Морфометрический анализ для выявления особенностей формирования паводковых потоков (на примере Улан-Баторской агломерации)
https://doi.org/10.21285/2686-9993-2021-44-4-458-470
Аннотация
Водные потоки, обладающие значительным расходом воды, имеют высокую разрушительную силу и могут приводить к катастрофическим последствиям. Для освоенных предгорных внутриконтинентальных территорий флювиальные процессы, вызванные неравномерным распределением дождевых осадков по площади, носят угрожающий характер. Целью данной работы являлся количественный морфометрический анализ территории для выявления особенностей формирования паводковых потоков. С использованием бассейнового подхода был выполнен анализ водосборных бассейнов и их ранжирование. На основе SRTM-снимков, фондового картографического материала при использовании геоинформационного программного обеспечения авторами были построены специализированные электронные карты, позволяющие получить количественные параметры, отражающие морфометрию анализируемых бассейнов: геометрию бассейнов, дренажную сеть и рельеф местности. На примере территории Улан-Баторской агломерации показано, как исходные морфометрические параметры бассейнов и водотоков (длина, ширина, площадь, периметр, эрозионное расчленение, плотность дренажной сети, коэффициент рельефа, коэффициент Мелтона и др.) формируют особенности паводковых потоков. Для освоенных территорий исходные данные по морфометрии водосборных бассейнов являются основой составления специализированных карт, которые используются при планировании и строительстве. Сочетание морфометрических показателей на территории Улан-Баторской агломерации свидетельствует о том, что в отдельных водосборных бассейнах возможно формирование крупных паводков и развитие опасных грязекаменных потоков.
Ключевые слова
поверхностные водотоки,
морфометрия рельефа,
водосборные бассейны,
сели,
паводки,
подтопление,
природные геологические опасности,
количественные морфометрические показатели
При поддержке: исследование выполнено за счет гранта ученого совета по направлению «Научная школа Иркутского национального исследовательского технического университета совместно с Российской академией наук» № 01-РАН-21. При проведении исследования использовано оборудование центра коллективного пользования «Геодинамика и геохронология» Института земной коры СО РАН в рамках гранта № 075-15-2021-682.
Об авторах
Е. А. Козырева
Институт земной коры СО РАН
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Козырева Елена Александровна, доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе
г. Иркутск
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
А. А. Рыбченко
Институт земной коры СО РАН
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Рыбченко Артем Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Лаборатории инженерной геологии и геоэкологии
г. Иркутск
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
С. Дэмбэрэл
Институт астрономии и геофизики Монгольской академии наук
Монголия
Конфликт интересов:
Монголия
Дэмбэрэл Содномсамбуу, доктор геолого-минералогических наук, академик Монгольской академии наук, директор
г. Улан-Батор
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Jonkman S. N., Penning-Rowsell E. Human instability in floods flows // Journal of the American Water Resources Association. 2008. Vol. 44. Iss. 5. P. 1208–1218. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2008.00217.x.
2. Marchi L., Borga M., Preciso E., Gaume E. Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management // Journal of Hydrology. 2010. Vol. 394. Iss. 1-2. P. 118–133. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.017.
3. Ahmadalipour A., Moradkhani H. A data-driven analysis of flash flood hazard, fatalities, and damages over the CONUS during 1996–2017 // Journal of Hydrology. 2019. Vol. 578. P. 124106. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124106.
4. Diakakis M. A method for flood hazard mapping based on basin morphometry: application in two catchments in Greece // Natural Hazards. 2011. Vol. 56. Iss. 3. P. 803–814. https://doi.org/10.1007/s11069-010-9592-8.
5. Bathrellos G. D., Karymbalis E., Skilodimou H. D., Gaki-Papanastassiou K., Baltas E. A. Urban flood hazard assessment in the basin of Athens Metropolitan city, Greece // Environmental Earth Sciences. 2016. Vol. 75. Iss. 4. P. 319. https://doi.org/10.1007/s12665-015-5157-1.
6. Meraj G., Romshoo S. A., Yousuf A. R., Altaf S., Altaf F. Assessing the influence of watershed characteristics on the flood vulnerability of Jhelum basin in Kashmir Himalaya // Natural Hazards. 2015. Vol. 77. Iss. 1. P. 153– 175. https://doi.org/10.1007/s11069-015-1605-1.
7. Angillieri M. Y. E. Morphometric analysis of Colangüil river basin and flash flood hazard, San Juan, Argentina // Environmental Geology. 2008. Vol. 55. Iss. 1. P. 107–111. https://doi.org/10.1007/s00254-007-0969-2.
8. Parveen R., Kumar U., Singh V. K. Geomorphometric characterization of Upper South Koel basin, Jharkhand: a remote sensing & GIS approach // Journal of Water Resource and Protection. 2012. Vol. 4. Iss. 12. P. 1042–1050. https://doi.org/10.4236/jwarp.2012.412120.
9. Waikar M. L., Nilawar A. P. Morphometric analysis of a drainage basin using geographical information system: a case study // International Journal of Multidisciplinary and Current Research. 2014. Vol. 2. P. 179–184.
10. Kleinen T., Petschel-Held G. Integrated assessment of changes in flooding probabilities due to climate change // Climatic Change. 2007. Vol. 81. Iss. 3-4. P. 283–312. https://doi.org/10.1007/s10584-006-9159-6.
11. Halmstad A., Najafi M. R., Moradkhani H. Analysis of precipitation extremes with the assessment of regional climate models over the Willamette River basin, USA // Hydrological Processes. 2013. Vol. 27. Iss. 18. P. 2579–2590. https://doi.org/10.1002/hyp.9376.
12. Kundzewicz Z. W., Kanae S., Seneviratne S. I., Handmer J., Nicholls N., Peduzzi P., et al. Flood risk and climate change: global and regional perspectives // Hydrological Sciences Journal. 2014. Vol. 59. Iss. 1. P. 1–28. https://doi.org/10.1080/02626667.2013.857411.
13. Oyunbaatar D. Floods in Mongolia // Restec.or.jp. [Электронный ресурс]. URL: https://www.restec.or.jp/geoss_ap3/pdf/day2/WG/WG2/Short_Country_Reports/08_Mongolia.pdf. (12.08.2021).
14. Семинский К. Ж., Леви К. Г., Джурик В. И., Козырева Е. А., Саньков В. А., Турутанов Е. Х. Опасные геологические процессы и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера на территории Центральной Монголии / отв. ред. Д. П. Гладкочуб. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2017. 331 с.
15. Sato T., Kimura F., Kitoh A. Projection of global warming onto regional precipitation over Mongolia using a regional climate model // Journal of Hydrology. 2007. Vol. 333. Iss. 1. P. 144–154. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2006.07.023.
16. Saizen I., Tsutsumida N. The rapid development of settlements in flood-prone areas in peri-urban Ulaanbaatar, Mongolia: monitoring and spatial analysis using VHR satellite imageries // Land use management in disaster risk reduction / eds. M. Banba, R. Shaw. Tokyo: Springer, 2017. P. 137–148.
17. Ashley S. T., Ashley W. S. Flood fatalities in the United States // Journal of Applied Meteorology and Climatology. 2008. Vol. 47. Iss. 3. P. 805–818. https://doi.org/10.1175/2007JAMC1611.1.
18. Khishigjargal M., Dulamsuren C., Leuschner H. H., Leuschner C., Hauck M. Climate effects on inter- and intraannual larch stemwood anomalies in the Mongolian foreststeppe // Acta Oecologica. 2014. Vol. 55. P. 113–121. https://doi.org/10.1016/j.actao.2013.12.003.
19. Horton R. E. Erosional development of streams and their drainage basins; hydrophysical approach to quantitative morphology // Bulletin of the Geological Society of America. 1945. Vol. 56. Iss. 3. P. 275–370. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1945)56[275:EDOSAT]2.0.CO;2.
20. Horton R. E. Drainage-basin characteristics // Eos, Transactions, American Geophysical Union. 1932. Vol. 13. Iss. 1. P. 350–361. https://doi.org/10.1029/TR013i001p00350.
21. Schumm S. A. Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey // Bulletin of the Geological Society of America. 1956. Vol. 67. Iss. 5. P. 597–646. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1956)67[597:EODSAS]2.0.CO;2.
22. Melton M. A. The geomorphic and paleoclimatic significance of alluvial deposits in southern Arizona // The Journal of Geology. 1965. Vol. 73. Iss. 1. P. 1–38.
23. Auzina L. I., Parshin A. V. System-integrated GISbased approach to estimating hydrogeological conditions of oil-and-gas fields in Eastern Siberia // IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2016. Vol. 33. P. 012060. https://doi.org/10.1088/1755-1315/33/1/012060.
Рецензия
Для цитирования:
Козырева Е.А., Рыбченко А.А., Дэмбэрэл С. Морфометрический анализ для выявления особенностей формирования паводковых потоков (на примере Улан-Баторской агломерации). Науки о Земле и недропользование. 2021;44(4):458-470. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2021-44-4-458-470
For citation:
Kozyreva E.A., Rybchenko A.A., Demberel S. Morphometric analysis for flood flow formation feature identification (on example of Ulaanbaatar agglomeration). Earth sciences and subsoil use. 2021;44(4):458-470. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2686-9993-2021-44-4-458-470
Просмотров:
470
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 
