nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2541-9455-2019-42-1-27-40nznistu-45Research ArticleГИДРОГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХHYDROGEOLOGY AND ENGINEERING GEOLOGY OF MINERAL DEPOSITSПодземный сток центральной части Восточного Саяна, основные особенности его формирования и распределенияUnderground runoff of the central part of the Eastern Sayan, its main formation and distribution featuresБадминовП. С.BadminovP. S.

ведущий инженер лаборатории гидрогеологии 

Иркутск

Leading Engineer of the Hydrology Laboratory

Irkutsk

prokop_sbad@mail.ruПавловС. Х.PavlovS. Kh.

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории гидрогеологии

Иркутск

Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher of the Hydrology Laboratory

Irkutsk

spavlov@crust.irk.ruДмитриев-ДобровольскийВ. Е.Dmitriev-DobrovolskyV. E.

магистрант Иркутского государственного университета

Иркутск

Master’s Degree Student

Irkutsk

vladis.box@yandex.ruОргильяновА. И.OrgilianovA. I.

ведущий инженер лаборатории гидрогеологии

Иркутск

Leading Engineer of the Hydrology Laboratory

Irkutsk

irig@crust.irk.ruИнститут земной коры СО РАНРоссияInstitute of the Earth’s crust SB RASRussian FederationИркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian Federation2019080920204212740Copyright © Бадминов П.С., Павлов С.Х., Дмитриев-Добровольский В.Е., Оргильянов А.И., 20202020Бадминов П.С., Павлов С.Х., Дмитриев-Добровольский В.Е., Оргильянов А.И.Badminov P.S., Pavlov S.K., Dmitriev-Dobrovolsky V.E., Orgilianov A.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/45

Цель данной статьи заключается в определении подземного стока и выявлении основных особенностей его формирования и распределения по территории центральной части Восточного Саяна. Определение подземного стока рек исследуемой территории, имеющих временные ряды наблюдений за речным стоком, проводилось методом генетического расчленения гидрографов рек с учетом изъятия части стока на наледообразование. Для неизученных рек подземный сток определялся методом переходных коэффициентов по единичным расходам воды, полученным при проведении гидрометрической съемки зимней межени. Основные особенности формирования и распределения подземного стока выявлены в ходе корреляционного анализа величин подземного стока с основными стокоформирующими признаками. В результате впервые для большой труднодоступной территории был оценен подземный сток, рассмотрены особенности его формирования и пространственного распределения. На исследуемой территории модуль подземного стока изменяется в широких пределах от 0,5 до 25 л/(с∙км2) и имеет свои особенности. На одних участках - в бассейнах р. Кирей и Ярма - происходит увеличение модуля стока с высотой местности, на других - в смежном бассейне р. Ока - модуль стока уменьшается, на третьих - в бассейне р. Большая Белая - эта связь выражена не столь ярко. Также не проявляется связь величины подземного стока с площадью водосбора, так как высокая расчлененность рельефа центральной части Восточного Саяна приводит к тому, что размеры площади водосбора не всегда являются показателем глубины эрозионного вреза русла. Особенности формирования и распределения подземного стока исследуемой территории обусловлены ландшафтно-климатическими условиями, в первую очередь распределением атмосферных осадков, и гидрогеологическими условиями конкретных водосборов, определяющихся геолого-структурными особенностями и характером развития многолетнемерзлых пород на разных участках исследуемой территории.

The purpose of this paper is determination of underground runoff and identification of its main formation and distribution features in the central part of the Eastern Sayan. The groundwater runoff of rivers in the area under investigation having time series of river runoff observations was carried out by the method of genetic separation of runoff hydrographs considering the withdrawal of a part of the runoff to icing. The underground runoff of the unexplored rivers was determined by the method of transition coefficients for unit water flows obtained at a hydrometric survey of winter low flow. The main formation and distribution features of the underground runoff were identified in the course of the correlation analysis of underground runoff values with the main flow-forming characteristics. As a result, it is the first time when the underground runoff is estimated for a large, hard-to-reach territory. Consideration is given to its formation and spatial distribution features. The rate of the underground runoff in the studied area varies widely from 0.5 l/(s∙km2) to 25 l/(s∙km2) and has its own features. In some areas (the Kirei and Yarma river basins) the runoff rate increases with the height of the terrain. In the others, (the adjacent basin of the river Oka) the runoff rate decreases, and in some areas (the basin of the river Bolshaya Belaya) this relationship is not so distinctive. Also, the relationship between the amount of the underground runoff and the drainage area does not manifest itself, since the great roughness of the relief in the central part of the Eastern Sayan leads to the fact that the size of the drainage area is not always indicative of the depth of the erosion cutting of the channel. The formation and distribution features of the underground runoff in the studied area are specified by the landscape-climatic conditions, primarily by the distribution of precipitation and hydrogeological conditions of specific drainages determined by geological and structural features and the nature of permafrost development in different areas of the studied area.

подземный стокплощадь водосбораатмосферные осадкимодуль подземного стокараспределение подземного стокаunderground runoffdrainage areaprecipitationrate of underground runoffunderground runoff distributionReferencesСкворцов Г.Г. Мерзлотно-гидрогеологические условия южной части Восточных Саян в связи с проблемой рудничного строительства // Материалы по подземным водам Восточной Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. филиал АН СССР, 1957. С. 164-171.Skvortsov G.G. Merzlotno-gidrogeologicheskie usloviya yuzhnoi chasti Vostochnykh Sayan v svyazi s problemoi rudnichnogo stroitel'stva [Permafrost-hydrogeological conditions of the southern part of The Eastern Sayan in terms of mine construction]. Materialy po podzemnym vodam Vostochnoi Sibiri [Materials on the groundwater of Eastern Siberia]. Irkutsk: The East-Siberian branch of the USSR Academy of Sciences Publ., 1957, pp. 164–171. (In Russ.).Подземный сток на территории СССР / под ред. Б.И. Куделина. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1966. 301 с.Kudelin B.I. Podzemnyi stok na territorii SSSR [Groundwater runoff in the USSR]. Moscow: Moscow University Publ., 1966, 301 p. (In Russian).Естественные ресурсы подземных вод юга Восточной Сибири / отв ред. И.С. Зекцер. Новосибирск: Наука, 1976. 128 с.Zektser I.S. Estestvennye resursy podzemnykh vod yuga Vostochnoi Sibiri [Natural resources of groundwater in the south of Eastern Siberia]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1976, 128 p. (In Russ.).Евстигнеев В.М., Шайбонов Б.Б. Географические закономерности низкого зимнего стока рек Бурятии // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 1994. № 5. С. 74-79.Evstigneev V.M., Shaibonov B.B. Geographic patterns of low winter flow of rivers in Buryatia. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya [Moscow University Bulletin. Series 5: Geography], 1994, no. 5, pp. 74–79. (In Russ.).Писарский Б.И. Закономерности формирования подземного стока бассейна озера Байкал. Новосибирск: Наука, 1987. 157 с.Pisarskii B.I. Zakonomernosti formirovaniya podzemnogo stoka basseina ozera Baikal [Formation patterns of the underground runoff of the lake Baikal basin]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1987, 157 p. (In Russ.).Куделин Б.И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1960. 343 с.Kudelin B.I. Printsipy regional'noi otsenki estestvennykh resursov podzemnykh vod [Principles of regional groundwater resource assessment]. Moscow: Moscow University Publ., 1960, 343 p. (In Russ.).Mei Y., Anagnostou E.N. A hydrograph separation method based on information from rainfall and runoff records // Journal of Hydrology. 2015. Vol. 523. P. 636-649.Mei Y., Anagnostou E.N. A hydrograph separation method based on information from rainfall and runoff records. Journal of Hydrology, 2015, vol. 523, pp. 636–649.Соколов Б.Л., Саркисян В.О. Подземное питание горных рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 240 с.Sokolov B.L., Sarkisyan V.O. Podzemnoe pitanie gornykh rek [Underground intake of mountain rivers]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1981, 240 p. (In Russ.).Ратнер Н.С. К расчету подземного притока в реки по данным единичных расходов воды // Труды Государственного гидрологического института. 1977. Вып. 240. С. 55-71.Ratner N.S. To calculation of river underground inflow according to the unit cost of water. Trudy Gosudarstvennogo gidrologicheskogo instituta [Proceedings of the State Hydrological Institute], 1977, iss. 240, pp. 55–71. (In Russ.).Орешкин И.И. Вечная мерзлота на Ботогольском гольце в Восточных Саянах // Землеведение. 1935. Т. 37. Вып. 1. С. 83-97.Oreshkin I.I. Permafrost on Botogolsky bald mountain in the Eastern Sayan. Zemlevedenie [Earth Sciences], 1935, vol. 37, iss. 1, рр. 83–97. (In Russ.).Зонов Б.В., Шульгин М.Ф. Гидрология рек бассейна Братского водохранилища. М.: Наука, 1966. 169 с.Zonov B.V., Shul'gin M.F. Gidrologiya rek basseina Bratskogo vodokhranilishcha [Hydrology of Bratsk reservoir basin rivers]. Moscow: Nauka Publ., 1966, 169 p. (In Russ.).Попов О.В. Подземное питание рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 291 с.Popov O.V. Podzemnoe pitanie rek [Underground intake of rivers], Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1968, 291 p. (In Russ.).Боревский Б.В., Марков М.Л. Является ли меженный расход рек мерой питания подземных вод или общего подземного стока? // Разведка и охрана недр. 2014. № 5. С. 10-16.Borevskii B.V., Markov M.L. Is river lowwater flow a measure contributing to underground water or common underground water inflow? Razvedka i okhrana nedr [Prospect and Protection of Mineral Resources], 2014, no. 5, pp. 10–16. (In Russ.).Hendriks M.R. Introduction to Physical Hydrology. Oxford; New York: Oxford University Press, 2010. 331 p.Hendriks M.R. Introduction to Physical Hydrology. Oxford; New York: Oxford University Press, 2010, 331 p.M.P. Miller, H.M. Johnson, D.D. Susong, D.M. Wolock. A new approach for continuous estimation of baseflow using discrete water quality data: Method description and comparison with baseflow estimates from two existing approaches // Journal of Hydrology. 2015. Vol. 522. P. 203-210.M.P. Miller, H.M. Johnson, D.D. Susong, D.M. Wolock. A new approach for continuous estimation of baseflow using discrete water quality data: Method description and comparison with baseflow estimates from two existing approaches. Journal of Hydrology, 2015, vol. 522, pp. 203–210.Глотова Л.П., Глотов В.Е. Роль подземных вод в общем стоке малых горных рек бассейна реки Колыма // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. С. 2321-2324.Glotova L.P., Glotov V.E. Role of underground waters in the common drain of small mountain rivers at Kolyma river basin. Izvestiya samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk [Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2012, vol. 14, pp. 2321–2324. (In Russ.).Ushakov M.V. Laws Depletion Streamflow in Basin Kolyma in Winter Lowest Water Level // Emerging Patterns, Breakthroughs and Challenges: 4th International Multidisciplinary Conference on Hydrology and Ecology. Rennes, 2013. P. 15.Ushakov M.V. Laws Depletion Streamflow in Basin Kolyma in Winter Lowest Water Level. Emerging Patterns, Breakthroughs and Challenges: 4 th International Multidisciplinary Conference on Hydrology and Ecology. Rennes, 2013, p. 15.Кравченко В.В. Роль наледей в формировании зимнего речного стока и ледяного покрова рек западной части зоны БАМа // Труды Государственного гидрологического института. 1986. Вып. 312. С. 34-84.Kravchenko V.V. The role of icing in the formation of winter river runoff and ice cover of rivers in the Western part of the Baikal-Amur mainline zone. Trudy Gosudarstvennogo gidrologicheskogo instituta [Proceedings of the State Hydrological Institute], 1986, iss. 312, pp. 34–84. (In Russ.).SRTM Data. CGIAR - Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI) // SRTM 90m DEM Digital Elevation Database [Электронный ресурс]. URL: http://srtm.csi.cgiar.org/srtmdata/ (01.09.2018).SRTM Data. CGIAR – Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI). SRTM 90m DEM Digital Elevation Database. Available at: http://srtm.csi.cgiar.org/srtmdata/ (accessed 1 September 2018).Хортон Р. Е. Эрозионное строение рек и водосборных бассейнов. М.: Издательство иностранной литературы, 1948. 159 с.Horton R. E. Erozionnoe stroenie rek i vodosbornykh basseinov [Erosional structure of rivers and drainage basins]. Moscow: Izdatel'stvo inostrannoi literatury Publ., 1948, 159 р. (In Russ.).Многомерный анализ гидрогеологических систем горноскладчатых областей / отв. ред. И.С. Ломоносов. Новосибирск: Наука, 1986. 109 с.Lomonosov I.S. Mnogomernyi analiz gidrogeologicheskikh sistem gornoskladchatykh oblastei [Multivariate analysis of hydrogeological systems of folded areas]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1986, 109 p. (In Russ.).Писарский Б.И., Шерман С.И. Параметры трещиноватости и их значение при гидрогеологических исследованиях // Формирование и геохимия подземных вод Сибири и Дальнего Востока. М.: Наука, 1967. С. 25-29.Pisarskii B. I., Sherman S. I. Parametry treshchinovatosti i ikh znachenie pri gidrogeologicheskikh issledovaniyakh [Fracture parameters and their importance in hydrogeological studies]. Formirovanie i geokhimiya podzemnykh vod Sibiri i Dal'nego Vostoka [Groundwater Formation and Geochemistry in Siberia and the Far East]. Moscow: Nauka Publ., 1967, pp. 25–29. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.