Геомаркетинг » ОЦЕНКА БАССЕЙНОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СТОКА ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ В МАЛЫХ РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ СУХИХ И ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНОМ СТОКЕ

DOI: 10.25296/1997-8650-2017-9-54-65

Читать полную версию

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

ОЦЕНКА БАССЕЙНОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СТОКА ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ В МАЛЫХ РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ СУХИХ И ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНОМ СТОКЕ

Цыпленков А.С., Голосов В.Н., Куксина Л.В.

Цыпленков А.С., Голосов В.Н., Куксина Л.В., 2017. Оценка бассейновой составляющей стока взвешенных наносов в малых речных бассейнах сухих и влажных субтропиков при экстремальном стоке. Инженерные изыскания, Том XI, № 9, с. 54-65, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2017-9-54-65.

Статья посвящена сравнительной оценке условий формирования бассейновой составляющей стока взвешенных наносов за счет процессов склонового смыва в зоне сухих и влажных субтропиков. В качестве объектов исследования были выбраны два бассейна малых рек, расположенных в зоне влажных (Черноморское побережье Кавказа, Хостинский р-н г. Сочи) и сухих (северная часть о. Сицилия) субтропиков, которые характеризуются высокой внутригодовой и межгодовой неравномерностью стока воды и наносов и где имеют место экстремальные эрозионные события. Для расчeтов темпов смыва используется модифицированное универсаль-ное уравнение эрозии почв. Необходимая информация по факторам смыва обработана для каждого бассейна. Особое внимание было уделено межгодовой изменчивости эрозионного потенциала осадков (ЭПО). Для расчeтов использовался максимальный за период метеорологи-ческих наблюдений ЭПО для каждого из бассейнов, что позволило оценить темпы смыва с земель различного использования в годы с экстремаль-ными осадками. Установлено, что темпы смыва с с/х угодий одинакового назначения в среднем как минимум в два раза выше в речном бассейне, расположенном в сухих субтропиках, и достигают на пашне в годы с экстремальными осадками 800–1 700 т/га в год. Основной причиной более высоких значений бассейновой составляющей стока взвешенных наносов в сухих субтропиках является низкая противоэрозионная устойчивость почв и высокая земледельческая освоенность исследуемого бассейна. При этом смыв с пашни является доминирующим источником взвешенных наносов рек в обоих регионах, что необходимо учитывать при освоении склонов в бассейнах малых рек Черноморского побережья России, расположенных в зоне влажных и сухих субтропиков.

1. Ажигиров А.А., 1991. О роли различных денудационных процессов в развитии склонов на северо-западном Кавказе. Геоморфология, № 2, с. 46–51.
2. Алексеевский Н.И., 1998. Формирование и движение речных наносов. Географический факультет МГУ, М.
3. Голосов В.Н., Дела Сета М., Ажигиров А.А., Кузнецова Ю.С., Дель Монте М., Фреди П., Лупия Пальмиери Е., Григорьева Т.М., 2012. Влияние антропогенной деятельности на интенсивность экзогенных процессов в низкогорьях субтропического пояса. Геоморфология, № 2, с. 7–17.
4. Дедков А.П., Мозжерин В.И., 1984. Эрозия и сток наносов на Земле. Изд-во Казанского университета, Казань.
5. Евстигнеев, В.М., 1990. Речной сток и гидрологические расчеты. Изд-во Московского университета, М.
6. Кочетов Н.И., Дубровин Н.И., Безруков В.Ф., 1980. Интенсивность современной денудации откосов дорожных выемок Сочинского района. Геоморфология, № 2, с. 31–35.
7. Куксина Л.В., Голосов В.Н., Кузнецова Ю.С., 2017. Ливневые паводки в горах: изученность, распространение, факторы формирования. География и природные ресурсы, № 1, с. 25–35.
8. Ларионов Г.А., 1993. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. Изд-во Московского университета, М.
9. Лисецкий Ф.Н., Светличный А.А., Черный С.Г., 2012. Современные проблемы эрозиоведения, под ред. А.А. Светличного, Константа, Белгород.
10. Литвин Л.Ф., 2002. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. ИКЦ «Академкнига», М.
11. Хмаладзе Г.Н., 1978. Выносы наносов реками Черноморского побережья Кавказа, под ред. Т.Г. Войнич-Сяноженцкого, Гидрометеоиздат, Л.
12. Хмелева Н.В., Виноградова Н.Н., Самойлова А.А., Шевченко Б.Ф., 2000. Бассейн горной реки и экзогенные процессы в его пределах (результаты стационарных исследований), под ред. Р.С. Чалова, Географический факультет МГУ, М.
13. Швебс Г.И., 1974. Формирование водной эрозии, стока наносов и их оценка. Гидрометеоиздат, Л.
14. Шевченко Б.Ф., 2004. Опыт количественной оценки развития осыпей горных склонов (результаты стационарных исследований). Геоморфология, № 3, с. 108–115.
15. Шныпарков А.Л., Колтерманн К.П., Селиверстов Ю.Г., Сократов С.А., Перов В.Ф., 2012. Селевой риск на Черноморском побережье Кавказа. Геориск, № 4, с. 20–25.
16. Arnoldus H.M.J., 1980. An approximation of the rainfall factor in the universal soil loss equation. In: De Boodt M., Gabriels D. (eds) Assessment of erosion. Wiley, Chichester, pp. 127–132.
17. Baburin V.L., Gavrilova S.A., Koltermann P., Seliverstov Yu.G., Sokratov S.A., Shnyparkov A.L., 2014.Quantification of economic and social risks of debris flows for the Black Sea coastal region of the Northern Caucasus. Geography. Environment. Sustainability, Vol. 7, No. 3, pp. 108–122.
18. Bagarello, V., Ferro, V., Giordano, G., 1991. Evaluating Williams’ runoff factor for some Sicilian watersheds. (Evaluation of the Williams’s runoff factor and of sediment delivery ratio in some Sicilian river basins). Rivista di IngAgr, No. 4, pp. 238–251
19. Borga M., Stoffel М., Marchi L., Marra F., Jako M., 2014. Hydrogeomorphic response to extreme rainfall in headwater systems: Flash floods and debris flows. J. Hydrol, Vol. 518, pp. 194–205.
20. Cambazoglu M.K., Gögüs M., 2004. Sediment Yields of Basins in the Western Black Sea Region of Turkey. Turkish J. Eng. Environ. Sci., Vol. 28, No. 6, pp. 355–367.
21. Catalano R., Lo Cicero G., 1998. La Sicilia Occidentale. In Catalano R., Lo Cicero G. (eds) Guidaalleescursioni, 79°Congresso Nazionale, Società Geologica Italiana, Vol. 1, pp. 175–185.
22. Ferro V., Porto P., 2012. Identifying a dominant discharge for natural rivers in southern Italy. Geomorphology, Vol. 139–140, pp. 313–321.
23. Kinnell P., 2010. Event soil loss, runoff and the Universal Soil Loss Equation family of models: a review. J. Hydrol., Vol. 385, pp. 384–397.
24. Marchi L., Borga M., Preciso E., Gaume, E., 2010.Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management. J. Hydrol., Vol. 394, No. 1–2, pp. 118–133.
25. Panagos P., Borrelli P., Meusburger К. Yu. B., Klik A., Lim K.J., Yang J.E., Ni J., Miao C., Chattopadhyay N., Sadeghi S.H., Hazbavi,Z., Zabihi M., Larionov G.A., Krasnov S.F., Gorobets A.V., Yoav Levi, Erpul G., Birkel C., Hoyos N., Naipal V., Tarso P., Oliveira S., Bonilla C.A., Meddi M., Nel W., Al Dashti H., Boni M., Diodato N., Van Oost K., Nearing M., Ballabio C., 2017. Global Rainfall Erosivity assessment based on high-temporal resolution rainfall records. Sci. Rep. Springer US, Vol. 7, No. 1, pp. 1–12.
26. Panagos P., Ballabio К., Borrelli P., Meusburger K., Klik A., Rousseva S., Perčec Tadić M., Michaelides S., Hrabalíková M., Olsen P., Aalto J., Lakatos M., Rymszewicz A., Dumitrescu A., Begueríam S., Alewell C., 2015. Rainfall erosivity in Europe. Sci. Total Environ., Vol. 511, pp. 801–814.
27. Renard K., Foster G., Weesies G., McCool D., Yoder D., 1997. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). USDA Agricultural Handbook 1119, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C.
28. Rotigliano E., Agnesi V., Cappadonia C., Conoscenti C., 2011. The role of the diagnostic areas in the assessment of landslide susceptibility models: A test in the Sicilian chain. Nat. Hazards, Vol. 58, No. 3, pp. 981–999.
29. Williams J.R., 1995. “The EPIC model”. In Singh, V.P. (ed.), Computer models of watershed hydrology. Water Resources Publications, Littleton, Colo., pp. 909–1000.

ЦЫПЛЕНКОВ А.С.*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, atsyplenkov@gmail.com
Адрес: Ленинские горы, д. 1, г. Москва, 119991, Россия
ГОЛОСОВ В.Н.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, gollossov@gmail.com
КУКСИНА Л.В.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, ludmilakuksina@gmail.com

Engineering Survey Vol. XI, No. 9/2017

ASSESSMENT OF BASIN COMPONENT OF SUSPENDED SEDIMENT YEILD GENERATED DUE TO RAINFALL EVENTS AT SMALL RIVERS IN WET AND DRY SUBTROPICS

Tsyplenkov A.S., Golosov V.N., Kuksina N.V.

Tsyplenkov A.S., Golosov V.N., Kuksina N.V., 2017. Assessment of basin component of suspended sediment yeild generated due to rainfall events at small rivers in wet and dry subtropics. Engineering Survey, Vol. XI, No. 9, pp. 54-65, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2017-9-54-65.

A comparative assessment of small river basin component of suspended sediment yield generated due to extreme runoff events is the main topic of paper. Two small river basins located in wet (Black Sea coast of Western Caucasus, Russia) and dry (Sicily island, Italy) subtropics in the low mountains were selected. Both river basins are characterized by high intra-annual and inter-annual unevenness of water and sediment flow. Besides, the manifestation of extreme erosion events is typical for them. The erosion rate has been computed through an application of the RUSLE empirical erosion model. Requested information about model parameters was collected and calculated for each river basin. Special attention was given to inter- annual rainfall erosivity variability. The maximum annual values of rainfall erosivity for each river basin for the period of observation are used. It is allowed to define erosion rates from the different types of land use for the year with extreme rainfalls. It is established that erosion rates from the similar land use types in the most cases are higher in the dry subtropics river basins. They exceed of maximum values in the years with extreme precipitation (up to 800 t/year and 1 700 t/year in the Western Caucasus and Sicily respectively). The low soils erosion resistance and the high agricultural development of the basin are the main reasons of higher values of suspended sediment yield in dry subtropics. At the same time, soil losses from the arable lands are the dominant source of suspended sediment of rivers in both regions. It must be taken into account when developing slopes in the small river basins of the Black Sea coast of Russia located in the wet and dry subtropical zones.

sediment yield soil erosion erosion modeling rainfall erosivity

1. Azhigirov A.A., 1991. On the significance of various erosion processes in slope evolution at the NW Caucasus. Geomorphology, No. 2, pp. 46–51. (In Russ.).
2. Alekseevskii N.I., 1998.Formation and movement of river sediments. Faculty of Geography of Lomonosov Moscow State University, Moscow. (In Russ.).
3. Golosov V.N., Dela Seta M., Azhigirov A.A., Kuznetsova Lu.S., Del Monte M., Fredi P., Lupia Palmieri E., Grigoreva T.M., 2012. Anthropogenic impact on exogenous processes in low mountains of semitropics. Geomorphology, No. 2, pp. 7–17. (In Russ.).
4. Dedkov A.P., Mozzherin V.I., 1984. Erosion and sediment yield on the Earth. Izdatelstvo Kazanskogo Universiteta, Kazan. (In Russ.).
5. Evstigneev V.M., 1990. River runoff and hydrological calculations. Moscow State University, Moscow. (In Russ.).
6. Kochetov N.I., Dubrovin N.I., Bezrukov V.F., 1980. Present-day denudation intensity at road cut slopes in the Sochi region. Geomorphology, No. 2, pp. 31–35. (In Russ.).
7. Kuksina L.V., Golosov V.N., Kuznetsova Lu.S., 2017.Cloudburst floods in mountains: state of knowledge, occurrence, factors of formation. Geography and Natural Resources, No. 1, pp. 25–35. (In Russ.).
8. Larionov G.A., 1993. Erosion and deflation of soils. Moscow State University, Moscow. (In Russ.).
9. Lisetskii F.N., Svetlichnyi A.A., Chernyi S.G., 2012. Recent developments in erosion science, ed. by Svetlichnyi A.A., Konstanta, Belgorod. (In Russ.).
10. Litvin L.F., 2002. Geography of soil erosion in agricultural land in Russia. Akademkniga, Moscow. (In Russ.).
11. Khmaladze G.N., 1978. Sediment export by rivers of Caucasus Black Sea coast, ed. by Voinich-Sianozhentskii T.G., Gidrometeoizdat, Leningrad. (In Russ.).
12. Khmeleva N.V., Vinogradova N.N., Samoilova A.A., Shevchenko B.F., 2000.The mountain river basin and exogenous processes within it (the results of stationary research), ed. by Chalov R.S., Faculty of Geography of Lomonosov Moscow State University, Moscow. (In Russ.).
13. Shvebs G.I., 1974. Formation water erosion, sediment runoff and evaluation. Gidrometeoizdat, Leningrad. (In Russ.).
14. Shevchenko B.F., 2004. An attempt of quantitative assessment of the mountain slopes scree evolution (the result of stationary investigation). Geomorphology, No. 3, pp. 108–115. (In Russ.).
15. Shnyparkov A.L., Koltermann K.P., Seliverstov Iu.G., Sokratov S.A., Perov, V.F., 2012. Debris flows risk in the caucasian black sea coastal zone. Georisk, No. 4, pp. 20–25. (In Russ.).
16. Arnoldus H.M.J., 1980. An approximation of the rainfall factor in the universal soil loss equation. In: De Boodt M., Gabriels D. (eds) Assessment of erosion. Wiley, Chichester, pp. 127–132.
17. Baburin V.L., Gavrilova S.A., Koltermann P., Seliverstov Yu.G., Sokratov S.A., Shnyparkov A.L., 2014. Quantification of economic and social risks of debris flows for the Black Sea coastal region of the Northern Caucasus. Geography. Environment. Sustainability, Vol. 7, No. 3, pp. 108–122.
18. Bagarello V., Ferro V., Giordano G., 1991. Evaluating Williams’ runoff factor for some Sicilian watersheds. (Evaluation of the Williams’s runoff factor and of sediment delivery ratio in some Sicilian river basins). Rivista di IngAgr, No. 4, pp. 238–251
19. Borga M., Stoffel М., Marchi L., Marra F., Jako M., 2014. Hydrogeomorphic response to extreme rainfall in headwater systems: Flash floods and debris flows. J. Hydrol, Vol. 518, pp. 194–205.
20. Cambazoglu M.K., Gögüs M., 2004. Sediment Yields of Basins in the Western Black Sea Region of Turkey. Turkish J. Eng. Environ. Sci., Vol. 28, No. 6, pp. 355–367.
21. Catalano R., Lo Cicero G., 1998. La Sicilia Occidentale. In Catalano, R., Lo Cicero, G. (eds) Guida alle escursioni, 79°Congresso Nazionale, Società Geologica Italiana, Vol. 1, pp. 175–185.
22. Ferro V., Porto P., 2012. Identifying a dominant discharge for natural rivers in southern Italy. Geomorphology, Vol. 139–140, pp. 313–321.
23. Kinnell P., 2010. Event soil loss, runoff and the Universal Soil Loss Equation family of models: a review. J. Hydrol., Vol. 385, pp. 384–397.
24. Marchi L., Borga M., Preciso E., Gaume, E., 2010. Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management. J. Hydrol., Vol. 394, No. 1–2, pp. 118–133.
25. Panagos P., Borrelli P., Meusburger К., Yu B., Klik A., Lim K.J., Yang J.E., Ni J., Miao C., Chattopadhyay N., Sadeghi S.H., Hazbavi Z., Zabihi M., Larionov G.A., Krasnov S.F., Gorobets A.V., Yoav Levi, Erpul G., Birkel C., Hoyos N., Naipal V., Tarso P., Oliveira S., Bonilla C.A., Meddi M., Nel W., Al Dashti H., Boni M., Diodato N., Van Oost K., Nearing M., Ballabio C., 2017. Global Rainfall Erosivity assessment based on high-temporal resolution rainfall records. Sci. Rep. Springer US, Vol. 7, No. 1, pp. 1–12.
26. Panagos P., Ballabio К., Borrelli P., Meusburger K., Klik A., Rousseva S., Perčec Tadić M., Michaelides S., Hrabalíková M., Olsen P., Aalto J., Lakatos M., Rymszewicz A., Dumitrescu A., Begueríam S., Alewell C., 2015. Rainfall erosivity in Europe. Sci. Total Environ., Vol. 511, pp. 801–814
27. Renard K., Foster G., Weesies G., McCool D., Yoder D., 1997. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). USDA Agricultural Handbook 1119, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C.
28. Rotigliano E., Agnesi V., Cappadonia C., Conoscenti C., 2011. The role of the diagnostic areas in the assessment of landslide susceptibility models: A test in the Sicilian chain. Nat. Hazards, Vol. 58, No. 3, pp. 981–999.
29. Williams J.R., 1995. “The EPIC model”. In Singh, V.P. (ed.), Computer models of watershed hydrology. Water Resources Publications, Littleton, Colo., pp. 909–1000.

ANATOLY S. TSYPLENKOV*
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; atsyplenkov@gmail.com
Address: Bld. 1, Leninskie Gory, 119991, Moscow, Russia
VALENTIN N. GOLOSOV
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; gollossov@gmail.com
LUDMILA V. KUKSINA
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; ludmilakuksina@gmail.com

Статьи из журнала

СЕМИНАР-ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ»

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

Авторы: Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., Живаев А.А., Валеев Д.Н., Лисицин А.В., Скопинцев Д.Г.

В статье приведены результаты семинара-презентации, проведенного 6–7 сентября 2017 года на базе научно-производственного предприятия ООО «НПП “Геотек”». Программа семинара включала теоретическую и практическую часть демонстрации современных технологий испытаний грунтов в ...

ЭКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ БЕРЕГОВ МОРЯ ЛАПТЕВЫХ К РАЗЛИВАМ НЕФТИ

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

Авторы: Ермолов А.А., Илюшин Д.Г., Кизяков А.И.

В статье представлены отдельные результаты геоморфологического районирования береговой зоны моря Лаптевых общей протяженностью более 10 500 км (в масштабе 1:1 000 000) и оценки экологической чувствительности берегов к разливам нефти ...

ОБРАБОТКА ДАННЫХ ПРИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГНСС

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

Автор: Фялковский А.Л.

В статье рассмотрено понятие динамического объекта — сооружения, обладающего циклическими смещениями и колебаниями под действием внешних или внутренних деформирующих факторов. Подчеркнута сложность геодезического мониторинга подобных объектов, основной проблемой которого является ...

ОЦЕНКА БАССЕЙНОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СТОКА ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ В МАЛЫХ РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ СУХИХ И ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНОМ СТОКЕ

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

Авторы: Цыпленков А.С., Голосов В.Н., Куксина Л.В.

ГЕОРАДИОЛОКАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ГРУНТАХ ОСНОВАНИЙ АВТОДОРОГ г. ЯКУТСКА

«Инженерные изыскания», Том XI, № 9/2017

Авторы: Федорова Л.Л., Саввин Д.В., Мандаров Д.А., Федоров М.П.

Строительство и эксплуатация автомобильных дорог в криолитозоне вносят большие изменения в природный температурный и водный режимы многолетнемерзлых грунтов. Все это сопровожда-ется активизацией негативных криогенных процессов, заболачиванием, образованием бугров пучения, зон ...