Определение типов речных русел Арктической зоны с использованием спутниковых снимков

Исследования на территориях Арктической зоны Российской Федерации сопряжены со значительными транспортными и климатическими трудностями. Вместе с тем их проведение в полной мере отвечает приоритетам, закреплённым в Указе Президента Российской Федерации «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года» и Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (утверждённой Указом Президента РФ от 28 февраля 2024 г. № 145).
Арктический регион остается слабо изучен с точки зрения русловых процессов. Использование спутниковых и аэрокосмических снимков является наиболее доступным и зачастую единственным способом для анализа типов русел рек и протекающих в них русловых процессов. При проведении хозяйственных мероприятий важно понимать динамику плановых деформаций рек, которая при недостаточном учете может повлиять на нормальную эксплуатацию сооружений, расположенных в прибрежной зоне.
Целью настоящей работы является разработка методологической основы для дешифрирования спутниковых и аэрокосмических снимков территории Арктической зоны с целью установления типов речного русла.
Для широкого использования в различных геоинформационных программах для территории Арктической зоны хорошо подходят гибридные снимки на базе Google, Yandex и ESRI, которые находятся в открытом доступе. При выборе снимков важно учитывать масштаб, а также фазу водного режима, в которую он был сделан.
В качестве методологической основы принята типизация русел, опубликованная в СП 493.1325800.2020 включающая орографические меженные, орографические паводочные русла и русла с поймами, которые формируются в собственных аллювиальных отложениях.
Орографические меженные русла (тип I) сформированы при наибольшем влиянием орографии. Русло и склоны долины сложены скальными и дисперсными породами. Извилистость не зависит от транспорта наносов и объясняется характером окружающего рельефа. При дешифрировании такие русла характеризуются отсутствием поймы, крутыми берегами, отсутствием следов раннего положения русла (стариц, вееров блуждания и т. д.), задернованностью или даже порослю древесной растительности у берегов.
Орографические паводочные русла (тип II) ограничены только в многоводную фазу водности – в периоды половодий и паводков происходит активный транспорт руслоформирующих наносов в виде мезоформ паводочного русла, определяющих размеры и форму меженного русла. Пойма отсутствует или слабо выражена на отдельных участках, прошлые положения русла, аналогично руслам типа I, не прослеживаются. Русловой процесс развивается по ленточно-грядовому, побочневому, осередковому типам, для горных рек – по типу долинного блуждания.
Русла с поймами, которые формируются в собственных аллювиальных отложениях (III тип) разделяются на 2 подтипа. Для первого подтипа характерно слабое влияние ограничивающего фактора, выраженного в ограничении поймы трудноразмываемыми склонами. Для однорукавных русел характерно ограниченное меандрирование, при котором происходит сползание излучины без увеличения развитости, при дешифрировании это можно определить по следам прошлого положения русла, повторяющего форму русла выше по течению от излучины. Для многорукавного русла характерны незадернованные обсыхающие осередки.
Для второго подтипа типа III характерно отсутствие влияния орографии на руслоформирование. При анализе снимков отмечаются старичные озёра и староречья, выраженная пойма и пологий рельеф. Русла развиваются по типам свободного и незавершенного меандрирования и пойменной многорукавности.
В результате стоит отметить незаменимость спутниковой информации для определения типов речных русел территории Арктики, что в дальнейшем может быть основой для разработки методологии по автоматизированному дешифрированию и расширено на другие территории.