Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Поименно-русловые комплексы как целостная система 11
1.1. Основные понятия флювиальной геоморфологии 11
1.2. История изучения поименно-русловых комплексов в отечественной географии 31
1.3. Факторы формирования поименно-русловых комплексов 41
1.4. Методы и основные направления исследования поименно-русловых комплексов долины реки Вычегды 50
1.5. Вопросы использования поименно-русловых комплексов долины реки Вычегды 52
ГЛАВА 2. Физико-географический очерк бассейна реки вычегды 56
2.1. Геологическое строение и рельеф бассейна реки Вычегды 57
2.2. Климат и гидрологический режим бассейна реки Вычегды 63
2.3. Почвенный и растительный покров бассейна реки Вычегды 72
ГЛАВА 3. История формирования поименно-русловых комплексов реки вычегды и ее притоков 77
3.1. Плейстоценовая история 77
3.2, Голоценовая история развития долин 97
ГЛАВА 4. Современные поименно-русловые комплексы долины реки вычегды 109
4.1. Поименно-русловые комплексы Верхней Вычегды (от истока до впадения Нем, 346 км) 114
4.2. Поименно-русловые комплексы Средней Вычегды (346-290 км от устья) 123
4.3. Поименно-русловые комплексы Нижней Вычегды (от устья до 290 км) 139
Заключение 155
Писок литературы
- История изучения поименно-русловых комплексов в отечественной географии
- Методы и основные направления исследования поименно-русловых комплексов долины реки Вычегды
- Климат и гидрологический режим бассейна реки Вычегды
- Поименно-русловые комплексы Средней Вычегды (346-290 км от устья)
Введение к работе
Актуальность исследования. Поймы занимают пограничное положение между движущимся водным потоком и неподвижной сушей -днищем долины, что предопределяет формирование поймеппо-русловых комплексов.
Поймешю-русловой комплекс - комплекс геоморфологических урочищ, представленных аквалыюй и аэралыюй частями, или геоморфологическая местность. Понятие поименно-русловой комплекс введено в научную литературу А. В. Черновым (2006). Поймешю-русловой комплекс представляет собой взаимосвязанную систему, где русло и пойма являются ее компонентами.
Исследование и использование речных пойм, в том числе реки Вычегды, является одной из актуальных задач современного природопользования. Общеизвестно, что на поймах рек возводятся инженерные сооружения (мосты, водозаборы, наземные коммуникации), ведется разработка стройматериалов. Традиционным видом использования пойменных земель являются пастбища. Пойменные земли считаются естественными кормовыми угодьями. Им необходим целый ряд мелиоративных и агротехнических мероприятий, правильная организация которых невозможна без предварительного исследования режима реки и рельефа поймы. Характер затопления поймы, седиментация аллювия определяют динамику почвенно-растигелышго покрова.
Самые известные исследования принадлежат: почвоведам и геоботаникам: В. Р. Вильяме (1941), Р. А. Еленевский (1936), Г. В. Добровольский (1964; 1968; 1984); геологам: Е. В. Шанцер (1951); гидрологам и геоморфологам: Н. И. Маккавеев (1955), Н. Б. Барышников (1988), И. В. Попов (1982), А. В. Чернов (1983), Р. С. Чалов (2008); физико-географам: Л. В. Злотина (1989), Э. В. Роднянская (1993), В. В. Сурков (1997) и др.
Выявление особенностей формирования поименно-руслового комплекса невозможно без подробного изучения русловых процессов. Русловые процессы представляют собой деформации русла реки в результате размыва берегов, транспортировки и отложения наносов, участвующих в образовании мезо и макроформ рельефа. Благодаря русловым процессам реки формируют морфологический облик речных долин.
В исследовании поименно-руслового комплекса можно выделить два основных направления: гидродинамическое, в котором изучаются кинематика потока на изгибе русла, циркуляционные течения, распределение скоростей потока и т.д., и гидролого-морфологическое, акцентирующее внимание на формах излучин, их эволюции, смещении, стадиях развития, условиях спрямления, размывах берегов.
В последние два десятилетия возник и стал активно развиваться палеогидрологический подход к изучению процесса меандрирования, направленный не только на восстановление бывших за время формирования
поймы положений меандрирующего русла, но и определение возраста пойменного сегмента и той ландшафтно-климатической обстановки, которая была на разных этапах развития и спрямления речных излучин. Палеорусловой анализ открывает пути к разработке долгосрочных прогнозов русловых деформаций в связи с глобальными изменениями природной среды и климата, в том числе под влиянием все возрастающей хозяйственной деятельности человека акцент на этом ставят в своих исследованиях Р. С. Чалов и А. В. Чернов. Наряду с типичными свойствами поименно-русловой комплекс реки Вычегды обладает и индивидуально-отличительными чертами. Они проявляются в его морфологии, условиях затопления во время половодья, в деятельности руслоформирующих факторов: стоке воды и наносов, а также в процессе формирования самой долины.
Особенностью поименно-русловых комплексов реки Вычегды является их молодость, изменчивость и динамичность. Это проявляется на протяжении всего периода существования комплекса от времени его зарождения до сегодняшнего дня. В связи с этим изучение ПРК реки Вычегды является актуальным в народно-хозяйственных целях, а проделанная работа открывает перспективы изучения последующих возможных его изменений. Кроме того введенное не так давно А. В. Черновым само понятие поименно-руслового комплекса ожидает дальнейших применений на конкретных примерах других региональных объектах.
Объект исследования - поименно-русловые комплексы долины реки Вычегды.
Предмет исследования - динамика поименно-русловых комплексов под влиянием русловых переформирований.
Основная цель работы заключается в исследовании особенностей формирования поименно-русловых комплексов долины реки Вычегды.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
рассмотрена история формирования бассейна реки Вычегды;
изучены морфология долины, водный режим и сток наносов реки Вычегды в зависимости от физико-географических условий водосбора;
выявлены условия зарождения поименно-руслового комплекса;
установлена связь типов речных пойм с типами руслового процесса и проанализированы природные факторы формирования русла;
выявлены особенности многолетних переформирований участков русла и характер динамики поймы и предложена характеристика морфологического строения русла и поймы с выделением ее морфологических типов.
Основные защищаемые положения:
1. Развитие ПРК обусловлено специфическими особенностями морфологического строения долины реки Вычегды (значительная ширина и
хорошая разработанность, присутствие озеровидных расширений), а также четвертичной историей формирования долины.
На отдельных участках поименно-руслового комплекса долины реки Вычегды выявлено несовпадение морфодинамического типа русла и типа поймы в связи с наличием древней поймы, что обусловлено позднечетвертичпо-голоценовым этапом развития долины реки Вычегды.
Проведенная типизация долины реки Вычегды позволила выделить восемь типов урочищ ПРК и на этой основе составить детальную картосхему типов ПРК. Для верхнего течения реки Вычегды доминирующим является тип ПРК меандрирующего русла с озерно-старичной поймой. В среднем течении преобладает тип ПРК меандрирующего русла с сегментио-гривистой поймой. В нижнем - тип ПРК разветвлешга-меандрирующего русла (многорукавность) с ложбинпо-островной поймой.
Научная новизна исследования:
содержательное обобщение идеи формирования поименно-руслового комплекса с учетом горизонтальных русловых деформаций;
впервые в диссертационном исследовании рассмотрены особенности горизонтальных русловых деформаций для различных типов русел и пойм, и уточнена методика выделения ПРК;
выявлены участки реки Вычегды, на которых в течение голоцена произошло изменение морфодинамического типа русла, и смена типа поименно-руслового комплекса;
впервые уточнено распределение типов речных русел и пойм (ПРК) по долине реки Вычегды на всем ее протяжении, результатом чего является созданная картосхема ПРК реки Вычегды; на основе картосхемы обоснованы типы урочищ ПРК (типизация поименно-руслового комплекса) реки Вычегды. Выделено 8 типов ПРК, большая часть типов относится к развитым (полным) - сформированным в широкопойменных долинах, однако в верхнем течении выявлены неполные комплексы в узкопойменных долинах. Выявлены также комплексы, с преобладанием в них адаптированных, преимущественно прямолинейных типов русла и односторонней поймы.
Теоретическое значение работы состоит в расширении существующих представлений о зависимости состояния и развития поименно-русловых комплексов от влияния естественных факторов. В диссертационном исследовании апробированы классификации русловых процессов и речных пойм, предложенные, с одной стороны, МГУ (Р. С. Чалов, А. В. Чернов), а с другой - ГГИ (И. В. Попов); результаты апробации учтены при анализе ключевых участков поименно-русловых комплексов. С учетом гидроморфологических зависимостей (по методике И. В. Попова) были подтверждены условия существования и развития поймеино-руслового комплекса как целостной системы.
Практическая значимость работы заключается в возможности составления прогноза русловых переформирований на реке Вычегде, а также использования поименно-руслового комплекса в хозяйственных целях.
Составлена картосхема «Типизация поименно-руслового комплекса реки Вычегды», где наглядно представлены типы русел и типы пойм, которые преобладают на том или ином участке реки и те участки, которые были подвержены существенным русловым переформированиям.
Полученные результаты могут быть использованы, для разработки рекомендаций и схем мероприятий по снижению негативных последствий влияния наиболее мощных видов хозяйственной деятельности (добыча песчано-гравийной смеси, строительство дамб обвалования, водозаборов, прокладка кабелей линии связи, установка опор мостовых переходов, ЛЭП, дноуглубительные и русловьгаравительные работы). Материалы исследования могут быть также применены в учебном процессе при подготовке специалистов в области эрозионных и русловых процессов, флювиалыюй геоморфологии.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов работы подтверждается анализом обширного картографического и фондового материала, строгим соблюдением логики исследования, соответствием используемых методов поставленным в работе задачам. В характеристике отдельных участков ПРК реки Вычегды результаты работы подтверждаются данными полученными школой МГУ (по Нижней Вычегде).
Методика исследования и исходные материалы. В работе используются терминология и классификации, разработанные в научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н. И. Маккавеева географического факультета МГУ, а также в Государственном Гидрологическом институте Санкт-Петербурга. В основу работы были положены принципы географического анализа русловых процессов. Кроме того, исследование основывалось на системном подходе к русловым процессам и заключалось в установлении причинно-следственных связей между явлениями и процессами, проявляющимися на разных структурных уровнях и изменяющихся в пространстве (по длине реки) и во времени.
Основными методами диссертационного исследования являются:
историко-генетический метод (рассмотрена четвертичная история формирования бассейна реки Вычегды);
картографический метод (анализ тематических карт: тектонической, геологической, геоморфологической, почвенной, лоцманских карт, аэрофотоснимков и космических снимков);
математические методы (расчет корреляции уровней воды, вычисление радиуса кривизны меандрового пояса и подсчет в процентном соотношении типов русел и пойм);
сравнительный метод фактического материала: фондового (гидрологические ежегодники и метеорологические ежемесячники).
Фактический материал. Исходными данными для выполнения работы послужили разновременные (1908, 1931, 1959, 1972, 1982, 1992, 2008 гг.) картографические материалы (масштабов 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000), аэро- и космические снимки, данные сетевых
гидрологических наблюдений по постам (1917-2004 гг.), производственно-технические отчеты Государственного бассейнового управления водных путей и судоходства, фондовые и архивные материалы, а также литературные источники.
Апробация работы и публикации.
Основные положения диссертационного исследования изложены в 8 печатных работах, в том числе в реферируемом ВАКом научном издании Вестник Поморского университета. Естественные и точные науки (2006). Результаты работы докладывались и обсуждались на Герценовских чтениях (2005-2007 гг.) в г. Санкт-Петербурге; Всероссийской научной конференции «Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский и географическая наука: вопросы региональной географии (г. Рязань); Международной научно-практической конференции (г. Нижний Новгород). Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы (150 источников) и приложения. Общий объем диссертации составляет 178 страниц, (из них 156 страниц текста), имеются 17 таблиц и 85 рисунков.
История изучения поименно-русловых комплексов в отечественной географии
Под природным комплексом понимается совокупность всех компонентов (рельеф, климат, воды, почвы и растительность), которые находятся в непрерывном движении и изменении, взаимно влияя и взаимно обусловливая, друг друга.
Поименно-русловые комплексы — это природные комплексы, расположенные на днищах речных долин и включающие в себя русло реки и ее пойму, а также уступы террас или коренных берегов, опирающихся на пойму или на русло. Следовательно, русло реки и ее пойму можно рассматривать, как самостоятельную геосистему отвечающую основным условиям существования геосистем: тесными связями между компонентами, которые выражаются во взаимном обмене веществом, энергией и информацией [Чернов, 20066].
Геосистему, по В. Б. Сочаве (1978) можно кратко определить как земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом, и, как определенная цельность, взаимодействует с космической сферой и человеческим обществом. «...геосистема (независимо от размерности) — целое, состоящее из взаимосвязанных компонентов природы, подчиняющихся закономерностям, действующим в географической оболочке или ландшафтной сфере» [Снытко, 1997]. Э. Нееф в 1967 г. дал такое определение, что геосистема — это интеграция множества элементов и множества отношений через пространство и время [Роднянская, 1962; Сочава, 1978; Крауклис, 1989; Васильев, 1989; Кашкарова, 1991; Сычева, 1991; Мамай, 1992; Коновалова, 2004]. Пространственно-временной фактор отражает историю речной долины в геологическом масштабе времени (плейстоцен), а в голоцене и на современном этапе проявляется через русловые деформации.
Русло — это форма рельефа дна долины реки, по которой осуществляется речной сток (сток воды, наносов и растворенных веществ) в маловодную фазу водного режима. Формирование русла осуществляется в результате эрозионного (размывающего) воздействия водного потока на подстилающую поверхность, перемещения и аккумуляции наносов.
Морфологические проявления происходящих в нем переформирований (деформаций) становятся заметными, практически, за сутки или декады, тогда как в течение сезона происходит развитие уже таких крупных мезо и макроформ руслового рельефа, как косы, острова и перекаты.
Морфологический облик поименно-руслового комплекса создается горизонтальными и вертикальными русловыми деформациями.
По А. И. Чеботареву «русловые деформации — изменения размеров и положения в пространстве речного русла и отдельных русловых образований, обусловленные работой потока и связанные с переотложением наносов» [Чеботарев, 1970: 222].
Вертикальные русловые деформации или преобладание глубинной эрозии в долине реки отчетливо проявляются за определенный промежуток времени во врезании русла реки в дно долины, в результате чего оно становится относительно прямолинейным, где также наблюдается и снижение среднегодового уровня воды. При врезании реки заметна тенденция к сужению поймы [Чернов, 1983]. Характер очертания излучин становится стабильным, что способствует сохранению узкой «долины прорыва», в пределах которой формируются врезанные меандры. Участки врезанных меандр обычно совпадают с областями распространения твердых пород и с районами местных современных и новейших поднятий.
Кроме того, во врезанном русле вследствие замедленности развития его форм, аккумуляция на поверхности узкой поймы практически полностью нивелирует первичный пойменный рельеф. Если же он сохраняется, то является гривистым, причем гривы вытянуты субпаралельно руслу реки [Чалов, 2004]. Местное врезание может являться следствием разработки русловых карьеров и сооружению мостовых переходов.
В русловом процессе выделяются две категории деформаций речного русла и поймы - периодические (обратимые) и непериодические (необратимые) [Чалов, 1979].
Русловой процесс — это форма транспорта наносов и формы его проявления, что отражается в особенностях переотложения наносов, определяемые условиями их формирования на водосборе и транспортирования (переотложения) по речному руслу и пойме [Попов, 1978].
Периодические деформации связаны с переформированием речного русла и поймы. Они проявляются в результате переотложения наносов в ходе их транспорта, чередование размывов и намывов русловых форм, в частности, образование и спрямление излучин, поперечное углубление и обмеление рукавов, а также сезонные и многолетние колебания стока реки.
Непериодические деформации могут выражаться как в виде транзитного выноса наносов, так и в виде их длительного накопления, то есть являются однонаправленным процессом [Барышников, 1988; Чалов, 1979].
Направленные деформации наиболее типичны для прямолинейного неразветвленного русла в сторону коренного берега благодаря возникновению при руслоформирующем расходе воды такой кинематической структуры потока, которая обусловливает его размыв и аккумуляцию наносов вдоль поймы.
В разветвленном русле по этой же причине преимущественно развиваются рукава, проходящие вдоль коренных берегов, и при расположении реки вдоль них русло в многолетнем плане получает тенденцию к направленному смещению. Коренные склоны долины, непосредственно подходящие к реке, развиваются под влиянием оползневых
-13 процессов, которые провоцируют подмыв их основания потоком. К примеру, левый берег Сысолы перед слиянием с Вычегдой.
Деформации берегов осуществляются через разрушение их льдом в период половодья. Особенно разрушаются вогнутые берега излучин. Растительность также оказывает влияние на интенсивность подмывания берегов. Густой травяной покров с хорошо развитой корневой системой снижает скорость русловых деформаций [Маккавеев, 1998; Чалов, 2008].
Горизонтальные русловые деформации, вызванные перемещением русла в пределах дна речной долины (боковая эрозия), определяют формирование русел различных морфодинамических типов (извилистых русел, возникших при меандрировании и эволюции излучин, разветвленных на рукава, образованных при формировании в руслах островов и распределение потока по рукавам, и относительно прямолинейных русел) [Чалов, 1994; Чернов, 2006а]. Широкопойменное русло, сформированное в зоне легко размываемых горных пород в природных условиях, которые характерны для гумидной зоны средних широт, описанной Н. И. Маккавеевым (1960), подвержено существенным деформациям.
Тем самым русловые процессы имеют двойственную природу. С одной стороны, они развиваются по законам гидромеханики: определенные формы русла создаются определенными видами руслового рельефа. Сочетание форм русла, каждой из которых присущи вполне определенные закономерные изменения во времени (горизонтальные русловые деформации), создают морфодинамические типы русла. С другой стороны, русловые процессы — одно из природных явлений, возникающих и развивающихся в конкретной естественно — исторической физико-географической обстановке [Чалов, 1978; 1998].
Методы и основные направления исследования поименно-русловых комплексов долины реки Вычегды
В связи с тем, что поименно-русловой комплекс представляет собой целостную систему и, обращая внимание непосредственно на изучение и исследование всего долинного комплекса, и поймы в частности, необходимо рассмотреть параллельно и этапы истории развития русла.
И. В. Попов отмечает, что если обратиться к истории развития учения о русле, то можно выделить следующие этапы. Примерно до начала нашего века изучение руслового процесса основывалось на исследованиях рек в натуре. Оно осуществлялось главным образом в целях обеспечения судоходства. Из числа наиболее крупных исследователей и обобщения натурных данных приводятся работы французского инженера Фарга, работы В. М. Лохтина, Н. С. Лялевского, Н. Н. Жуковского, в основном инженеров-путейцев, относящихся к концу XIX века.
Период с 1908 по 1950 гг. отличается, явным пренебрежением к натурным данным о деформациях речного русла и поймы, что является причиной обеднения лоцманских карт - основного исходного материала для оценки размеров деформаций речных русел и пойм.
Начало третьего этапа с 1950 г. по настоящее время основывалось на сочетании морфологических и гидравлических методов исследований руслового процесса. Рассматривается положение о дискретности руслового процесса. В русловом процессе выделяются структурные уровни: уровень отдельной твердой частицы; уровень микроформ; уровень мезоформ; уровень макроформ; уровень морфологически однородного участка и структурный уровень - река в целом от истока до устья. Дискретный подход к исследованиям руслового процесса впервые был предложен Н. Е. Кондратьевым в 1954 г. Этот подход позволяет определить средства и методы изучения в пределах каждого структурного уровня. Например, на уровне мезоформ и макроформ — решение задач лежит на стыке гидравлики, геоморфологии, гидрологии и механики грунтов [Попов, 1978].
Поймоведение, выступает составной частью учения о русловых процессах и занимается изучением процессов формирования и эволюции речных пойм в ходе русловых деформаций, рельефа пойм и их геоморфологического строения, гидрологического режима пойм, влияния пойм на развитие речных русел.
Вместе с тем поймоведение изучает более широкий круг вопросов, выходящих за рамки русловедения (например, формирование почвенно-растительного покрова на поймах, относящихся к области почвоведения или геоботаники, гидравлика пойменных потоков в руслах — к области гидродинамики т.д.). Недаром пионерами изучения пойм как производной русловых процессов были геоботаники А. М. Дмитриев и Р. А. Еленевский, почвовед В. Р. Вильяме, геолог Е. В. Шанцер.
Однако при объяснении морфологии поймы, строения аллювиальных толщ и особенно механизма формирования речных долин и террас - это направление исследований опиралось в большинстве своем на интуитивные представления о динамике речных русел, а не на познание закономерностей [Чалов, 2008]. Анализ истории развития представлений о происхождении речных пойм показывает, что большинство исследователей первой половины прошлого столетия связывали формирование пойменного микрорельефа с процессом затопления днищ долин полыми водами. С выходом работы Е. В. Шанцера (1951) начинается качественно новый этап изучения пойм.
Одновременно в 60-70-е гг. поймы рек как производные русловых процессов и в то же время как их фактор исследовались в рамках географо-гидрологического направления, развиваемого в МГУ. Происхождение речных пойм и формирование их рельефа стали рассматриваться в непосредственной связи с деятельностью водного потока. Развитие учения о поймах шло параллельно развитию учения о русловых процессах. Исследования Н. И. Маккавеева (1955), И. В. Попова (1965), Р. С. Чалова (1979; 2008), А. В. Чернова (1983), Н. Б. Барышникова (1984), В. И. Антроповского (2007), Г. В. Обедиентовой (1976), С. А. Сладкопевцева (1977), Н. С. Знаменской (2002) и др., ученых показали, что причиной формирования поймы является деятельность водного потока, которая выражается в многолетних и сезонных колебаниях стока. В настоящее время успешно развиваются гидравлика и гидрология пойм.
Кульминацией этого направления отмечает Р. С. Чалов (2006) явилась специальная (впервые после Р. А. Еленевского) монография А. В. Чернова (1983). В ней дана геоморфологическая характеристика пойм рек с широкопойменным и врезанным руслом, описан механизм формирования рельефа пойм в ходе эволюции русел всех морфодинамических типов, влияние на рельеф поймы затопления ее полыми водами, вертикальных русловых деформаций, а также нефлювиальных факторов и процессов. Наряду с «геоморфологической классификацией», основанной на морфодинамической классификации русел принятой в МГУ, А. В. Чернов впервые выполнил районирование крупного региона (в пределах СССР) по характеру речных пойм.
История гидролого-геоморфологического изучения пойм включает в себя два независимых друг от друга подхода. Это гидродинамический и морфодинамический (геоморфологический) подходы к изучению русловых процессов и поименно-руслового комплекса в целом. Теория происхождения и формирования пойм доведена до современного уровня трудами И. В. Попова, Н. И. Маккавеева, Р. С. Чалова, Н. Б. Барышникова и А. В. Чернова.
В 80-90-е гг. XX столетия в поймоведении развивается новое направление - ландшафтно-индикационное. Здесь в первую очередь рассматривается динамика почвенно-растительного покрова. Почвенно-растительный покров является своего рода индикатором в изменении гидрологического режима реки. Поэтому по временной динамике пойменных комплексов можно оценивать изменения, происходящие в русле (врезание, направленная аккумуляция, смещение в плане) [Чернов, 2006а].
Климат и гидрологический режим бассейна реки Вычегды
По данным В. М. Смирновой (1976, 1981) максимум трансгрессии, когда в долине реки Виледь существовал эстуарий, предшествует нижнему максимуму ели микулинского межледниковья. Максимум бореальной трансгрессии попадает на границу между московским оледенением и микулинским межледниковьем. Эта граница проходит где-то в районе устья Вычегды [Смирнова, 1976; 1981; 1986].
В защиту предположения того, что рассматриваемая территория действительно была подвержена бореальной трансгрессии, также указывают морские отложения, обнаруженные вдоль речных долин [Last Interglacial marine..., 2006; Late Quaternary..., 2006] (рис. 29A).
Регрессия бореального моря началась в конце межледникового климатического оптимума (в фазу елово-сосново-березовых лесов). В разрезе на реке Виледи по данным В. М. Смирновой и В. Н. Барановой определена речная умеренно-холодноводная диатомовая флора (1986), что также подтверждает усиление континентальное климата. При регрессии были размыты морские осадки, образовались озерные и болотные отложения.
На смену бореальной трансгрессии пришло ранневалдайское (калининское) оледенение. Льды проникали по долине северной Двины выше Верхней Тоймы.
Позднемикулинско-ранневалдайско-средневалдайская трансгрессия была наиболее ограниченной по размерам, имела два этапа. Она распространялась по речным долинам и пониженным участкам водоразделов. Первый этап трансгрессии охватывал позднемикулинскую (бореальную) эпоху, когда уровень моря достигал 80-100 м по данным Н.В. Рябкова, (1979) и морские воды проникли вглубь рассматриваемой территории на 400 км.
Второй этап трансгрессии (ранневалдайское время), соответствует беломорской трансгрессии, распространившейся по долине реки Северной Двины до устья Пинеги или низовьев Ваги. Наступает мезенский интерстадиал 65-55 тысяч лет назад в результате разрушения ледникового покрова шельфа Баренцева моря и повышения уровня моря.
Уровень моря по данным К. Kjaer et al. (2003) и М. Jensen et al. (2006) поднялся выше современного на 40-50 м (рис. 29F). Немаловажным является отметить, что сток рек, в частности реки Северной Двины был направлен к северу [Late Pleistocene glacial ..., 2006]. В это время отмечаются примерно равные соотношения древесной и травянистой растительности, представленной елью, сосной, берёзой, немногочисленными широколиственными формами и осоковыми, злаковыми, разнотравьем, что свидетельствует об умеренных климатических условиях [Арсланов, 1992; Рябков, 1979]. По мнению авторов, беломорская трансгрессия не проникла в долину реки Вычегды.
Доминирование оледенения шельфа Карского моря 55-45 тысяч лет назад (рис. 29G). В средневалдайский внеледниковый интервал (48-45 тыс. л. н.) в бассейне реки Вычегды климатические условия были более благоприятными и близки к современным условиям. В интервале 45-42,5 тысяч лет назад наступило ухудшение климата, широкое распространение получили травянистые сообщества из полыней. В оптимуме (48-45 и 42-39 тыс. л. н.) в бассейне реки Вычегды произрастали таежные леса, аналогичные современным древостоям [О геохронологии..., 1992; Никольская, 2006].
Промежуток времени (45-20 тыс. л. н.) соответствует периоду между доминированием Карского ледникового покрова и последующим осташковским ледником (рис. 29Н). Причиной формирования этого периода (интерстадиала) могло служить понижение уровня моря за более продолжительный период, в результате чего осуществился врез русла реки в дно долины. Климатические условия оказали влияние и на распространение вечной мерзлоты [Late Pleistocene glacial..., 2006].
Граница максимального протяжения осташковского ледникового покрова (20 тыс. л. н.) наглядно прослеживается по территории Ваги и Северной Двины (рис. 291). Единственное на что хотелось бы обратить внимание, это на более точную датировку максимального протяжения ледника между (19 и 32 тыс. л. н). Речной сток был перенаправлен ледниковым покровом скандинавского центра оледенения через Волгу в Каспийское море по данным D.Kvasov 1979; J. Lunkka et al. 2001; A. Lusa et al. 2001; I. Demidov et al. 2006. На (рис. 30) показано, что уровень приледникового озера осташковского оледенения бассейна Северной Двины достигал абс. 120-130 м. Максимальная граница ледникового покрова проведена по долине Северной Двины и была подтверждена Ларсеном (1999) и Арслановым (1978). Речные террасы сложены озерно-аллювиальными песками и глинистыми осадками, сформированными в молого-шекснинское и осташковское времена.
Позднеплейстоценовыми ледниками бассейн реки Вычегды не перекрывался, но этот ледник перекрывал Северную Двину, где в результате отступания ледника, произошло подпруживание устья реки Вычегды. В разрезе у д. Рябово пачка отложений перигляциального аллювия перекрывается трехметровой толщей озерных глин, содержащих палинологические остатки. В составе спорово-пыльцевых спектров этих отложений преобладают: пыльца трав (30-50%), споры (18-54%) и отмечено невысокое содержание пыльцы древесных пород (до 25%) [Средневерхнеплейстоценовые..., 1987].
После того как ледник начал отступать уровень приледникового озера понизился до 80-90 м. Когда край ледника уже отступил от устья реки Пинеги, уровень озера опустился с 50 м до 18 м, и озеро перестало существовать. Это произошло 13,7 тысяч лет назад [The Last Scandinavian..., 2006; История..., 1998].
Осташковский ледниковый горизонт в бассейне реки Вычегды представлен осадками, формирование которых связано с деятельностью потоков талых ледниковых вод и озерными отложениями. Озерно-ледниковые отложения отлагались в возникших у края отступившего ледника водоемах, и продолжали накапливаться в течение всего позднеледниковья. Следовательно, в максимум осташковского оледенения Северная Двина и Вычегда подпирались материковыми льдами. Отступание ледника по данным А. Ю. Сидорчук и др., (1999) началось около 13 000 лет назад.
Поименно-русловые комплексы Средней Вычегды (346-290 км от устья)
В нижнем течении реки Вычегды преобладает разветвленно-извилистый тип русла, встречаются участки с одиночными и сложными разветвлениями и с измененным морфодинамическим типом, например: Кононовская-Взвоз; и участок Айкино-Арабач. Извилистое русло перемежается с участками относительно-прямолинейного адаптированного русла. В нижнем течении реки преобладает островной тип поймы, которому благоприятствует прохождение руслоформирующего расхода воды верхнего интервала над затопленной поймой достаточно большой обеспеченности (3,2%), слабая залесенность и преимущественно луговой характер поймы (рис. 69). На ложбинно-островной тип поймы приходится 22,7%, на сегментно-островной тип 8,2% от всей длины реки.
Результаты сопоставления лоцманских карт (по Р. С. Чалову, 2004) Нижней Вычегды за 1946 и 1982 годы показали, что прямолинейные участки русла являются достаточно устойчивыми, хотя в них перемещаются расположенные в шахматном порядке побочни, вызывающие локальные размывы пойменных берегов со скоростью до 20 м/год. На участках со свободномеандрирующим руслом скорости размыва берегов примерно одинаковы для всей Нижней Вычегды. В поперечном направлении бровки пойменных берегов смещаются в среднем на 12 м/год, а в продольном — на 10 м/год. При надвижении подвижных побочней перекатов на побочни, расположенные у выпуклых берегов, размывы вогнутых берегов активизируются, достигая 25-30 м/год. Степень развитости свободных излучин за исследуемый период увеличилась с 1,28 до 1,37. При этом шаг излучин L уменьшился на 20 м (0,6 м/год), радиус кривизны г на 280 м (7,8 м/год), стрела прогиба h увеличилась на 130 м (3,6 м/год), а длина излучин 1 — на 260 м (7,2 м/год). В 1982 г только две излучины имели 1/L 1,58.
В том случае если излучина достигает более крутой формы, то активизация русловых деформаций за счет развития вторичных излучин на их крыльях наблюдается на более ранней стадии (1/L около 2,0). Спрямление излучин происходит преимущественно на стадии сегментной крутой в результате образования и развития через шпору пойменных проток (полоев). Например, между 1960 и 1982 гг. зафиксировано спрямление излучины у с. Выемково. В этом случае все излучины спрямляются при достижении ими степени развитости 1/L около и несколько больше 1,6-1,8. Если у выпуклого берега находится остров, то спрямление излучин может осуществляться благодаря развитию проток между островом и выпуклым берегом. Благодаря такому спрямлению, степень развитости вынужденной излучины у с. Курчим в период 1931-1946 гг. уменьшилась с 1,75 до 1,62.
Для разветвленно-извипистого русла Нижней Вычегды характерно спрямление излучин за счет разработки протоков у выпуклых берегов. Поток, прижимаясь к высокому берегу, отторгает побочень переката, спрямляя тем самым изгиб потока. Это происходит при надвижении вышележащего побочня на извилистый рукав (так произошли спрямления русла в районе сел Запань, Яренга), или вследствие искусственного приведения потока к коренному берегу. Аналогичные работы проводились на участке между с.
Слободчиково и д. Фоминской (128-103 км от устья). Часто русловыправительные работы проводились в комплексе с землечерпанием (разработкой капитальных прорезей), что способствует закреплению главного течения реки у коренного берега, что практически ликвидирует вероятность образования здесь излучин [Чалов, 2004].
Соотношение ширины поймы к ширине русла (составлено автором).
Анализ рисунков позволяет проследить увеличение ширины русла и уменьшение степени развитости излучины в нижнем течении реки Вычегды, Выявлены изменения морфодинамического типа русла и
-141 геоморфологического типа поймы. Свободное меандрирование сменяется незавершенным, с многорукавностью (рис. 70;71).
Средняя интенсивность плановых деформаций русла по ключевым участкам нижнего течения реки Вычегды, м/год
40 35
Средняя интенсивность плановых (горизонтальных) русловых деформаций в нижнем течении реки Вычегды (составлено автором).
Типы поименно-руслового комплекса Нижней Вычегды (от устья до 290 км) (составлено автором).
Условные обозначения: 1 - тип ПРК адаптированного русла с сегментно-гривистой поймой; 2 - тип ПРК адаптированного русла с сегментно-островной поймой; 3 — тип ПРК меандрирующего русла (незавершенное меандрирование) с сегментно-островной поймой; 4 - тип ПРК адаптированного русла с ложбинно-островной поймой; 5 - тип ПРК меандрирующего русла с сегментно-гривистой поймой; 6 — тип ПРК разветвленно-меандрирующего русла (многорукавность) с ложбинно-островной поймой.
Преобладает тип поименно-руслового комплекса разветвленно-меандрирующего (многорукавность) русла с ложбинно-островной поймой. Средняя степень развитости излучин составляет 1,59; средняя интенсивность плановых деформаций колеблется от 6,5 до 35 м/год. Среди выявленных русловых деформаций наблюдается общая тенденция формирование основного судового хода с выраженными в рельефе остатками проток (рис. 71; 72; 73; 74).
Поименно-русловые комплексы нижнего течения долины реки Вычегды с выделенными русловыми деформациями на ключевых участках (составлено автором).
Анализ русловых деформаций в нижнем течении реки Вычегды выполнен на примере участков Усть-Паста (Ирта) 195-179 км от устья, Козьмино 148-136 км от устья и и. Литвиново 100-89 км от устья. Для долгосрочного прогноза русловых переформирований используются лоцманские карты за 1908, 1931, 1960, 1972, 1982, 1992 гг. Тип русла на участке п. Паста 195-179 км от устья, отнесен к разветвленно-извилистому с сегментно-гривистой и сегментно-островной поймами. Причем сегментно-островным типом поймы обладает о. Присыпь.
Особенно обращает на себя внимание Иртинский выступ коренного берега, он оказал влияние на смещение русла и образование новых островов. Полой острова Харлов, что подтверждает космический снимок, наиболее активно подвержен русловым деформациям образует сегменти о- гри ви стый тип поймы. Тогда как полой, который образует остров Пустошь, со временем в перспективе потеряет свое значение. Русловые деформации на ключевом участке еще раз служат подтверждением того, что для проявления переформирований аккумулятивных форм рельефа достаточно примерно 10 лет. На космическом снимке выделены участки молодой, зрелой и древней поймы, где также отчетливо запечатлены в рельефе следы блуждания русла (рис. 75; 76; 77; 78).
