Поиск

Образование пойм
17.08.2015

Для мелиорации и освоения пойм необходимо знать причины их образования. Пойма реки формируется под воздействием главным образом паводковых вод, но ее образование зависит также от характера долины и элементов. Образование пойм связано с геологическим строением, водным режимом, почвенными условиями, растительным покровом и возможностью их изменения c течением времени под воздействием природных явлений и осуществляемых мероприятий. По В.В. Докучаеву, долины формировались при зарастании, заилении и заторфовывании некогда крупных озер (водоемов).
Образование долин наших рек со всеми их особенностями и происходящими в них процессами С.Н. Никитин объясняет углублением и перемещением русла в горизонтальном направлении. Он рассматривает происходящие в долинах процессы независимо от изменения внешних условий, в частности от изменения природных условий на водосборе, не учитывает роль человеческой деятельности в изменении этих условий, как это делает В.В. Докучаев.
Е.В. Оппоков считает теорию С.Н. Никитина совершенно неприемлемой для среднего Днепра и некоторых его притоков.
Формирование речных долин в четвертичный период С.Г. Боч, В.И. Громов, И.И. Краснов и Н.И. Николаев объясняют результатом чередования размывающей и аккумулятивной деятельности водотоков.
А.Д. Колбутов на основании материалов геологических исследований долин для строительства водохранилищ пришел к выводу об образовании долин равнинных рек на месте озер и протоков в конце ледникового периода.
И.Г. Кокешко и А.Д. Колбутов выделяют четыре этапа В развитии речных долин на Русской равнине: древнейший, древний, новый и новейший (современный).
Таким образом, существуют две резко отличные теории образования долин: озерная теория В.В. Докучаева и теория образования долин углублением и горизонтальным перемещением русла С.Н. Никитина. Обе теории нашли своих последователей и продолжателей. Нельзя, однако, согласиться с тем, что все поймы рек явились результатом только заиления бывших озер или перемещения и углубления русла. Природные условия не только отдельных пойм, но и разных участков их так разнообразны, что причины образования пойм не могут быть везде одинаковыми.
Заболоченные поймы многих рек (Дубна, Яхрома, Сежа, Трубеж и др.) представляют собой бывшие большие озера, которые вследствие впадения в них рек и ручьев, несущих большое количество смываемых с водосбора минеральных и органических веществ, выклинивания грунтовых и грунтово-напорных вод, содержащих минеральные вещества пород, через которые они проходят, заилились, заросли и ааторфовались. На этих поймах заторфованные участки чередуются с минеральными. Реки таких пойм сильно меандрируют, русла их иногда слабо выражены, заросли и заторфовались, имеют неудовлетворительную пропускную способность.
Поймы более крупных рек — Оки, Клязьмы, Москвы, Волхова, Камы и др. — отличаются значительными расширениями, в которых хорошо развиты аллювиальные процессы. Эти поймы бывают избыточно увлажнены вследствие продолжительного затопления паводковыми водами, высокого стояния грунтовых вод; процессы торфообразования в них развиты главным образом в притеррасной и центральной частях.
К основным факторам образования заболоченных пойм относятся: форма и размеры долины, ее глубина; характер движения паводковых вод по пойме (расходы, напоры, скорости, температура воды, количество и качество содержащихся в воде наносов, насыщенность ее микрофлорой); пропускная способность и уровни воды в водоприемнике; геологическое строение и гидрогеологические условия (характер поступления, мощность и состав грунтовых вод, сосредоточенность их выхода); почвенный и растительный покров, напластование грунтов, строение рельефа и микрорельефа водосбора; сооружения (плотины, мосты, мельницы, гидроэлектростанции, заколы); развитие эрозионных процессов на водосборе. Такое разнообразие факторов, участвующих в формировании заболоченных пойм, делает этот процесс очень сложным.
Причину образования долин нельзя видеть только в результате механического перемещения русла или разрушения рекой своих коренных берегов. Есть долины, которые не только не размываются, а заиливаются, зарастают и за-торфовываются, но есть и такие долины, берега которых под действием эрозионных процессов беспрерывно разрушаются, размываются.
Помимо естественных причин, связанных со строением поймы, способствующих ее продолжительному затоплению, есть и искусственные причины, способствующие высокому стоянию уровней воды в реке, затоплению поймы и продолжительному стоянию уровня грунтовых вод на ней (мосты, плотины, гидроэлектростанции, заколы для рыбной ловли, водяные мельницы, шлюзы и т. д.).
Водяные мельницы были широко распространены еще в Древней Руси. Использование в течение многих столетий рек и их пойм для устройства подобных сооружений явилось одним из важнейших факторов заболачивания и заторфовывания пойм. Процесс этот проходил с разной степенью интенсивности в зависимости от времени и продолжительности затопления поймы, характера поступления и минерализации поступающих вод и т. д.
Возраст болот в условиях затопления и подтопления на рассматриваемых поймах трудно установить, но по объективным данным можно проследить продолжительность процесса заболачивания и роль в нем искусственных сооружений, создаваемых на реке и пойме.
Наблюдениями за влиянием затопления и подтопления на развитие растительности занимаются опытные станции в зонах построенных водохранилищ.
Так, на Рыбинском водохранилище, сооруженном в 1942 г., наблюдения были начаты еще до его строительства. При наибольшем заполнении площадь зеркала равна 4550 км2, объем водохранилища 25,4 км3, средняя глубина 5,6 м. Затопленные и периодически затопляемые земли представляли собой лесные угодья (53%), сенокосы (19%), пашню и усадьбы (13%), выгоны (8%), озера и болота (4%), кустарники (3%). В течение года разница уровней водохранилища достигает 4—5 м.
В первое лето после затопления мезофиты почти полностью отмирают или претерпевают значительные изменения. Отмершую и отмирающую растительность заменяют гидрофиты и гигрофиты. Вместе с ростом площадей зарастания идет уплотнение и увеличение веса растительной массы. Значительную роль при образовании донных отложений Играет подземная часть растений, которая часто превосходит надземную.
Быстро зарастают озера. Например, поверхность Святого озера в Бежицком районе Калининской области уменьшилась за 400 лет с 300 до 166 га. Объем воды в озере при Заболачивании сократился примерно на 37 млн. м3. Площадь водного зеркала озера Неро в Ярославской области составляла в 1771 г. 5280 га, в 1941 г. — 4290 га. Глубина его стала меньше 1 м и только на площади около 500 га составляет 1,5—2,5 м.
После отмирания растительности образуется торф. Скорость прироста торфяника неодинакова для разных условий. На Петровско-Шатурском болоте, по данным нивелировок 1875 и 1914 гг., прирост торфа составил 411 мм, или 10,5 мм в год.
Археологические находки, остатки дорог, мостов, орудий, посуды, костей животных и человека позволяют установить возраст торфяника или аллювиальных отложений, а следовательно, и интенсивность их роста.
При создании водохранилищ нельзя игнорировать процессы зарастания мелководий, резкого уменьшения площадей и объемов.
Нельзя также согласиться, что стадии развития болота связаны только с климатическими периодами. Все стадии развития болота существуют в настоящее время на разных озерах.
Река, пойма и водосбор тесно связаны друг с другом. Сток поверхностных и грунтовых вод с водосбора на пойму зависит от рельефа поверхности, геологического строения и гидрогеологических условий, почвенного и растительного покрова. Изменения в факторах, влияющих на поверхностный и внутренний сток с водосбора, приводят к изменению расходов воды в реке, состава содержащихся в воде веществ и микроорганизмов. С изменением водного режима реки изменяются водный режим поймы, продолжительность, площадь и глубина затопления. С уровнем воды в русле связано положение грунтовых вод на пойме.
С водосбора на пойму поступают поверхностные воды и содержащиеся в них наносы, выклиниваются грунтовые и напорные воды в притеррасье и других элементах поймы.
Ho поймы не только зависят от водного режима рек, а и сами оказывают большое влияние на него. При широких поймах паводковые воды разливаются по ним, насыщают почву, уменьшая расходы воды, проходящей по руслу, снижая пики паводков, увеличивая продолжительность паводкового периода. Широкие поймы с мощной толщей фильтрующих грунтов отдают реке воду, накопленную в паводок, увеличивают меженный сток рек и поднимают их уровень.
От высотного положения русла и поймы по отношению к водосбору зависят скорости стока поверхностных и грунтовых вод с него, а вместе с этим и эрозионные процессы (смыв почвы и образование оврагов), а также положение грунтовых вод и поступление и отложение наносов на пойме.
Закономерная зависимость между водосбором, рекой и поймой позволяет путем гидромелиоративных, водохозяйственных, агротехнических и лесотехнических мероприятий изменять и регулировать водный режим и связанные с ним условия в необходимом для сельскохозяйственного использования. направлении.