Paleohydrology of rivers in the Don River basin
Authors
- Alexey Yu. Sidorchuk M.V. Lomonosov Moscow State University , Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
- Olga K. Borisova Institute of Geography RAS , Институт географии РАН
- Andrei V. Panin Institute of Geography RAS , Институт географии РАН
DOI:
https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.2.172+ Keywords
+ Abstract
The hydrological regime of large meandering rivers that existed in the Don River basin 18-14 thousand years ago was reconstructed using paleochannel hydraulic geometry, in particular, bankfull width. For paleohydrological reconstructions, the method of regime equations was used. The relationship between the channel bankfull width and the average maximum discharge is derived from the data on the modern channels. This equation is applied for calculating the maximum discharges of the paleorivers using bankfull width of paleochannels. Then, relationships are constructed between the calculated maximum paleodischarges and catchment areas for the territories within the Don River basin with homogeneous paleolandscapes. On this basis, specific discharges are calculated for elementary catchments. They do not depend on the catchment area and therefore can be mapped. The reconstructed maximum daily specific discharges during the snowthaw period were up to 120 mm/day in the north of the Don basin, in the periglacial forest steppe, and 20–30 mm/day in the central part of the basin, in the periglacial steppe. The average daily maximum runoff depth for the basin was about 50 mm, which is more than six times higher than the current value. The annual river runoff was calculated from the ratio of the average flood and the average maximum runoff depth using a simplified snowthaw model, taking into account air temperatures within the modern region-analogues. The total annual runoff from the territory of the Don basin was about 113 km3, which is four times the modern runoff from the same basin. From these estimates of the annual and especially maximum discharges, it follows that there was abundant winter precipitation with short and rapid snowmelt during the formation of large paleochannels.
+ Author Biographies
Alexey Yu. Sidorchuk
Olga K. Borisova
Andrei V. Panin
+ References
Борисова О.К. Ландшафтно-климатические условия в центральной части Восточно-Европейской равнины в последние 22 тысячи лет (реконструкция по палеоботаническим данным) // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 6. С. 664–675. DOI: 10.31857/S0321059621060031
Великанов М.А. Русловой процесс. М.: Физматгиз, 1958. 395 с.
Величко А.А. Природный процесс в плейстоцене. М.: Наука, 1973. 256 с.
Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Опыт критического анализа. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 312 с.
Волков И.А. О недавнем прошлом рек Ишим и Нура // Труды лаборатории аэрометодов АН СССР. № 9. 1960. С. 59–71.
Волков И.А. Следы мощного стока в долинах рек юга Западной Сибири // Доклады АН СССР. 1963. Т. 151. № 3. C. 23–25.
Георгиевский В.Ю. Научно-прикладной справочник: Основные гидрологические характеристики водных объектов бассейна реки Дон. СПб: Свое издательство, 2020. 262 с.
Гричук В.П. Гляциальные флоры и их классификация // Последний ледниковый покров на северо-западе Европейской части СССР. М.: Наука, 1969. С. 57–70.
Гричук В.П. Растительность позднего плейстоцена // Динамика ландшафтных компонентов и внутренних морских бассейнов Северной Евразии за последние 130000 лет. Отв. ред. А.А. Величко. М.: ГЕОС, 2002. С. 64–89.
Докучаев В.В. Способы образования речных долин Европейской России. СПб: Типография В. Дермакова, 1878. 221 с.
Евстигнеев В.М. Речной сток и гидрологические расчеты. М.: Изд-во МГУ, 1990. 304 с.
Комаров В.Д. Весенний сток равнинных рек европейской части СССР, условия его формирования и методы прогнозов. М.: Гидрометеоиздат, 1959. 296 с.
Маккавеев Н.И., Советов В.С. Трассирование землечерпательных прорезей на перекатах равнинных рек Европейской части СССР // Труды ЦНИИРФ. 1940. Вып. 3. 60 с.
Маккавеев Н.И., Хмелева Н.В, Гун Го-юань. Свободные меандры // Экспериментальная геоморфология. Вып. 2 / Под ред. Н.И. Маккавеева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969. C. 25–62.
Матлахова Е.Ю. Макроизлучины р. Вороны как свидетельства мощного речного стока в позднеледниковье // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2021. № 2. С. 103–109.
Неваленный Ю.В. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Изд. 2-е. Серия Донецкая. Лист L-37-V (г. Шахты). Объяснительная записка. М., 2000. 183 с.
Панин А.В., Сидорчук А.Ю. Макроизлучины ("большие меандры"): проблемы происхождения и интерпретации // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2006. № 6. С. 14–22.
Панин А.В., Сидорчук А.Ю., Власов М.В. Мощный поздневалдайский речной сток в бассейне Дона // Известия РАН. Серия географическая. 2013. № 1. С. 118–129.
Протасьев М.С. (ред.) Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 7. Донской район. Л.: Гидрометиоздат, 1973. 460 с.
Рычагов Г.И. Макроизлучины в долинах рек: геоморфологический феномен // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2003. № 5. Стр.?
Сидорчук А.Ю. Морфология грядового рельефа речных русел // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 1. С. 33–45. DOI: 10.31857/S0321059620010137
Сидорчук А.Ю., Панин А.В., Борисова О.К. Геоморфологические подходы к оценке величины речного стока в геологическом прошлом (ст. 5. Сравнительный анализ результатов, полученных разными методами) // Геоморфология. 2019. № 1. С. 66–79.
Сидорчук А.Ю., Панин А.В., Борисова О.К. Климатически обусловленные изменения речного стока на равнинах северной Евразии в позднеледниковье и голоцене // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 4. С. 406–416. DOI: 10.31857/S0321059621060171
Сидорчук А.Ю., Панин А.В., Борисова О.К. Речной сток на Восточно-Европейской равнине за последние 20 тысяч лет и проблема изменения уровней южных морей // Вопросы географии. Сб. 145. Гидрологические изменения. М.: Издательский дом «Кодекс», 2018. С. 144–168.
Сидорчук А.Ю., Украинцев В.Ю., Панин А.В. Оценка годового стока Волги в позднеледниковье по данным о размерах палеорусел // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 6. С. 643–655. DOI: 10.31857/s0321059621060171
Хруцкий С.В., Смольянинов В.М., Косцова Э.В. Альбом геологических разрезов центрально-черноземных областей. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1974. 176 с.
Davis W.M. La Seine, la Meuse et la Moselle // Ann. de Géographie. 1895. Vol. 4. P. 25–49.
Dury G.H. Contribution to a general theory of meandering valleys // Am. J. Sci. 1954. Vol. 252. P. 193–224.
Dury G.H. Principles of underfit streams // US Geological Survey Professional Paper 452-A. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1964. 67 p. DOI: 0.3133/pp452A
Dury G.H. Theoretical implications of underfit streams // US Geological Survey Professional Paper 452-C. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1965. 43 p. DOI: 10.3133/pp452C
Inglis C.C. Meanders and their bearing on river training // Inst. Civ. Eng. Mar. Waterways Eng. Div. 1947. Vol. 7. P. 3–54.
Matveeva T., Sidorchuk A. Modelling of surface runoff on the Yamal peninsula, Russia, using era5 reanalysis // Water. 2020. Vol. 12, no. 8. P. 2099. DOI: 10.3390/w12082099
Popov D., Marković S.B., Štrbac D. Generations of meanders in Serbian part of Tisa valley // Journal of the Geographical Institute "Jovan Cvijic", SASA. 2008. Vol. 58. P. 29–41. DOI: 10.2298/IJGI0858029P
Rotnicki K. Retrodiction of palaeodischarges of meandering and sinuous rivers and its palaeoclimatic implications // Temperate palaeohydrology. Chichester, UK: John Wiley and Sons, 1991. P. 431–470.
Schumm S.A. Quaternary paleohydrology // The Quaternary of the United States / Wright H.E., Jr, Frey D.G. (Eds.). Princeton, NY, USA: Princeton University Press, 1965. P. 783–794.
Schumm S.A. River adjustment to altered hydrologic regimen – Murrumbidgee River and paleochannels // US Geological Survey Professional Paper 598. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1968. 65 p. DOI: 10.3133/pp598
Sidorchuk A. The large rivers of the past in West Siberia: Unknown hydrological regimen // Water. 2023. Vol. 15, no. 2. P. 258. DOI: 10.3390/w15020258
Sidorchuk A.Yu., Borisova O.K. Method of paleogeographical analogues in paleohydrological reconstructions. Quaternary International. Vol. 72, no 1. 2000. P. 95–106. DOI: 10.1016/S1040-6182(00)00025-2
Vandenberghe J., Sidorchuk A. Large palaeomeanders in Europe: Distribution, formation process, age, environments and significance // Palaeohydrology. Geography of the physical environment. Cham, Switzerland: Springer, 2019. P. 169–186.
Ye B., Yang D., Zhang Z., Kane D.L. Variation of hydrological regime with permafrost coverage over Lena Basin in Siberia // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114(D7). DOI: 10.1029/2008JD010537.
+ Read article online
Downloads
Published
Versions
- 2024-03-29 (2)
- 2024-02-13 (1)
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Hydrosphere. Hazard processes and phenomena

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.