ИСТИНА

Движение различных материальных сред (жидкости, твердых тел, дисперсных систем) в пределах эрозионно-русловых систем определяет нисходящий литодинамический поток материкового вещества. В постоянном взаимодействии и взаимном влиянии этих сред формируется перенос нерастворенных (твердых) веществ (коллоидов, глинистых, илистых, песчаных и крупнообломочных частиц) – речных наносов, являющихся продуктами разрушения горных пород, почв, органических остатков, флоккуляции. Определяя эволюцию эрозионно-русловых систем, сток наносов приводит к глубоким химическим изменениям в ландшафте и оказывает влияние на функционирование сообществ водных организмов. Современные технологии измерения характеристик взвешенных и влекомых наносов, развитие численных методов имитации процессов их формирования и движения, новые аналитические средства определения механического и химического состава материальных сред привели к появлению значимых информационных ресурсов, позволяющих с новых позиций подойти к проблеме изучения речных наносов. Актуальной научной задачей является создание единой гидролого-геохимической концепции изучения процессов переноса речных наносов в эрозионно-русловых системах. Ее обоснование и решение на этой основе частных фундаментальных и прикладных вопросов – основная цель данной работы. В основе исследования лежит единый подход к изучению характеристик баланса и химического состава речных наносов на разных таксономических уровнях эрозионно-русловых систем. Он предполагает адаптацию ряда независимых мониторинговых, дистанционных и численных методов изучения речных наносов, реализованных для более чем 50 рек России, Монголии, Швеции, Польши, Италии. Его составляющими являются: усовершенствованный протокол измерений характеристик переноса речных наносов, полученный при исследовании информационной энтропии пространственных и временных погрешностей определения характеристик состава взвешенных наносов; набор спутниковых моделей определения характеристик стока наносов; спектр имитационных моделей оценки процессов формирования и переноса речных наносов и их химического состава. В работе для разных природных условий и для рек разного размера определены характерные соотношения стока растворенных веществ, взвешенных и влекомых наносов, выявлены закономерности многолетних, внутригодовых и быстрых (внутрисуточных) колебаний стока и состава речных наносов. Анализируется роль бассейновых и русловых источников, взвешенных и влекомых форм транспорта в формировании химического состава речных наносов. Приводятся прогнозные оценки баланса наносов, которые демонстрируют значимые изменения в эволюции эрозионно-русловых систем севера России по сравнению с южными территориями. Полученные наработки использованы для развития методологии нормирования допустимых воздействий на речные системы. В зависимости от учета комплекса физиологических адаптаций, наиболее распространенные семейства рыб рек России ранжированы по чувствительности к мутности воды; для разных видов рыб экологические критерии поступления твердых частиц в реки. Предложена новая парадигма их нормирования, основанная на учете состава ихтиофауны, региональных (локальных) и внутригодовых изменений характеристик речных наносов. Рассмотрены возможности управления хозяйственной деятельностью в долинах рек, где основным аспектом воздействия на речные экосистемы становится поступление твердого материала в реки. Зависимость объемов поступления взвеси от площади разработок может использоваться для нормирования горнодобывающей деятельности в речных долинах малых рек. Обоснован региональный норматив, который предполагает отторжение земель под горные работы не более 10 % водосбора малых рек и не более 5 % водосборов водотоков меньшего размера (ручьи).