Седиментаційні процеси в гирлах малих річок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Седиментаційні процеси в гирлах малих річок

Берьозкіна Людмила Володимирівна молодший науковий співробітник

Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України". Україна

Анотація

Ключові слова: гирло річки, мала річка седиментаційні процеси, осадконакопичення, седиментогенез.

Title (in English): Sedimentation processes in the mouth of small rivers

Summary. Sedimentological research is important for the study of the environment, the proper organization of human economic activity, and the prevention of environmental disasters. If considered on a global scale, the contribution of small rivers of the northern Azov region to the sedimentation balance is extremely small. However, at the local level, the study of sedimentation processes makes it possible to comprehensively characterize the current state of the transitional river-sea geoecosystem, to observe trends in changes in sedimentation processes on a small scale.

Key words: river mouth, small river, sedimentation processes, sediment accumulation, sedimentogenesis

Седиментаційні процеси активізуються в районах зміни умов навколишнього середовища. Саме до таких перехідних зон відноситься система "ріка-море". Тут змінюється низка характеристик таких, як характер підстилаючої поверхні, швидкість та напрямок переміщення, хімічний склад води, видовий склад біоти. ріка море седиментологічний

Основний седиментаційний процес в гирлах річок - це осадження речовини. Наступний по масштабності - перемішування матеріалу, а також в незначних об'ємах присутня мобілізація речовини.

Зони змішування двох найбільш поширених на Землі типів вод - річкових і морських, тобто гирлові області (згідно з А.П. Лісіциним - області маргінальних фільтрів) займають менше 10 % поверхні океану і менше 0,5 % його об'єму, проте забирають більше 90 % осадової речовини, металів і солей, які надходять з континентів; на цю область припадає більш ніж 30% первинної продукції [2].

Змішування річкових і морських вод в гирлових ділянках - результат складної глобальної взаємодії різних елементів гідросфери та атмосфери. Зона змішування характеризується значними вертикальними і горизонтальними градієнтами всіх фізико-хімічних показників двох водних мас. Проникнення морських вод на гирлові ділянки річок відбувається під час скорочення річкового стоку, підвищення рівня приймаючої водойми, збільшення градієнтів щільностей взаємодіючих вод, а також залежить від морфологічних особливостей ділянки річки.

Припливи або нагони обумовлюють короткочасне (протягом кількох годин або діб) вторгнення морських вод. Проникнення їх у вигляді компенсаційної природної течії, направленої вверх по руслу річки, перешкоджає переміщенню завислих і в особливості волочильних наносів вниз по руслу, а значить надходженню річкових наносів на гирлові бари та узбережжя. Підвищена турбулентність вод у приповерхневій частині клину викликає утворення максимуму мутності води.

Мала річка - природний водотік, що має стік протягом усього року або він переривається на короткий час, живиться атмосферними опадами та підземними водами. Згідно з Водним кодексом України 1995, малі річки мають поверхню водозбору до 2000 км ² [1].

Гирлова область річки - це особливий об'єкт географічної оболонки Землі, який охоплює район впадіння річки у водойму (океан, море, озеро), сформувався, існує й розвивається завдяки гирловим процесам: динамічній взаємодії, змішуванню та мінливості водних мас річки й водойми, відкладенню і перевідкладенню річкових і морських(озерних) наносів. Може включати в себе гирлову ділянку річки (нижній відрізок ріки, на який діють припливи), естуарій, дельту, а також естуарну зону водойми, куди впадає річка (частина водойми, в межах якої вагомий вплив річкового стоку.

Гідрологічний режим малих річок рівнинної частини території України характеризується весняною повінню, низькою літньою меженню з окремими дощовими паводками, незначним осіннім підвищенням водності, низькою зимовою меженню, яка досить часто порушується паводками під час відлиг. За весняну повінь проходить від 40 до 80 %, а на деяких малих річках на півдні України - до 90 і навіть 100 % річного стоку. При цьому кожна мала річка має свої особливості [2].

Швидкі процеси перемішування річкових і морських вод існують в тих частинах естуаріїв і дельт, де зберігається турбулентність, тобто там, де помітна швидкість течії річки. За межами цієї границі легкі річкові води розливаються по поверхні більш важких морських і швидкість перемішування різко знижується, а отже і процес випадіння осаду стає більш тривалим. Саме другий тим перемішування водних мас характерний для малих річок північного Приазов'я відповідно до їх гідрологічного режиму.

Малі річки люди з давніх часів використовували для питного водопостачання, вилову риби, влаштування водяних млинів, згодом - малих ГЕС. Унаслідок посилення антропогенного впливу значна кількість малих річок деградувала, а багато з них зовсім зникли.

Ступінь забруднення малих річок значно вищий порівняно із середніми і великими, оскільки вони мають нижчу самоочисну здатність. Малі річки несуть забруднену воду в річки, в які вони впадають. 1988-94 в Україні здійснювалася спроба паспортизації малих річок, але було обстежено лише 2,5 тис. водотоків (4 %). Стан більшості малих річок України оцінюють як критичний, основними причинами якого вважають: забруднення господарсько-побутовими, промисловими та сільськогосподарськими стічними водами; розорювання водозборів; замулювання русел; високу зарегульованість стоку; осушення боліт, які є джерелами живлення багатьох мала річка [2].

Все вище описане значною мірою впливає на седиментаційні процеси. Зарегульованість русла спричинює зниження течії, відповідно знижується здатність водного потоку переносити мобілізований матеріал, як наслідок зменшується кількість речовини, яка надходить в седиментаційний басейн.

Дамба - це штучна перешкода на шляху водного потоку, яка затримує мобілізований матеріал і він осаджується раніше, ніж потрапить в природний басейн седиментації. Таким чином утворюються нові депоцентри в тих місцях, де не повинні бути згідно з природною картиною середовища.

Надходження різного роду стоку змінює хімічний склад води, що впливає на здатність переносити речовину у розчинах: деякі хімічні сполуки не утворюються, або ж навпаки утворюються нові сполуки з вмістом інвазивних елементів, які потім осаджуються в гирлових частинах річок. Як правило, такі елементи є полютантами (важкі метали, органічні сполуки, тощо).

В той час розорювання водозаборів руйнує стійкість річкових терас, тобто сприяє ерозії і як наслідок збільшує кількість мобілізованого матеріалу.

Седиментаційні процеси в гирлах малих річок північного Приазов'я (на основі дослідження донних осадків, відібраних з гирлових частин русла річок Обитічна, Солона, Мокра Білосарайка, Комишуватка) можна охарактеризувати так:

- Інтенсивне перемішування та перевідкладення матеріалу за рахунок хвилеприбійної сили моря. В складі донних осадків спостерігається значна кількість органогенного кальциту у вигляді різнорозмірних уламків мушель - він має невисоку питому вагу, тому легко мобілізується і переміщується.

- Розмив русла (бокова і донна ерозії) практично відсутній. Навпаки спостерігається намив матеріалу внаслідок вздовж берегового перенесення осадкоутворюючої речовини та виносу продуктів життєдіяльності морських тварин.

- В складі донних осадків присутні антропогенні компоненти промислового (мтеалургійний шлак, магнітні кульки, бітум) та побутового походження (шматочки пластику, синтетичні волокна, скло, металеві частинки).

- До складу седименту з річок Солона та Мокра Білосарайка входить велика кількість органічного матеріалу рослинного походження (рештки водостей та лучно-берегових рослин).

- Донний седимент слабо подрібнений, в гранулометричному складі всіх проб переважає псамітова фракція зі значною часткою псефітів. В поодиноких пробах значну частку становлять алеврити, пелітова частина представлена дуже малою часткою.

- Склад важкої фракції характерний для досліджуваного регіону і представлений ільменітом, цирконом, альмандином, арфведсонітом, епідотом, подекуди трапляється турмалін, ставроліт, сфен, силіманіт. Варто зазначити, що відсоток важких елементів в донних осадках незначний. Як правило найбільшу частку важкої фракції становлять мінерали електромагнітних властивостей.

Магнітні мінерали представлені мало або ж практично відсутні.

Таким чином, сучасні седиментаційні процеси в гирлах малих річок на території України знаходяться під вирішальним впливом антропогенного фактору. Антропогенні чинники змінюють кількісний та якісний склад самого седименту, коригують інтенсивність та динаміку седиментаційних процесів. Все це вимагає розвитку комплексних методичних підходів, які будуть поєднувати в собі як геолого-літологічні так і екологічні методи, щоб урахувати всі фактори впливу на стан конкретної геоекосистеми. Однак на сьогоднішній день подібні методики відсутні, а наявні напрацювання поодинокі та неузгоджені.

Чому варто досліджувати седиментаційні процеси малих річок? Дослідження шарів донних осадків, які безпосередньо дають можливість проаналізувати седиментогенез, - це тривалий затратний процес, який потребує значної кількості часу, залучення коштів і людських ресурсів. Щоб отримати реальну картину сучасного стану досліджуваного об'єкту, потрібно здійснювати відбір проб та проводити сталий моніторинг на території всього об'єкту. Також постає необхідність залучення спеціалістів різних профілів: геохіміків, літологів, гідрологів, екологів, біологів. Якщо мова йде про дослідження річки, то потрібно створювати пункти спостереження вздовж всієї течії. Оскільки малі річки відносно невеликий географічний об'єкт є можливість його дослідити більш збалансовано та отримати реальні дані.

Якщо провести дослідження декількох малих річок, то за результатами таких досліджень можна формувати узагальнену картину певної території. Це так званний індуктивний підхід пізнання. Коли вивчення малих складових дає можливість охарактеризувати геоекосистеми вищого порядку.

Список використаних джерел

1. Водний Кодекс України (1995) Постанова ВР № 214/95 - ВР від 06.06. 95

2. Лісіцин О.П. (1994). Маргінальний фільтр. Океанологія, (34-5), 735-747

3. Хільчевський В. К., Гребінь В.В. (2017). Мала Річка. У І. М. Дзюба, А. І. Жуковський, М.Г. Железняк... та Я.С. Яцків (Ред.), Енциклопедія Сучасної України. Інститут енциклопедичних досліджень НАН України. https://esu.com.ua/article-61035

Размещено на Allbest.ru