Типы антропоген-воздействий на русла горных рек

                УКРАИНА
           ООО "ЭКОТЕХНОЛОГИЯ"

       УДК 577.47: 556.5: 627.15; 282.4: 627.4 (012)
        Крыленко И.В., Крыленко В.И., Дзагания Е.В.

О ТИПИЗАЦИИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РУСЛА, ПОЙМЫ И ВОДОСБОРНЫЕ БАССЕЙНЫ ГОРНЫХ РЕК
                Донецк 2006


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.