Влияние суммарного стока наносов на эрозионно-аккумулятивные процессы в долине ручья Джанкуат, Большой Кавказ

• Проф., д-р биол. наук; e-mail: alexeikonoplev@gmail.com

В данной статье представлены результаты исследования стока взвешенных и влекомых наносов за современный период и особенности переотложения наносов на участке днища долины, характеризующегося преобладанием аккумуляции для водосбора руч. Джанкуат (F = 9,1 км², Q_mean = 1,5 м³/с). Полевые методы исследований включали прямые измерения стока влекомых наносов с помощью пробоотборника Хелли-Смита, определение среднего диаметра проб влекомых наносов и пойменных отложений, русловых деформаций и темпов аккумуляции на пойме, в том числе с использованием радиоцезиевого датирования, в пределах расширения днища долины. Установлено, что суммарный сток наносов руч. Джанкуат составляет 10,1·10⁶ кг/год, из которых 13% приходится на сток влекомых наносов. По данным балансовых наблюдений за влекомым стоком 2016 и 2023 гг. и радиоцезиевым датировкам пойменных отложений скорость аккумуляции на пойме в пределах расширения днища долины составляет 4,8–5,6 ± 1,0 мм/год за 120-летний период ее формирования. Объем ежегодных русловых деформаций в пределах того же участка днища за период с 2016 по 2023 г. составляет в среднем 1260 т/год. Девятикратная разница между средним диаметром проб влекомых наносов и медианным диаметром русловых отложений в пределах участка расширения днища долины указывает на то, что основная аккумуляция здесь происходит при экстремальных паводках с расходами воды редкой повторяемостию

1. Алейникова А.М., Петрушина М.Н. Структура и динамика приледниковых ландшафтов Приэльбрусья // Лед и Снег. 2011. Т. 2. № 114. С. 127–134.

2. Голубев Г.Н. Гидрология ледников. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 248 с.

3. Дюргеров М.Б., Фрейдлин В.С., Чернова Л.П. Сток взвешенных наносов в бассейне ледника Джанкуат летом 1970 года // Материалы гляциологических исследований. 1972. Т. 19. С. 253–254.

4. Иванов М.М., Иванова Н.Н., Голосов В.Н., Шамшурина Е.Н. Оценка накопления сорбированного изотопа 137Cs в верхних звеньях флювиальной сети в зоне Чернобыльского загрязнения // География и природные ресурсы. 2016. № 4. DOI: 10.21782/gipr0206-16192016-4(156-163).

5. Караушев А.В. Теория и методы расчета речных наносов. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 271 с.

6. Кузьменкова Н.В., Голосов В.Н., Грабенко Е.А. и др. Скорости осадконакопления в горных озерах Кавказа как индикаторы темпов денудации на их водосборах // Известия Российской Академии наук. Серия Географическая. 2023. Т. 87. № 1. С. 42–59. DOI: 10.31857/S2587556623010107.

7. Ледник Джанкуат: Центр. Кавказ / под ред. И.Я. Боярского. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 184 с.

8. Мозжери н В.В., Шарифуллин А.Г. Оценка современного денудационного снижения гор по данным о стоке взвешенных наносов рек (на примере Тянь-Шаня, Памиро-Алая, Кавказа и Альп), Геоморфология, 2014. № 1. С. 15–23. DOI: 10.15356/0435-4281-2014-1-15-23.

9. Северный Кавказ // Ресурсы поверхностных вод СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. Т. 8. 124 с.

10. Харченко С.В., Голосов В.Н., Цыпленков А.С. и др. Темпы современной денудации малого водосбора в среднегорном поясе Большого Кавказа (на примере водосбора ГитчеГижгит) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2023. Т 78. № 3. С. 38–51. DOI: 10.55959/msu0579-9414.5.78.3.4.

11. Цыпленков А.С. Идентификация долевого вклада различных источников в сток наносов малых горных рек зоны современного оледенения // Сборник материалов ежегодного научного семинара «Маккавеевские чтения – 2019». М.: Географический факультет МГУ, 2020. С. 94–105.

12. Черноморец С.С., Петраков Д.А., Алейников А.А. и др. Прорыв озера Башкара (Центральный Кавказ, Россия). 1 сентября 2017 года // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № 2. С. 70–80.

13. Черноморец С.С., Петраков Д.А., Крыленко И.В. и др. Динамика ледниково-озерного комплекса Башкара и оценка селевой опасности в долине реки Адыл-Су (Кавказ) // Криосфера Земли. 2007. Т. 11. № 1. С. 72–84.

14. Шарифуллин А.Г. Современная денудация в горах Кавказа и Средней Азии: территориальные особенности и факторы, их определяющие. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2015. 22 с.

15. Bollati I.M., Cavalli M. Unraveling the relationship between geomorphodiversity and sediment connectivity in a small alpine catchment, Transactions in GIS, 2021, vol. 25, no. 5, DOI: 10.1111/tgis.12793.

16. Cavalli M., Trevisani S., Comiti F. et al. Geomorphometric assessment of spatial sediment connectivity in small Al pine catchments // Geomorphology. 2013, vol. 188, p. 31–41, DOI: 10.1016/j.geomorph.2012.05.007.

17. Engel M., Coviello V., Savi S. et al. Meltwater-driven sediment transport dynamics in two contrasting alpine proglacial streams, Journal of Hydrology, 2024, vol. 635, p. 131171, DOI: 10.1016/j.jhydrol.2024.131171.

18. Geomorphology of Proglacial Systems: Landform and Sediment Dynamics in Recently Deglaciated Alpine Landscapes (Geography of the Physical Environment), T. Heckmann, D. Morche (eds.), Cham, Springer International Publishing, 2019, DOI: 10.1007/978-3-319-94184-4.

19. Gray J.R., Laronne J.B., Marr J.D.G. Bedload-surrogate monitoring technologies, US Geological Survey Scientific Investigations Report, 2010, T. 5091.

20. Hallet B., Hunter L., Bogen J. Rates of erosion and sediment evacuation by glaciers: A review of field data and their implications, Global and Planetary Change, 1996, vol. 12, no. 1–4, DOI: 10.1016/0921-8181(95)00021-6.

21. Handbook for the Assessment of Soil Erosion and Sedimentation Using Environmental Radionuclides, 2003, DOI: 10.1007/0-306-48054-9.

22. Helley E.J., Smith W. Development and calibration of a pressure-difference bedload sampler, US Department of the Interior, Geological Survey, Water Resources Division, 1971.

23. Hinderer M. From gullies to mountain belts: A review of sediment budgets at various scales, Sedimentary Geology, 2012, vol. 280, p. 21–59, DOI: 10.1016/j.sedgeo.2012.03.009.

24. Hinderer M., Kastowski M., Kamelger A. et al. River loads and modern denudation of th e Alps – A review, EarthScience Reviews, 2013, vol. 118, DOI: 10.1016/j.earscirev.2013.01.001.

25. Kedich A., Kharchenko S., Tsyplenkov A. et al. Lateral moraine failure in the valley of the Djankuat Catchment (Central Caucasus) and subsequent morphodynamics, Geomorphology, 2023, vol. 441, DOI: 10.1016/j.geomorph.2023.108896.

26. Kharchenko S., Tsyplenkov A., Petrakov D. et al. Causes and consequences of the streambed restru cturing of the Koiavgan Creek (North Caucasus, Russia), E3S W eb of Conferences, 2020, vol. 163, DOI: 10.1051/e3sconf/202016302003.

27. Koppes M.N., Montgomery D.R. The relative efficacy of fluvial and glacial erosion over modern to orogenic ti mescales, Nature Geoscience, 2009, vol. 2, no. 9, DOI: 10.1038/ngeo616.

28. Otto J.C., Schrott L., Jaboyedoff M. et al. Quantifying sediment storage in a high alpine valley (Turtmanntal, Switzerla nd), Earth Surface Processes and Landforms, 2009, vol. 34, no. 13, DOI: 10.1002/esp.1856.

29. Popovnin V., Gubanov A., Lisak V. et al. Recent Mass Balance Anomalies on the Djankuat Glacier, Northern Caucas us, Atmosphere, 2024, vol. 15, no. 1, p. 107, DOI: 10.3390/atmos15010107.

30. Porto P., Callegari G. Using 7Be measurements to explore the performance of the SEDD model to predict sediment yiel d at event scale, Catena, 2021, vol. 196, DOI: 10.1016/j.catena.2020.104904.

31. Rets E.Р., Popovnin V.V., Toropov P.A. et al. Djankuat glacier station in the North Caucasus, Russia: A dat abase of glaciological, hydrological, and meteorological observations and stable isotope sampling results during 2007–2017, Earth System Science Data, 2019, vol. 11, no. 3, DOI: 10.5194/essd-11-1463-2019.

32. Schlunegger F., Hinderer M. Pleistocene/Holocene climate change, re-establishment of fluvial drainage network an d increase in relief in the Swiss Alps, Terra Nova, 2003, vol. 15, no. 2, DOI: 10.1046/j.1365-3121.2003.00469.x.

33. Syvitski J.P.M., Milliman J.D. Geology, geography, and humans battle for dominance over the delivery of fluvial sediment to the coastal ocean, Journal of Geology, 2007, vol. 115, no. 1, DOI: 10.1086/509246.

34. Tielidze L.G., Nosenko G.A., Khromova T.E. et al. Strong acceleration of glacier area loss in the Greater Caucasus between 2000 and 2020, Cryosphere, 2022, vol. 16, no. 2, DOI: 10.5194/tc-16-489-2022.

35. Tsyplenkov A., Vanmaercke M., Collins A.L. et al. Elucidating suspended sediment dynamics in a glacierized catchmen t after an exceptional erosion event: The Djankuat catchment, Caucasus Mountains, Russia, Catena, 2021, vol. 203, DOI: 10.1016/j.catena.2021.105285.

36. Tsyplenkov A., Vanmaercke M., Golosov V. Contemporary suspended sediment yield of Caucasus mountains, Procee dings of the International Association of Hydrological Sciences, 2019, vol. 381, DOI: 10.5194/piahs-381-87-2019.

37. Tsyplenkov A., Vanmaercke M., Golosov V. et al. Suspended sediment budget and intra-event sediment dynamics of a small glaciated mountainous catchment in the Northern Caucasus, Journal of Soils and Sediments, 2020, vol. 20, no. 8, DOI: 10.1007/s11368-020-02633-z.

38. Verhaegen Y., Huybrechts P., Rybak O. et al. Modelling the evolution of Djankuat Glacier, North Caucasus, from 1752 until 2100CE, Cryosphere, 2020, vol. 14, no. 11, DOI: 10.5194/tc-14-4039-2020.

39. Zemp M., Frey H., Gärtner-Roer I. et al. Historically unprecedented global glacier decline in the early 21st cent ury, Journal of Glaciology, 2015, vol. 61, no. 228, DOI: 10.3189/2015JoG15J017.