ИСТИНА

Боковая эрозия и миграция русел рек криолитозоны во многом определяются термическим состоя-нием пойменных отложений  глубиной их сезонного протаивания, диапазоном температур в мерзлом со-стоянии, наличием в разрезе открытых (надмерзлотных) и закрытых (межмерзлотных) таликов. Гидротер-мические исследования речных пойм, начатые в криолитозоне еще в середине прошлого века в основном нацелены на изучение и систематизацию таликовых зон крупных рек [1-3]. Малые реки низменных тундр, считаются промерзающими и лишенными таликов. Поэтому остаются малопривлекательными для исследо-вания мерзлотных условий долин с точки зрения поисков подземных вод или изучения условий разработки россыпей. При этом малые реки криолитозоны в условиях повышенной минерализации подземных вод зачас-тую являются единственным источником водоснабжения поселений северно-ледовитого и беринговомор-ского побережий. Строительство плотины и водохранилища на таких водотоках оказывает влияние на динамику русловых процессов в верхнем и среднем течении. Это может приводить к усилению меандрирования, заиливанию русла, заболачиванию водосборной площади. В рамках настоящего исследования рассматривается криогенная устойчивость пойменной террасы к боковой эрозии типичной тундровой реки, подпруженной плотиной, с оценкой рисков изменения русла с последующим ухудшением условий и режима питания водохранилища. Река Казачка протекает по территории Анадырского района Чукотского автономного округа. Длина реки ̶ 28 км, площадь водосборного бассейна около 86 км2. Скорость в среднем течении в 0,7 м/сек, поверхностный сток  9 л/сек км2. В 1963 году на реке была построена плотина. Длина плотины составляет 1300 м, высота  16 м. Верхнее течение Казачки (6 км) приходится на северные склоны г. Дионисия (576,1 м). Перепад высот 340 м. Долина реки здесь не выработана, борта пологие, продольный профиль крутой, русло валунно-галечное спрямленное, врезанное в делювиально-солифлюкционные отложения. Русла притоков в приустьевой части шириной 10-12 м выработаны наледями. На среднее течение приходится 12 км. Поперечный профиль реки ассиметричный с относительно крутым левым (2-50) и низинным заболоченным и заозеренным правым берегом. Перепад высот  65 м, продольный профиль слабо порожистый. Долина огибает и подмывает делювиально-солифлюкционные выступы левого борта. Русло песчано-галечное шириной 10-18 м слабо меандрирует в плесовой части и разбивается на 2-3 рукава на перекатах. Пойма, высотой до 1,2 м прослеживается фрагментарно в меандрах и островах. Высота надпойменной эрозионной террасы 4-12 м на левом берегу и 1-2 м на правом. Ширина поймы изменяется от 50 до 130 м. На водохранилище и подпруженное с затоплением поймы русло приходится 4,5 км Казачки. НПУ гидроузла - 13,7 м. Ниже плотины река питается водами правого притока Озерный и сбросом паводковых вод с гидроузла. Протяженность нижнего течения 6 км. Исследованный участок поймы реки Казачка площадью 1,1 тыс. м2 находится в среднем течение реки Казачка в 11,5 км от ее истока и в 8 км от начала водохранилища. Определение глубины сезонного протаивания при мощности сезонноталого слоя 0,4-0,6 м осущест-вляется прямым измерением оттайки почв металлическим щупом длиной 110 см. Применение этой методики ограничено при большей, чем длина щупа мощностью талого слоя, а также в условиях значимой примеси щебнистого или галечного материала в отложениях, которые препятствуют проникновению зонда. В этом случае используются геофизические методы. При изучении разреза пойменных и русловых отложений на-ряду с прямыми измерениями нами был использован, ранее зарекомендовавший себя в регионе метод под-поверхностного георадиолокационного зондирования [4]. Георадиолокационное зондирование по четырем профилям в крест простирания русла и долины реки проводилось с использованием георадара ОКО 2, ан-тенных блоков АБ400, АБ90. Зондирование осуществлялось прямым и обратным ходам в режиме: накопле-ние 16-32, развертка 100-200, диэлектрическая проницаемость 8-16. Эффективная глубина зондирования составила 6-9 м. Для измерения температур талого слоя пойменной террасы было изучено 6 мелких скважи-нах глубиной 0,5 м. Скважины диаметром 60 мм были пройдены ударным способом по песчано-глинистым отложениям с помощью кувалды и трубы соответствующего диаметра. Измерения температуры производи-лись на глубинах 0,25 и 0,5 м. Для этого использовались устройства loggers data H08-031 производителя HOBO Onset. Обследованный участок представляет собой локальное расширение долины с фрагментом поймен-ной террасы 150х100 м по левому борту, перекатом с шириной русла 12 и глубиной до 0,3 м. Малая глубина водотока позволила выполнить георадиолокационное зондирование русла. С поверхности пойменная терраса сложена песчаными отложениями и задернована на 60-80%. Растительный покров поймы на возвышенных участках ̶ лишайниково-кустарничковый, вдоль русла  кустарниковый разнотравно-ивовый, по старичному руслу  мохово-осоковый. Выше и ниже по течению наблюдается уменьшение скорости и увеличение глубины русла до 0,6-1,5 м. В период исследования фоновая глубина протаивания кочкарных кустарничковых мохово-пушицевых тундр водосборной площади реки составляла 0,35-0,45 см, что равняется 75% среднемноголет-ней мощности сезонноталого слоя. В пойме реки глубину протаивания уверенно удалось определить лишь в нескольких точках. Она составила 0,4-0,6 м. По результатам георадиолокационного профилирования установлено трехслойное строение разреза пойменной террасы реки. Верхний сезонноталый (сезонномерзлый) слой мощностью 0,4-1,1 м залегает на мерзлых и талых грунтах. Слой обводнен в нижней части. Второй, средний слой мощностью от 0 до 1,5-5 м представляет собой талый водонасыщенный горизонт, гидрологически связанный с водотоком. Увеличение мощность слоя приходится не только на прирусловую часть, но и на середину поймы, что указывает на возможность наличия здесь закрытых межмерзлотных таликов в интервале глубин 1-3 м. Третий, нижний слой представлен мерзлыми грунтами, предположительно валунными суглинками и корой выветривания базальтов, кровля которых залегают на глубине 2-6 м. Георадиолокация русла реки на двух профилях показало наличие подруслового талика глубиной 6-9 и более метров. Форма талика с глубины 2,5-3 м трапециевидная, в верхней части талик смыкается с талыми грунтами пойменной террасы. Температура талого слоя поймы изменяется в пределах 4,1-5,6 0С на глубине 0,25 м и 0-0,9 0С на глубине 0,5 м. В скважине, расположенной в 6 м от русла на глубине 0,5 м суточные колебания температуры пойменных отложений составили 8,6-11,5 0С. Это указывает на гидрологическую связь талых отложений поймы с водотоком. Таким образом, в среднем течении р. Казачка обнаружены подрусловой талик глубиной до 10 м и пойменная гидрогенная таликовая зона сложного строения глубиной до 5 м. Достаточно мощный подрусло-вой талик вероятно связан с Казачинским разломом, простирание которого совпадает с руслом реки на этом участке [5]. По устному сообщению В.Ф. Крючкова, пробуренная в русле скважина №73Р, расположенная 3,4 км выше по течению показала глубину подруслового талика 16 м. Пойменная гидрогенная таликовая зона состоит из двух таликов: прируслового талика шириной 6-12 м по обеим сторонам от русла и собственно пойменного ̶ шириной 20-60 м, приуроченного к пойменной террасе по левому берегу реки (рис. 1). Таликовая зона закрыта с ноября по июнь (межмерзлотная) и полно-стью открывается к концы теплого периода (надмерзлотная). Сезонноталый (сезонномерзлый над таликом) интенсивно протаивает в летний период как за счет большего теплооборота, так и гидрогенного теплового воздействия реки. Мерзлое состояние пойменных отложений террасы препятствует их эрозии в половодье и не влияет на русловые процессы в летне-осенний период. Анализ топоосновы масштаба 1:25000 съемки 1953 года показал, что на исследованном участке существенной перестройки гидросети с повышением базиса эрозии плотиной не произошло. Зафиксированы изменения на участке реки, примыкающем к плотине. Это подтопление русла вверх по течению от водохра-нилища и заболачивание долины реки как выше, так и ниже плотины. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 18-05-60036. 1. Фотиев С.М. Гидрогеотермические особенности криогенной области СССР. М.: Наука. 1978. 236 с. 2. Романовский Н.Н. Подземные воды криолитозоны. М.: МГУ. 1983. 232 c. 3. Михайлов В.М. Разнообразие таликов речных долин и их систематизация // Криосфера Земли. т. XIV. № 3. 2010. С. 43–51 4. Трегубов О.Д. Особенности георадиолокации кровли мерзлых пород природных и техногенных ландшафтов Анадырской низменности // Инженерные изыскания. № 6. 2011. С. 56-63. 5. Геологическая карта побережий залива Онемен и Анадырского лимана. Масштаб 1:200000. / Ред. И.С. Розенблюм, В.А. Захаров, Т.В. Звизда. Магадан: СВГТУ. 1973.