Введение к работе
Актуальность темы. Прогноз русловых процессов - основная задача ру-словедения. Понятие тип русловых процессов (квазициклическая схема деформаций речных русел) относится к стабильности руслоформирующих факторов. При сохранении баланса между руслоформирующими факторами тип русловых процессов остаётся неизменным. В настоящее время достаточно эффективно выполняется прогноз русловых деформаций в рамках отдельных типов русловых процессов.
Актуальной, но до сих пор нерешённой проблемой русловедения является прогноз изменения (смены) типа русловых процессов, то есть переход одного типа русловых процессов в другой. Для этого используются классификации русловых процессов, в которых типы русловых процессов упорядочены по воздействию руслоформирующих факторов. Существующие классификации русловых процессов, главным образом, являются однофакторными и учитывают воздействие только одного или ограниченного количества разных факторов. Хотя существует и ряд двухфакторных классификаций русловых процессов, среди которых следует выделить классификации: Р.С. Чалова (1997), М.С. Карасева и Б.И. Гарцмана (2002), Н.С. Знаменской (1992).
Создание двухфакторных и многофакторных классификаций русловых процессов, учитывающих многообразие руслоформирующих факторов, позволит прогнозировать изменения речных русел при нарушении баланса между руслоформирующими факторами.
Актуальность настоящей работы обусловлена, во-первых, отсутствием методики прогнозирования смены типов русловых процессов, во-вторых, усилением антропогенных, климатических и других изменений, которые приводят к нарушению баланса между руслоформирующими факторами, что ещё более повышает значение прогноза, и возрастающими потребностями в прогнозе.
Объектами исследования являются речные русла и основные руслофор-мирующие факторы, действие которых обуславливает образование различных типов русловых процессов.
Предметом исследования является классификация русловых процессов на основе учёта различных руслоформирующих факторов.
Цель и задачи. Основной целью работы являлась разработка обоснованной двухфакторной классификации русловых процессов как инструмента прогноза русловых деформаций при нарушении баланса между руслоформирующими факторами.
На первом этапе исследования для создания новой двухфакторной классификации русловых процессов были решены следующие задачи:
Выявление существующего многообразия типов русловых процессов;
Ранжирование по степени влияния на руслоформирование различных природных руслоформирующих факторов;
Анализ и систематизация существующих типизации русловых процессов;
Построение цепочек взаимопревращений типов при изменении разных руслоформирующих факторов;
5. Создание двухфакторных классификаций типов русловых процессов
по главным руслоформирующим факторам;
На втором этапе исследования для обоснования положения, что одним из руслоформирующих факторов является относительная транспортирующая способность потока (соотношение между транспортирующей способностью потока и поступлением наносов) решён ещё ряд задач:
Проанализированы существующие представления о транспортирующей способности потока и расходе наносов.
Проанализированы экспериментальные и натурные данные об изменениях типов русловых процессов при нарушении баланса между транспортирующей способностью потока и поступлением наносов на участок.
Выявлен механизм смены типов русловых процессов в зависимости от относительной транспортирующей способности потока.
Составлена дополнительная однофакторная классификация типов русловых процессов по этому руслоформирующему фактору.
Научная новизна.
Результаты исследований, изложенные в работе, обладают следующей научной новизной".
Обоснована необходимость и показаны способы перехода от существующих однофакторных классификаций к многофакторным.
Выявлен один из основных руслоформирующих факторов - соотношение между транспортирующей способностью потока и поступлением наносов на рассматриваемый участок реки, а не их абсолютные значения, как считалось ранее.
Предложено деление руслоформирующих факторов на действующие и ограничивающие, а также деление на главные, второстепенные и косвенные факторы.
Построена новая двухфакторная классификация русловых процессов и указан способ построения других двухфакторных классификаций.
Практическим результатом исследования является:
Новое решение задачи, имеющей существенное значение для науки о русловых процессах: разработанная двухфакторная классификация русловых процессов. Она позволяет учитывать совместное действие нескольких руслоформирующих факторов и, при этом, прогнозировать смену типов русловых процессов при изменении руслоформирующих факторов.
Также двухфакторная классификация позволяет разработать подход к построению алгоритма прогноза смены типа русловых процессов.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач применены ретроспективно-обзорный и экспериментальный методы.
Ретроспективно-обзорный метод включает в себя выявление, анализ и обобщение сведений о выделенных в настоящее время:
типах русловых процессов;
типизации и классификаций русел и русловых процессах;
руслоформирующих факторах.
Экспериментальный метод использован в виде проведения собственных экспериментов, а также основывается на анализе и интерпретации данных прочих экспериментов.
На защиту выносятся следующие положения:
Теоретическое положение о том, что одним из главных руслоформи-рующих факторов является относительная транспортирующая способность потока.
Двухфакторная классификация русловых процессов, где:
одной осью этой классификации является относительная транспортирующая способность потока,
другой осью является относительный геоморфологический фактор образования пойменных проток.
Апробация работы.
Защищаемые положения докладывались и обсуждались:
на семинарах отдела русловых процессов ГГИ (СПб, 1997, 1998);
на XXIV (Краснодар, 1998) и XXIX (Ижевск, 2006) собраниях Геоморфологической комиссии РАН;
на семинаре Проблемной лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ (Москва, 1998);
на заседаниях геоморфологической комиссии Русского географического общества (СПб, 1998, 1999, 2001, 2003);
на V (Москва, 1999) и VI (Москва, 2004) конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей»;
на конференциях молодых учёных национальных гидрометслужб стран СНГ (Москва, 1999, 2006);
на годичном собрании секции русловедения Академии проблем водохозяйственных наук (Санкт-Петербург, 1999);
на круглом столе «River runoff: minima and maxima» (Санкт-Петербург, 2001);
на Сессии Учёного Совета ГГИ (2004);
на VI Всероссийском гидрологическом съезде (Санкт-Петербург, 2004);
на заседании кафедры геоморфологии СПбГУ (2005) и обсуждались в 2006 г.
и других конференциях и заседаниях.
По теме диссертации опубликовано более научных работ, из них 8 в рецензируемых академических журналах (список работ приведён в конце автореферата).
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы из 98 наименований, включает 4 таблицы и 14 рисунков. Общий объём работы составляет 89 страниц.
