Распространение и динамика наледей в Селенгинском среднегорье

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводятся результаты изучения наледей в пределах территории Селенгинского среднегорья (Западное Забайкалье). Составлены современные и ретроспективные карты их распространения, получены актуальные сведения по основным морфометрическим характеристикам, межгодовой пространственной динамике, изменчивости площадей. Сравнение векторных данных по расположению наледей в разные годы в совокупности с материалами, полученными в ходе полевых экспедиционных исследований, позволило сделать предварительные оценки по их принадлежности к разным генетическим типам. Установлено, что в Селенгинском среднегорье преобладают наледи, образование которых происходит в результате выхода на поверхность грунтовых вод при сезонном промерзании горных пород. Около 30% наледей связаны с источниками подземных вод, поступающих из глубоких водоносных горизонтов (ключевые наледи).

Межгодовая изменчивость размеров наледей синхронна циклам увлажнения, наряду с этим наблюдается направленность на увеличение общего количества наледей. При этом число очень крупных в настоящее время сократилось в 2 раза по отношению к 1990 г., возросло количество средних и малых наледей. Указанные тенденции являются следствием изменения состояния природной среды под воздействием климатических процессов (увеличение температуры воздуха) и антропогенных факторов, влияние которых на интенсивность наледных процессов в Селенгинском среднегорье существенно.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Наблюдающиеся в настоящее время климатические изменения, выражающиеся, прежде всего, в увеличении температуры воздуха, негативно сказываются на состоянии природной среды районов с распространением многолетней мерзлоты. Влияют они и на наледи, которые как в северной, так и в южной геокриологической зоне играют важное значение в перераспределении стока и являются неотъемлемой частью природных ландшафтов. Тренд в изменении состояния многих гигантских наледей-тарынов в районах со сплошным типом распространения многолетнемерзлых пород (ММП) характеризуется сокращением площадей и объемов некоторых из них [7]. Для территории Селенгинского среднегорья современных сведений о направленности пространственной динамики наледей, а также об изменении их площадей и объемов нет.

Наледи Забайкалья в разное время изучались в горных районах, прилегающих к оз. Байкал [8], в зоне проектирования и строительства БАМа в Северном [1, 9], на территории Читинской области (ныне — Забайкальского края) в Восточном Забайкалье [18]. Западное Забайкалье, бо`льшую часть которого занимает орографическая область Селенгинское среднегорье — наименее изученный район.

Особенностями территории, определяющими специфику формирования наледей, являются неоднородность в распространении ММП, горный, расчлененный рельеф, выраженные циклические и направленные климатические изменения.

Основная цель данного исследования — оценка современного распространения наледей с оценкой изменения интенсивности наледеобразования под влиянием природных и антропогенных факторов. В задачи работы входило картографирование наледей по космическим снимкам, оценка их основных морфометрических характеристик, установление особенностей генезиса и развития в современных климатических условиях, выявление влияния различных факторов среды на интенсивность наледных процессов.

В работе наряду с результатами картографирования представлены фактические данные, полученные в процессе мониторинговых исследований наледей, проведенных в период с 2020 г. по настоящее время.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В качестве территории исследования рассматривается Селенгинское среднегорье в границах, обозначенных в работе Н. Ф. Фадеевой [16], со склонами прилегающих горных хребтов, в пределах которых формируется часть стока, общей площадью 82.4 тыс. км2.

Территория представляет собой сочетание средневысотных (до 1500–1800 м) горных хребтов с плоскими вершинами и межгорных впадин забайкальского типа, абсолютная высота днищ которых — 550–700 м. Складчатые структуры сложены в основном гранитоидами, в меньшей степени представлены метаморфическими породами, впадины межгорных котловин выполнены юрско-меловыми и неоген-четвертичными отложениями разного генезиса. Рельеф создан дифференцированными медленными движениями земной коры, которые выражались в формировании сложных антиклинальных складок (в рельефе соответствуют хребтам) и опусканием синклиналей, обусловившим образование котловин. Блоковое строение земной коры определяет наличие многочисленных тектонических разломов, которые хорошо выражены в рельефе [12].

Климат резко континентальный, с продолжительным (до 6 месяцев) холодным сезоном. Среднегодовые температуры воздуха на большей части территории отрицательны, в пределах –1.3°С (м/с Цакир) — 1.6°С (м/с Хилок). Положительны среднегодовые температуры воздуха в южной части территории (м/с Кяхта, 3.7°С). Наблюдается тренд на повышение температуры воздуха. С 2013 г., по данным м/с Улан-Удэ, среднегодовые значения положительны. В январе температура воздуха опускается до –40°С и ниже. В год выпадает от 230 до 500 мм осадков [6]. Как и для Забайкалья в целом, для Селенгинского среднегорья характерна климатическая цикличность, выражающаяся в смене маловодных и многоводных циклов.

Территория исследования относится к Западно-Забайкальской гидрогеологической складчатой области, в пределах которой выделено не менее 11 артезианских бассейнов межгорных котловин и 12 бассейнов трещинных вод в горных хребтах [4]. Последние по суммарной площади преобладают (около 65% территории). В Селенгинском среднегорье бо`льшая часть осадков (до 90%) выпадает в теплый период года, максимум (до 200–300 мм) приходится на вторую половину июля и август, поэтому, главным образом, за счет них осуществляется питание подземных вод.

Формирование и распределение подземных вод определяется суммой физико-географических и геолого-гидрогеологических факторов, из которых первостепенное значение имеют атмосферные осадки и наличие ММП [4]. Для 26.8% (около 22.1 тыс. км2) рассматриваемой территории Селенгинского среднегорья характерен редкоостровной тип распространения ММП, массивно-островной — 35.6% (около 29.2 тыс. км2), прерывистый — 12.9% (около 10.7 тыс. км2), сплошной — 24.7% (20.4 тыс. км2) [21]. Температура многолетнемерзлых толщ колеблется от –0.9°С на юге до –3°С на севере и в горах. Глубина залегания кровли ММП также различна, от 1.5 м, чаще всего значительно глубже. Мощность слоя сезонного промерзания-оттаивания составляет 2–2.2 м [15]. Так как многолетняя мерзлота имеет в большей степени островное распространение, то подземные воды разных водоносных горизонтов чаще всего гидравлически связаны. Вместе с тем в местах сплошного распространения ММП в горах выделяются надмерзлотные и подмерзлотные водоносные горизонты. Разгрузка последних происходит, в частности, по зонам разломов.

Основу гидрографической сети составляют р. Селенга с притоками, средними (площадь водосбора до 50 тыс. км2) реками Чикой, Хилок, Джида и др. Густота речной сети 0.6–0.8 км/км2 [19]. Территория дренируется множеством малых рек и ручьев [10]. Ледостав на реках начинается во второй половине ноября, вскрытие ото льда — в середине апреля. Малые реки территории зимой перемерзают.

Для выявления особенностей динамики наледей составлены карты их распространения в Селенгинском среднегорье. Картографирование выполнено на основе данных космической съемки Landsat–4–5 и Landsat-8 (пространственное разрешение 30 м). При составлении карты современного распространения наледей использовано 10 сцен Landsat-8 (2022 г.), по снимкам 1990, 2000 и 2018 гг. (33 сцены Landsat-4–5) получена серия ретроспективных карт. Автоматизированная обработка данных космической съемки проведена на основе анализа пороговых значений NDSI (нормализованный снежно-ледовый индекс) [24] по технологии, описанной в работах [22, 20, 23]. Для определения границ буферных зон, в пределах которых проводились расчеты, потребовалась дополнительная детализация гидрографической сети. Тальвеги с руслами водотоков (до I-го порядка по методу Стралера–Философова), вдоль которых формируются наледи, выделены при помощи цифровой модели рельефа SRTM с помощью модуля «Гидрология» программного обеспечения ArcGIS. Вдоль них ширина буферов устанавливалась в зависимости от порядка водотоков, от 100 (I-й порядок) до 500 м (малые реки V–VI-го порядков). После вычисления NDSI полученные растровые изображения конвертированы в векторный формат (полигоны). Расчлененный рельеф территории, преобладание лесной, древесной и древесно-кустарниковой растительности, под пологом которой неравномерно тает и длительное время сохраняется снег, затрудняет автоматизированное распознавание наледей небольших размеров по NDSI, поэтому в процессе работы применялись также визуальное дешифрирование и ручная оцифровка.

На основе полученных векторных данных по расположению наледей проведен пространственный анализ. Полигоны сравнивались между собой методом пересечения для выявления наледей, которые ежегодно формируются в одних и тех же местах, с данными SRTM для оценки доли наледей, формирующихся в горных районах и межгорных котловинах, а также с векторными данными баз из [5] (дороги, населенные пункты).

Полевые экспедиционные исследования проводились на ключевых участках (см. рис. 1). В целях получения актуальных сведений о мощности и объемах наледей в 2021–2023 гг. проведены наледемерные съемки. В лесном поясе, где на наледных полянах произрастает древесная растительность, мощность льда определялась по заранее установленным вешкам в период максимального развития наледей (конец марта–начало апреля), а также по меткам, оставленным в этот период на деревьях, но уже после таяния льда. В лесостепном и степном поясе (долины рек в межгорных котловинах) для расчетов мощности наледей использованы данные съемки с борта БПЛА с дополнительной наземной привязкой опознаками, координаты которых (включая высотные отметки) определялись GNSS-приемником EFT M1. В марте–апреле получены цифровые модели рельефа (ЦМР) с поверхностями наледей, в июне — ЦМР наледных полян. На небольших наледях, площадью до 50 тыс. м2, располагающихся в местах выходов источников подземных вод, толщина льда устанавливалась с помощью бурения лунок. Бурение льда проводилось профилями по всей площади наледи.

 

Рис. 1. Территория исследования. Цифрами обозначены ключевые участки исследования, смежные бассейны малых рек в отрогах горных хребтов: 1 — Хамар-Дабан; 2 — Малханский, 3 — Цаган-Дабан, 4 — Улан-Бургасы.

Fig. 1. Study area. Numbers indicate key study sites, neighboring basins of small rivers in the spurs of mountain ranges: 1 — Khamar-Daban; 2 — Malkhansky, 3 — Tsagan-Daban, 4 — Ulan-Burgasy.

 

Для наблюдения за температурой воздуха в период формирования и разрушения наледей использованы автоматические термометрические датчики HOBO UA-002-08. Датчики устанавливались вблизи наледных полян на высоте 1.5 м над землей на период с сентября по июль в 2020–2023 гг. Тот же тип датчиков использован для выявления температурных характеристик горных пород. Для этого они устанавливались в рыхлые отложения пойм малых рек в районах формирования наледей (ключевой участок «Цаган-Дабан») методом шурфовки на глубину до 1.5 м с интервалом 0.5 м.

Данные по количеству осадков и динамике температуры воздуха получены с метеостанции «Улан-Удэ» (координаты 51°50' с.ш. 107°37′ в.д., абс. выс. 530 м). Дополнительно, по отдельным наледным бассейнам, слой осадков теплого сезона года (за период с 2020 по 2023 гг.) установлен с помощью автоматических регистраторов осадков HOBO RG3-M.

РЕЗУЛЬТАТЫ

На основе данных космической съемки составлены карты распространения наледей в Селенгинском среднегорье. На них представлены все объекты с размером в плане более 3.6 тыс. м2 (4 пикселя снимка Landsat). Наледи подразделены по площадям, исходя из классификации В.Г. Петрова [11]. В современных климатических условиях (2022 г.) в пределах района исследования формируется 7.7 тыс. наледей суммарной площадью 206.4 км2 (рис. 2).

 

Рис. 2. Современное распространение наледей в Селенгинском среднегорье (схема многолетней мерзлоты по [21]).

Fig. 2. Current distribution of icings in the Selenga Middle Mountains (permafrost pattern according to [21]).

 

Преобладают наледи, которые по размерам относятся к большим и средним (площади от 0.001 до 0.1 км2). Гигантских, с площадями более 1 км2, по снимкам 2022 г. выделено 2. Относительная наледность территории составляет 0.24%. Максимальные значения (до 0.39%) характерны для горных территорий бассейнов рек Джида (Нижне-Джидинский геоморфологический район), Чикой и Уда. Минимальное количество наледей фиксируется в центральной части Селенгинского среднегорья. Наледность здесь не превышает 0.01%.

Средняя мощность наледей варьирует от 0.4 м у тех, что формируются вдоль водотоков I-го порядка в межгорных распадках, до 2.2 м у наледей в долинах малых рек. Наибольшая зафиксированная мощность наледи составляет 3.5 м.

Сведения по количеству наледей и их площадям в маловодные и многоводные климатические циклы представлены в таблице 1. В данной таблице период маловодья характеризует 2018 г. (в 2015–2017 гг. в теплый сезон года выдало не более 70 мм осадков), многоводный цикл наблюдался в конце 1990-х – начале 2000 гг. и фиксируется в настоящее время.

 

Таблица 1. Количество и площади наледей в Селенгинском среднегорье (по данным картографирования)

Table 1. Number and areas of icings in the Selenga Middle Mountains (based on mapping data)

Годы

Кол-во,

шт.

Суммарная площадь, км2

Наледность,

%

Кол-во наледей

по интервалам площадей, км2

<0.01

0.01–0.1

0.1–1

>1

1990

5689

269.3

0.32

590

4459

565

3

2000

6572

288.6

0.34

1068

4917

575

5

2018

3429

121.8

0.14

697

2523

208

1

2022

7747

206.4

0.24

2651

4827

267

2

 

В табл. 2 представлено распределение наледей в межгорных котловинах и в горных районах. Бо`льшая часть из них формируются в горах (бассейны трещинных вод), где преобладают лесные ландшафты.

 

Таблица 2. Наледи в межгорных котловинах / в горных хребтах

Table 2. Icings in intermountain hollows / in mountain ranges

Годы

Кол-во

наледей, шт.

Суммарные

площади

наледей, км2

Доля

от общего количества наледей, %

Доля

от общей площади наледей, %

1990

792/4897

61.8/207.5

13.9/86.1

22.9/77.1

2000

1147/5425

67.5/221.1

17.4/82.1

23.3/76.7

2018

474/2955

24.1/97.7

13.8/86.2

18.8/81.2

2022

863/6884

38.8/168.1

11.1/88.9

18.5/81.5

 

Наледные процессы начинаются во второй половине ноября с переходом среднесуточной температуры воздуха ниже значения –15°С. Интенсивность их возрастает в начале января, по всей территории исследования наблюдается постоянный прирост площадей и объемов наледей. В конце февраля горные породы промерзают на максимальную глубину до 1.4 м, температура в них опускается до –5°С. С этого момента и до начала марта образование наледей идет наиболее интенсивно. Таяние, по данным наблюдений 2021–2023 гг., начинается в конце марта–начале апреля, заканчивается на большей части территории в середине мая. Отдельные наледи в горных районах сохраняются под пологом лесной растительности до начала июня. Самые поздние сроки таяния наледей — 15 июня. Многолетних или перелетывающих наледей в Селенгинском среднегорье нет.

ОБСУЖДЕНИЕ

В Селенгинском среднегорье наледи образуются в поймах малых рек, реже — в руслах и поймах средних рек, вдоль ручьев в распадках горных хребтов, в местах выхода на поверхность источников. Они характеризуются интенсивной межгодовой динамикой площадей и объемов (см. табл. 1). В маловодные годы наблюдается сокращение в 2.2–3 раза по сравнению с многоводными, часть наледей в этот период не формируются вообще. Расположение наледей из года в год также сильно варьирует. Отдельные наледи мигрируют вдоль русел водотоков на расстояния до 500 м. Средняя мощность наледей редко превышает 2 м. Все это, а также большое количество наледей свидетельствует о том, что образование значительной части из них связано с сезонным промерзанием горных пород с последующей разгрузкой грунтовых вод под действием криогенного напора. Такие относятся к грунтовым. Формирование их происходит по южному варианту (наледи южного типа) [13].

Сравнением векторных данных по расположению наледей в разные годы установлено, что 2.5 тыс. из них вне зависимости от температуры воздуха и количества осадков предшествующего наледеобразованию теплого сезона ежегодно образуются в одних и тех же местах. Такое постоянство может быть связано с особенностями геологии и рельефа, определяющими выход на поверхность грунтовых вод, либо с участием в питании наледей подземных вод глубоких водоносных горизонтов, разгрузка которых происходит в зонах разломов (ключевые, или родниковые, наледи). Поэтому, основываясь на результатах ретроспективного картографирования и данных по морфометрическим характеристикам наледей Селенгинского среднегорья, можно сделать вывод (применительно к текущей природно-климатической обстановке), что как минимум 2/3 из них относятся к грунтовым наледям подземных вод, 1/3 — к родниковым наледям подземных вод глубоких водоносных горизонтов.

Вместе с тем с подземными водами глубоких водоносных горизонтов, поступающими по разломам, связаны наледи в местах выходов источников на склонах и у подножий горных хребтов. Таких много вдоль склонов хребтов Малый Хамар-Дабан, Улан-Бургасы и др., где проходят крупные региональные разломы [5]. Наледи, образующиеся в таких местах, обычно имеют небольшие площади (в пределах 50 тыс. м2), мощность до 1.5 м. На некоторых средних реках формируются наледи речных вод. Ежегодно они наблюдаются на р. Илька, иногда на р. Курба, Эгита, Тугнуй. Их формирование происходит при промерзании воды в руслах до дна на мелких участках и перекатах. Часть стока при этом поступает на поверхность с образованием наледи, часть через подрусловые талики продолжает пополнять русло ниже по течению. Наледи речных вод распространяются за пределы русел, затапливают поймы. На одном водотоке может быть несколько таких наледей. В их питании участвуют не только речные, но подземные воды, разгрузка которых происходит через источники в руслах, и считать их наледями исключительно речных вод нельзя. В связи с этим,вопрос определения принадлежности наледей Селенгинского среднегорья к разным генетическим типам, в зависимости от источников питания, является достаточно сложным и до настоящего времени не решенным.

Интересна многолетняя динамика наледей. Картографированием установлена цикличность и направленность в динамике их площадей. Цикличность изменения интенсивности наледеобразования синхронна динамике количества осадков теплого сезона года (рис. 3). Это вполне закономерно, учитывая высокую долю наледей грунтовых вод.

 

Рис. 3. Динамика площадей наледей на ключевом участке в сравнении с изменением количества осадков теплого сезона года, предшествующего наледеобразованию.

Fig. 3. Dynamics of the icings areas at the key site in comparison with the change in precipitation of the warm season of the year preceding the icings formation.

 

Кроме того, за период с 1990 г. по настоящее время наблюдается увеличение количества наледей. За рассматриваемый период стало в 4 раза больше средних, и в 2 раза меньше очень больших наледей (см. табл. 2). Рост числа средних по размерам не связан с простым «дроблением» очень больших. Часто это наледи, которые в рассматриваемом хронологическом отрезке не формировались ранее в тех местах, где они есть сейчас. Наблюдаемый тренд, вероятнее всего, связан с изменением особенностей циркуляции подземных вод в результате смены мерзлотных условий. Измерение температуры в слое сезонного промерзания показывает, что его мощность в настоящее время не превышает 1.4 м (рис. 4а, 4б).

 

Рис. 4. Динамика температуры слоя сезонного промерзания в 2022–2023 гг. (а) и 2023–2024 гг. (б).

Fig. 4. Dynamics of seasonal freezing layer temperature during the 2022–2023 (a) and 2023–2024 (b) seasons.

 

В литературных источниках глубина промерзания горных пород для данной территории в середине XX века составляла 2 м [2]. Уменьшение мощности слоя сезонного промерзания, а там, где ММП имеют сплошное распространение, — рост глубины протаивания, связаны с наблюдающимся повышением температуры воздуха, которое фиксируется по всей России, а в Забайкалье происходит почти в 2 раза быстрее, чем в среднем по стране [3]. Это приводит к увеличению площади сечения и объемов водоносных горизонтов, в которых циркулируют грунтовые воды, что, как правило, вызывает изменение скорости их стока со склонов к межгорным котловинам и росту числа наледей в их пределах, но, как показывают данные табл. 2, этого не наблюдается.

Сравнительный анализ данных, приведенных в табл. 1 и 2, показывает, что, несмотря на увеличение количества наледей за последние 30 лет, доля тех, что формируются в межгорных котловинах, сократилась с 22.9 до 18.5%, т.е. в горных районах рост их количества составил 4.4%. На такой же процент увеличилась и общая площадь наледей в горах. Это свидетельствует о том, что наиболее значительные изменения наблюдаются не в межгорных котловинах, освоенных и заселенных, а в лесах горных районов. За счет высотной поясности и расчлененности рельефа близкая к сплошному распространению многолетняя мерзлота имеется как раз в горных хребтах, в особенности на склонах северной экспозиции (см. рис. 2). Поэтому описанная динамика, вероятнее всего, связана не только с изменением состояния сезонной мерзлоты, но и с более глубокой трансформации криолитозоны, затрагивающей ММП. Рост числа наледей может быть связан с формированием сквозных таликов, по которым подмерзлотные подземные воды разгружаются на поверхность, а также с формированием новых надмерзлотных водоносных горизонтов там, где раньше была мерзлота.

Увеличение общего количества наледей при понижении с течением времени температуры воздуха в регионе (в частности, в холодный сезон года) было бы закономерным, так как интенсивность наледеобразования во многом зависит от криогенного напора. В Селенгинском среднегорье это происходит на фоне роста температур. Указанные изменения, вероятнее всего, являются следствием антропогенного воздействия на природные комплексы. Горные хребты территории покрыты тайгой. В пределах района исследования площадь лесных насаждений составляет не менее 53 тыс. км2 (около 65% территории). По данным [14], в пределах Селенгинского среднегорья только на территории Бурятии потери лесного покрова в результате пожаров и рубок составили 3.5 тыс. км2. При этом наиболее значительные площади, где лесной покров пострадал в результате антропогенной деятельности — это подножья и доступные для освоения склоны горных хребтов, т.е. районы активного формирования наледей. Пожары, в большинстве своем спровоцированные человеком, а также рубки приводят к изменению мерзлотно-гидрогеологических условий и описанному увеличению интенсивности наледеобразования.

В межгорных котловинах, где расположены большинство населенных пунктов, развито хозяйство, антропогенное влияние на интенсивность развития наледей также проявляется. Сравнение векторных данных по распространению наледей с расположением населенных пунктов, автомобильных и железных дорог показывает, что в настоящее время из 863 наледей, фиксирующихся в межгорных котловинах, 61 формируется в непосредственной близости или в черте населенных пунктов, а 255 — рядом с автодорогами. Таким образом, более 36% всех наледей районов интенсивного хозяйственного освоения так или иначе связаны с изменением природной среды деятельностью человека. Активное строительство, ремонт и модернизация транспортной и другой инфраструктуры наблюдаются как на территории Бурятии, так и в Забайкальском крае. Зачастую проекты мостов и других водопропускных сооружений не учитывают мерзлотно-гидрогеологических особенностей территории. Как следствие — увеличение интенсивности формирования наледей вблизи линейно-дорожных объектов.

Неправильная эксплуатация гидротехнических сооружений также приводит к формированию наледей. На космических снимках наледи фиксируются рядом с водохранилищами, которые были построены для обеспечения водой оросительных систем. В долинах рек выше водохранилищ наледи формируются тогда, когда перед ледоставом не обеспечен достаточный сброс воды через шлюзы в дамбе, ниже — когда сброс больше, чем расход водотока, наполняющего водохранилище. Такие примеры в пределах территории исследования есть.

Другим фактором, определяющим перераспределение стока грунтовых вод и увеличение количества наледей, являются процессы зарастания прирусловых участков пойм ивняками. За длительный маловодный период, который продолжался с начала 2000-х годов [17] и продолжался до 2018 г., в Селенгинском среднегорье произошла смена системы хозяйствования. По экономическим причинам и в связи с отсутствием гидрологических угроз не проводились мероприятия по расчистке русел водотоков и прилегающих территорий от зарослей ивы, сократилось поголовье скота, который выступал естественным лимитирующим фактором обильного разрастания кустарников. Результатом стало зарастание пойм. На снимке Google Earth (рис. 5а) 2004 г. хорошо просматривается русло р. Куйтунка, в 2024 г. (рис. 5б) оно неразличимо среди зарослей кустарника. Такое наблюдается в долинах малых рек практические повсеместно.

 

Рис. 5. Зарастание прирусловых участков пойм р. Куйтунка ивой на снимках Google Earth): а — 2004, б — 2024 г.

Fig. 5. Overgrowing of the near channel areas of the floodplains of the Kuitunka River with willow on Google Earth images: a — 2004, b — 2024.

 

Корни растений замедляют сток грунтовых вод, что приводит к сохранению их запасов в пойменном аллювии к моменту начала формирования наледей, и, как следствие, увеличивается вероятность их развития.

Оценка влияния природных и антропогенных факторов на динамику наледей рассматриваемого района позволяет сделать выводы о том, что роль последних в изменении интенсивности наледных процессов очень велика. Проявляется это как в местах расположения населенных пунктов, объектов инфраструктуры, так и на незаселенных лесопокрытых территориях. Это одна из главных особенностей развития наледей в Селенгинском среднегорье.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В зависимости от природно-климатической обстановки в Селенгинском среднегорье в холодный сезон года формируется от 3.4 до 7.7 тыс. наледей, большинство из которых имеют площади до 0.1 км2, характеризуются межгодовой изменчивостью размеров и местоположения.

Большинство наледей территории образуются в результате выхода на поверхность грунтовых вод под действием криогенного напора, возникающего при сезонном промерзании горных пород. Они относятся к наледям грунтовых вод. Примерно 1/3 наледей получают питание из глубоких (в т.ч. — подмерзлотных) водоносных горизонтов (ключевые наледи). Наледи речных вод немногочисленны. Они формируются на средних реках.

В многолетней динамике наледей выделяются циклические и направленные изменения. Циклические связаны с увеличением площадей и объемов наледей в многоводные годы (в 3 раза по сравнению с маловодными), направленные выражаются в росте общего количества наледей за период с 1990 г. по настоящее время с сокращением доли очень больших и увеличением больших, средних и малых.

Происходящие изменения в распределении наледей в большей степени проявляются в горных районах, где преобладают лесные ландшафты, чем в межгорных котловинах, являющихся районами проживания населения и развития хозяйства.

Наблюдаемая динамика наледных процессов связана с изменением мерзлотно-гидрологических условий и особенностей стока грунтовых вод под воздействием природных и антропогенных факторов. В результате уменьшения глубины сезонного промерзания и увеличения мощности слоя сезонного оттаивания, вызванного наблюдающимся потеплением, интенсивность циркуляции подземных вод в приповерхностных водоносных горизонтах увеличивается, что приводит к росту общего количества наледей. На перераспределение стока и интенсивность наледных процессов влияют антропогенные факторы, такие как вырубка лесов, строительство и эксплуатация инженерно-технических сооружений.

Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 23-27-00402 «Наледи северной (российской) части бассейна р. Селенга».

×

Об авторах

Владимир Николаевич Черных

Байкальский институт природопользования СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: geosibir@yandex.ru

м.н.с. лаборатории геоэкологии

Россия, Улан-Удэ

Список литературы

  1. Алексеев В. Р., Макарьева О. М., Нестерова Н. В., Землянскова А. А., Шихов А. Н., Осташов А. А. Наледи-тарыны Северо-Востока России по историческим данным // Арктика и Антарктика. 2021. № 4. С. 75–118.
  2. Галай Б. Ф. Глубина промерзания и температурный режим грунтов района г. Улан-Удэ (предварительные результаты) // Материалы первой научной конференции молодых ученых Восточно-Сибирского технологического института. Улан-Удэ, 1969 г. с. 147–149
  3. Гармаев Е. Ж., Пьянков С. В., Шихов А. Н., Аюржанаев А. А., Содномов Б. В., Абдуллин Р. К., Цыдыпов Б. З., Андреев С. Г., Черных В. Н. Картографирование современных изменений климата // Метеорология и гидрология. 2022. №2. с. 62–74
  4. Гидрогеология СССР. Том XXII. Бурятская АССР. Под ред. А. И. Ефимова. – М.: Недра, 1970. – 432 с.
  5. ГИС–пакеты оперативной геологической информации / [Электронный ресурс] // www.karpinskyinstitute.ru: [сайт]. — URL: http://atlaspacket.vsegei.ru (дата обращения: 25.09.2021).
  6. Елаев Э. Н. Организация биоты и динамика природной среды (Селенгинское среднегорье) / Е. Н. Елаев, С. Г. Андреев, А. А. Будаева, Е. Ж. Гармаев, Д. В. Кобылкин, С. Г. Рудых, А. В. Турунхаев. – М.: Изд-во Перо, 2013, – 126 с.
  7. Землянскова А. А., Алексеев В. Р., Шихов А. Н., Осташов А. А., Нестерова Н. В., Макарьева О. М. Многолетняя динамика гигантской Анмангындинской наледи на Северо-Востоке России (1962–2021 гг.). Лед и Снег. 2023; 63(1):71–84
  8. Ковальчук О. А. Наледи и русловые запасы льда центральной части Восточного Саяна. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Иркутск. 2005 г. 24 с.
  9. Марков М. Л., Василенко Н. Г., Гуревич Е. В. Наледи зоны БАМ: Экспедиционные исследования. – СПб.: Нестор-История. 2016. 320 с.
  10. Мерзлотно-гидрогеологические условия Восточной Сибири / Шепелев В. В., Толстихин О. Н., Пигузова В. М. и др. – Новосибирск: Наука, 1984. 209 с.
  11. Петров В. Г. Наледи на Амурско-Якутской магистрали, с альбомом планов наледей. Ленинград: Изд-во АН СССР и НИАДИ НКИС СССР. 1930. 177 с
  12. Преображенский В. С. Типы местности и природное районирование Бурятской АССР / В. С. Преображенский, Н. В. Фадеева, Л. И. Мухина, Г. М. Томилов. - Москва: Изд-во Акад. наук СССР, 1959. – 218 с.
  13. Романовский Н. Н. О геологической деятельности наледей // Мерзлотные исследования. Выпуск XIII. – М.: Изд-во МГУ, 1973. – С. 66–89.
  14. Содномов Б. В., Аюржанаев А. А., Черных В. Н., Жарникова М. А. Потери лесного покрова Республики Бурятия в XXI веке // Успехи современного естествознания. 2020. № 10. С. 44–49.
  15. Соловьева Л. Н. Морфология и температура криолитозоны Саяно-Байкальской горной области (на примере Бурятской АССР). Новосибирск: Наука, 1964. 152 с.
  16. Фадеева Н. В. Селенгинское среднегорье: природные условия и районирование. Бурятское книжное издательство. 1961. 169 с.
  17. Фролова Н. Л., Зотов Л. В., Белякова П. А., Григорьев В. Ю., Сазонов А. А. Многолетние колебания стока рек в бассейне Селенги // Вод. ресурсы. 2017. Т. 44. № 3. С. 243–255.
  18. Шестернев Д. М., Верхотуров А. Г. Наледи Забайкалья. – Чита: ЧитГУ, 2006. – 212 с.
  19. Экологический атлас бассейна озера Байкал. Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы Сибирского отделения Российской академии наук. Иркутск. 2015. 145 с.
  20. Brombierstäudl D., Schmidt S., Nüsser M. Distribution and relevance of aufeis (icing) in the Upper Indus Basin / // Science of the Total Environment. – 2021. – V. 780. – P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146604
  21. Brown J., Ferrians O., Heginbottom J., Melnikov E. Circum-Arctic Map of Permafrost and Ground-Ice Conditions, Version 2. Boulder, Colorado USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center. 2002. https://nsidc.org/data/ggd318
  22. Ensom T., Makarieva O., Morse P., Kane D., Alekseev V., Marsh P. The distribution and dynamics of aufeis in permafrost regions // Permafrost and Periglac Process. 2020. Р. 1-13. doi: 10.1002/ppp.2051
  23. Gagarin L., Wu, Q., Cao W., Jiang G. Icings of the Kunlun Mountains on the Northern Marginof the Qinghai-Tibet Plateau, Western China: Origins, Hydrology and Distribution. Water 2022, 14, 2396. https://doi.org/10.3390/w14152396
  24. Hall D. K., Riggs G. A., Salomonson V. V. Development of methods for mapping global snow cover using moderate resolution imaging spectroradiometer data // Remote Sens. Environ. – 1995. – V. 54. – P. 127–140. https://doi.org/10.1016/0034-4257(95)00137-P

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Территория исследования. Цифрами обозначены ключевые участки исследования, смежные бассейны малых рек в отрогах горных хребтов: 1 — Хамар-Дабан; 2 — Малханский, 3 — Цаган-Дабан, 4 — Улан-Бургасы.

Скачать (325KB)
3. Рис. 2. Современное распространение наледей в Селенгинском среднегорье (схема многолетней мерзлоты по [21]).

Скачать (551KB)
4. Рис. 3. Динамика площадей наледей на ключевом участке в сравнении с изменением количества осадков теплого сезона года, предшествующего наледеобразованию.

Скачать (209KB)
5. Рис. 4. Динамика температуры слоя сезонного промерзания в 2022–2023 гг. (а) и 2023–2024 гг. (б).

Скачать (211KB)
6. Рис. 5. Зарастание прирусловых участков пойм р. Куйтунка ивой на снимках Google Earth): а — 2004, б — 2024 г.

Скачать (455KB)

© Российская академия наук, 2024