Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Охрана и защита, обустройство, индикация и тести-рование природной среды. Сборник статей студентов, аспирантов и преподавателей: Научно-учебное издание

Мазуркин П. М.,

СТРУКТУРА РЕЧНОЙ СЕТИ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ (П.М. Мазуркин, А.А. Иванов)

Основными реками республики являются Волга и ее левобережные притоки: Ветлуга, Рутка, Большая Кокшага с Большим Кундышем, Малая Кокшага с Малым Кундышем и Илеть с Юшутом. На юго-западе вдоль гра­ницы с Нижегородской областью протекает река Сура. Северо-восточную часть республики пересекают реки бассейна Вятки: Немда, Лаж, Буй, Уржумка, Ноля. На юго-востоке республики, вдоль границы с Та­тарстаном, есть верховья рек, а основная часть бассейнов расположена в Татарстане. Республика Марий Эл (РМЭ), занимающая территорию в 23200 км², располагает зна­чительно развитой и относительно равномерно распределенными речными сетями.

Этот факт позволяет моделировать все речные сети совместно, но без учета границ административных образований.

Всего на территории РМЭ насчитывается более 1,5 тыс. рек общей длиной 10,7 тыс. км. Из них 179 рек имеют длину от 10 до 25км, 32 реки - от 25 до 100 км и 9 рек длиной более 100 км. Средняя густота речной сети составляет 0,47 км/км², а наименьшее значение этого показателя в бассейне р. Парат - 0,16 км/км², наибольший в бассейне р. М. Юнга - 0,85 км/км² (табл. 1). Вся речная сеть Республики Марий Эл распределяется по 17 отдельным бассейнам основных рек.

Реки Волга, Сура, Ветлуга в пределах республики судоходны в течение всего срока навигации.

Таблица 1

Распределение речной сети Республики Марий Эл по бассейнам основных рек

№ п/п	Бассейн реки	Число рек ( L>5 км) N, шт.	Длина сети L, км	Водосборные площади в пределах РМЭ, км2	Площадь бассейна S, км2	Густота речной сети, км/км2
1	р. Сумка	8	77,7	195,6	199,1	0,39
2	р. Б. Сундырь	4	80,0	83,9	196,0	0,95
3	р. М.Сундырь	1	14,0	42,9	150,3	0,33
4	р. Б. Юнга	8	91,0	176,0	429,3	0,51
5	р. М.Юнга	1	32,5	71,0	78,0	0,45
6	р. Дорогуча	1	32,0	149,3	-	0,21
7	р. Ветлуга	35	720,9	1519,0	2257,5	0,47
8	р. Рутка	27	456,0	1050,8	1833,9	0,13
9	р. Арда	5	131,0	240,3	352,0	0,55
10	р. Парат	2	70,0	438,6	545,1	0,16
11	р. Б.Кокшага	68	1008,0	2790,1	6539,8	0,36
12	р. М. Кокшага	116	1571,1	4644,6	5025,5	0,34
13	р. Илеть	97	1521,4	4591,5	6571,4	0,33
14	р. Немда	54	725,0	2016,4	3772,2	0,36
15	р. Уржумка	33	454,1	1150,0	1790,2	0,39
16	р. Буй	7	89,8	383,2	893,2	0,23
17	р. Шешма	9	79,0	216,9	1855,0	0,36
	ИТОГО	476	7144,56	20151,7		0,35

Если принять во внимание, что к малым рекам относят водотоки длиной до 200 км, площадь водосбора которых не превышает 2000 км², то без учета самых малых рек длиной до 10 км в РМЭ насчитывается 159 рек, из них (95,6 %) малых. При этом 132 (83 %) реки полностью, от истока до устья, несут свои воды по территории РМЭ, а 27 (17 %) рек протекают по ней лишь частью своей длины. Последние берут начало в смежных с РМЭ областях и республиках. Из общего количества рек 118 (74 %) принадлежат бассейну главной реки Волги, 41 (26 %) рек стекает в р. Вятка.

Густота речной сети является вторичным показателем, полученным от деления первичных параметров территориальной системы рек. поэтому факторный анализ был выполнен только по трем параметрам:

а) число рек ( L>5 км) , шт.;

б) длина водотоков речной сети L, км;

в) площадь водосборного бассейна реки S, км².

Длина сети (рис. 1 и рис. 2) и площадь зависят от числа N рек:

.                         (1)

.(2)

Рис. 1. График влияния числа рек на длину водотоков речной сети

Рис. 2. График влияния числа рек на площадь водосбора притоков речной сети

Подсчет количество рек достаточно просто, поэтому этот параметр становится хорошо объясняющим другие показатели фактором. Поэтому моделирование было продолжено (рис. 3) и получена формула

,                    (3)

,

,

.

Территория РМЭ уникальна тем, что расположена в палеодолине Древней Волги, протекающей на глубине от 18 м с северо-запада. На ней находится город Йошкар-Ола. Почти все реки РМЭ образуют уникальную геосистему, ранее бывшую дельтой Древней Волги.

Рис. 3. График уточненного влияния числа рек на площадь водосбора притоков

С высокой адекватностью влияние длины водотоков речной сети РМЭ на число основных рек (рис. 4) дается формулой

.                 (4)

Рис. 4. График влияния длины рек на число основных водотоков

Влияние длины водотоков сети на площадь их водосбора (рис. 5) определяется суммой двух законов вида

.              (5)

Первая составляющая (5) показывает естественный экспоненциальный рост площади обитания с ростом размеров притока как некоего условного существа. Вторая составляющая показывает, что с укрупнением длины притока площадь изменяется, получая максимум в интервале длины водотоков сети 1150-1300 км. Свыше 1300 км площадь водосбора снижается и, по-видимому, речная сеть постепенно превращается в болотно-речной комплекс.

Рис. 5. График влияния длины рек на площадь водосбора притоков

Оказывается, что площадь бассейна речной сети не может раст и бесконечно (рис. 6), так как по закономерности вида

                 (6)

имеется максимум численности притоков в системе речных сетей.

Рис. 6. График влияния площади водосбора на количество основных притоков

Площадь водосбора речной сети влияет на длину водотоков (рис. 7) по закону Хортона-Штралера, но с другими параметрами модели, вида

.            (7)

Таким образом, все три учтенных фактора оказались взаимно зависимыми с сильными корреляционными связями.

Поэтому можно утверждать, что речная сеть в полной мере отвечает требованиям закона Барри Коммонера [1, с.18] «всё связано со всем». По остаткам от вышеприведенных статистических моделей можно получить волновые составляющие, что доказывает не только фрактальную размерность речной сети, но также показывает возможность разработки волновой теории формирования речных сетей на разных территориях.

Рис. 7. График влияния площади водосбора на длину притоков речной сети

Литература

1. Популярная экология (полезные советы в повседневной жизни): гл. ред. Н.П. Торсуев. - Казань: Экоцентр, 1997. - 236 с.