ИСТИНА

Актуальность темы: Среди всего разнообразия форм проявления русловых процессов меандрирование является наиболее типичным и часто встречающимся. Особенно характерно оно для равнинных рек в широкопойменных условиях, поэтому излучины представляют собой одну из наиболее распространенных форм речного русла. В связи с этим, процессу меандрирования и характеристикам извилистого русла посвящена обширная литература, в том числе содержащая гидролого-морфологический анализ излучин на конкретных реках. Однако, меандрирование, в основном, рассматривается как процесс, зависящий от динамики потока и его гидравлических характеристик: расхода воды, скорости течения, уклона водной поверхности. Очень мало работ, в которых уделяется внимание анализу влияния на развитие излучин природных факторов и особенностей гидрологического режима рек. В то же время, по Н.И. Маккавееву, «потоки с одинаковыми гидравлическими характеристиками могут в различных природных условиях создавать различные русловые формы, и, в свою очередь, внешне одинаковые русловые образования могут возникать под влиянием совершенно различных гидравлических процессов». Выявление региональной специфики свободного меандрирования рек представляет не только важную научную, но и практическую задачу, решение которой связано с повышением эффективности и надежности мероприятий по регулированию русел. Кроме того, слабо изученными остаются вопросы возникновения излучин, стадийности развития и условий их спрямления, трансформации формы и гидролого-морфологических зависимостей в ходе эволюции излучин, при изменении водоносности и других характеристик рек. Цели и задачи работы. Основная задача работы -анализ особенностей формирования меандрирующих русел при различных сочетаниях природных факторов, на реках, отличающихся внутригодовым распределением стока воды, величиной стока и составом руслообразующих наносов, условиями прохождения руслоформирующих расходов воды, устойчивостью русел. Наряду с региональным аспектом, в работе ставились следующие задачи: 1) определение преобладающих форм излучин; 2) получение критериев, характеризующих интенсивность процесса меандрирования; 3) выявление и обоснование стадий развития излучин; 4) изучение трансформации формы и размеров излучин по длине рек при изменении их водоносности и на разных стадиях развития; 5) анализ гидролого-морфологических зависимостей на реках разных порядков. Методика исследований. В основу исследования легли принципы географического изучения русловых процессов, разработанные Н.И. Маккавеевым и Р.С. Чаловым, которые позволяют использовать комплексный подход при изучении различных форм речных русел. Исходными данными для выполнения работы послужили картографические материалы и данные натурных исследований, выполненные на реках России экспедициями научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева, материалы сетевых наблюдений Гидрометеослужбы России. Автор принимал участие в экспедиционных исследованиях на Вычегде, Северной Двине, Сухоне, Юге, средней Лене, среднем Амуре, а также в рекогносценировочном обследовании русел рек Белой и Уфы (в районе г. Уфы). Научная новизна работы. В работе впервые выполнен региональный анализ свободно меандрирующих русел, основанный на таком обширном фактическом материале. В результате проведенного исследования: 1) установлены общие закономерности формирования меандрирующего русла в условиях свободного развития русловых деформаций; определен характер влияния основных природных факторов на размеры и форму излучин; 2) проведен анализ гидролого-морфологических зависимостей для свободных излучин, позволивший выявить особенности их развития на малых, средних, больших и крупнейших реках; 3) выделены стадии развития свободных излучин, установлены особенности трансформации их формы, интенсивность и направленность деформаций, присущие каждой стадии; предложена классификация свободных излучин по соотношению морфометрических параметров с учетом гидролого-морфологических особенностей процесса их развития; 4) впервые дана оценка распространению преобладающих форм свободных излучин на реках Северной Евразии; 5) рассмотрены условия образования плановой асимметрии свободных излучин; предложены критерии для ее оценки, а также проведен анализ факторов, влияющих на показатели асимметрии; разработана классификация свободных излучин по степени асимметрии их формы. Практическое значение. Полученные региональные закономерности развития излучин, стадийность и гидролого-морфологические характеристики процесса меандрирования дают возможность разрабатывать такие системы регулирования русел, которые в наиболее полной мере обеспечивают сохранение рек как природных объектов и, соответственно, экологическую безопасность их эксплуатации в хозяйственных целях, предотвращая неблагоприятные проявления русловых деформаций. Предлагаемые методы анализа стадий развития излучин могут быть приняты в качестве основы для разработки общепринятых принципов выделения излучин разных форм. Это даст возможность сопоставлять научные результаты различных авторов, избегая субъективности в данном вопросе, которая неизбежно сопутствует исследованиям при отсутствии общих схем. Апробация. Результаты исследований и основные положения диссертации были доложены на 2-м и 3-м семинарах молодых ученых вузов, объединяемых Межвузовским научно-координационным советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ (Ижевск, 1997; Вологда, 2000), 14-м пленарном межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Уфа, 1999), V конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (г. Москва, 1999), а также изложены в 13 научных публикациях. Материалы исследований и разработанные в диссертации методы изучения свободномеандрирующих русел включены в отчет научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева МГУ и Института водных и экологических проблем ДВО РАН по результатам исследования русловых процессов на среднем Амуре в рамках ФЦП «Интеграция», являлись или являются составной частью выполнения работ по грантам РФФИ (№ 00-05-64690; № 97-05-64454) и входят в программу поддержки ведущих научных школ (проект № 00-15-98512). Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева МГУ, в первую очередь кандидатам географических наук ведущему научному сотруднику А.В. Чернову, старшему научному сотруднику С.Н. Рулевой, старшему научному сотруднику В.В. Иванову, а также инженеру Б.В. Белому и другим за консультации в процессе работы. Автор также искренне признателен доценту Лю Шугуану (Хохайский университет, г. Нанкин, Китай) за предоставление картографической и гидрологической информации по реке Хуанхэ. Особую благодарность хочется выразить своему научному руководителю – доктору географических наук, профессору Р.С. Чалову за постоянную поддержку и консультации на всех этапах работы над диссертацией. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 150 наименований. Общий объем работы составляет 201 страницу, в том числе 32 таблицы и 53 рисунка.