Геоморфология и палеогеография, 2020, № 4, стр. 3-14

ВВЕДЕНИЕ

Большинство крупных горных озер, расположенных на территории России, Киргизии, Армении и Монголии, хорошо исследованы в отношении их гидрометеорологического режима, геологической истории развития, донных отложений, водной растительности, ихтиофауны [1–7]. Однако опубликованных работ по речным дельтам этих озер нет, за исключением нескольких статей по дельте р. Селенги и дельтам крупных рек бассейна озера Иссык-Куль [8–10].

Автор, имея огромный опыт работы в низовьях крупных рек России, основной целью поставил изучить морфологическое строение и оценить направленность и интенсивность современных процессов дельтообразования в устьях рек, впадающих в горные озера России, республик бывшего СССР и Монголии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве информационной основы исследования использован массив опубликованных гидрологических, гидрографических и геолого-геоморфологических данных, а также результаты экспедиционных работ географического факультета МГУ на озерах России и Киргизии. Методы исследования базируются на применении апробированных приемов геоморфологического картографирования дельтовых равнин, а также современных геоинформационных технологий с использованием разновременных картографических и космических источников.

По опубликованным данным гидрометрических постов¹¹, а также картометрическим подсчетам автора была составлена сводная таблица гидролого-морфологических показателей озер (длина, глубина, площадь, амплитуда уровня) и впадающих в них рек (площади бассейна, длина, сток воды и наносов, мутность) и размеров озерных дельт (табл. 1).

Геоморфологическое строение дельт озер, подсчеты их площадей и современная динамика изучались на основе анализа, сопоставления и картометрии топографических карт масштаба 1:100 000 и космических снимков Landsat-7 и Google (табл. 2). Статья иллюстрирована геоморфологическими картами речных дельт наиболее хорошо изученных горных озер Байкал (Россия) и Иссык-Куль (Киргизия) (рис. 1–3).

Рис. 1.

Геоморфологическая карта дельты р. Селенга (Россия).

1 – эрозионно-денудационный рельеф среднегорий; аллювиальные конуса выноса: 2 – среднеплейстоценовый, 3 – позднеплейстоценовый; озерные террасы: 4 – высокая (50–60 м), 5 – низкая (1–5 м); 6 – пойменно-русловой комплекс; 7 – голоценовый дельтовый конус выноса; 8 – водные объекты; 9 – гидрографическая сеть; 10 – изобаты, м; 11 – направление потока вдольбереговых наносов.

Рис. 2.

Геоморфологическая карта дельты р. Джергалан (Киргизия).

Озерные террасы: 1 – средне-позднеплейстоценовая, 2 – позднеголоценовая, 3 – современная; 4 – увалистые гряды; 5 – пойменно-русловой комплекс; дельтовые поймы: 6 – старая, 7 – молодая; 8 – водные объекты; 9 – гидрографическая сеть; 10 – изобаты, м.

Рис. 3.

Геоморфологическая карта дельты р. Чон-Кызылсу (Киргизия).

Озерные террасы: 1 – средне-позднеплейстоценовая, 2 – позднеголоценовая, 3 – современная; 4 – верхнеплейстоценовый аллювиальный конус выноса; 5 – пойменно-русловой комплекс; дельтовые поймы: 6 – старая, 7 – молодая; 8 – водные объекты; 9 – гидрографическая сеть.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

На основе анализа топографических карт, космических снимков и полевых работ были выделены морфогенетические типы дельт и морфодинамические типы устьев рек, впадающих в озера. В горных озерах (Байкал, Иссык-Куль, Сон-Куль, Чатыр-Куль, Севан, озера Монголии) при впадении большинства малых рек формируются аллювиальные выступы с веером проток. Крупные реки, впадающие в долинные заливы, образуют многорукавные лопастные дельты заполнения (озеро Иссык-Куль). Меньше распространены блокированные устья, дельты заполнения устьевых лагун и дельты выдвижения на открытом взморье (озеро Байкал, некоторые озера Монголии).

Результатом картометрических работ стали подсчеты площадей и темпы прироста (или деградации) речных дельт озер. На базе космических снимков Landsat TM+ (2000 г., уровень озера – 1606.4 м абс.) и топографических карт 1:100 000 масштаба (состояние местности на 1970–1980 гг., уровень озера – 1606.5 и 1607.9 м абс.) составлены крупномасштабные геоморфологические карты отдельных участков побережья озера Иссык-Куль; подсчитаны площади аккумуляции в устьях ряда рек, впадающих в озера Иссык-Куль и Байкал за период 1971–2013 гг. (табл. 2).

ГОРНЫЕ ОЗЕРА РОССИИ, АРМЕНИИ, КИРГИЗИИ И МОНГОЛИИ

Генезис большинства горных озер тектонический – Байкал (Россия), Севан (Армения), Иссык-Куль, Чатыркуль, Сонкуль (Киргизия), Яйраг-Нуур, Ачит-Нур, Убсу-Нур, Урэг-Нур, Хара-Ус-Нур, Хубсугул и др. (Монголия). Они располагаются в наиболее пониженных частях тектонических депрессий, окруженных горными сооружениями. Бессточные горные озера аридной зоны имеют очень неустойчивый уровень, связанный с климатическими циклами увлажненности и с динамикой горно-долинных оледенений.

Абсолютные отметки урезов горных озер превышают 300 м БС (Балтийская система).

Озеро Байкал располагается в Байкальской рифтовой впадине на отметке 457 м БС (по топографической карте 1980 г.). Из впадающих 336 рек только две реки – Селенга и Верхн. Ангара формируют крупные дельты: первая – многорукавную дельту выдвижения площадью 552.1 км², оконтуренную цепью озерных береговых баров; вторая – дельту заполнения устьевой лагуны площадью 377.3 км² [8].

В течение плейстоцена в устье Селенги было сформировано три аллювиальных конуса выноса общей площадью 1.8 тыс. км²: 1) среднеплейстоценовый на отметках 12–13 м над урезом озера; 2) позднеплейстоценовый на отметках 8–12 м и 3) голоценовый – 0.5–2 м выше уреза Байкала.

Река Селенга за последние 7–8 тыс. лет выдвинула свой аллювиальный конус выноса на расстояние около 20 км в озеро. За период 1980–2013 гг. по данным сопоставленного анализа топографических карт и космических снимков прироста дельты не наблюдался. Наоборот, в результате недавнего подъема уровня озера произошло подтопление внешнего края дельты в сорах и уменьшение ее площади на 25.7 км², хотя огромное количество взвешенных наносов аккумулируется внутри самой дельты (рис. 1).

Верхняя Ангара в настоящее время, заполнив своими отложениями огромную устьевую лагуну, сообщается с озером через блокированное однорукавное русло на открытом взморье.

Большинство небольших рек бассейна оз. Байкал в настоящее время формируют аллювиальные конусы выноса на открытом взморье площадью не более 4–24 км².

Высокогорное озеро Иссык-Куль (Киргизия) (отметка уреза – 1606.15 м БС на 2011 г.) располагается на дне обширной межгорной впадины – Иссыккульского мегасинклинория.

Первые детальные геоморфологические исследования на Иссык-Куле проводились в 60–80-х годах прошлого столетия [2, 4, 9]. Подробно описаны морфоструктура и типы рельефа Иссык-Кульской котловины и обрамляющих ее гор, морфология и динамика береговой зоны озера. Геоморфологические работы, связанные с изучением динамики речных дельт, приходятся на 1990–1992 гг. [10]. В последнее десятилетие появились новые возможности изучения динамики береговой зоны с использованием ГИС-технологий и спутниковой информации.

Палеогеографический анализ озерных отложений свидетельствует, по крайней мере, о 4 крупных трансгрессивно-регрессивных фазах Иссык-Куля, связанных с периодами оледенений и межледниковий. Данные радиоуглеродных определений возраста озерных отложений позволяют утверждать, что в период с 26 по 10 тыс. л. н. уровень озера находился выше современного на отметках 1640–1660 м БС, а в промежуток времени от 10 до 1.5 тыс. л. н. его уровень занимал наиболее низкое положение на отметке 1540 м БС. К береговой линии этого времени привязаны все подводные долины крупных рек иссыккульского бассейна. В период 1400–1200 л.н. позднеголоценовая трансгрессия сформировала под абразионными обрывами по всему периметру озера низкую аккумулятивную террасу и блокировала устья рек в подтопленных долинах, превратив их в лиманы. Остатки древних пересыпей встречаются практически во всех речных долинах и имеют возраст по данным ¹⁴С 1140 ± 160 лет. Возраст лиманных отложений оценивается как 300–400 лет.

Трансгрессивно-регрессивный характер колебаний уровня оз. Иссык-Куль оказал сильное влияние на формирование гидрографической сети его бассейна и на динамику устьев рек. Глубокая регрессия в конце верхнего плейстоцена привела к сокращению площади озера на 2000 км², врезанию рек в отложения шельфа и выработке эрозионных речных долин вдоль всего периметра озера, сохранившихся до настоящего времени в виде затопленных подводных долин. На подгорные равнины и осушенную полосу озерного дна была вынесена огромная масса обломочного материала (около 700 км³). С этого времени начинается история Иссык-Куля как бессточного, солоноватого водоема.

Последние 700–500 лет уровень озера неоднократно превышал современный или располагался ниже на 2–5 м. По данным инструментальных наблюдений за период 1927–1998 гг. падение уровня составило 3.35 м (среднее за год – около 5 см/год). С 1998 по 2011 г. уровень озера поднялся почти на 1 м за счет интенсивного таяния ледников, увеличения речного стока и уменьшения изъятия воды на сельскохозяйственные нужды.

В современную стадию развития озера большинство рек иссыккульского бассейна прорезало приустьевые пересыпи и на протяжении последних 150 лет формируют дельты разнообразных морфодинамических типов (от аллювиальных конусов выноса на открытом побережье до многорукавных дельт заполнения ингрессионных заливов) (рис. 2–3). Устьевое удлинение наиболее многоводных рек, сток наносов которых колеблется от 35 до 86 тыс. т/год, за этот период составило от 1 до 3 км. Увеличение площади речных дельт за последние 30 лет (суммарный эффект от снижения уровня и аккумуляции аллювия) оценивается величиной от 0.01 до 0.07 км² [10].

Озеро Чатыр-Куль (Киргизия) располагается в плоской межгорной Чатыркёль-Аксайской грабенообразной котловине между хребтами-горстами Атбаши и Туругарт, занимая наиболее пониженную северо-западную часть древнего озерного водоема на высоте 3530 м БС. Судя по остаткам древних озерных отложений, уровень озера за последние 8–9 тыс. лет понизился на 12–14 м и его современная длина не превышает 23 км, а ширина – 11 км. Преобладающие глубины – 3–7 м, наибольшая глубина – 20.8 м. Площадь озера, в зависимости от положения его уровня, колебалась за последнее столетие от 170 до 194 км² [5], подтверждая его постепенное усыхание.

Основным водотоком, который питает оз. Чатыр-Куль, является р. Кёкайгыр – единственный водоток в бассейне озера с постоянным стоком. В устье Кёкайгыра в настоящее время сформирована небольшая дельта выдвижения площадью 1.2 км².

Озеро Сон-Кёль (Киргизия) занимает наиболее пониженную часть Сонкёльской межгорной депрессии, окруженной горст-антиклиналями хребтов Сонкёль-Тоо, Байдула и Молдо-Тоо, на высоте 3016 м БС. По современным подсчетам, площадь озера составляет 270 км², длина – 27 км, ширина – 16 км. Средняя глубина – 8.6 м, максимальная – 13.2 м, объем водной массы озера – 2.64 км³ [5].

В озеро Сон-Кёль впадает около 18 различных водотоков, наибольшие из которых Акташ и Джаманичке доносят свои воды в виде постоянного руслового стока. Из озера вытекает р. Сонкёль.

Современную речную дельту площадью 4.76 км² формирует только р. Акташ, заполняя своими наносами лагуну, отделенную от озера вдольбереговой косой.

По распространению поднятых аккумулятивных озерных террас и наличию подводной эрозионной ложбины на продолжении устья р. Акташ можно предполагать о позднеголоценовых колебаниях уровня оз. Сон-Кёль в интервале от +30 до –3 м от современного уреза, связанных с историей горно-долинных оледенений в его бассейне.

Озеро Севан (Армения) – крупнейший водоем Кавказа. Оно расположено на отметке 1898 м БС (на 1980 г.) и занимает наиболее пониженную часть тектонической депрессии Малого Кавказа типа обширной брахисинклинали, осложненной грабенами и разломами. Площадь водной поверхности озера после создания Севано-Разданского каскада уменьшилась с 1416 до 1254 км², а уровень понизился на 18.5 м. Для стабилизации уровня через Варденский туннель в озеро перебрасывается ежегодно до 0.25 км³ воды. В озеро впадает 28 рек, наиболее значительными из которых являются рр. Аргичи, Масрик, Гаварагет, Дакнагет, Памбак и др. [2, 11].

На побережье озера развита серия поднятых аккумулятивных озерных и озерно-аллювиальных террас на относительных высотах 200, 150, 100, 50, 25, 10 и 5 м, что может свидетельствовать либо о более высоком уровне озера в прошлом, либо о значительных неотектонических деформациях его берегов. Последнее находит подтверждение в существовании голоценовых тектонических нарушений, например, в районе Нордаузской возвышенности, где происходили недавние перемещения по разломам.

Наличие на подводном склоне озера следов подводных эрозионных долин говорит о том, что в конце раннего и в начале среднего плейстоцена озеро могло быть частично или полностью осушено.

Сток воды и наносов рек бассейна озера Севан незначительный. Поэтому дельтовые накопления в их устьях небольшие – площадью от 0.4 до 2.8 км².

ОЗЕРА МОНГОЛИИ

Большинство крупных озер Монголии располагается в котловине Больших Озер на отметках от 600 до 2000 м БС, остальные небольшие и неглубокие озера находятся в степных районах и в пустыне Гоби [12]. Однако только в некоторых из них реки формируют дельты. Так, по нашим подсчетам, в самом большом, но относительно мелководном (ср. глубина 10 м) озере Монголии – Убсу-Нур (площадь зеркала 3250 км²) – рр. Тэйсин-Гол, Нарийны-Гол и Хандагайты-Гол и Улатай сформировали многорукавные дельты выдвижения площадью 470.82 и 224 км² соответственно. В самом глубоком озере Монголии – Хубсугул (ср. глубина 120 м) – реки образуют небольшие аллювиальные конусы выноса площадью от 2 до 32 км².

ВЫВОДЫ

1. Наибольшие размеры речных дельт горных озер в Российской Федерации имеют реки бассейна Байкала (Селенга – 547 км², Верхняя Ангара – 377 км²), в Монголии – реки бассейна оз. Убсу-Нор (Тэйсин-Гол – ок. 470 км², Хандагайты-Гол и Улатай – 223 км²), оз. Хара-Ус-Нур (Кобдо-Гол – 474 км²) и оз. Ачит-Нур (Бух-Мурэн-Гол – 122 км²). На высокогорных озерах Севан, Иссык-Куль, Сон-Куль и Чатыр-Куль площади дельт впадающих в них рек колеблются от 0.1 до 4 км². Площади большинства озерных дельт не превышают 50 км².

2. Скорости прироста речных дельт озер зависят главным образом от величины стока речных наносов, топографии подводного склона авандельты и изменчивости уровня приемного водоема (табл. 2). Современная скорость выдвижения большинства озерных дельт по данным сопоставленного анализа топографических карт и космических снимков за период около 30 последних лет, вследствие крайне незначительного стока взвешенных наносов, очень мала, за исключением некоторых крупных рек или рек с большой мутностью (от 200 до 430 г/м³). Например, в дельте р. Селенги (сток наносов по г/п Мостовое 2.2 млн т) скорость заполнения лагунных акваторий между озерным краем субаэральной дельты и цепью береговых окаймляющих баров в северо-восточном секторе достигала за период 1975–2000 гг. 4.3 км²/год, в западном – 2.7 и в северном – 1.8 км²/год.

Средняя скорость прироста крупных рек бассейна оз. Иссык-Куль (Тюп, Джергалан, Чон-Кызылсу), вследствие больших уклонов подводного склона, составляет от 0.01 до 0.07 км²/год, оз. Чатыр-Куль (Кёкайгыр) – 0.01 км²/год. Речные дельты в горных озерах Монголии выдвинулись на расстояние менее 1 км²/год (Хандагаты-Гол и Улетай – 0.72 км²/год).