Геоинформационная модель меандрирования рек для картографического прогноза

№2 (2023)

УДК 556.537
https://doi.org/10.47148/1609-364X-2023-2-9-16

Лурье И.К., Лурье М.В.

АннотацияОб авторахСписок литературы
Предлагается алгоритм прогнозного мониторинга развития «извилистости» речных русел, называемого процессом меандрирования. Алгоритм базируется на утверждении, согласно которому русло реки смещается от своего текущего положения по нормали к динамической оси потока в направлении от центра кривизны в данном створе, причем величина смещения пропорциональна кривизне, однако коэффициент пропорциональности заранее неизвестен и подлежит определению в процессе картографического мониторинга. Принятое утверждение соответствует известным выводам морфологической теории русловых процессов. В частности, оно приспособлено к решению задач прогнозного картографирования речных русел, естественным образом учитывающего взаимодействие потока и русла. Изменения очертаний русла происходят в результате мобилизации течением продуктов размыва берега, их последующего переноса от одного створа к другому и, наконец, отложения в том или ином месте речного русла. Важна и обратная связь этих процессов: изменяющиеся очертания русла влияют на интенсивность размыва берегов, что, в свою очередь, изменяет структуру течения, причем в разных его сечениях по-разному. В совокупности сложное взаимодействие потока и русла приводит к неустойчивости и кажущейся непредсказуемости форм самого русла. При использовании предлагаемого алгоритма естественным образом получается такой известный в гидрологии феномен, как возникновение, формирование и развитие меандр, придающих речному руслу причудливые формы. Последовательное применение этого алгоритма также показывает, как в отдельных местах реки возникают предпосылки для спрямления русла и образование стариц. Численная реализация предлагаемого алгоритма, дополненная картографическим мониторингом деформации русла в предыдущие годы, способна дать прогноз смещения русла на будущие периоды времени..
Лурье Ирина Константиновна
Доктор географических наук, профессор, заслуженный профессор МГУ, заведующая кафедрой «Картография и геоинформатика»
Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
119991 Москва, ГСП-1, Ленинские горы
e-mail: lurie@mail.ru

Лурье Михаил Владимирович
Доктор технических наук, кандидат физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ
Российский государственный университет нефти и газа (Научно-исследовательский университет) имени И.М. Губкина
119991 Москва, Ленинский проспект, д. 65, корп. 1
e-mail: lurie.m@gubkin.ru

  1. Бунге В. Теоретическая география / Пер. с англ. В.Я. Барласа и др. – М. : Прогресс, 1967. – 279 с.
  2. Великанов М.А. Русловой процесс (основы теории). – М. : Физматгиз, 1958. – 395 с.
  3. Завадский А.С., Чалов Р.С. Региональный анализ свободного меандрирования // Вестник МГУ. Сер. 5: География. – 1997. – № 3. – С. 32–36.
  4. Замышляев В.И. О причинах меандрирования рек (обзор зарубежных авторов) // Вопросы гидрологии суши / под ред. М.С. Грушевского и З.Д. Копалиани. – Л. : Гидрометеоиздат, 1978. – С. 138–141.
  5. Кондратьев А.Н. Причина образования извилистости: меандрирование рек и других природных потоков // Известия Российской Академии наук. Серия географическая. – 2000. – № 4. – С. 42–44.
  6. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 272 с.
  7. Ляпин А.Н. О возникновении извилистости русел // Вопросы формирования речных русел и берегов водохранилищ / под ред. Н.Е. Кондратьева. – (Труды ГГИ ; вып. 56 (110). – Л. : Гидрометеоиздат, 1956. – С. 103–117.
  8. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в её бассейне. – М. : АН СССР, 1955. – 346 с.
  9. Салищев К.А. О картографическом методе исследования // Вестник МГУ. Сер. физико-математических и естественных наук. – 1955. – № 10. – С. 161–170.
  10. Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 2: Морфодинамика речных русел. – М. : URSS, 2011. – 955 с.
  11. Чалов Р.С. Толковый терминологический и понятийный словарь-справочник по русловедению. – М. : Ваш формат, 2022. – 141 с.
  12. Чибряков Я.Ю. «Теоретическая география» Вильяма Бунге и ее значение для картографии // Геодезия и картография. – 2022. – Т. 83. – № 1. – С. 18–30. DOI: 10.22389/0016-7126-2022-979-1-18-30.

Ключевые слова: прогнозное картографирование, русло, меандрирование, деформация русла, сплайн, кривизна, центр кривизны, смещение, цифровая трансформация, алгоритм, мониторинг

Раздел: Применение ГИС-технологий