Понимание трансформации рек через изменение гидрологического режима

Исследователи из Корейского института гражданского строительства и строительных технологий (KICT) опубликовали выводы о резких краткосрочных изменениях рек, сопровождающихся сдвигами в растительности и геоморфологии, полученные на основе фактических полевых исследований и анализов, а не модельных симуляций.

Процессы трансформации «белой реки» (с руслами без растительности, включая обнаженные песчаные отмели) в густо заросшую травой и деревьями «зеленую реку» наблюдаются на различных водотоках. Изменения вызваны сочетанием естественных и антропогенных факторов, таких как изменение климата и состояния водосборного бассейна. Они также могут быть спровоцированы краткосрочными гидрологическими сдвигами, например, засухами, особенно в реках, подверженных влиянию муссонного климата.

Исследовательская группа под руководством доктора Чанджу Ли из KICT в сотрудничестве с голландским институтом Deltares проанализировала характеристики краткосрочных изменений на ручье Нэсончхон в Южной Корее. Этот динамичный песчаный водоток отличается хорошо сохранившимися природными чертами, активной динамикой растительности и транспортом наносов. KICT ведет долгосрочный мониторинг ручья с 2012 года с использованием лидарных съемок, гидрологических исследований и картографирования растительности.

Анализ аэрофотоснимков с 1990-х по 2019 год и лидарных данных с 2013 года показал, что наиболее значительный всплеск зарастания русла растительностью произошел между 2014 и 2015 годами. Резкий рост был обусловлен снижением водного стока и отсутствием паводков из-за засухи. В результате русло быстро трансформировалось из типичной «белой реки» в «зеленую». С геоморфологической точки зрения, широкая и мелкая песчаная река стала узкой и глубокой, а прилегающие территории, некогда покрытые водой и отмелями, превратились в заросшие поймы.

Исследователи выделили несколько ключевых факторов изменений: антропогенные (проблемы качества воды, эвтрофикация), повышение весенних температур, ведущее к раннему зарастанию, и изменение климата как основная движущая сила, вызывающая рост температур и колебания речного стока. В условиях постепенной субтропикализации климата для таких рек становятся характерны более короткие фазы «белой реки» (после паводков) и более длительные фазы «зеленой реки».

«Это исследование дает понимание взаимодействий между гидрологией, растительностью и морфологией рек, которые приводят к их трансформации. Мы ожидаем, что результаты могут быть использованы при разработке стратегий управления реками, включая контроль паводков и управление растительностью», — отметил доктор Чанджу Ли.

Работа опубликована в журнале River Research and Applications.