Sediment delivery from interfluve slopes into river valley - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Geomorfologiya Year : 2014

Sediment delivery from interfluve slopes into river valley

ДОСТАВКА НАНОСОВ С ВОДОСБОРНЫХ СКЛОНОВ В ДОЛИНУ РЕКИ 1

(1) , (1) , (1) , (2, 3)
1
2
3

Abstract

A complex approach for estimating sediment delivery from drainage basin slopes into river valley is proposed. The method includes morphometric analysis of drainage basin, mathematical modelling and radioactive isotope tracers application. The approach effectiveness is demonstrated by analysis of the River Lokna drainage basin slopes (Central Part of the European Russia). Total area of the drainage basin is 174.8 km$^2$. Morphometric characteristics of 1293 elementary slopes (facets) were collected from the 1:100 000 scale topographic map and analysed. Average soil erosion rate from facet under conditions of bare fallow is 46.2$\pm$31.9 t/ha/year. For a range of locally typical crop rotations this value varies from 17.2$\pm$13.0 to 33.3$\pm$19.1 t/ha/year. Mapping of drainage basin slopes allowed distinguishing areas with highest potential erosion rates. About 33% of elementary slopes of the studied drainage basin are characterized by the LS-factor value exceeding 1.5. In hypothetical case of cultivation of all basin slopes under bare fallow, 77% of elementary slopes will be characterized by very high and catastrophic potential erosion rates (>20 t/ha/year). For a range of locally typical crop rotations this percentage is reduced to 44%. Application of radioactive isotopic tracer allowed us to obtain an independent evaluation of the model validity. Comparison of soil loss rates obtained independently by the model and the $^{137}$Cs radioactive tracer for the morphologically simple short runoff-dissipating slope has shown high degree of coincidence. However for the more complex long convex slope the model produced higher values of soil loss rates (sometimes more than twice) than the $^{137}$Cs-based estimates. It can be explained by the fact that the model takes no account of within-slope sediment redeposition which cannot be estimated by its current version.
Количественная оценка перемещения наносов со склонов в русла рек остается одной из актуальных проблем флювиальной геоморфологии. Возможность реалистич-но оценить величину этого перемещения может способствовать решению довольно большого количества теоретических и практических задач экологической геоморфо-логии: оценка эрозионного потенциала территории, интенсивность заиления русел рек, деформация первичного поля различных загрязнителей в пределах водосборного бассейна и т.д. В последние годы появляется все больше количественных данных о темпах смыва почвы со склонов. Однако их все еще недостаточно для достоверного расчета коэффициента доставки наносов в речные русла. В связи с этим в настоящей работе авторами предлагается комплексная методика определения коэффициентов доставки наносов со склонов малой реки с использова-нием морфометрических методов, математического моделирования и прослеживания радиоизотопных трассеров для количественной оценки перераспределения наносов и связанных с ними загрязняющих веществ. В основе исследования лежит несколько важных положений. Во-первых, это пред-ставления Р. Хортона, который выявил наличие закономерностей строения речной сети от самых малых ее элементов до наиболее крупных, придавая большое значе-ние самым малым неразветвленным элементарным притокам. Во-вторых, положения о единстве эрозионно-аккумулятивных процессов в пределах всего речного бассей-на, начиная с приводораздельных территорий и заканчивая руслом реки, которые были сформулированы Н.И. Маккавеевым. Кроме того, были учтены представления С.М. Шумма, Р.Дж. Чорли, Ю.Г. Симонова о том, что водосборный бассейн является геоморфологической системой с прямыми и обратными связями, имеющей сложную структуру и характеризующейся особенностями функционирования, на которые ока-зывают влияние природные и антропогенные условия и факторы. В рамках изучения водосборных бассейнов, как сложных иерархических систем, можно выделить, как минимум, четыре пространственных иерархических уровня, каждому из которых соответствует свой комплекс процессов, развивающийся в ха-рактерном масштабе времени. При этом, склоновому уровню придается особый ста-тус базового, с которого целесообразно начинать бассейновый анализ территории [1]. Именно этому вопросу и будет посвящен приведенный ниже анализ. 1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты РФФИ-НЦНИ 09-05-91057, РФФИ 10-05-00385, РФФИ 10-05-00357), программы Президента РФ для поддержки мо-лодых ученых-кандидатов наук (проект МК-8023.2010.5) и программы Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (проект НШ-3284.2010.5). ГЕОМОРФОЛОГИЯ № 1 январь-март 2014
Fichier principal
Vignette du fichier
Bondarev_Geomorfologiya_2014.pdf (100.28 Ko) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)
Loading...

Dates and versions

cea-02610606 , version 1 (18-05-2020)

Identifiers

Cite

V.P. Bondarev, V.R. Belyaev, N.N. Ivanova, O. Evrard. ДОСТАВКА НАНОСОВ С ВОДОСБОРНЫХ СКЛОНОВ В ДОЛИНУ РЕКИ 1. Geomorfologiya, 2014, 1, pp.36. ⟨10.15356/0435-4281-2014-1-36-44⟩. ⟨cea-02610606⟩
27 View
66 Download

Altmetric

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More