Оценка коэффициента доставки наносов малых водосборов в лесостепных и степных районах Восточно-Европейской равнины

Установлена зависимость между коэффициентом доставки наносов (SDR) и морфометрическими параметрами совокупности из 27 ранее изученных малых водосборов, находящихся в центральной и южной части Русской равнины в различных геоморфологических условиях в районах активного сельскохозяйственного освоения. Коэффициенты доставки наносов малых водосборов определялись с  помощью полевых методов. При сопоставлении SDR с  отдельными характеристиками рельефа выявлено отсутствие прямой линейной зависимости между каждым из параметров и SDR. Самое высокое значение коэффициента корреляции между коэффициентом доставки наносов и  показателем рельефа малого водосбора получено для средней крутизны водосбора (r = 0.52). В  качестве одной из проверяемых морфометрических характеристик использовалась характеристика плановой формы водосбора – коэффициент округлости. В полученное расчетное уравнение входит несколько морфометрических параметров: отношение площади и  периметра, выведенное на основе коэффициента округлости, и амплитуда абсолютных высот. Эти показатели позволяют учитывать форму водосбора в плане и энергетический потенциал рельефа. Около половины значений SDR, полученные по расчетной формуле, отклоняются в пределах ±10% от исходных. Для водосборов с  SDR > 50% расчетные значения значительно отличаются от исходных вследствие разброса данных в этой области. Полученная расчетная формула коэффициента доставки наносов может использоваться вместе с  данными дистанционного зондирования о  землепользовании для изучения динамики перераспределения наносов в  речных бассейнах.

1. Безухов Д.А., Беляев В.Р., Иванова Н.Н. Количественная оценка интенсивности и направленности эрозионно-аккумулятивных процессов на обрабатываемых склонах в пределах бассейна р. Плава (Тульская область) // Вестн. Моск. гос. ун-та. Сер. 5. География. 2014. № 6. С. 16–23.

2. Геоморфологическое районирование (карта, м-б 1: 15 000 000) // Национальный атлас России. Т. 2. Природа и экология. 2007. С. 140–144.

3. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС, 2006. 296 с.

4. Иванов М.М. Эрозионно-аккумулятивные процессы как фактор трансформации поля радиоактивного загрязнения бассейна р. Плавы. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: МГу, 2017. 139 с.

5. Ивановский Р.И. Теория вероятностей и математическая статистика. Основы, прикладные аспекты с примерами и задачами в среде Mathcad. СПб.: бхВ-Петербург, 2008. 528 с.

6. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. М.: Изд-во МГу, 1993. 200 с.

7. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: ИКц “Академкнига”, 2002. 255 с.

8. Маккавеев Н.И. Развитие эрозионных процессов в различных природных условиях // Н.И. Маккавеев. Эрозионно-аккумулятивные процессы и рельеф русла реки. М.: МГу, 1998. 285 c.

9. Панин А.В., Иванова Н.Н., Голосов В.Н. Речная сеть и эрозионно-аккумулятивные процессы в бассейне Верхнего Дона // Водные ресурсы. 1997. Т. 24. № 6. С. 609–617.

10. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях: учеб. пособие для студ. вузов. М.: Издательский центр “Академия”, 2004. 416 с.

11. Флоринский И.В. Теория и приложения математико-картографического моделирования рельефа. Автореф. дис. … д-ра техн. наук. Пущино: ИМПб РАН, 2010. 267 с.

12. Bagarello V., Baiamonte G., Ferro V., Giordano G. Evaluating the topographic factors for watershed soil erosion studies // Proc. Workshop on Soil Erosion in Semi-arid Mediterranean Areas. Taormina: CNR/ European Society for Soil Conservation, 1993. P. 3–17.

13. Belyaev V., Shamshurina E., Markelov M., Golosov V., Ivanova N., Bondarev V., Paramonova T., Evrard O., Lio Soon Shun N., Ottle C., Lefevre I., Bonte P. Quantification of river basin sediment budget based on reconstruction of the post- Chernobyl particle-bound 137Cs redistribution // IAHS Publ. Erosion and Sediment Yield in the Chaging Environment. Wallingford, Oxfordshire: IAHS Press, 2012. V. 356 P. 394–403.

14. Duijsings J. Seasonal variation in the sediment delivery ratio of a forested drainage basin in Luxembourg // Drainage Basin Sediment Delivery, IAHS Publication. 1986. V. 159. P. 153–164.

15. Ferro V., Minacapilli M. Sediment delivery processes at basin scale // Hydrol. Sci. J. 1995. V. 40. № 6. P. 703–717.

16. Ferro V., Porto P., Tusa G. Testing a distributed approach for modelling sediment delivery // Hydrol. Sci. J. 1998. V. 43. № 3. P. 425–442.

17. Golosov V.N., Ivanova N.N. Sediment-Associated Chernobyl 137Cs Redistribution in the Small Basins of Central Russia // Applied Geomorphology: Theory and Practice. John Wiley. Chichester. 2002. P. 165–181.

18. Jinze M., Qingmei M. Sediment delivery ratio as used in the computation of watershed sediment yield // J. of Hydrology (New Zealand). 1981. P. 27–38.

19. Horton R. Erosional development of streams and their drainage basins; hydrological approach to quantitative morphology // Geol. Society of America Bul. 1945. V. 56. № 3. P. 275–370.

20. Maner S.B. Factors influencing sediment delivery rates in the Red Hills physiographic area // Tran. Am. Geophys. Union. 1958. V. 39. P. 669–675.

21. Miller V.C. A quantitative geomorphic study of drainage basin characteristics in Clinic Mountain Area, Virginia and Tennessee // Technical report (Columbia University Department of Geology). NY. 1953. № 3. 125 p.

22. Mutchler C.K., Bowie A.J. Effect of land use on sediment delivery ratios. Proceedings of the Third Federal Inter-Agency Sedimentation Conference: Water Resources Council, Washington D.C. 1976. P. 11–12.

23. Onyado J.O., Kisoyan P., Chemelil M.C. Estimation of potential soil erosion for river Perkerra catchment in Kenya // Wat. Res. Manag. 2005. V. 19. № 2. P. 133–143.

24. Piest R.F., Kramer L.A., Heinemann H.G. Sediment movement from loessial watersheds // Present and prospective technology for predicting sediment yields and sources. U.S. Dep. Agric. Publ. 1975. V. 40. P. 30–141.

25. Pimentel D., Harvey C. Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits // Sci. 1995. V. 267. № 5201. P. 1117–1123.

26. Roehl J.W. Sediment source areas, delivery ratios and influencing morphological factors // Int. Assoc. of Sci. Hydrol. IAHS Publ. 1962. V. 59. P. 202–213.

27. Speight J.G. The role of topography in controlling throughflow generation: a discussion // Earth Surf. Process. 1980. V. 5. № 2. P. 187–191.

28. Van Rompaey A.J.J., Verstraeten G., Van Oost K., Govers G., Poesen J. Modeling mean annual sediment yield using a distributed approach // Earth Surf. Process and Landforms. 2001. V. 26. № 11. P. 1221–1236.

29. Walling D.E. The sediment delivery problem // J. of Hydrol. 1983. V. 65. № 1–3. P. 209–237.

30. Walling D.E., Webb B.W. Patterns of sediment yield // Background to paleohydrology. Chichester: Wiley, 1983. P. 149–176.

31. Williams J.R. Sediment delivery ratios determined with sediment and runoff models. IAHS Publ. 1977. V. 122. P. 168–179.