Мониторинг эрозионных процессов на береговых откосах реки Оки в летне-осенний период

Алексей Юрьевич Воробьев; Дмитрий Сергеевич Локтеев; Евгений Вадимович Бургов; Александр Сергеевич Кадыров; Илья Петрович Артюхов; Константин Евгеньевич Эм; Анна Александровна Балобина

Алексей Юрьевич Воробьев Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина https://orcid.org/0000-0002-7110-4232
Дмитрий Сергеевич Локтеев Московский государственный университет геодезии и картографии https://orcid.org/0000-0002-0345-0504
Евгений Вадимович Бургов Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова Российской академии наук https://orcid.org/0000-0002-0345-0504
Александр Сергеевич Кадыров Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина https://orcid.org/0009-0007-1416-7898
Илья Петрович Артюхов ООО «Мещерский научно-технический центр», Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева https://orcid.org/0009-0006-6267-3560
Константин Евгеньевич Эм ООО «Мещерский научно-технический центр», Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева https://orcid.org/0009-0002-6484-8716
Анна Александровна Балобина Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы https://orcid.org/0009-0001-0261-7392

Ключевые слова: река Ока, боковая эрозия русла, летне-осенняя межень, БПЛА, полустационар геоморфологический, гранулометрический анализ, влажность грунтов

Аннотация

Цель – определение скорости и объемов эрозии толщ почвогрунтов на берегах реки Оки посредством аэрофотосъемки и выявление предпосылок локальной мобилизации береговых отложений. Материалы и методы. В маловодную фазу водного режима реки Оки была предпринята аэрофотосъемка рельефа полустационаров на крутых берегах ее русла. Она сопровождалась отбором проб почвогрунтов для определения их гранулометрического состава и весовой влажности. Составленные цифровые модели рельефа (ЦМР) позволили зафиксировать проявления эрозии берегов окской поймы и выявить связи интенсивности морфолитодинамики и свойств почвогрунтов с их пространственной позицией на откосах. Результаты и обсуждение. Установлено, что скорости эрозионного процесса распределены относительно равномерно по плоскости склонов, несоответствия между эрозией грунтов различного механического состава статистически недостоверны. Корреляционные зависимости скорости эрозии от свойств отложений и их гипсометрического положения показали наличие слабых связей. Рельефообразование было обусловлено различными по механизму возникновения, но подобными по интенсивности процессами. Предполагается, что осенний паводок произвел заметную эрозию нижних частей откосов при достижении полной их влагоемкости. В сухое лето 2022 года ведущую геодинамическую роль играло осыпание, морфологически выраженное в виде шлейфов на итоговых ЦМР. Заключение. Применение геодезических методов контроля эрозии на уступах русла реки Оки позволило зарегистрировать и количественно проанализировать ее проявления даже в масштабе микро- и нанорельефа. Оптимальная периодизация мониторинга состояния берегов требует дополнения аэрофотосканирования, проведенного в межсезонья гидрологического года, дополнительными съемками на границе его сезонов.

Скачивания

Биографии авторов

Алексей Юрьевич Воробьев, Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина

Кандидат географических наук, доцент кафедры географии, экологии и природопользования

Дмитрий Сергеевич Локтеев, Московский государственный университет геодезии и картографии

Магистрант Московского государственного университета геодезии и картографии

Евгений Вадимович Бургов, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова Российской академии наук

Начальник группы биотехнических систем лаборатории робототехники, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Александр Сергеевич Кадыров, Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина

Аспирант кафедры географии, экологии и природопользования

Илья Петрович Артюхов, ООО «Мещерский научно-технический центр», Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева

Аспирант

Константин Евгеньевич Эм, ООО «Мещерский научно-технический центр», Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева

Аспирант

Анна Александровна Балобина, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Магистрант

Литература

1. Природно-антропогенные изменения почв и среды в пойме Москвы-реки в голоцене: педогенные, пыльцевые и антракологические маркеры / А. Л. Александровский, В. Г. Ершова, Е. В. Пономаренко и др. // Почвоведение, 2018, № 6, с. 659-673.
2. Беркович К. М., Злотина Л. В., Турыкин Л. А. Размыв речных берегов: факторы, механизм, деятельность человека // Геоморфология, 2019, № 2, с. 3-17.
3. Воробьев А. Ю., Кадыров А. С. Полевые исследования отступания берегов русла р. Оки в 2014-2018 гг. с помощью метода простых реперов // Географический вестник, 2020, № 3 (54), с. 30-45.
4. Геоморфология городских территорий: конструктивные идеи / отв. ред. Лихачева Э. А. Москва: МЕДИА-ПРЕСС, 2017. 175 c.
5. Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ленинград: Стройиздат, 1988. 415 с.
6. Егоров И. Е. Экзогенные геоморфологические процессы и методы их изучения. Ижевск: Издательство Удмуртского университета, 2017. 383 с.
7. Кораблева О. В., Чернов А. В. Опыт мониторинга русловых деформаций на широкопойменных реках (на примере
р. Керженец) // География и природные ресурсы, 2008, № 2, с. 158-165.
8. Лазаренко А. А. Литология аллювия равнинных рек гумидной зоны (на примере Днепра, Десны, Оки) // Труды ГИН, 1964, вып. 120, 237 с.
9. Лучников А. И., Ляхин Ю. С., Лепихин А. П. Опыт применения беспилотных летательных аппаратов для оценки состояния берегов поверхностных водных объектов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, 2018, № 1, с. 37-46.
10. Почвы долин рек Оки и Угры и их продуктивность: монография / Н. А. Муромцев, Ю. А. Мажайский, Н. А. Семенов и др. Рязань: РГАТУ им. Профессора П. А. Костычева, 2011. 203 с.
11. Эрозионно-русловые системы / под ред. Р. С. Чалова, В. Н. Голосова, А. Ю. Сидорчука. Москва: ИНФРА-М, 2017. 702 с.
12. Effect of clay fraction on turbulence characteristics of flow near an eroded bank / K. Barman, S. Roy, V. K. Das, K. Debnath // Journal of Hydrology, vol. 571, 2019, pp. 87-102.
13. Charlton R. Fundamentals of fluvial geomorphology. London: Routledge, 2008. 234 p.
14. Quantifying streambank movement and topography using unmanned aircraft system photogrammetry with comparison to terrestrial laser scanning / S. D. Hamshaw, T. Bryce, D. M. Rizzo et al. // River research and Applications, 2017, vol. 33, iss. 8, pp. 1354-1367.
15. Characterizing and quantifying the discontinuous bank erosion of a small low energy river using Structure-from-Motion Photogrammetry and erosion pins / M. Jugie, F. Goba, C. Virmoux et al. // Journal of Hydrology, 2018, vol. 563, pp. 418-434.
16. Panin A., Matlakhova E. Fluvial chronology in the East European Plain over the last 20 ka and its palaeohydrological implications // CATENA, 2015, vol. 130, pp. 46-61.