УКРАИНА
ООО "ЭКОТЕХНОЛОГИЯ"
УДК 627.141.1(04) (234.9): 627.15: 282.4: 627.4
Крыленко И.В., Дзагания Е.В., Крыленко В.И.
ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РУСЛА, ПОЙМЫ И ВОДОСБОРНЫЕ БАССЕЙНЫ МАЛЫХ ГОРНЫХ РЕК ЗАПАДНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ
Донецк 2006
Люди уже давно начали обживать территории, прилегающие преимущественно к малым рекам, поскольку именно малые реки и их водосборные бассейны, во-первых, обеспечивали его потребности в воде, пище, топливе, энергии воды, транс-порте, 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 - наводне-ния, ледоходы, размывы берегов) в меньшей мере проявляются на меньших реках, чем на крупных, да и осваивать в хозяйственных целях их было легче при слабых технических средствах людей. Местные жители вынуждены были считаться с опас-ностями, исходящими от рек, и избегать их. Свидетельство этого - специфика распо-ложения поселений: все старые села приурочены либо ко второй и более высоким надпойменным террасам, либо вообще к прибрежным склонам или вершинам хол-мов и пригорков; лишь в отдельных случаях жилье строили на уровне первой над-пойменной террасы. В горных районах Европы на многих реках произошло полное широкомасштабное изменение не только режимов стока воды и наносов, но и меха-ническое изменение значительных по величине участков рек. На Западном Тянь-Шане это произошло в гораздо меньшей степени, что обусловлено, прежде всего, не-возможностью использования валунно-галечных пойм под земледелие и широко-масштабное строительство, а также большей прочностью традиций местных жите-лей, испокон веков избегавших осваивать 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.
Цель данной работы - анализ и оценка особенностей и региональных проявле-ний антропогенных воздействий на русла, поймы и водосборные бассейны малых горных рек Западного Тянь-Шаня. Работа выполнена авторами по своей инициативе и в ос-новном самостоятельно, с использованием доступных сведений по теме. Авторы вы-ражают благодарность В.В.Крыленко (за предоставление материалов по эрозии почв и грунтов) и М.В.Крыленко за помощь в обработке материалов исследований.
Для Западного Тянь-Шаня проявления антропогенных воздействий на русла, поймы и водосборные бассейны малых горных рек представляют интерес в основном с точ-ки зрения обеспечения достаточного стока воды, предотвращения селевых явлений и разру-шения берегов. Аспекты загрязнения окружающей среды (с точки зрения загрязнения и самоочищения русел, пойм и водосборных бассейнов малых горных рек) и стока нано-сов в данной статье не рассмотрены, ввиду их специфичности, многообразия и боль-шого объема.
Карта-схема речной сети Западного Тянь-Шаня приведена в конце статьи.
Предметом изучения экологии как единой, комплексной науки, в которую она превратилась к началу ХХI века, служит рассмотрение значимой (для центрального объекта анализа - человека) совокупности природных и социальных явлений и предметов с точки зрения интересов этого центрального субъекта или живого объек-та [1]. Поэтому, оценку особенностей и масштабов проявлений антропогенных воздействий обычно проводят с позиций именно интересов этого "центрального субъек-та", в роли которого, как правило, выступает не вся человеческая популяция Земли, отдельной страны или конкретного, наиболее заинтересованного региона или мест-ности, а амбиции, интересы и выгоды властелинов-временщиков, озабоченных (за редчайшими исключениями) только своими сиюминутными (иногда - далеко иду-щими) интересами и выгодами личными или с учетом интересов близкого им круга людей.
Краткий очерк истории освоения региона
Уже с глубокой древности Ферганская, Чаткальская и Ангренская долины известны как густонаселенные районы. На территории Ангрена процветал ряд городов, упо-минаемых в письменных источниках Х века. Оживленные торговые пути связывали эти города с древним Шашем и столицей Илака Тункетом. Сохранившиеся развали-ны некоторых из них. В долине Ангрена (у устья) был разрушенный монголами г.Бенакет, восстановленный Тимуром и названный в честь его сына Шахрухией. О былой горной промышленности Ангрена и богатстве долины полезными ископае-мыми говорят все средневековые авторы, писавшие о горах Илака. Об этом свиде-тельствуют громадные отвалы древних выработок и шлаковые холмы, встречаю-щиеся в долине Ангрена (у Куль-Ата ~5000м полосой). Обилие курганных погребений в нижней части долины - характерная черта её ландшафта (минг-тепе). Такие скоп-ления погребений наблюдаются между Алмалыком и Накпай-саем (сай на местном наречии означает и водоток-реку, и суходол), в окрестностях Караучи и др. В пись-менных источниках Х___ века реку Илак именовали Дарья-Ахан-Гаран, что перево-дят как "Река-железных-дел-мастеров" [2]. Как объяснили старики, название Ангрен происходит от слова ахан-геран - в переводе "звон, грохот"; так и названа здесь река Ахан-Гаран (упрощенно - Ангрен) [3].
В 1913г. князь В.И.Масальский отметил в своем труде "Туркестанский край", что ":Ташкентский оазис, орошаемый водами рек, стекающих со склоновЗападного Тянь-Шаня, является одним из самых населенных, богатых и культурных во всем Туркестане. Расположенные здесь древние области Илак (долина р.Ангрен) и Шаш (долина р.Тюрк - ныне р.Чирчик) с незапамятных времен причисляли к Маверанаг-ру; они изобиловали городами, местоположение которых ныне совершенно неизвест-но. Легенда говорит, что во времена, когда население Средней Азии было языческим и поклонялось идолам, на месте Той-Тюбе и Пскента находился город Деванадиль, названный по имени царствовавшего в нем великого государя. Город простирался на 80 верст, его центр был на месте кишлака Той-Тюбе. В эпоху саманидов долина Ан-грена составляла особую область Илак, находившуюся под управлением местной ди-настии, чеканившей монету. В главном городе этой области Тункете (на берегу р.Ангрен) был монетный двор, один из трех в Маверанагре (Бухара, Самарканд). Те-перь на месте Тункета могильники, городища, курганы, где находят остатки оружия, посуды и др. Таковы окрестности кишлаков Камжигалы, Теляу, Янги-Базар, Кара-Китай, Аблык, урочища Айрытам. Между к.Кара-Китай и Намдек в ущелье Белеуты - развалины здания с башней - каравансарая:" [4].
В горах Илака добывали соль, жерновой камень, змеевик, квасцы, аметисты, бирюзу; давно известен кровавик (из окрестностей к.Аблык) для окрашивания дере-вянной посуды. В Хв. серебряные месторождения Илака уступали только прослав-ленным афганским рудникам. Серебряные диргемы чеканки Тункета обнаружены во многих кладах в разных местах Азии и Европы. Месторождение у к.Джигиристан да-вало керамистам прекрасную глину "гильбужа" для изготовления особой утвари "чини"; месторождения огнеупорных глин выше к.Турк на правом берегу Ахан-Гарана известно более 2 тыс. лет назад, на что указывают сосуды из нее, сделанные без гончарного круга и встречающиеся в курганных погребениях первых веков до и после начала н.э. Еще до середины Х_Х века (до присоединения к России) эту глину вывозили в другие места [5], [6]. Глины из Джигиристана вьюками на ишаках и верблюдах вывозили в Китай для изготовления самого тонкого и ценного фарфора. Изделия здешних мастеров (оружие, посуду, украшения) вывозили во многие страны. Через Ангренскую долину проходили торговые пути через перевалы Кара-Мазар, Кандыр-Даван, Пангаз, Камчик, Кенг-Саз, Наугарзан в Фергану и далее в Китай и др. страны. "В 2,5 км выше устья р.Лаученкия тропа из каньона (р. Ангрен) подни-мается среди порфиров и туфов на 600м к перевалу Сардала-Даван на плато. :На Средний и Верхний Чаткал ведет по плато вдоль каньона Ангрена дорога (повиди-мому, очень древняя), известная у местного населения под названием Калмак-Юль ("Калмыцкий Путь") через перевал Калмакюль, где пересекается с тропами, веду-щими на Терс из систем Касан и Гава" [7]. Во многих селениях стояли каравансараи, защищенные высокими стенами с башнями [4].
Остатки и следы древних выработок имеются почти в каждом сае. За к.Аблык у Кызыл-Алма-сая сохранились остатки древнейших мастерских, где изготовляли оружие и др. изделия из кремня. На правом берегу Ахан-Гарана напротив устьев Камчика и Куюнды (Каинды) в 100м выше уровня воды есть горная выработка с от-валами породы, содержащей следы золота и 19,8 г/т серебра [8]. В горах Карамазар рудные проявления отмечены более чем в 400 местах. Большинство рудных место-рождений и почти все главные из них содержат серебро-свинцовые руды или золото, интенсивно разрабатывались в прошлом. Расцвет древней горной промышленности относится к Х-_Х векам, когда Карамазар представлял крупную рудно-промышленную область древнего Шаш-Илака, серебряные и золотые рудники кото-рого пользовались широкой известностью в мусульманском мире, а серебряные дир-гемы, битые на местных монетных дворах, достигали западно-европейских стран. Древние золотые рудники - Сарта-Бут-кан, древние серебряно-свинцовые рудники - Кургашин-кан [9]-[11]. Шлаки древних металлоплавилен встречаются по левому притоку Кендыр-сая в 4 км ниже перевала; масса шлаков - в Каран-Куле, Учбау, по правому Култу, по притокам Карабау-сая Курбакалы и Камышты; в среднем тече-нии Самарчука, по Акче, в Шавас-сае, не доходя 3 км до вершины [12].
По мнению акад. М.Е.Массона [5], [6] систематическое уничтожение арчевых лесов в первую очередь привело к недостатку топлива, требуемого в больших коли-чествах для выплавки и обработки металла на многочисленных, действовавших то-гда горнорудных и горно-металлургических предприятиях. Естественному возобнов-лению лесов препятствовал сухой, жаркий климат, нередкие лесные и степные пожа-ры, выпас многочисленных стад скота, уничтожавших на корню всю молодую по-росль. Когда вокруг одного рудника лес полностью изводили, металлоплавильни пе-реносили в другое место. Этим можно объяснить большое число древних выработок. Остатки развитых арычных систем, следы мест водосливов (где раньше были водя-ные мельницы) у маловодных (и даже совсем сухих большую часть года) саев гово-рят, что в средние века здесь было больше поверхностно текущих вод. Ахангаран-ские кураминцы еще в Х_Х веке рассказывали предание, что когда их предки появи-лись в Ангрене, то воды в реках было намного больше и объясняли её уменьшение бесхозяйственной порубкой лесов в горах ради выжигания угля, который еще их де-ды и отцы выгодно сбывали в Ташкент и города Ферганы. В горах Илака истребле-ние лесов начали очень давно. Выплавку металла из руд тут проводили на древесном угле из арчи. Пора наиболее продуктивной деятельности средневековой горной про-мышленности была одновременно и периодом интенсивного уничтожения зарослей арчи, причем истребление их в районе рудоплавильных заводов заставляло перено-сить их на новые места. В средние века горные леса спускались значительно ниже, чем теперь. Отступление границы лесов в течение последнего тысячелетия вызвано, может быть, не столько природными факторами, сколько деятельностью человека [6]. Еще в историческое время растительность долины была гораздо мощнее и бога-че, чем теперь. В предгорьях, значительно ниже современного арчевника "встреча-ются громадные пни арчи, боярышника и иссохшие остатки этих деревьев. Старые постройки в Ангренской долине возведены из арчи, боярки, клена, ореха, каркаса и даже березы" [2], [13].
С Х_ века начался упадок горнорудного дела Илака. Решающий удар был нане-сен нашествием монголов. При Тимуре произошло некоторое возрождение Илака, но достичь былого расцвета не удалось. Ко времени присоединения к России в Ангрен-ской долине были только небольшие кишлаки. Река Ангрен тогда была богата рыбой (маринка, осман). И.В.Мушкетов отметил, что, спустившись с Ангренского плато, он заночевал на берегу р.Ангрен, в которой ":оказалось столько рыбы, что казаки на-рубили её шашками на полный ужин на всех" [14]. Из минеральных источников наи-более известны были ":щелочной источник Арасан-булак с температурой воды 37,2оС и горячие (58,7оС) источники Той-Тюбе" [4]. Геолог С.Ф.Машковцев в 1928г. отметил: ":Не доходя 400м до озера (Арасан), на высоте 2820м из щели в гранитах шириной 20 см, длиной 120 см вытекает теплый источник (с запахом сероводорода) в бассейн 1,5х2х0,8м. Источник пользуется у населения широкой репутацией скорей святого места, чем целебной и привлекает летом массу паломников из Ферганы" [7]. В 1913г. В.И.Масальский отметил, что "Ангренское плато покрыто прекрасными па-стбищами, служащими для выпаса многочисленных стад; ежегодно здесь выпасают до 300000 овец и 2000 голов рогатого скота" [4]. Через ~полвека Н.Л.Корженевский также отметил, что "Ангрен-плато обладает превосходными пастбищами, на которых издавна выпасали многочисленные стада. При некоторых мероприятиях по улучше-нию кормовых ресурсов плато может стать молочно-мясной базой для развития в до-лине промышленности. Имеющийся на плато горячий источник, знаменитый "Ан-гренский Арасан" при надлежащем оборудовании может приобрести значение здрав-ницы для всего Узбекистана" [2].
Чаткало-Кураминскую область в разное время посещали многие исследователи. Работы большинства из них были связаны с поисками и разведкой полезных иско-паемых или имели географический характер [11]. Первыми посетили эту область Се-верцев А.П., Романовский Г.Д., Мушкетов И.В., Иванов Д.Л. и деятели горного дела в 70-80-е годы Х_Хв. В 1912г. эту область пересек маршрутом Ф.Махачек. С заданием поиска места для водохранилища Чаткал посетили, проехав его до верховий, А.Кульчицкий и В.Рябинин от отдела земельных улучшений. В 1916г. В.Н.Вебер про-вел маршрутное исследование долины Чаткала от Ташкента до Каракасмака. В 1925 и 1928гг. С.Ф.Машковцев покрыл съемкой водораздельное пространство западнее меридиана к.Аблык и пересек его рядом маршрутов в 1928г. С 1925г. начата система-тическая 10-верстная геологическая съемка. В 1934г. на площади съемки С.Ф.Машковцева начал поиски Б.Н.Наследов. В 1935г. под руководством Федорова начаты поиски на олово в бассейне Терса. В 1935-36гг. в бассейнах Терса, Кассана, Сумсара работал В.С.Малявкин [11], [12]. Детальное обследование территории под заповедник провели в 1937г. ботаники А.Я.Бутков, П.А.Гомалицкий, зоолог И.И.Колесников, Д.Ф.Железняков; в 1947г. учрежден заповедник на площади 22000 га в бассейнах Баш-Кызыл-сая и Шавас-сая, но в 1952г. Шавас-сай изъяли и пло-щадь сократили до 11103 га [15]. Позже к заповеднику присоединили Майданталь-ский участок в бассейне Терекли-сая и заповедник стали именовать Чаткальским.
В 1931г. организованы гидрометрическая станция Турк на высоте 976 м н.у.м. и гидрометеорологические станции Ангрен (Кызылча) на высоте 2200 м н.у.м., а в 1935г. - г.м.с. Аблык [16].
К 1937г. в бассейне р.Чаткал обнаружили месторождения мышьяка (у кишлака Бричмулла), флюорита (у к.Аурахмат), вольфрама (Мазар-сай, Саргардон), мрамора (Хумсан), золота (Чаткал, Сандалаш) и определили средне-многолетнюю энергетиче-скую мощность значительных рек бассейна Чирчика - 3,3 млн. кВт, а вместе с пото-ками и струйками - 66 млн. кВт [17].
В 1936-37гг. геолог Д.М.Богданович в долине р.Ангрен у кишлака Джигиристан искал каолиновые глины, но глин не нашел, зато в нескольких местах наткнулся на выходы бурого угля. Народные предания и археологические находки также говорили о том, что в этом месте много веков назад люди добывали металл и уголь, что у под-ножья гор жили замечательные умельцы, ковавшие оружие, производившие искус-ные украшения и посуду. Дальнейшая геологоразведка, проведенная под руково-дством Г.С.Чекрызова, а затем В.А.Захаревича, показала, что запасы угля здесь ве-лики, что уголь лежит почти на поверхности и его можно добывать открытым спосо-бом [3]. В конце 1940г. проложена гравийная дорога от Ташкента. Летом-осенью 1941г. скоростным способом "народной стройки" проведено и в начале 1942г. вчерне закончено строительство ширококолейной железной дороги Ташкент-Ангрен длиной 118км [16]. Осенью 1940г. у к.Джигиристан заложена первая шахта мощностью 500 т угля в сутки, начато строительство жилья, столовой, школы. С началом войны зна-чение Ангрена как топливной базы резко возросло и резко ускорены темпы его раз-вития. На месте стройки до 1942г. пойма р.Ангрен была занята зарослями тростника, камыша и непроходимыми болотами - рассадником малярии, выводившей летом из строя 50-60% населения. Дренажными канавами и траншеями болота постепенно осушили, а на их месте построили озелененный поселок Тешик-Таш [3], [16]. При де-визе "Всё - для фронта, всё для Победы" времени и средств не хватало даже для строительства жилья (жили в палатках); под жилье, больницы и прочие объекты соц-культ-быта строили бараки. Поэтому о разработке и осуществлении мероприя-тий по охране окружающей среды даже не задумывались. В 1941-43гг. построены шахты №1, 2, 3. В 1944г. у мазара-мавзолея Идрис-Пайгамбар (святыни мусульман-ского "Ильи-пророка") красноармейцами захвачена база подготовки вооруженного восстания (под эгидой германского генштаба) против местной власти [18].
Перед войной и в войну 1941-45гг. в бассейне р.Ахангаран обнаружили место-рождения угля, меди, свинца, цинка, флюорита. Надугольные породы содержали лес-сы, каолиновые и огнеупорные глины, известняки, мергели, горелые породы, строи-тельный камень, галечники [19]. В июне 1946 Ангрен объявлен городом. В 1948 - за-вершено сооружение угольного карьера [19] (включая и канал для полного обвода реки Ангрен в обход карьера); в 1952г. на склонах междуречья Загасан-сая и Кайра-гач-сая начаты работы по созданию крупнейшего в мире предприятия подземной (бесшахтной) газификации углей. У слияния Катта-сая с Дукантом были созданы урановых рудники и г.Янги-Абад. В 1950-60-е годы в долине Ахан-Гарана, в "140-150 км от его истоков, на месте больших кишлаков были построены новые города: на ле-вом берегу - Алмалык (на базе горно-металлургических комбинатов) и на правом бе-регу - Ахан-Гаран с цементным заводом. В гораздо меньшей степени были освоены природные ресурсы в бассейне р.Чаткал (в основном из-за сложного рельефа). На юго-восточном макросклоне Кураминского хребта были освоены месторождения урановых руд Чаркесара и золота в Чадаке. А.С.Аделунг так охарактеризовал эти места [11]. "Стекающие в Ферганскую долину речки не отличаются многоводностью, они не достигают Сыр-Дарьи и разбираются на орошение. Окаймляющие Ферганскую долину с севера предгорьные гряды Супет-тау и Саркал-тау, крутые, сильно изрезанные многочисленными саями южные склоны Ангренского плато и мелкосопочник южных отрогов массива Бабайоб отличаются своей оголенностью и скалистостью. Особенно безотрадное впечатленние производит мелкосопочник предгорий с высыпками и россыпями щебенки слагающих его пород". Неудивитель-но, что эти места относительно слабо освоены.
К концу ХХ века значительно освоена нижняя часть бассейнов Чирчика, Ахан-гарана, Гава-сая, Чадак-сая; здесь развиты промышленные (гг.Алмалык, Ангрен, Ахангаран, Янги-Абад, пгт.Чадак, Чаркесар) и курортные (Чимган, побережье Чар-вакского водохранилища) зоны. На остальной части территории антропогенное воз-действие проявляется через строительство автодорог, проведение геологоразведоч-ных работ, использование степей и лугов на склонах гор и на плоскогорьях (Кичик-Майдантал, Ангренское плато, плато Пулат-хан и др.) под пастбища и под земледелие - богарное и с искусственным орошением (в Ангренской долине, в Чаткальской меж-горной котловине и др.). В долинах многих рек (саев) местное население устроило се-бе временное и постоянное жилье, загоны для скота, участки под огороды и сады.
Виды антропогенных воздействий на на русла, поймы и водосборные
бассейны малых горных рек Западного Тянь-Шаня
Влияние хозяйственной деятельности на русла, поймы и водосборные бассейны может быть прямым (непосредственным) и косвенным (через изменение условий стока во-ды и наносов; через активизацию склоновых и русловых процессов). Поэтому, ло-гичным представляется подразделение (и последующая типизация - параллельно или последовательно) всех видов антропогенных воздействий на две группы: непосредст-венные и косвенные.
Сведения о видах антропогенных воздействий на русловые процессы рек За-падного Тянь-Шаня (в соответствии с типизацией [20]) приведены в таблице 1.
Как видно из табл. 1, на многих реках есть дороги, мосты, водозаборные и водосброс-ные сооружения; плотины, дамбы обвалования, берегоукрепительные сооружения встречаются реже. Они могут оказывать на русла и поймы рек непосредственные или косвенные воздействия. Ниже рассмотрены региональные проявления антропоген-ных факторов.
Непосредственные воздействия
Непосредственные антропогенные воздействия на русловые процессы в регионе проявляются по ряду направлений: создание водохранилищ (Чарвакское, Ходжикентское, Туркское); устройство селехранилищ и противоселевых плотин на малых саях низкогорья; берегоукрепление подмываемых откосов автодорог и других хозяйственных объектов; канализирование русел; строительство мостов; добыча гравия из русловых отложений в днищах долин; попадание значительного количества крупноглыбового материала в русла и поймы рек во время взрывных и дорожных работ при строительстве и эксплуатации автодорог. Ниже приведены данные о видах и распространенности непосредственных антропогенных воздействий на русловые процессы.
Гидротехнические сооружения (ГТС). Наиболее активное непосредственное воздействие на русло и русловые процессы оказывают ГТС, расположенные в русле и пойме реки. Плотины на реках оказывают наиболее сильные воздействия, вызывая затопление и подтопление поймы и прилегающих территорий, деформации русла и берегов водохранилищ, отложение наносов в водохранилищах и их заиление и занесение наносами - в верхнем бьефе, а также интенсивный размыв и русловые деформации - в нижнем бьефе гидроузлов. Водохранилища стали феноменом XX-го века - за 100 лет их объем увеличен с 15 км3 до 6600км3 [21]. Многие ученые и практики даже предлагали опорожнить некоторые водохранилища, или хотя бы понизить уровень воды в них, чтобы уменьшить их негативные последствия. По мнению А.Б.Авакяна с соавт. [22], это повлечет еще большие отрицательные последствия, чем приносит наличие их на существующем уровне. В то же время практика многолетней эксплуатации многочисленных 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 [22], [23]. А.Ш.Мамедов [24] предложил новую компоновку водосбросов на ГТС, обеспечивающую в эксплуатации частичный пропуск наносов и более мутной воды в нижний бьеф, что позволяет уменьшить отложение наносов, заиление водохранилища и размыв в нижнем бьефе.
На малых горных реках Западного Тянь-Шаня ГЭС нет и в ближайшем будущем их сооружение не намечено. На р.Ахангаран объем горного водохранилища Турк невелик и оно практически не может осуществлять регулирующую роль, но прекращен сток влекомых наносов из верхнего бьефа. На других реках региона, которые подпадают под характеристики малых (см. [25]), водохранилищ нет. Из многих малых горных рек (особенно в теплое время года) забирают воду в арыки и используют для полива и хозяйственно-бытовых нужд. На эти нужды с помощью арыков в значительной мере (а из мелких реки - и полностью) разбирают воду из приустьевой зоны почти всех притоков Ахангарана ниже г.Ангрен, что в общем не оказывает заметного влияния на сток их наносов и ход их русловых процессов, поскольку в их горной части водозабор не очень значителен, приурочен к теплому сезону, а основной сток наносов происходит весной, во время половодий и паводков. Из рек, стекающих с южного макросклона Кураминского хребта в Ферганскую долину, воду полностью разбирают и используют, так что Сыр-Дарьи достигет сток лишь немногих, самых крупных рек, да и то только во время половодий и паводков. В их горной части имеются лишь небольшие селения, где из рек арыками отводят часть водотока на хозяйственно-бытовые нужды и на полив садов и огородов. В рудничных поселках Чадак (где работают золотодобывающие рудники и золото-извлекательная фабрика) и Чаркесар (урановые рудники) воду из рек забирали на производственные нужды.
На притоках р.Чаткал нет ГТС, ограниченный отбор воды на полив и хозяйственно-бытовые нужды осуществляют только в Чаткальской котловине.
Интенсивная добыча валунно-галечно-гравийно-песчаных смесей (как правило, аллювиальных) из русел и пойм (как самый дешевый способ удовлетворения растущих потребностей в инертных и строительных материалах, в том числе и для отсыпки дамб у реки) может вызывать ряд негативных последствий: снижение уровня воды, обнажение водозаборов и водовыпусков, подмыв мостовых переходов, опор трубопроводов и ЛЭП, нарушение устойчивости сооружений. Естественный сток влекомых наносов не всегда или не полностью может компенсировать выемку аллювия (для этого иногда могут понадобиться многие годы) [26].
Селехранилища устроены на ряде притоков Ахангарана: Акташ-сае, Саяк-сае, Джигиристане (здесь впадает селевый приток, регулярно заливавший пос.Джигири-стан), Наугарзане (в приустьевой части), Алмалык-сае (здесь ниже плотины регулируют расход воды). Плотина и ГТС построены на р.Каинды (несколько выше её устья), где создан подпор.
2) Транспортные сооружения. Некоторое воздействие могут оказывать мостовые переходы, особенно учитывая их распространенность. Стеснение водного потока подходными насыпями (или др. сооружениями) меняет его режим. Часть кинетической энергии потока переходит 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, достигая максимума в подмостовом сечении. Таким образом удовлетворяются два условия, 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 [26]. При набегании потока на опору моста (или др. сооружения) в ее верхней части повышается уровень воды, что повышает скорость потока 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 скорости у основания опоры превышают размывающие, в результате формируется вихревая воронка размыва, ее струи захватывают частицы грунта и выносят их за пределы опоры в низовую сторону [26]. Размыв русла у боковых граней опережает размыв перед лобовой гранью, но после стабилизации процесса наибольшая глубина формируется у лобовой грани. Это явление названо местным размывом у опор. Чем больше степень сжатия потока, тем больше скорость размыва. Главные факторы, определяющие скорость и глубину размыва: скорость течения, крупность наносов, слагающих русло, степень сжатия потока, расход и формы перемещения донных наносов, глубина, форма опоры в плане и ее поперечного сечения, косина струй, форма гидрографа, продолжительность прохождения паводков и др. [26]. Повышение уровня воды вследствие подпора у мостовых опор (с последующим заболачиванием поймы) для горных рек с большими скоростями течения неактуально.
При строительстве дорог и мостов земляные работы нередко 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 [27], поэтому при строительстве дорог и мостов охранные мероприятия предусматривают обычно в явно заниженном объеме. При резком расширении сети дорог, при строительстве мостов и освоении прилегающих территорий (как правило, в водосборах малых горных рек, которые пока-что остаются наименее хозяйственно освоенными) это может привести к нарушению равновесия склоновых и русловых процессов, а это, в свою очередь, снизит надежность и срок службы и дорог, и мостов, и др. объектов. В этом смысле весьма показательна судьба довольно многочисленных в Зап. Тянь-Шане автодорог, проложенных в середине XX века при геологоразведочных работах. Уже через несколько лет после прекращения их использования дороги были размыты многочисленными постоянными и временными потоками на большей части своего протяжения, сохранив остатки полотна только в местах "водоточной тени".
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.) применяют дамбы обвалования, отсыпаемые или намываемые из местных материалов, с закреплением откосов (бетоном, камнем, деревом, высевом быстрорастущих многолетних трав и др.). Чтобы не создавать дополнительного подпора, дамбы следует строить закругленными в плане, направляя пойменные воды в русло под небольшими углами.
Железнодорожные мосты на трассе "Ташкент-Ангрен" проложены через все правые притоки Ахангарана - от Беляут-сая до Дукента включительно. На Акча-сае в дамбе железнодорожного полотна для пропуска стока устроены 4 железобетонные трубы [28]. Капитальные автодорожные мосты и водопропускные сооружения имеются вдоль всей автотрассы "Ташкент-Коканд" через перевал Камчик, а также на тупиковых дорогах вдоль притоков Ахангарана (Гуш-сай, Нишбаш, Наугарзан, Дукент, вдоль Кызылчи на Ангренское плато, от Чаткала вдоль Акбулака до устья Терекли-сая, из Ферганской долины в Чадак), а мосты-времянки - на автодороге вдоль правого берега Терса.
Вследствие недоучета русловых процессов при проектировании и строительстве мостов в ряде случаев было допущено чрезмерное сужение подмостового сечения и стеснение русел, что вызвало ускоренный размыв дна у опор еще в период строительства моста через Пскем у сел.Испай, вскоре после ввода в эксплуатацию моста через Угам у с.Хумсан и через Акбулак невдалеке от устья Терекли-сая.
Водопропускные сооружения на дорогах, как правило, не оказывают значительного влияния на русловые деформации, но есть и исключения. Увеличение скорости потока ниже водопропускных сооружений на малых водотоках может привести к образованию врезов-промоин типа оврагов. Например, ниже пос.Фабричный водоток Каракия проходит в двухочковой трубе диаметром 2м; ниже нее поток через несколько лет образовал в пойменных отложениях врез глубиной "5м, шириной "10м, длиной "2км [28].
Берегозащитные и берегоукрепительные стенки устроены вдоль прибрежной части автодорог в низовье Угама, в горной части Ахангарана, в долинах Дукента, Наугарзана и др. рек, а также у отдельных инженерных сооружений. Для защиты от наводнений и от размывающего действия водных потоков при мощных паводках берега р.Ахангаран в пределах пос.Тешик-Таш города Ангрен были в 1950-е годы укреплены габионами. Дамбы обвалования сооружены на приустьевых участках нескольких притоков среднего течения Ахангарана, в основном для защиты от размыва железнодорожных и автодорожных мостов, а вдоль правого берега Шаваз-сая (от кишлака Тут до устья) - и для защиты города Ахангаран [28]. В межень эти дамбы не оказывают существенного влияния на русловые процессы, а во время селевых и неселевых паводков ограничивают ширину заливаемой зоны поймы, практически не мешая стоку воды и наносов.
3) Инженерные коммуникации. Надземный газопровод диаметром 2м на высоких бетонных опорах проложен через широкую пойму и русло р.Ахангаран выше устья Дукента. Он не оказывал заметного влияния на водные потоки и сток наносов, так же, как и редкие опоры воздушных линий электропередачи, которые, как правило, установлены за пределами поймы.
4) Селитебно-рекреационные факторы. В водосборной зоне малых рек - притоков Чаткала нет постоянных поселений. В бассейнах притоков Ахангарана и рек, стекающих с южного склона Кураминского хребта, помимо вышеназванных городов, расположено множество кишлаков, небольших хуторов, рудничных поселков; есть также редкие сезонные турбазы, лагеря, дома и зоны отдыха (Чарвак, Чимган, Угам, Пскем, Наували, Ахангаран, Катта-сай и др.). Их непосредственное воздействие 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-приемников.
5) Сооружения промышленных предприятий, как правило, расположены за пределами затопляемой зоны. Небольшое воздействие могут оказывать только сооружения их водозаборов, водосбросов, защитных стенок и габионов. На конусе выноса Дукент-сая отсыпаны обширные отвалы золы и шлаков Ангренской ТЭС-1, не создающие помех стоку наносов.
6) Горнодобывающие предприятия оказывают непосредственное воздействие на реки по ряду направлений.
а) Добычу валунно-галечной смеси и гравия из пойм и русловых отложений проводили в днищах долин Угама, Ахангарана, Карабау-сая, Чадак-сая и др. рек (у городов Ангрен, Алмалык, Янги-Абад, Чадак, Чаркесар и многочисленных селений). Однако, серьезных последствий это не вызывало, так как выемку материала обычно проводили из мощных конусов выноса, обычно не затрагивая прирусловую зону.
б) Отсыпку отвалов горных пород в 1950-80-е годы осуществляли в очень больших масштабах. В Ангрене мощными (многие десятки метров высоты) отвалами вскрышных пород угольного карьера на многие километры засыпаны поймы левого берега р.Ахангаран и правого берега Нишбаш-сая, при этом перекрыт сток воды и наносов Загасан-сая и Кайрагач-сая. У г.Алмалык толщами отвалов (мощностью более 30м) горно-металлургического комбината полностью засыпана нижняя часть долины Накбай, что полностью прекратило сток воды и наносов; такими же отвалами засыпана долина Алмалык-сая ниже с.Хран [28]. Отвалы пород и отходов отсыпаны в Чадаке, Чаркесаре, Кочбулаке. В Янги-Абаде правый берег Катта-сая (от устья Джакиндека до впадения в р.Дукант) сложен отвалами горных пород и отходов обогащения урановых руд; эти отвалы подмывает река и они обрушиваются в ее русло, где перерабатываются водным потоком.
в) Полностью канализирована деривационным туннелем (для вскрытия угольного карьера) река Ахангаран в г.Ангрене.
7) Строительство различных объектов проявляется в основном в двух формах:
а) при строительстве и эксплуатации дорог в горах при взрывных работах и при расчистке дорожного полотна значительные количества крупных глыб и обломков пород попадают в поймы и русла рек, иногда серьезно загромождая их и изменяя фракционный состав донных отложений; это имеет место практически вдоль всех автодорог, особенно на их участках в сужениях долин;
б) свалка строительного мусора в поймы и русла рек встречается эпизодически, как правило, невдалеке от строек.
8) Мелиоративные мероприятия в форме отвода (частичного, а на очень малых реках - и полного) водотоков в арыки распространены в Ангренской долине (особенно ниже "62-го км р.Ахангаран) и на южных склонах Кураминского хребта. В Чаткальской долине это встречается эпизодически.
9) Лесотехнические мероприятия, сельскохозяйственная освоенность земель и животноводство не оказывают заметных непосредственных воздействий на русла и русловые процессы рек.
Косвенные воздействия
Косвенные воздействия наиболее сильно проявляются через увеличение поступления с водосборов твердого материала, главной причиной чего является разрушение, повреждение или ослабление почвенно-растительного покрова на склонах гор и долин в результате распашки земель, вырубки лесов, перевыпаса скота, провоцирования оползней и селей при различных видах деятельности (строительстве, горных разработках и др.), а также через изменение водоносности рек в результате водозаборов 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 могут вовлекаться в селевые и неселевые потоки и выноситься в поймы и русла рек. То же самое может происходить и при производстве взрывных и дорожных работ и расчистке полотна дорог, при которых большие массы горных пород сбрасывают 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 выветривания 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 обнажаются 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, обуславливают мгновенное развитие густой и глубокой сети трещин в массивах пород, за доли секунды разрушая горные массивы сильнее, чем многовековые процессы выветривания. Во многих случаях подрезка нижней части склонов при прокладке дорог вызывает резкую интенсификацию оползневых, осыпных и селевых процессов - также потенциальных поставщиков обломочного материала в русла и поймы рек.
Разрушение почвенно-растительного покрова на склонах происходит также вследствие больших выбросах в атмосферу дымовых и др. газов ТЭС, химических и обогатительных предприятий, печей, котельных, транспортных и др. машин.
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. Это не вызывает серьезных нарушений в руслах и в протекании русловых процессов на малых горных реках. Значительно существеннее непосредственное воздействие довольно густой сети арыков в долинной и адырной зонах на смыв грунта в ложах самих арыков (часть этого смытого грунта поступает в межгорные и предгорные участки рек).
В Ангрене просадка пород кровли над горными выработками угольной шахты, а также выемка мергелей из надруслового склона реки Ахангаран вызвали в 1950-е годы мощные оползни, достигшие русла реки. В 1960-е и последующие годы на склонах междуречья Загасан-сая и Кайрагач-сая произошли глубокие просадки над зонами выработки угольных пластов способом подземной (бесшахтной) газификации. Спровоцированные оползни не достигли реки только потому, что были подперты мощными отвалами пород с угольного карьера, сыгравшими в данном случае положительную роль.
P.Stefanidis с соавт. [29] определили ускорение эрозии почв после лесных пожаров, установив, что дожди, прошедшие после лесных пожаров в водосборах горных рек в Греции, смыли слой почвы толщиной до 7,7 мм, тогда как до пожаров годовой смыв составлял 0,59-1,12 мм. В среднегорной зоне Зап. Тянь-Шаня весьма часто бывают пожары сухого травостоя и арчевых лесов, однако заметного усиления смыва грунта и эрозии склонов нами не обнаружено. Не отмечено существенного влияния выпаса скота и прогона стад по тропам на интенсивность эрозии и склонового смыва, что можно объяснить хорошим развитием дернового слоя в условиях достаточного увлажнения грунтов и почв. Тем не менее, в отдельных водосборах уничтожение дернового покрова при чрезмерном выпасе скота значительно облегчает образование и мобилизацию рыхлообломочного материала и возникновение селей при паводках. Неумеренный выпас скота, приводящий к вытаптыванию и разрушению почвенно-растительного покрова, и обезлесивание участков склонов усиливает смыв грунта в реки и повышает концентрацию взвешенных наносов в речных водах. На Зап. Тянь-Шане в низкогорье и среднегорье интенсивный круглогодичный выпас скота местами (особенно на склонах южной экспозиции) приводит к усилению склонового смыва, однако количественные значения его не определены. Кроме того, как уже отмечалось, уже в далеком прошлом эти факторы, уничтожая молодую поросль древесных и кустарниковых растений, стали одной из причин обезлесивания склонов гор и резкого уменьшения стока воды в реках.
Лесопосадки (в том числе арчи) на склонах в широких масштабах проводили в 1950-60-е годы в верхней части Акташ-сая и местами - в междуречье Загасана и Кайрагача. Промышленные вырубки леса здесь не практикуют (его слишком мало для этого), но вблизи населенных пунктов арчу вырубают браконьерски, в качестве "новогодней ёлки", а в горах - в качестве топлива (особенно для отгонных пастбищ, где нет древесной растительности). Это ускоряет обезлесивание склонов гор, но мало сказывается на усилении процессов денудации и эрозии почв и грунтов, поскольку на месте вырубленной арчи обычно быстро вырастают травы и кустарники, служащие защитой для грунтово-почвенного покрова.
Распашка земель приурочена в основном к межгорным долинам, их предгорьям и относительно менее крутым склонам среднегорья. В водосборах малых горных рек земледелие сводится в основном к заведению приусадебных садов, огородов и небольших участков пашни под посевы пшеницы. Это повсеместно распространено в средней части Ангренской долины (самый верхний кишлак Сарыдала расположен на "53-м километре р.Ахангаран), в межгорной котловине среднего течения Чаткала, на притоках Чирчика и нижнего течения Чаткала. Например, распахана почти вся поверхность склонов крутизной до 15о (а местами и круче) от Дукента до Акчи; в Ачисае в верхней части долины распаханы только склоны, а в нижней - даже дно долины; в долине р.Акташ (приток Чирчика) весь водосборный бассейн от истоков до кишлака Акташ занят лесопосадками, а ниже - под посевы сельхозкультур; в долине Паркент-сая использованы "80% площади склонов (один под виноградники, другой под пашню). На Пскеме, Угаме, Чаткале и др. реках практикуют террасирование склонов. На правобережье между городами Ахан-Гаран и Ангрен вдоль дорог расноложены крупные поселки (Кара-Китай, Акча, Гульбах, Аблык и др.) с обширными полями ячменя, пшеницы, гороха (богарное земледелие). На левобережье в долине Ахан-Гарана и в устьях его притоков также много поселков, животноводческих ферм, поливных плантаций клевера, люцерны, капусты, бахчевых и др. культур (в пойме) и богарных посевов зерновых культур на склонах. Между городами Алмалык и Ангрен река Ахан-Гаран образует густую сеть многочисленных рукавов в широкой (до нескольких км) пойме, сложенной валунником и галечником и заросшей лозняком, тамариском, тростником, камышом, ежевикой, вьюнками. Поэтому пойма Ахан-Гарана мало пригодна для земледелия; здесь между устьями Карабау-сая и Акча-сая расположены угодья охотничьего хозяйства.
Формы антропогенных нагрузок на русла, поймы и водосборы рек,
их проявление и распространенность
Антропогенные нагрузки, в зависимости от видов и масштабов хозяйственной деятельности, характера и объемов работ, проводимых в руслах и поймах рек, конструкции, размеров и места расположения инженерных сооружений на реке, могут вызывать изменения (в водосборных бассейнах, поймах, руслах и русловых процессах) различного масштаба - от локальных, местных (то есть проявляющихся только на коротких участках рек) до региональных (то есть охватывающих большие территории или участки рек). При массовом проявлении локальных изменений они могут стать региональными. В связи с этим для анализа, качественной и количественной оценки и прогнозирования негативных последствий необходимо знать не только перечень антропогенно обусловленных факторов-воздействий на реки и их русловые процессы, но также формы, масштабы, пространственную и временную распространенность и конкретные места приложения антропогенных нагрузок на русла, поймы и водосборы рек. Поэтому для рассматриваемого региона Тянь-Шаня авторами были составлены карты (в масштабе 1:500000) распространенности различных форм антропогенных нагрузок. Районирование рассматриваемых территорий по степени хозяйственной освоенности земель отмечено на картах цветовым фоном. Выделены следующие территории: заповедники, заказники и др. охраняемые территории; отгонные пастбища (джайляу); промышленные зоны; сельскохозяйственные угодья; селитебные территории; неизмененные (на которых за последние 20-30 лет не происходило существенных вмешательств в природные русла и поймы малых горных рек) территории. На этих же картах разным цветом выделена распространенность различных видов антропогенного вмешательства в природные поймы, русла и русловые процессы: русла неизмененные, с ограничением русловых деформаций, обвалованные, канализированные, деградированные. В результате установлено, что в Зап. Тянь-Шане большая часть территории региона не затронута антропогенным вмешательством в природные русловые процессы - практически всё высокогорье (где нет растительности для выпаса скота) и большая часть среднегорья, где выпас скота и сельскохозяйственное использование земель невозможны вследствие крутизны склонов, выходов скальных пород и осыпей. По этой же причине не используют значительную часть территории низкогорья. Поймы рек также мало используют в хозяйственных целях: для застройки - по причине частой затопляемости паводками и полыми водами, а для сельскохозяйственного освоения - по причине большей частью полной обнаженности валунно-галечного материала, из которого сложены поймы (дерновому покрову на нем непросто образоваться по причинам частого смывания его паводками и быстрого высыхания - вследствие хорошей дренированности и прогрева до высоких температур под жгучим солнцем). Охраняемые территории (Чаткальский заповедник в бассейне Терекли-сая и Бешаральский заказник на участке долины Чаткала между устьями Терса и Акбулака) занимают несколько процентов общей площади региона. Селитебные и промышленные зоны сосредоточены в основном в расширенных частях горных долин (Чирчика, Чаткала, Ахангарана, Чадак-сая, Чаркесара). Наибольшая концентрация мощных промышленных предприятий (карьеры и шахты для добычи угля, глин, цементного сырья, полиметаллических, урановых и др. руд; тепловые электростанции; горно-металлургические, химико-металлургические и керамические комбинаты, цементные и многие другие заводы) сосредоточена в долине Ахангарана на участке от водохранилища Турк до Каракия-сая общей длиной около 60 км. Здесь же сосредоточены основные селитебные (города Ангрен, Ахангаран, Алмалык, Янги-Абад, множество поселков и кишлаков) и сельскохозяйственно освоенные (выпас скота, богарное и поливное земледелие) территории. Наибольшие воздействия на русла рек сосредоточены на участке долины длиной около 10 км ниже плотины Турк. Здесь река Ахангаран заключена в обводной туннель, а потом в канал, на месте её русла с 1950-х годов работал угольный карьер, своими отвалами вскрышных пород полностью заваливший нижние участки русел и долин Кайрагач-сая, Загасан-сая и частично Нишбаш-сая. Деградированы (превращены в селехранилища, а сток воды большей частью разобран в арыки) нижние участки русел Таганбаши, Саяк-сая, Акташа, Джигиристана и др. саев. Обваловано и частично канализировано русло Ахангарана на участке нескольких км ниже выхода из деривационного туннеля. Частично ограничены русловые деформации средних и нижних участков Дукент-сая и Карабау-сая, долинных участков Акча-сая, Шаваз-сая и ряда других, более мелких правых притоков Ахангарана на участке от Карабау-сая до Беляут-сая для защиты от паводков городов, поселков (Ахангаран, Аблык, Гульбах, Акча, Кара-Китай и др.), железной и автомобильной дорог "Ташкент-Ангрен". Похожая ситуация сложилась у города Алмалык, где отвалами горных пород засыпаны русла левых притоков Ахангарана - полностью (Накбай-сай) или частично (Алмалык-сай) [28]. В несколько меньших масштабах это имело место в Чадак-сае и Чаркесаре - на юго-восточном макросклоне Кураминского хребта. В Чарвакской и Чаткальской котловинах и на западном макросклоне Чаткальского хребта промзона невелика; здесь характерны отборы воды из рек в сложную сеть арыков (смешавших воды своих местных саев с водами Ахангарана и Чирчика), распашка склонов гор и долин, селитебная и рекреационная освоенность территории.
В целом общая площадь территории и длина речных русел, подверженных существенным антропогенным воздействиям на русла и русловые процессы, относительно невелики и не превышают нескольких процентов общих природных ресурсов. При этом мало затронутыми человеком остаются русла и поймы подавляющего большинства малых горных рек, особенно в верхних высотных поясах гор и особенно в больших по площади и количеству рек бассейнах Чаткала и его притоков (Кок-Су, Акбулака, Терса, Сандалаша и др.).
Анализ последствий антропогенного влияния на почвенный покров
в водосборных бассейнах рек
Среди факторов антропогенного влияния на почвенный покров громадное воздействие оказывает распашка земель, особенно при расчлененном рельефе. В связи с возросшими антропогенными нагрузками на агро-ландшафт склонов почва во многих случаях не справляется со своими функциями. Перевод почв из целинного или залежного состояния в пашню нарушает равновесие между процессами "гумификация-минерализация", приводит к существенной потере органического вещества и кальция (особенно при развитии эрозионных процессов), почвы утрачивают свое плодородие, а территории водосборных бассейнов больших и малых рек в ряде случаев превращаются в зоны экологического бедствия [30]. Ускоренная эрозия нарушает природный баланс экосистемы, что проявляется как в потере почвы, выщелачивании из нее многих химических элементов, необходимых для формирования высокой и качественной продукции, так и в поступлении твердой фазы смытой почвы на другой участок местности, в реки и долины. Развитию эрозии почв способствуют, прежде всего, естественно-исторические условия территории: изрезанный холмисто-горный рельеф, неравномерное распределение осадков в течение года (преимущественно в виде продолжительных дождей и ливней), слабое промерзание почв в зимний период, почти не препятствующее эрозии. Человек прямо или косвенно влияет на проявление эрозионных процессов. Орошение приводит к возникновению ирригационной эрозии. Количество продуктов талого стока определяется интенсивностью снеготаяния, глубиной оттаивания почвы и экспозицией склона (при наличии надлежащего уклона местности и достаточного запаса воды в снеге). Немаловажное значение имеет и тип погоды в период снеготаяния [30]. В различных геоморфологических местностях этот тип колеблется от радиационного до адвективного, переходя через радиационно-адвективный и адвективно-радиационный. Снеготаяние на склоне южной экспозиции обычно длится в течение нескольких часов, реже - дней. Сток талых вод проходит по переувлажненной, не защищенной растительностью почве; водоотдача из снега крайне низка и в фазу интенсивного стока достигает 0,5 мм/ч. Ливневые дожди характерны на порядок большей интенсивностью и сопровождаются большей величиной смыва твердой фазы почвы. Установлено, что снегозапасы с содержанием 40 мм воды при любом типе погоды, несмотря на высокую активность весенних процессов, дают поверхностный сток талых вод, но не приводят к смыву твердой фазы почвы (можно ожидать лишь миграцию растворенных химических элементов, а степень экологической опасности в такие годы минимальна). Снегозапасы в интервале 40-60 мм воды вызывают смыв почвы, но этот смыв не превышает интенсивности почвообразования, является экологически безопасным и не бывает более 2 т/га. Существенный смыв твердой фазы почвы (2-20 т/га) проявляется лишь при водозапасах в снеге более 60 мм воды [30]. Поэтому, при любом из типов погоды в период снеготаяния, даже при сочетании высокой активности весенних процессов (резкой смены низких отрицательных ночных температур воздуха на высокие положительные в течение дня), сток талых вод в нашем регионе не оказывает решающего влияния на масштабы и интенсивность плоскостной и линейной эрозии.
Климатические факторы в разной степени влияют на интенсивность эрозионных процессов; важнейшими факторами, определяющими эрозионную роль климата, являются количество годовых атмосферных осадков и режим их выпадения. Однако, корреляция между количеством осадков и интенсивностью эрозионных процессов незначительна [31], поскольку одно и то же количество осадков может вызвать разную степень проявления эрозии. Зная ритмичность в выпадении осадков, вероятно, можно прогнозировать ежегодный смыв от стока ливневых и талых вод, а также принять конкретные меры по предотвращению эрозионных процессов или уменьшению эрозионных потерь почвы до допустимого уровня.
Разрушение почвенно-растительного покрова на склонах может происходить вследствие больших выбросов в атмосферу дымовых, технологических и др. газов (предприятий, котельных, автотранспорта, бытовых приборов и др. источников), содержащих оксиды азота и серы, которые преобразуются в атмосфере в сильные кислоты и возвращаются на землю и в реки с осадками. Это приводит к заметным изменениям в кислотности атмосферных осадков [32].
В долине реки Ахангаран в 1950-70-е годы были построены мощные горно-металлургические предприятия, цементные заводы, керамический комбинат, а также тепловые электростанции, работающие на высокозольном сернистом угле. В результате годовые выбросы в атмосферу с дымовыми газами этих предприятий достигали (по ориентировочной оценке авторов; большой интервал обусловлен степенью загрузки производственных мощностей): пыли (золы, цемента, угля и др.) - 0,6-1,2 млн. т/год; окислов серы - 0,5-1 млн. т/год; окислов азота - 0,2-0,4 млн. т/год [33]. Долина Ахангарана характерна периодической сменой направлений воздушных потоков: утром и в первой половине дня ветер дует вдоль долины сверху вниз (от Ангренского плато вниз к устью Ахангарана), а во второй половине дня меняет направление. Таким образом загрязняющие вещества, выброшенные в атмосферу, многократно циркулируют в долине Ахангарана и в долинах его основных притоков (это очень отчетливо прослеживается визуально при взгляде сверху - с гор или с самолета), при этом постепенно аэрозольные частицы (зола, цемент и др.) осаждаются на поверхностях водосборов; окислы серы и азота частично оседают вместе с пылью, а частично растворяются в конденсирующихся парах атмосферной влаги (особенно во время туманов, облачности и осадков) и в конце-концов также достигают поверхности водосборов, а затем поступают в речную сеть в составе взвешенных и растворенных веществ. В долинах бассейна Чирчика выбросы пыли и газообразных веществ в несколько раз меньше. Следует учесть, что интенсивность выбросов и седиментации веществ по массе соизмерима с природными процессами. В период с июня-июля по сентябрь-октябрь воздушные потоки (так называемый ветер "афганец") приносят тонкую пыль из прилегающих к региону пустынь; часть этой пыли также оседает и затем поступает в сток рек.
Установлено, что выброшенные в атмосферу оксиды серы и азота захватываются атмосферными осадками и возвращаются на поверхность почвы [32; 34; 35]. Эти сильные кислоты при таянии снежного покрова или разбавлении дождевой водой понижают водородный показатель (рН) атмосферных осадков ниже 5-6, что ускоряет процессы выветривания горных пород и усиливает вымывание Са, Мg, K и других химических элементов из почв, грунтов и наружных слоев горных пород при стоке талых и дождевых вод. При этом наблюдается связывание Р, активизация и мобилизация Аl, Fe, Mg. Значительное очищение воздушного бассейна происходит при выпадении снега. Снежные хлопья абсорбируют из атмосферы большое количество загрязняющих веществ, в том числе кислотообразующих газов и аэрозолей. Снежный покров на склонах гор в течение нескольких недель или месяцев в году служит аккумулятором загрязняющих веществ. Со снегом выпадает до 20 кг/га сульфатов и 15 кг/га нитратов [35]. В период снеготаяния всего за несколько дней эти вещества поступают в почву, способствуя выщелачиванию многих химических элементов из оттаявшего почвенного слоя, нанося существенный вред окружающей среде. До недавнего времени химические процессы, происходящие при дождях, снегопадах и в снежном покрове, практически не исследовали. В основном определяли, какие вещества поступают в снег и стекают в водоемы с талыми водами. Даже при этих исследованиях возникали трудности, связанные с отбором представительных проб падающего снега. В одном и том же пункте отбора проб химический состав снега, выпадающий в разное время, заметно отличался. Снежный покров, содержащий мало воды в жидкой фазе, принимает с суточными выпадениями небольшие объемы диоксида серы. За несколько дней до начала снеготаяния снег уплотняется, под воздействием положительных температур снежные кристаллы начинают таять и содержание воды в снежном покрове возрастает. В результате этих процессов происходит резкое увеличение накопления в талых водах сернистого ангидрида, поступающего с сухими выделениями из атмосферы. В начальной фазе стока концентрация растворимых примесей довольно большая, нередко в 10 раз выше, чем в снеге (так называемый эффект концентрирования) [35]. Подобная ситуация создается при воздействии двух факторов: физических процессов, происходящих при уплотнении снежного покрова и вызывающих в нем перераспределение загрязняющих примесей, а также в результате присутствия в снежном покрове слоев, имеющих различную степень загрязнения. В процессе таяния снега химические вещества переходят в талые воды с различной скоростью. В первую очередь освобождаются ионы сульфатов и нитратов. Это явление редко отражается в химическом составе речных вод, которые принимают талые воды со склонов различной экспозиции, где мощность снежного покрова также бывает различной. Дело в том, что в реки поступают талые воды из разных зон и слоев снежного покрова, которые тают с неодинаковой скоростью. Зачерненный пылью (особенно сажевой и угольной) снежный покров тает быстрее, чем совершенно чистый снег. Кроме того, происходит взаимодействие между почвой и снеготалыми водами, содержащими растворенные серную, соляную или азотную кислоты. В результате этого контакта слабокислые талые воды выщелачивают из оттаявшего слоя почвы значительное количество химических элементов - кальция, магния, калия, фосфора, углерода [30].
В нашем регионе одними из распространенных ингредиентов техногенных выбросов являются цементная пыль и близкая ей (по химическому и гранулометрическому составу) буроугольная зола ТЭС. Их влияние на почву неоднозначно. Вследствие небольшого количества кислых примесей, но высокого содержания щелочных и щелочноземельных катионов, доля которых в составе пыли достигает 70%, происходит значительное подщелачивание дождевых и талых вод, заметно влияющих на вынос органического вещества из почвы [36]. Известно, что внесение цемента в пахотный слой способствует его оструктуриванию при условии достаточного увлажнения. Аккумулированная на поверхности почвы цементная и зольная пыль, осевшая и атмосферы, частично смывается ливневыми водами. При снеготаянии большая часть оснований пыли, накопленной снегом за зимний период, с талыми водами попадает в гидрографическую сеть, но некоторое количество этих оснований задерживается на поверхности почвы и нисходящим током после оттаивания почвы перемещается вглубь профиля. Таким образом, в целом цементная пыль на почву оказывает двоякое действие: прямое, когда перемешивается с почвенной массой, и опосредованное - через подщелачивание стоковых вод, также влияющих на интенсивность выноса химических элементов из склоновых земель [36]. Наблюдения за химическим составом речных вод [37] показали, что в различные по снежности гидрологические годы реки в третьей декаде марта выносят от 4 до 7 кг/га растворенных солей. Когда снеготаянием охвачены в основном склоны южной экспозиции, т. е. в начале снеготаяния, в засушливые годы вынос анионов и катионов в талых водах заметно увеличивается (в 5-7 раз в сравнении с третьей декадой марта), резко (в 11-15 раз) - в нормальные и очень резко (в 25 - 30 раз) - во влажные годы. Среди катионов превалирует кальций, количество которого, в зависимости от снежности гидрологического года и, следовательно, величины поверхностного стока, варьирует от 4 до 18 кг/га. В начале снеготаяния слабокислые талые воды нейтрализуются, мигрируя по слегка оттаявшему слою почв, выщелоченных, обогащенных гумусом и обменными основаниями. В период интенсивного стока, когда снег тает не только на хорошо инсолируемых склонах южной экспозиции, но и на холодных северных, вынос химических элементов поверхностным стоком талых вод заметно увеличивается. Вымывание талыми водами растворимых кальция и гумуса ослабляет связь между агрегатами почвы и создает условия для последующего отрыва этих агрегатов поверхностными водами с большой кинетической энергией потока, свойственной интенсивной фазе стока. Уровень концентрирования растворенных примесей в начальную фазу стока нередко в 10 раз выше, чем в снеге [38]. Подобная ситуация создается при воздействии двух факторов: физических процессов, происходящих при уплотнении снежного покрова и вызывающих в нем перераспределение загрязняющих примесей, а также в результате присутствия в снежном покрове слоев, имеющих различную степень загрязнения. В процессе таяния снега химические вещества переходят в талые воды с различной скоростью. В первую очередь освобождаются ионы сульфатов и нитратов. Это явление редко отражается в химическом составе речных вод, которые принимают талые воды со склонов различной экспозиции, где мощность снежного покрова также бывает различной. Дело в том, что в реки поступают талые воды из разных зон и слоев снежного покрова, которые тают с неодинаковой скоростью.
Явление выноса дождевыми осадками значительного количества воднорастворимых органических веществ, обменного кальция и магния (даже из ненарушенных почв умеренных склонов), усиливающееся при орошении и в условиях кислотных дождей, названное А.Танасиенко и А.Ф.Путилиным [30] геохимической миграцией, приводит к ослаблению связей между почвенными агрегатами и последующему выносу их водами с высокой кинетической энергией потока, что ведет впоследствии к эрозионному разрушению почв.
Механический перенос на склоновые земли агротехники, сложившейся на равнинных территориях, привел к обесструктуриванию ранее зернистых почв и развитию эрозионных процессов. Их усиление обусловлено резким уменьшением защитной функции естественной растительности и эрозионной стойкости почв, подверженных длительному хозяйственному воздействию. Эрозионными процессами более сильно поражены территории, которые характерны высоким расчленением и большим распространением пахотных угодий на склоновых землях. Интенсивному развитию эрозионных процессов в агроценотических ландшафтах (где слабо применяли почвоохранные мероприятия, а там, где их применяли, в последние годы игнорируют) способствовал ряд хозяйственных факторов, в частности, от степени распаханности территории и от давности ее распашки [30]. Установлено, что при 40-50%-й распашке территории оставшиеся нетронутыми экосистемы лесостепной и, тем более, степной зоны, оказываются, как правило, антропогенно деградированными. Распашка крутых склонов привела к росту площади эрозионно опасных земель, подверженных в различной степени смыву и дефляции. Плоскостной смыв наблюдается уже на склонах крутизной 1,5-2о. Почвы на склонах большей крутизны подвержены очень сильному плоскостному смыву, а эрозия принимает катастрофические размеры. Отсутствие посевов многолетних культур, сдерживающих смыв склоновых почв, и замена естественных травяных формаций посевами (в основном однолетних культур) приводит не только к снижению интенсивности гумусонакопления, но и к увеличению поверхностного стока талых, ливневых, ирригационных вод и смыву почвы. Наибольший смыв почвы наблюдается на посевах пропашных культур, в том числе на виноградниках. С посевов кукурузы твердый сток в 60-300 раз больше, чем под мнолетними травами или сомкнутой естественной растительностью и в 10 раз больше по сравнению с озимой пшеницей [30]. Местами наблюдается совместное проявление на пашне эрозии и дефляции (выдувания ветром); в горной зоне более интенсивен поверхностный смыв, а в наиболее остепненной предгорной зоне преобладает дефляция. Эрозионные процессы и смыв пахотных почв обусловлены выпадением ливней высокой интенсивности и реже - поверхностным стоком снеготалых вод, формирующихся при радиационном типе снеготаяния.
С точки зрения генезиса почвы любая местность с определенным рельефом состоит из зон выноса, переноса и аккумуляции, границы которых меняются для каждого переносимого компонента или для каждой группы компонентов, в зависимости от их подвижности. Связь между эрозией и отложением на отдельных участках склона может быть очень сложной, хотя обычно верхние части склона теряют материал, а нижние его получают. Продукты твердого стока аккумулируются в отрицательных формах рельефа и подножий склона, формируя намытые почвы. Подобные элементарные почвенные ареалы имеют малую площадь и не могут быть представлены отдельными выделами на современных почвенных картах, их доля среди эродированных почв достигает 1,5-2% [30]. При определении экологических последствий эрозии почв в качестве диагностических признаков этих последствий принимают массу отчуждаемой твердой фазы почвы, токсичных и биогенных элементов, поступающих в гидрографическую сеть.
Орошаемые массивы, как правило, располагают на относительно выровненной территории. Несмотря на это, водоразделы и склоны местами испещрены вымоинами, соединенными между собой густой сетью ложбин стока. Эрозионные процессы на такой территории начинаются с образования луж, из которых вода перераспределяется по полю в соответствии с микрорельефом. Учитывая высокую просадочность лессовидных пород, на которых сформировано большинство распахиваемых почв, полив может привести к достаточно активному развитию ирригационного просадочного нанорельефа и микрорельефа. Склоновый сток каждой категории напочвенных вод (дождевых, талых, поливных) специфичен, что и определяет особенности выноса твердых веществ. В отличие от снеготалых и дождевых вод, склоновый сток оросительных вод формируется за ограниченное время, равное работе полива на одной позиции или проведении его на конкретной площадке [30]. Вся орошаемая площадь и поверхность почвы микрозападин и микроложбин стока испытывают влияние слоя воды все время, пока продолжается поверхностный сток, т.е. в несколько раз дольше времени полива. С увеличением нормы полива возрастает и объем поверхностного стока ирригационных вод. Исследования показали, что при норме полива 300 м3/га и минимальной интенсивности (0,25 мм/мин) величина жидкого стока составляет 3 м3/га; с ростом поливной нормы до 700 м3/га объем стока увеличивается до 95 м3/га при примерно одинаковом коэффициенте стока рельефа [30]. Аналочное возрастание поверхностного стока оросительных вод происходит при увеличении крутизны склона. При этом наблюдается значительный смыв твердой фазы обыкновенных почв, размер которого зависит как от крутизны склона, так и от интенсивности дождевания и колеблется от 35 до 3200 кг/га за полив [30]. Исследованиями установлено, что в начале стока (эта фаза длится около 10 мин) смывается сравнительно небольшое количество почвы, затем (на 35-40-й минутах полива) резко увеличивается поверхностный сток ирригационных вод и смыв почв, достигая иногда 1000 кг/га. В конце стока, когда осуществляется лишь сброс избыточных поливных вод без подпитки, поверхностный сток ирригационных вод резко снижается, что влечет за собой и уменьшение смыва твердой фазы [30]. В результате эрозионных процессов, вызываемых поливными водами на склоновых почвах, прежде всего выносятся мелкие фракции - ил и частицы физической глины. Здесь сохраняются те же тенденции селективного выноса, которые присущи смыву почвы талыми и ливневыми водами: в начальную и конечную фазы стока вод, когда кинетическая энергия потока еще недостаточно высока, чтобы перемещать отдельные почвенные макроагрегаты, осуществляется отрыв и транспортировка лишь тонкодисперсных частиц. В середине стока, когда кинетическая энергия потока максимальна, происходит вынос всей почвенной массы. Если в первую фазу формирование поверхностного стока разных по генезису вод намечается лишь образование струйчатых размывов и ручейков, то в период интенсивного стока заканчивается их формирование. Во время интенсивного стока вод выносятся не только тонкие, но и крупные частицы почвы.
Из всего вышесказанного следует, что основным фактором разрушения пахотных почв склонов является неурегулированный поверхностный сток талых, ливневых и ирригационных вод. Интенсивность выпадения ливневых осадков на один-два порядка выше, чем водоотдача из снега в период снеготаяния. Однако часть ливневых осадков впитывается относительно сухим пахотным слоем, а невпитавшиеся осадки формируют поверхностный сток. Наличие возделываемых культур и фаза их развития существенно влияют на величину смыва почвенного материала.
Линейная эрозия в водосборных бассейнах рек
Прямое антропогенное влияние на зарождение оврагов происходит при прокладке дорог, устройстве карьеров, планировке площадок под застройку и т.п. В этих случаях уничтожается не только дерновый покров, но и все почвенные горизонты, обнажаются легкоразмываемые породы, в которых концентрированный поверхностный сток быстро формирует промоины-рытвины и овраги. Основоположником теории происхождения оврагов считают В. В.В.Докучаева, открывшего и обосновавшего эволюционный ряд "овраг-речная долина". Он рассматривал овраги как саморазвивающуюся эрозионную форму рельефа, существовавшую до появления человека [39]. А.Панков [40] подразделил эрозионные процесы на древнюю эрозию и формы рельефа, связанные с ней, и современную плоскостную и линейную эрозию. В последнюю включают все эрозионные формы, созданные концентрированными временными водными потоками.
Линейная водная эрозия и размыв поверхностей проявляются в образовании промоин на поверхности грунтовых дорог и их обочин, площадок и др. обнажений горных пород (как природных, так и антропогенных). Масса и состав фракций, поступающих в гидрографическую сеть вследствие линейной эрозии, определяются площадью обнажений и скоростью углубления промоин за счет размыва, которая в свою очередь зависит от уклона поверхностей, свойств слагающих их материалов, количества и интенсивности водных осадков и потоков.
Овраги подразделяют на две большие группы: склоновые (береговые) и донные [41]. Склоновые овраги, в основном первичные, прорезают уступы и крутые приустьевые участки склонов долин рек, балок и суходолов. Донные овраги (вторичные), как правило, прорезают днища суходольной сети. Овраги являются продуктом взаимодействия временных водных потоков с почвами и почвообразующими породами, которые, в свою очередь, обусловлены сочетанием климатических, геоморфологических, геологических, биологических и антропогенных факторов [41]. Облик оврагов существенно зависит от физико-химических свойств рыхлых пород, в которых он развивается. Обычно поперечный профиль склонового оврага в фазе активного роста представляет собой треугольник, а угол наклона боковых стенок зависит от гранулометрического состава рыхлых пород. Чем легче породы, тем меньший угол естественного откоса имеют овраги. В зависимости от гранулометрического состава пород, угол устойчивого естественного откоса колеблется в пределах 36-43о [41]. Короткие (до 400м) склоновые овраги, прорезающие, как правило, крутые выпуклые склоны, имеют простые треугольные поперечные профили. В процессе роста происходит формирование как продольного, так и поперечного профиля оврага, причем эти процессы непосредственно связаны с фазовым состоянием оврагов. Первая стадия - промоины или рытвины, выражается в образовании на поверхности почвы линейной эрозионной формы глубиной до 0,5м, которую невозможно заровнять в процессе обычной вспашки или предпосевной обработки полей. В дальнейшем происходит ежегодное углубление ее и постепенная трансформация в настоящий овраг. Первая или начальная стадия оврага является наиболее благоприятным моментом для успешной борьбы с образованием оврагов, поскольку требует минимальных материальных затрат при быстрой окупаемости и высокой эффективности рекультивации.
На второй стадии оврагообразования (врезание оврага вершиной посредством водобойного колодца, представляющего собой вершину оврага с вертикальными боковыми и передней стенками глубиной 1,5-9м) под действием поверхностного стока талых и ливневых вод, текущих вниз по оврагу, происходит своеобразное дробление водяной струи и образование многочисленных брызг, которые интенсивно увлажняют стенки оврага. Небольшая часть талой или ливневой воды в начальную фазу стока сбегает по стенкам вершины оврага. Переувлажненные почвообразующие рыхлые породы на стенках вершины начинают оплывать и обваливаться вниз, где их активно раздробляет, измельчает, а затем выносит водный поток. Постепенно в передней стенке образуется своеобразная ниша, которая со временем углубляется в переднюю стенку водобойного колодца, разрастаясь в ширину и высоту и наступает момент, когда под действием силы тяжести образовавшийся карниз, состоящий из почвенных горизонтов, обрушивается вниз. Величина обвалившейся части зависит от множества факторов: физико-химических свойств рыхлых пород и почвенного покрова, наличия древесно-кустарниковой растительности и травяного покрова, степени антропогенного воздействия. Необходимо отметить, что широко распространенное мнение о сдерживавании и замедлении роста оврагов лугово-степной растительностью и лесом не отражает существующей действительности для оврагов, находящихся в стадии роста посредством водобойного колодца и последующей (третьей) стадии выработки профиля продольного равновесия. Это обусловлено тем, что глубина водобойного колодца, как правило, намного превышает глубину проникновения основной массы корней трав и деревьев; подмывание стоящих на краю водобойного колодца деревьев вызывает их падение вниз с одновременным разрушением корнями упавшего дерева значительного участка почвенно-растительного покрова вокруг водобойного колодца, тем самым способствуя дальнейшему росту оврага [41].
В третьей стадии происходит активный и быстрый рост оврага в длину с одновременным углублением и расширением, причем эти два параметра оврага тесно связаны между собой посредством угла естественного откоса для рыхлых пород, прорезаемых оврагом. Для оврагов, находящихся в стадии выработки продольного профиля равновесия, характерны свежие, незадернованные склоны с широко развитыми процессами осыпания и обваливания, обусловленные углублением тальвега оврага. Пионерная растительность поселяется по днищу оврага и нижним наиболее увлажненным частям склонов, преимущественно северных экспозиций. Длинные (800м и более) овраги имеют большое задернение в приустьевых частях, здесь самосевом развиваются кустарники и древесная растительность. В устьях склоновых оврагов обычно формируются обширные конусы выноса, на поверхности которых ежегодно откладывается большая часть выносимых из оврага водным потоком разрушенных рыхлых пород. Поэтому приустьевая часть продольного профиля тальвега оврага ежегодно постепенно выполаживается и имеет наименьший уклон, тем самым косвенно помогая стабилизации склонов [41]. Следует отметить, что эти склоны имеют наибольший возраст по отношению к вышележащим по тальвегу склонам.
Четвертая стадия развития оврагов (затухания) наступает при достижении продольным профилем оврага параметров, близких к значению профиля предельного "равновесия"; в это время прекращается донная эрозия, происходит дальнейшее развитие склонов, направленное на уменьшение углов наклона и выполаживание бровок. Вынос рыхлых пород сокращается с увеличением площади задернения склонов и днищ оврагов. При полном задернении количественно (резкое сокращение выноса мелкозема) и качественно (переход процессов ускоренной линейной и плоскостной эрозии в медленные процессы геологической денудации) изменяется рост оврагов. Дальнейшее изменение всех параметров задерненных оврагов будет происходить на протяжении столетий и даже тысячелетий. Основной прирост оврагов в длину и глубину происходит в первые 5% времени и достигает 90% своего размера и 75% объема, если за 100% принять весь период развития оврагов до выработки профиля "равновесия". За 60% времени все параметры роста оврага почти полностью прекращаются, наступает стадия переотложения материала в самом овраге и его выполаживание. В целом из площади водосборных бассейнов овраги обычно прорезают наиболее крутые участки склонов долин рек, логов, уступов террас. Причем в каждом отдельном случае размыв склона обусловлен моментом наибольшей эродирующей способности водного потока.
Естественные склоны земной поверхности можно представить в виде сочетания различных кривых с преобладанием выпуклой или вогнутой части. Водный поток при движении по прямому и выпуклому склону наибольшую эродирующую силу будет иметь в нижней части склона, а при движении по вогнутому склону - в средней. Геоморфологическое исследование определенной местности позволяет установить преобладание того или иного профиля склона [42]. При прочих равных условиях скорость потока талых, ливневых вод и их эродирующая сила будут возрастать от вогнутых к выпуклым, а наибольшей энергией обладает поток, падающий с обрыва. Если в рельефе преобладает тот или иной тип склонов, то можно говорить об относительном запасе энергии, которой рельеф обладает, и стадии, в которой он находится [43]. При достаточно больших размерах водосбора формируется водный поток, размывающий и выносящий огромную массу почвы и почвообразующих пород. В оврагоопасных районах расчленение земной поверхности реками, логами и суходолами составляет 1,2-2,6 км/км2, а вертикальное - 30-70м и более. При этом водосборная площадь оврагов варьирует от 15 до 70 га. На этих водосборах формируется поверхностный сток объемом от 1500 до 72000 м3. Объем поверхностного стока, проходящий через замыкающие створы, изменяется в больших пределах, что является одним из главных факторов интенсивности оврагообразования [41].
Одним из наиболее выразительных показателей интенсивности процессов линейной эрозии считают прирост оврагов в длину. Наибольшая зависимость прироста оврагов в длину наблюдается, прежде всего, от гранулометрического состава прорезаемых оврагом почв и пород, а также от площади водосбора. В районах древнего земледелия скорость роста оврагов в длину намного ниже, чем в "молодых" районах, что объяснимо, прежде всего, тем, что "древние" овраги уже прошли стадию активного роста, а в "молодых" районах большинство их находится в активной стадии и одновременно происходит зарождение новых [41]. Объем вынесенных пород, который определяет одну из отрицательных сторон деятельности оврагов по заносу и заилению нижележащих пониженных участков долин и русел рек. Биологические свойства почв промоинной сети существенно отличаются от почв ненарушенного ландшафта. Неблагоприятные условия обитания микроорганизмов в овражной системе могут быть обусловлены и аэрогенным загрязнением окружающей среды. Снежные хлопья и капли дождя способствуют транзиту оксидов азота и серы в почву в виде соединений серной и азотной кислот, что также ведет к дополнительному выносу важнейших биогенных элементов - углерода, кальция, магния, калия, их отчуждению из экосистемы [30]. Большая часть рыхлого материала отлагается непосредственно в устье оврага за счет уменьшения уклона тальвега, растекания водного потока и резкого уменьшения его транспортирующей способности. Здесь формируются мощные конусы выноса, преимущественно грубого состава, а более тонкие частицы уносятся водным потоком и отлагаются в реках и в предгорьях на большом удалении от устьев оврагов. Считают, что рекультивация эродированных территорий нерентабельна, а окупаемость затрат на их восстановление при условии посева многолетних трав составит от 20 до 40 лет, в зависимости от глубины оврага (для условий Западной Сибири) [30].
Заполнение в 1970г. Чарвакского водохранилища (где постоянно меняющийся в пределах 815-890м уровень воды вызывает изменения уровня базиса эрозии и уровня грунтовых вод) вызвало появление новых оврагов в прибрежной зоне; к 1990г. их общее число достигло 621, в том числе по бассейнам рек [44]: Ишак-Купрюк - 7; Чимган - 28; Сули-сай - 2; Янгикурган - 17; Бешкайрагач - 2; Мазар-сай (Богустан) - 19; Кайнарсай - 12; Левый борт Угама - 21; Зона по периметру водохранилища - 80.
Главная цель научного природопользования заключается в том, чтобы вовлечение биологических и земельных ресурсов в сферу хозяйственной деятельности обязательно сопровождалось выполнением работ по их расширенному воспроизводству и улучшению, в том числе и по санитарно-гигиеническим и экологическим критериям. Для улучшения качества земельных ресурсов уже имеется достаточно богатый, но еще не всегда используемый в полной мере арсенал приемов воздействия на почвы [45] и в целом на экосистему "человек-почвы-растения-реки-озеро (море)". Поэтому при земледелии почв, особенно расположенных на склонах повышенной крутизны, первоочередной заботой практиков сельского, городского и лесного хозяйства должно явиться скорейшее применение рациональных противоэрозионных мероприятий. Меры, нередко основанные на неглубоких теоретических разработках, не только не приводят к ожидаемым результатам, но и дают обратный эффект. Ни одно противоэрозионное мероприятие, будь то организационное, лесомелиоративное, гидротехническое или иное, не может дать полных результатов до тех пор, пока сопротивление самой почвы эрозии остается низким. Существенным путем снижения негативных санитарно-гигиенических и экологических последствий эрозионных процессов является создание таких почвенно-растительных условий, которые бы не приводили к возникновению поверхностного стока различных по генезису вод, т.е. ставится задача перевода поверхностного стока ливневых, талых и ирригационных вод во внутрипочвенный. Почвозащитная роль естественной растительности состоит в том, что стекающие воды, как правило, не достигают критических (которые инициируют смыв и размыв почв) скоростей и нормальная эрозия в природных условиях протекает медленно, а если и происходит вынос твердой фазы почвы, то он невелик и компенсируется процессами почвообразования, находящимися в равновесии с окружающей средой [45]. В естественных экосистемах лесостепи сформировался такой характер растительного и почвенного покрова, который обеспечил максимально возможное в конкретной ландшафтной обстановке усвоение атмосферных осадков. При освоении целинных и залежных земель естественная денудация сменилась ускоренной или антропогенной эрозией. В связи с этим первоочередной задачей эрозиоведов должно быть направленное влияние на естественные агенты разрушения почвы, а именно - либо регулирование величины поверхностного стока разных по генезису вод до разумных пределов, либо повышение эрозионной стойкости самих почв, хотя поверхностный сток при этом может быть достаточно существенным. С санитарно-гигиенических и экологических точек зрения предпочтительнее такие противоэрозионные мероприятия, которые хотя и частично, но снижают поверхностный сток ливневых и талых вод. Для рационального использования склоновых земель, подверженных эрозионному влиянию, целесообразно было бы использовать почвозащитные свойства растительности, ее корневой системы. Таким агроприемом может служить весенняя вспашка склоновых массивов [30] (причем - обязательно только поперек уклону). Как противоэрозионный прием весенняя вспашка эквивалентна плоскорезной обработке, а по влагонакопительному эффекту проигрывает последней лишь в первый момент после окончания снеготаяния. В европейской части России положительный эффект дала вспашка с почвоуглублением, что позволило сохранить верхний слой в разрыхленном состоянии и ликвидировать плужную подошву [30]. Вообще в борьбе с эрозией почв самыми эффективными считают фито- и лесо-мелиоративные мероприятия, среди которых наиболее приемлемы почвозащитные севообороты; долговременное залужение сильносмытых почв; полосный сев трав на склонах; улучшение травостоя пастбищных угодий, размещенных, как правило, на крутых склонах и испытывающих высокие пастбищные нагрузки. Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия наибольшее распространение должны получить в тех геоморфологических местностях, где проявляется совместное действие процессов смыва и дефляции почв. Здесь можно применять такие виды лесных насаждений, как полезащитные и водозащитные, а также прибалочные и приовражные лесные полосы. Таким образом необходимо создание эрозионно устойчивых ландшафтов [45].
Таким образом, за последние десятилетия антропогенные (экономико-географические) факторы по интенсивности и масштабам воздействий на русла, поймы и водосборы рек стали соизмеримы, а в отдельных местах - значительно превышают воздействия природных (физико-географических) факторов. В ряде случаев антропогенные факторы не только способствуют возникновению опасных стихийных явлений (наводнений, селей, оползней и др.), но и усиливают их негативные последствия [46].
Оценка сопротивляемости русел малых горных
рек антропогенным воздействиям
Как известно, масштабы влияния антропогенных факторов на водоток зависят от соотношения между классом водотока и мощностью воздействий на него. Оценка антропогенных нагрузок различной мощности и продолжительности зависит также от сопротивляемости речных русел различным видам деятельности людей. Эту сопротивляемость можно определить как способность речных русел к сохранению естественной морфологии и режима деформаций [47]. В данном случае сопротивляемость характеризует активную сторону русловых процессов и отличается от устойчивости, определяемой как способность противостоять внешним воздействиям ([48] и др.). Согласно постулату В.М.Лохтина [49], функционирование системы "русло-поток" основывается на трех главных природных факторах: уклон русла, его строение (в том числе - крупность наносов) и сток воды. Из этих трех факторов строение и уклон русла являются базовыми, основополагающими (и, хотя и пассивными, но более постоянными, относительно неизменными во времени), а сток воды является активным и часто изменяющимся по величине фактором. Они определяют и сопротивляемость речного русла антропогенным воздействиям. Чем больше крупность руслоформирующих наносов, тем сильнее русло может сопротивляться как внешним, так и внутренним воздействиям (ведь чем крупнее частица, тем больше требуется усилие, чтобы сдвинуть ее с места и привести в движение). Наиболее высока сопротивляемость скальных (лотковых) русел, проложенных в высокопрочных монолитных коренных горных породах. Аналогично действуют уклон русла и расход воды: чем круче русло (то есть больше его уклон) и расход воды, тем больше сопротивляемость русла реки любым (и внешним, и внутренним) попыткам вывести систему "русло-поток" из равновесия. Основываясь на разработках русловой школы МГУ (Москва), в качестве показателя сопротивляемости русел антропогенным воздействиям принимают удельную потенциальную мощность речного потока УПМ (МВт/км), отнесенную к 1 км длины русла, рассчитываемую по общепринятой формуле [50] и учитывающую два из трех основных факторов - расход воды и уклон русла.
Данные по межрегиональному сравнению рек Западного Тянь-Шаня, Северо-Западного Кавказа и Украинских Карпат по их удельной потенциальной мощности приведены в нашей работе [51]. Как следует из этой работы, УПМ для рек длиной 40-60 км на Западном Тянь-Шане в целом в несколько раз больше, чем в Карпатах, поскольку на реках Тянь-Шаня уклоны значительно больше при примерно близких (с реками Карпат) среднемноголетних расходах воды. По этой же причине на Тянь-Шане УПМ больше, чем для горных рек Крыма и Алтая по данным [52], что свидетельствует о большей сопротивляемости рек Тянь-Шаня антропогенным воздействиям. При равных расходах воды УПМ речного потока прямо пропорциональна уклону русла. В связи с этим, сопротивляемость антропогенным воздействиям порожисто-водопадных участков русел во много раз выше, чем всех других типов русел; по этой же причине (а также благодаря большей устойчивости коренных монолитных скальных пород по сравнению с валунно-глыбовыми нагромождениями) сопротивляемость антропогенным воздействиям у скульптурных и скально-лотковых форм ПВ-участков русел гораздо больше, чем у валунно-глыбовых. Таким же образом сопротивляемость антропогенным воздействиям русел с неразвитыми аллювиальными формами (НАФ) в общем выше, чем русел с развитыми аллювиальными формами (РАФ). Сопротивляемость русел рек, сформированных в прочных монолитных скальных породах, выше, чем сформированных в легко разрушаемых скальных, а тем более - в малопрочных, несвязных и, особенно, лёссовидных породах. По этой причине очень высока сопротивляемость русел рек, врезанных в массив Ангренского батолита, сложенного порфирами и гранитами (верховья Ахангарана, его многочисленные истоки и притоки; верховья рек, стекающих с юго-восточных склонов Кураминского хребта в Ферганскую долину; верховья правых притоков Терса). Весьма высока сопротивляемость русел рек, врезанных в массивы известняков и доломитов (средние и нижние участки Коксу, Акбулака, Терекли-сая и др.). Очень низкой сопротивляемостью отличаются многие реки низкогорья (особенно те, что формируют свой относительно малый сток в низкогорье), поскольку их русла сформированы в малосвязных, легко размываемых породах, что не дает возможности рекам иметь значительные (для повышения сопротивляемости) уклоны. Это характерно для малых рек-саев средней части долины Ахангарана, юго-восточного макросклона Кураминского хребта и обоих бортов Чарвак-Чирчикской котловины.
Таким образом, удельная потенциальная мощность водных потоков многих малых горных рек Зап. Тянь-Шаня весьма значительна, что благоприятствует их активной сопротивляемости антропогенным воздействиям на их потоки и русла.
Региональный анализ изменений продольного профиля, типа и
морфометрических характеристик русел малых горных
рек в результате антропогенных воздействий
Тип русла реки, формирующийся при тех или иных руслоформирующих процессах, во многом определяет направленность развития речной экосистемы. Интенсивная хозяйственная деятельность и особенно непосредственные механические воздействия на русла и поймы рек обусловили возникновение изменений разных видов и степеней. Наиболее распространенными в регионе являются следующие изменения естественных русел и русловых процессов.
В результате одностороннего укрепления берегов реки в местах интенсивного развития деформаций - в основном размывающих (отсыпка, обвалование, каменная кладка, бетонирование и т.п.) в естественном русло происходит искусственное одностороннее частичное ограничение или прекращение русловых (в основном горизонтальных) деформаций со стороны укрепленного берега с сохранением форм движения наносов. В бассейне Ахангарана эта форма встречается в двух специфических разновидностях:
а) в форме односторонней отсыпки горных пород в виде их отвалов вдоль правого берега Катта-сая в г.Янги-Абаде; вдоль левого берега Ахангарана в г.Ангрене; вдоль Нишбаш-сая на его нижнем участке и в др. местах;
б) в роли защитной отсыпки горных пород вдоль горных участков автодорог или мало приподнятых над поймой берегов.
2. В результате двухстороннего укрепления берегов реки в местах интенсивного развития деформаций (в основном размывающих) образуется смещенное естественное русло с искусственным двухсторонним частичным ограничением или прекращением русловых (в основном горизонтальных) деформаций со стороны укрепленных берегов с сохранением формы движения наносов (подобно формам 1-а и 1-б, но с укреплением обоих берегов на одном участке русла). В г.Ангрене на участке поселка Тешик-Таш была создана своеобразная форма русла реки Ахангаран: вдоль левого берега отсыпаны отвалы вскрышных пород угольного карьера, а вдоль правого берега сооружены несколько защитных ярусов габионов с дополнительной крупновалунной подсыпкой, взятой из поймы реки.
3. В результате бетонирования или обвалования обоих берегов возникает естественное русло с искусственным повсеместным ограничением или прекращением русловых деформаций на ограниченных участках; при одновременном бетонировании дна и берегов полностью прекращаются горизонтальные и вертикальные деформации, но грядовые формы движения наносов возникают после накопления в днищах лотков поступающего аллювия. На Тянь-Шане эта форма (как и форма 2) видоизмененного русла встречается нечасто - на небольших участках Чирчика и его притоков, а также правых притоков Ахангарана (Шаваз-сая, Акча-сая и др.) - для защиты населенных пунктов, железной дороги, автодорог, отдельных сооружений.
4. В результате полного перепрофилирования (канализирования) русла с приданием ему формы канала и полной ликвидацией русловых форм и гряд образуются закрепленные в плане или измененнеые русловые формы с полным уничтожением естественного руслового рельефа и грядовой формы движения наносов, а по мере образования гряд регулярно проводят расчистку от наносов. На Зап. Тянь-Шане этот вид переформирования отдельных участков русел проводили в следующих формах.
а) В горной части р.Ахангаран у поселка Турк в 1960-х годах сооружено водохранилище, а также деривационный туннель длиной "4 км, проложенный в скальной толще левого берега с целью обвести воды реки Ахангаран мимо буроугольного карьера. До этого, в 1950-60-е годы воды реки Ахангаран обводили мимо первоначального карьера по бетонированному каналу ящикообразного профиля. В "2 км ниже водосброса из канала (а позже - из туннеля) часть воды из реки отводили по бетонированному (в форме трапеции) каналу длиной "5 км на тепловую электростанцию, откуда отработанную воду по каналу сбрасывали в приустьевую часть Дукент-сая.
б) Для безущербного пропуска селевых паводков по днищу V-образной долины приустьевого участка ("2 км) Джигиристан-сая (г.Ангрен) был проложен бетонный лоток квадратного поперечного сечения.
в) На правых притоках Чирчика (Азатбаш-сай, Тавак-сай, Шураб-сай) через канал Хан-арык проложены селесбросы-акведуки (бетонные лотки шириной до 25м, с бортами высотой "2м); ниже селесброса Азатбаша поток вскоре вымыл (в лессовых отложениях террасы реки Чирчик) врез шириной "6м, глубиной "4м, поэтому у жел/дор моста его русло одето в бетон, а приустьевый участок канализирован. То же сделано после селесброса Тавак-сая, а в поселке его берега обвалованы. На Шураб-сае ниже акведука берега выложены бетоном на высоту "3м [28].
5. В результате полного перекрытия стока (обвод водотока по деривационному каналу или туннелю, полный забор воды) происходит ликвидация русла, деградация или исчезновение русловых форм.
6. На р.Ахангаран прекращен сток влекомых и большей части взвешенных наносов из верхнего бьефа водохранилища Турк. Сток пяти малых левых притоков Ахангарана идет непосредственно в водохранилище Турк, а сток более крупных правых притоков - либо непосредственно в водохранилище (Четсу, Серка, Танга), либо по рукаву Ахангарана, переоборудованному в канал; сток Таганбаши-сая перекрыт с помощью плотины селехранилища (где полностью осаждаются влекомые и частично взвешенные наносы).
Водохранилище Чарвак сезонного регулирования (высота плотины 164м, объем "2 км3, площадь "40 км2, действует с 1970г.) сооружено ниже слияния крупных рек - Чаткала и Пскема. Режим работы водохранилища (накопление воды в периоды паводков и половодий и выпуск ее в межень) способствует осаждению в нем всех донных и большей части взвешенных наносов, что создает дефицит наносов в нижнем бьефе и усиливает деформации русла ниже плотины. По данным ГМС Ходжикент средний годовой приход наносов составляет более 7 тыс. м3, в том числе "2,5 тыс. м3 из Чаткала и 2,3 тыс. м3 из Пскема. До создания водохранилища большая часть этих наносов уносилась в низовья Чирчика. Нижний бьеф почти постоянно находится в подпоре Угама и Ходжикентского водохранилища, поэтому тут нет условий для размыва русла реки Чирчик.
7. Влияние антропогенных воздействий весьма эффектно проявилось в усилении склоновых явлений на русловые процессы малых рек Чирчикской котловины, особенно после мощных взрывов (при прокладке автодороги) и заполнения в 1970г. Чарвакского водохранилища, где постоянно меняющийся (в пределах 815-890м) уровень воды вызывает изменения уровня базиса эрозии, уровня грунтовых вод (чему способствует также накопление мощных отложений наносов на дне водохранилища и вызванная этим кольматация), увеличение стока наносов (например, на опытном участке Сиджаксай-Кайнарсай он за несколько лет возрос на два порядка) и др. изменения [17]. Это вызвало сход оползней, появление новых оврагов в прибрежной зоне (к 1990г. их общее число достигло 621) и полностью нарушили естественный режим русловых процессов малых рек. В Сули-сае вследствие массового схода оползней (со склонов долины и в чашах малых притоков) на всем протяжении дно долины покрыто отложениями структурного селя, образовавшегося из отложений оползней. На некоторых реках начали преобладать аккумуляционные процессы, поскольку маломощные (в течение большей части года) реки не успевают перерабатывать поступающий в избытке материал оползней и селевых выносов. Даже на удалении до нескольких десятков км от водохранилища (в бассейнах Бельдер-сая, Нурек-Ата-сая и др.) усилилось воздействие оползней и селей на русловые процессы рек.
Количественная оценка общего объема изменений русел и пойм рек
в результате антропогенных воздействий
Количественная оценка общего объема изменений русел и пойм рек в результате антропогенных воздействий (хозяйственной деятельности) на горные реки Зап. Тянь-Шаня (в % от общей длины русел или площади водосборов малых горных рек) выполнена авторами для четырех уровней степени измененности: незаметной; незначительной; умеренной; сильной. Результаты оценки приведены в таблице 2.
Таблица 2
№ п/п Виды антропогенных воздействий незамет незначит умеренная сильная
1 Гидротехнические и инженерные
сооружения:
1.1 водохранилища ~100 1 1
1.2 пруды, плотины 80 <1
1.3 водозаборные, водосбросные
сооружения >99 10 5 5
1.4 канализированное русло 99 <1
1.5 дамбы обвалования 99 <1 <1
1.6 берегоукрепительные стены,
габионы и др. сооружения >99 <1 <1
1.7 селехранилища, селевые плотины <1
1.8 плотины-ступени 90
1.9 мелиоративные мероприятия 5 3 2
2 Транспортные сооружения: >99
2.1 мосты 98 <1
2.2 водопропускные сооружения >95 1 1
2.3 дороги 98 2 2 1
2.4 тропы скотопрогонные 2
3 Коммуникации: ~100
3.1 трубопроводы 95 <<1
3.2 ЛЭП и т.п. 94 5
4 Селитебно-рекреационные объекты: 99 2 2 2
4.1 сброс мусора в русла и поймы рек 99 1
5 Промышленные предприятия 1
6 Горнодобывающие предприятия: 99
6.1 шахты, рудники 99 <1 <1
6.2 карьеры стройматериалов в пойме 99 1
6.3 отвалы горных пород на берегах рек 1
7 Лесотехнические мероприятия: 100
7.1 лесовырубки 99
7.2 лесопосадки 99 1
7.3 пожары (лес, трава) 1
8 Сельскохозяйственная освоенность водосборного бассейна: 44 56
8 в целом 92 56
8.1 распашка земель 52 8
8.2 животноводство (выпас скота, сенокосы) 48
9 Взрывные работы (ВР), строительные и дорожные работы: 97
9.1 ВР, расчистка и реконстр. дорог 98 1 1 1
9,2 переформирование пойм под дороги
Как видно из таблицы 2, по большинству видов отдельно взятых антропогенных воздействий характерна (в основном в пределах 90-99%) незаметная или незначительная степень измененности русел и пойм. Степень значительной измененности достигает 56% по сельскохозяйственной освоенности водосборных бассейнов рек (в том числе 48% по воздействиям животноводства), 10% по водозаборным и водосбросным сооружениям, 5% по мелиоративным мероприятиям, 5% по транспортным сооружениям (мосты, водопропускные устройства и др.), 4% по селитебно-рекреационным объектам.
Как следует из приведенных выше данных, за последние десятилетия антропогенные (экономико-географические) факторы по интенсивности и масштабам воздействий на русла, поймы и водосборы рек стали соизмеримы (а в отдельных местах - значительно превышают) с воздействиями природных (физико-географических) факторов. В ряде случаев антропогенные факторы не только способствуют возникновению опасных стихийных явлений (наводнений, селей, оползней и др.), но и усиливают их негативные последствия. Это проявляется в основном на нескольких наиболее хозяйственно освоенных реках с широким развитием промышленности и урбанизацией территории; при этом большая часть малых горных рек (благодаря суровой горной природе и трудности освоения) не претерпела заметных изменений, поскольку подвергается лишь косвенным воздействиям.
Таким образом, влияние антропогенных факторов на образование и сток наносов и русловые процессы малых горных рек весьма многообразно и значительно, хотя и имеет свои местные особенности. Следует отметить, что из всех видов антропогенных воздействий только достаточно емкие водохранилища, сооруженные на реках, прекращают сток ианосов из верхнего бьефа. Во всех остальных случаях природа сама устраняет изменения, вызванные вмешательством человека в образование и сток наносов и русловые процессы малых горных рек.
Оценка экологической напряженности в руслах, поймах
и водосборах малых горных рек
Для оценки экологической напряженности в НИЛ эрозии почв и русловых процессов МГУ (Москва) при районировании территории России по экологической напряженности разработана методика, заключающуюся [53]: 1) в анализе антропогенных факторов изменений пойменно-русловых комплексов, 2) в кодировании экологических ситуаций в руслах и поймах рек по системе баллов, 3) в экологическом картографировании и районировании. Поскольку антропогенные воздействия вызывают широкий спектр последствий, существенно отличающихся по структуре, способам измерения и характеру распространения, пока еще не разработан единый критерий оценки последствий и экологического состояния, который интегрировал бы все частные оценки по каждому из определяющих его явлений. Поэтому для оценки экологической напряженности применяют частное экологическое картографирование русел и пойм рек по следующим видам информации [53]: 1) механическая измененность русел рек; 2) механическая измененность пойм; 3) размывы берегов; 4) заиление; 5) изменение затопляемости пойм, связанное с созданием водохранилищ, водозаборов; 6) изменение стока рек; 7) пересыхание водотоков (естественное и в результате изъятия стока). 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 негативных последствий до балла 5 - для явлений, вызывающих наиболее неблагоприятные последствия [53]. Распространенность уровней напряженности каждого вида негативных явлений, определяющих экологическую напряженность, с помощью условных обозначений наносят на карты-схемы (масштаб 1:1500000; 1:3000000 и др.) линейно (вдоль реки) или пространственно (районирование) по территории. На основании частных оценок по этим показателям выполняют интегральную оценку. Для этого карту-схему изучаемой территории разделяют на квадраты (со стороной порядка 10-20 км), исходя из условия, чтобы при таком размере квадрата в него попадет хотя бы один участок русла реки или пересыхающего водотока с проявлением руслоформирования. Информацию о состоянии русел и их пойм по каждому из 8 частных показателей обрабатывают путем суммирования их баллов в каждом квадрате (или на каждом участке русла). Если фактор отсутствует, то по нему принимают оценку в 0 баллов, а при наивысшем его уровне принимают оценку в 5 баллов [52]; [53]. Для каждого показателя принят поправочный коэффициент (Кi), учитывающий его значимость, то есть роль данного явления в общем процессе ухудшения экологической обстановки на реках. Принято, что на экологическую ситуацию на реке наименее влияют (в скобках указан их весовой коэффициент Кi): затопляемость пойм (0,5), размыв берегов (0,7) и измененность пойм (0,8). Остальные 5 факторов представляют явления, крайне отрицательно сказывающиеся на экологическом состоянии не только рек, но и прилегающих территорий, поэтому, они имеют максимальное значение коэффициента Кi=1 и, следовательно, соответствующие им баллы (Бi) входят без изменения в состав суммы баллов S(Кi*Бi). Максимально возможное (при наиболее неблагоприятных условиях и наивысшей экологической напряженности по каждому фактору) значение S(Кi*Бi)=35, его делят на пять градаций (или 6 уровней) и каждому уровню присваивают балл, принимаемый в качестве интегрального показателя экологической напряженности в руслах и поймах рек [53].
По этой методике для определения интегрального показателя экологической напряженности в руслах и поймах рек Зап. Тянь-Шаня были составлены карты-схемы (в масштабе 1:500000) частных уровней напряженности по каждому из указанных видов негативных последствий . Поскольку каждый вид непосредственных (механических) воздействий и его экологических последствий может иметь разную степень (от очень слабой до очень сильной) были составлены матрицы конфликтных ситуаций, в которых сопоставлены факторы антропогенных воздействий на русла и поймы рек и соответствующие им степени измененности русел рек (см. нашу работу [54]). В матрицах и воздействия, и их последствия выражены в баллах, на 6 уровнях (от 0 до 5).
Как и в отмеченной выше методике МГУ [53], механическая измененность русел водотоков Зап. Тянь-Шаня была оценена в 0 баллов - при отсутствии изменений; в 1 балл - при слабых механических изменениях, охватывающих не более 25% всей длины водотока; в 3 балла - при средних (25-50% длины водотока); в 5 баллов - при сильных изменениях (и более 50% длины водотока) [55]. В среднегорье и высокогорье она вызывается не антропогенными воздействиями, а естественными склоновыми процессами (выветривание горных пород, осыпи, обвалы, лавины, сели). причем здесь более уместен термин "погребение", а не"пересыхание" водотока, поскольку сток воды продолжается под слоем наносов и обломочных материалов. В зоне низкогорья, после выхода малых водотоков из горных долин в межгорные котловины (Чирчикскую, Ангренскую, Ферганскую) сток воды в значительной мере (вплоть до полного забора) разбирают в арыки, при этом русло претерпевает механические изменения разной степени.
По степени заиленности реки оценены на уровнях: 1 балл - очень слабое; 2 - слабое; 3 - среднее; 4 - сильное; 5 - очень сильное. На реках Зап. Тянь-Шаня это явление обусловлено в основном избыточным поступлением в реки продуктов эрозии и площадного 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. На Зап. Тянь-Шане ему способствуют значительные селевые выносы мелкодисперсных глинисто-пылеватых материалов и изъятия воды на полив, достигающие максимума именно в меженный период, когда наиболее интенсивно естественное испарение и истощены источники питания рек (иссякли подземные воды, стаял снет, отсутствуют атмосферные осадки) [55]. Тем не менее, заиление и вызванная им деградация рек не представляют серьезной проблемы, поскольку русла водотоков (даже временных) систематически промываются достаточно частыми и мощными паводками. Заиление слабой степени (в основном в виде наилка) наблюдали в основном на редких здесь участках русел с малыми уклонами и на поймах рек. Полное заиление, зарастание и деградация даже коротких участков русел в горной зоне авторы не встречали.
Если график интегральной зависимости Рd%=f (d) содержания фракций наносов (Рd%) от их крупности (d), построенныё по методу Е.Крессера для взвешенных и влекомых наносов, выражен двумя горбами на кривой распределения грануломет-рического состава, то это свидетельствует о наличии в речном потоке генетически различных наносов. Линия раздела между этими горбами (соответствующая гранич-ному размеру взвеси dГр, разделяет наносы на транзитные и руслоформирующие (то есть часть взвешенных наносов является руслоформирующими). Способность потока транзитом переносить большую часть склоновых наносов предохраняет русло от заиливания. На графике (построенном по данным А.С.Назарова, 1984 [64]) для нано-сов весеннего паводка реки Ахангаран у гидрометрического поста Турк (в "4 км выше плотины) такой горб-перегиб прослеживается только на интегральной кривой фракционного состава взвешенных наносов, причем перегиб кривой приходится на диапазон размеров частиц от 0,001 до 0,05 мм. Такая форма кривых может свидетельствовать о генетической однородности влекомых (приходящих в движение вследствие размыва русла), и генетической неоднородности взвешенных наносов. Взвешенные наносы на верхнем участке Ахангарана образуются в основном за счет склонового стока, без заметного участия русловых мелких фракций, достаточного запаса которых в русле верхнего Ахангарана практически нет, тем более - очень мелких фракций [33]. В принципе это можно объяснить поступлением в состав стока техногенной пыли, выбрасываемой в атмосферу предприятиями, расположенными в долине Ахангарана, однако для уверенного вывода недостаточно отдельного (возможно даже единичного) измерения, а требуются более детальные специальные исследования.
Аккумулированная на поверхности почвы цементная и зольная пыль, осевшая и атмосферы, частично смывается ливневыми водами; при снеготаянии большая часть пыли, накопленной снегом за зимний период, с талыми водами попадает в гидрографическую сеть [30]. Установлено, что в ходе седиментации взвешенных веществ (в том числе антропогенного происхождения) из воды за счет адсорбции удаляются многие загрязняющие вещества, оседающие на дне в виде илистых, пылеватых и коллоидных частиц. При этом процессы седиментации протекают во много раз быстрее (за десятки часов), чем окисление и биохимическое преобразование примесей (для которых иногда требуются годы) [56]. При этом в донных отложениях может происходить накопление загрязняющих веществ.
Интенсивность размыва берегов, являющегося одним из проявлений русловых деформаций, оценена по средней годовой скорости размыва [57]: 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. На Тянь-Шане в горной части водотоков размыв берегов почти не проявляется (то есть, как правило, не выходит за пределы слабого - 1-2 баллов), особенно на участках скальных (лотковых), порожисто-водопадных русел и русел с НАФ, но становится более заметным на участках с РАФ, особенно в зонах, где крепкие коренные породы находятся под мощным покровом малоустойчивых к размыву осадочных пород.
Хозяйственная деятельность на реках во многих случаях затрагивает поймы больше, чем русла рек. При этом поймы значительно видоизменяются, нарушаются их экосистемы [58]. Это происходит не только в результате водохозяйственных мероприятий, 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 выпасов скота) поймами - 1 балл; районы со средней степенью измененности пойм, где, кроме пастбищ и сенокосов, производят распашку высоких пойменных ступеней (2 балла); районы с сильно измененными поймами, где значительно больше площадь распаханных земель и широко распространены осушительная и оросительная мелиорации (3 балла); районы с очень сильным изменением пойменных ландшафтов, где естественные комплексы встречаются крайне редко, поймы полностью распаханы, мелиорированы, а во многих местах обвалованы, что исключает их затопление во время половодий и ликвидирует пойменный режим (4 балла). В 5 баллов оценены районы, где поймы малых рек очень сильно механически изменены и распаханы вплоть до уничтожения.
На большей части территории Зап. Тянь-Шаня антропогенную измененность пойм можно оценить в 0-2 балла. Водосборы малых рек в высокогорной зоне не используют даже как пастбища, поскольку из-за суровости климата и широкого распространения долин-курумов здесь почти нет растительности. Большие пространства плоскогорий - Ангренского плато (в верховьях Ахангарана, Гава-сая, Чадак-сая и др. рек), урочища Чингильды (правобережье Терса), Кичик-Майдантала и Пулат-Хана (левобережье Терекли-сая) и др. используют как отгонные пастбища не более 4-5 месяцев в году, поэтому напряженность на их многочисленных, большей частью беспойменных реках оценена в 0-1 балл. Так же можно оценить напряженность большинства также большей частью беспойменных (хотя, по словам А.С.Аделунга [11] ":В пределах плато ущелье Ангрена имеет глубину "400м и плоскую, до 100м ширины пойму, по которой река местами даже образует излучины. Наиболее узким ущелье становится между устьями Арашана и Ташсая, которые, врезаясь в крутые и скалистые склоны его правого берега, образуют живописные водопады:") рек среднегорной зоны, чьи V-образные долины имеют настолько крутые склоны, что их почти не используют даже в качестве пастбищ. Почти не используют водосборы рек обширного бассейна Акбулака и северного склона хребта Саргардёнг (там зоны заповедника и заказника). И только в межгорных котловинах Ахангарана, Чаткала, Чирчика поймы частично (больше не позволяют их большей частью обнаженная валунно-галечная поверхность) используют в хозяйственных целях.
Изменение экологического состояния территории в связи с нарушением развития пойменных ландшафтов под влиянием водохозяйственных мероприятий проявляется в увеличении подтоплений в верхнем бьефе гидроузлов и в уменьшении затопляемости (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 средние изменения пойм оценены в 3 балла, а сильные- в 5 баллов экологической напряженности. Этим показателем учитывают избыточное (по сравнению с естественным, не измененным человеком состоянием реки) подтопление или иссушение поймы в результате создания водохранилищ или забором воды из водотоков. В нижних бьефах изменения связаны со снижением уровня воды в половодья и паводки вследствие регулирования стока водохранилищами, а в межень - в результате размыва русла реки. При этом сокращается или полностью прекращается затопление пойм, понижаются 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 плодородия вплоть до исключения их из состава используемых земель; ухудшаются также санитарно-гигиенические условия [59], [60].
На Зап. Тянь-Шане, где имеется только два водохранилища, в сферу вышеописанного влияния которых попадает небольшое число малых горных рек, для которых экологическую напряженность по этому показателю можно оценить в 1 балл (слабые изменения); подавляющее большинство водосборов подобных изменений не испытывают и их ситуацию можно оценить в 0 баллов.
Естественное пересыхание рек считают самым неблагоприятным последствием из всех проявлений гидрологического режима рек, поскольку оно создает значительную экологическую напряженность, ограничивая возможности водопотребления для различных нужд людей и всей живой природы [60]. Для оценки пересыхания используют два параметра: 1) количество лет за период наблюдений, когда река пересыхала, выраженное в %; 2) максимальное за период наблюдений количество дней, на которое река пересыхала [61]. Продолжительность пересыхания оценивают на 6 уровнях: 0 баллов - пересыханий не было; 1 балл - пересыхание наблюдалось 1-10% лет за период 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. В Зап. Тянь-Шане в очень маловодные и малоснежные годы отмечены случаи пересыхания малых горных рек, сток которых формируется на относительно малых высотах (до 1500-2000м), однако оценка, как правило, не превышает 1-2 баллов.
Изменение стока воды вследствие создания на реке водохранилищ оценивают по величине отношения полезного объема водохранилищ к 50%-ному объему годового стока (100*WПол/W50%стока, %). Степень экологической напряженности пропорциональна величине этого отношения . Для оценки выделяют 4 уровня экологической напряженности: отсутствует - отношение равно нулю (0 баллов); малая - отношение <30% (1 балл); средняя - 30-70% (3 балла); сильная - >70% (5 баллов) [60], [62]. На Тянь-Шане водохранилище есть только на одной реке, которую можно квалифицировать как малую горную, а именно - на Ахангаране у кишлака Турк. При его отношении 100*WПол/W50%стока,<30% это соответствует 1 баллу для участка реки ниже плотины.
За исключением Ахангарана, на Зап. Тянь-Шане водохранилища не оказывают влияния на сток воды малых горных рек, поэтому для них экологическую напряженность оценена по проценту изъятия стока реки [60]. Зап. На реках Тянь-Шаня - на большей части водосборов изъятия стока нет (0 баллов), а в густозаселенных нижних участках долин, где изъятие воды местами превышает 70% стока, экологическая напряженность оценена в 3-5 баллов.
На основании результатов оценки по частным показателям была выполнена интегральная оценка экологической напряженности в руслах и поймах региона по методике [51-53]. Интегральная оценка экологической напряженности в руслах и поймах рек региона не превышает 3 баллов (да и они получены за счет округления 2,5 баллов). В 3 балла оценена ситуация только в пределах промзон Чадака (участок Чадак-сая длиной "10 км) и Ангрена на участке сильно трансформированного русла Ахангарана ниже плотины Турк (длина "15 км), а также на нижних участках русел малых притоков Ахангарана (Таганбаши, Акташ, Саяк, Кайрагач, Загасан) и на совсем коротких (до 1-2 км) приустьевых участках русел Джигиристана и Наугарзана. Здесь участки русел превращены в селехранилища, производят отбор воды (особенно летом и осенью), а русла Кайрагач-сая и Загасан-сая засыпаны отвалами горных пород. В 2-2,5 балла оценена ситуация на нижнем участке Дукента (ниже рудников Янги-Абада), где, помимо отвалов пород, русло местами обваловано для защиты автодороги и поселков. В 2 балла оценена напряженность на нижних участках русел (длиной до нескольких км) Карабау-сая, Кызыл-Алма-сая, Гош-сая, Уак-Баба-сая, Кыркым-сая, Чильмайран-сая - правых притоков Ахангарана. Эта оценка обусловлена устройством в руслах сооружений для защиты железной и автомобильной дорог, а также сезонным пересыханием малых саев и распашкой земель в их долинах. В 1 балл или несколько выше оценена экологическая напряженность на руслах и поймах рек в Чарвакской котловине, а также в зоне влияния сооружений автодорог вдоль Ахангарана, Камчик-сая, Резак-сая, нижнего Акбулака, нижнего Терса и его правых притоков (Рабат-сая, Оусты-сая, Кичисарыбулак-сая). На остальной территории региона интегральная оценка экологической напряженности не превышала 0,5 балла и не вызывает особого беспокойства.
Оценка устойчивости русел рек
Понятие "устойчивость русла" применимо для сравнения рек по скорости развития русловых деформаций, оцениваемой как количественными характеристиками (скоростью перемещения побочней, перекатов, интенсивностью размыва берегов и т.д.), так и качественными описаниями, опирающимися 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). Известно, что устойчивость русел зависит от скорости течения потока, уклона, морфометрических параметров русла, изменяющихся не только в течение года, но даже в течение суток; русло и его устойчивость также изменяются и в пространств, и во времени. Качественная и количественная оценка устойчивости русел горных рек приведена в нашей работе [63]. В результате выполненной нами количественной оценки устойчивости (с помощью и коэффициента плановой стабильности русла Н.И.Маккавеева КСт) различных (по составу аллювия и по морфометрическим характеристикам) русел рек (обследованного ~50 км участка реки Ахангаран и на 36 км Карабау-сая), было установлено, что коэффициент стабильности КСт весьма высок - для обеих рек он не опускался ниже 400 ни на одном из обследованных створов; на отдельных участках с крупным аллювием и относительно узким руслом КСт поднимается выше 1000, а на Ахангаране между устьями Нишбаш-сая и Карабау-сая и на приустьевом участке Карабау-сая КСт снижался до 410-400. Значения Ло (числа В.М.Лохтина - критерия устойчивости профиля русла) на всем протяжении обследованного (~50км) участка реки Ахангаран соответствуют условиям устойчивости для продольного профиля горных и предгорных участков аллювиальных русел (сложенных обломками скал, булыжниками и валунами) рек (Ло>=10-6), а на Карабау-сае, наоборот, на большем протяжении его 36 км, особенно на верхнем и нижнем участках, значения Ло ниже уровня устойчивости, что можно объяснить большой вертикальной составляющей размывающей мощности крутопадающего потока реки (на всем протяжении уклоны лишь на коротких участках опускаются до 19%о).
Оценка для ряда малых рек Западного Тянь-Шаня (Камчик, Кызылча, Ирташ, Наугарзан, Лояк, Катта-сай, Дукент) показала, что на большей части их протяженности значения критерия Ло ниже уровня устойчивости для горных участков русел, сложенных обломками скал, булыжниками и валунами. Пониженную устойчивость продольного профиля этих рек (как и русла Карабау-сая) также можно объяснить большой вертикальной составляющей размывающей мощности крутопадающих потоков воды.
В заключение следует подчеркнуть, что даже на Ахангаране (с его очень трансформированными долиной и поймой и местами полностью уничтоженным руслом) уже в нескольких км ниже промзоны широкая пойма и полугорное русло приобретают естественный вид; выносы наносов из притоков (Дукент, Карабау, Нишбаш, Гушсай и др.) восстанавливают вызванные человеком нарушения в пойме и русле. Так же быстро восстанавливают вызванные человеком нарушения совсем малые реки, ручьи и даже временные водотоки в горах: они размывают отсыпки горных пород и полотно дорог, заносят наносами котлованы, ямы, траншеи, рытвины и т.д. Это лишний раз свидетельствует о высоком потенциале защитных сил Природы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). -М.: Россия молодая, 1994. -176с.
2. Корженевский Н.Л. Ангренская долина. -Ташкент: Гос. публич. библ. 1963.
3. Звезда Востока. -Ташкент: Гос. публич. библ., 1956. №8.
4. Масальский В.И. Туркестанский край. -С-Птб., 1913.
5. Массон. Ахангеран. Археолого-топографический очерк. -Ташкент: Изд. АН УзССР, 1953.
6. Массон М.Е. К истории горного дела на территории Узбекистана. -Ташкент: Изд. АН УзССР, 1953.
7. Машковцев С.Ф. Описание геологического маршрута в Юго-Западный Тянь-Шань по линии Ангрен-Чаткал-Касан-озеро Кукала-Гудас-Майдантал. 1930. -Ташкент: Гос. публич. библ.
8. Машковцев С.Ф. Геологическое описание восточной части Ташкентского листа. 1930. -Ташкент: Гос. публич. библ.
9. Машковцев С.Ф. Горы Карамазар. 1928. -Ташкент: Гос. публич. библ.
10. Наследов Б.Н. Карамазар. -М.: ЦНИГРИ, 1935.
11. Аделунг А.С. Западная часть Чаткальского хребта, Ангренплато и восточная оконечность Кураминских гор, 1953. -Ташкент: Гос. публич. библ.
12. Труды ЦНИГРИ, 1935. №27.
13. Гранитов И.И. Роль человека в смене растительности Средней Азии / Изв. АН УзССР, 1953. №3.
14. Мушкетов И.В. Туркестан. Том __. -С-Птб., 1906.
15. Аблаев С.М. Горно-лесной заповедник / Труды Горно-лесного заповедника. -Ташкент. Вып. 1. 1956.
16. Горбунов О.Ф., Сокол И.С., Антонова Г.Д., Медведко В.П. Отчет о разведке Ангренского буроугольного месторождения. -Ташкент: Гос. публич. библиотека, 1944.
17. Геология УзССР. Том 1. Приташкентский район. -М.: Госгеолиздат, 1937.
18. Ростовцев В. Материалы краеведческого музея г.Ангрен. -Ангрен, 1965.
19. Бедринцев К.Н. Основные проблемы развития Ангренского горно-промышленного района/ Изв. АН УзССР, 1956. №8.
20. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. О типизации антропогенных воздействий на русла, поймы и водосборные бассейны горных рек -Донецк: ООО "Экотехнология", 2006. -31с. -Деп. в ГНТБ Украины.
21. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. Водохранилища. - М.: Мысль, 1987. -325с.
22. Авакян А.Б., Герасимов Ю.В., Поддубный С.А. Актуальные проблемы обустройства водохранилищ // Гидротех. стр-во. -1999. -№ 6, -с.2-7.
23. Крыленко И.В., Дзагания Е.В., Крыленко В.В., Крыленко В.И. Экологические и рекреационные аспекты создания водохранилищ на малых горных реках. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2005. -33с. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 94-Ук-2005.
24. Мамедов А.Ш. Экологические аспекты эксплуатации горных водохранилищ // Гидротехн. стр-во. -1992, -№12, -с.11-12.
25. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. Что понимать под понятием "Малая горная река" и его критерии. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2005. -14с. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 95-Ук-2005.
26. Барышников Н.Б. Антропогенное воздействие на русловые процессы. -Л.: ЛГМИ, 1990. -140с.
27. Экономика строительства. Под ред. И.С.Степанова. -М.: Юрайт, 2003. -591с.
28. Бабко В.Л. с соавт. Сели Узбекистана. Научно-прикладной справочник. -Ташкент: САНИИрИ, УзУГКС, 1975-1984. -4 книги.
29. Stefanidis P., Kotoulas K. Ускорение эрозии после лесных пожаров в Греции // Interpravent. -Berlin. -1992. -№8. -s.29-33.
30. Танасиенко А.А., Путилин А.Ф., Артамонова В.С. Экологические аспекты эрозионных 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.
31. Гудзон Н. Охрана почв и борьба с эрозией. -М.: Колос, 1974. -303с.
32. Шатилов И.С., Замараев А.С., Чаповская Г.В. Химический состав атмосферных осадков и поверхностно стекаемых вод //Вестн. с.-х. науки. -М., 1979. -№ 6. -с.11-17.; 1990. -№ 5. -с.40-42.
33. Крыленко И.В., Крыленко В.В., Дзагания Е.В. О роли физико-географических факторов в образовании и стоке твердых наносов горными реками. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2005. - 74с. -Деп. в ГНТБ Украины 3.10.2005; № 59-Ук 2005.
34. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. -М.: Химия, 1991. -144с.
35. Addison P. Airborne pollutants and their potential impact on the forrest // Can. Forest Ind.- 1989. - Juli. - P. 93 - 98.
36. Ворон В.П. Загрязнение серых лесных почв щелочными и щелочноземельными металлами в зоне загрязнения атмосферы выбросами цементной пыли // Лесоводство и лесомелиорация. -1984. - № 8. -с.21-31.
37. Гидрологический ежегодник. Новосибирск, 1967-1979.
38. Чуян Г.А., Бойченко З.А., Пружин М.К. Потери биогенных веществ и смыв почвы при снеготаянии в зависимости от длины и крутизны склона // Агрохимия. -М., 1984. -№7. -с.53-58.
39. Докучаев В.В. Русский чернозем: Отчет ВЭО. -СПб.: Изд-во Вольн. экономич. общества, 1883. -376с.
40. Панков А.М. Эрозия почв в южной части обыкновенного чернозема Центрально-черноземной области // Эрозия почв. -М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. -с.303-314.
41. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. -М.: Колос, 1981. -199с.
42. Пенк В. Морфологический анализ. - М.: Гос. изд-во геогр. лит., 1961. -359с.
43. Косов Б.Ф., Любимов Б.П., Никольская И.И. О методике составления карт противоэрозионной устойчивости горных пород для целей учета потенциальной опасности развития линейной эрозии // Эрозия почв и русловые процессы. - М.: Изд-во МГУ. 1973. -Вып. 3. -с.116-125.
44. Хаиходжаев А.М. Формирование, механизм и пространственный прогноз развития экзогенных процессов под влиянием горных водохранилищ (на примере Чарвакского водохранилища). Дисс. на соиск. уч. степ. канд. геолого-минерал. наук, -Ташкент: ТашГУ, 1989. -219с.
45. Моргун Ф.Т., Шикула Н.К., Тарарико А.Г. Почвозащитное земледелие. -Киев: Урожай, 1988. -256с.
46. Степанова Т.С. Антропогенные сели / Селевые потоки, 1992. №12. -с.89-101.
47. Беркович К.М., Чалов Р.С. Сопротивляемость русел рек антропогенным воздействиям // Изв. РАН. -Сер. -Геогр. -1992. -№ 5.
48. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. -М.: МГУ, 1979. -232с.
49. Лохтин В.М. О механизме речного русла. -Казань: Каз. ун-т., 1885. -76с.
50. Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов СССР. -М.: Энергоиздат, 1982. -324с.
51. Крыленко И.В., Дзагания Е.В., Крыленко В.В., Крыленко В.И. Оценка сопротивляемости русел малых горных рек антропогенным воздействиям. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2005. -11с. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 93-Ук-2005.
52. Павлов И.Н. Сравнительный анализ русловых процессов рек различной водоносности 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. -21с.
53. 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.
54. Крыленко И.В., Дзагания Е.В. Оценка экологической напряженности в руслах и поймах малых горных рек Украинских Карпат. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2006. -14с. -Деп. в ГНТБ Украины.
55. Водогрецкий В.Е. Антропогенное изменение стока малых рек. -М.: МГУ, 1990. -283с.
56. Боровков В.С. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. -Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -285с.
57. Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Антропогенная измененность русел и размывы берегов как показатели экологической напряженности на реках России // Проблемы оценки экологической напряженности территории России: факторы, районирование. -М.: МГУ, 1993.
58. 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.
59. Михайлов В.Н., Эдельштейн К.К. Оценка устойчивости и уязвимости водных экосистем с позиций гидроэкологии // Вестн. Моск. ун та. Сер.5. Геогр. -1996. -№3.
60. 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.
61. Методические рекомендации по учету влияния хозяйственной деятельности на сток малых рек при гидрологических расчетах для водохозяйственного проектирования. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
62. Боков В.А. и др. Методология и методика оценки экологической ситуации. -Симферополь: Таврия-Плюс, 2000. -100с.
63. Крыленко И.В., Дзагания Е.В., Крыленко В.В., Крыленко В.И. Качественная и количественная оценка устойчивости русел горных рек. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2005. -22 с. -Деп. в ГНТБ Украины 12.12.2005; № 96-Ук-2005.
64. Назаров А.С. Исследование стока взвешенных веществ горными реками. -Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. -Ташкент: ТашГУ, 1984. -23c.
Антропоген-воздействия на реки западного тянь-шаня
© Copyright: Владимир Крыленко, 2011
Свидетельство о публикации №211070600252
Свидетельство о публикации №211070600252
Рецензии