УДК 577.47: 556.5: 627.15; 282.4: 627.4 (012)
Крыленко И.В., Дзагания Е.В., Крыленко В.И.
О ТИПИЗАЦИИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РУСЛА,
ПОЙМЫ И ВОДОСБОРНЫЕ БАССЕЙНЫ ГОРНЫХ РЕК
Донецк 2006 УКРАИНА ООО <ЭКОТЕХНОЛОГИЯ>
В течение всей истории человечества, вплоть до недавнего прошлого, основной
задачей гидротехников была защита сооружений и угодий в прибрежной зоне рек от
негативного воздействия речных потоков и русловых процессов, то в XX веке одной
из главных задач стала проблема прогнозирования и учета воздействий на реки и их
русловые процессы (и, в частности, на образование и сток наносов) сооружений на
реках и различных мероприятий в их бассейнах [1]. Эта смена приоритетов в науке и
практике русловых процессов вызвана тем, что за последние десятилетия антропо-
генные (экономико-географические) факторы по интенсивности и масштабам воз-
действий на русла, поймы и водосборы рек стали соизмеримы, а в отдельных местах
- значительно превышают воздействия природных (физико-географических) факто-
ров. В ряде случаев антропогенные факторы не только способствуют возникновению
опасных стихийных явлений (наводнений, селей, оползней и др.), но и увеличивают
их отрицательные последствия. Негативные последствия антропогенных воздейст-
вий на русловые процессы по своим масштабам и значимости стали соизмеримы с
экономическим эффектом (или даже намного превышать его), или существенно сни-
жать экономический эффект, полученный от сооружений в руслах и поймах рек или
проведения в их бассейнах лесомелиоративных и др. мероприятий. Масштабы ан-
тропогенных воздействий теперь могут быть столь велики, что в корне меняют пой-
менно-русловые и бассейновые процессы не только на самих водотоках, но и в их во-
доприемниках (реках, озерах, водохранилищах, морях). Яркий пример этого - интен-
сивная выемка аллювия (песка, гравия, гальки, валунов), используемого для строи-
тельства, из русел и пойм рек, вызывающая резкое падение уровня воды, уменьше-
ние стока наносов в море и, как следствие, уменьшение глубины, обнажение водоза-
борных сооружений, сокращение и деградацию пляжей и др. негативные последст-
вия. Еще больше могут быть масштабы негативных последствий от сооружения пло-
тин, разделяющих реку на верхний (где отлагаются наносы) и нижний (где идет ин-
тенсивный размыв русла) бьефы. Это обусловило возникновение весьма актуальной
задачи русловедения, заключающейся в анализе и оценке антропогенных нагрузок
различной мощности и продолжительности, а также сопротивляемости речных русел
различным видам деятельности людей. Эту сопротивляемость можно определить как
способность речных русел к сохранению естественной морфологии и режима дефор-
маций. Возникла необходимость глубокого изучения пойменно-русловых и бассейно-
вых процессов и их изменений, происходящих при антропогенных воздействиях на
них. Сверхинтенсивное строительство гидротехнических сооружений (ГТС) и другие
воздействия на водосборные территории, поймы и русла рек, начавшиеся с середины
XX века, вызвали необходимость изучения и оптимизации взаимоотношений между
деятельностью человека и окружающей средой, в данном случае - с образованием и
стоком наносов и с русловыми процессами рек в целом. В связи с этим началась эко-
логизация науки и разработка прогнозов изменения природной среды под влиянием
антропогенной деятельности, выявление и оценка отрицательных явлений и послед-
ствий, вызываемых человеком в ходе природопользования. Применительно к русло-
вым процессам рек экологизация и оптимизация предусматривает изучение их раз-
вития, изменения направленности и характера в результате хозяйственной деятель-
ности, а также таких экстремальных трансформаций русла, которые, воздействуя на
состояние рек и прилегающей к ним территории, приводят к отрицательным послед-
ствиям для жизни и деятельности человека [2].
Цель данной работы - анализ и оценка особенностей типизации антропогенных
воздействий на русла, поймы и водосборные бассейны горных рек, до сих пор слабо осве-
щенных и отраженных в публикациях. Вопросы загрязнения окружающей среды в
данной статье не рассмотрены, ввиду их специфичности, многообразия и большого
объема. Работа выполнена авторами по своей инициативе и в основном самостоя-
тельно, с использованием доступных сведений по теме. Авторы выражают благодар-
ность Крыленко В.И. и Крыленко М.В. за помощь в обработке материалов и подго-
товке их к публикации.
В естественных условиях все природные и природно-антропогенные факторы
действуют как взаимозависимые; в условиях урбанизации каждый фактор может
действовать индивидуально, независимо один от другого. В зависимости от характе-
ра изменений действующих факторов (по величине и по времени) масштаб их влия-
ния различен и будет проявляться на различных структурных уровнях русловых
процессов. Русловые формы и процессы (в том числе - сток наносов) имеют четкую
дискретную структуру, позволяющую выделить характерные структурные уровни
([3], [4] и др.). В пределах одного русла изменения происходят одновременно на всех
уровнях, поэтому их нельзя рассматривать как независимые. Есть мнение [6], что ан-
тропогенные изменения режима течения оказывают непосредственное влияние на
процессы низшего структурного уровня - микроформы руслового рельефа, имеющие
высоту не более 0,1h (где h - глубина водотока) и длину не более 0,1В (где В - ширина
водотока). Время жизни микроформы равно времени перемещения ее на расстояние,
равное ее длине, и длится до нескольких суток. Период жизни мезоформ (их высота и
протяженность соизмеримы с глубиной и шириной потока) в ?50 раз больше, чем у
микроформ. Русловые переформирования на уровне мезоформ восприимчивы к ан-
тропогенным воздействиям на сток воды лишь в случае, если изменение стока по
продолжительности соизмеримо с периодом жизни мезоформ (несколько месяцев)
или превышает его. На уровне мезоформ заканчивается иерархия русловых процес-
сов, если русло зафиксировано (естественно или искусственно). Русловые деформа-
ции на более высоком уровне (макроформ) могут развиваться лишь при незакреп-
ленной береговой линии и наличии поймы (макроформы определяют русловые про-
цессы реки в целом - ее морфологический тип ([3], [4]). Продолжительность дефор-
маций на уровне макроформ весьма велика и соизмерима со сроками, в течение ко-
торых могут меняться природные факторы, влияющие на русловые процессы. Раз-
меры плановых деформаций русла, приводящие к его коренной перестройке, имеют
порядок нескольких его ширин. Скорость плановых деформаций естественных водо-
токов обычно лежит в пределах ?1 м/год, поэтому, характерный временной период
русловых деформаций, приводящих к качественной перестройке русла, в ?500 раз
больше, чем на уровне мезоформ (то есть достигает нескольких столетий). Однако,
это касается в основном равнинных рек и лишь в некоторой степени может быть
приемлемо для условий горных рек.
Продолжающийся рост численности людей, промышленного и сельскохозяйст-
венного производства вызвал усиление воздействия факторов урбанизации на реч-
ные системы, в связи с чем возникла необходимость развития новых форм русловой
науки, связанных с формированием стока воды и наносов и протеканием пойменно-
русловых и бассейновых процессов на участках рек, подвергшихся урбанизации. Од-
ним из первых эту проблему сформулировал Б.Ф.Снищенко [5; 6] (1978-83), указав-
ший на эффективность системного подхода при оценке влияния на русловые процес-
сы факторов урбанизации и инженерных сооружений, возводимых в руслах рек, а
также разработавший методологию прогнозирования русловых процессов на урбани-
зированных участках рек и подразделивший по характеру и степени влияния (на ру-
словые процессы в целом и на образование и сток наносов в частности) все виды ан-
тропогенных факторов (воздействий) на активные и пассивные. К активным обычно
относят факторы, которые способны внести существенные изменения в естествен-
ный ход деформаций русла и поймы (плотины, мостовые переходы, дамбы обвалова-
ния и т.д.). К пассивным относят гидротехнические объекты, находящиеся в русле и
подверженные влиянию самих пойменно-русловых и бассейновых процессов, способ-
ные привести только к местным изменениям в русле, не влияя в целом на процессы
руслоформирования (водозаборы, водосбросы, различные виды переходов через ре-
ки: дюкеры, трубопроводы, кабельные линии связи, ЛЭП и т.д.).
Н.Б.Барышников [7] (1990) считал (по нашему мнению - вполне обоснованно)
эту (впрочем, как и все другие) классификацию несовершенной, так как в ней не
раскрыто влияние факторов на русловые процессы; кроме того, к первой категории
отнесены мостовые переходы, изменяющие русловые процессы только на коротких
участках русла (даже если они перекрывают пойму), а ко второй - дамбы обвалова-
ния, отделяющие русло от поймы иногда на протяжении сотен километров и корен-
ным образом изменяющие русловые процессы на всем своем протяжении.
Б.С.Боровков (1989) [8], наоборот, взял ее за основу, выделив из широкого спектра
факторов урбанизации лишь те, которые существенно изменяют динамику речных
потоков и ход русловых процессов, и не рассматривая те факторы, которые отража-
ются только на качестве воды и общем санитарном состоянии водотока. За основу
взяты факторы, влияющие на гидравлические и морфометрические характеристики
потока - то есть, изменяющие: 1) геометрию речного русла, 2) сток воды, 3) сток на-
носов. Факторы каждой из этих групп подразделены на два класса:
I - факторы, активизирующие процессы размыва русла и транспорта наносов:
1) увеличение стока воды за счет водоподведения;
2) увеличение стока воды в межень за счет регулирования стока;
3) увеличение стока воды в межень и паводки за счет территориального перерас-
пределения стока;
4) уменьшение стока наносов;
5) нарушение термического и ледового режима;
6) увеличение уклона на участке русла;
7) искусственное сужение русла;
8) локальные размывы вблизи инженерных сооружений;
II - факторы, активизирующие процессы заиления речного русла:
1) уменьшение стока воды в межень и паводки за счет водопотребления;
2) уменьшение стока воды в паводки за счет регулирования стока;
3) увеличение стока наносов с урбанизированных территорий и др. водосборных
площадей;
4) изменение качественного состава наносов;
5) консолидация загрязненных донных наносов;
6) искусственное увеличение глубин;
7) искусственное расширение русла;
8) локальное заиление вблизи инженерных сооружений;
9) зарастание речных русел.
Эту совокупность факторов можно считать лишь частью более общей классифика-
ции Б.Ф.Снищенко (1978) [5], так как она охватывает только активные сооружения и
не включает пассивные сооружения, не оказывающие влияния на русловые процес-
сы.
По классификации Р.С.Чалова и А.А.Дарбутаса [9] все виды инженерных и во-
дохозяйственных сооружений и мероприятий подразделены в зависимости от типа
взаимодействия с русловыми процессами:
1) изменяющие факторы русловых процессов (ГЭС, искусственное обвалование
рек);
2) влияющие на морфологию русла и его деформации (карьеры стройматериалов,
регулирование русла по трассе судового хода);
3) испытывающие влияние русловых деформаций (мостовые переходы, водоза-
борные сооружения и т.п.).
По другой классификации (К.М.Беркович, Р.С.Чалов, 1992) [10] они подразде-
лены на:
1) полностью прекращающие русловые процессы;
2) изменяющие морфодинамический тип русла;
3) меняющие знак русловых деформаций или активизирующие их;
4) изменяющие периодичность русловых деформаций;
5) закрепляющие формы русла и руслового рельефа.
По виду хозяйственной деятельности и объему проводимых работ их изменения мо-
гут быть местными и региональными.
И.Н.Павлов (1994) [2] для рек Крыма применил классификацию типов русел
рек и русловых процессов Р.С.Чалова (1979) [11], дополнив ее блоком антропогенно
измененных русел, что отвечает региональным особенностям проявления русловых
процессов. В итоге он классифицировал русла рек Крыма по таким признакам:
I - по типам русловых процессов (то есть по условиям взаимодействия потока и
русла, формам транспорта наносов, условиям их формирования, величине уклонов и
кинематике потока), выделив среди горных рек скальные и селевые русла и горные
ручьи, отличающиеся невыработанностью русла, небольшими уклонами и очень ма-
лой водоносностью;
II - по типам русел - среди русел горных рек выделены русла порожисто-
водопадные (ПВ), с развитыми (РАФ) и с неразвитыми (НАФ) аллювиальными фор-
мами;
III - по геолого-геоморфологическим условиям: врезанные, адаптированные и ши-
рокопойменные русла;
IV - по морфологии (форме русла в плане) и горизонтальным русловым деформа-
циям: прямолинейные, извилистые, разветвленные и их разновидности;
V - по форме руслового рельефа;
VI - по устойчивости русел;
VII - по видам и формам антропогенной измененности русел рек:
1) обвалованные русла возникли в результате строительства дамб обвалования; в
них ограничены искусственно горизонтальные деформации, но сохранилась грядо-
вая форма движения наносов;
2) обвалованные и перепрофилированные русла; в них полностью уничтожен ру-
словой рельеф, а по мере образования гряд регулярно проводится расчистка от нано-
сов;
3) канализированные русла - им придали форму канала и полностью ликвидиро-
вали русловые формы и гряды;
4) зарастающие, заиливающиеся русла возникают как следствие изъятия стока,
оплывания берегов и заполнения склоновым материалом, а также эрозии почв на
сельскохозяйственных землях; иногда они возникают в результате избыточного по-
ступления наносов в русловую сеть;
5) запаханные русла связаны с распахиванием пересыхающих русел в выположен-
ных днищах долин или понижений местности, которые служили тальвегом для вре-
менных водотоков, возникающих во влажный период; в результате русло исчезает,
атмосферные осадки фильтруются в почву;
6) забетонированные русла - бетонные лотки V -образного или ящикообразного
профиля, в которых полностью прекращены горизонтальные и вертикальные де-
формации, но поступающий аллювий может накапливаться на дне таких лотков в
форме гряд.
Однако, предложив классификацию русел рек по видам хозяйственной деятель-
ности с оценкой сопротивляемости русел антропогенным воздействиям, И.Н.Павлов
[2] не объединил эти виды в какие-либо группы. В этом смысле более предпочти-
тельным можно считать применение подхода В.Т.Гриневецкого (2000) [12], который
все разнообразия ландшафтных объектов разделил на две группы:
I природного разнообразия ландшафтных комплексов;
II антропогенизированного разнообразия ландшафтных комплексов.
Если на равнинных территориях объекты природного комплекса сохранились в ог-
раниченном распространении, то в бассейнах горных рек, особенно малых, они со-
хранились значительно лучше и меньше подверглись воздействию человека. Вторую
группу он предлагает подразделить по признакам технологизации природопользова-
ния и направленности антропогенизации.
Исходя из подхода В.Т.Гриневецкого (2000), можно выделить следующие груп-
пы факторов, которые могут иметь место при воздействиях на русловые процессы:
1) гидротехнические;
2) лесные и лесотехнические;
3) мелиоративные;
4) селитебно-урбанизированные (в том числе - селитебно-рекреационные);
5) промышленные (длительные промышленные застройки);
6) горнодобывающие (созданные горными разработками);
7) транспортные;
8) сельскохозяйственные.
Ю.М.Швыдкий (1995) [13] предложил следующую типизацию техногенных геомор-
фологических систем по их возможному воздействию на рельеф и рельефоформи-
рующие факторы: 1) инженерно-строительный тип (подтипы: городской, промыш-
ленный, энергетический, транспортный) - повышение и понижение отметок (в ре-
зультате планировки территорий, создания выемок, насыпей, террас; засыпания ов-
рагов и балок; выположения склонов; отсыпки и намывания грунтовых смесей); из-
менение гидрографической сети; создание искусственных акваторий (прудов, водо-
хранилищ), каналов; активизация суффозионно-карстовых, эрозионных, оползневых
и просадочных процессов; изменение берегов; подтопление, заболачивание, заилива-
ние и др.;
2) горнодобывающий (шахтный, карьерный) - создание выемок (карьеров), на-
сыпей (отвалов), подземных пустот, изменение гидрографической сети; развитие эро-
зии, оползней, осыпей, обвалов на склонах карьеров, отвалов, терриконов; карстова-
ние, дефляция, проседание земной поверхности над подземными выработками;
3) сельскохозяйственный (земледелие, животноводство) - создание техногенных
мезо- и микроформ рельефа (пашня), активизация площадного смыва и линейного
размыва; дефляция;
4) водохозяйственный (мелиоративный, водоснабженческий) - создание искус-
ственных выемок и насыпей (канавы, каналы, дамбы); изменение гидрографической
сети, подтопление, заболачивание, дефляция на пересушенных территориях, оседание
земной поверхности (образование депрессионных воронок) в местах откачивания
подземных вод, активизация просадочных и суффозионно-карстовых процессов;
5) лесотехнический - активизация площадного смыва и линейной эрозии, обра-
зование оврагов, оползней и селей, развитие дефляционных процессов на территори-
ях, где вырубаются леса;
6) рекреационный - то же, что при инженерно-строительном освоении террито-
рии, а также реконструкция стойкости природного рельефа, ликвидация нежела-
тельных последствий рельефообразующих процессов.
Как видно из сопоставления, типизации Ю.М.Швыдкого (1995) [13] и
В.Т.Гриневецкого (2000) [12] взаимно дополняют одна другую и достаточно всеобъ-
емлющи, поэтому их элементы вполне можно принимать при анализе и оценке ан-
тропогенных воздействий на русла, поймы, водосборные бассейны и русловые процессы
горных рек.
Согласно Н.Ф.Реймерсу (1994) [14] предметом изучения экологии как единой, ком-
плексной науки, в которую она превратилась к началу ХХI века, должно служить
рассмотрение значимой (для центрального объекта анализа - человека) совокупно-
сти природных и социальных явлений и предметов с точки зрения интересов этого
центрального субъекта или живого объекта. Это позволяет говорить об экологиче-
ской напряженности, вызванной антропогенными изменениями русел рек, не учиты-
вая биотическую составляющую системы, хотя последствия этих изменений в значи-
тельной мере сказываются и на ней. Для оценки экологической напряженности ис-
пользуют методику, разработанную в научно-исследовательской лаборатории эрозии
почв и русловых процессов Московского университета (МГУ) при районировании
территории России по экологической напряженности [1; 2; 15 и др.] и заключающую-
ся: 1) в анализе антропогенных факторов изменений пойменно-русловых комплек-
сов, 2) в кодировании экологических ситуаций в руслах и поймах рек по системе бал-
лов, 3) в экологическом картографировании и районировании. Поскольку антропо-
генные воздействия вызывают широкий спектр последствий, существенно отли-
чающихся по структуре, способам измерения и характеру распространения, пока еще
не разработан единый критерий оценки последствий и экологического состояния, ко-
торый интегрировал бы все частные оценки по каждому из определяющих его явле-
ний. Поэтому для оценки экологической напряженности применяют частное эколо-
гическое картографирование русел и пойм рек по следующим видам информации
[15-18] и др.:
1) механическая измененность русел рек;
2) механическая измененность пойм рек;
3) размывы берегов рек;
4) заиление русел рек;
5) изменение затопляемости пойм рек, связанное с созданием водохранилищ, водо-
заборов;
6) изменение стока рек;
7) пересыхание водотоков (естественное и в результате изъятия стока);
8) кроме того, в качестве отдельного (восьмого) частного показателя используют
механическую измененность русел пересыхающих водотоков.
Для оценки и сопоставления экологическую напряженность по каждому виду
информации ранжировали по 6 уровням (градациям), каждому из них присвоен балл,
в зависимости от степени влияния: от балла 0 - при отсутствии заметных негатив-
ных последствий до балла 5 - для явлений, вызывающих наиболее неблагоприятные
последствия. На основании частных оценок по этим показателям выполняют инте-
гральную оценку (примеры этого приведены в наших работах [19; 20]). В качестве
факторов, связанных с непосредственными механическими воздействиями на русла
рек и их русловые процессы, подвергают оценке:
1) одностороннее (для данного ограниченного участка русла) укрепление берегов в
местах интенсивного развития деформаций (отсыпка, обвалование, каменная кладка,
деревянная крепь, бетонирование и т. п.);
2) двухстороннее (для данного ограниченного участка русла) укрепление берегов в
местах интенсивного развития деформаций (отсыпка, обвалование, каменная кладка,
бетонирование и т. п.);
3) бетонирование или обвалование русла на ограниченных участках; при бетони-
ровании полностью прекращаются горизонтальные и вертикальные деформации, но
грядовые формы движения наносов возникают после накопления в днищах лотков
поступающего аллювия;
4) полное перепрофилирование (канализирование) русла с приданием ему формы
канала и полной ликвидацией русловых форм и гряд;
5) полное перекрытие стока (обвод водотока по деривационному каналу или тун-
нелю, полный забор воды).
В качестве последствий воздействия этих факторов на русла рек и их русловые
процессы принимают степень измененности русел рек, в баллах):
0 - естественное русло;
1 - естественное русло с искусственным односторонним частичным ограничени-
ем или прекращением русловых (в основном горизонтальных) деформаций со сторо-
ны укрепленного берега с сохранением формы движения наносов;
2 - смещенное естественное русло с искусственным двухсторонним частичным
ограничением или прекращением русловых (в основном горизонтальных) деформа-
ций со стороны укрепленных берегов с сохранением формы движения наносов;
2 А -перегораживание русел малых рек плотинами-подпрудами с заполнением
верхних бьефов наносами, в результате чего естественные русла приобрели ступен-
чатый продольный профиль с частичным нарушением русловых деформаций;
3 - естественное русло с искусственным повсеместным ограничением или пре-
кращением русловых деформаций;
4 - закрепленные в плане или измененные русловые формы с полным уничто-
жением естественного руслового рельефа и грядовой формы движения наносов, а по
мере образования гряд регулярно проводится расчистка от наносов; 5 - ликвидация
русла, деградация или исчезновение русловых форм. Помимо непосредственных це-
ленаправленных антропогенных воздействий этот вид последствий может возник-
нуть как следствие косвенных воздействий, в частности:
- а) избыточного поступления наносов в речную сеть (тогда сток может продолжать-
ся под слоем наносов);
- б) оплывания и заполнения эрозионного руслового вреза склоновым материалом;
- в) избыточного изъятия стока воды, заиливания и зарастания русла.
Помимо перечисленных выше факторов, в Украинских Карпатах весьма рас-
пространены еще два специфических фактора-воздействия и соответствующие им
виды последствий:
1-А -захламление (естественное и антропогенное) русла и поймы древесными об-
ломками и отходами (в результате естественные русла преобразованы в захламлен-
ные, с частичным нарушением русловых деформаций и рельефа);
2 А -перегораживание русел малых рек многочисленными плотинами-подпрудами
с заполнением верхних бьефов наносами, в результате чего естественные русла при-
обрели ступенчатый продольный профиль с частичным нарушением русловых де-
формаций.
По степени заиливания состояние русла реки оценивают на уровнях: 1 балл -
очень слабое; 2 - слабое; 3 - среднее; 4 - сильное; 5 - очень сильное. Это явление обу-
словлено в основном избыточным поступлением в реки продуктов эрозии и площад-
ного смыва пылевых осадков и лессовидных и суглинистых грунтов и почв, отвалов
горных пород горнодобывающих предприятий; склоновой отсыпки измельченных
горных пород (при взрывных работах, устройстве и расчистке полотна автодорог при
их строительстве, реконструкции и эксплуатации); отсыпки производственных,
строительных, производственных и бытовых отходов. Ему способствуют значитель-
ные селевые выносы (в том числе - антропогенными селами [21]) мелкодисперсных
глинисто-пылеватых материалов и изъятия воды на полив, достигающие максимума
именно в меженный период, когда наиболее интенсивно естественное испарение и ис-
тощены источники питания рек (иссякли подземные воды, стаял снет, отсутствуют
атмосферные осадки) [22]. В горных районах (Карпаты, Кавказ, Тянь-Шань и др.)
заиление и вызванная им деградация рек не представляют серьезной проблемы, по-
скольку русла водотоков (даже временных) систематически промываются достаточ-
но частыми и мощными паводками.
Интенсивность размыва берегов, являющегося одним из проявлений русловых
деформаций, оценена по средней годовой скорости размыва: очень слабая (до 1м/год)
- 1 балл, слабая (1-2 м/год) - 2 балла, средняя (2-5 м/год) - 3 балла, сильная (5-10
м/год) - 4 балла, очень сильная (более 10 м/год) - 5 баллов. Экологическая неблаго-
приятность ситуации при этом обусловлена не только собственно размывом берегов
(разрушающим населенные пункты, инженерные и др. объекты, уничтожающим
сельскохозяйственные земли и угодья), но и необходимость больших капитальных
вложений и текущих расходов на осуществление мероприятий по их предотвраще-
нию. В горной части водотоков размыв берегов почти не проявляется (то есть, как
правило, не выходит за пределы слабого, мало заметного - 1-2 баллов), особенно на
участках скальных (лотковых), порожисто-водопадных русел и русел с НАФ, но ста-
новится более заметным на участках с РАФ, особенно в зонах, где крепкие коренные
породы находятся под мощным покровом малоустойчивых к размыву осадочных по-
род. После выхода рек в широкие долины и предгорья размывы берегов могут воз-
растать до сильных и очень сильных. Здесь на значительных участках рек размывы
берегов приостановлены с помощью обвалования русел и укрепления подмываемых
берегов, то есть негативные проявления одного из естественных частных и считаю-
щегося экологически менее значимым фактора (размыва берегов) целенаправленно
предотвращают путем довольно широкого применения другого - антропогенного и
считающегося в полтора раза более значимым фактора - укрепления берегов.
Хозяйственная деятельность на реках во многих случаях затрагивает поймы
больше, чем русла рек. При этом поймы значительно видоизменяются, нарушаются
их экосистемы [23]. Это происходит не только в результате водохозяйственных меро-
приятий, но и вследствие непосредственного хозяйственного использования пойм. По
степени напряженности выделяются такие уровни:
участки неизменных пойм, практически не используемых в сельском хозяйстве (0
баллов);
участки со слабо измененными (в основном за счет сенокосов и отдельных выпа-
сов скота) поймами - 1 балл;
участки со средней степенью измененности пойм, где, кроме пастбищ и сенокосов,
производят распашку высоких пойменных ступеней (2 балла);
участки с сильно измененными поймами, где значительно больше площадь распа-
ханных земель и широко распространены осушительная и оросительная мелиорации
(3 балла);
участки с очень сильным изменением пойменных ландшафтов, где естественные
комплексы встречаются крайне редко, поймы полностью распаханы, мелиорирова-
ны, а во многих местах обвалованы, что исключает их затопление во время полово-
дий и ликвидирует пойменный режим (4 балла);
в 5 баллов оценены участки, где поймы рек очень сильно механически изменены и
распаханы вплоть до уничтожения.
Изменение экологического состояния территории в связи с нарушением разви-
тия пойменных ландшафтов под влиянием водохозяйственных мероприятий прояв-
ляется в увеличении подтоплений в верхнем бьефе гидроузлов и в уменьшении зато-
пляемости (иссушении пойм) вследствие среза пиков паводков - в нижнем бьефе [24].
Оно оценено на трех уровнях: слабое уменьшение затопляемости пойм или слабое их
подтопление и увеличение подтопляемости оценено в 1 балл; соответствующие сред-
ние изменения пойм оценены в 3 балла, а сильные- в 5 баллов экологической напря-
женности. Этим показателем учитывают избыточное (по сравнению с естественным,
не измененным человеком состоянием реки) подтопление или иссушение поймы в ре-
зультате создания водохранилищ или забором воды из водотоков. В нижних бьефах
изменения связаны со снижением уровня воды в половодья и паводки вследствие ре-
гулирования стока водохранилищами, а в межень - в результате размыва русла ре-
ки. При этом сокращается или полностью прекращается затопление пойм, понижа-
ются уровни грунтовых вод, теряют плодородие пойменные почвы и луга. В верхних
бьефах происходит обратный процесс - увеличение затопляемости и подтопление
пойм, приводящие к заболачиванию пойменных угодий, резкому снижению их пло-
дородия вплоть до исключения их из состава используемых земель; ухудшаются
также санитарно-гигиенические условия.
Естественное пересыхание рек считают самым неблагоприятным последствием
из всех проявлений гидрологического режима рек, поскольку оно создает значитель-
ную экологическую напряженность, ограничивая возможности водопотребления для
различных нужд людей и всей живой природы [17]. Для оценки пересыхания исполь-
зуют два параметра: 1) количество лет за период наблюдений, когда река пересыхала,
выраженное в %; 2) максимальное за период наблюдений количество дней, на кото-
рое река пересыхала [25]. Продолжительность пересыхания оценивают на 6 уровнях:
0 баллов - пересыханий не было; 1 балл - пересыхание наблюдалось 1-10% лет за пе-
риод наблюдений и от 1 до 50 дней в году; 2 балла - 10-30% и 50-100 дней; 3 балла -
30-50% и 100-150 дней; 4 балла - 50-70% и 150-300 дней; 5 баллов - 70-100% и более
300 дней в году.
Хозяйственная деятельность и виды её воздействий на русла,
поймы и водосборные бассейны горных рек
Человек в ходе своего социально-исторического развития уже давно начал об-
живать территории, прилегающие преимущественно к малым рекам, поскольку
именно малые реки и их водосборные бассейны, во-первых, обеспечивали его по-
требности в воде, пище, топливе, энергии воды, транспорте, летних и зимних путях
сообщения, а с другой стороны - представляли меньшую опасность для жизни людей
и сохранности нажитого добра (строений, сельхозугодий и др.), поскольку опасные
стихийные природные явления (прежде всего - наводнения, ледоходы, размывы бе-
регов) в меньшей мере проявляются на меньших реках, чем на крупных, да и осваи-
вать в хозяйственных целях их было легче при слабых технических средствах людей.
В горах (и в Карпатах, и на Кавказе, и на Тянь-Шане, и в др.) местные жители выну-
ждены были считаться с опасностями, исходящими от рек, и избегать их. Свидетель-
ство этого - специфика расположения поселений: все старые села приурочены либо
ко второй и более высоким надпойменным террасам, либо вообще к прибрежным
склонам или вершинам холмов и пригорков; лишь в отдельных случаях жилье
строили на уровне первой надпойменной террасы.
В Украинских Карпатах первые попытки обуздания паводочной стихии рек на-
чаты еще властями Австро-Венгрии (противопаводковые дамбы, обвалование и
спрямление русел рек, мелиоративные каналы). Во времена "бума мелиорации"
(1970-80-е годы) в Предкарпатье и Закарпатье была полностью перестроена мелиора-
тивная система, проложена сеть каналов и открытого дренажа, выровнены межка-
нальные площади, выкорчеваны пойменные верболозы, спрямлены и обвалованы
большие участки Днестра, Тисы, их правых притоков. Межваловые коридоры были
расширены, а высота валов наращена, валы использованы в качестве подъездных
путей [26]. Долины рек изменили свой водный режим, часть высокой поймы после
осушения была превращена в сенокосы, постепенно произошла трансформация рас-
тительного покрова - бывшие заливные луга после осушения заросли бурьянами,
высокую пойму начали распахивать, засевать зерновыми культурами, использовать
под огороды, дачные участки, строительство ферм, под хозяйственные и жилые
строения местных жителей. Таким образом, на многих реках произошло полное ши-
рокомасштабное изменение не только режимов стока воды и наносов, но и механиче-
ское изменение значительных по величине участков рек. На Западном Тянь-Шане
это произошло в гораздо меньшей степени, что обусловлено, прежде всего, невозмож-
ностью использования валунно-галечных пойм под земледелие и широкомасштабное
строительство, а также большей прочностью традиций местных жителей, испокон
веков избегавших осваивать селеопасные прирусловые территории. Тем не менее, и
здесь антропогенное вмешательство в природные процессы рек весьма ощутимо, а
взаимоотношения между человеком и рекой явно нуждаются в детальном, разносто-
роннем, комплексном, системном изучении, оценке и оптимизации.
Влияние хозяйственной деятельности на русла, поймы и водосборные бассейны
может быть прямым (непосредственным) и косвенным (через изменение условий
стока воды и наносов; через активизацию склоновых и русловых процессов). Поэто-
му, логичным представляется также подразделение (и последующая типизация - па-
раллельно или последовательно) всех видов антропогенных воздействий на две
группы: 1) непосредственные воздействия и 2) косвенные воздействия.
Непосредственные воздействия
Непосредственные воздействия на русла оказывают многие виды и конструк-
ции гидротехнических, транспортных и инженерных сооружений на реках, выемка
валунно-галечно-гравийно-песчаных смесей из русла и поймы, отсыпка отвалов гор-
ных пород и отходов производства, свалка строительно-ремонтного и бытового мусо-
ра в русло и пойму, взрывные работы и расчистка полотна дорог, при которых
большие массы горных пород сбрасывают в русло или в прирусловую зону.
Наиболее сильные воздействия оказывают плотины на реках, вызывающие за-
топление и подтопление поймы и прилегающих территорий, деформации русла и бе-
регов водохранилищ, их заиление и занесение наносами в верхнем бьефе, а также ин-
тенсивный размыв и русловые деформации в нижнем бьефе гидроузлов. Водохрани-
лища стали феноменом XX века - за 100 лет их объем увеличен в 440 раз - с 15 км3 до
6600 км3 [27; 28]. Многие ученые и практики даже предлагают опорожнить некото-
рые водохранилища, или хотя бы понизить уровень воды в них, чтобы уменьшить их
негативные последствия. Однако А.Б.Авакян с соавт. (1999) [28] считают, что это по-
влечет еще большие отрицательные последствия, чем приносит наличие их на суще-
ствующем уровне. В то же время практика многолетней эксплуатации многочислен-
ных водохранилищ на малых горных реках за рубежом показала, что они не только
не оказывают значительных негативных воздействий на окружающую среду, но даже
повысили привлекательность для миллионов туристов и отдыхающих [27].
Некоторое воздействие могут оказывать мостовые переходы, особенно учиты-
вая их распространенность. Стеснение водного потока подходными насыпями (или
др. сооружениями) меняет его режим [7]. Часть кинетической энергии потока перехо-
дит в потенциальную, создавая предмостовой подпор; выше участка с предмостовым
подпором скорости потока меньше, что приводит к уменьшению стока наносов из
этой зоны. Ниже участка предмостового подпора скорости потока возрастают, дости-
гая максимума в подмостовом сечении. Таким образом удовлетворяются два усло-
вия, необходимых для общего размыва под мостами: 1) превышение фактической
скорости над размывающей; 2) дефицит наносов (то есть, превышение выноса из-под
моста над поступлением сверху. При набегании потока на опору моста (или др. со-
оружения) в ее верхней части повышается уровень воды, что повышает скорость по-
тока по мере приближения к основанию опоры и вызывает размыв грунта и перенос
его частиц вниз по течению; часть их отлагается непосредственно за опорой. Помимо
этого, из-за жесткого сжатия при обтекании опоры скорости потока увеличиваются в
1,7-2 раза по сравнению с бытовыми, что в итоге приводит к тому, что донные скоро-
сти у основания опоры превышают размывающие, в результате формируется вихре-
вая воронка размыва, ее струи захватывают частицы грунта и выносят их за преде-
лы опоры в низовую сторону. Размыв русла у боковых граней опережает размыв пе-
ред лобовой гранью, но после стабилизации процесса наибольшая глубина формиру-
ется у лобовой грани. Это явление названо местным размывом у опор. Чем больше
степень сжатия потока, тем больше скорость размыва. Главные факторы, опреде-
ляющие скорость и глубину размыва: скорость течения, крупность наносов, сла-
гающих русло, степень сжатия потока, расход и формы перемещения донных нано-
сов, глубина, форма опоры в плане и ее поперечного сечения, косина струй, форма
гидрографа, продолжительность прохождения паводков и др. [7]. Повышение уровня
воды вследствие подпора у мостовых опор (с последующим заболачиванием поймы)
для горных рек не актуально.
При строительстве дорог и мостов земляные работы часто являются причиной
возникновения или активизации селевых явлений, поскольку разрыхляют горные
породы на больших пространствах, а значительную их часть сваливают в поймы или
непосредственно в русло реки.
Мероприятия по охране окружающей среды требуют значительных затрат, что
снижает экономическую эффективность инвестиций в строительство [29]. Поэтому
при строительстве дорог и мостов охранные мероприятия предусматривают обычно
в явно заниженном объеме. При резком расширении сети дорог, строительстве мос-
тов и освоении прилегающих территорий (как правило, в водосборах малых горных
рек, которые пока-что остаются наименее хозяйственно освоенными) это может при-
вести к нарушению равновесия склоновых и русловых процессов, а это, в свою оче-
редь, снизит надежность и срок службы и дорог, и мостов, и др. объектов. В этом пла-
не весьма показательна судьба довольно многочисленных в Западном Тянь-Шане
автодорог, проложенных в середине XX века при геологоразведочных работах. Уже
через несколько лет после прекращения их использования они были размыты мно-
гочисленными постоянными и временными потоками на большей части своего про-
тяжения, сохранив остатки полотна только в редких местах водоточной <тени>.
Увеличение скорости потока ниже водопропускных сооружений на малых водо-
токах может привести к образованию промоин-врезов типа оврагов.
Применяемые для защиты от размыва и разрушения берегов (у дорог, мостов,
различных инженерных сооружений и хозяйственных объектов) стенки, габионы и
др. сооружения ограничивают или даже прекращают плановые деформации русла.
Для защиты от половодий, паводков и наводнений (населенных пунктов, польдерных
и мелиоративных объектов, сельхозугодий и т.п.) часто применяют дамбы обвалова-
ния, отсыпаемые или намываемые из местных материалов, с закреплением откосов
(бетоном, камнем, деревом, высевом быстрорастущих многолетних трав и др.). Что-
бы не создавать дополнительного подпора, дамбы следует строить закругленными в
плане, направляя пойменные воды в русло под небольшими углами. Р.Л.Найфельд
(1974) [30] считал, что строительство дамб обвалования в 3-4 раза дешевле подсыпки
затапливаемых территорий. Во многих случаях (особенно для малых поселений) вы-
нос жилого фонда за пределы зон затопления обходится дешевле строительства за-
щитных сооружений и не оказывает столь негативного влияния на русловые процес-
сы. В.П.Амачаев с соавт.(1992) [31] предложили решения по повышению экономиче-
ской эффективности защитных сооружений в руслах рек путем их окультуривания и
рекреационного использования.
Интенсивная добыча валунно-галечно-гравийно-песчаных смесей (как правило,
аллювиальных) из русел и пойм (как самый дешевый способ удовлетворения расту-
щих потребностей в инертных и строительных материалах, в том числе и для отсып-
ки дамб у реки) может вызывать ряд негативных последствий: снижение уровня во-
ды, обнажение водозаборов и водовыпусков, подмыв мостовых переходов, опор тру-
бопроводов и ЛЭП, нарушение устойчивости сооружений. Естественный сток влеко-
мых наносов не всегда или не полностью может компенсировать выемку аллювия
(для этого иногда могут понадобиться многие годы). Карьеры обычно устраивают на
гребнях перекатов, островах, осередках, побочнях, пляжах и др. выпуклых элементах
русел и пойм, нарушая морфологическое строение рек и оказывая существенное
влияние на их русловой режим. Степень этого влияния зависит от размеров реки и
карьера [7]. Карьер считают малым, если он занимает небольшую часть русла или
поймы и не оказывают существенного влияния на водный и русловой режим (то есть
их поверхность почти полностью покрыта водоворотной областью, которая препят-
ствует воздействию транзитного речного потока на дно карьера). Такие карьеры до-
вольно быстро заполняются наносами, поступающими с вышерасположенных участ-
ков реки. У больших одиночных и массовых карьеров водоворотные области при-
мыкают как к верховому, так и к низовому откосам, а транзитный поток воздейству-
ет на дно карьера почти на всем его протяжении, распространяя размыв верхнего от-
коса вверх по течению и смещая вниз верховой склон [7; 11].
Губительные последствия для морских пляжей возникают при вмешательстве че-
ловека в естественный ход устьевых и береговых процессов, тем более, что устьевые
участки рек подвержены наиболее интенсивному освоению. Строительство курорт-
ных объектов, транспортных коммуникаций, развертывание карьеров для обеспече-
ния строительной индустрии инертными материалами, как и регулирование усть-
евых участков рек, в ряде случаев привели к нежелательным результатам. Напри-
мер, сплошное закрепление русел бетоном нарушило условия водообмена между рус-
лом и подрусловыми отложениями и привело к резкому ухудшению экологических
условий в русле, особенно в меженные периоды. Боковое сжатие русел набережными
на устьевых участках вызвало чрезмерное переуглубление, изменение гидравличе-
ского режима, проникновение в меженные периоды морских вод и морской фауны в
реки. Из-за такого сжатия усилилась неравномерность стока наносов на устьевое
взморье, уменьшилось и количество выносимого материала [32]. Д.В.Огородников с
соавт. (1988) [33] по степени нарушения естественных условий разделили устьевые
участки рек района Большого Сочи на четыре группы.
Первая группа - это устья, на которых сохранены все природные условия.
Вторая группа объединяет устья, где вмешательство человека ограничено закреп-
лением места впадения потока отверстием моста проходящей вдоль берега железной
дороги.
В третьей группе на устьевых участках боковое сжатие зоны блуждания русла
распространено вдоль берегов на значительное расстояние: например, при занятии
части устьевой территории под кемпинг (с соответствующими противопаводковыми
мероприятиями).
Четвертая группа - это устья с канализованным руслом, т. е. с максимальным
изъятием из руслового процесса зоны блуждания русла.
Большинство рек района имеют устья, место впадения которых закреплено по-
стоянно отверстиями железнодорожных мостов. Можно считать (если нет других ис-
кусственных ограничивающих условий), что такие устья находятся в состоянии,
близком к естественному. Гораздо меньше рек имеют устьевые участки, где зона
блуждания русла получила частичное сжатие сооружениями, защищающими раз-
личного рода постройки. Русловые процессы в местах расширений долин характери-
зуются поэтапным, периодически повторяющимся вовлечением в движение наносов,
расположенных в зоне блуждания потока. Возведение защитных сооружений, огра-
ничивающих пойменные участки рек, привело к уменьшению объема наносов и тем
самым к сокращению твердого стока. Дальнейшее искусственное сужение естествен-
ных границ русла приведет к еще большему дефициту наносов на побережье. По
мнению Д.В.Огородников с соавт. (1988) [33] нет принципиального различия между
изъятием наносов из транспорта путем бокового сжатия и развертыванием карьеров
по добыче инертных материалов в русле реки (что запрещено соответствующим по-
становлением правительства). Из этого авторы сделали вывод, что значительно по-
дорвана основа существования галечных пляжей - их пополнение за счет твердого
выноса рек, поэтому следует считать важным не допускать дальнейшего сужения зо-
ны блуждания русла. По нашему мнению (основанному на опыте изучения стока
влекомых наносов на горных реках Украинских Карпат, Западного Тянь-Шаня и За-
падного Кавказа) искусственное сужение зоны блуждания русла малой (а к малым
следует относить почти все реки Кавказа, стекающие в Черное море, за исключением
Риони, Ингури и Бзыби) реки практически не влияет на величину твердого выноса
реки, поскольку в суженных участках даже крупные влекомые наносы являются
транзитными (особенно во время мощных паводков).
Косвенные воздействия
Косвенные воздействия наиболее часто и сильно проявляются через увеличение по-
ступления с водосборов твердого материала, главной причиной чего является разру-
шение, повреждение или ослабление почвенно-растительного покрова на склонах гор
и долин в результате распашки земель, вырубки лесов, перевыпаса скота, провоци-
рования оползней и селей при различных видах деятельности (строительстве, горных
разработках и др.), а также через изменение водоносности рек в результате водозабо-
ров на орошение и промышленные нужды. В роли косвенных могут проявляться и
некоторые непосредственные факторы, например, отсыпка отвалов горных пород и
отходов производства, свалка строительно-ремонтного и бытового мусора не в русло
и пойму (где они проявляются непосредственно), а на достаточном удалении от реки,
где они не влияют на русловые процессы, но при сильных ливнях и в половодье мо-
гут вовлекаться в селевые и неселевые потоки и выноситься в поймы и русла рек
[21]. То же самое может происходить и при производстве взрывных и дорожных ра-
бот и расчистке полотна дорог, при которых большие массы горных пород сбрасы-
вают не в русло или в прирусловую зону рек (где они проявляются непосредственно),
а на достаточном удалении от реки, где они не влияют на русловые процессы, но при
сильных ливнях могут вовлекаться в селевые и неселевые потоки и выноситься в
поймы и русла рек.
При разрушении почвенно-растительного покрова и верхнего слоя коры вы-
ветривания различными (прежде всего - землеройными) машинами и механизмами и
особенно взрывными работами на рудниках, при строительстве дорог и др. объектов)
не только образуются огромные массы измельченного и разрыхленного материала
(большая часть которого в конце-концов поступает в поймы и русла рек), но и обна-
жаются пласты коренных пород, что подвергает их интенсивной эрозии, приводящей
к образованию новых масс измельченного материала. Взрывные работы нередко
приводят в неустойчивое состояние значительные объемы горных пород, обуславли-
вают мгновенное развитие густой и глубокой сети трещин в массивах пород, за доли
секунды разрушая горные массивы сильнее, чем многовековые процессы выветри-
вания. Во многих случаях подрезка нижней части склонов при прокладке дорог вы-
зывает резкую интенсификацию оползневых, осыпных и селевых процессов - также
потенциальных поставщиков обломочного материала в русла и поймы рек.
Отъем части стока на орошение и др. нужды вызывает понижение уровня воды
в водотоках, что приводит к снижению базиса эрозии для притоков и, как следствие,
к переуглублению русла, распространяемому вверх по течению, то есть, к процессам,
сходным с образованием оврагов. Однако, это обычно не вызывает серьезных нару-
шений в руслах и в протекании русловых процессов на малых горных реках. Значи-
тельно существеннее непосредственное воздействие довольно густой сети арыков в
долинной и адырной зонах Тянь-Шаня и Гиссаро-Алая на смыв грунта в ложах са-
мих арыков (часть этого смытого грунта поступает в межгорные и предгорные уча-
стки рек).
В г.Ангрене (Западный Тянь-Шань) просадка пород кровли над горными выра-
ботками угольной шахты, а также выемка мергелей из надруслового склона реки
Ахангаран вызвали мощные оползни, достигшие русла реки. В последующие годы на
этом же склоне произошли глубокие просадки над зонами выработки угольных пла-
стов способом подземной (бесшахтной) газификации. Спровоцированные оползни не
достигли русла реки только потому, что были подперты мощными отвалами пород с
угольного карьера, сыгравшими в данном случае положительную роль.
P.Stefanidis с соавт. (1992) [34] определили ускорение эрозии почв после лесных
пожаров, установив, что дожди, прошедшие после лесных пожаров в водосборах гор-
ных рек в Греции, смыли слой почвы толщиной до 7,7 мм, тогда как до пожаров го-
довой смыв составлял 0,59-1,12 мм. Существенное влияния на разрушение дернового
слоя, повышение интенсивности эрозии и склонового смыва может оказать выпас
скота и прогон стад по тропам, особенно в условиях недостаточного увлажнения
грунтов и почв. В отдельных водосборах уничтожение дернового покрова при чрезмер-
ном выпасе скота значительно облегчает образование и мобилизацию рыхлообломочного
материала и возникновение селей при паводках. Неумеренный выпас скота, приво-
дящий к вытаптыванию и разрушению почвенно-растительного покрова, и обезле-
сивание участков склонов усиливает смыв грунта в реки и повышает концентрацию
взвешенных наносов в речных водах [35]. Разрушение почвенно-растительного по-
крова на склонах может происходить и вследствие больших выбросах в атмосферу
дымовых и др. газов ТЭС, химических и обогатительных предприятий, печей, ко-
тельных, транспортных и др. машин.
В Украинских Карпатах на протяжении последних столетий вследствие интенсивной
и часто нерациональной деятельности человека (особенно в отрасли лесного хозяйства) было
нарушено экологическое равновесие горной природы, что привело к усилению некоторых
стихийных явлений, которые не только нанесли ущерб многим отраслям хозяйства, но и не-
гативно отразились на природной среде. В частности, значительно усилились явления ветро-
ломов и ветровалов, особенно характерные для ряда ландшафтов. Неправильная вырубка
лесов (полосами и отдельными гнездами) вызывает усиление сноса мелкозема и ослабление
корневой системы. Вырубки леса (особенно сплошные и на обвально-осыпных склонах) и
применение наземной (вместо требуемой воздушно-подвесной) тракторной трелевки древе-
сины (при которой полностью разрушается дерново-почвенный слой), сыграли важную роль
в интенсификации смыва грунта и развития селевых явлений в середине ХХ века (они зна-
чительно облегчают образование, смыв и мобилизацию рыхлообломочного материала) [36],
[37]. Этому содействует также увеличение распаханности склонов (особенно при продольной
вспашке склонов, создающей эрозионные борозды вдоль склонов [38]) и усиление ливневой
активности [26], что также ускорило процессы выветривания, эрозии, развития оползней,
осыпей, обвалов.
Непосредственное и косвенное воздействие селитебно-рекреационных объектов
(города, поселки, села, хутора, рудничные и <дачные> поселки, санатории, постоян-
ные и сезонные турбазы, лагеря, дома и зоны отдыха и др.) в водосборной зоне малых
рек выражается в свалке бытовых и ремонтно-строительных отходов и мусора в
поймах рек, а в отдельных случаях - и в русла. Серьезных последствий для русловых
процессов это не вызывает, поскольку мощными паводками и половодьем все это
уносится дальше и переотлагается уже в долинах более крупных рек.
Формы и масштабы проявления антропогенных нагрузок на русла и водосборы
рек и их распространенность
Формы и масштабы проявления антропогенных факторов и нагрузок на русла, пой-
мы и водосборы зависят от соотношения между классом водотока и мощностью и
продолжительностью воздействий на него, но пока еще нет надежных критериев для
всеобъемлющей комплексной характеристики масштабов такого влияния урбаниза-
ции. Сопротивляемость речных русел различным видам деятельности людей можно
определить как способность речных русел к сохранению естественной морфологии и
режима деформаций; в данном случае сопротивляемость характеризует активную
сторону русловых процессов и отличается от устойчивости, определяемой как спо-
собность противостоять внешним воздействиям [10]. Согласно Н.И.Маккавееву и
Р.С.Чалову (1986) [4] понятие "устойчивость русла" применимо для сравнения рек
по скорости развития русловых деформаций. Её оценивают как количественную ха-
рактеристику русловых деформаций (скоростью перемещения побочней, перекатов,
интенсивностью размыва берегов и т.д.), так и качественными описаниями, опи-
рающимися на зависимость формы русла от степени его подвижности (при прочих
равных условиях реки с неустойчивыми руслами характерны делением их на рукава
и отсутствием типичных излучин). Есть участки рек, где переформируется только
дно, на других преобладают плановые изменения при относительной неизменности
дна. Поэтому, надо учитывать устойчивость не только ложа, но и берегов, подвиж-
ность которых зависит от прочности коренных пород, от крупности и цементации
отложений, от наличия и состояния растительного покрова и др. Поскольку учет
многих факторов практически затруднен, обычно задачу оценки устойчивости упро-
щают, игнорируя влияние берегов и закладывая в основу критериев соотношение
между силой лобового давления потока на донную частицу и силой её сопротивления
сдвигу. Примеры оценки сопротивляемости и устойчивости изложены в наших рабо-
тах [40] и [41].
Антропогенные нагрузки, в зависимости от видов и масштабов хозяйственной
деятельности, характера и объемов работ, проводимых в руслах и поймах рек, конст-
рукции, размеров и места расположения инженерных сооружений на реке, могут вы-
зывать изменения русла, поймы и русловых процессов различного масштаба - от ло-
кальных, местных (то есть проявляющихся только на коротких участках рек) до ре-
гиональных (то есть, охватывающих большие участки рек или территории водосбо-
ров) при массовом проявлении локальных изменений. В связи с этим для анализа,
качественной и количественной оценки и прогнозирования негативных последствий
необходимо знать не только перечень антропогенно обусловленных факторов и воз-
действий, но также формы, масштабы, пространственную и временную распростра-
ненность и конкретные места приложения антропогенных нагрузок на русла и водо-
сборы рек. Поэтому для оценваемых районов составляют карты распространенности
различных форм антропогенных нагрузок. Районирование участков рек и террито-
рий водосборов по степени хозяйственной освоенности земель отмечают на картах
цветовым фоном или др. условными обозначениями, выделяя неизмененные (на ко-
торых в последние десятилетия не происходило существенных вмешательств в при-
родные русла и поймы рек) территории (заповедники, заказники, пограничные зоны
и др. охраняемые территории), селитебно-рекреационные и промышленные зоны,
пастбища, сельскохозяйственные угодья, транспортные коммуникации и т.д. На этих
же картах выделяют распространенность различных видов антропогенного вмеша-
тельства в природные поймы, русла и русловые процессы: русла неизмененные, с ог-
раничением русловых деформаций, обвалованные, канализированные, деградиро-
ванные и т.д. По ним определяют площадь территории и длину участков речных ру-
сел, подверженных существенным воздействиям (в абсолютных и относительных
единицах оценки). По этим материалам выполняют региональный анализ изменений
продольных профилей, типов и морфометрических характеристик рек в результате
антропогенных воздействий. Тип русла реки, формирующийся при тех или иных
процессах, во многом определяет направленность развития всей речной экосистемы.
Интенсивная хозяйственная деятельность и особенно непосредственные
механические воздействия на русла и поймы рек обусловили возникновение
изменений разных видов и степеней, что особенно заметно в ландшафтах со
значительной заселенностью и хозяйственной освоенностью территории, где русла
многих рек почти на всем протяжении межгорных котловин обвалованы для защиты
от наводнений. В результате длительного антропогенного воздействия на малых ре-
ках мощные паводки потеряли свое прежнее значение в руслоформировании, про-
изошло заметное изменение типов русел и русловых процессов [42], а уменьшение по-
ступления наносов в реки из-за ограничения боковой эрозии (размыва пойменных
массивов) привело к деградации русловых форм (побочней, отмелей, осередков). В
итоге для большинства малых рек в пределах котловин характерно слабоизвилистое
суженное (канализированное) русло с заметным дефицитом русловых отложений и
выходами в ложе реки скальных пород на довольно протяженных участках. В суже-
ниях долин наиболее заметным воздействием является устройство берегоукрепи-
тельных сооружений на реках, вдоль которых проходят основные дороги. Насыщен-
ность инженерными сооружениями (подпорными стенками, габионами, отсыпками и
т.д.) весьма высока и местами в сужении долины видоизменено до 50% (и более) про-
тяженности берегов. В истоках отдельных рек в результате лесоразработок возникает
захламление русел малых водотоков упавшими стволами и нагромождениями ва-
лежника (происходит формирование своеобразного ступенчатого профиля, характер-
ного для многих малых рек Карпат и в естественных условиях) или свалок бытового,
строительного и производственного мусора (в пределах населенных пунктов и вдоль
транспортных путей). Распространенный вблизи населенных пунктов забор гравий-
но-галечного материала и устройство местных дорог по руслам с расчисткой бульдо-
зерами заметно видоизменяет внешний облик рек, при этом на малых водотоках в
периоды без прохождения крупных паводков среди хаотичных выемок и насыпей
формируется приспособленное "техногенное" русло.
Оценка форм и масштабов проявления антропогенных факторов и нагрузок на
водотоки, их русла и водосборы выполнена в наших специальных работах на
конкретных примерах нескольких горных регионов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. -М.: МГУ, 1955. -347с.
2. Павлов И.Н. Сравнительный анализ русловых процессов рек различной водо-
носности в горно-предгорно-равнинных регионах и их антропогенная измененность
(на примере рек Крыма и Алтая). Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук,
--М.: МГУ, 1994. -23с.
3. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко В.Ф. Основы гидроморфологической
теории руслового процесса. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982. -272с.
4. Маккавеев Н.И, Чалов Р.С. Русловые процессы. -М.: МГУ ,1986. -264с.
5. Снищенко Б.Ф. Русловые процессы на урбанизированных участках рек. //В кн.
Гидрологические аспекты урбанизации. -М.: Мысль, 1978. -с.51-60.
6. Снищенко Д.В., Месерлянц Г.Г. Развитие руслового процесса на участках вы-
емок речного аллювия //Динамика русловых потоков. Вып. 83. -Л.: Гидрометеоиздат,
1983.
7. Барышников Н.Б. Антропогенное воздействие на русловые процессы. -Л.:
ЛГМИ, 1990. -140с.
8. Боровков В.С. Русловые процессы и динамика речных потоков на
урбанизированных территориях. -Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -285с.
9. Чалов Р.С., Дарбутас А.А. Типы русловых режимов, их показатели и принципы
районирования //Проблемы эрозионных, русловых и устьевых процессов. -Ижевск.
1992.
10. Беркович К.М., Чалов Р.С. Экологическое русловедение: объекты и проблемы
исследований //Гидротехнич. стр-во. -1992. -№ 12.
11. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. -М.: МГУ, 1979.
-232с.
12. Гриневецький В.Т. До обгрунтування основних понять _ методолог_ї досл_джень
ландшафтного р_зноман_ття в Україн_ //Укр. геогр. журнал. -2000. -№ 2. -с.8-13.
13. Швидкий Ю.М. Техногенний морфогенез та особливост_ його прояву на
тер_тор_ї України //Укр. географ. журнал.-1995. - №4. -с.21-25.
14. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). -М.:
Россия молодая, 1994. -176с.
15. Чалов Р.С., Чернов А.В. Районирование территории России по экологическому
состоянию речных русел и пойм //Проблемы оценки экологической напряженности
территории России: факторы, районирование. -М.: МГУ, 1993.
16. Беркович К.М., Кирик О.М., Сваткова Т.Г., Чалов Р.С. Применение
картографического метода при изучении русловых процессов //География и
природные ресурсы. -1986. -№ 3.
17. Беркович К.М., Иванов В.В. Экологическая напряженность, возникающая при
антропогенных изменениях гидрологического и руслового режима рек России и ее
картографирование //Проблемы оценки экологической напряженности территории
России: факторы, районирование. -М., 1993.
18. Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов Антропогенная измененностьрусел и
размывы берегов как показатели экологической напряженности на реках России
//Проблемы оценки экологической напряженности территории России: факторы,
районирование. -М.: МГУ, 1993.
19. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. Оценка экологической напряженности в руслах
и поймах малых горных рек Украинских Карпат/ Деп. рук. -Донецк: ООО <Экотехноло-
гия>, 2006. -14с.: ил. -Библиогр. 18 назв. -Рус. -Деп. в ГНТБ Украины.
20. Дзагания Е.В. Оценка экологической напряженности в руслах и поймах рек,
стекающих в Черное море в зоне Большого Сочи/ Деп. рук. -Донецк: ООО <Экотехноло-
гия>, 2006. -16с.: ил. -Библиогр. 20 назв. -Рус. -Деп. в ГНТБ Украины.
21. Степанова Т.С. Антропогенные сели //Селевые потоки, -1992. -№12. -с.89-101.
22. Водогрецкий В.Е. Антропогенное изменение стока малых рек. -М.: МГУ, 1990. -
283с.
23. Злотина Л.В., Чернов А.В. Антропогенная измененность пойм рек России и ее
роль в оценке экологического состояния регионов //Пробл. оценки экологич.
напряженности террит. России: факторы, районирование. -М.: МГУ, 1993. -с.144-158.
24. Михайлов В.Н., Эдельштейн К.К. Оценка устойчивости и уязвимости водных
экосистем с позиций гидроэкологии //Вестн.Моск. ун та. Сер.5. Геогр. -1996. -№3.
25. Методические рекомендации по учету влияния хозяйственной деятельности на
сток малых рек при гидрологических расчетах для водохозяйственного проектиро-
вания. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
26. Муха Б.П., Гулянич Р.С., Хомин Б.Є. Ф_зико-географ_чн_ умови формування
катастроф_чного паводку у верх_в'ї Дн_стра вл_тку 1997р. //Укр. географ. журнал.-
1998. - №2. -с.30-35.
27. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. Водохранилища. - М.: Мысль,
1987. -325с.
28. Авакян А.Б., Герасимов Ю.В., Поддубный С.А. Актуальные проблемы обуст-
ройства водохранилищ //Гидротех. стр-во. -1999. -№ 6, -с.2-7.
29. Экономика строительства. Под ред. И.С.Степанова. -М.: Юрайт, 2003. -591с.
30. Найфельд Л.Р. Инженерная подготовка пойменных и заболоченных террито-
рий для градостроительства. -М.: Стройиздат, 1971. -183с.
31. Амачаев В.П. Технико-экономический доклад о противопаводковых
мероприятиях для защиты народно-хозяйственных объектов Приморского края от
наводнений. -Владивосток: СоюздальГИПрорис, 1992. -155с.
32. Морозов Л.А. Формирование твердого стока рек Черноморского побережья
Кавказа как источника питания морских пляжей //3ащита морских берегов. -М.:
МГУ, 1978. -c.9-21.
33. Огородников Д.В., Петров В.А., Шугар А.К., Ярославцев Н.А. Некоторые во-
просы сохранения и восстановления пляжей на черноморском побережье Кавказа // В
сб. "Рац. использ. и охр. природ. ресурсов бассейнов Черного и Азовского морей". -
Ростов: РостГУ, 1988. -с.107-112.
34. Stefanidis P., Kotoulas K. Ускорение эрозии после лесных пожаров в Греции
//Interpravent. -Berlin. -1992. -№8. -s.29-33.
35. Природа Українських Карпат/ Геренчук К._. та _нш_. -Льв_в: Видавництво
Льв_вського универс., 1968. -265с.
36. Еколог_чн_ та соц_ально-економ_чн_ аспекти катастроф_чних стих_йних явищ
(повен_, сел_, зсуви) у Карпатському рег_он_/ Гамор Ф.Д. (редактор) та _н. Матер_али
м_жнарод. науково-практич. конфер. 21-24 вересня 1999р. -Ужгород, 1999. -400с.
37. Гамор Ф.Д. По Карпатах ходить трактор //Урядовий кур'єр. -Київ, 10.06.2000,
№105, -с.7.
38. Танасиенко А.А., Путилин А.Ф., Артамонова В.С. Экологические аспекты эро-
зионных процессов: Аналит. обзор. Сер. Экология. Вып. 55). Науч. ред. И.М. Гаджиев.
-Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, Ин-т почвоведения и агрохимии СО РАН, 1999. -89с.
39. Гетьман Г._. Курортно-рекреац_йн_ системи Українських Карпат //Укр.
географ. журнал.-1999. - № 3. -с.34-37.
40. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. и др. Оценка сопротивляемости русел малых
горных рек антропогенным воздействиям / Деп. рук. -Донецк: ООО
<Экотехнология>, 2005. -11с. -Рус. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 93-Ук-2005.
41. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. и др. Качественная и количественная оценка ус-
тойчивости русел горных рек/ Деп. рук. -Донецк: ООО <Экотехнология>, 2005. -22с. -
Рус. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 96-Ук-2005.
42. Бєлоус А.М., Волошин М.Д. Вплив господарчої д_яльност_ на водн_ ресурси
України //Экотехнологии и ресурсосбережение. -Київ. -1999. -№ 5. -с.58-61.
Примечание: Оригиналы материалов данной статьи и приложений к ней
(в формате DOC) можно получить:
1) В ГОСУДАРСТВЕННОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКЕ
УКРАИНЫ (03680, МСП м.Київ-150, вул.Антоновича (Горького), 180,
ДНТБУкр, Вiддiл депонування наукових робiт);
2) У меня (VIKrylenko):
Крыленко Владимир Иванович
vikrylenko@gmail.com
Телефон по УКРАИНе 0 62 2959895
VIKrylenko 16 октября 2010
StTipizVozdNaReki.txt