Эрозионно-аккумулятивная деятельность водных потоков происходит в разных пространственных масштабах на разных уровнях эрозионно-русловых систем (ЭРС). В статье приводятся основные результаты исследований, выполнявшихся представителями научной школы НИЛаборатории эрозии почв и русловых процессов имени Н.И. Маккавеева МГУ имени М.В. Ломоносова, посвященных основным компонентам ЭРС – склонам и междуречьям, речным долинам и руслам, а также стоку наносов, связывающему эти разобщенные в пространстве элементы речного бассейна между собой. Каждое из направлений охарактеризовано с точки зрения наиболее актуальных технологий – физических моделей и моделей долевого вклада, балансовых подходов применительно к междуречьям; методов гидродинамического моделирования русловых потоков; технологий мониторинга стока наносов. Приводятся данные об интенсивности эрозионноаккумулятивных процессов на склонах водосборов умеренного пояса и оценка доставки наносов водосборов разного размера в речную сеть. Рассмотрены методика исследования речных пойм, их формирования, эволюции, принципы картографирования; практические вопросы освоения пойм и отражения хозяйственной деятельности на них. На примере крупнейших бассейнов рек РФ (Оби, Енисея, Лены и Колымы) показано, что в современных гидроклиматических условиях эти территории являются областями аккумуляции, где сток наносов, выносимый за пределы речного бассейна, значительно ниже массы наносов, перемещаемых эрозионными процессами на водосборе и в руслах рек.

В статье представлены результаты комплексного исследования, направленного на улучшение судоходных условий на лимитирующем участке р. Иртыш в районе г. Семей (Верхний и Нижний Жанасемейские перекаты, 2900–2904 км судового хода). Исследование базируется на методологии гибридного (совмещенного) гидравлического моделирования, интегрирующего численные расчеты в программном комплексе HEC-RAS и эксперименты на пространственной физической модели. Цель работы – сравнительный анализ эффективности и обоснование параметров двух вариантов регулирующих гидротехнических сооружений (продольной и поперечной запруд) для обеспечения гарантированных глубин в меженный период. Проведена верификация численной модели и тарировка физической модели по данным натурных наблюдений. Установлено, что оба варианта обеспечивают значительное повышение уровня воды (до 92 см для продольной и до 62 см для поперечной запруды) при меженном расходе 625 м3/с. Выявлен и количественно оценен негативный эффект в виде косоструйного течения (до 1.5 м/с) для варианта с продольной запрудой, что потребовало коррекции ее положения. На полуразмываемой физической модели исследованы морфодинамические процессы в паводковый период (расход 3500 м3/с) и выявлены зоны потенциальных размывов, угрожающих устойчивости сооружений. Для каждого варианта разработаны и апробированы на модели инженерные мероприятия по защите от размывов (укрепление гибкими железобетонными матами и валунной отсыпкой). Доказана взаимодополняемость и высокая эффективность комбинирования численных и физических методов моделирования для получения достоверных и комплексных инженерных решений.

представлены результаты комплексных исследований гидроморфологического режима Нижней Волги на двух участках: в нижнем бьефе Чебоксарской ГЭС и на Волго-Каспийском морском судоходном канале. Впервые объединены многолетние гидрологические и русловые наблюдения (с 1877 г. по настоящее время) с данными математического моделирования. Использованы методы корреляционно-регрессионного анализа, оценки обеспеченности уровней, сопоставления планов русловых съемок. Установлено, что в нижнем бьефе Чебоксарской ГЭС после 40 лет эксплуатации интенсивность эрозионных деформаций снизилась до 1.1 см/год, а корреляция уровней воды между постами «нижний бьеф ГЭС» и «с. Козловка» составляет 0.927, что свидетельствует об отсутствии необратимого падения уровней, связанного с разработкой русловых карьеров. На Волго-Каспийском канале доказано, что понижение уровня Каспийского моря провоцирует ускоренную трансформацию канала в речное русло с формированием перекатов, побочней и грядового рельефа, что ведет к росту заносимости и потребует увеличения объемов дноуглубления. Полученные результаты имеют прикладное значение для планирования дноуглубительных работ, оптимизации режимов попусков гидроузлов и расположения отвалов грунта.

Статья посвящена анализу современного состояния географо-гидрологического направления в изучении условий формирования, морфологии и динамики речных русел. Приводится историческая справка и дается оценка роли Н.И. Маккавеева в создании данного направления и соответствующей научной школы, обосновывается значение географо-гидрологического подхода в развитии учения о русловых процессах (русловедения) и решении связанных с ним прикладных задач, показывается соотношение с гидроморфологической теорией руслового процесса ГГИ, гидродинамическим и гидротехническим подходами. Последовательно рассматриваются основные положения направления: механизм и формы проявления русловых процессов на равнинных, полугорных и горных реках; сток рек и их водный режим как ведущие факторы русловых процессов (малые и большие реки); геолого-геоморфологические условия формирования русел (свободное и ограниченное развитие русловых деформаций); сток и состав наносов; вертикальные русловые деформации (врезание и аккумуляция наносов); морфодинамические типы русел, их разнообразие и их эволюция; грядовое движение наносов и формирование руслового рельефа; поймы рек как производные русловых процессов и их фактор; палеорусловой анализ и прогнозирование русловых переформирований при гидроклиматических изменениях и антропогенных воздействиях; русловые процессы как составная часть эрозионно-русловых систем.

В статье представлены результаты комплексного исследования, направленного на улучшение судоходных условий на лимитирующем участке реки Иртыш в районе г. Семей (Верхний и Нижний Жанасемейские перекаты, 2900–2904 км судового хода). Исследование базируется на методологии гибридного (совмещенного) гидравлического моделирования, интегрирующего численные расчеты в программном комплексе HEC-RAS и эксперименты на пространственной физической модели.

Цель работы – сравнительный анализ эффективности и обоснование параметров двух вариантов регулирующих гидротехнических сооружений (продольной и поперечной запруд) для обеспечения гарантированных глубин в меженный период. Проведена верификация численной модели и тарировка физической модели по данным натурных наблюдений. Установлено, что оба варианта обеспечивают значительное повышение уровней воды (до 92 см для продольной и до 62 см для поперечной запруды) при меженном расходе 625 м³/с. Выявлен и количественно оценен негативный эффект в виде косоструйного течения (до 1.5 м/с) для варианта с продольной запрудой, что потребовало коррекции ее положения. На полуразмываемой физической модели исследованы морфодинамические процессы в паводковый период (расход 3500 м³/с) и выявлены зоны потенциальных размывов, угрожающих устойчивости сооружений. Для каждого варианта разработаны и апробированы на модели инженерные мероприятия по защите от размывов (укрепление гибкими железобетонными матами и валунной отсыпкой). Доказана взаимодополняемость и высокая эффективность комбинирования численных и физических методов моделирования для получения достоверных и комплексных инженерных решений.

В современных условиях при содержании судовых ходов на внутренних водных путях необходимо учитывать естественный ход развития руслового процесса, сезонные и многолетние деформации речных русел, климатообусловленные изменения характеристик речного стока, а также антропогенные изменения водного и руслового режимов судоходных рек. Последний фактор проявляется как вследствие инженерного (техногенного) воздействия, а также в результате регулирования речного стока гидроузлами. Проведенные исследования показали, что к настоящему времени на целом ряде участков крупных судоходных рек России в силу этих причин произошло эрозионное врезание русел и необратимое понижение меженных уровней воды. На отдельных участках водных путей эти изменения стали критическими для обеспечения безопасного судоходства, что потребовало проведения реконструкции существующих судопропускных гидротехнических сооружений и строительства новых низконапорных гидроузлов. Исследования скоростного режима речного потока, выполненные в нижних бьефах гидроузлов, показали, что при неустановившемся движении воды в нижнем бьефе отмечается активизация транспорта наносов, как в летний период наблюдений — в условиях открытого русла, так и зимой, при движении воды подо льдом. В настоящей работе, выполненной группой научных сотрудников ряда учебных и научно – иследовательских институтов водного транспорта приведены результаты последних исследований гидрологического и руслового режимов крупных судоходных рек, протекающих в различных бассейнах. В работе представлены результаты исследований, выполненных на участке реки Волги в нижнем бьефе Чебоксарской ГЭС (Гладков, Беляков, Еремеева), на участках рек Обь-Иртышского и Восточно-Сибирского бассейнов (Пилипенко и Калашников), а также последние материалы исследований, полученные в ходе реконструкции Волго-Каспийского морского судоходного канала (Ситнов, Воронина).