Расчет сезонной эрозии на береговых откосах реки Оки с помощью геодезических методов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Среди опасных геоморфологических процессов на крупных равнинных реках выделяется направленный размыв их берегов. В среднем течении реки Оки – этого крупного притока реки Волги, горизонтальные русловые деформации вносят существенный вклад в региональную литодинамику и сокращение площади пойменных земель. Предпринятые нами полевые геолого-геоморфологические исследования долины выявили сложную фациальную архитектуру поймы. В совокупности с неустойчивостью водного режима Оки в последнее десятилетие, это способствует снижению качества прогнозов боковой эрозии ее русла, в том числе в окрестностях г. Рязани. Для детальной оценки последствий дестабилизации береговых откосов нами была осуществлена съемка их поверхности с помощью тахеометра и съемки с БПЛА-аэрофотосъемкой. Регулярный контроль эрозии по сезонам гидрологического года обеспечил получение фактических данных о перераспределении почвогрунтов по высоте откоса. Установлено, что эрозия в летнюю межень втрое слабее, чем во время половодья, выявлено также преобладание обрушений самой верхней (0.0–2.0 м от дневной поверхности) части фронтов размыва. В статье также обсуждается неодинаковая роль факторов рельефообразования в мобилизации отложений на высотных уровнях берегов стационаров, происходящая из локальных различий плейстоцен-голоценовой эволюции морфолитосистемы поймы реки Оки и записи в ней геологической информации.

Об авторах

А. Ю. Воробьев

Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.vorobyov90@mail.ru
Россия, Рязань

А. С. Кадыров

Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина

Автор, ответственный за переписку.
Email: alieksandr.kadyrov.93@mail.ru
Россия, Рязань

Д. С. Локтеев

Московский государственный университет геодезии и картографии

Автор, ответственный за переписку.
Email: lokteev@gmail.com
Россия, Москва

Е. В. Бургов

Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова Российской академии наук; НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: burgov.ev@yandex.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

А. А. Балобина

Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина

Автор, ответственный за переписку.
Email: balobina-anna@rambler.ru
Россия, Рязань

Список литературы

  1. АИС ГМВО : информ. интернет-портал. [2023]. URL: https://gmvo.skniivh.ru/ (дата обращения: 10.01.2023).
  2. Александровский А.Л., Гласко М.П. Взаимодействие аллювиальных и почвообразовательных процессов на разных этапах формирования пойм равнинных рек в голоцене (на примере рек центральной части Восточно-европейской равнины) // Геоморфология. 2014. № 4. С. 3–17.
  3. Александровский А.Л., Ершова Е.Г., Пономаренко Е.В., Кренке Н.А., Скрипкин В.В. Природно-антропогенные изменения почв и среды в пойме Москвы-реки в голоцене: педогенные, пыльцевые и антракологические маркеры // Почвоведение. 2018. № 6. С. 659–673.
  4. Баборыкин М.Ю., Жидиляева Е.В. Мониторинг оползней с использованием лазерного сканирования и геодезических наблюдений // Инженерные изыскания. № 3. 2014. С. 16–24.
  5. Балабко П.Н., Снег А.А., Локалина Т.В., Щедрин В.Н. Почвы мелиорированной поймы верхнего течения реки Оки, используемые в интенсивном земледелии // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 3 (23). С. 116–137.
  6. Беркович К.М., Злотина Л.В., Турыкин Л.А. Размыв речных берегов: факторы, механизм, деятельность человека // Геоморфология. 2019. № 2. С. 3–17.
  7. Воробьев А.Ю., Кадыров А.С. Полевые исследования отступания берегов русла р. Оки в 2014–2018 гг. с помощью метода простых реперов // Географический вестник. 2020. № 3 (54). С. 30–45.
  8. Гендельман М.М. К вопросу о механизме переработки берегов речных русел // Метеорология и гидрология. 1975. № 12. С. 89–94.
  9. Горбаренко А.В., Варенцова Н.А., Киреева М.Б. Трансформация стока весеннего половодья и паводков в бассейне верхней Волги под влиянием климатических изменений // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2021. № 4. С. 6–28.
  10. Егоров И.Е. Экзогенные геоморфологические процессы и методы их изучения. Ижевск, Изд-во Удмуртского университета, 2017. 383 с.
  11. Завадский А.С., Лобанов Г.В., Петухова Л.Н., Серебренникова И.А., Смирнова Е.А., Чернов А.В. Результаты стационарных исследований русловых процессов на реках ЕТР // Эрозионные и русловые процессы / под ред. Р.С. Чалова. М. изд-во МГУ, 2010. С. 220–251.
  12. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 272 с.
  13. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: изд. АН СССР, 1963. 314 с.
  14. Кораблева О.В., Чернов А.В. Опыт мониторинга русловых деформаций на широкопойменных реках (на примере р. Керженец) // География и природные ресурсы. 2008. № 2. С. 158–165.
  15. Кривцов В.А., Воробьёв А.Ю. Особенности пространственной организации и формирования локальных морфологических комплексов в пределах поймы реки Оки на ее рязанском участке // Вестник Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина. 2014. № 1 (42). С. 142–155.
  16. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю., Водорезов А.В., Зазовская Э.П. Особенности формирования поймы реки Оки в ее среднем течении (на примере Спасского расширения) // Геоморфология. 2020. № 3. С. 56–71.
  17. Лазаренко А.А. Литология аллювия равнинных рек гумидной зоны (на примере Днепра, Десны, Оки) // Труды ГИН, вып. 120. М.: Наука. 1964. 236 с.
  18. Ларионов Г.А., Литвин Л.Ф., Краснов С.Ф., Кирюхина З.П., Добровольская Н.Г. Экспериментальные исследования размыва береговых обрывов и откосов // Геоморфология. 2016. № 2. С. 51–58.
  19. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: Академкнига, 2002. 256 с.
  20. Лучников А.И., Ляхин Ю.С., Лепихин А.П. Опыт применения беспилотных летательных аппаратов для оценки состояния берегов поверхностных водных объектов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 1. С. 37–46.
  21. Маврин Л.Б., Воробьев А.Ю., Водорезов А.В., Чернов А.В., Рубцова Л.Ю., Бутко А.А. Ока: прошлое, настоящее и будущее. Рязань: Ряз. гос. ун-т имени С.А. Есенина, 2019. 86 с.
  22. Мирцхулава Ц.Е. Основы физики и механики эрозии русел. Ленинград. Гидрометеоиздат, 1988. 303 с.
  23. Муромцев Н.А., Мажайский Ю.А., Семенов Н.А., Лыткин И.И., Шуравилин А.В., Томин Ю.А. Почвы долин рек Оки и Угры и их продуктивность. Рязань: РГАТУ им. Профессора П.А. Костычева, 2011. 203 с.
  24. Назаров Н.Н., Копытов С.В., Чернов А.В. К вопросу о возрасте пойм прерывисто-динамического развития (на примере верхней Камы) // Географический вестник. 2016. № 3 (38). С. 15–27.
  25. Панин А.В., Матлахова Е.Ю., Аляутдинов А.Р., Семин В.Н. База данных по абсолютному возрасту аллювия речных долин Европейской России и Сибири и ее палеогидрологическая интерпретация // Пути эволюционной географии. Матер. всеросс. науч. конф., посв. пам. проф. А.А. Величко. 2016. С. 521–526.
  26. Рекомендации по оценке и прогнозу размыва берегов равнинных рек и водохранилищ для строительства. ПНИИИС Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1987. 200 с.
  27. Рысин И.И., Осипов Д.Н. Геоэкологическая напряженность пойменно-русловых комплексов на реках Удмуртии // Наука Удмуртии. 2021. № 1 (93). С. 43–63.
  28. Симонов Ю.Г., Симонова Т.Ю., Кичигин А.Н. Элементарная морфолитосистема “днище долины” // Прогнозно-географический анализ территории административного района. М.: Наука, 1984. Т. 2. С. 14–31.
  29. Смирнова Е.А., Лобанов Г.В., Бастраков Г.В. Влияние прочностных характеристик грунтов на интенсивность русловых деформаций в среднем течении р. Десны // Геоморфология. 2009. № 2. С. 75–84.
  30. Чернов А.В. География и геоэкологическое состояние русел и пойм рек северной Евразии. М.: ООО “Крона”, 2009. 684 с.
  31. Шанцер Е.В. Аллювий равнинных рек умеренного пояса и его значение для познания закономерностей строения и формирования аллювиальных свит // Труды Института геолог. Наук. Геологическая серия, вып. 135. М.: Наука. 1951. 271 с.
  32. Эрозионно-русловые системы / под ред. Р.С. Чалова, В.Н. Голосова, А.Ю. Сидорчука. М.: ИНФРА-М, 2017. 702 с.
  33. Barker R., Dixon L., Hooke J. Use of terrestrial photogrammetry for monitoring and measuring bank erosion // Earth Surface Processes and Landforms. V. 22. 1997. P. 1217–1227.
  34. Barman K., Roy S., Das V.K., Debnath K. Effect of clay fraction on turbulence characteristics of flow near an eroded bank // Journal of Hydrology. V. 571. 2019. P. 87–102.
  35. Belletti B., Rinaldi M., Bussetini M., Comiti F., Gurnell A.M., Mao L., Nardi L., Vezza P. Characterising physical habitats and fluvial hydromorphology: A new system for the survey and classification of river geomorphic units // Geomorphology. V. 283. 2017. P. 143–157.
  36. Core Curriculum in GIS / Ed. by Goodchild M.F., Kemp K.K. Published by: National for Geografical Information and Analysis (NCGIA) University of California, Santa Barbara, USA. 1991. V. 1–3. P. 181–250.
  37. Das V.K., Roy S., Barman K., Chaudhuri S., Debnath K. Study of clay–sand network structures and its effect on river bank erosion: an experimental approach // Environmental Earth Sciences. 2019. V. 78. Article number: 591.
  38. Experimental fluvial geomorphology / ed. by S.A. Schumm, M.P. Mosley, W.E. Weaver. Wiley-Interscience, New York, 1987. 413 p.
  39. Hamshaw S.D., Bryce T., Rizzo D.M., O’Neil-Dunne J., Frolik J., Dewoolkar M.M. Quantifying streambank movement and topography using unmanned aircraft system photogrammetry with comparison to terrestrial laser scanning // River research and Applications. 2017. V. 33. Iss. 8. P. 1354–1367.
  40. Janes K., Holman I., Birkinshaw S., O’Donnell G., Kilsby C. Improving bank erosion modelling at catchment scale by incorporating temporal and spatial variability // Earth Surface Processes and Landforms. 2018. V. 43. P. 124–133.
  41. Jugie M., Goba F., Virmoux C., Brunstein D., Tamisiera V., Coeura C.L., Granchera D. Characterizing and quantifying the discontinuous bank erosion of a small low energy river using Structure-from-Motion Photogrammetry and erosion pins // Journal of Hydrology. 2018. V. 563. P. 418–434.
  42. Klösch M., Blamauer B., Habersack H. Intra-event scale bar–bank interactions and their role in channel widening // Earth Surface Processes and Landforms. V. 40. 2015. P. 1506–1523.
  43. Lawler D.M. The measurement of river bank erosion and lateral channel change: A review // Earth Surface Processes and Landforms. V. 18. Iss. 9. 1993. P. 777–821.
  44. Masoodi A., Noorzad A., Majdzadeh M.R., Samadi T.A. Application of short-range photogrammetry for monitoring seepage erosion of riverbank by laboratory experiments // Journal of Hydrology. 2018. V. 558. P. 380–391.
  45. Schnitzer M., Kerndolf H. // Water, Air and Soil Pollutants. 1981. V. 15. P. 97–108.
  46. Zong Q., Xia J., Zhou M., Deng S., Zhang Y. Modelling of the retreat process of composite riverbank in the Jingjiang Reach using the improved BSTEM // Hydrological processes. 2017. V. 31. Iss. 26. P. 4669–4681.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (1MB)
Метаданные
3.

Скачать (1MB)
Метаданные
4.

Скачать (317KB)
Метаданные
5.

Скачать (782KB)
Метаданные

© А.Ю. Воробьев, А.С. Кадыров, Д.С. Локтеев, Е.В. Бургов, А.А. Балобина, 2023