Диссертация

Работа посвящена решению актуальной фундаментальной задачи - выявлению механизмов и количественной оценке формирования и пространственно-временной изменчивости транспорта и состава речных наносов в пределах эрозионно-русловых систем. Функционирование каскадных эрозионно-русловых систем определяет баланс наносов, направленность и интенсивность массообмена между водными потоками и аллювиальными отложениями, трансформацию переноса значительной части веществ природного и техногенного происхождения. Уникальные соотношения площадных, линейных и точечных источников, природных и техногенных, определяют структуру потоков вещества (наносов, химических элементов), режим и пространственное распределение химического состава речных наносов. Влияние физико-химических и биологических продукционно-деструкционных процессов (связанных с переходом веществ из одной фаз транспорта в другую, в том числе на границе между взвешенными и влекомыми наносами и русловыми отложениями) определяет гетерогенность потоков микроэлементов по длине рек. В условиях климатических изменений происходит мобилизация наземного органического вещества и его перемещение в составе речных наносов, что формирует важное звено в глобальном круговороте углерода. Изменения указанных процессов приводит к трансформации сообществ водных организмов. Все это определяет актуальность исследования эрозионно-русловых систем и рассмотрения единых гидролого-геохимических закономерностей их развития, основанных на использовании набора географо-гидрологических, гидродинамических, ландшафтно-геоморфологических и геохимических методов оценки динамики перераспределения наносов и изменения их состава по длине речных систем. В работе развивается междисциплинарный подход к изучению эрозионно-русловых систем, затрагивающий разнообразные аспекты гидрологических, геохимических и экологических явлений. Практическая значимость работы связана с научным обоснованием новых методов и протоколов измерения характеристик стока наносов – мутности воды с использованием оптических, дистанционных и акустических методов; расхода взвешенных и влекомых наносов по данным доплеровских профилографов; отбора проб взвешенных наносов с применением авторской установки зонд-ловушка взвешенных наносов. Разработаны региональные подходы к нормированию содержания взвешенных наносов в реках, реализуемые на бассейновом уровне с учетом состава ихтиофауны и фоновых условий. На примере разных фаунистических комплексов рыб рек России определены диапазоны изменения мутности и стока наносов, соответствующих опасным изменениям экологического состояния рек.