© В.Н.Міхайлов

Ці мінливі річкові дельти

В.Н.Міхайлов
Вадим Миколайович Михайлов, доктор географічних наук,
професор кафедри гідрології суші географічного факультету МДУ им.М.В.Ломоносова,
заслужений діяч науки Російської Федерації.

Дельти, що формуються в місцях впадання річок у океани, моря і озера, займають дуже невелику частину поверхні Землі - трохи більше 3% суші, а на частку дельтових берегів припадає лише 9% довжини берегової лінії океану. Однак завдяки своєму географічному положенню і багатим природним ресурсам - земельним, водним, біологічним - дельти річок відіграють особливу роль серед інших географічних об'єктів і мають найважливіше екологічне і економічне значення. Річкові дельти - це велика кількість води, риби, птахів, звірів, справжнє царство рослинності (причому в будь-яких кліматичних зонах). Дельти здавна використовують для сільського та рибного господарства, водного транспорту, в них можуть міститися поклади нафти, газу.

Разом з тим річкові дельти піддаються господарського освоєння насилу. Це відбувається, по-перше, через дуже складного водного режиму самої річки (з її повінню, паводками) і моря (з його припливами, нагонами, хвилюванням), по-друге, через сильну мінливості самої дельти і її гідрографічної мережі , по-третє, через велику екологічної уразливості цих перехідних від річки до моря природних об'єктів.

Російська наука має певний пріоритетом в їх дослідженні [ 1, 2, 3, 4 ]. Добре вивчені природні ресурси, водний режим і зміни дельт багатьох річок - Волги, Терека, Сулака, Кубані, Дону, Неви, Північної Двіни, Печори, Обі, Єнісей, Олени, Яни і ін. Але закономірності формування дельт різного типу, їх реакція на природні та особливо антропогенні зміни стоку річок і рівня морів, глобальна роль самих дельт в трансформації річкового стоку залишалися донедавна недостатньо ясними.

Що таке дельта з наукової точки зору?

Термін "дельта" вперше застосував давньогрецький історик, географ і мандрівник Геродот приблизно в 450 р до н.е. Він назвав так аллювиальную сушу більш-менш трикутної форми, укладену між розбіжними рукавами Нілу і морем і нагадує велику літеру грецького алфавіту D (дельта). Згодом поняття дельта була поширена і на інші подібні за будовою гирла річок.

З позицій комплексного фізико-географічного підходу, дельта - це надводна низинна частина конуса річки в місці її впадіння в море або озеро з найскладнішою і мінливою мережею водотоків і водойм і специфічним ландшафтом. Дельта не єдиний елемент гирлової області річки, яка, крім того, включає відкрите або напівзакрите добичі узбережжі, де морська вода змішується з річковий.

Виділяють два основних типи дельт. Перший - дельти заповнення - формується в морських затоках, естуаріях, лагунах, лиманах. Ці, найчастіше мілководні, акваторії обмежені берегами, і вплив морських факторів, наприклад хвилювань, в них ослаблене. Для другого типу - дельт висунення, що утворюються на відкритому морському узбережжі, - характерні відсутність бокового обмеження, великі глибини і відповідно більш сильний вплив морських факторів.

Космічний знімок дельти Волги (зліва) і аерофотознімок дельти Сулака.

До першого типу відносяться, наприклад, дельти Печори, Обі, Єнісею, Дніпра, Дністра, що знаходяться в вершинах морських заток (губ, лагун, лиманів), до другого - Волги, Олени, Дунаю, Ріоні, Рони, Міссісіпі.

Причина формування дельти в гирлі річки - відкладення річкових наносів, викликане в свою чергу зменшенням швидкості потоку при його впадання в море або озеро.

Чому ж одні річки, впадаючи в моря або озера, утворюють дельти, а інші ні? Наприклад, гирла Південного Бугу, Святого Лаврентія, Пенжіни, Делавера, більшість фіордів, багато малі річки взагалі їх не мають. Очевидно, вся справа в співвідношенні факторів, що сприяють або перешкоджають їх виникнення і розвитку [ 5 , 6 ].

Космічні знімки дельт річок Європи: вгорі - По (зліва) і Рейну, внизу - Дунаю (зліва) і Ебро.

Космічні знімки дельт: вгорі - р.Колвілл на Алясці (зліва) і Нілу, внизу - Міссісіпі (зліва) і Хуанхе.

Головний будуєш фактор - величина стоку наносів річки. Чим вона більше, тим більше, за інших рівних умов, і обсяг алювіально конуса виносу річки і площа дельти. Сприяють утворенню дельти і мелководность затоки або прибережної зони моря, вертикальні рухи земної кори з позитивним знаком (тектонічна підняття), зниження рівня водойми, в який річка впадає.

Головний фактор, що перешкоджає утворенню і розвитку дельти, - руйнівний вплив морського хвилювання. Формуванню дельти не сприяють також великі глибини затоки або прибережної зони моря, сильні приливні течії, тектонічна опускання або просадка ґрунту, підвищення рівня приймального водойми.

Схема формування дельти заповнення морської затоки (I)
і дельти висунення на відкритому морському узбережжі (II).

1 - прилегла до дельті суша (берег затоки),
2 - морські піщані коси,
3 - низинні дельтові острови,
4 - приморська акумулятивна рівнина,
5 - водойми дельти,
6 - діючі рукава і протоки,
7 - відмерлі рукава і протоки,
8 - обсохлі улоговини дельтових водойм.

Під час післяльодникової підвищення рівня Світового океану (18-6 тис. Років тому) багато гирла річок виявилися затопленими і перетворилися в морські затоки (губи, лимани, лагуни, естуарії). Після відносної стабілізації рівня (6-5 тис. Років тому) відкладення річкових наносів в вершинах морських заток призвело до виникнення невеликих дельт, які при обмежених розмірах заток і їх мілководності, а також при слабкому впливі морських факторів швидко висувалися вперед. Цей період отримав назву стадії формування дельти заповнення. Поступово заповнюючи затоки наносами, річки виходили за берегову лінію і починали формувати дельти вже в море. Іншими словами, настала стадія формування дельти висунення.

Швидкість переходу від однієї стадії до іншої залежала від співвідношення стоку наносів річки, з одного боку, ширини і глибини затоки і протидії морських факторів - з іншого.

У багатьох дельтах світу вже завершилася перша і почалася друга стадія розвитку, відповідно змінився їх тип. В інших (в основному у річок з невеликим або помірним стоком) такий перехід не відбувся, і вони залишилися дельтами заповнення.

Формування дельт обох типів може йти двома шляхами [ 7 ]. Перший - повільний, еволюційний - характерний для річок з невеликої або середньої величиною навантаження потоку наносами (каламутність води менше 1 кг / м 3). Прикладом може служити розвиток дельти Кілійського рукава в гирлі Дунаю. Другий шлях - з проривами русла, швидкий, стрибкоподібний - характерний для річок з великою мутностью (більше 1 кг / м 3); кожен цикл розвитку починається з прориву потоку в новому напрямку. Такі дельти Міссісіпі і Сулака. Саме в дельтах річок з великим стоком наносів зафіксована максимальна швидкість висування в море: у Амудар'ї - 4 км / год, у Хуанхе - до 10 км / год (в 1976-1985 рр. Суша наростала тут на 42 км 2 в рік).

Схема розвитку дельти Кілійського рукава в гирлі Дунаю.

1 - берегова лінія Чорного моря до початку формування даної дельти (середина XVIII ст.),
2 - морська коса, складена піском і битою черепашки,
3 - низькі, зарослі очеретом острова дельти,
4 - піщаний морський берег дельти.

Річковий стік і дельти

Оскільки стік наносів річки - головний фактор формування дельт, його природні та антропогенні зміни (як збільшення, так і зменшення) швидко відбиваються на інтенсивності зміни стадій дельтоутворення, прискорення або уповільнення висунення дельти в море. При значному зменшенні стоку наносів може початися її розмив.

Більшість дельт світу завжди чуйно реагували на коливання стоку річки, викликані зміною клімату. У холодні і вологі періоди вони швидко висувалися в море, в теплі і сухі сповільнювали цей процес або навіть частково розмивалися.

Протягом останніх 2000-2500 років (мабуть, крім XX в.) Дельти, як правило, активно висувалися в море, про що свідчать численні історичні, археологічні та картографічні матеріали. Так, в дельті Дону на великій відстані від морського берега виявлені руїни старогрецького поселення Танаис і генуезького - Тана (на місці нинішнього г.Азова), колись знаходилися на самому березі. У гирлі Ріоні в 134 р римським імператором Адріаном була побудована фортеця Фасис. У XIX ст. її залишки опинилися вже на відстані 5 км від висунувся морського берега. Село Липованське (нині м.Вилкове) виникло поблизу берега Чорного моря, в гирлі Дунаю, в середині XVIII ст. До початку XX в. берег дельти висунувся в море на 18-20 км. У гирлі р.По 2500 років тому етрусками був заснований г.Спіна. Сліди цього міста були недавно виявлені археологами в 10 км від моря. Залишки гаваней, споруджених на морському березі дельти Тібру римськими імператорами Клавдієм і Траяном в I ст., Знаходяться зараз всередині дельти, на відстані 5 км від сучасного берега.

Встановлено, що в так званий малий льодовиковий період (XV-XIX ст.) Збільшилася повторюваність дощових паводків, зріс стік наносів річок і прискорилося висунення в море дельт багатьох річок Європи (Тібру, По, Ебро і ін.), А також дельт деяких річок Китаю.

У XVIII-XIX ст. посиленню ерозії в річкових басейнах, збільшення стоку наносів річок і прискоренню висунення багатьох дельт сприяв антропогенний фактор - вирубка лісів і розорювання схилів.

У XX ст. (Особливо в другій половині) почав діяти інший антропогенний фактор - різке скорочення стоку наносів багатьох річок в результаті спорудження гребель і водосховищ. Так, над Дунаєм, Терека, Хуанхе цей стік зменшився приблизно в 1.5 рази, у Волги, Дону, Ріоні, Кури, Міссісіпі - в 2 рази, у Рони - в 3 рази, у Сулака, Кубані, Тібру - майже в 10 разів; стік наносів Нила скоротився в 60 разів! (Див. Таблицю). В результаті багато дельти забарилися своє висунення, в ряді випадків посилився розмив їх морського краю.

Найсильніший розмив стався на морському березі дельти Нілу після спорудження гребель на річці в першій половині XX в. і різкого скорочення стоку наносів. Якщо в 1700-1900 рр. гирлі рукава Розетти висунулося в море на 8 км, то лише за 1900-1995 рр. воно розмилося на 6 км. За 1954-1971 рр. виступ ( "дзьоб") головного рукава в дельті Рони був розмитий хвилюванням і відступив на 400 м. У дельті Ебро морський берег відступає в даний час із середньою швидкістю 2.5 м / рік. У дельті Ріоні після спорудження на річці каскаду ГЕС берег відступив на 250 м; в результаті була розмита територія Поті на площі близько 3 км 2.

До істотних змін ландшафту дельт призводить і зменшення водного стоку річок. Якщо його збільшення під час повені викликає періодичні повені, то різке скорочення через вилучення на господарські потреби веде до обсихання дельт і незворотнім (як в дельтах Амудар'ї і Або) процесам деградації неповторного ландшафту.

Дельти великих річок помітно впливають на стік води в океан і моря, в залежності від кліматичної зони або зменшуючи, або збільшуючи його, що позначається і на водному балансі океанів і морів.

Справа в тому, що в посушливій зоні або в зоні з недостатнім зволоженням в них випаровується води більше, ніж випадає у вигляді опадів - так звані втрати стоку. Прикладами можуть служити дельти Волги, Терека, Інду, Нілу. У зонах з достатнім або надлишковим зволоженням опади на поверхні дельт перевищують випаровування і спостерігається "додаток стоку" (наприклад в дельтах Амазонки, Гангу, Меконгу, Нігеру), яке в цілому набагато перевищує втрати. Тільки ті дельти, які згадані в таблиці, додають до стоку річок в океан 270 км 3 / рік води, що відповідає витраті досить великої річки. Дельти також трансформують стік наносів, розчинених речовин, тепла. Однак оцінка цих процесів - завдання подальших досліджень.

Дельти в періоди регрессий і трансгресії моря

Вікові та багаторічні зміни рівня океану, морів і озер - найважливіший фактор, що впливає на еволюцію дельт.

Значне зниження рівня моря (регресія) викликає, як правило, ерозійне врізання річкового русла, іноді дуже сильний. У ці періоди багато дельтові водойми висихають, а самі дельти швидко висуваються в море. При підвищенні рівня, під час морських трансгресії, дельти зазвичай затоплюються; вузька річкова долина перетворюється в затоку (губу, естуарій), а широка - в блоковані пересипами з боку моря лиман або лагуну. Місце відкладення річкових наносів зміщується в глиб континенту. Саме в ці періоди починається стадийное розвиток дельт, про який говорилося вище.

Те, що сталося на нашій пам'яті, в 1978-1995 рр., Помітне підвищення рівня Каспійського моря (2.3 м) по-різному позначилося на дельтах впадають у нього. Невелика (нова) дельта в гирлі головного рукава Терека з великим стоком наносів, незважаючи на швидке і значне підвищення рівня моря, в цілому зберегла своє становище, лише зросла в висоту. Дельта ж Сулака в умовах дефіциту річкових наносів після спорудження Чіркейская водосховища в 1974 р була частково затоплена і розмита морським хвилюванням [ 4 ]. За 1978-2000 рр. площа цієї дельти зменшилася з 70.6 до 43.7 км 2, тобто на 38%. У гирлі Волги були затоплені острова на узбережжі і вузька приморська смуга в самій дельті.

1 - берег Каспійського моря до прориву Сулака на відкрите узбережжі (кінець XVIII ст.) І початку формування дельти висунення (раніше дельта Сулака перебувала в Аграханський затоці),
2 - основна частина дельти (перша, "пионерная" дельтова лопать),
3 - друга дельтова лопать, що сформувалася після природного прориву русла в північно-східному напрямку імовірно в 1920 р,
4 - третя дельтова лопать, що сформувалася в північному напрямку після прориву лівої коси в 1929 р,
5 - четверта дельтова лопать, що сформувалася після штучного виведення річки в море в південно-східному напрямку і перекриття старого русла в 1957 р,
6 - Сулакской коса, що сформувалася з продуктів руйнування дельти хвилюванням (при підйомі рівня моря в 1978-1995 рр. Коса була частково розмита),
7 - Сулакской бухта.

Процеси, подібні до тих, що в останні 20 років відбулися в дельтах річок, що впадають в Каспійське море, можуть повторитися і в дельтах на узбережжі Світового океану в результаті очікуваного підвищення його рівня, який в даний час піднімається зі швидкістю 1.5-2 мм / рік . Однак глобальне потепління клімату, за прогнозами, має прискорити цей процес. Передбачають, що до кінця XXI ст. рівень океану підвищиться в порівнянні з сучасним на 66 см (середня оцінка) або навіть 110 см (максимальна оцінка). Очевидно, це призведе до затоплення земель і руйнування берегів у багатьох дельтах світу. Вже зараз на берегах дельти Міссісіпі втрачається в рік до 100 км 2 земель.

Отже, формування річкових дельт в сучасну геологічну епоху підпорядковується стадийности і циклічності і може бути описано якісно і кількісно з застосуванням балансових і гідравлічних рівнянь.

Ці мінливі природні об'єкти - арена постійної боротьби річок і морів. Тут неможливо існування тривалого рівноваги. Якщо переважає творить вплив річки, дельта висувається в море, якщо вплив моря пересилює, дельта або руйнується хвилюванням, або затоплюється при підвищенні рівня.

В сучасних умовах, коли стік наносів багатьох річок зменшився через спорудження водосховищ, а рівень Світового океану підвищується, висування дельт в моря сповільнюється або навіть починається їх деградація. Ці процеси завдають істотної шкоди унікальному природному комплексу дельт і вимагають розробки заходів щодо його захисту.

Робота виконана за підтримки Російського фонду фундаментальних досліджень. Проект 99-05-64780.

література

1. Самойлов І.В. Гирла річок. М., 1952.

2. Михайлов В.М., Рогов М.М., Чистяков А.А. Річкові дельти: Гідролого-морфологічний процес. Л., 1986.

3. Коротаєв В.Н. Геоморфологія річкових дельт. М., 1991.

4. Михайлов В.М. Гирла річок Росії і суміжних країн: минуле, сьогодення і майбутнє. М., 1997..

5. Дельти - моделі для вивчення / Под ред. М.Бруссард. Пер. з англ. М., 1979.

6. Михайлов В.М. Гідрологічні процеси в гирлах річок. М., 1997..

7. Михайлов В.М. Гідрологія гирла річок. М., 1998..