МОРФОЛОГИЯ РУСЕЛ И ВОДНЫЙ РЕЖИМ БОЛЬШИХ РЕК РАВНИН СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ 14–18 ТЫСЯЧ ЛЕТ НАЗАД

В конце пленигляциала – первой половине позднеледниковья, примерно 14–18 тыс. лет назад, русла рек равнин Северной Евразии были до 10–15 раз больше русел современных рек в тех же бассейнах. Фрагменты этих больших меандрирующих палеорусел широко распространены в поймах рек и на низких террасах. Гидрологический режим этих рек представляет большой интерес с точки зрения палеоклиматологии. Морфометрические характеристики больших палеорусел – ширина палеорусла, длина волны меандра – измерены на топографических картах и космических изображениях. Построены морфометрические связи ширины современных русел со среднемаксимальными расходами воды. Эти связи использованы для реконструкции максимальных расходов во время половодья для рек бассейнов Днепра, Дона, Волги и рек Западной Сибири. Суточный слой стока на максимуме половодья, который соответствует максимальному слою суточного таяния снега в период снеготаяния, приведен к единичным речным бассейнам площадью <1000 км². Среднее значение для южного мегасклона Восточно-Европейской равнины составило 51 мм/сутки, что в 6 раз больше современного значения, в том числе 50.6 мм/сутки для бассейна р. Волги (в 6 раз), 50.7 мм/сутки (в 7 раз) для бассейна р. Дон и 48 мм/сутки (в 10 раз больше современного) для бассейна р. Днепр. Для рек севера Западно-Сибирской низменности средний максимальный слой суточного стока составлял 64 мм (в 2.5 раза больше современного) и для бассейна р. Оби 54 мм (в 8 раз больше современного). Для пересчета этих величин максимального стока в среднегодовые применена палеогидрологическая аналогия. На основании палеофлористического метода и по данным математического моделирования климата определялись современные территории – аналоги для климатических условий позднего пленигляциала – позднеледниковья. Результаты расчетов показали, что на южном мегасклоне Восточно-Европейской равнины и на Западно-Сибирской низменности на площади 5.52 млн км² средние запасы воды в снеге перед началом снеготаяния составляли 309–390 мм, а объем стока за половодье с этой территории, принимаемый близким к годовому объему стока, – 1706–2150 км³, что в 2.1–2.7 раза больше современного. Полученные результаты противоречат устоявшимся представлениям, основанным на ксерофильном облике растительности, о том, что перигляциальный климат на равнинах Северной Евразии в целом был сухим. Результаты палеогидрологических реконструкций показали, что в условиях перигляциального климата существовала резкая сезонность внутригодового распределения осадков: атмосферные осадки в виде снега поступали на поверхность речных водосборов во время продолжительной зимы, весеннее снеготаяние было непродолжительным и интенсивным, половодье – коротким с высоким максимумом, а летом осадков было мало, и сток вод межени из толщи вечномерзлых грунтов был незначительным, что и приводило к ксерофитизации растительности.

1. Борисова О.К. Ландшафтно-климатические условия в центральной части Восточно-Европейской равнины в последние 22 тысячи лет (реконструкция по палеоботаническим данным) // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 6. С. 664–675. DOI: 10.31857/S0321059621060031

2. Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Александрова Т.М. Описание массива данных суточной температуры воздуха и количества осадков на метеорологических станциях России и бывшего СССР (TTTR). Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014620942 от 2 июля 2014 г.

3. Былинский Е.Н., Востоков Е.Н. Главный водораздел Русской равнины, его тектоническая природа и гляциоизостатический механизм формирования // Геоморфология. 1976. № 3. С. 26–37.

4. Великанов М.А. Русловой процесс. М.: Физматиздат, 1958. 395 с.

5. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Опыт критического анализа. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 312 с.

6. Волков И.А. О недавнем прошлом рек Ишим и Нура // Труды лаборатории аэрометодов АН СССР. № 9. 1960. С. 59–71.

7. Волков И.А. Следы мощного стока в долинах рек юга Западной Сибири // Доклады АН СССР. 1963. Т. 151. № 3. C. 23–25.

8. Георгиевский В.Ю. Научно-прикладной справочник: Основные гидрологические характеристики водных объектов бассейна реки Дон. СПб: Изд-во ГГИ, 2020. 262 с.

9. Глушков В.Г. Географический и гидрологический метод // Изв. ГГИ. 1933. Т. 57. С. 89–95.

10. Гричук В.П. Гляциальные флоры и их классификация // Последний ледниковый покров на северо-западе Европейской части СССР. М.: Наука, 1969. С. 57–70.

11. Гричук В.П. Растительность позднего плейстоцена // Динамика ландшафтных компонентов и внутренних морских бассейнов Северной Евразии за последние 130 000 лет. Атлас-монография / А.А. Величко (отв. ред.). М.: ГЕОС, 2002. С. 64–89.

12. Докучаев В.В. Способы образования речных долин Европейской России. СПб: Типография В. Дермакова, 1878. 221 с.

13. Евстигнеев В.М. Речной сток и гидрологические расчеты. М.: Изд-во МГУ, 1990. 304 с.

14. Зольников И.Д., Филатов Е.А., Шпанский А.В. и др. Геологические свидетельства суперпаводков в Верхнем Приобье // Геоморфология и палеогеография. 2024. Т. 55. № 4. С. 13–25. DOI: 10.31857/S2949178924040023

15. Зыкина В.С., Волков И.А., Дергачева М.И. Верхнечетвертичные отложения и ископаемые почвы Новосибирского Приобья. М.: Наука, 1981. 203 с.

16. Комаров В.Д. Весенний сток равнинных рек европейской части СССР, условия его формирования и методы прогнозов. М.: Гидрометеоиздат, 1959. 296 с.

17. Маккавеев Н.И. (ред.) Проектирование судовых ходов на свободных реках. М.: Транспорт, 1964. 263 с.

18. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 346 с.

19. Маккавеев Н.И., Советов В.С. Трассирование землечерпательных прорезей на перекатах равнинных рек Европейской части СССР // Труды ЦНИИРФ. 1940. Вып. 3. 60 с.

20. Маккавеев Н.И., Хмелева Н.В., Гун Го-юань. Свободные меандры // Экспериментальная геоморфология. Вып. 2 / Н.И. Маккавеев (ред.). М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969. C. 25–62.

21. Матлахова Е.Ю. Макроизлучины р. Вороны как свидетельства мощного речного стока в позднеледниковье // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2021. № 2. С. 103–109.

22. Михайлов В.Н., Рогов М.М., Чистяков А.А. Речные дельты. Гидролого-морфологические процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 279 с.

23. Национальный атлас России: в 4 т. Т. 2. Природа. Экология. М.: Роскартография, 2007. 495 с.

24. Неваленный Ю.В. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Изд. 2-е. Серия Донецкая. Лист L-37-V (г. Шахты). Объяснительная записка. М., 2000. 183 с.

25. Новиков С.М. (ред.) Гидрология заболоченных территорий зоны многолетней мерзлоты Западной Сибири. СПб: ВВМ, 2009. 536 с.

26. Обедиентова Г.В. Эрозионные циклы и формирование долины Волги. М.: Наука, 1977. 240 с.

27. Панин А.В., Сидорчук А.Ю. Макроизлучины («большие меандры»): проблемы происхождения и интерпретации // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2006. № 6. С. 14–22.

28. Панин А.В., Сидорчук А.Ю., Баслеров С.В., Борисова О.К., Ковалюх Н.Н., Шеремецкая Е.Д. Основные этапы истории речных долин центра Русской равнины в позднем Валдае и голоцене: результаты исследований в среднем течении р. Сейм // Геоморфология. 2001. № 2. С. 19–34.

29. Панин А.В., Сидорчук А.Ю., Власов М.В. Мощный поздневалдайский речной сток в бассейне Дона // Известия РАН. Серия географическая. 2013. № 1. С. 118–129.

30. Панин А.В., Сидорчук А.Ю., Украинцев В.Ю. Вклад талых ледниковых вод в формирование стока Волги в последнюю ледниковую эпоху // Водные ресурсы. 2021. Т. 48, № 6. С. 656–663.

31. Панин А.В., Сидорчук А.Ю., Чернов А.В. Макроизлучины рек ЕТС и проблемы палеогидрологических реконструкций // Водные ресурсы. 1992. Т. 19. № 4. C. 93–97.

32. Ромашин В.В. Типы руслового процесса в связи с определяющими факторами // Труды ГГИ. Вып. 155. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. С. 56–63.

33. Сидорчук А.Ю. Унаследованные поймы и седиментационный режим в пойменно-русловых комплексах // Геоморфология. 2014. № 3. С. 112–120.

34. Сидорчук А.Ю., Борисова О.К., Панин А.В. Палеогидрология рек бассейна реки Дон // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2023. Т. 5. № 2. С. 172–190.

35. Сидорчук А.Ю., Борисова О.К., Панин А.В. Поздневалдайские палеорусла рек Русской равнины // Известия РАН. Серия географическая. 2000. № 6. С. 73–78.

36. Сидорчук А.Ю., Панин А.В., Борисова О.К. Климатически обусловленные изменения речного стока на равнинах северной Евразии в позднеледниковье и голоцене // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 4. С. 406–416. DOI: 10.31857/S0321059621060171

37. Сидорчук А.Ю., Панин А.В., Борисова О.К. Речной сток на Восточно-Европейской равнине за последние 20 тысяч лет и проблема изменения уровней южных морей // Вопросы географии. Сб. 145. Гидрологические изменения. М.: Издательский дом «Кодекс», 2018. С. 144–168.

38. Сидорчук А.Ю., Украинцев В.Ю., Панин А.В. Оценка годового стока Волги в позднеледниковье по данным о размерах палеорусел // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 6. С. 643–655. DOI: 10.31857/s0321059621060171

39. Украинцев В.Ю. Поздневалдайские палеорусла рек бассейна Волги: условия формирования, возраст, палеогеографическое значение: дис. ... канд. геогр. наук по специальности 1.6.14 – Геоморфология и палеогеография. 2023.

40. Украинцев В.Ю., Зазовская Э.П., Захаров А.Л., Максимов Ф.Е., Петров А.Ю. О времени проявления эпохи обильного речного стока в бассейне Волги // Водные ресурсы. 2024. Т. 51. № 3. С. 235–243.

41. Физико-географический атлас мира. М.: Институт географии АН СССР и ГУГК, 1964. 300 с.

42. Хруцкий С.В., Смольянинов В.М., Косцова Э.В. Альбом геологических разрезов центрально-черноземных областей. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1974. 176 с.

43. Чалов Р.С. О классификации речных русел // Геоморфология. 1980. № 1. С. 3–16.

44. Blom A., Arkesteijn L., Chavarrias Borras V., Viparelli E. The equilibrium alluvial river under variable flow and its channel-forming discharge // Journal of Geophysical Research. Earth Surface. 2017. Vol. 122. P. 1924–1948. DOI: 10.1002/2017JF004213.

45. Borisova O.K., Sidorchuk A.Yu., Panin A.V. Palaeohydrology of the Seim River basin, Mid-Russian Upland, based on palaeochannel morphology and palynological data // Catena 2006. Vol. 66. P. 53–78.

46. Borsy Z., Felegyhazi E. Evolution of the network of water courses in the northeastern part of the Great Hungarian Plain from the end of the Pleistocene to our days // Quaternary Studies in Poland. 1983. Vol. 4. P. 115–124.

47. Dury G.H. Contribution to a general theory of meandering valleys // American Journal of Science. 1954. Vol. 252. P. 193–224.

48. Dury G.H. Principles of underfit streams // US Geological Survey Professional Paper 452-A. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1964. 67 p. DOI: 0.3133/pp452A

49. Dury G.H. Theoretical implications of underfit streams // US Geological Survey Professional Paper 452-C. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1965. 43 p. DOI: 10.3133/pp452C

50. Gábris G., Nádor A. Long-term fluvial archives in Hungary: response of the Danube and Tisza rivers to tectonic movements and climatic changes during the Quaternary: a review and new synthesis // Quaternary Science Reviews. 2007. Vol. 26. P. 2758–2782.

51. Gelfan A., Panin A., Kalugin A., Morozova P., Semenov V., Sidorchuk A., Ukraintsev V., Ushakov K. Hydroclimatic processes as the primary drivers of the Early Khvalynian transgression of the Caspian Sea: new developments // Hydrology and Earth System Science. 2024. Vol. 28. P. 241–259.

52. Gutiérrez J.M., Jones R.G., Narisma G.T., Alves L.M., Amjad M., Gorodetskaya I.V., Grose M., Klutse N.A.B., Krakovska S., Li J., Martínez-Castro D., Mearns L.O., Mernild S.H., Ngo-Duc T., van den Hurk B., Yoon J.-H. Atlas // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / V. Masson-Delmotte, P. Zhai et al. (Eds.). Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2021. P. 1927–2058. DOI: 10.1017/9781009157896.021.

53. Howard A.J., Macklin M.G., Bailey D.W., Mills S., Andreescu R. Late-glacial and Holocene river development in the Teleorman Valley on the southern Romanian Plain // Journal of Quaternary Science. 2004. Vol. 19. P. 271–280.

54. Inglis C.C. Meanders and their bearing on river training // Institution of Civil Engineers. Maritime and Waterways engineering Division. 1947. Vol. 7. P. 3–54.

55. Kapsch M.-L., Mikolajewicz U., Ziemen F., Schannwell C. Ocean response in transient simulations of the last deglaciation dominated by underlying ice-sheet reconstruction and method of meltwater distribution // Geophysical Research Letters. 2022. Vol. 49, e2021GL096767. DOI: 10.1029/2021GL096767

56. Kozarski S., Rotnicki K. Valley floors and changes of river channel patterns in the north Polish Plain during the Late-Würm and Holocene // Questiones Geographicae. 1977. Vol. 4. P. 51–93.

57. Kremenetski C.V., Böttger T., Junge F.W., Tarasov A.G. Lateand postglacial environment of the Buzuluk area, middle Volga region, Russia // Quaternary Science Reviews. 1999. Vol. 18. P. 1185–1203.

58. Leopold L.B., Maddock T. The Hydraulic Geometry of Stream Channels and Some Physiographic Implications // US Geological Survey Professional Paper. Washington, DC, USA: United States Government Printing Office. 1953. Vol. 252. 57 p.

59. Leopold L.B., Wolman M.G. River Meanders // Bulletin of the Geological Society of America. 1960. Vol. 71. P. 769–794.

60. Matoshko A., Gozhik P., Ivchenko A.S. The fluvial archive of the Middle and Lower Dnieper (a review) // Netherlands Journal of Geosciences. 2002. Vol. 81. P. 339–355. DOI: 10.1017/S0016774600022642

61. Matveeva T., Sidorchuk A. Modelling of Surface Runoff on the Yamal Peninsula, Russia, Using ERA5 Reanalysis // Water. 2020. Vol. 12. Paper 2099. DOI: 10.3390/W12082099

62. Nachtergaele J., Poesen J., Sidorchuk A., Torri D. Prediction of concentrated flow width in ephemeral gully channels // Hydrological Processes. 2002. Vol. 16(10). P. 1935–1953. DOI: 10.1002/HYP.392

63. Page K.J., Nanson G.C., Price D.M. Chronology of Murrumbidgee River palaeochannels on the Riverine Plain, southeastern Australia // Journal of Quaternary Science. 1996. Vol. 11. P. 311–326.

64. Panin A.V., Sidorchuk A.Yu., Chernov A.V. Historical background to floodplain morphology: examples from the East European Plain // Floodplains: interdisciplinary approaches. London Geological Society Special Publications. 1999. Vol. 163. P. 217–229.

65. Popov D., Marković S.B., Štrbac D. Generations of meanders in Serbian part of Tisa valley // Journal of the Geographical Institute «Jovan Cvijic», SASA. 2008. Iss. 58. P. 29–41. DOI: 10.2298/IJGI0858029P

66. Reimer P., Austin W.E.N., Bard E., Bayliss A., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Butzin M., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Hajdas I., Heaton T.J., Hogg A.G. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 kcal BP) // Radiocarbon. 2020. Vol. 62 (4). P. 725–757. DOI: 10.1017/RDC.2020.41

67. Romashin V.V. Types of channel process in connection with determining factors // Proceedings of the State Hydrometeorological Institute. Iss. 155. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1968. P. 56–63.

68. Rotnicki K. Retrodiction of palaeodischarges of meandering and sinuous rivers and its palaeoclimatic implications // Temperate palaeohydrology. Chichester, UK: John Wiley and Sons, 1991. P. 431–470.

69. Schumm S.A. Quaternary Paleohydrology // The Quaternary of the United States / Wright H.E., Jr., Frey D.G. (Eds.). Princeton, NY, USA: Princeton University Press, 1965. P. 783–794.

70. Schumm S.A. River adjustment to altered hydrologic regimen – Murrumbidgee River and paleochannels // US Geological Survey Professional Paper 598. Washington, DC, USA: U.S. Government Printing Office, 1968. 65 p. DOI: 10.3133/pp598

71. Sidorchuk A.Yu. Floodplain sedimentation: inherited memories // Global and Planetary Change. 2003. Vol. 39. No. 1–2. P. 13–29.

72. Sidorchuk A. The large rivers of the past in West Siberia: Unknown hydrological regimen // Water. 2023. Vol. 15, no. 2. P. 258. DOI: 10.3390/w15020258

73. Sidorchuk A.Yu., Borisova O.K. Method of paleogeographical analogues in paleohydrological reconstructions // Quaternary International. 2000. Vol. 72 (1). P. 95–106.

74. Sidorchuk A.Y., Panin A.V., Borisova O.K. Morphology of river channels and surface runoff in the Volga River basin (East European Plain) during the Late Glacial period // Geomorphology. 2009. Vol. 113. P. 137–157.

75. Sidorchuk A.Yu., Panin A., Borisova O. Surface runoff to the Black Sea from the East European Plain during Last Glacial Maximum–Late Glacial time // Geology and Geoarchaeology of the Black Sea Region: Beyond the Flood Hypothesis / I. Buynevich, V. Yanko-Hombach, A.S. Gilbert, R.E. Martin (Eds.). Geological Society of America Special Paper 473. 2011. P. 1–25.

76. Sidorchuk A.Yu., Panin A.V., Borisova O.K., Kovalyukh N.N. Lateglacial and Holocene palaeohydrology of the lower Vychegda river, western Russia // River Basin Sediment Systems: Archives of Environmental Change / D. Maddy, M.G. Macklin, J.C. Woodward (Eds). A.A. Balkema Publ., 2001. P. 265–295.

77. Starkel L. The place of the Vistula River valley in the late Vistulian – early Holocene evolution of the European valleys // European river activity and climatic change during the Lateglacial and early Holocene. Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, 1995. P. 75–88.

78. Starkel L., Kalicki T., Soja R., Gębica P. Analysis of paleochannels in the valleys of the upper Vistula and the Wisloka // Evolution of the Vistula River valley during the last 15000 years. Part VI. Wrocław: Wydawnictwo Continuo, 1996. P. 30–35.

79. Vandenberghe J., Sidorchuk A. Large palaeomeanders in Europe: Distribution, formation process, age, environments and significance // Palaeohydrology. Geography of the physical environment. Cham, Switzerland: Springer, 2019. P. 169–186.