sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556621020035sergeogr-1279Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsКоличественная оценка плановых переформирований реки КамчаткиQuantitative Assessment of Channel Planform Changes of the Kamchatka RiverЧаловС. Р.ChalovS. R.

Москва.

Moscow.

ЧаловаА. С.ChalovaA. S.

Москва.

Moscow.

Aleksandra-1984@mail.ruШкольныйД. И.ShkolnyiD. I.

Москва.

Moscow.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультетРоссияLomonosov Moscow State University, Faculty of GeographyRussian Federation202108062021852218230Copyright © Чалов С.Р., Чалова А.С., Школьный Д.И., 20212021Чалов С.Р., Чалова А.С., Школьный Д.И.Chalov S.R., Chalova A.S., Shkolnyi D.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1279

Выполнена количественная оценка плановых переформирований 600-километрового участка широкопойменного русла р. Камчатки. На основе полуавтоматического ГИС-дешифрирования космических снимков (архив снимков с 1965 г. по настоящее время) установлено, что протяженность берегов, подверженных размыву, составляет 37% длины левого и 44% длины правого берега. Объем поступающего в результате русловых деформаций материала значительно превосходит сток наносов. Доля бассейновой составляющей оценивается в 45%, русловой — в 55%. Вниз по течению реки по мере снижения уклонов русла уменьшаются темпы размыва берегов. Количественный анализ и прогноз плановых переформирований участка реки требует дифференцированной оценки для разных морфодинамических типов русла, с учетом особенностей русловых процессов на вышележащих участках. Обсуждаются полученные прогностические уравнения размыва берегов для меандрирующего русла и пойменно-русловой многорукавности р. Камчатки.

A quantitative assessment of channel planform changes on the 600-km channel of the Kamchatka River was carried out. Possibilities of semi-automatic GIS-interpretation of satellite images were used for retrospective analysis of such an extended section of a large river. It was estimated that 37% of the left bank length and 44% of the right bank length are eroded. The amount of material coming into the channel due to riverbanks erosion significantly exceeds the sediment runoff, which determines channel type and regime of channel changes. Processes of bank erosion vary on the scale of the longitudinal profile and different channel types. Downstream according to decrease of channel slope, a decrease of bank erosion intensity is observed. The most important factor of bank erosion on the river local section is the volume of material coming from the upstream sections. A quantitative analysis and forecast of planform changes of a river section requires a differential assessment for different morphodynamic channel types, taking into account characteristics of channel processes in the upstream river sections. The bank erosion prognostic equations obtained for the meandering channel and the floodplain-channel multiple branches of the Kamchatka River are discussed.

размывы береговплановые переформированиясток наносовгеоинформационные системырека КамчаткаКамчатский крайbank erosionplanform changessediment yieldgeoinformation systemsKamchatka RiverKachatka kraiРабота выполнена в НИР Лаборатории эрозии почв и русловых процессов: по гранту РНФ (проект № 1817-00086; анализ русловых переформирований р. Камчатки, в частности, на участках разветвленного русла); по гранту РФФИ (проект № 18-05-00487; полевые работы и оценка опасных и экстремальных проявлений русловых процессов).The study was supported by the Russian Science Foundation (project no. 18-17-00086; the analysis of channel changes of the Kamchatka River, in particular, on braided channel reaches); by Russian Foundation for Basic Research (project no. 18-05-00487; field study and estimation of hazard and extreme manifestations of channel processes).ReferencesАлексеевский Н.И., Айбулатов Д.Н., Косицкий А.Г. Масштабные эффекты изменения стока в русловой сети территории // География, общество и окружающая среда. Т. VI. Динамика и взаимодействия атмосферы и гидросферы. М.: Городец, 2004. С. 345-412.Alekseevskii N.I., Aibulatov D.N., Kositskii A.G. Large-scale effects of changes in the channel network runoff. In Geografiya, obshchestvo i okruzhayushchaya sreda [Geography, Society, and Environment]. Vol. 6: Dinamika i vzaimodeistviya atmosfery i gidrosfery [Dynamics and Interactions of Atmosphere and Hydrosphere]. Moscow: Gorodets Publ., 2004, pp. 345—412. (In Russ.).Беркович К.М., Власов Б.Н. Особенности русловых процессов на реках Нечерноземной зоны РФ // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: География. 1982. № 3. С. 28-34.Berkovich K.M., Vlasov B.N. Features of channel processes in rivers of the Non-Chernozem zone of Russia. Vestn. Mosk. Univ., Ser. 5: Geogr., 1982, no. 3, pp. 28—34. (In Russ.).Ермакова А.С. Русловые процессы на реках Камчатки: Авторе). дис. ... канд. геогр. наук. М., 2009. 25 с.Chalov R.S. Ruslovedenie: teoriya, geografiya, praktika [River Bed Science: Theory, Geography, Practice]. Vol. 1: Ruslovye protsessy: faktory, mekhanizmy, formy proyavleniya i usloviya formirovaniya rechnykh rusel [Channel Processes: Factors, Mechanisms, Forms of Manifestation and River Channels Formation Conditions]. Moscow: LKI Publ., 2008. 608 p.Завадский А.С., Терский П.Н., Чалова А.С., Чалов С.Р., Школьный Д.И. Условия формирования и опасные проявления русловых процессов на реках бассейна Авачи (полуостров Камчатка) // Эрозия почв и русловые процессы. Т. 19. М.: Географический факультет МГУ, 2015. С. 184-210.Chalov R.S. Ruslovedenie: teoriya, geografiya, praktika [River Bed Science: Theory, Geography, Practice]. Vol. 2: Morfodinamika rechnykh rusel [Morphodynamics of River Channels]. Moscow: Krasand Publ., 2011. 960 p.Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 272 с.Chalov R.S, Shkolnyi D.I. Extreme and specific manifestations of channel processes: concepts, classifications, assessment criteria. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2018, no. 1, pp. 31—41. (In Russ.). doi 10.7868/S2587556618010034Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд. АН СССР, 1955. 343 с.Chalov S.R. Formation of the braided channels structure. Geomorfologiya, 2006, no. 1, pp. 92—102. (In Russ.).Махинов А.Н. Современное рельефообразование в условиях аллювиальной аккумуляции. Владивосток: Дальнаука, 2006. 231 с.Dai C., Durand M., Howat I.M., Altenau E.H., Pavelsky T.M. Estimating river surface elevation from ArcticDEM. Geophys. Res. Lett., 2018, vol. 45, no. 7, pp. 3107—3114.Опасные русловые процессы и среда обитания лососевых рыб на Камчатке / под ред. С.Р. Чалова, В.Н.Лемана, А.С. Чаловой. М.: Изд-во ВНИРО, 2014. 240 с. ISBN 978-5-85382-402-7.Ermakova A.S. Channel processes on the Kamchatka peninsula rivers. Extended Abstract of Cand. Sci. (Geogr.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 2009. 25 p.Пахомова О.М. Гидролого-морфодинамические характеристики русел рек и порядковая структура речной сети: Автореф. дис. . канд. геогр. наук. М., 2001. 28 с.Frolova N.L., Stanovova A.V., Gorin S.L. Water flow regime in the lower Kamchatka River and its long-term variability. Issled. Vodn. Biol. Resur. Kamchatki i Seve-ro-Zapad. Chasti Tikhogo Okeana, 2014, no. 32, pp. 73—78. (In Russ.).Фролова Н.Л., Становова А.В., Горин С.Л. Режим стока воды в нижнем течении реки Камчатки и его многолетняя изменчивость // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. 2014. Вып. 32. С. 73-78.Hickin E.J., Nanson G.C. Channel migration and incision on the Beatton River. J. Hydraul. Eng., 1983, vol. 109, no. 3, pp. 327—337.Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М.: Издательство ЛКИ, 2008. 608 с.Hickin E.J., Nanson G.C. The character of channel migration on the Beatton River, Northeast British Columbia, Canada. Geol. Soc. Am. Bull., 1975, vol. 86, no. 4, pp. 487—494.Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 2. Морфодинамика речных русел. М.: Изд-во “Красанд”, 2011. 960 с.Kondrat'ev N.E., Popov I.V., Snishchenko B.F. Osnovy gidromorfologicheskoi teorii ruslovogo protsessa [The Basics of Hydromorphological Theory of Channel Processes]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1982. 272 p.Чалов Р.С., Школьный Д.И. Экстремальные и специфические проявления русловых процессов: основные понятия, классификации, критерии оценки // Изв. РАН. Сер. геогр. 2018. № 1. С. 31-41.Kuksina L.V., Alexeevsky N.I. Spatial and temporal variability of suspended sediment yield in the Kamchatka Krai, Russian Federation. In Sediment Dynamics from the Summit to the Sea. IAHS Publ., 2015, pp. 304—311.Чалов С.Р. Формирование структуры русловых разветвлений // Геоморфология. 2006. № 1. С. 92-102.Lehotsky M., Rusnak M., Kidova A., Dudzak J. Multitemporal assessment of coarse sediment connectivity along a braided-wandering river. Land Degrad. Dev., 2018, vol. 29, no. 4, pp. 1249—1261. doi 10.1002/ldr.287Школьный Д.И., Цыпленков А.С., Рахимов Р.А. Генетический анализ стока наносов реки Камчатка // Тридцать третье Межвузовское пленарное совещание по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов (Доклады и краткие сообщения). Нижневартовский государственный университет, Нижневартовск, 2018. С. 169-172.Makhinov А.№ Sovremennoe rel'efoobrazovanie v usloviyakh allyuvial'noi akkumulyatsii [Modern Terrain Evolution under Depositional Alluvial Patterns]. Vladivostok: Dal'nauka Publ., 2006. 231 p.ArcticDEM. https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/ (дата обращения 10.09.2018).Makkaveev N.I. Ruslo reki i eroziya v ee basseine [River Channel and Erosion in Its Basin]. Moscow: AN SSSR, 1955. 343 p.Dai C., Durand M., Howat I.M., Altenau E.H., Pavelsky T.M. Estimating river surface elevation from ArcticDEM // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. № 7. p. 3107-3114.Mandarino A., Maerker M., Firpo M. Channel planform changes along the Scrivia River floodplain reach in northwest Italy from 1878 to 2016. Quat. Res., 2018, vol.91, no. 2, pp. 620—637. doi 10.1017/qua.2018.67Hickin E.J., Nanson G.C. Channel Migration and Incision on the Beatton River // J. Hydraul. Eng. 1983. V. 109. № 3. P. 327-337.NASA JPL. NASA Shuttle Radar Topography Mission Global 1 arc second [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes DAAC, 2013 (Hccessed 28.03.2018). doi 10.5067/MEaSUREs/SRTM/SRTMGL1.003Hickin E.J., Nanson G.C. The character of channel migration on the Beatton River, Northeast British Columbia, Canada // Geol. Soc. Am. Bull. 1975. V. 86. № 4. P. 487-494. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1975)86487:TCOC-MO2.0.CO;2Opasnye ruslovye protsessy i sreda obitaniya lososevykh ryb na Kamchatke [Channel Processes Hazards and Habitat of Salmon Fish on Kamchatka]. Chalov S.R., LemanV.N., Chalova A.S., Eds. Moscow: VNIRO, 2014. 240 p.Kuksina L.V., Alexeevsky N.I. Spatial and temporal variability of suspended sediment yield in the Kamchatka Krai, Russian Federation // Sediment Dynamics from the Summit to the Sea. IAHS Publ., 2015. № 367. P. 304311.Pakhomova O.M. Hydrological and morphodynamical characteristics of river channels and the order structure of the river network. Extended Abstract of Cand. Sci. (Geogr.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 2001. 28 p.Lehotsky M., Rusnak M., Kidova A., Dudzak J. Multitemporal assessment of coarse sediment connectivity along a braided-wandering river // Land Degrad. Dev. 2018. V.29. № 4. P. 1249-1261. https://doi.org/10.1002/ldr.287Porter C., Morin P., Howat I. et al. ArcticDEM. Harvard Dataverse, V1, 2018. doi 10.7910/DVN/OHHUKHMandarino A., Maerker M., Firpo M. Channel planform changes along the Scrivia River floodplain reach in northwest Italy from 1878 to 2016 // Quat. Res. 2018. V.91. № 2. P. 1-18. https://doi.org/10.1017/qua.2018.67Shkolnyi D.I., Tsyplenkov A.S., Rakhimov R.A. Genetic analysis of sediment flow of the Kamchatka River. In Tridtsat' tret'e Mezhvuzovskoe plenarnoe soveshchanie po problemam erozionnykh, ruslovykh i ust'evykkh protsessov [33rd Interuniversity Plenary Meeting on Problems of Erosion, Channel and Wellhead (Estuarial) Processes]. Nizhnevartovsk: Nizhnevartovsk. Gos. Univ., 2018, pp. 169-172. (In Russ.).NASA JPL NASA Shuttle Radar Topography Mission Global 1 arc second [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes DAAC, 2013 (дата обращения 28.03.2018).Woolfe K.J., Purdon R.G. Deposits of a rapidly eroding meandering river: Terrace cut and fill in the Taupo Volcanic Zone. New Zealand J. Geol. Geophys., 1996, vol. 39, pp. 243-249. doi 10.1080/00288306.1996.9514708Woolfe K.J., Purdon R.G. Deposits of a rapidly eroding meandering river: Terrace cut and fill in the Taupo Volcanic Zone. New Zeal // J. Geol. Geophys. 1996. V. 39. P. 243-249. https://doi.org/10.1080/00288306.1996.9514708Zavadskii A.S., Terskii P.N., Chalova A.S., Chalov S.R., Shkolnyi D.I. Formation conditions and channel processes hazards in the Avacha river basin (Kamchatka peninsula). In Eroziya pochv i ruslovye protsessy [Soil Erosion and Channel Processes]. Moscow: Geogr. Fakul'tet Mosk. Gos. Univ., vol. 19, pp. 184-210. (In Russ.).Zinger J.A., Rhoads B.L., Best J.L. Extreme sediment pulses generated by bend cutoffs along a large meandering river // Nat. Geosci. 2011. V. 4. № 10. P. 675-678. https://doi.org/10.1038/ngeo1260Zinger J.A., Rhoads B.L., Best J.L. Extreme sediment pulses generated by bend cutoffs along a large meandering river. Nat. Geosci., 2011, vol. 4, no. 10, pp. 675-678. doi 10.1038/ngeo1260

The authors declare that there are no conflicts of interest present.