О РОЛи малых горных рек в экономике и ландшафтах

Это - НЕ стихИ и даже НЕ пОстЫлая прОза,
а кое-какие фрагмЕнты материалов из не ТАК уж устарелых
моих - врОде-б <научных> врОде-бы <рабОт>, вЫполненных
мною абсолютно бесплатно и безвозмЕздно
(но мне было интерЕсно - я ж НЕ гидрОлог, НЕ геОграф,
а артиллерИст-зенИтчик, а пОзже - инженер-технОлог,
а ещё пОзже - экономИст, экОлог и т.д.
и исследовал-опИсывал местА, где мои старшие ДЕТи рожденЫ!) -
от НЕЧа дЕлать - после гибели моей женЫ и в <антрАкты>,
когда я не был в похОдах и пока я бывАл без подружек.
Так что мОжете судИть меня за <НЕ ТО>, за огрЕхи, ошИбки,
но НЕ Очень стрОго - тудА мне - на ТОТ БЕЗ проСВЕТа СВЕТ -
вскОрая дорОга (что мне - НЕ дорогА!).

ИТАК - лихА бедА - начАло:

О РОЛи малых горных рек в экономике, в естественных и антропогенно измененных ландшафтах горных стран

Малая река - начальная основа речной сети. Малые реки составляют
подавляющее большинство как в общей численности рек, так и по общей
длине водотоков (см. табл. 1.5 по данным
М.М.Паламарчука и О.З.Ревера, 1991).


Таблица 1.5
Категория реки Длина реки, км Общее количество рек: Общая длина всех рек (км):
СССР Украины СССР Украины
Наименьшие до 10 28112587 67172 5624881 131253
то же 11-25 113974 2941 1697939 44676
Малые 26-100-- 32733 940 1426288 41706
Средние 101-500 3844 115 669861 20021
Большие более 500 280 15 228895 10508
Всего 28263418 71183 9647864 248164

Например, в бывшем СССР реки с длиной до 10км составляли
около 99,5%, а на Украине - ~94,4% от общего числа рек.
На Украине рек длиной более 10км  -около 4 тысяч, а длиной
свыше 100км - всего 130; при этом общая длина водотоков
короче 10км составляет 53% от общей длины всех рек, а среди рек
длиннее 10км малые реки (длиной 10-100км) составляют 74%
от общей длины всех рек. Подобные цифры характерны и для
величины бассейнов: 95% речных бассейнов имеют площадь
не более 50 км2, а бассейнов с площадью более 500 км2 - всего
0,6%.
     Бассейны малых рек являются основным элементом горных
стран, как по занимаемой территории и по объему стока воды,
так и по народнохозяйственному значению в экономике и в
жизни людей в целом. Создавая себя, горные реки создали
бесчисленное множество неповторимых природно-территориальных
комплексов (ландшафтов) с широкими и узкими
долинами разнообразных форм, ущельями, каньонами,
теснинами, живописными пейзажами, своим микроклиматом,
специфическим грунтово-почвенно-растительным покровом,
животным миром и др. особенностями.
Природно-территориальные комплексы в чистом виде существовали
только во времена глубокой древности (в палеолите
и мезолите), а уже в неолите (5-6 тыс. лет до новой эры) люди
начали заниматься земледелием и первичной обработкой металла,
стали все активнее влиять на окружающую их среду,
а природно-территориальные комплексы постепенно превратились
в природно-антропогенные системы. Хотя проблемам
природно-территориальных комплексов (как чисто естественных,
природных, так и антропогенно измененных и созданных)
посвящено много работ, а ландшафтоведение уже давно выделено
и сформировано в отдельную науку и область деятельности,
еще нет единой общепризнанной общенаучной классификации
разнообразия ландшафтных объектов. В.Т.Гриневецкий
(2000) предложил разделить разнообразие её ландшафтных объектов
на две группы:
I  - объекты природного разнообразия ландшафтных комплексов;
II - объекты антропогенизированных ландшафтных комплексов.
Под природными ландшафтами понимают индивидуальные,
неповторимые сочетания ландшафтных урочищ, местностей,
фаций и высотных поясов, характерных для определенных
территорий. Природный ландшафт - это не только внешний
вид территории, это закономерно построенная система,
состоящая из совокупности более мелких природных комплексов
(фаций, урочищ, местностей, высотных поясов) и в которой
протекает присущий только данному ландшафту ход природных
процессов (геотектонических, геоморфологических,
гидро-термических, гидромеханических, почвообразующих,
русло-формирующих и др.), которая обусловливает и внешний вид,
и природно-климатические условия ландшафта, и особенности
его хозяйственного использования (К.?.Геренчук с соавт., 1968).
Отличительная особенность горных стран - их высотная
ярусность, поясность, зональность, определяющая все
их остальные характеристики, в том числе и ландшафтные.
В зависимости от высотной ярусности (этот вопрос рассмотрен
в специальном разделе) все многообразие видов природных ландшафтов
горных стран сгруппировано в четыре группы ландшафтов:
1) группа предгорных и межгорных ландшафтов;
2) группа низкогорных ландшафтов; 3) группа среднегорных
ландшафтов; 4) группа высокогорных ландшафтов.
     Значительная часть территории Карпат и предгорно-межгорная
часть Зап. Тянь-Шаня заселены на протяжении
многих тысячелетий, поэтому, деятельность людей вносила и
продолжает вносить с еще большей интенсивностью множество
изменений, как во внешний вид ландшафтов, так и в происходящие
в них процессы, в том числе и в режим рек и ветров, в
состав почвенного и растительного покрова, в интенсивность и
характер эрозионных и др. (в том числе и русловых) процессов.
Неотъемлемой составной частью горных пейзажей стали поселения,
предприятия, дороги, мосты, линии связи и электропередачи,
пастбища, возделанные поля и участки. Таким образом,
природные ландшафты преобразованы в антропогенно изменённые ландшафты.
В.Т.Гриневецкий (2000) предложил подразделять всё
многообразие объектов антропогенизированных ландшафтных
комплексов по признакам технологизации природопользования
и направленности антропогенизации на такие объекты
видоизмененного ландшафтного разнообразия:
1) внутриматериковые сухопутно-акваториальные (озерно-водохранилищные,
прудовые, мелиоративно-обводнительные
системы, подтопленные территории, искусственные болота и т.д.);
2) лесные (трансформированные, измененные, искусственно
созданные);
3) сельскохозяйственные;
4) селитебно-урбанизированные (в том числе -
селитебно-рекреационные);
5) промышленные (длительные промышленные застройки);
6) горнодобывающие (созданные горными разработками);
7) транспортные;
8) объекты нарушенного (разрушенного, опустошенного,
деградированного) ландшафтного разнообразия;
9) объекты искусственно созданного ландшафто-подобного
(квазиландшафтного) разнообразия;
10) объекты смешанного антропогенного формирования
биотично-ландшафтного и (или) квазиландшафтного разнообразия;
11) ландшафтное разнообразие техногенно замусоренных
и загрязненных территорий;
12) историко-культурные ландшафтные объекты;
13) ландшафтное разнообразие военных поселений и действий;
14) ландшафтное разнообразие рекультивированных территорий
(акваторий);
15) ландшафтное разнообразие мелиорированных земель (территорий);
16) техногенные ландшафтоподобные образования, созданные
из природного материала механически, без его термического
и химического изменения, но с коренной переработкой их
первоначальной структуры.
Хотя эта классификация не является общепризнанной, следует
отметить, что в водосборных бассейнах малых горных рек
рассматриваемых в данной работе регионов можно встретить
большинство видов объектов второй группы (антропогенизированных
ландшафтных комплексов) и многие виды объектов
природного разнообразия ландшафтных комплексов. Однако,
если на равнинных территориях объекты природного комплекса
сохранились в очень ограниченном распространении, то в
бассейнах горных рек, особенно малых, благодаря труднодоступности
и сложности хозяйственного освоения, они сохранились
значительно лучше и меньше подверглись воздействию
человека. Ниже рассмотрены место и роль малых рек
в экономике и ландшафтах горных стран.

Горные реки Центральной Азии формируются и текут в
более суровых и менее разнообразных (по сравнению
с Европой) условиях резко континентального климата и
высокогорья. Здесь они не играют той колоссальной роли
в развитии рекреации и туризма, что уже давно наблюдается
в Европе. Но, по мере социально-экономического развития,
вопросам рекреации стали уделять больше внимания.
В отличие от других континентов, здесь не играет существенной
роли и гидроэнергетическое использование водохранилищ,
которые до последнего времени создавали в основном для
целей ирригации. Не получило существенного развития
использование водохранилищ для водоснабжения, основная
причина чего - отсутствие (или недостаточное развитие)
во многих странах систем водоподготовки, соответствующих
современным техническим и гигиеническим требованиям
промышленных и питьевых стандартов. В аридных районах
Центральной и Западной Азии водохранилища - единственные
постоянные пресные водоемы, в связи с чем их создание
приводит к существенному изменению гидрографии.
Прогнозы скорости заиления в проектах многих ГТС
Азии оказались заниженными в 1,5-2 раза, поскольку не-
достаточно учитывали поступление продуктов разрушения
и переформирования берегов (особенно лессовых), которые
в первые годы дают до 50% поступающих твердых частиц.
В результате осаждения наносов в водохранилищах актив-
но идет развитие речного русла в нижних бьефах гидроузлов.
В то же время отложение наносов уменьшает износ
турбин и др. оборудования гидроузлов.
Для Ирана (страны с аридным климатом) также харак-
терны резко пересеченный горный рельеф, бурные реки,
текущие в узких долинах и ущельях, использование воды
рек для обеспечения населения и хозяйства. Доля ГЭС
достигла здесь 60% в энергобалансе; строительство гидроузлов
очень эффективно и быстро окупается.
В Афганистане осадки выпадают только зимой и вес-
ной; в летнее время реки питаются за счет таяния снега и
ледников. Реки бурные, с большими уклонами русла, текут
в глубоких узких долинах и ущельях; 80% выработки
электроэнергии дают ГЭС. Вода рек используется
в основном для хозяйственно-бытовых нужд и ирригации.
Реки Японии горные, короткие, бурные, с паводковым
режимом, богаты гидроэнергией. Для Японии характерно
многоцелевое использование гидроузлов - для энергетики,
промышленного и хозяйственно-бытового водоснабжения,
ирригации; широко развито рекреационное использование
(рыболовство и туризм). В связи с небольшими размерами
водохранилищ и созданием их в условиях горного рельефа,
не было крупных проблем с воздействием их на окружающую
среду. Характерная особенность гидроузлов и
водохранилищ в Японии - их эстетическая завершенность,
выразительность, гармоничное единение с природой
(А.Б.Авакян с соавт., 1987).
В странах бывшего СССР малые горные реки почти не
использовали для получения электроэнергии, в горах ГЭС
строили на больших или средних реках (например, на Вахше
в Таджикистане, на Нарыне в Киргизии, на Куре и
Ингури в Грузии, на Сулаке в Дагестане и т.д.). Бассейны
и долины малых рек здесь использовали в основном для
выпаса скота, земледелия, добычи полезных ископаемых, для
прокладки дорог, трубопроводов, линий связи и электропередачи
и лишь в редких случаях строили ГЭС (например,
на Чемале в Горном Алтае, на Мзымте и Раздане на Кавказе и др.).
В сравнительно малых масштабах использовали
колоссальный рекреационный потенциал. Прекрасными
горными ландшафтами в бассейнах малых рек любовались
только редкие местные жители, туристы, горнолыжники и
альпинисты, а подавляющее большинство отдыхающих
стремились к перенаселенным берегам морей и в давно
обжитые курортные места низкогорий, не желая понять, что
чистый прохладный ионизированный горный воздух, эстетическое
воздействие бурных водных потоков, живописных горных ландшафтов,
смена впечатлений - все это в комплексе делает их природными лечебницами.
      Как видно из приведенного обзора, малые горные реки
внесли решающий вклад в развитие экономики и являются
одним из главных элементов ландшафтного разнообразия
горных стран.


3.2. Антропогенные (экономико-географические) факторы

В течение всей истории, вплоть до недалекого прошлого,
основной задачей гидротехников была защита сооружений и
угодий в прибрежной зоне рек от негативного воздействия
речных потоков и русловых процессов. В XX веке одной из
главных задач стала проблема прогнозирования и учета
воздействий на реки и их русловые процессы сооружений на
реках и различных мероприятий в водосборных бассейнах. Это
обусловлено тем, что негативные последствия этих воздействий
по своим масштабам и значимости могут во много раз
превышать или существенно снижать экономический эффект,
полученный от сооружений в руслах рек или проведения в их
бассейнах лесомелиоративных и др. мероприятий. Русловые
процессы наиболее быстро и остро реагируют именно на
антропогенные воздействия, а степень его в настоящее время
может быть столь велика, что в корне меняет русловые
процессы не только на самом водотоке, но и в его
водоприемнике. Яркий пример этого - интенсивная выемка
используемого для строительства аллювия (песка, гальки) из
русел и пойм рек, вызывающая резкое падение уровня воды и,
как следствие, уменьшение глубины, обнажение водозаборных
сооружений и др. негативные последствия. Еще больше может
быть масштаб негативных последствий от сооружения плотин,
разделяющих реку на верхний (где отлагаются наносы) и
нижний (где идет интенсивный размыв русла) бьефы.
Это вызывает необходимость глубокого изучения русловых
процессов и их изменений, происходящих при антропогенных
воздействиях на них.
     Сверхинтенсивное строительство ГТС и др. воздействия
на водосборные территории, поймы и русла рек,
начавшиеся с середины XX века, вызвали необходимость
изучения и оптимизации взаимоотношений между
деятельностью человека и окружающей средой, в данном
случае - с русловыми процессами рек. В связи с этим
началась экологизация науки (К.М.Беркович, Р.С.Чалов,
1992) и разработка прогнозов изменения природной среды
под влиянием антропогенной деятельности, выявление и
оценка отрицательных явлений и последствий,
вызываемых человеком в ходе природопользования.
Применительно к русловым процессам экологизация и
оптимизация предусматривает изучение их развития,
изменения направленности и характера в результате
хозяйственной деятельности, а также таких экстремальных
трансформаций русла, которые, воздействуя на состояние
рек и прилегающих к ним территорий, приводят к
отрицательным для жизни и деятельности человека
последствиям (И.Н.Павлов, 1994).
Продолжающийся рост численности людей,
промышленного и сельскохозяйственного производства
ведет к усилению воздействия факторов урбанизации на
речные системы, в связи с чем возникла необходимость
развития новых форм русловой науки, связанных с
формированием стока и протеканием русловых процессов
на участках рек, подвергшихся урбанизации. Одним из
первых эту проблему сформулировал Б.Ф.Снищенко (1978),
указавший на эффективность системного полхода при
оценке влияния на русловые процессы факторов
урбанизации и инженерных сооружений, возводимых в
руслах рек, а также разработавший методологию
прогнозирования русловых процессов на
урбанизированных участках рек и подразделивший по
характеру и степени влияния на русловые процессы все
виды антропогенных факторов (воздействий) на активные
и пассивные. К активным отнесены факторы, которые
способны внести существенные изменения в естественный
ход деформаций русла и поймы (плотины, мостовые
переходы, дамбы обвалования и т.д.). К пассивным
отнесены находящиеся в русле и подверженные влиянию
самих русловых процессов гидротехнические объекты,
способные привести только к местным изменениям в русле,
не влияя в целом на процессы руслоформирования
(водозаборы, водосбросы, различные виды переходов через
реки: дюкеры, трубопроводы, кабельные линии связи, ЛЭП
и т. д.). Н.Б.Барышников (1990) считал эту (впрочем, как и
все другие) классификацию несовершенной, так как в ней
не раскрыто влияние факторов на русловые процессы;
кроме того, к первой категории отнесены мостовые
переходы, изменяющие русловые процессы только на
коротких участках русла (даже если они перекрывают
пойму), а ко второй - дамбы обвалования, отделяющие
русло от поймы иногда на протяжении сотен километров и
коренным образом изменяющие русловые процессы на всем
своем протяжении.
Б.С.Боровков (1989), наоборот, взял ее за основу,
выделив из широкого спектра факторов урбанизации лишь
те, которые существенно изменяют динамику речных
потоков и ход русловых процессов, и не рассматривая те
факторы, которые отражаются только на качестве воды и
общем санитарном состоянии водотока. За основу взяты
факторы, влияющие на гидравлические и
морфометрические характеристики потока - то есть,
изменяющие: 1) геометрию речного русла, 2) сток воды,
3) сток наносов. Факторы каждой из этих групп подразделены
на два класса:
I. факторы, активизирующие процессы размыва и
транспорта наносов:
1) увеличение стока воды за счет водоподведения;
2) увеличение стока воды в межень за счет регулирования
стока;
3) увеличение стока воды в межень и паводки за счет
территориального перераспределения стока;
4) уменьшение стока наносов;
5) нарушение термического и ледового режима;
6) увеличение уклона на участке русла;
7) искусственное сужение русла;
8) локальные размывы вблизи инженерных сооружений;
II. факторы, активизирующие процессы заиления
речного русла:
1) уменьшение стока воды в межень и паводки за счет
водопотребления;
2) уменьшение стока воды в паводки за счет
регулирования стока;
3) увеличение стока наносов с урбанизированных
территорий и др. водосборных площадей;
4) изменение качественного состава наносов;
5) консолидация загрязненных донных наносов;
6) искусственное увеличение глубин;
7) искусственное расширение русла;
8) локальное заиление вблизи инженерных сооружений;
9) зарастание речных русел.
Эта совокупность факторов является лишь частью
более общей классификации Б.Ф.Снищенко (1978),
относящейся только к активным сооружениям и не
включающей пассивные сооружения, не оказывающие
влияния на русловые процессы.
В естественных условиях эти факторы действуют как
взаимозависимые, а в условиях урбанизации каждый
фактор может действовать индивидуально, независимо
один от друга.
В зависимости от характера изменений действующих
факторов (по величине и по времени) масштаб их влияния
различен и будет проявляться на различных структурных
уровнях русловых процессов (Н.Е.Кондратьев, 1982).
По классификации Р.С.Чалова и А.А.Дарбутаса (1992)
все виды инженерных и водохозяйственных сооружений
и мероприятий подразделены в зависимости от типа
взаимодействия с русловыми процессами: 1) изменяющие
факторы русловых процессов (ГЭС, искусственное
обвалование рек); 2) влияющие на морфологию русла и его
деформации (карьеры стройматериалов, регулирование
русла по трассе судового хода); 3) испытывающие влияние
русловых деформаций (мостовые переходы, водозаборные
сооружения и т.п.).
По другой классификации (К.М.Беркович, Р.С.Чалов,
1992) они подразделены на: 1) полностью прекращающие
русловые процессы; 2) изменяющие морфодинамический
тип русла; 3) меняющие знак русловых деформаций
или активизирующие их; 4) изменяющие периодичность
русловых деформаций; 5) закрепляющие формы русла и
руслового рельефа. По виду хозяйственной деятельности
и объему проводимых работ их изменения могут быть
местными и региональными.
И.Н.Павлов (1994) предложил классификацию по видам
хозяйственной деятельности с оценкой сопротивляемости
русел антропогенным воздействиям, не объединяя эти виды
в какие-либо группы. В этом случае более
предпочтительным можно считать применение подхода
В.Т.Гриневецкого (2000), который все разнообразия
ландшафтных объектов разделил на две группы:
природного и антропогенизированного разнообразия
ландшафтных комплексов. Если на равнинных
территориях объекты природного комплекса сохранились
в ограниченном распространении, то в бассейнах горных рек,
особенно малых, они сохранились значительно лучше и
меньше подверглись воздействию человека. Вторую группу
он предлагает подразделить по признакам технологизации
природопользования и направленности антропогенизации
(см. главу 1). Исходя из подхода В.Т.Гриневецкого (2000),
можно выделить следующие группы факторов, которые
могут иметь место при воздействиях на русловые процессы:
1) гидротехнические; 2) лесные и лесотехнические;
3) мелиоративные; 4) селитебно-урбанизированные
(в том числе - селитебно-рекреационные); 5) промышленные
(длительные промышленные застройки);
6) горнодо-бывающие (созданные горными разработками);
7) транспортные; 8) сельскохозяйственные.
Ю.М.Швыдкий (1995) предложил следующую
типизацию техногенных геоморфосистем по их возможному
воздействию на рельеф и рельефоформирующие факторы:
1) инженерно-строительный тип (подтипы: городской,
промышленный, энергетический, транспортный) -
повышение и понижение отметок (в результате планировки
территорий, создания выемок, насыпей, террас; засыпания
оврагов и балок; выположения склонов; отсыпки и
намывания грунтовых смесей); изменение
гидрографической сети; создание искусственных акваторий
(прудов, водохранилищ), каналов; активизация
суффозионно-карстовых, эрозионных, оползневых и
просадочных процессов; изменение берегов; подтопление,
заболачивание, заиливание и др.;
2) горнодобывающий (шахтный, карьерный) - создание
выемок (карьеров), насыпей (отвалов), подземных пустот,
изменение гидрографической сети; развитие эрозии,
оползней, осыпей, обвалов на склонах карьеров, отвалов,
терриконов; карстование, дефляция, проседание земной
поверхности над подземными выработками;
3) сельскохозяйственный (земледелие, животноводство)
- создание техногенных мезо- и микроформ рельефа
(пашня), активизация площадного смыва и линейного
размыва; дефляция;
4) водохозяйственный (мелиоративный,
водоснабженческий) - создание искусственных выемок и
насыпей (канавы, каналы, дамбы); изменение
гидрографической сети, подтопление, заболачивание,
дефляция на пересушенных территориях, оседание земной
поверхности (образование депрессионных воронок) в местах
откачивания подземных вод, активизация просадочных и
суффозионно-карстовых процессов;
5) лесотехнический - активизация площадного смыва и
линейной эрозии, образование оврагов, оползней и селей,
развитие дефляционных процессов на территориях, где
вырубаются леса;
6) рекреационный - то же, что при инженерно-строительном
освоении территории, а также реконструкция стойкости природного
рельефа, ликвидация нежелательных последствий рельефообразующих процессов.
       Как видно из сравнения, типизации Ю.М.Швыдкого
(1995) и В.Т.Гриневецкого (2000) взаимно дополняют одна
другую, достаточно всеобъемлющи, поэтому их элементы
приняты в данной работе при анализе и оценке
антропогенных воздействий на поймы и русла рек
и на русловые процессы.
     Влияние хозяйственной деятельности на развитие
русла может быть прямым (непосредственным) и
косвенным (через изменение условий стока воды и наносов;
через активизацию склоновых и русловых процессов).
Поэтому, более логичным, последовательным
и всеобъемлющим представляется подразделение всех видов
антропогенных воздействий на русла и русловые процессы
на две группы: 1) непосредственные воздействия
и 2) косвенные воздействия.

    3.2.1. Непосредственные воздействия на русла

Непосредственные воздействия на русла оказывают
многие виды и конструкции гидротехнических,
транспортных и инженерных сооружений на реках, выемка
валунно-галечно-гравийно-песчаных смесей из русла и
поймы, отсыпка отвалов горных пород и отходов
производства, свалка строительно-ремонтного и бытового
мусора в русло и пойму, взрывные работы и расчистка
полотна дорог, при которых большие массы горных пород
сбрасывают в русло или в прирусловую зону.
Наиболее сильные воздействия оказывают плотины на
реках, вызывающие затопление и подтопление поймы и
прилегающих территорий, деформации русла и берегов
водохранилищ, их заиление и занесение наносами в верхнем
бьефе, а также интенсивный размыв и русловые
деформации в нижнем бьефе гидроузлов. А.Ш.Мамедов
(1992) предложил новую компоновку водосбросов на ГТС,
обеспечивающую в эксплуатации частичный пропуск
наносов и более мутной воды в нижний бьеф, что позволяет
уменьшить заиление водохранилища и размыв в нижнем
бьефе.
Водохранилища стали феноменом XX века - за 100 лет
их объем увеличен в 440 раз - с 15 км3 до 6600 км3.
Многие ученые и практики даже предлагают опорожнить
некоторые водохранилища, или хотя бы понизить уровень
воды в них, чтобы уменьшить их негативные последствия.
Однако А.Б.Авакян с соавт. (1999) считают, что это
повлечет еще большие отрицательные последствия, чем
приносит наличие их на существующем уровне. В то же
время, как это уже отмечено в главе 1, 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.
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.
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. 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. (Н.Б.Барышников, 1990).
Повышение уровня воды вследствие подпора у мостовых
опор (с последующим заболачиванием поймы) для горных
рек неактуально.
При строительстве дорог и мостов земляные работы
часто являются причиной возникновения или активизации
селевых явлений, поскольку разрыхляют горные породы на
больших пространствах, а значительную их часть
сваливают в поймы или непосредственно в русло реки.
Мероприятия по охране окружающей среды требуют
значительных затрат, что снижает экономическую
эффективность инвестиций в строительство (Экон. стр., 2003).
Поэтому при строительстве дорог и мостов охранные
мероприятия предусматривают обычно в явно заниженном
объеме. При резком расширении сети дорог, 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 плане
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 они были
размыты многочисленными постоянными и временными
потоками на большей части своего протяжения, сохранив
остатки полотна только в редких местах водоточной <тени>.
Увеличение скорости потока ниже водопропускных
сооружений на малых водотоках может привести
к образованию промоин-врезов типа оврагов.
Применяемые для защиты от размыва и разрушения
берегов (у дорог, мостов, различных инженерных
сооружений и хозяйственных объектов) стенки, габионы
и др. сооружения ограничивают или даже прекращают
плановые деформации русла. Для защиты от половодий,
паводков и наводнений (населенных пунктов, польдерных и
мелиоративных объектов, сельхозугодий и т.п.) часто
применяют дамбы 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. Р.Л.Найфельд (1974) считал,
что строительство дамб обвалования в 3-4 раза дешевле
подсыпки затапливаемых территорий. Во многих случаях
(особенно для малых поселений) вынос жилого фонда за
пределы зон затопления обходится дешевле строительства
защитных сооружений и не оказывает столь негативного
влияния на русловые процессы. В.П.Амачаев с соавт.(1992)
предложили решения по повышению экономической
эффективности защитных сооружений в руслах рек путем
их окультуривания и рекреационного использования.
Интенсивная добыча валунно-галечно-гравийно-песчаных
смесей (как правило, аллювиальных) из русел и
пойм (как самый дешевый способ удовлетворения
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). Карьеры обычно устраивают
на гребнях перекатов, островах, осередках, побочнях,
пляжах и др. выпуклых элементах русел и пойм, нарушая
морфологическое строение рек и оказывая  существенное
влияние на их русловой режим. Степень этого влияния
зависит от размеров реки и карьера. Карьер считают
малым, если он занимает небольшую часть русла или
поймы и не оказывают существенного влияния на водный
и русловой режим (то есть их поверхность почти полностью
покрыта водоворотной областью, которая препятствует
воздействию транзитного речного потока на дно карьера).
Такие карьеры довольно быстро заполняются наносами,
поступающими с вышерасположенных участков реки.
У больших одиночных и массовых карьеров водоворотные
области примыкают как к верховому, так и к низовому
откосам, а транзитный поток воздействует на дно карьера
почти на всем его протяжении, распространяя размыв верхнего
откоса вверх по течению и смещая вниз верховой склон.
Ниже рассмотрены региональные проявления
антропогенных факторов.

          А. Западный Тянь-Шань
Сведения о видах антропогенных воздействий на русловые
процессы  рек Западного Тянь-Шаня приведены в табл. 4.14
(см. Приложение 1. Таблицы). К концу ХХ века
значительно освоена нижняя часть бассейнов Чирчика,
Ахангарана, Гавасая, Чадаксая; здесь развиты
промышленные (гг.Алмалык, Ангрен, Ахангаран, Чадак,
Чаркесар, Янгиабад) и курортные (Чимган,
побережье Чарвакского водохранилища) зоны.
На остальной части территории антропогенное воздействие
проявляется через строительство автодорог, проведение
геологоразведочных 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 межгорной котловине
и др.). В долинах многих саев местное население устроило
себе временное и постоянное жилье, загоны для скота,
участки под огороды и сады.
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 распространенности
непосредственных антропогенных воздействий на русловые
процессы.1) Гидротехнические сооружения. Наиболее активное
непосредственное воздействие на русло и русловые
процессы оказывают ГТС, расположенные в русле и пойме
реки. В Зап. Тянь-Шане на малых горных реках ГЭС нет и
в ближайшем будущем не предвидится. На р.Ахангаран
объем водохранилища Турк невелик, он практически не
может осуществлять регулирующую роль, но прекращен
сток влекомых наносов из верхнего бьефа. На других реках
региона, которые подпадают под характеристики малых,
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 саев -
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.
Аналогичная ситуация с забором и использованием
воды наблюдается и на реках, стекающих с южного
макросклона Кураминского хребта в Ферганскую долину.
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. Здесь нет
водозаборных сооружений, способных оказать ощутимое
воздействие на русловые процессы. Исключением являются
рудничные поселки Чадак (где работают
золотодобывающие рудники и золото-извлекательная
фабрика) и Чаркесар (урановые рудники), где воду из рек
забирают на производственные нужды.
На притоках р.Чаткал нет ГТС, ограниченный отбор
воды на полив и хозяйственно-бытовые нужды
осуществляют только в Чаткальской котловине.
Селехранилища устроены на ряде притоков
Ахангарана: Акташсае, Саяксае, Джигиристане (здесь ниже
его плотины впадает селевый приток, регулярно
заливавший пос.Джигиристан), Наугарзане (в приустьевой
части), Алмалыксае (здесь ниже плотины расход воды
регулируется); плотина и ГТС построены в ~200м выше
устья на р.Каинды, где создан подпор.
2) Транспортные сооружения. Железнодорожные мосты
на трассе "Ташкент-Ангрен" проложены через все правые
притоки - от Беляутсая до Дукента включительно.
На Акчасае в дамбе железнодорожного полотна для пропуска
стока устроены 4 железобетонные трубы. Капитальные
автодорожные мосты и водопропускные сооружения имеют-
ся вдоль всей автотрассы "Ташкент-Коканд" через перевал
Камчик, а также на тупиковых дорогах вдоль притоков
Ахангарана (Гушсай, Нишбаш, Наугарзан, Дукент, вдоль
Кызылчи на Ангренское плато, от Чаткала вдоль Акбулака
до устья Терекли, 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.
     Водопропускные сооружения на дорогах, как
правило, не оказывают значительного влияния на
русловые деформации, но есть и исключения. Например,
ниже пос.Фабричный водоток Каракия проходит в
двухочковой трубе диаметром 2м; ниже нее поток образовал
в пойменных отложениях врез глубиной ~5м, шириной
~10м, длиной ~2км.
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 города Ангрен
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 Шавазсая (от кишлака Тут до устья) - и для защиты
города Ахангаран. 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 Ахангарана выше устья Дукента
(см. фото на рис.5.11-23). Он не оказывает 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, Ахан-
гаран, Каттасай 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.
      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 Дукентсая отсыпаны
обширные отвалы золы и шлаков Ангренской ГРЭС-1,
не создающие помех стоку наносов.
Горнодобывающие предприятия оказывают непосредственное
воздействие на реки по следующим направлениям:
а) добыча валунно-галечной смеси и гравия из пойм и
русловых отложений в днищах долин Угама, Ахангарана,
Карабаусая, Чадаксая и др. рек (у городов Ангрен,
Алмалык, Янгиабад, Чадак, Чаркесар и многочисленных
селений); серьезных последствий это не вызывает, так как
выемку материала обычно производят из мощных конусов
выноса, как правило, не затрагивая прирусловую зону;
б) отсыпку отвалов горных пород осуществляют в очень
больших масштабах. В Ангрене мощными (многие десятки
метров высоты) отвалами вскрышных пород угольного
карьера на многие километры засыпана пойма левого
берега Ахангарана и правого берега Нишбашсая, при этом
перекрыт сток воды и наносов Загасансая и Кайрагачсая.
У г.Алмалыке отвалами горно-металлургического комбината
мощностью более 30м полностью засыпана нижняя часть
долины Накбай, что полностью прекратило сток воды и
наносов; такими же отвалами засыпана долина Алмалыксая
ниже с.Хран. В Янгиабаде правый берег Каттасая (от устья
Джакиндека до впадения в Дукент) сложен отвалами горных
пород и отходов обогащения урановых руд; эти отвалы
часто подмываются рекой и обрушиваются в ее русло, где
перерабатываются водным потоком. Подобным образом
отсыпаны отвалы пород и отходов в Чадаке, Чаркесаре, Кочбулаке.
в) для вскрытия угольного карьера в Ангрене река
Ахангаран полностью канализирована деривационным туннелем.
     6) 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.
     7) 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.
Лесотехнические мероприятия, сельскохозяйственная
освоенность земель и животноводство не оказывают
непосредственных воздействий на русла и русловые процессы.
        Крыленко Владимир Иванович   
        Крыленко Иван Владимирович