Сток воды, наносов и растворенных веществ в период снеготаяния в активно растущем овраге на побережье моря Лаптевых

Для выявления взаимосвязей между динамикой оврага, оттаиванием почвы, стоком воды, наносов и растворенных веществ были проведены наблюдения во время половодья в активно растущем овраге вблизи пос. Тикси. В начале половодья скопление снега в овраге задерживает сток воды и наносов, защищает борта оврага от оттаивания, регулирует температуру воды. На пике половодья малая глубина оттаивания почвы приводит к концентрации поверхностного стока по ложбинам, способствуя росту узкой вершины оврага и размыву дна. По мере оттаивания почвы вода начинает фильтроваться в оттаивающем слое, что приводит к росту ее минерализации. Разгрузка фильтрующихся надмерзлотных вод вдоль бровки оврага способствует увлажнению, оттаиванию и оплыванию отложений на его бортах. После схода снега с водосбора и прохождения пика половодья сохраняющийся в овраге снег становится основным источником питания овражного водотока, способствуя снижению минерализации и охлаждению воды. Однако на фоне снижения расходов воды мощности овражного водотока оказывается недостаточно для выноса поступающего с бортов материала, который откладывается в днище и на конусе выноса. За период половодья из оврага было вынесено 6,4 т наносов, из которых 53 % поступили с водосбора и 47 % из самого оврага. 30 % вынесенных из оврага наносов осели на конусе выноса. Доля органического вещества в составе наносов изменялась от 11 до 80 %, существенно возрастая при малых значениях общей мутности, и в среднем за половодье составила 14 % от стока взвешенных наносов. Вынос растворенных веществ из оврага составил 0,8 т, около 95 % из которых поступили с водосбора.

1. Lafrenière M.J., Lamoureux S.F. Effects of changing permafrost conditions on hydrological processes and fluvial fluxes. Earth-Science Reviews. 2019;191:212–223. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.02.018

2. Bowden W.B., Gooseff M.N., Balser A., Green A., Peterson B.J., Bradford J. Sediment and nutrient delivery from thermokarst features in the foothills of the North Slope, Alaska: Potential impacts on headwater stream ecosystems. Journal of Geophysical Research. 2008;113 (G02026). https://doi.org/10.1029/2007JG000470

3. Gooseff M.N., Balser A., Bowden W.B., Jones J.B. Effects of hillslope thermokarst in Northern Alaska. Eos. 2009;90(4):29–36.

4. Rowland J.C., Jones C.E., Altmann G., et al. Arctic landscapes in transition: responses to thawing permafrost. Eos. 2010;91(26):229–236.

5. Zhang T., Li D., East A.E., Walling D.E., Lane S., Overeem I., Beylich A.A., Koppes M., Lu X. Warming-driven erosion and sediment transport in cold regions. Nature Reviews Earth & Environment. 2022;3:832–851. https://doi.org/10.1038/s43017-022-00362-0

6. Тарбеева А.М., Ефремов В.С., Лебедева Л.С., Шамов В.В. Эрозионные процессы на малых тундровых водосборах севера Якутии (район дельты р. Лены). Криосфера Земли. 2023;27(3):15–30. https://doi.org/10.15372/KZ20230302

7. Tarbeeva A., Tikhonravova Y., Lebedeva L., Kut A., Shamov V. Causes and processes of thermo-erosional gully initiation near Tiksi settlement, arctic Eastern Siberia. Permafrost and Periglacial Processes. 2024;35(3):357–372. https://doi.org/10.1002/ppp.2229

8. Godin E., Fortier D. Geomorphology of a thermo-erosion gully, Bylot Island, Nunavut, Canada. Canadian Journal of Earth Sciences. 2012;49:979–986. https://doi.org/10.1139/e2012-015

9. Beel C. R., Lamoureux S.F., Orwin J.F. Fluvial response to a period of hydrometeorological change and landscape disturbance in the Canadian High Arctic. Geophysical Research Letters. 2018;45. https://doi.org/10.1029/2018GL079660

10. Сидорчук А.Ю., Баранов А.В. (ред). Эрозионные процессы центрального Ямала. СПб.: РНИИ Культурного и природного наследия; 1999. 350 с.

11. Сидорчук А.Ю. Антропогенная овражная эрозия и термоэрозия в западной части центрального Ямала. Геоморфология. 2000;3:95–103.

12. Познанин В.Л. Влияние снежного покрова на некоторые криогенные процессы в зоне БАМ. Материалы гляциологических исследований. 1986;56:125–128.

13. Познанин В.Л. Льдообразование в процессе развития овражной термоэрозии. Материалы гляциологических исследований. 1988;64:53–58.

14. Chalov S., Prokopeva K., Efimov V., Ivanov V., Koffi B., Botavin D., Babinski Z., Zimov N., Pavlyukevich E., Habel M. Implications of Yedoma bank outcrop on the Arctic river sediment transport. Scientific Reports. 2025;15:19320. https://doi.org/10.1038/s41598-025-02614-7

15. Konstantinov P., Basharin N., Fedorov A., Iigima Y., Andreeva V., Semenov V., Vasiliev N. Impact of climate change on the ground thermal regime in the lower Lena region, Arctic Central Siberia. Land. 2023;12(1):19. https://doi.org/10.3390/land12010019

16. Белозерова Е.В., Чалов С.Р. Определение мутности речных вод оптическими методами. Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2013;6:39–45.

17. Тананаев Н.И., Лебедева Л.С. Органическая составляющая взвешенного вещества малых водотоков Енисейского Севера в летне-осенний период. География и природные ресурсы. 2018;2:87–95. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2018-2(87-95)

18. Woo M-К. Hydrology of a drainage basin in the Canadian High Arctic. Annals of the Association of American Geographers. 1983;73(4):577–596.

19. Favaro E.A., Lamoureux S.F. Downstream patterns of suspended sediment transport in a High Arctic river influenced by permafrost disturbance and recent climate change. Geomorphology. 2015;246:359–369. https://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.06.038

20. McDonald D.M., Lamoureux S.F. Hydroclimatic and channel snowpack controls over suspended sediment and grain size transport in a High Arctic catchment. Earth Surface Processes and Landforms. 2009;34:424–436. https://doi.org/10.1002/esp.1751

21. Costa D., Sexstone G.A., Pomeroy J.W., Campbell D.H., Clow D.W., Mast A. Preferential elution of ionic solutes in melting snowpacks: Improving process understanding through field observations and modeling in the Rocky Mountains. Science of the Total Environment. 2020;710(136273). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136273

22. Chen Q., Mirrielees J.A., Thanekar S., et al. Atmospheric particle abundance and sea salt aerosol influence from blowing snow and leads at an Arctic coastal tundra site. Atmospheric Chemistry and Physics. 2022;22:15263–15283. https://doi.org/10.5194/acp-22-15263-2022

23. Quinton W.L., Pomeroy J.W. Transformations of runoff chemistry in the Arctic tundra, Northwest Territories, Canada. Hydrological Processes. 2006;20(14):2901–2919. https://doi.org/10.1002/hyp.6083.