аллювия проводятся обычпо по разрезам речных террас (например, Чистяков, 1978). Известно, что отложения русловой фации нрсдставляют собой чередование слоев и прослоев разной мощности, отличающихся друг от друга гранулометрическим составом материала, его сортировкой и плотностью упаковки. Слои, сложенные почти исключительно грубообломочными частицами, ран

Многие свидетельства интенсивной сосредоточенной фильтрации грунтовых вод в пойменных массивах легко обнаруживаются «невооруженным глазом». В межень вдоль берегов второстсне1П1ых рукавов и проток зачастую действуют мощные выходы грунтовьк вод, как субаквальные, так и субаэральные. Обычно лучше заметны субаэральные источники (рис.

5.4,

5.5). Эти снимки сделаны на нравом берегу отшнурованной протоки р. Буюнда, выше по течению термометрического нунктаЯ2 1 (см. рис.

4.10). Рис

5.3. Особенности термнческого и гидрологического режимов грунтовых вод в связи с движением но иредпочтительным нутям Инструментальные измерения выявляют ряд особенностей гидротермического режима пойменных массивов, которые могут наблюдаться в том и только в том случае, если движение грунтовых вод в них действительно в основном сосредоточено в предпочтительных путях фильтрации (Михайлов, 2001 а). Нерегулярные флюктуации температур грунтовых вод. В крупных реках почти во всех фазах гидрологичес

6.1. Оценка распространения пойменных таликов в крупных речных бассейнах Объектами количественных оценок в настоящем разделе служат бассейн Верхней Колымы и два «вложенных» в него водосбора рек Аян-Юрях и Кулу. Они хорощо обеспечены необходимой гидрометеорологической и геоморфологической информацией. Немаловажно также то обстоятельство, что бассейн практически однороден в отнощении типов русловых процессов (см. раздел

2.2.1), что повыщает точность оценок. Его геокриологическая изученно

6.2. Анализ регионального распространения пойменных таликов Как было подчеркнуто в Главе 1, возможность региональных обобщений на основании только неносредственных геокриологических сведений сильно ограничена из-за очень неравномерной изученности криолитозоны; в данном случае положение усугубляется азональностью объектов исследований. К сожалению, достаточно строгие оценки с применением рассмотренного выше нодхода также практически исключаются вследствие необходимости задавать в расчетах шири

6.3. Обилие пойменных таликов и нрерывистость криолитозоны на Северо-Востоке России Согласно традициошгым взглядам, сплошность ММП на нодавляющей части территории Северо-Востока (III-V мерзлотные районы но Калабину, 1960) нарушается только нод большими озерами и крупными непромерзающими реками. В долинах небольших водотоков сквозные талики связаны исключительно с тектоническими нарушениями, но которым происходит нодпитка подмерзлотных вод, либо выход носледних в днище долины и занимают очень

7.1. Геоморфологические и лаидшафтиые признаки иоймеиных таликов Пекоторые из результатов исследований, онисанных в Главе 6, номогают лучше нонять индикационное значение такого традиционного признака, как тополево-чозениевые древостой. То, что оба вида вовсе не обязательно приурочепы к таликам - несомненный факт (Мазуренко, Моекалюк, 1991; Михайлов, Банцекина, 1996). Но современные взгляды на экологию чозении (индикационная роль тополя второстепенна), кратко изложенные в разделе

1.3, не