Файл: Зайков Б.Д. Очерки гидрологических исследований в России.pdf

изображенные на них кривые в общем подобны или, иными сло­ вами, глубина переката изменяется в зависимости от стояния го­ ризонта.

Это явление еще с давних пор было известно волжским лоцма­ нам, его наблюдали на Волге также Плисов, Богуславский и дру­ гие исследователи. Заслуга Макарова в данном случае состоит в том, что он впервые обобщил это явление на большом числе пе­ рекатов (73) и длинном участке реки (от Рыбинска до Казани).

Выявленная Макаровым зависимость с большим успехом ис­

что колебания отметки дна перекатов не могут представлять собой функцию только одних колебаний уровней; на формировании русла должны сказываться также изменения живой силы потока, движение наносов и целый ряд других причин. В связи с этим на некоторых перекатах наблюдается обратная картина, т. е. при по­ вышении уровней перекаты не намываются, а наоборот, размы­ ваются.

К числу факторов, способствующих деформации ложа сибир­ ских рек, Ячевский [465] относит явление донного льда. Под влия­ нием последнего быстро и постоянно изменяется конфигурация речного ложа и островов, а вдоль берегов образуются «опечки» — подводные бугры наносного материала.

С. П. Максимов в 1903 г. в докладе на X съезде русских дея­ телей по водяным путям [88] остановился на некоторых вопросах, касающихся речных наносов. Он привел ряд примеров, показы­ вающих роль ветра в создании большой мутности рек на отдель­ ных участках. Так, например, по сообщению работавшего на Волге инженера Н. В. Попова, в 1891 г. Ураковский перекат вследствие сильного шторма был занесен песком, перенесенным ветром, и

с кос и начинает мести песок, располагая его на снежном и ледя­ ном покрове реки.

Действие ветра не ограничивается только переносом тонких частиц, но в значительной степени способствует размыву бере­ гов. Так, во время шторма в апреле 1901 г. обвал берега в Тетюшах составил несколько десятков тысяч кубических метров.

Максимов отмечает также роль льда в размыве русла и в уве­ личении наносов и мутности рек. При замерзании реки скорости по вертикали перераспределяются и донные скорости увеличива­ ются, что вызывает размыв русла. Ледоход разрушает берега и также способствует увеличению наносов.

Движение донных наносов продолжается и зимою, но движе­ ние взвешенных наносов совершенно прекращается. Вода в реке

становится чистой и прозрачной. Наблюдения в 1901 г. с помощью батометра на Васильевских перекатах р. Волги не обнаружили

наносов, Максимов высказал мнение, что отношение количества взвешенных наносов к донным зависит от формы поперечного профиля долины реки: на реках, которые имеют возвышенное над поймой русло, например на Миссисипи, количество наносов, пере­ двигающихся постоянно во взвешенном состоянии, чрезвычайно велико и играет значительно большую роль, чем количество тех наносов, которые катятся по дну. В зависимости от места наблю­ дений количество донных наносов колебалось на этой реке от 1 до 10% всего количества движущихся наносов. Максимов считает, что на р. Волге, которая имеет значительно углубленное русло, относительное количество частиц, которые держатся во взвешен­ ном состоянии, не так велико.

Далее Максимов остановился на вопросе измерения речных наносов, движущихся по дну. Существующие способы состояли в том, что на повторных планах в горизонталях изучались линии перемещения урезов, наибольших или равных глубин. Максимов предложил на реках с песчаным устойчивым руслом изучать пе­ редвижение определенных точек, линий и объемов, свойственных определенным морфологическим формам — косам, плёсам и пере­ катам, т. е. стремился придать изучению геометрический характер. Однако это предложение не получило распространения.

В. Г. Глушков на X I I съезде русских деятелей по водяным пу­ тям в 1910 г. [103] доложил о работах гидравлической лаборато­ рии Мургабских изысканий (см. стр. 115), при этом он сделал некоторые выводы по исследованию наносов, носящие теоретиче­ ский характер.

Глушков считал, что взвешивание наносов является следствием вертикальной составляющей скорости течения, что эта составляю­ щая возникает, по-видимому, периодически при пульсации скоро­ стей течения и что ее существование доказано многочисленными опытами. Величина вертикальной составляющей, по опытам Глушкова и других авторов, колеблется от Ѵіг до Ѵго нормальной ско­ рости течения. «Ввиду несжимаемости жидкости разные скорости на протяжении одной и той же струи возможны лишь тогда, когда более быстрые участки ее, напирая на идущие впереди медленные, отклоняются или, говоря иначе, расползаются во все стороны и между прочим вверх. Это и есть восходящие течения или верти­

2 мм/с. Это важное положение было высказано Глушковым впер-

162

вые и в последующем подтверждено работами гидрометрических частей в Туркестане в 1910—1913 гг. [302] и на Кавказе в 1910— 1912 гг. [301].

Для р. Мургаб у ст. Таш-Кепри Глушков выявил эмпирическую связь

ворительный результат, а подсчет годового стока наносов оказался заниженным, вероятно благодаря не учтенным формулой обвалам берегов. Поправочный коэффициент для года оказался равным 1,38.

Ю. Ц. Балталон [20] в 1912 г. впервые организовал регулярные наблюдения за прозрачностью воды с помощью диска Секки в волжской протоке Басарге (см. стр. ПО). Прозрачность воды, как известно, тесно связана с наличием в воде взвешенных веществ, спо­ собствующих рассеянию и поглощению проникающих солнечных лучей: чем больше мутность воды, тем менее ее прозрачность. Таким образом, прозрачность воды служит до некоторой степени харак­ теристикой мутности воды. Наблюдения показали, что прозрач­ ность воды имеет годовой максимум в 1,1 м подо льдом в конце января; в дальнейшем она сначала постепенно, затем быстро уменьшается до минимальной величины (0,1 м) в конце подъема весеннего половодья. Во вторую половину года прозрачность в об­ щем растет, но испытывает неравномерные колебания: увеличи­

пания североскандинавского ледника, была образована гидрогра­ фическая сеть (лощины, суходолы, долины) и генетически связан­ ные с ней склоны местности, падающие от водораздела к гидро­ графической сети.

Развитие современной эрозии обусловливается сельскохозяй­ ственной деятельностью человека, нарушающей нормальный про­ цесс стока поверхностных вод, установившийся после прекраще­ ния роста (вернее окончания формирования) гидрографической сети. В результате распашки водосборных площадей и уничтожения

естественной лесной и травяной растительности поверхностный сток усилился и стал весьма неравномерным, что повлекло за собой резкое увеличение размывов отдельных элементов древней гидро­ графической сети.

Главнейшим фактором развития эрозионных образований в рас­ паханных водосборах является относительная разность высот во­ доразделов и .прилегающих низин (чем эта разность больше, тем размыв сильнее).

Лес, растущий на берегах рек, полностью предупреждает раз­ витие берегового размыва и несколько ослабляет донный размыв. Береговой размыв усиливается на более инсолируемых склонах.

Селевые явления изучались в рассматриваемый период глав­ ным образом лесоводами. Большая часть опубликованных в это время работ [178, 222, 326, 327, 410 и др.] содержит результаты ис­ следований влияния растительности на селеобразование и реко­ мендации по борьбе с этим явлением путем лесомелиорации.

Наряду с лесоводами исследованием селей занимались и дру­ гие специалисты. М. П. Псарев [320] на основании проведенного им обследования сообщил о движении и причинах образования се­ лей, прошедших в июне 1884 г. в Нахичеванском уезде и сильно

образования селей; механизм движения селя достаточно подробно описан H. Н. Пыльцовым [324], свидетелем прохождения селя

в1901 г. на р. Кишчай в бассейне р. Алазань.

С1909 г. вопросами образования селей и разработкой меро­ приятий по борьбе с ними начало заниматься Водное управление на Кавказе. Н. Петров [309, 310] выявил селеопасные районы, со­ брал сведения 'о прошедших селях и существующих способах борьбы с ними.

В1913 г. А. М. Эссен [460] впервые поставил вопрос о необхо­ димости для выяснения селевой активности бассейна вести гидро­ метрические работы совместно с наблюдениями за количеством и характером атмосферных осадков и наметил ряд пунктов, в кото­ рых эти наблюдения следует производить.

Влияние деятельности человека на речной сток

В рассматриваемый период продолжалась начатая ранее ди­ скуссия по вопросу о влиянии вырубки лесов на речной сток и было положено начало новой дискуссии о влиянии на речной сток осушения болот и агротехнических мероприятий.

Вырубка лесов. В 1871 г. Воейков [78], анализируя данные по средним десятилетним уровням р. Волги у г. Астрахани за период 1828—1867 гг., пришел к выводу, что режим Волги в этом пункте постепенно меняется: начало половодья и высший уровень теперь наступают раньше, чем прежде, продолжительность половодья и высота воды стали гораздо больше прежних. Причину такого изме­ нения режима реки Воейков видел в вырубке лесов и распашке

164

земель из-под леса, благодаря чему снег весною стал таять быст­

же пункту за еще более продолжительный период — с 1792 по 1909 г. Ю. Ц. Балталон [20] в 1913 г. воздержался от использования указанных данных, мотивируя тем, что «водомерные рейки у г. Аст­ рахани неднократно переносились, и единство нуля их, особенно до 40-х годов прошлого столетия, едва ли сохранилось». Правиль­ ность заключения Балталона впоследствии была подтверждена

искусственного подсчета по десятилетиям сравнить средние за пер­

нее. Видимая же правильность изменения средних объясняется за­ сушливостью 30-х и влажностью 50-х годов XIX столетия.

В 1875 г. в Академию наук поступило из Венской академии наук сочинение Г. Векса «Об убыли воды в реках и ручьях куль­ турных стран и о сопровождающем это явление усилении полово­ дий» (1873 г.) [479]. Рассмотреть это сочинение и составить заклю­ чение о нем было поручено комиссии, состоявшей из академиков

Г.Гельмерсена и Г. Вильда [93].

Всвоем сочинении Веке высказал мысль «о понижении высоты воды в реках и о находящемся в связи с этим явлением уменьше­ нии общего количества стекающей в них воды». Основной причиной этого он считал истребление лесов, влияющих не только на увели­ чение осадков, но и на обилие подземных вод и источников, питаю­ щих реки. Кроме того, известную роль играет осушение болот, рас­ пашка полей, спуск озер и прудов, возделывание и улучшение по­

ждал свои мысли данными многолетних наблюдений за уровнями западноевропейских рек. Разделяя ряды на два периода, одина­ ковые по числу лет, и сравнивая полученные средние, он пришел к заключению, что высота воды в ближайший к нам период зна­ чительно понизилась, следовательно, реки несут теперь меньше воды, чем прежде, т. е. они обмелели.

Правильность мнения Векса оспаривалась рядом известных гидротехников (Гаген, Гребенау, Маас и др.), объяснявших пони­ жение горизонта рек размывом дна вследствие регулирующих водостеснительных работ.

165