АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА ДОЛИНЫ НИЖНЕЙ ТОМИ (НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА ОТ С.ВЕРШИНИНО ДО С. КОЛАРОВО)
|
Аннотация 2
Введение 3
1. Природные особенности территории исследования 6
1.1 Географическое положение 6
1.2 Геологическое строение и история развития территории 7
1.3 Общие положения о рельефе 15
1.4 Климат 17
1.5 Почвы и почвенный покров 20
1.6 Поверхностные воды 21
1.7 Растительный покров и животный мир 23
2 Рельеф и рельефообразующие факторы 25
2.1 История изучения рельефа 25
2.2 Характеристика рельефа 27
3. Морфометрический анализ на основе геоинформационного картографирования 42
3.1 Создание цифровой модели рельефа и её анализ 42
3.2 Создание карты элементов рельефа и комплексное описание 53
3.3 Разрывные нарушения 59
3.4 Основные рельефообразующие процессы 65
Заключение 74
Литература 76
Введение 3
1. Природные особенности территории исследования 6
1.1 Географическое положение 6
1.2 Геологическое строение и история развития территории 7
1.3 Общие положения о рельефе 15
1.4 Климат 17
1.5 Почвы и почвенный покров 20
1.6 Поверхностные воды 21
1.7 Растительный покров и животный мир 23
2 Рельеф и рельефообразующие факторы 25
2.1 История изучения рельефа 25
2.2 Характеристика рельефа 27
3. Морфометрический анализ на основе геоинформационного картографирования 42
3.1 Создание цифровой модели рельефа и её анализ 42
3.2 Создание карты элементов рельефа и комплексное описание 53
3.3 Разрывные нарушения 59
3.4 Основные рельефообразующие процессы 65
Заключение 74
Литература 76
Актуальность темы. Освоение и развитие обширных регионов, возведение технических сооружений, добыча полезных ископаемых рудного и нерудного характера, влияет на процессы рельефообразования. Человек в своей хозяйственной деятельности преобразует рельеф, создаются антропогенные формы рельефа и активизируются ранее несильно проявляющиеся процессы. Таким образом при геоморфологических исследованиях территории надо учитывать совокупность взаимодействия как природных, так и антропогенных факторов рельефообразования.
Изучение геоморфологических особенностей, природных и антропогенных факторов рельефообразования в долинах крупных рек имеет теоретическое и практическое значение, так как долины рек являются центрами жизни людей и здесь происходит взаимодействие природных и антропогенных процессов, человек меняет рельеф. Вследствие этого здесь происходит активизация негативных процессов.
Долина Томи в районе исследования характеризуется сложным строением рельефа, здесь она пересекает Томь-Колыванскую складчатую зону Западно-Сибирской плиты, преимущественно каменноугольного возраста. Она имеет сложное геологическое строение, это обусловлено наличием множества разрывных нарушений. Помимо всего этого важную роль в образовании рельефа долины реки играет хозяйственная деятельность человека, особенно усилившаяся в XX веке: это, например, добыча песчано-гравийной смеси в русле реки, что приводит к изменения самого русла и к изменению рельефа дна, также и прочая деятельность человека, которая приводит к активизации процессов заболачивания, овражной эрозии, оползней и др.
Анализ литературных источников показал недостаточную изученность вопроса рельефа и его антропогенного преобразования с точки зрения геоморфологии, в основном представления о рельефе долины реки собраны в работах геологов.
Цель работы - анализ геоморфологического строения, рельефа и основных процессов рельефообразования долины реки Томи (в пределах района исследования от с. Вершинино до с. Тахтамышево). Для достижения цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:
- Провести аналитический обзор доступных литературных и картографических источников и изучить природные особенности района исследования;
- Оценить современное состояние рельефа и геоморфологических комплексов долины нижней Томи на основе карт, данных дистанционного зондирования (ДДЗ) и полевых исследований;
- Проанализировать динамику и развитие рельефа на основе разновременных картографических источников и ДДЗ;
- Провести морфометрический анализ территории методами геоинформационного картографирования;
- Составить комплексное описание элементов рельефа долины и охарактеризовать основные процессы рельефообразования.
Объектом исследования является долина нижней Томи в пределах участка от с. Вершинино до д. Черная речка.
Предметом исследования являются типы рельефа долины нижней Томи, а также основные природные и антропогенные процессы рельефообразования.
Научная новизна. Впервые автором на основе полевых исследований и ГИС- технологий проведён детальный морфометрический анализ территории долины Томи на участке с. Вершинино - д. Черная речка и построена серия крупномасштабных геоморфологических карт. На основе построенных цифровых моделей рельефа были уточнены границы элементов рельефа, и дана их комплексная характеристика.
Защищаемые положения.
Долина нижней Томи в пределах исследуемого участка отличается сложным геоморфологическим строением, в котором выделяются прирусловая, центральная, притеррасная поймы, а также первая, вторая и третья надпойменные террасы. Преобладает центральная пойма, для которой характерна пойменная многорукавность, связанная с незавершенным меандрированием в озеровидном расширении долины. При этом сужения и расширения долины обусловлены наличием зон тектонических поднятий и опусканий.
Современный рельеф долины нижней Томи на участке от с. Вершинино до с. Коларово есть результат сложного взаимодействия различных процессов рельефообразования, среди которых преобладают боковая и овражная эрозия, суффозия (с образованием суффозионных западин) и болотообразование. На рельеф исследуемого района существенное влияние оказывают также антропогенные факторы - прежде всего, добыча песчано-гравийного материала (ПГМ).
Информационной базой исследования стали в основном данные, полученные автором в результате полевых исследования в нижней Томи в окрестностях с. Коларово в 2015 г., комплексные геоморфологические описания площадок проводились с применением GPS- съёмки, было отмечено около 20 точек на территории около 20 км2. При создании ЦМР использовались топографические карты, также были использованы данные Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) топографической сьемки, матрицы зон N56E084 и N56E065, геологическая карта и карта четвертичных отлож ений Томского района (второе издание 2008 г.) 1: 200 000 масштаба вместе со стратиграфической колонкой, легендой к карте и
геологическими разрезами к этим картам, данные о промерах глубины, космические снимки (КС) Terra (Aster) 2000-2016 гг. с пространственным разрешением 15 м.,
WorldView-3, WorldView-1 2010-2016 гг. GeoEye-1 2000-2016 гг.
Методы исследования. Основными методами исследования являлись: полевые методы исследования, геоморфологические методы исследования, методы тематического картографирования, сравнительно-картографический и историко -картографический методы, при создании ЦМР и проведении морфометрического анализа использовались математические методы моделирования, методы геоинформационного картографирования и статистические методы.
Изучение геоморфологических особенностей, природных и антропогенных факторов рельефообразования в долинах крупных рек имеет теоретическое и практическое значение, так как долины рек являются центрами жизни людей и здесь происходит взаимодействие природных и антропогенных процессов, человек меняет рельеф. Вследствие этого здесь происходит активизация негативных процессов.
Долина Томи в районе исследования характеризуется сложным строением рельефа, здесь она пересекает Томь-Колыванскую складчатую зону Западно-Сибирской плиты, преимущественно каменноугольного возраста. Она имеет сложное геологическое строение, это обусловлено наличием множества разрывных нарушений. Помимо всего этого важную роль в образовании рельефа долины реки играет хозяйственная деятельность человека, особенно усилившаяся в XX веке: это, например, добыча песчано-гравийной смеси в русле реки, что приводит к изменения самого русла и к изменению рельефа дна, также и прочая деятельность человека, которая приводит к активизации процессов заболачивания, овражной эрозии, оползней и др.
Анализ литературных источников показал недостаточную изученность вопроса рельефа и его антропогенного преобразования с точки зрения геоморфологии, в основном представления о рельефе долины реки собраны в работах геологов.
Цель работы - анализ геоморфологического строения, рельефа и основных процессов рельефообразования долины реки Томи (в пределах района исследования от с. Вершинино до с. Тахтамышево). Для достижения цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:
- Провести аналитический обзор доступных литературных и картографических источников и изучить природные особенности района исследования;
- Оценить современное состояние рельефа и геоморфологических комплексов долины нижней Томи на основе карт, данных дистанционного зондирования (ДДЗ) и полевых исследований;
- Проанализировать динамику и развитие рельефа на основе разновременных картографических источников и ДДЗ;
- Провести морфометрический анализ территории методами геоинформационного картографирования;
- Составить комплексное описание элементов рельефа долины и охарактеризовать основные процессы рельефообразования.
Объектом исследования является долина нижней Томи в пределах участка от с. Вершинино до д. Черная речка.
Предметом исследования являются типы рельефа долины нижней Томи, а также основные природные и антропогенные процессы рельефообразования.
Научная новизна. Впервые автором на основе полевых исследований и ГИС- технологий проведён детальный морфометрический анализ территории долины Томи на участке с. Вершинино - д. Черная речка и построена серия крупномасштабных геоморфологических карт. На основе построенных цифровых моделей рельефа были уточнены границы элементов рельефа, и дана их комплексная характеристика.
Защищаемые положения.
Долина нижней Томи в пределах исследуемого участка отличается сложным геоморфологическим строением, в котором выделяются прирусловая, центральная, притеррасная поймы, а также первая, вторая и третья надпойменные террасы. Преобладает центральная пойма, для которой характерна пойменная многорукавность, связанная с незавершенным меандрированием в озеровидном расширении долины. При этом сужения и расширения долины обусловлены наличием зон тектонических поднятий и опусканий.
Современный рельеф долины нижней Томи на участке от с. Вершинино до с. Коларово есть результат сложного взаимодействия различных процессов рельефообразования, среди которых преобладают боковая и овражная эрозия, суффозия (с образованием суффозионных западин) и болотообразование. На рельеф исследуемого района существенное влияние оказывают также антропогенные факторы - прежде всего, добыча песчано-гравийного материала (ПГМ).
Информационной базой исследования стали в основном данные, полученные автором в результате полевых исследования в нижней Томи в окрестностях с. Коларово в 2015 г., комплексные геоморфологические описания площадок проводились с применением GPS- съёмки, было отмечено около 20 точек на территории около 20 км2. При создании ЦМР использовались топографические карты, также были использованы данные Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) топографической сьемки, матрицы зон N56E084 и N56E065, геологическая карта и карта четвертичных отлож ений Томского района (второе издание 2008 г.) 1: 200 000 масштаба вместе со стратиграфической колонкой, легендой к карте и
геологическими разрезами к этим картам, данные о промерах глубины, космические снимки (КС) Terra (Aster) 2000-2016 гг. с пространственным разрешением 15 м.,
WorldView-3, WorldView-1 2010-2016 гг. GeoEye-1 2000-2016 гг.
Методы исследования. Основными методами исследования являлись: полевые методы исследования, геоморфологические методы исследования, методы тематического картографирования, сравнительно-картографический и историко -картографический методы, при создании ЦМР и проведении морфометрического анализа использовались математические методы моделирования, методы геоинформационного картографирования и статистические методы.
В результате исследования было изучено современное состояние рельефа и геоморфологических комплексов долины нижней Томи на основе построенных гипсометрических карт, карт элементов рельефа, карты крутизны склонов и др., было теоретически обосновано распространение выделенных элементов рельефа долины реки, обосновано влияние геологических структур на рельеф долины и русловые образующие процессы. Связь антропогенной деятельности человека, с условиями изменения рельефа русла, а также влияние на природные факторы рельефообразования.
Проанализирована динамика и развитие рельефа на основе построенных двух цифровых моделей рельефа. Первая на основе SRTM матрицы, из нее было получено более 14 000 точек, и на основе этого была построена нерегулярная триангуляционная сеть (TIN). Вторая же цифровая модель рельефа была построена на основе высотных отметок и горизонталей, таким же способом нерегулярной триангуляционной сети (TIN), она была создана. Так непосредственно на основе данных полученных с ЦМР (цифровой модели рельефа), были созданы профиля и графики. Которые помогли выявить особенности полученных ЦМР, их преимущества друг перед другом. Так, например, цифровая модель рельефа, полученная на основе данных SRTM матрицы, имеет преимущество при выявления локальных понижений или распространения грядово-западинного рельефа (в некоторых случаях можно увидеть и понижения в самом русле, то есть таким образом можно характеризовать рельеф ру сла), также по ней хорошо видны вытянутые формы рельефа, мозаичность рельефа, как было и было сделано в работе. В свою очередь цифровая модель рельефа, построенная на основе оцифрованного топографического материала, послужила для выделения локальных элементов рельефа, центральной поймы, прирусловой, надпойменных террас и др. Непосредственно на основе этой цифровой модели рельефа были построены карты крутизны склонов, карта элементов рельефа и др. таким образом в совокупности используя обе модели рельефа был проведен глубокий геоморфологический, морфометрический анализ территории.
Кроме этого с помощью морфометрического анализа и комплексного описания элементов рельефа и рельефообразующих процессов было выяснено, что неоднородность геолого-геоморфологических условий территории исследования определяются воздействием как природных рельефообразующих процессов, так и антропогенных. Так можно сказать что определяющими факторами формирования рельефа долины реки Томи в исследуемом участке, являются совокупность геологического строения, геоморфологических и русловых процессов.
Так на основе полученных данных можно сказать, что использования ГИС технологий намного упрощает получение картографического материала, еще и обладает дополнительными функциями, которые можно использовать при проведение конкретного анализа. Картографический материал становится в результате более легко производимым и доступным. Следовательно, из этого при совокупности полевых исследований и исследований в среде ГИС, получаются результаты широко применимые в географической науке, в данном случае геоморфологии.
Проанализирована динамика и развитие рельефа на основе построенных двух цифровых моделей рельефа. Первая на основе SRTM матрицы, из нее было получено более 14 000 точек, и на основе этого была построена нерегулярная триангуляционная сеть (TIN). Вторая же цифровая модель рельефа была построена на основе высотных отметок и горизонталей, таким же способом нерегулярной триангуляционной сети (TIN), она была создана. Так непосредственно на основе данных полученных с ЦМР (цифровой модели рельефа), были созданы профиля и графики. Которые помогли выявить особенности полученных ЦМР, их преимущества друг перед другом. Так, например, цифровая модель рельефа, полученная на основе данных SRTM матрицы, имеет преимущество при выявления локальных понижений или распространения грядово-западинного рельефа (в некоторых случаях можно увидеть и понижения в самом русле, то есть таким образом можно характеризовать рельеф ру сла), также по ней хорошо видны вытянутые формы рельефа, мозаичность рельефа, как было и было сделано в работе. В свою очередь цифровая модель рельефа, построенная на основе оцифрованного топографического материала, послужила для выделения локальных элементов рельефа, центральной поймы, прирусловой, надпойменных террас и др. Непосредственно на основе этой цифровой модели рельефа были построены карты крутизны склонов, карта элементов рельефа и др. таким образом в совокупности используя обе модели рельефа был проведен глубокий геоморфологический, морфометрический анализ территории.
Кроме этого с помощью морфометрического анализа и комплексного описания элементов рельефа и рельефообразующих процессов было выяснено, что неоднородность геолого-геоморфологических условий территории исследования определяются воздействием как природных рельефообразующих процессов, так и антропогенных. Так можно сказать что определяющими факторами формирования рельефа долины реки Томи в исследуемом участке, являются совокупность геологического строения, геоморфологических и русловых процессов.
Так на основе полученных данных можно сказать, что использования ГИС технологий намного упрощает получение картографического материала, еще и обладает дополнительными функциями, которые можно использовать при проведение конкретного анализа. Картографический материал становится в результате более легко производимым и доступным. Следовательно, из этого при совокупности полевых исследований и исследований в среде ГИС, получаются результаты широко применимые в географической науке, в данном случае геоморфологии.
