Geomorfologiâ i paleogeografiâGeomorfologiâ i paleogeografiâГеоморфология и палеогеография2949-17892949-1797The Russian Academy of Sciences66067910.31857/S2949178924010025IRXBSMEXOGENOUS PROCESSES OF RELIEF FORMATIONЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯResearch ArticleBig river channel formation and deformation in the intermountain basin (case study of the Yana River within the Kular mountain massif)Особенности формирования и деформации русла большой реки во внутригорной котловине (на примере р. Яны в пределах Куларского горного массива)ShkolnyiD. I.ШкольныйД. И.
Russian Federation

Faculty of Geography

географический факультет

danila.hydro@yandex.ruChalovR. S.ЧаловР. C.
Russian Federation

Faculty of Geography

географический факультет

rschalov@mail.ruLomonosov Moscow State University, Faculty of GeographyМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова19062024551132522022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2949-1789/article/view/660679

The incised pebble-boulder channels of large mountain rivers (including the Yana in its mountainous area), their morphology and history of formation are well studied. However, local conditions within the intermountain depressions lead to the emergence of specific features of the channel development and its morphology — in this case, the formation of finger-shaped meander. The paper analyzes the historical and modern features of the formation of the Yana riverbed in the “Porogi” section located in the depression inside Kular range, and describes the negative impact of channel processes on navigation. Using this case study, we consider the characteristic features of the channel development of a large river under the influence of a complex of factors — the regional geological conditions (which caused active incision of the channel), discharge, and channel sediment composition. Characteristics of lateral migration and curvature development of meander controlled by bedrock and narrowing of the valley are presented. The discharge conditions under which the displacement of riffles is possible are calculated. The forecast of the further channel development and recommendations for sustainable navigation are given.

Врезанные галечно-валунные русла крупных рек в горах (в том числе — Яны на ее горном участке) достаточно хорошо изучены с точки зрения морфологии и истории формирования. Однако местные условия, возникающие в расширениях долины в пределах внутригорных котловин, приводят к проявлению специфических особенностей развития русла и его морфологии — в данном случае, формированию пальцеобразной излучины. В статье дан анализ истории развития и многолетних (за время формирования поймы) деформаций русла р. Яны на участке “Пороги”, расположенном во внутригорной котловине Куларского хребта, а также описано негативное их влияние на состояние водного пути. На примере этого участка рассмотрены закономерности развития русла крупной реки в условиях действия комплекса факторов — геологического строения котловины (обусловившего активное врезание русла), стока воды и состава русловых наносов. Приведены характеристики смещения и искривления излучины в условиях выхода в русле скальных пород, вскрывающихся в процессе горизонтальных переформирований, и подпора потока от нижерасположенного сужения долины. Рассчитаны интервалы расходов воды, при которых возможно смещение перекатов, и их продолжительность. Дан прогноз дальнейшего развития русла и обоснованы рекомендации по его регулированию в целях обеспечения устойчивого судоходства.

channel processesincised channelintermountain basinmeanderrapidsriffleрусловые процессыврезанное русловнутригорная котловинаизлучинапорогшивераперекатыНИР (ГЗ)Department of Land Hydrology121051400038-1МГУ им. М.В. ЛомоносоваMoscow State University named after M.V. Lomonosov23-17-00065The paper is prepared according to the plan of scientific research of the Department of Land Hydrology (№ 121051400038-1) and the Makkaveev Research Laboratory of Soil Erosion and Fluvial Processes (№ 12105100166-4) within contract with the Federal Agency for Maritime and River Transport and with financial support of the Russian Science Foundation (№ 23-17-00065).Работа выполнена по планам НИР (ГЗ) кафедры гидрологии суши (проект № 121051400038-1) и научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева (проект № 121051100166-4) МГУ им. М.В. Ломоносова (ретроспективные материалы) и по госконтракту с Росморречфлотом (моделирование, натурные исследования и рекомендации по выправлению русла) при финансовой поддержке РНФ (проект 23-17-00065) — геоморфологические и гидрологические условия, русловой анализ.Baranova Ju.P., Biske S.F., Goncharov V.F. et al. (1968). Cenozoic of the North-East of the USSR. Trudy IGiG. V. 38. 136 p. (in Russ.)Баранова Ю.П., Бискэ С.Ф., Гончаров В.Ф. и др. (1968). Кайнозой Северо-Востока СССР. Труды ИГиГ. Вып. 38. 136 с.Berkovich K.M., Zaitsev A.A., Lodina R.V. et al. (1985). Channel processes on large rivers of Eastern Siberia with pebble-boulder alluvium and features of their regulation. Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 5. Geografiya. № 3. P. 35–41. (in Russ.)Беркович К.М., Зайцев А.А., Лодина Р.В. и др. (1985). Русловые процессы на больших реках Восточной Сибири с галечно-валунным аллювием и особенности их регулирования. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. № 3. С. 35–41.Borsuk O.A., Dolzhenko Yu.A., Zaitsev A.A. et al. (1995). Channel processes on the upper Aldan and their consideration in the transport development of the river. In: Eroziya pochv i ruslovye protsessy. V. 10. Moscow: MGU (Publ.). P. 157–188. (in Russ.)Борсук О.А., Долженко Ю.А., Зайцев А.А. и др. (1995). Русловые процессы на верхнем Алдане и их учет при транспортном освоении реки. В сб.: Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 10. М.: Изд-во Моск. ун-та. С. 157–188.Borsuk O.A., Zaitsev A.A., Kirik O.M. et al. (2001). Channel processes in the middle reaches of Lena River (from Vitim to Pokrovsk). In: Eroziya pochv i ruslovye protsessy. V. 13. Moscow: MGU (Publ.). P. 203–228. (in Russ.)Борсук О.А., Зайцев А.А., Кирик О.М. и др. (2001). Русловые процессы на средней Лене (от Витима до Покровска). В сб.: Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 13. М.: Изд-во Моск. ун-та. С. 203–228.Borsuk O.A., Chalov R.S. (1973). About the incision of the Lena riverbed. Izvestiya RGO. V. 105. № 5. P. 452–456. (in Russ.)Борсук О.А., Чалов Р.С. (1973). О врезании русла р. Лены. Известия РГО. Т. 105. № 5. С. 452–456.Chalov R.S. (1979). Geograficheskie issledovaniya ruslovyh protsessov (Geographical studies of channel processes). Moscow: MGU (Publ.). 232 p. (in Russ.)Гусев М.Н. (2002). Морфодинамика днища долины верхнего Амура. Владивосток: Дальнаука. 220 с.Chalov R.S. (2002). Mountain rivers and rivers in the mountains: longitudinal profile, morphology, and channel dynamics. Geomorfologiya. № 3. P. 26–40. (in Russ.)Гурин А. Д., Лодина Р.В. (1994). Особенности русловых процессов и морфология русла нижнего Витима. Геоморфология. № 1. С. 87–93.Chalov R.S. (2008). Ruslovedenie: teoriya, geografiya, praktika. Tom 1: Ruslovye protsessy: faktory, mekhanizmy, formy proyavleniya i usloviya formirovaniya rechnikh rusel (River channel science: theory, geography, practice. V. 1: Riverbed processes, mechanism, forms of manifestations and conditions of formations of riverbeds). Moscow: LKI (Publ.). 608 p. (in Russ.)Зайцев А. А. (1989). Режим уровней и уклонов на валунно-галечных перекатах и скальных выступах в руслах крупных рек. Метеорология и гидрология. № 12. С. 103–106.Chalov R.S. (2011). Ruslovedenie: teoriya, geografiya, praktika. Tom 2: Morfodinamika rechnykh rusel (River channel science: theory, geography, practice. V. 2: Morphodynamics of river channels). Moscow: KRASAND (Publ.). 960 p. (in Russ.)Зайцев А.А., Кирик О.М., Лодина Р.В. и др. (1998). Гидроморфологическая характеристика и регулирование русла нижнего Витима в связи с его транспортным использованием. В сб.: Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 12. М.: Изд-во Моск. ун-та. С. 189–214.Chalov R.S., Liu Shuguang, Alekseevskii N.I. (2000). Stok nanosov i ruslovye protsessy na bol’shikh rekakh Rossii i Kitaya (Sediment Runoff and Channel Processes on Large Rivers of Russia and China). Moscow: MGU (Publ.). 216 p. (in Russ.)Зайцев А.А., Савцова Т.М. (1994). Скульптурный и аккумулятивный рельеф врезанных русел рек Восточной Сибири и особенности его формирования. Геоморфология. № 4. С. 58–83.Chalov R.S., Liu Shuguang, Chernov A.V. et al. (2020). Comparative analysis of channel processes on large rivers of Russia (Asian part), Mongolia and China. In: Eroziya pochv i ruslovye protsessy. V. 7. Moscow: MGU (Publ.). P. 307–398. (in Russ.)Коротаев В.Н., Матвеев Б.В., Панин А.В. и др. (1990). Развитие долины и русла р. Яны в зоне Куларского хребта в плейстоцене и голоцене. В сб.: Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология. Таллин: Изд-во АН Эстонии. С. 79–80.Dury G.N. (1965). Theoretical implications of underfit streams. U.S. Geol. Survey. Prof. Paper 452-c. 43 p.Маккавеев Н.И. (1955). Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР. 347 с.Gusev M.N. (2002). Morphodynamics of the bottom of the upper Amur valley. Vladivostok: Dal’nauka (Publ.). 220 p. (in Russ.)Матвеев Б.В., Панин А.В. (1988). Происхождение и динамика макроизлучин (на примере р. Яны). В сб.: Экзогенные процессы и окружающая среда. Казань: Изд-во Казан. ун-та. С. 94–95.Gurin A.D., Lodina R.V. (1994). Channel processes and morphology of the lower Vitim channel. Geomorfologiya. № 1. P. 87–93. (in Russ.)Матвеев Б.В., Панин А.В., Сидорчук А.Ю. (1992). Развитие антецедентной долины реки Яны на участке пересечения Куларского хребта. География и природные ресурсы. № 1. С. 102–107.Epov O.G., Zolotilina G.D., Bogdanovich O.R. et al. (1985). Otchet o rezul’tatakh progrozno-metallogenicheskikh rabot v Kularskom antiklinorii v 1979–1985 gg. (Report on the results of predictive-metallogenic work in the Kular anticlinorium in 1979–1985). Batagay: YanGRE (Publ.). 274 p. (in Russ.)Михайлов В.М. (2018). Литология коренных пород и природные комплексы речных долин (на примере Северо-Востока России). География и природные ресурсы. № 3. С. 116–123.Khmyznikov P.K. (1934). Gidrologiya basseina reki Yany (Hydrology of the Yana River Basin). Leningrad: AN SSSR (Publ.). 252 p. (in Russ.)Нижняя Яна: устьевые и русловые процессы. (1998). Отв. ред. В.Н. Коротаев. М.: ГЕОС. 212 с.Korotaev V.N. (Ed.). (1998). Nizhnyaya Yana: ust’evye i ruslovye protsessy (Lower Yana: estuarine and channel processes). Moscow: GEOS (Publ.). 212 p. (in Russ.)Панин А.В. (1990). Влияние геолого-геоморфологических факторов на морфологию русла рек Восточной Сибири (на примере р. Яны). Геоморфология. № 1. С. 73–80.Korotaev V.N., Matveev B.V., Panin A.V. et al. (1990). Development of the Yana River valley and channel in the Kular Range zone in the Pleistocene and Holocene. In: Chetvertichnyi period: metody issledovaniya, stratigrafiya i ekologiya. Tallin: AN Estonii (Publ.). P. 79–80. (in Russ.)Панин А.В. (1991). Морфология и динамика врезанных галечно-валунных русел. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: МГУ. 24 с.Makkaveev N.I. (1955). River bed and erosion in its basin. Moscow: AN SSSR (Publ.). 347 p. (in Russ.)Попов И.В. (1955). Процесс меандрирования речных русел и его изучение при помощи аэрофотосъемки. Труды ГГИ. Вып. 49. С. 5–33.Matveev B.V., Panin A.V. (1988). Origin and dynamics of macrobends (on the example of the Yana River). In: Ekzogennye protsessy i okruzhayushchaya sreda. Kazan: Kazanskii universitet (Publ.). P. 94–95. (in Russ.)Ржаницын Н.А. (1985). Руслоформирующие процессы рек. Л.: Гидрометеоиздат. 264 с.Matveev B.V., Panin A.V., Sidorchuk A.Yu. (1992). Development of the antecedent valley of the Yana River at the intersection of the Kular Ridge. Geografiya i prirodnye resursy. № 1. P. 102–107. (in Russ.)Русанов Б.С., Бороденкова З.Ф., Гончаров О.Ф. и др. (1967). Геоморфология Восточной Якутии. Якутск: Якут. книж. изд-во. 376 c.Mikhailov V.M. (2018). Bedrock lithology and natural complexes of river valleys (a case study of the North-east of Russia). Geografiya i prirodnye resursy. № 3. P. 116–123. (in Russ.)Соловьев М.Н., Федянин А.Н., Сорокина К.М. (2003). Отчет о геологическом доизучении, пересоставлении и подготовке к изданию Государственной Геологической Карты Российской Федерации (России) масштаба 1: 200 000 (новая серия) листов R-53- IX, X, XV, XVI в 1992–2003 гг. Батагай: ГУГГП “Янгеология”. 432 с.Panin A.V. (1990). Geological and geomorphic factor influence on channel morphology of East Siberian large rivers (with special reference to the Yana River). Geomorfologiya. № 1. P. 73–80. (in Russ.)Хмызников П.К. (1934). Гидрология бассейна реки Яны. Л.: Изд-во АН СССР. 252 с.Panin A.V. (1991). Morfologiya i dinamika vrezannykh galechno-valunnykh rusel (Morphology and dynamics of incised pebble-boulder channels). PhD thesis. Moscow: MSU. 24 p. (in Russ.)Чалов Р.С. (1979). Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во Моск. ун-та. 232 с.Popov I.V. (1955). The process of river channels meandering and its study using aerial photography. Trudy GGI. V. 49. P. 5–33. (in Russ.)Чалов Р.С. (2002). Горные реки и реки в горах: продольный профиль, морфология и динамика русел. Геоморфология. № 3. С. 26–40.Rosgen D.L. (1994). A classification of natural rivers. Catena. V. 22. P. 169–199. https://doi.org/10.1016/0341-8162(94)90001-9Чалов Р.С. (2008). Русловедение: теория, география, практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М.: Изд-во ЛКИ. 608 с.Rusanov B.S., Borodenkova Z.F., Goncharov O.F. et al. (1967). Geomorfologiya Vostochnoi Yakutii (Geomorphology of Eastern Yakutia). Yakutsk: Yakutsk. knizhn. izd-vo (Publ.). 376 p. (in Russ.)Чалов Р.С. (2011). Русловедение: теория, география, практика. Т. 2. Морфодинамика речных русел. М.: КРАСАНД. 960 с.Rzhanitsyn N. A. (1985). Rusloformiruyushchie protsessy rek (Channel-forming processes of rivers). Leningrad: Gidrometeoizdat (Publ.). 264 p. (in Russ.)Чалов Р.С., Лю Шугуан, Алексеевский Н.И. (2000). Сток наносов и русловые процессы на больших реках России и Китая. М.: Изд-во Моск. ун-та. 216 с.Shkolnyi D.I., Chalov R.S., Semakov V.A. et al. (2023). “Porogi” rift section in the Lower Yana: current state, predictive estimates, methods of correction. River transport (XXI century). № 1. P. 18–22. (in Russ.)Чалов Р.С., Лю Шугуан, Чернов А.В. и др. (2020). Сравнительный анализ русловых процессов на больших реках России (Азиатская часть), Монголии и Китая. В сб.: Эрозионные и русловые процессы. Вып. 7. М.: Геогр. ф-т МГУ. С. 307–398.Solov’ev M.N, Fedyanin A.N, Sorokina K.M. (2003). Otchet o geologicheskom doizuchenii, peresostavlenii i podgotovke k izdaniyu Gosudarstvennoi Geologicheskoi Karty Rossiiskoi Federatsii masshtaba 1:200 000 (novaya seriya) listov R-53-IX, X, XV, XVI v 1992–2003 gg. (Report on additional geological study, recompilation and preparation for publication of the State Geological Map of the Russian Federation at 1:200,000 scale (new series), sheets R-53-IX, X, XV, XVI in 1992–2003). Batagay: GUGGP “Yangeologiya” (Publ.). 432 p. (in Russ.)Школьный Д.И., Чалов Р.С., Семаков В.А. и др. (2023). Перекатный участок Пороги в нижнем течении р. Яна: современное состояние, прогнозные оценки, методы выправления. Речной транспорт (XXI век). № 1. С. 18–22.Zaitsev A.A. (1989). Behavior of levels and slopes on boulder-pebble rifts and rock ledges in the channels of large rivers. Russian meteorology and hydrology. № 12. P. 103–106. (in Russ.)Эпов О.Г., Золотилина Г.Д. Богданович О.Р. и др. (1985). Отчет о результатах прогнозно-металлогенических работ в Куларском антиклинории в 1979–1985 гг. Батагай: ЯнГРЭ. 274 с.Zaitsev A.A., Kirik O.M., Lodina R.V. et al. (1998). Hydromorphological characteristics and regulation of the lower Vitim channel in connection with its transport use. In: Eroziya pochv i ruslovye protsessy. V. 12. Moscow: MGU (Publ.). P. 189–214. (in Russ.)Dury G.N. (1965). Theoretical implications of underfit streams. U.S. Geol. Survey. Prof. Paper 452-c. 43 p.Zaitsev A.A., Savtsova T.M. (1994). Sculptural and alluvial landforms of incised channels in East Siberia: special features of the relief formation. Geomorfologiya. № 4. P. 58–83.Rosgen D.L. (1994). A classification of natural rivers. Catena. V. 22. P. 169–199. https://doi.org/10.1016/0341-8162(94)90001-9