ИСТИНА

Климатические изменения и деятельность человека существенно стимулируют интенсивность эрозионных процессов как на равнинах, так и в горах. Наиболее значимый вклад в переформирование рельефа вносят экстремальные эрозионные события. В последние десятилетия их повторяемость существенно возросла. При этом остаётся неопределённым независимый долевой вклад климатических изменений и различных видов антропогенной деятельности (распашка земель, изменение севооборотов, добыча полезных ископаемых, урбанизация, строительство транспортных коммуникаций и др.). Задачей проекта является количественный анализ влияния климатических изменений и антропогенной деятельности на проявление экстремальных эрозионных событий в пределах различных территорий Евразии, расположенных как в горных странах, так и на равнинах с различными типами антропогенного воздействия и в разной степени выраженными трендами климатических изменений. Также не систематизированы геоморфологические последствия экстремальных эрозионных процессов и их отражение в рельефе для различных элементов флювиальной сети: склоновый водосбор, овражно-балочная система, малый речной бассейн в пределах низкогорно-среднегорного пояса и на освоенных равнинах. В рамках проекта предполагается на основе использования полевых и камеральных методов провести анализ влияния климатических изменений и антропогенного воздействия на интенсификацию экстремальных эрозионных событий и систематизировать особенности трансформации различных элементов рельефа после прохождения экстремального эрозионного события (ЭЭС).

Climate change and human activities greatly stimulate the intensity of erosive processes both in the plains and in the mountains. The most significant contribution to the re-formation of the relief make extreme erosion events. In recent decades, their frequency has increased significantly. At the same time remains uncertain independent equity contribution to climate change and the various human activities (plowing, changes in crop rotations, mining, urbanization, construction of transport communications, etc.). The aim of the project is a quantitative analysis of the impact of climate change and human activities on the manifestation of extreme erosion events within different areas of Eurasia, located in mountain regions and on plains with different types of anthropogenic influence in varying degrees of severity trends of climate change. It is also not systematic geomorphological consequences of extreme erosion processes and their reflection in the relief for the various elements of the fluvial network: watershed slope, ravine-beam system, the small river basin within the lowland, mid-mountain zone and cultivated plains. The project is expected through the use of field and laboratory techniques to analyze the impact of climate change and anthropogenic

Полученные в результате выполнения научные результаты позволят оценить влияния локальных экстремальных эрозионных событий на изменения рельефа в различных звеньях флювиальной сети, для различных ландшафтных зон и различных высотных поясов, а также систематизировать полученную информацию в планируемой базе данных, которая в дальнейшем может быть использована для прогнозирования вероятных последствий ЭЭС, верификации моделей, разработанных для оценки потерь почв при экстремальном склоновом смыве, темпов формирования и роста оврагов, перераспределения наносов в пределах малых водосборов, русловых переформирований, оценки соотношения бассейновой и русловой эрозии в стоке наносов рек, расчётах темпов заиления прудов и водохранилищ и решения ряда других прикладных задач (разработка систем почво- и водоохранных мероприятий, оценки вероятности размывов опор мостовых сооружений и т.п.). Предполагаемая база данных может в дальнейшем пополняться. Отдельно для условий равнин и горных территорий будут получены данные о долевом вкладе природных и антропогенных факторов в формирование и интенсивность проявления локальных экстремальных событий для различных ландшафтных зон на равнине и высотных поясов в горах. Будет оценена возможность и эффективность использования результатов дешифрирования космических снимков высокого разрешения для оценки влияния ЭЭС на трансформацию рельефа и выявлены ограничения, лимитирующие их использование. На основе результатов детального изучения последствий воздействия экстремальных эрозионных событий на рельеф малого ключевого бассейна в низкогорном поясе Черноморского побережья Кавказа (ЧПК) будут выявлены механизмы формирования, транспорта и переотложения материала и их влияние на трансформацию рельефа для типичного малого речного бассейна низкогорной зоны ЧПК. Данная информация послужит основой для разработки эффективных мероприятий по снижению негативного воздействия экстремальных ливневых паводков для малых рек юго-восточного сектора российской части ЧПК. В результате работ по проекту в 2016 году будут получены следующие результаты: 1. Будут собраны и обобщены данные о локальных эрозионных событиях для различных регионов Евразии. Предварительный вариант базы данных; карта Евразии с координатами участков, на которых наблюдались ЭЭС, информация о каждом ЭЭС (гидрометеорологические условия, расходы воды, эрозионно-аккумулятивные процессы и т.д.). 2. Схемы трансформации рельефа, полученные по результатам дешифрирования космических снимков. 3. Количественные оценки интенсивности процессов (размыв берегов, русловые переформирования, аккумуляция на конусе выноса и т.д.) по результатам мониторинговых наблюдений на ключевом водосборе в низкогорном поясе Черноморского побережья Кавказа. 4. Геоморфологические карты участков долин малых рек, затронутых экстремальным наводнением июня 2015 г. в районе Большого Сочи.

В процессе выполнения совместного РФФИ_ГФЕН проекта был организован стационар по наблюдения за проявлением различных геоморфологических процессов в пределах малого речного бассейна р. Цанык (правобережный приток р. Мацесты) в районе Большого Сочи. Дополнительно были проведены исследования по изучению особенностей строения рельефа водосбора, характера его расчленения эрозионными формами. Водосбор состоит из двух отличных друг от друга частей, а именно верхней половины , которая располагается в зоне заповедника с относительно небольшой антропогенной нагрузкой (небольшие площади - дачные посёлки) и нижней половины бассейна - по существу полностью расположенной в пределах селитебной территории с частной застройкой и огородами, а также довольной густой дорожной сетью.

Все поставленные на 2016 год цели проекта выполнены. Значительное внимание было уделено сбору информации по проявлению экстремальных эрозионных событий в различных частях Евразийского континента, включая примыкающие к нему островные территории. Работа проводилась в по нескольких направлениям. Во первых, была собрана имеющаяся информация о всех достаточно крупных событиях из различных информационных каналов. При этом уже на данном этапе проводилась сортировка событий в зависимости от масштаба явления и его пространственного охвата. Все события были подразделены на три категории: локальные- обычно связанные с выпадением интенсивных осадков или бурного снеготаяния на крайне ограниченной территории, которые привели к значительным изменениям в рельефе, а именно - катастрофическому смыву с пашни, с потерей плодородного слоя за одно эрозионное событие или формированию крупных линейных эрозионных форм (оврагов); формированию оползней, блоков отседания или бедлендов, а также аномальному (катастрофическому) приросту в длину оврагов. Вторая группа - местные явления, которые охватывают небольшие по размерам речные бассейны, обычно в горах и предгорьях, и где формируются внезапные паводки (flesh-floods). Данные явления, широко распространённые особенно в субтропическом поясе, часто обусловлены как выпадением сильных фронтальных ливней, так и более длительных по времени осадков с пиковым усилением интенсивности дождя и приводят к формированию аномально высоких паводков в сочетании с усилением склоновых процессов, которые способствуют поставке наносов в русла постоянных водотоков. В пределах России подобные явления характерны в предгорно-низкогорной зонах Крыма и Кавказа, а также на Дальнем Востоке. Также в эту группу входят селевые потоки, формирующиеся в среднегорно-высокогорном поясах гор. Их происхождение носит более комплексный характер, та как во многом зависит от наличия в достаточном количестве рыхлообломочного материала, подготовленного процессами выветривания для транспортировки водными потоками, возникающими при выпадении дождей и/или бурном таянии снега. Третья группа - крупные эрозионные события, к которым относятся наводнения на средних и крупных реках, которые могут возникать как в связи с длительными осадками, так и при весеннем половодье, а также при совпадении по времени выпадения дождей и снеготаяния. Следует учитывать, что так как все перечисленные явления в принципе наблюдаются на достаточно регулярной основе, необходимо разработать критерии, какие из них следует относить к катастрофическим. Существуют несколько различных подходов, которые в своей основе базируются на оценке повторяемости исследуемого метеорологического или гидрологического события. однако в отношении геоморфологических последствий необходимо разработать собственные независимые критерии, так как масштабы происходящих изменений в рельефе зависят не только, а подчас и не столько от интенсивности и продолжительности осадков, интенсивности снеготаяния и максимальных расходов воды в водотоках, а также от устойчивости поверхности к процессам размыва, сползания, отседания и других экзогенных процессов. Именно поэтому, во многих случаях, но не всегда, достаточно сложно прогнозировать вероятность формирования экстремального смыва, крупных линейных размывов, оползневых явлений и других процессов преобразующих рельеф. В результате на данном этапе исследований Следует отметить, что наибольшие проблемы по сбору информации связаны с поиском данных по проявлению локальных явлений, так как они гораздо реже фиксируются, сложнее идентифицируются на космоснимках и реже описаны в научных публикациях. Поэтому было принято решение в рамках создания базы данных объединить данную группу с местными эрозионными явлениями. Хотелось бы уточнить, что здесь под эрозионными явлениями понимаются все экзогенные процессы, как это принято в настоящее время в международной геоморфологической литературе (смотрите, например, монографию Soil Erosion In Europe. Еds. J. Boardman & J. Poesen, 2006). По данному направлению сделан доклад и опубликованы тезисы доклада. Одновременно со сбором информации осуществлялся поиск и последующий подбор космических снимков высокого разрешения на территории, где были зафиксированы экстремальные эрозионные события в период, начиная с 2000 г. важным критерием для выбора конкретного объекта для более детального изучения являлись следующие характеристики: 1. Наличие снимков, максимально приближенных по времени к периодам до экстремального эрозионного события и сразу после него. Особое внимание уделялось именно подбору снимков, сделанных максимально близко по времени после события, так как они в более контрастной форме (без влияния постепенно восстанавливающегося растительного покрова и т.п.) отражают последствия изменений в рельефе. 2. Наличие дополнительных временных срезов - космоснимков, особенно на период до экстремального события, так как это даёт возможность оценить темпы изменений рельефа, происходившие ранее на данном объекте. 3. Типичность данного объекта для более обширной территории, что даёт возможность использовать выявленные закономерности для аналогичных по строению рельефа территорий. 4. Наличие дополнительной информации, необходимой для интерпретации результатов дешифрирования, включая гидро-метеорологическая информация, геолого-геоморфологическая информация, информация о землепользовании и другой антропогенной деятельности, при её наличии; 5. Возможность полевого обследования территории с целью уточнения результатов дешифрирования и сбора дополнительной информации. Перечисленные критерии в целом достаточно жёсткие, но необходимые для качественной оценки геоморфологических последствий экстремальных эрозионных событий. Достаточно ограниченный круг возможных объектов полностью отвечает перечисленным требованиям. Определённым ограничением являлось также достаточно скромное финансирование проекта с учётом 20% накладных расходов, что ограничивало возможности проведения полевых исследований. Выбранным критериям полностью отвечал объект - бассейн р. Ниида, остров Хонсю, благодаря тому, что в данном случае расходы на проведение полевых исследований на объекте могут быть оплачены японской стороной, а именно Институтом Радиоактивности Окружающей Среды, Университета г. Фукусима. Заинтересованность японской стороны в проведении подобных исследований обусловлена тем, что часть данного бассейн находится в зоне с высокими уровнями радиоактивного загрязнения после аварии на АЭС Фукусима и вторичная латериальная миграции радионуклидов напрямую связана с перераспределением материала внутри бассейна, особенно значительного при экстремальном эрозионном событии, которое произошло осенью 2015 г. Контакты с данным Институтом были установлены при выполнении завершившегося в 2015 г. совместного российско-японского проекта РФФИ. Бассейн р. Нииды, площадью 247 км2, вытянут с запада на восток. В период прохождения тайфуна Итаэ в сентябре 2015 года на приморской равнине выпало 385 мм осадков с максимумом в последний день, а в верховьях бассейна за те же 6 дней выпало 456 мм, что составляет практически половину годовой нормы осадков. Важно отметить, что в верхней части бассейна дождь с максимальным слоем и интенсивностью выпал в предпоследний день, когда почва уже была перенасыщена влагой. Повторяемость подобных экстремальных наводнений составляет 4-5%. На склонах холмов малые водотоки активно размывали незакреплённые участки берегов. Также отмечены отдельные оползни-сплывы, преимущественно, на очень крутых склонах. На спрямлённых участках рек, протекающих в канализированных руслах и расположенных в широких межгорных депрессиях уровни воды поднимались на 2-2.2 м над меженным, тем самым затапливая пойменные участки на глубину свыше 1,2 м. В результате прохождения паводка на этих участках перестроек русел практически не произошло, но отложилось достаточно равномерным слоем 10-12 см наносов. При этом в целом за предшествующий данному событию год темпы аккумуляции составили на этих же участках 0,9-1,3 см наносов. То есть за одно событие отложился примерно десятилетний слой, накапливающийся в годы с формированием более типичных для данной территории паводков. Следует отметить, что наряду с аккумуляцией наносов местами за кустами, растущими на пойме, формировались котлообразные воронки за счёт размыва, при этом перед кустами наблюдалась повышенная аккумуляция.Значительные изменения произошли на участках верхней части бассейна, где участки поймы были ограничены с одной стороны дамбой, а противоположенный коренной берег подмывался рекой. Здесь на отдельных участках в пределах поймы происходила разгрузка потока и отложение мощных кос песчано-галечного материла средней глубиной 30-40 см и общим весом 400-500 тонн, что, по сути, составляет одну десятую суммарного измеренного объёма стока взвешенных наносов, проходивших за год в данном створе р. Хисо (правобережного притока р. Нииды). На участках врезанного русла с большими уклонами в средней части бассейна уровни воды также поднимались не менее чем на два метра над меженными, но при этом существенных перестроек русла не наблюдалось. Происходила очистка русла от ранее сформировавшихся побочней, сложенных песчано-гравийным материалом. Наиболее значительные изменения произошли на нижнем участке реки в пределах приморской равнины, где представлены различные типа русел – меандрирующие, разветвлённые на рукава, относительно прямолинейные. Произошли значительные перестройки русел, включая формирование новых побочней и участки размыва берегов. Для данного участка русла р. Ниида 2016 г. проведено дешифрирование для трёх временных срезов, включая один – непосредственно до данного события, и один – через месяц после него, для нескольких характерных участков, позволившее определить суммарные площади прироста вновь образованных аккумулятивных форм и зон размыва берегов и островов. На основе обработки этих данных будут проведены оценки суммарных изменений в пределах каждого участка и проанализированы закономерности перестроек русла и видимые зоны аккумуляции наносов. По результатам исследований опубликована одна статья и одни тезисы доклада, готовится к публикации статья для реферируемого журнала. Проведён цикл полевых исследований на ранее созданном стационаре в бассейне р. Цанык, расположенном в районе Большого Сочи в пределах низкогорно-предгорной зоны Черноморского побережья Кавказа. Бассейн р. Цанык – является типичным малым речным бассейном, в котором периодически формируются мощные внезапные паводки, связанные с выпадением экстремально сильных ливневых осадков. В данном бассейне проводится цикл наблюдений за рядом экзогенных процессов с использованием набора методов. В частности, проводятся оценки темпов размыва берегов реки на участках, сложенных рыхлообломочными отложения и коренными породами, накопление наносов в конусах выноса активных оврагов, размывы днищ оврагов, проведено картирование различных типичных малых водосборов с выделением участков оползневых склонов. Установлено, что прошедший год характеризовался сравнительно низкой активностью экзогенных процессов даже по сравнению с периодом наблюдений 2014-2015 гг. В частности, надёжным индикатором низкой активности экзогенных процессов является отсутствие свежих переотложившихся наносов на конусе выноса действующего активно растущего оврага, на котором проводятся повторные геодезические съёмки. Одновременно продолжены исследования по реконструкции влияния на рельеф долины ранее произошедших экстремальных событий. В частности, проведён отбор проб на содержание изотопа цезия-137 на участках поймы с целью выявления среднемноголетних темпов аккумуляции, проведено детальное обследование участка описание днища долины с целью реконструкции максимальных расходов воды. Проведены расчёты формирования стока наносов со склонов водосбора на основе использования эрозионной модели. Полученные результаты верифицированы по данным наблюдений за стоком воды и наносов, выполненных в 2014-2015 годы. По данному направлению сдана статья в журнал Водные ресурсы, ещё одна статья находится на стадии подготовки. Собраны и обобщены публикации по экстремальным паводкам на реках российской части Черноморского побережья Кавказа, которые позволяют судить о трендах изменения повторяемости экстремальных наводнений в зависимости от суммарного слоя выпадающих осадков вдоль побережья (от 2000 мм в год в районе Адлера до 400 мм в районе Геленджика). Проведено рекогносцировочное обследование прибрежных участков малых рек, впадающих в Чёрное море в районе Большого Сочи с целью оценки возможных геоморфологических последствий сильных наводнений, произошедших в последние годы. Установлено, что в связи со значительным антропогенным вмешательством (закрепление берегов, спрямление и канализация русел, создание подпорных плотин) в руслах рек происходят только локальное перемещение обломочного материала, которое видоизменяет положение меженного русла. Очевидно, более значимые изменения могли происходить на незарегулированных участках русел, расположенных выше по течению за границей селитебных территорий. Обследование данных участков требует гораздо больше времени из-за отсутствия удобных подъездов и необходимости организации продолжительных пеших маршрутов. Исследования по данному направлению будут продолжены в следующем году.