Новости

14 Сентября, 2020 16:29

Сканирование местности при помощи наземного сканера повысит точность оценки темпов современного преобразования рельефа

Изменение темпов процесса разрушения горных пород на речных водосборах предгорий и высотных зон (а также их переноса в пониженные участки рельефа) обусловлены происходящими в землепользовании трансформациями и быстрыми климатическими изменениями, которые наблюдаются в последние десятилетия. На Северном Кавказе завершилась экспедиция специалистов Института географии РАН, которая под руководством Сергея Харченко выполняла комплекс полевых исследований по оценке интенсивности денудации и поступления наносов со склонов в постоянные водотоки и водоемы на 4 водосборах, расположенных в предгорной, среднегорной и высокогорной зонах. Работы были поддержаны Российским научным фондом, проект № 19-17-00181 «Количественная оценка бассейновой составляющей стока наносов и ее изменений в голоцене на реках Кавказа», руководитель – Валентин Голосов.
Источник: ИГ РАН
Высокоточные повторные съемки требуют корректного геодезического обоснования. С. Цыпленков готовится к фиксации «твердой точки». Источник: ИГ РАН
Ледник Джанкуат и исток одноименного ручья. Источник: ИГ РАН
3 / 4
Источник: ИГ РАН
Высокоточные повторные съемки требуют корректного геодезического обоснования. С. Цыпленков готовится к фиксации «твердой точки». Источник: ИГ РАН
Ледник Джанкуат и исток одноименного ручья. Источник: ИГ РАН

«Использование современных дистанционных методов в сочетании с традиционными (метод шпилек, ловушки наносов, прокраска обломков и т.д.) позволяет с высокой точностью изучать процессы преобразования рельефа – устанавливать интенсивность перераспределения вещества с выделением зон сноса, транзита и переотложения материала в пределах водосборов первого–второго порядков, которые составляют более 90% от площади речных бассейнов, – говорит главный научный сотрудник лаборатории геоморфологии ИГ РАН Валентин Голосов. – Это дает возможность количественно оценить соотношение объемов продуктов денудации, отлагающихся внутри водосборов и поступающих в постоянные водотоки и водоемы. Накопление подобных данных позволит существенно усовершенствовать имеющиеся расчетные модели перераспределения наносов в речных бассейнах, что в итоге повысит надежность расчетов темпов заиления горных и предгорных водохранилищ и ирригационных систем, даст возможность идентифицировать участки речных бассейнов, с которых в гидрографическую сеть поставляется наибольший объем наносов. В результате появится возможность регулировать сток наносов путем создания искусственных ловушек на склонах и других мер, способствующих переотложению части продуктов денудации на склонах и тем самым снижать вероятность формирования катастрофических эрозионных событий – таких, как сели и внезапные ливневые паводки».

Ряд водосборов, на которых проводились полевые исследования, являются, по сути, стационарами (р. Джанкуат) или полустационарами (водосборы озера Донгуз-Орун и притока р. Гижгит), где комплексные исследования различных компонентов ландшафтов и их изменений в течение голоцена проводят ученые разных подразделений Института географии РАН, а также сотрудники географического факультета МГУ. Однако систематические геоморфологические исследования по оценке особенностей формирования стока наносов на водосборах и их поступления в постоянные водотоки и водоемы на этих объектах были начаты геоморфологами ИГ РАН только в 2019 году.

«Современные технологии позволяют с высокой точностью – прежде всего, для участков, лишенных растительного покрова, – определять темпы различных экзогенных процессов путем повторного сканирования части склонов и днищ долин, где активна денудация, – отмечает старший научный сотрудник лаборатории геоморфологии ИГ РАН Сергей Харченко. – В частности, это касается сканирования местности с использованием наземного сканера, который в конце 2019 г. был приобретен Институтом географии РАН для Центра коллективного пользования. Преимущества его применения для выявления темпов экзогенных процессов – это быстрота и достаточно высокая точность съемки. В отличие от съемок рельефа местности, выполняемых с использованием квадрокоптера, данный прибор наиболее удобен для изучения процессов денудации на склонах с уклонами свыше 30 градусов и вплоть до отвесных стенок, где процессы физического и химического выветривания (а равно и сноса рыхлого материала) идут наиболее интенсивно, – продолжает ученый. – Провести съемку поверхности подобных участков с воздуха с нужной точностью и без потери информации затруднительно. Кроме того, компактность прибора позволяет использовать его при работе на труднодоступной местности». 

На двух ключевых водосборах, расположенных в среднегорном (бассейн р. Гижгит, приток р. Баксан) и высокогорном (бассейн р. Джанкуат) высотных поясах, учеными была проведена съемка участков склонов, интенсивно преобразуемых экзогенными процессами. «На водосборе реки Джанкуат, где темпы таяния погребенного льда в августе достигают максимальных величин, нам удалось провести повторные съемки склона боковой морены, на котором интенсивность эрозионно-солифлюкционных процессов была настолько высока, что значительные изменения рельефа происходили буквально ежедневно», – говорит Сергей Харченко. На всех водосборах ученые провели крупномасштабную съемку рельефа с использованием квадрокоптера. Причем ряд участков, на которых процессы преобразования рельефа идут наиболее активно в бассейнах р. Джанкуат и озера Донгуз-Орун, были сняты повторно, что после обработки результатов съемки позволит оценить темпы сноса и отложения материала за прошедший с момента первой съемки период (год).

Были выполнены повторные наблюдения за интенсивностью экзогенных процессов с использованием традиционных методов, в том числе на задернованных участках, где точность дистанционных методов недостаточна для выявления изменений морфологии поверхности склонов. Был проведен отбор проб рыхлых отложений для определения темпов аккумуляции и выявления долевого вклада различных источников наносов, транспортируемых в постоянных водотоках. 

«Исследования современных экзогенных процессов – это только одно из направлений работ по нашему проекту, конечная цель – не только получить количественные оценки современных темпов перераспределения наносов на малых водосборах разных высотных зон Кавказа, но и реконструировать изменения темпов денудации за период голоцена, – говорит Валентин Голосов. – Эти работы выполняются нами на основе изучения темпов накопления донных отложений в горных озерах, особенностей геолого-геоморфологического строения их водосборов и набора экзогенных процессов, соотношение и вклад которых в суммарную денудацию изменялось во времени в зависимости от климатических изменений».

О предыдущем этапе исследований можно почитать здесь.

25 Сентября, 2020
Ученые: масштабы загрязнения Арктики больше, чем мы предполагали
Международный коллектив ученых оценил воздействие выбросов от локальных и удаленных источников промы...
23 Сентября, 2020
В Онежском озере нашли в два раза больше микропластика, чем в Балтийском море
Акваторию Онежского озера изучают второй год, чтобы понять, как много в нем микропластика. Ученые из...