Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I . Природные условия формирования стока 11
1.1. Геологическое строение и рельеф 11
1.2. Климат 16
1.3. Территориальные особенности формирования стока 21
1.4. Водный режим р. Амур 26
ГЛАВА II. Влияние зейской гэс на гидрологический режим р. амур 33
ГЛАВА III. Влияние разработки русловых месторождений на водный режим р. амур 46
3.1. Характеристика месторождений нерудных строительных материалов в русле Нижнего Амура 46
3.2. Пространственное распределение мутности воды в русле р. Амур при добыче песчано-гравийной смеси 48
3.3. Расчет протяженности зоны повышенной мутности воды при добыче песчано-гравийной смеси 52
3.4. Оценка предельно-допустимых объемов сброса взвешенных веществ в р. Амур 58
3.5. Влияние разработки месторождений песчано-гравийной смеси на русло и пойму 61
ГЛАВА IV. Перераспределение стока между рукавами на широкопойменных участках р. Амур 70
4.1. Характеристика широкопойменных участков р. Амур 70
4.2. Особенности динамики водного режима рукавов реки в пойменных расширениях 76
4.3. Влияние уменьшения стока на русловые процессы 83
ГЛАВА V . Мутность воды и сток наносов 90
5.1. Условия формирования стока наносов в бассейне р. Амур . 90
5.2. Твердый сток и мутность воды р. Амур 93
5.3. Анализ распределения мутности воды по ширине реки 102
ГЛАВА VI. Экологические аспекты исследования гидрологического режима р. Амур 115
6.1. Влияние инженерной защиты левого берега р. Амур в районе г. Хабаровска на водный режим 115
6.2. Оценка влияния р. Сунгари на изменение мутности воды р. Амур 122
6.3. Водный режим поймы 127
6.4. Особенности ледового режима р. Амур на участках многорукавного русла 133
Заключение 137
Список литературы 142
- Геологическое строение и рельеф
- Пространственное распределение мутности воды в русле р. Амур при добыче песчано-гравийной смеси
- Характеристика широкопойменных участков р. Амур
- Условия формирования стока наносов в бассейне р. Амур
Введение к работе
Актуальность работы. Закономерности формирования и прохождения стока крупных рек весьма сложны и зависят от множества внешних факторов, как природного, так и техногенного происхождения. Река Амур является одной из 10 крупнейших рек мира (Апполов, 1951, Гинко, 1965, Гидрологическая изученность, 1966, Краткая географическая энциклопедия, 1961, Мировой, 1974, Estimation..., 1989). Среди российских рек Амур занимает третье место по длине и четвертое по площади водосбора и водности, уступая лишь Енисею, Оби, Лене (Ресурсы..., 1966, 1970).
Бассейн Амура представляет собой крупную природную систему, состоящую из множества речных бассейнов, расположенных в различных природно-климатических зонах. Большая площадь водосбора, особенности его формы и наличие крупных притоков в различных частях бассейна наряду со специфическими особенностями выпадения осадков (локальность и большая интенсивность) являются причиной существования нескольких областей формирования стока. В пределах этих областей находятся крупные речные бассейны, гидрологический режим которых в значительной степени отличается друг от друга. Характер формирования и прохождения паводков в их пределах полностью зависят от водного режима этих территорий. Вместе с тем, очень большое значение имеют сроки прохождения паводков в рассматриваемых областях. Самые катастрофические наводнения на р. Амур наблюдаются т те годы, когда паводки низкой обеспеченности проходят в один и тот же период во всех областях формирования стока (Ким, 1999).
Как известно, берега крупных рек обычно густо заселены и, при этом реки испытывают большой пресс антропогенной нагрузки. В бассейне реки Амур в настоящее время проживает около 100 млн. человек (из них основная часть на территории КНР). Именно вблизи крупных городов Амур испытывает разнообразные воздействия в связи с необходимостью решения водохозяйственных проблем. Различные гидротехнические сооружения (набереж-
5 ные, плотины ГЭС, дамбы, запруды и т.п.), русловыправительные и дноуглубительные работы, добыча строительных материалов со дна реки оказывают существенные влияния на ее водный режим и динамику русловых процессов (Калинин, 1968, Ермолина, Калинин, 1975, Книге, 1980, 1982, Львович, 1982, 1986, Беркович, Чалов, Чернов, 2000). Особенно сильным изменениям подвержены участки разветвленных русел, что обусловлено перераспределением стока между рукавами. В результате происходит расширение одних и отмирание других рукавов. Это часто приводит к значительным сложностям в эксплуатации портов, водозаборов, затонов и других объектов, расположенных в русле и на берегах реки.
Амур является трансграничной рекой, бассейн которой расположен на территории четырех государств: основная часть бассейна расположена в пределах Российской Федерации (1002 тыс. км2), КНР (820 тыс. км2), МНР (32 тыс. км ) и менее 5 км в пределах КНДР (прибрежная часть озера Чхонджи в истоках р. Сунгари) (Ресурсы..., 1966, 1970). Хозяйственная деятельность всех пограничных стран оказывает влияние на формирование стока, прохождение паводков и качество воды в р. Амур.
В долине Нижнего Амура русло реки подвергается наиболее сильному антропогенному воздействию особенно вблизи городов Хабаровск и Комсомольск-на-Амуре. В их окрестностях построены мосты через Амур, производится разработка русловых месторождений, установлены мощные водозаборы. На острове Большой Уссурийский выше Хабаровска сооружен польдер. Аналогичный польдер на острове Широхонда намечается построить вблизи Комсомольска-на-Амуре. В настоящее время в районе Хабаровского водного узла планируется строительство комплекса гидротехнических сооружений для возвращения части стока реки из проток Пемзенская и Бешеная в основное русло Амура.
В бассейне р. Сунгари, самого крупного притока Амура, введен в строй комплекс гидротехнических сооружений, включающий в себя водохранилища различного назначения (Фынманское, Пайшаньское и др.) (Северо-
Восточный Китай, 1989, Ганзей, 2004), распаханы значительные площади, являющиеся источником поступления взвешенных наносов в реки.
Достоверная оценка влияния хозяйственной деятельности на гидрологический режим реки позволит не только более рационально использовать природные ресурсы ее бассейна, но и разработать мероприятия по ограничению антропогенного воздействия на экосистемы реки* и прилегающих к ней территорий.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в исследовании изменений гидрологического режима р. Амур в нижнем течении под влиянием хозяйственной деятельности.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:
определение природных условий формирования стока р. Амур и водного режима поймы;
оценка влияния Зейской ГЭС на гидрологический режим р. Амур;
выявление последствий разработки месторождений песка и гравия в русле р. Амур;
оценка особенностей перераспределения стока воды между рукавами в пойменных расширениях;
анализ изменений мутности воды и стока наносов под влиянием хозяйственной деятельности в бассейне реки;
Объект исследования. Объектом исследования является русловая система Нижнего Амура — от устья р. Уссури до лимана. Природные и климатические условия этой части бассейна крайне разнообразны. Этот участок реки Амур протяженностью почти 1000 км представляет собой замыкающую часть водосбора реки, и в его пределах проявляются результаты антропогенного воздействия всего бассейна реки.
Материалы исследований и личный вклад. Работа выполнялась в лаборатории гидрологии в 1982-2003 гг. по плановым ("Динамика экосистем бассейна р. Амур под влиянием природных и антропогенных факторов"
7 № Гос. регистрации 01.200.117937, "Состояние водных ресурсов бассейна р. Амур и устойчивое обеспечение населения безопасной питьевой водой" № Гос. регистрации 01.9.700102242, "Влияние хозяйственной деятельности в бассейне крупной реки на современное геоэкологическое состояние речных долин в условиях направленной аккумуляции наносов (на примере Среднего и Нижнего Амура)" федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг." совместно с Московским государственным университетом Регистрационный № 293 и др.) и хоздоговорным темам (Государственный контракт "Оценка влияния крупных населенных пунктов на участке от г. Благовещенска до г. Комсомольска-на-Амуре на качество воды р. Амур"), связанным с исследованием динамики экосистем бассейна р. Амур под влиянием природных и антропогенных факторов под руководством д.г.н. А.Н. Махинова. Использовались также фондовые материалы Дальгидромета. Автор являлся ру-ководителем экспедиционных работ на Среднем и Нижнем Амуре, в результате которых собран обширный фактический материал, положенный в основу диссертационного исследования. Научная новизна.
Уточнены границы основных областей формирования стока р. Амур и дана оценка их влияния на водный режим в нижнем течении реки.
Впервые дана характеристика водного режима пойменных массивов и проведена типизация затопления различных участков поймы.
Оценено перераспределение стока по рукавам в пойменных расширениях в различные фазы водного режима.
Установлено влияние русловых карьеров на изменение стока и морфологию основного русла р. Амур в условиях интенсивной направленной аккумуляции наносов в долине.
Выявлены закономерности в распределении мутности воды и стока наносов на многорукавных участках реки при наличии крупных притоков.
8 Защищаемые положения.
Перераспределение стока воды между рукавами р. Амур на широкопойменных участках наиболее интенсивно происходит при многофакторном воздействии на русло реки в окрестностях крупных городов.
Эксплуатация Зейского водохранилища привела к снижению высших отметок уровней воды на участке Нижнего Амура от г. Хабаровска до с. Богородское. В зимнюю межень наблюдается устойчивое повышение минимальных уровней воды, а сток воды увеличивается в несколько раз. Увеличение зимнего стока Амура приводит к уменьшению концентрации растворенных и взвешенных веществ в воде, а также вызывает активизацию эрозионных процессов на многорукавных участках.
Разработка русловых месторождений песка и гравия приводит к локальному размыву берегов и увеличению мутности воды ниже разрабатываемого карьера. Объем добычи песчано-гравийных смесей на Нижнем Амуре не должен превышать суммарный объем избыточной аккумуляции в русле и стока влекомых наносов.
Условия затопления пойменных массивов определяются морфологическими особенностями их поверхности. Снижение доли летнего стока обусловливает уменьшение обводненности поймы.
Геологическое строение и рельеф
Бассейн Амура располагается в пределах нескольких различных по строению и возрасту тектонических областей. Северная и Западная части находятся в пределах распространения древних палеозойских структур Монголо-Охотской складчатой системы, протянувшейся от истоков Амура до реки Амгунь. Рельеф представлен низко- и среднегорными хребтами и межгорными равнинами на месте наложенных прогибов - Верхнеамурского, Верхнебуреинского, Верхне-зейского и других. В горах преобладают терригенно-кремнисто-карбонатные отложения. Прогибы заполнены толщей осадков более молодого возраста - в основании залегают морские юрские песчано-сланцевые отложения, перекрытые континентальными меловыми и палеогеновыми песчаниками и галечниками. Для Монголо-Охотской геосинклинали характерно наличие многочисленных крупных разломов и относительно слабое проявление магматизма.
Южная и юго-восточная части бассейна Амура занимают крупные тектонические структуры Северо-Манчьжурского, Буреинского и Ханкайского массивов. Значительную площадь Северо-Маньчжурского массива занимает горст - антиклинорий хребта Большой Хинган. Хребет сложен осадочными палеозойскими и мезозойскими породами, прорванными гранитами и грано-диоритами. На большой площади залегают покровы эффузивов, представленные кварцевыми порфирами и риолитами.
Кристаллические породы Буреинского массива в западной части перекрыты рыхлыми меловыми и палеоген-неогеновыми отложениями Зейско-Буреинской межгорной впадины, а на остальной территории выходят на поверхность, где представлены протерозойскими метаморфизированными образованиями - гнейсами, кварцитами, сланцами, филлитами и мраморами. В пределах Ханкайского массива широко распространены позднепротеро-зойские и раннепалеозойские породы, представленные песчаниками, сланцами и известняками. Самая восточная часть бассейна Амура расположена в пределах Сихотэ-Алиньской складчатой области, являющейся составным элементом Восточно-Азиатского подвижного пояса. Осадочные сильно дислоцированные отложения преимущественно юрского и мелового возраста представлены песчаниками, сланцами и прорваны многочисленными интрузиями разнообразного состава - от гранитов до пироксенитов. Широко распространены также эффузивные толщи порфиритов, базальтов, андезитов. В пределах зоны имеются обширные межгорные впадины - Среднеамурская, Удыль-Кизинская, Эворон-Чукчагирская, выполненные рыхлой толщей отложений палеоген - четвертичного возраста мощностью до 1400 м (Худяков и др., 1972, Варнавский, 1985).
Основные направления стока в бассейне Амура унаследованы с конца палеозоя - начала мезозоя. Долина реки Амур имеет сложное строение, определяемое геологическими и геоморфологическими условиями. Река на своем пути пересекает или огибает крупные горные массивы, протекает среди обширных равнинных территорий. Невысокие водоразделы между водосборами притоков Амура, вулканизм, интенсивные тектонические движения обусловили крупные речные перестройки в бассейне Амура в течение неоген-четвертичного этапа развития речной сети. Длительное время бассейн Зеи и Верхнего Амура принадлежал бассейну Нонни, который соединялся с Ляохэ и имел сток в Желтое море (Варнавский, 1985). Лишь в конце плиоцена бассейн Амура приобрел свои современные очертания. Однако в позднечетвертичное время в результате оледенения речная сеть в бассейне Амура испытывала преобразования. Так, например, верхнее течение реки Витим имело сток в бассейн Шилки. На отдельных этапах бассейн Амура увеличивался за счет рек верховьев Тугура, имеющих сейчас сток в Тугурский залив Охотского моря. В конце межледниковья и во время последнего оледенения (30-12 тысяч лет назад) долина нижнего и частично среднего течения р. Амур интенсивно за 13 поднялась аллювиальными наносами. Уровень аккумуляции был наивысшим за всю историю долины Амура. Значительные площади в пределах нижнеамурских низменностей были заняты большими мелководными озерами. Аккумуляция регрессивно проникала в пределы горных территорий (Никольская, 1972, Махинов, 2003). В конце верхнечетвертичного времени происходит врезание Амура на глубину 15-20 м, а на месте спущенных озер стали интенсивно формироваться болота. Около 7 тысяч лет назад на протяжении 1200 км от устья реки вверх началось накопление наносов в долине Амура. Интенсивность его оценивается величиной до 1,2 мм/год (Махинов, 1990). Это обусловило образование множества озер в устьях притоков, играющих регулирующую роль в стоке воды. По особенностям протекания современных эрозионно-аккумулятивных процессов и строения русла в долине Амура выделяется несколько морфологически и динамически однородных отрезков. 1. Русло р. Амур в верхнем течении от слияния рек Шилка и Аргунь до устья р. Зеи характеризуется ярко выраженной глубинной эрозией. Русловой аллювий повсеместно представлен галечно-гравийным материалом, легко переносимым во время летних паводков и весеннего ледохода. Преобладает прямолинейное или слабоизвилистое русло с галечно-гравийными побочня-ми, перекатами и редкими островами. В расширениях долины основным типом руслового процесса является русловая многорукавность. Наиболее динамично преобразуются острова. Они смещаются вниз по течению со скоростью до 20 м/год (Гусев, 2002). На отдельных участках острова растут вверх за счет интенсивной ледовой аккумуляции. Максимальный размыв вогнутых берегов достигает 12 м/год (Антроповский, 1997). Нередко острова причленяются к берегу и протоки между ними заносятся, образуя старичные понижения (Сурков, Чалов, 2002). 2. Среднее течение р. Амур от устья Зеи до Малого Хингана. На этом отрезке река испытывает медленную глубинную эрозию в пределах широкой террасированной долины, днище которой сложено галечно-песчаными осад 14 ками. Русло реки слабоизвилистое, местами меандрирующее, на большой части с четко выраженной русловой и пойменной многорукавностью. Ниже впадения р. Бурей отмечается повышенная активность горизонтальных деформаций русла, следствием которых является интенсивный размыв берегов и формирование молодой поймы. Следует отметить заметное влияние строительства Зейской ГЭС на характер русловых процессов. После начала эксплуатации ГЭС (1974-76 гг.) на среднем Амуре, также в нижнем течении р. Зеи резко замедлились горизонтальные смещения русла, стали заноситься второстепенные протоки и многие острова присоединились к береговым массивам поймы. 3. В ущелье Малого Хингана на всем протяжении Амур имеет врезанное русло, характеризующееся слабой извилистостью и отсутствием островов. Пойма представлена лишь узкими небольшими фрагментами, расположенными вдоль берегов. При больших уклонах потока река выносит за пределы отрезка весь поступающий аллювиальный материал. На дне Амура во многих местах фиксируются скальные грунты. Отсутствие условий для накопления наносов обеспечивает устойчивость русла. Даже на излучинах река не подрезает склоны долины, что характерно для отрезка Верхнего Амура. 4. Морфологические особенности русла на отрезке нижнего течения р. Амур протяженностью более 1200 км (от впадения р. Сунгари до устья) определяются современной направленной аккумуляцией. На этом отрезке река образует чередующиеся сужения и расширения, обусловленные геологическим строением территории. Характер русловых деформаций в первую очередь зависит от ширины долины (Махинов, Чалов, Чернов, 1994).
Пространственное распределение мутности воды в русле р. Амур при добыче песчано-гравийной смеси
Исследования по влиянию добычи НСМ со дна реки на увеличение мутности воды проводились на Хорпинском и Владимировском месторождениях при низких уровнях воды (рис. 12) — в самое экологически напряженное время. Владимировское месторождение расположено на участке главного русла р. Амур в 7-14 км выше г. Хабаровска. Добыча НСМ осуществлялась с использованием устройств заглубленного сброса мутной воды. В этих условиях шлейф повышенной мутности распространялся до 300 м от баржи, что намного меньше по сравнению с размерами такого же шлейфа, формирующегося при сливе воды через борта баржи. Хорпинское месторождение расположено у левого берега р. Амур вблизи приверха острова Хорпинский в 4 км от г. Комсомольска-на-Амуре. Добыча ПГС на данном месторождении осуществляется земснарядом типа "Портовый". Мутность воды исследовалась по двум профилям, ориентированным под углом к течению реки от кормы заполняемой баржи. Отбор проб производился в первый раз в июле во время наиболее низкого за сезон 1992 года уровня воды в р. Амур. Фоновая мутность при этом была близка к средней за многолетний период, наблюдаемой на гидро:. стеостанции г. Комсомольска-на-Амуре (83 г/м3 (Ресурсы..., 1970)), и равнялась 68 г/м3 на глубине 0,60 м (0,2 Н) и 88 г/м3 на глубине 2,40 м (0,8 Н).
Вдоль оси шлейфа мутности сразу за земснарядом наблюдается повышение концентрации взвешенных частиц в поверхностном слое воды (в 1,5 раза (90 г/м )), обусловленное поверхностным сбросом части взмученной во 49 ды, который происходит в конце периода заполнения баржи. В дальнейшем концентрация взвешенных веществ в поверхностном слое воды постепенно уменьшается и на расстоянии 400 м от баржи уже не превышает фоновых значений.
На глубине сразу за баржей наблюдается резкое увеличение мутности воды, обусловленное размывом грунта, работающим земснарядом с одной стороны, а с другой - сбросом взмученной воды с баржи устройством заглубленного сброса. Мутность воды здесь достигает значения 115 г/м3.
Повторно работы по измерению мутности воды производились в октябре 1992 года. Уровень воды в р. Амур в этот период времени был выше, чем в июле на 2,5 м и устойчиво снижался и фоновая мутность воды составила 52 г/м3 в приповерхностном слое и 53 г/м в придонном слое (рис. 12). Анализ полученных данных показал, что сразу за земснарядом наблюдается повышение концентрации взвешенных наносов до 85 г/м3, что обусловлено влиянием сливающейся с бортов баржи мутной воды. Взвешенные вещества, попадая в р. Амур, начинают интенсивно осаждаться и уже на расстоянии 300 м от баржи в поверхностном слое мутность воды сравнивается с фоновой. Градиенты осаждения невелики (0,2 г/м3), вследствие незначительного поступления взвешенного материала.
В придонном слое воды наблюдается существенное увеличение мутно-сти воды, почти в три раза (150 г/м ). Основное ядро повышенной мутности находится на расстоянии 150-200 м, где происходит интенсивное осаждение взвешенного материала. Ниже по течению процесс осаждения частиц замедляется вследствие того, что грунты на этом месторождении сложены преимущественно тонкозернистым песком, гидравлическая крупность частиц которого мала и он дольше находиться во взвешенном состоянии.
С целью оценки распределения осаждающегося" вещества на дне реки ниже участка разработок на Хорпинском месторождении были отобраны пробы грунта из верхнего слоя донных отложений для определения их гранулометрического состава. Результаты помещены в табл. 4. A) Пробы отбирались в трех точках расположенных по оси шлейфа мутности на разном расстоянии от земснаряда. Первая точка находится у земснаряда, вторая - на расстоянии 560 м от места разработки и третья - на расстоянии 760 м. Гранулометрический состав донных отложений существенно отличается в зависимости от расстояния, на котором отобраны пробы грунта. В точке, находящейся в месте разработки грунта, встречаются частицы крупных фракций, более 1 мм - 25,7 %, содержание в пробе чагтиц диаметром от 0,05 до 1 мм около 67 %. Это объясняется тем, что основная часть мелких частиц находится во взвешенном состоянии и не оседает на поверхность дна вблизи места работ. Частиц размером меньше 0,05 мм в пробе содержится менее 8 %. Далее вниз по течению происходит аккумуляция взвешенных веществ, и на расстоянии 560 м от земснаряда частиц крупностью более 0,25 мм уже нет, содержание частиц менее 0,05 мм возрастает до 42,16 %. На расстоянии 760 м содержание частиц крупностью менее 0,05 мм составляет более половины.
Таким образом, основная доля взвешенного вещества, образующегося в процессе разработки русловых месторождений НСМ, накапливается в непосредственной близости от самого месторождения на расстоянии не более 1,0 км. 3.3. Расчет протяженности зоны повышенной мутности воды при добыче песчано-гравийной смеси
Различают два режима движения жидкостей в потоках - ламинарный и турбулентный. Существует также переходный режим. Тип режима зависит от скорости течения, вязкости жидкости и числа Рейнольдса (Re), характеризующего степень турбулентности потока. Чем больше число Re, тем выше степень турбулентности (Апполов, 1951, Рабинович, 1980, Железняков, 1981, Барышников, 1985). Для ламинарного потока характерно упорядоченное параллельно-струйное течение, а для турбулентного - беспорядочное. Границы существования того или иного вида движения определяются критическими значениями числа Рейнольдса (нижним и верхним). При Re менее нижнего критического значения возможен только ламинарный режим, при Re более верхнего критического значения - только турбулентный. При Re между верхним и нижним критическими значениями наблюдается неустойчивое состояние потока, называемое переходным режимом (Кременицкий и др., 1980, Чеботарев, 1975,Чугаев, 1975).
Характеристика широкопойменных участков р. Амур
Соотношение стока между рукавами р. Амур особенно неустойчиво в пределах равнинных территорий, где долина имеет широкую пойму, а русло характеризуется многорукавностью. Даже небольшое влияние хозяйственной деятельности приводит к нарушению существующего равновесия и перераспределению стока между рукавами (Чалов, Рулева, 2001, Чалов и др., 2003).
Исследованный участок реки располагается в пределах Среднеамур-ской низменности, вытянутой в северо-западном направлении на 650 км (между Хинганским и Комсомольско-Киселевским сужениями). Максималь-ная ее ширина 200 км, общая площадь 92,3 тыс. км . Центральную часть равнины занимает пойма Амура, достигающая ширины 30 км. Остальная поверхность представлена плоскими низинами древних озерных водоемов, выровненными участкам речной аккумуляции и наклонными к Амуру аллювиальными конусами выносов крупных притоков (Уссури, Анюй, Гур, Тунгуска и др.). Среди равнины возвышаются отдельные высокие горные массивы высотой до 950 м над уровнем моря, полого-холмистые поднятия (в районе с. Переяславка, вдоль Амура от с. Князе-Волконского до с. Сарапульского) и одиночные сопки-останцы. Значительная часть поверхности заболочена (Энциклопедия..., 1995).
Долина р. Амур от г. Хабаровска до г. Комсомольска-на-Амуре характеризуется чередованием сужений и пойменных расширений, в которых русло разбивается на множество проток различной конфигурации и размеров (Ким, Махинов, 1991, Чалов, 2001). Эти особенности определяют своеобразие водного режима реки в различные его фазы: распластывание паводочной волны, активное перераспределение стока по протокам, режим затопления поймы. Пойменные массивы подвержены интенсивному воздействию эрози-онно-аккумулятивных процессов. Вследствие боковых смещений русла, формирования присоединяющихся к пойменным островам побочней и кос, меандрирования второстепенных рукавов, аккумуляции наносов на прирусловых валах, рельеф поймы отличается большим разнообразием (Махинов, Ким, 1993). Все это обусловливает достаточно сложную картину перераспределения стока (Железняков, 1984).
На Среднеамурской низменности выделяется несколько пойменных расширений. Первое пойменное расширение начинается от истока протоки Казаке-вичева и заканчивается в районе Хабаровского моста (рис. 15). Амур на этом участке характеризуется широкой поймой (максимальная ширина составляет 20 км), в пределах которой сформировалось многорукавное русло. Ниже и выше по течению пойма имеет значительно меньшую ширину. Участок представляет собой пойменное расширение, состоящее из нескольких рукавов и большого количества островов, крупнейшими из которых являются - о. Тарабаров, о. Большой Уссурийский, о. Кабельный и о. Дачный. Из рукавов Амура наиболее значительны: главное русло реки, огибающее острова Тара-баров и Большой Уссурийский с севера (протяженностью 75 км), протока Казакевичева (протяженностью 32 км до устья Уссури), ниже впадения Уссури имеющая название Амурская (протяженность 40 км), протока Прямая (10 км), соединяющая протоку Казакевичева с Амуром между островами Большой Уссурийский и Тарабаров, протока Пемзенская, отделяющая о. Дачный от правого берега р. Амур (10 км), и протока Бешеная, проходящая между островами Дачный и Кабельный (6 км). Сеть рукавов р. Амур этого расширения носит название Хабаровский водный узел (рис. 15).
Острова Тарабаров, Большой Уссурийский, Дачный и Кабельный изрезанны огромным количеством второстепенных проток, заливов и старичных озер, водный режим которых определяется колебаниями уровней воды в р. Амур. Расположенные вблизи города части этих островов и левый берег р. Амур от с. Осиновка до моста используются под дачные участки. Ниже устья р. Тунгуски расположено другое пойменное расширение, достигающее ширины 20 км и длины 50 км, которое заканчивается у с. Сика-чи-Алян. Левобережная часть поймы более развита. Здесь находится большое количество мелких проток и небольших пойменных озер. Практически весь сток проходит в основном русле Амура. Из рукавов Амура наиболее значимыми являются протока Хохлацкая и протока Кяттистратова. В главном русле реки располагаются отдельные острова, самыми крупными из которых являются Воронежский, Виноградовский, Оборский. Основными притоками на этом участке являются реки Тунгуска и Обор. На этом участке находится крупное припойменное озеро Петропавловское.
Ниже Елабуги начинается следующее пойменное расширение протяженностью 65 км. На этом участке также основная часть стока проходит в главном русле Амура. Пойма характеризуется большой шириной (до 30 км) и большим количеством мелких рукавов, самыми заметными среди которых являются протоки Челнинская, Актар, Хахалинская. В районе острова Магнитного русло р. Амур достигает максимальной своей ширины, превышающей 4,5 км в меженный период. Основные притоки на этом участке располагаются на правобережной части (pp. Немпта, Мухен, Пихца, Хар).
Между устьем р. Анюй и с. Малмыж расположено еще одно пойменное расширение протяженностью более 70 км, достигающее максимальной ширины более 30 км. Оно состоит из большого количества пойменных островов и массивов, изрезанных десятками проток, заливов, озер. Среди них можно выделить три основных рукава, по которым происходит перераспределение основного объема стока: протока Эморон (длина 61 км), отделяющая пойменный массив от левобережной части Амура; протока Кафа (25 км), отделяющая о. Селимонхо от о. Бандарен и основное русло р. Амур (75 км), оги-бающее пойменный массив с юго-востока. Самыми значительными островами на этом участке являются острова Селимонхо и Бандарен (рис. 16). Распределение стока в этом пойменном расширении неравномерное и в большой степени зависит от фазы водного режима.
Последнее в пределах Среднеамурской низменности пойменное расширение протяженностью 35 км имеет максимальную ширину 15 км. В районе г. Амурска река делится на несколько практически равнозначных рукавов: протоки Падалинская, Старый Амур, Гал бон, Диппинская и основное русло р. Амур. Основным притоком в пределах этого участка является р. Гур. Среднеамурская низменность заканчивается у г. Комсомольска-на-Амуре. Отсюда начинается Комсомольско-Киселевское сужение, протяжен-ность которого составляет 190 км.
Условия формирования стока наносов в бассейне р. Амур
Сток наносов реки определяется ее гидрологическим режимом, а также строением рельефа, климатом, свойствами почв и подстилающих пород, степенью заболоченности, характером растительности и особенностями антропогенной деятельности в бассейне. Речные наносы образуются в результате ветровой и водной эрозии, происходящей как на водосборах, так и в руслах рек. Условия эрозии в бассейне Амура разнообразны и определяются особенностями расположения отдельных речных водосборов, высотной зональностью, геоморфологическими, климатическими и почвенными факторами, наличием многолетней мерзлоты, которая широко распространена в северной части бассейна. В западной и северо-западной частях бассейна развиты процессы выветривания, которым способствует континентальность климата, характеризующаяся низкой влажностью и значительными колебаниями температуры воздуха (Ресурсы..., 1966).
Хотя в геоморфологическом отношении большая часть территории юга Дальнего Востока относится к низко- и среднегорному рельефу, глубина расчленения земной поверхности довольно велика (до 400-500 м) вследствие близкого положения абсолютного базиса эрозии для многих рек. Поэтому склоны речных долин обычно крутые, что способствует поступлению с них обломочного материала на пойму или в русла рек в большом количестве. Кроме того, множество притоков в горных районах имеют крутой продольный профиль, и вследствие этого реки в паводки выносят значительное количество щебнисто-суглинистых образований из своих бассейнов в русла более крупных рек, формируя временные конусы выноса.
Крутые склоны и широкое распространение устойчивых к выветриванию эффузивных и интрузивных пород обусловливает образование преиму 91 щественно крупнообломочных частиц, представленных в условиях юга Дальнего Востока щебнем и дресвой с примесью суглинистого материала. Попадая в водный поток, наиболее крупные обломки переносятся в виде донных наносов, образуя в русле смещающиеся вниз по течению гряды. Процессы выветривания разрушают эти обломки на склонах речных бассейнов, на пойме и в конусах выноса до состояния песчано-глинистого материала. И хотя выветривание осуществляется крайне медленно, оно происходит постоянно и на большой площади. Следовательно, в бассейне достаточно крупной реки всегда имеется огромное количество тонкодисперсного материала, большая часть которого со временем попадает в ее русло (Махинов, 1988).
В бассейне Амура водная эрозия (склоновая и русловая) является ведущим процессом. Интенсивно происходит и процесс смыва горных пород и почв дождевыми и талыми водами, стекающими по склонам, и размыв водными потоками коренных пород дна и берегов рек и склонов долин. При русловой эрозии наибольшее значение имеют пойменные отложения. Они характеризуются тонким механическим составом и значительной размываемо-стью в паводки, когда уровень воды поднимается выше подошвы пойменных отложений. В этот период в размыве берегов особенно большую роль играют абразионные процессы, проявляющиеся вследствие возникновения ветровых волн. Значительная ширина Амура (до 3-4 км) и повышенные, по сравнению с междуречными пространствами, скорость и продолжительность ветра в долине в летне-осенние месяцы обусловливают образование в русле волн высотой до 1-1,5 м. В результате волновой деятельности за один штормовой сезон формируются абразионные площадки с высотой уступов до нескольких метров (Махинов, 1990, Van Rijn L., 1993).
Гидрологический режим рек в значительной степени обусловлен климатическими особенностями территории. Для дальневосточного региона, в пределах которого проявляются постепенно ослабевающие в направлении от тихоокеанского побережья в глубь суши муссонные черты климата, режим рек способствует значительному твердому стоку благздаря резким колебаниям водности, вызванным часто выпадающими обильными осадками. Интенсивность подъема уровней воды в реках может составлять 1-1,5 м/сут и более. Кроме того, для региона характерна большая повторяемость крупных паводков и их значительная продолжительность.
Южные районы Дальнего Востока характеризуются значительной за-лесенностью территории. Естественно, что бассейны многих, особенно горных, рек в пределах низкогорного и частично среднегорного рельефа почти полностью покрыты лесом. Поскольку густая лесная растительность препятствует плоскостному смыву, то его доля в твердом стоке рек региона невелика. Она несколько увеличивается в районах интенсивного земледелия (Сред-неамурская, Амуро-Зейская, Приханкайская равнинь] и, особенно, бассейн реки Сунгари, мутность воды в которой в отдельные периоды превышает 700 г/м3).
Все это обусловливает в целом небольшую мутность рек бассейна Амура. Однако постоянно накапливающийся на склонах, в пойме, а также в пределах русла тонкообломочный материал время от времени (при прохождении паводков низкой обеспеченности) в огромном количестве поступает в русло, в результате чего реки (особенно небольшие горные) в этот период напоминают селевые потоки. Они переносят крупные обломки и производят значительную эрозионную работу - интенсивно углубляют и расширяют русло, образуя достаточно глубокие каньоны в днищах долин. Хотя такое резкое увеличение стока наносов происходит довольно редко (раз в 10-15 лет) и продолжается короткое время (несколько дней), последствия его весьма существенны для преобразования русла.
На увеличение твердого стока рек существенное влияние оказывает хозяйственная деятельность - распашка территорий, вырубка лесов, добыча полезных ископаемых, прокладка дорог вдоль русел рек и т.д. Зарегулирование бассейна реки водохранилищами наоборот приводит к снижению стока наносов (Беркович, Чалов, 2004), например сток взвешенных веществ на р. Волге после создания каскада водохранилищ снизился на 8-9 млн. т в год, т.е. в 2,5-3 раза (Львович, 1974). Подъездные дороги и трелевочные волоки в районах лесозаготовок являются источниками дополнительного поступления взвешенного вещества в реки, что особенно проявляется в муссонных областях. Отмечено также значительное влияние на сток взвешенного вещества разработок россыпных месторождений полезных ископаемых в этом регионе. В районах разработки месторождений в реках фактическое содержание взвешенных наносов в сотни раз превышает естественное содержание взвесей, несмотря на специально проводимые водоохранные мероприятия. В результате от 0,1 до 16 % и более всего объема перерабатываемой горной массы поступает в русла некоторых рек бассейна и выносится вниз по течению (Воскресенский, Сокольский, Белая, 1981, Брейнзел, 1991).
