PROPERTIES OF PREFERENTIAL WATER FLOW PATHS NETWORKS AND BACKGROUND FOR THEIR GENESIS IN THE SLOPES OF SMALL MOUNTAIN VALLEYS

Раздел
Мониторинговые, экспериментальные и экспедиционные исследования
Ключевые слова: small mountain catchment, slope flow, preferential flow paths, fault, Far East of Russia (Pacific Russia)
(+) Аннотация

Дан анализ проведенных в горных речных долинах южного Сихотэ-Алиня и Верхнеколымского нагорья систематических исследований крупных предпочтительных водопроводящих путей – залегающих на глубине до 1 м от поверхности подземных дрен склонового масштаба, в которых концентрируется основная часть склоновых вод. Приведены оценки стока и скорости движения воды в этих дренах – соответственно 0.23–6 л/с и 0.4–7.2 см/с, которые по величине близки к таковым в руслах рек первого порядка в периоды межени. Выявлена их приуроченность к реликтовым или активным каменным потокам. Выдвинута гипотеза, что наиболее крупные дрены масштаба склона могут определяться структурно-геологическими условиями, а именно разрывными нарушениями сублокального масштаба, оперяющими локальные разломы. На основе характера движения воды в дренах с учетом результатов предшествующих исследований других авторов предложен вариант их типизации, включающий три основные структурные группы. А именно: 1) главные проводники, имеющие длину порядка сотен и первых тысяч и ширину несколько метров, 2) домены фильтрационного потока длиной от 0.1 до первых десятков метров и шириной до 10 см, 3) пути матричного потока, характеризующиеся длиной намного менее 10 см и поперечными размерами менее 0.1 см. Детальное изучение строения склонового чехла и динамики склоновых водотоков позволит обосновать гипотезу о значительной роли малых разломов и связанных с ними активных или реликтовых каменных потоков в концентрации склонового стока. Это позволит глубже понять механизмы формирования паводков в реках, особенно в районах с резкими внутрисезонными колебаниями увлажнения, такими как районы Азии вблизи Тихоокеанского побережья.

(+) Об авторе(ах) (+) Литература
1. Аржанова В.С., Елпатьевский П.В. Геохимия ландшафтов и техногенез. М.: Наука, 1990. 196 с.
2. Алексеев В.Р., Бояринцев Е.Л., Гопченко Е.Д., Сербов Н.Г., Завалий Н.В. Механизм криогенного регулирования стока в формировании водного баланса малых горных рек зоны многолетнемерзлых пород // Український гідрометеорологічний журнал. 2011. № 8. С. 182–194.
3. Бефани А.Н., Урываев П.А., Бефани Н.Ф., Одрова Т.В., Федорей В.Г. Экспериментальные исследования дождевого стока в Приморье / Тр. ДВНИГМИ. Вып. 22. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. С. 3–123.
4. Болдескул А.Г., Шамов В.В., Гарцман Б.И., Кожевникова Н.К. Ионный состав генетических типов вод малого речного бассейна: стационарные исследования в центральном Сихотэ-Алине // Тихоокеанская геология. 2014. Т. 33, № 2. С. 90–101.
5. Василенко Н.Г. Гидрология рек зоны БАМ: экспедиционные исследования. СПб: Нестор-История, 2013. 672 с.
6. Виноградов Ю.Б. Вопросы гидрологии дождевых паводков на малых водосборах Средней Азии и Южного Казахстана. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 262 с.
7. Гаврилов А.А. Разрывные нарушения южного Приморья как зоны геодинамического риска (по данным геолого-геоморфологического изучения побережий залива Петра Великого) // Вестник ДВО РАН. 2006. № 4. С. 75–86.
8. Гарцман Б.И., Губарева Т.С., Лупаков С.Ю., Орляковский А.В., Тарбеева А.М., Шамов В.В., Шекман Е.А. Формы линейной организации склонового стока в среднегорье (на примере Сихотэ-Алиня) // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 2. С. 123-132.
9. Гарцман Б.И., Шамов В.В. Натурные исследования стокоформирования в Дальневосточном регионе на основе современных средств наблюдений // Водные ресурсы. 2015. № 6. С. 589–599.
10. Гарцман И.Н., Лыло В.М., Черненко В.Г. Паводочный сток рек Дальнего Востока. Труды ДВНИГМИ. Вып. 34. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 264 с.
11. Геологический словарь: в 2-х томах. Том 1. А–М. / К.Н. Паффенгольц (отв. ред.). М.: Недра, 1978. 486 с.
12. Глотова Л.П., Глотов В.Е. Роль подземных вод в общем стоке малых горных рек бассейна реки Колымы // Известия Самарского НЦ РАН. 2012. Т. 14, № 1 (9). С. 2321–2324.
13. Говорушко С.М. Курумовый морфолитогенез. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. 120 с.
14. Губарева Т.С., Болдескул А.Г., Гарцман Б.И., Шамов В.В. Анализ природных трассеров и генетических составляющих стока в моделях смешения (на примере малых бассейнов в Приморье) // Водные ресурсы. 2016. Т. 43, № 4. С. 387–399.
15. Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Шамов В.В., Луценко Т.Н., Болдескул А.Г., Кожевникова Н.К., Лупаков С.Ю. Компоненты стока малых водосборов Сихотэ-Алиня: обобщение результатов полевых измерений и трассерного моделирования // Известия РАН. Сер. геогр. 2019. № 6. С. 126–140.
16. Жильцов А.С. Гидрологическая роль горных хвойно-широколиственных лесов Южного Приморья. Владивосток: Дальнаука, 2008. 332 с.
17. Захаров В.С., Симонов Д.А., Гильманова Г.З., Диденко А.Н. Фрактальная геометрия речной сети и неотектоника южного Сихотэ-Алиня // Тихоокеанская геология. 2020. Т. 39. № 6. С. 48–64.
18. Карасёв И.Ф., Шумков И.Г. Гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 384 с.
19. Короткий А.М. Оледенения и псевдогляциальные образования юга Дальнего Востока СССР // Плейстоценовые оледенения Востока Азии. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 174–185.
20. Короткий А.М., Никольская В.В., Скрыльник Г.П. Сходство и различие в общем и частном морфолитогенезе в условиях муссонного и континентального климата // Климатическая геоморфология Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 124–138.
21. Михайлов В.М. Пойменные талики Северо-Востока России. Новосибирск: ГЕО, 2013. 244 с.
22. Мудров Ю.В. Мерзлотные явления в криолитозоне равнин и гор. Основные понятия и определения. М.: Научный мир, 2007. 316 с.
23. Назаренко Л.Ф., Бажанов В.А. Геология Приморского края. Ч. 1. Стратиграфия. Препринт / Дальневост. геол. ин-т. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. 68 с.
24. Полунин Г.В. Динамика и прогноз экзогенных процессов. М.: Наука, 1989. 232 с.
25. Степанов В.М. Введение в структурную гидрогеологию. М.: Недра, 1989. 229 с.
26. Сорокина А.Т. Гидрогеологические структуры Приамурья, их эволюция и флюидный режим // Тихоокеанская геология. 1992. Т. 11, № 3. С. 123–133.
27. Сорокина А.Т. Роль разломов в формировании обводненных зон Алданской гидрогеологической области // Тихоокеанская геология. 2006. Т. 25, № 6. С. 57–66.
28. Тарбеева А.М., Гарцман Б.И. Морфогенез первичных звеньев гидрографической сети: натурные исследования в Центральном Сихотэ-Алине // География и природные ресурсы. 2017. № 4. С. 114–121.
29. Тимофеев Д.А. Терминология денудации и склонов. М.: Наука, 1978. 242 с.
30. Триас и юра Сихотэ-Алиня. Книга 1. Терригенный комплекс / Ред. Маркевич П.В., Захаров Ю.Д. Владивосток: Дальнаука, 2004. 417 c.
31. Тюрин А.И., Романовский Н.Н., Полтев Н.Ф. Мерзлотно-фациальный анализ курумов. М.: Наука, 1982. 150 с.
32. Умарова А.Б. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв. М.: ГЕОС, 2011. 266 с.
33. Ханчук А.И., Раткин В.В., Рязанцева М.Д., Голозубов В.В., Гонохова Н.Г. Геология и полезные ископаемые Приморского края: очерк. Владивосток: Дальнаука, 1995. 68 с.
34. Худяков Г.И., Денисов Е.П., Короткий А.М., Кулаков А.П., Никонова Р.И., Чернобровкина Е.И. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Юг Дальнего Востока. М.: Наука, 1972. 424 с.
35. Шепелёв В.В. Надмерзлотные воды криолитозоны. Новосибирск: Гео, 2011. 169 с.
36. Angermann L., Jackisch C., Allroggen N., Sprenger M., Zehe E., Tronicke J., Weiler M., Blume T. Form and function in hillslope hydrology: characterization of subsurface flow based on response observations // Hydrology and Earth System Sciences. 2017. No. 21. P. 3727–3748. https://doi.org/10.5194/hess-21-3727-2017.
37. Bense V.F., Gleeson T., Loveless S.E., Bour O., Scibek J. Fault zone hydrogeology // Earth Sci. Rev. 2013. No. 127. P. 171–192.
38. Brutsaert W. Hydrology. An Introduction. Cambridge: Cambridge Univer. Press, 2005. 605 p.
39. Caine J.S., Evans J.P., Forster C.B. Fault zone architecture and permeability structure // Geology. 1996. No. 24 (11). P. 1025-1028, 10.1130/0091-7613(1996)024<1025:FZAAPS>2.3.CO;2.
40. Galeani L., Vigna B., Banzato C., Lo Russo S. Validation of vulnerability estimator for spring protection areas: the B. VESPA index // J. Hydrol. 2011. No. 396. P. 233–245.
41. Gerke H.H., German P., Niebel J. Preferential and unstable flow: from the pore to the catchment scale // Vadose Zone Journal. 2010. No. 9. P. 207–212.
42. McGuire K.J., McDonnel J.J. Hydrological connectivity of hillslopes and streams: characteristic time scales and nonlinearities // Water Res. Res. 2010. V. 46, W10543, doi:10.1029.2010WR009341.
43. Pierce A.J., Stewart M.K., Sklash M.G. Storm runoff generation in humid headwater catchments. 1. Where does the water come from? // Water Res. Res. 1986. V. 22. No. 8. P. 1263–1272.
44. Seto M. Geomorphic processes since the later last glacial indicated by the formation of block deposition features in mid-latitude temperate zones / Matthew J.C. (ed.) // Weathering: Types, Processes and Effects. Nova Science Publishers: New York. 2011. P. 69–128.
45. Seto M., Kim S-H., Tanaka Y. Hydrological survey of the block stream in Mt. Maneo, South Korea // Фундаментальные и прикладные вопросы гидрогеологии / Отв. ред. С.В. Алекссев, В.В. Шепелёв. Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, 2015. С. 352–355.
46. Suzuki M., Inagaki H., Ueno S., Ujihara M., Ohno H., Ogawa K., Goto S., Nakamura Y., Hara S., Mima K. Large-scale slope failures and their mechanism due to heavy rainfall by Typhoon No.12 in 2011 in the Kii Peninsula of Japan // Proceedings of the 6th Civil Engineering Conference in the Asian Region. 2013. No. 1. P. 35–42.
47. Uchida T., van Meerveld I., McDonnell J.J. The role of lateral pipeflow in hillslope runoff response: an intercomparison of non-linear hillslope response // J. Hydrol. 2005. No. 311. P. 117–133.
48. Uhlenbrook S. Catchment hydrology – a science in which all processes are preferential // Hydrological Processes. 2006. No. 20. P. 3581–3585.
49. Weiler M. Macropores and preferential flow – a love-hate relationship // Hydrological Processes. 2017. No. 31. P. 15–19. doi: 10.1002/hyp.11074.
(+) Читать онлайн
Опубликован
2022-03-10
Как цитировать
Шамов, В. (2022). PROPERTIES OF PREFERENTIAL WATER FLOW PATHS NETWORKS AND BACKGROUND FOR THEIR GENESIS IN THE SLOPES OF SMALL MOUNTAIN VALLEYS. Гидросфера. Опасные процессы и явления, 3(3). извлечено от https://hydro-sphere.ru/index.php/hydrosphere/article/view/93

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.