Типы пойменно-русловых комплексов рек Еврейской автономной области, с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке

Речные долины в целом, а пойма и русло в особенности, являются, с одной стороны, одним из самых значимых природных субъектов хозяйствования, а с другой -наиболее динамичными объектами рельефа суши: изменения, связанные с русловыми деформациями и периодическим затоплением поймы, происходят там очень интенсивно и становятся по истечению нескольких лет, а иногда - даже месяцев или дней, приводя при этом к осложнениям в эксплуатации русловых или прибрежных объектов.

Высокая динамичность пойменно-русловых комплексов делает их весьма уязвимыми: незначительное воздействие человека даже на отдельные части этих природных комплексов или на примыкающие к ним склоны может вызвать целую цепочку антропогенно обусловленных процессов в долине, существенно изменяющих ход русловых деформаций и пойменных процессов.

В то же время региональных исследований развития пойменно-русловых комплексов недостаточно для реализации попыток оптимизации использования ресурсов пойм и русел рек в хозяйстве. Представленная работа в определенной мере призвана восполнить этот пробел, в частности для территории Еврейской автономной области (ЕАО).

Под пойменно-русловыми комплексами (ПРК) подразумеваются геосистемы, объединяющие важнейшие составляющие речных долин - русла и ближайшие их производные - поймы [10, 11].

В исследовании пойменно-руслового комплекса можно выделить два основных направления: гидродинамическое, в котором изучаются кинематика потока на изгибе русла, циркуляционные течения, распределение скоростей потока и т.д., и гидролого-морфологическое, акцентирующее внимание на формах излучин, их эволюции, смещении, стадиях развития, условиях спрямления, размывах берегов [12].

В последние два десятилетия возник и стал активно развиваться палеогидро логический подход к изучению процесса меандрирования, направленный не только на восстановление бывших за время формирования поймы положений меандрирующего русла, но и определение возраста пойменного сегмента и той ландшафтноклиматической обстановки, которая была на разных этапах развития и спрямления речных излучин [3]. Палео-русловой анализ открывает пути к разработке долгосрочных прогнозов русловых деформаций в связи с глобальными изменениями природной среды и климата, в том числе под влиянием все возрастающей антропогенной нагрузки на речные бассейны [13]. Акцент на этом ставят в своих исследованиях Р.С. Чалов и А.В. Чернов.

Устойчивость пойменно-русловых комплексов рек к антропогенной нагрузке можно определить как их свойство сохранять при воздействии факторов хозяйственной деятельности свои основные морфометрические и динамические характеристики. Так, предел устойчивости речного русла к антропогенному нарушению определяется по тому состоянию, когда изменения еще обратимы, те. русловой рельеф возвращается в исходное состояние после окончания хозяйственной деятельности. При этом время восстановления должно быть коротким по сравнению со временем естественных изменений природных характеристик [4, 6].

Реакция ПРК на деятельность человека зависит как от её вида и степени нарушения естественного состояния, так и от свойств русла реки и поймы [7]. Устойчивость пойменно-русловых комплексов к антропогенному преобразованию можно оценивать посредством стабильности речного русла в естественных условиях, одного из важнейших его свойств, интегрирующих многие характеристики. Стабильность русел отражает их способность регулировать свой рельеф при изменяющихся расходах воды и наносов [5].

В естественных условиях нестабильные или неустойчивые русла характерны для рек, протекающих в свободных геолого-геоморфологических условиях по территориям, сложенным рыхлыми породами. Резкие из- менения планового положения русла могут осуществляться в течение сезона и носят нередко пороговый характер, те. резко интенсифицируются в многоводные периоды и сезоны. Слабоустойчивые русла также наблюдаются у рек, протекающих в свободных геологогеоморфологических условиях, однако интенсивность переформирований их несколько ниже. Периодичность проявления интенсивных деформаций исчисляется десятилетиями. К среднеустойчивым относятся русла рек, протекающих в условиях ограничения русловых деформаций геолого-геоморфологическими факторами, при чередовании по длине рек свободных и ограниченных условий (например, рыхлых и связных пород). Периодичность процессов в этих случаях исчисляется столетиями. Устойчивые русла, практически не деформируемые, наблюдаются у рек, протекающих в условиях полного ограничения русловых деформаций геологогеоморфологическими факторами [2, 8, 9].

Русло тем более подвижно, чем больше расход наносов, переносимых рекой [5]. Врезанное русло с галечновалунным составом русловой фракции относится к абсолютно устойчивому, его форма и рельеф практически стабильны; песчаные широкопойменные русла отличаются высокой подвижностью, а следовательно, большей свободой регулирования руслового рельефа.

В то же время в ряде работ [1, 9,10] отмечается, что при прямых нарушениях временного и длительного характера пойменно-руслового рельефа в результате хозяйственной деятельности именно галечно-валунные русла отличаются наименьшей устойчивостью, а также малые реки, протекающие как в свободных, так и в ограниченных г еолого-геомор фо логических условиях. К прямым нарушениям относятся инженерные сооружения и гидротехнические работы (разработка русловых карьеров, добыча полезных ископаемых, строительство мостовых переходов и т.д.), выполняемые в руслах рек и в непосредственной близости от них.

В пределах ЕАО с учетом специфики природных условий выделяются три области с определенными условиями развития пойменно-русловых комплексов (рис. 1). К первой относятся районы с условиями ограниченного развития ПРК, приуроченные к территориям, которые сложены труцноразмываемыми породами (Малый Хинган, Буреинский хребет), ко второй - области со свободными условиями развития ПРК на равнинах, сложенными мощными рыхлыми толщами (Среднеамурская низменность). В первом случае преобладают реки и временные водотоки с крутосклонными и полого склонными V-образными долинами, врезанными руслами со щебнистым, галечно-валунным дном, поймы либо узкие фрагментарные, либо отсутствуют. Во втором случае пойменно-русловые комплексы достигают своего полного развития - широкие, хорошо выработанные русла, разнообразные формы руслового рельефа, четко оформленная пойма различных уровней.

Третья область - это территории с чередованием свободных и ограниченных условий развития ПРК - переходная зона между равнинным и горным рельефом, занятая участками мелкосопочника на северо-западе и отдельными изолированными горами высотой 600-800 м на юго-востоке, возвышающимися над плоскими

Рис. 1. Зональность физико-географических условий развития ПРК в ЕАО

сложно оконтуренными пространствами предгорной оконечности Средне амурской низменности.

На основании совместного анализа природных условий, морфодинамических типов русел и геоморфологических типов пойм составлена типизация пойменнорусловых комплексов территории ЕАО.

• 1    тип - ПРК однорукавного, относительно прямолинейного русла крутосклонных и полого склонных V-об-разных долин с галечно-валунным дном, с фрагментарными, не выдержанными по длине чередующимися прирусловыми образованиями пойменного типа.

• 2    тип - ПРК меандрирующего, реже адаптированного русла магистральных горных долин с плоским днищем, с развитой двусторонней оз ёрно-старичной поймой.

• 3    тип - ПРК прямолинейного русла предгорий с галечно-песчаным аллювием, с преобладанием двусторонней болотистой поймы.

• 4    тип - ПРК меандрирующего русла с песчаным аллювием, развивающиеся в рыхлых и слабосцементиро-ванных породах, преимущественно сегментно-гривистой поймой.

• 5    тип - ПРК многорукавного, распластанного русла с мелко- и средне зернистым песчаным аллювием, развивающиеся в рвтхлвтх породах с гривисто-островной поймой.

На наш взгляд, при типизации пойменно-русловых комплексов рек, помимо уже широко используемых факторов и критериев, целесообразно также учитывать данные о релвефе долин, в которых они развиваются, и о составе русловых наносов, слагающих также пойменную фацию. Добавление в формулировку типа ПРК геологогеоморфологической информации о речной долине в целом позволяет датв более полное представление об условиях формирования и развития данного природного комплекса.

На сегодняшний день антропогенное воздействие на пойменно-русловые комплексы рек ЕАО происходит по достаточно широкому спектру направлений. Проведенные исследования показали, что значителвное преобра зование ПРК в пределах рассматриваемой территории происходит в результате таких видов хозяйственной деятельности, как разработка полезных ископаемых в руслах рек и в непосредственной близости от них; гидротехническое строительство в пределах урбанизированных территорий; создание и эксплуатация сельскохозяйственных мелиорационных систем.

На территории области указанные типы антропогенной нагрузки имеют четкую географическую привязку. Полезные ископаемые, добываемые в пределах пойменно-русловых комплексов рек, приурочены преимущественно к горным территориям, и, как следствие, воздействию подвержены водотоки малых и средних размеров. Горные работы связаны здесь с освоением аллювиальных россыпей золота, которые по силе антропогенного воздействия на речные долины занимают одно из первых мест, так как данный тип хозяйственной нагрузки почти полностью нарушает деятельность русловых потоков.

В силу специфики заселения автономии большая часть населенных пунктов расположена по берегам рек - преобразование руслового рельефа в результате гидротехнического строительства характерно для относительно крупных водотоков области.

Мелиоративные мероприятия, связанные с осушением земель для нужд сельского хозяйства, получили широкое распространение в пределах Среднеамурской низменности, здесь изменению подверглись как пойменно-русловые комплексы водотоков, так и обширные территории водосборных поверхностей долин рек.

В табл. 1, на основе рассмотренных материалов выделенные типы пойменно-русловых комплексов представлены с точки зрения их устойчивости к антропогенной нагрузке - косвенное и прямое преобразование ПРК.

В табл. 2, на примере бассейна р. Бира, в общих чертах представлена смена пойменно-русловых комплексов и характер их преобразования в результате различных видов хозяйственной деятельности.

Антропогенное преобразование пойменно-русловых комплексов рек - сложный процесс, который еще недо-

Та блиц а 1

Устойчивость пойменно-русловых комплексов (ПРК) территории ЕАО к антропогенному преобразованию

Тип ПРК	Антропогенное преобразование ПРК
	Прямое (изменение морфометрии и морфологии ПРК)	Вид хозяйственной деятельности, значительно влияющий на развитие ПРК	Косвенное (изменение факторов руслоф ормиров ания)	Вид хозяйственной деятельности, значительно влияющий на развитие ПРК
1 тип	Неустойчивые	Разработка россыпных ме сторожде ний полезных ископаемых	Весьма устойчивые	-
2 тип	Слабо устойчивые		Устойчивые	-
3 тип	Относительно устойчивые	Гидротехническое строительство в пределах урбанизированных территорий	Относительно устойчивые	Создание и эксплуатация мелиоративных систем, гидротехнич ес кое строительство в пределах урбанизированных территорий
4 тип	Устойчивые	-	Слабо устойчивые
5 тип	Весьма устойчивые	-	Весьма устойчивые

Таблица 2

Географическая привязка ПРК	Тип ПРК	Геолого-г еоморфологиче ские условия развитая ПРК	Преобладающий вид хозяйственной деятельности	Характер преобразования ПРК
Верхнее течение реки. Пойменно -русловые комплексы рек Сутара и Кульдур и их притоков	ПРК однорукавного, относительно прямолинейного русла крутосклонных и пологосклонных V-образных долин с фрагментарными, не выдержанными по длине чередующимися прирусловыми образованиями пойменного тапа ПРК меандрирующего, реже адаптированного русла магистральных горных долин, с развитой двусторонней о зерно- старичной поймой	Территории полного либо частичного ограничения условий развития ПРК геолого-геом орфол огическими факторами (Малый Хинган, Буреинский хребет и их отроги)	Разработка россыпных месторождений золота в пределах ПРК гидравлическим и дренажным способами	В результате отработки золотоносных россыпей естественный рельеф ПРК и долин рек заменяется антропогенными формами: отвалами, выровненными площадками с отстойниками и водоотводными каналами, траншеями различной величины и протяженности, эрозионными канавами. Масштабы изменения ПРК по протяженностгг от нескольких сотен метров до 10-11 км.
Среднее течение реки, нижние участки крупных притоков	ПРК прямолинейного русла предгорий с галечно-песчаным аллювием, с преобладанием двусторонней болотистой поймы	Территории с чередование свободных и ограниченных условий развития ПРК геолого-геоморфол огическими факторами	Строительство гидротехнических и берегоукрепительных сооружений, разработка пе счано -гравийных карьеров	Активизация русловых эрозионных процессов, увеличение темпов деформ г русловых форм рельефа, общее снижен устойчивости ПРК
Нижнее течение реки, притоки различных порядков (территория Среднеаму рек ой низменноста)	ПРК меандрирующего русла с песчаным аллювием, развивающиеся в рыхлых и слабосцементированных породах, с преимущественно сегментно-гривистой поймой	Территории со св ободными г еолог о-геоморфол огическими условиями развитая ПРК	Сельскохозяйственные мероприятия, связанные с осушительной мелиорацией земель водосборов и пойменных массивов ПРК, создание искусственной дренажной сета	Мелиоративные мероприятия, связаннь осушением земель в пределах ПРК и нг водосборах рек, ведут к значительной трансформ ации пойменно-русловых комплексов водотоков в сторону их деградации и упрощения, прекращается развитие русловых форм микро-, мезо г макрорельефа
	ПРК многорукавного, распластанного русла с мелко- и среднезернистым аллювием, развивающиеся в рыхлых породах с гривисто-островной поймой		Строгие ль ство гидротехнических и берегоукрепительных сооружений	Увеличение темпов развития и деформаций русловых форм рельефа

Антропогенное преобразование пойменно-русловых комплексов бассейна реки Бира

оо

V»