Геоморфологическое воздействие наводнения, вызванного тропическим штормом «Ли» в сентябре 2011 года

В статье для журнала Geosphere Р. Крейг Кочел и его коллеги исследуют геоморфологические последствия наводнения от тропического шторма «Ли» в сентябре 2011 года для нескольких крупных водосборов реки Саскуэханна в регионе Аппалачского плато на севере центральной части Пенсильвании. В отличие от многих наводнений в Аппалачах, физическое воздействие на русла и поймы было чрезвычайно масштабным.

Повсеместно наблюдалось расширение русел (местами более чем на 100%) и эрозия берегов, а во время паводка было перемещено огромное количество гравия. Потоки достигли значительного порогового значения, после которого русловые паттерны вдоль многих участков сменились с однорукавных на многорукавные.

Кочел и коллеги предполагают, что столь масштабные изменения связаны с историей землепользования в этих водосборах. Сплошные вырубки лесов здесь происходили в период с 1850 по 1920 год, что привело к эрозии склонов и отложению наносов в поймах ниже по течению. Кроме того, прежняя система многорукавных гравийных русел была изменена строительством защитных валов, сузивших активную часть водотоков до одного канала.

После эпохи лесозаготовок на защищённых валами поймах была размещена инфраструктура (дома, автомагистрали, фермы). Наводнение 2011 года прорвало эти валы, заполнило русла гравийными отмелями до уровня поймы и привело к многочисленным прорывам и образованию проток, размывших внутренние части излучин. Эти изменения вновь соединили изменённую одноканальную систему с её прежней многорукавной структурой и нанесли обширный ущерб автомагистралям, мостам, фермам, домам и другой инфраструктуре региона.

Возросшая гравийная нагрузка, доступная руслам, заставляет реки менять свою морфологию и возвращаться к многорукавным системам, где паводковые потоки занимают множество каналов по всей ширине поймы. Понимание траектории геоморфной перестройки водотоков в этом регионе критически важно для принятия разумных управленческих решений и политики землепользования. Управляющим водосборами было бы разумно оценивать речные системы в масштабе всего водосбора, учитывая изменения в наносовой нагрузке и стоке, вызванные как естественными изменениями, так и исторической практикой землепользования.