НОВЫЕ ДАННЫЕ О ТРАНСФОРМАЦИИ СТОКА ВОДЫ И НАНОСОВ В ДЕЛЬТЕ ЛЕНЫ ПО ИТОГАМ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В АВГУСТЕ 2022 Г.

Full text

171
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2023-69-2-171-190
УДК [556.535+556.5.02]:556.54(282.256.67)
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE
Новые данные о трансформации стока воды и наносов
в дельте реки Лены по итогам экспедиционных измерений
в августе 2022 г.
Д.В. Магрицкий1,2*, С.Р. Чалов1, Е.Ж. Гармаев3,
К.Н. Прокопьева1, Е.А. Крастынь1
1 — Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 — Институт водных проблем РАН, Москва, Россия
3 — Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ, Россия
*magdima@yandex.ru
Резюме
Статья содержит важные итоги полевых и комплексных гидрологических исследований, проводившихся
в дельте р. Лены с 10 по 16 августа 2022 г. Были измерены 25 расходов воды и концентрации взвесей в
речных водах, отобраны пробы воды, образцы донного и берегового грунтов на гранулометрический и
химический состав, отмечены размываемые берега. Целью исследований было изучение распределения
стока воды и наносов Лены между дельтовыми рукавами, изменений мутности воды, гранулометри-
ческого и химического состава наносов от вершины к морскому краю дельты, по глубине и ширине
потока, роли в них местных гидролого-морфологических и термоабразионных процессов. Полученные
натурные данные необходимы для познания особенностей современного рассредоточения стока воды и
наносов в огромной и многорукавной дельте Лены, его изменений с момента последних стационарных
и экспедиционных измерений, для дешифрирования спутниковых снимков, разработки инструментария
для пересчета поверхностных измерений в осредненные по сечению потока.
Ключевые слова: взвесь, дельта, измерение, мутность, проба воды и грунта, расход воды, река Лена,
рукав, скорость течения.
Для цитирования: Магрицкий Д.В., Чалов С.Р., Гармаев Е.Ж., Прокопьева К.Н., Крастынь Е.А. Новые
данные о трансформации стока воды и наносов в дельте реки Лены по итогам экспедиционных изме-
рений в августе 2022 г. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2023. Т. 69. № 2. С.
171–190
. https://doi.
org/10.30758/0555-2648-2023-69-2-171
-190
.
Поступила 20.05.2023 После переработки 14.06.2023 Принята 15.06.2023

172 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY
New data on the transformation of water and sediment runoff
into the Lena river delta based on the results of expedition measurements
in August 2022
Dmitry V. Magritsky1,2*, Sergei R. Chalov1, Endon Zh. Garmaev3,
Kristina N. Prokopeva1, Ekaterina A. Krastyn1
1 — Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
2 — Water Problems Institute RAS, Moscow, Russia
3 — Baikal Institute of Nature Management SB RAS, Ulan-Ude, Russia
*magdima@yandex.ru
Summary
Field hydrological measurements were performed in the Lena River delta from the 10th to the 16th of August 2022.
25 values of water discharge and 58 suspended sediment concentrations (SSC) were measured, multiple chemical
composition water samples were taken, along with samples of bottom and bank river sediments, and thermal abrasion
coasts were highlighted. Particle size and chemical composition analyses of the sediment samples were carried out.
The aim of the study was to estimate the water ow distribution in the delta and to determine the directional SSC,
sediment particle size and chemical composition changes along the delta and inside the depth of the river ow, and
dene the roles of the local hydrological and morphological factors of river ow transformation. Moreover, eld
measurements are crucial for SSC estimation and monitoring based on satellite image data. The laboratory analyses
included particle size denition in suspended and bottom sediment samples, organic matter and SSC denition.
The August 2022 expedition results were compared to the previous surveys. It was established that the ow
distribution around the Stolb island corresponds with that of 2016: the Bykovsky, Trophimovsky, Tumatsky and
Oleneksky branches receive 24.9–25.5, 58–59.2, 6 and 6.6 % of the water discharge from the Kusur gauging station
on the Lena River, respectively. However, the role of the Main channel was slightly overestimated. The new data
includes water discharges in the branches around the Samoilovsky island and in the channel systems of the Oleneksky
and Tumatsky branches. SSC was relatively low and amounted to around 12–24 mg/l, rising from the water surface
to the bottom 1.2–2 times. SSC decreased along the course of the Oleneksky and Tumatsky branches (1.5 and
1.1 times, respectively) due to the ratio between SSC and the potential stream transport capacity. SSC rose along
the course of the Bykovsky branch, even though it wasn’t shown by the Landsat-8 satellite image (16th of August
2022). A signicant sediment source in the delta are eroded and thermo eroded shores of the edoma island systems.
The average sediment size proved to be from 0.011 to 0.019 mm. SSC does not vary much around the main channel
and the nearest branches. Important relations between SSC, optical turbidity and ADCP backscatter intensity were
estimated. The coarse diameter of 30 bottom sediment samples was 0.46 mm. The largest sediments were discovered
in the Bykovsky branch, while the smallest sediments were found in the smaller transverse branches. Along the
Tumatsky and Oleneksky branches the bottom sediments alternate from ne to medium sands.
Keywords: branch, delta, ow velocity, Lena River, measurement, sediment, suspended sediment concentration,
water discharge, water and sediment samples.
For citation: Magritsky D.V., Chalov S.R., Garmaev E.Zh., Prokopeva K.N., Krastyn E.A. New data
on the transformation of water and sediment runoff into the Lena river delta based on the results of
expedition measurements in august 2022. Arctic and Antarctic Research. 2023, 69 (2): 171–190. [In
Russian]. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2023-69-2-171-190.
Received 20.05.2023 Revised 14.06.2023 Accepted 15.06.2023
ВВЕДЕНИЕ
Дельта р. Лены — крупнейшая в стране по площади и числу рукавов, она уни-
кальна по своему строению и истории образования, по своей экологической ценности

173
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
и другим характеристикам [1–5]. Дельта расположена в Российской Арктике, быстро
теплеющей и «теряющей» морские льды, в криолитозоне с отступающей мерзло-
той, в устье второй по водоносности реки России, сток и режим которой с конца
1980-х гг. значимо меняется [6]. Все это создает условия для серьезных и нарастаю-
щих местных гидролого-морфологических изменений, влияющих на русловые про-
цессы и распределение стока между русловыми системами, на характер продольной
(между вершиной и морским краем дельты) трансформации речного стока наносов,
растворенных веществ и тепловой энергии, на состояние прибрежной арктической
морской акватории, судоходство и в целом на экологические условия и обитателей
дельты. Эти нарушения, как и сама дельта, по-прежнему известны недостаточно, хотя
в сравнении с другими арктическими дельтами степень ее гидрологической изучен-
ности несравнимо выше [1, 2, 5–13]. Стоковые посты и гидрометрические створы
в дельте не функционируют с 2007 г.; комплексные гидрологические экспедиции
проводились довольно давно; с 2022 г. заморожено российско-германское сотруд-
ничество. Поэтому проведенные в августе 2022 г. гидрологические исследования не
только были своевременны, но и стали источником новых знаний о современном
гидрологическом состоянии южной части дельты Лены. Целью исследований было
изучение распределения стока воды и наносов Лены между дельтовыми рукавами,
продольных и по глубине изменений мутности воды и роли в них местных гидро-
лого-морфологических процессов, определение гранулометрического и химического
состава наносов, донных и береговых отложений, получение натурных опорных
сведений для дешифрирования спутниковых снимков. В задачи представленного
исследования также вошел детальный сравнительный анализ полученных во время
экспедиции данных и результатов их лабораторной и камеральной обработки с ма-
териалами ранее проводившихся похожих исследований.
ДАННЫЕ И МЕТОДИКИ
Полевые гидрологические исследования проводились в восточном и среднем
секторах дельты р. Лены с 10 по 16 августа 2022 г. (рис. 1). Крайней восточной
и одновременно крайней южной точкой района работ был южный берег зал. Не-
ёлова (к северу от пгт Тикси; с координатами 71,75° с. ш. и 128,86° в. д.), крайней
западной точкой — гидроствор на Оленёкской протоке, в 3 км ниже впадения в нее
Булкурской протоки (72,31° с. ш. и 126,07° в. д.), крайней северной точкой — створ
на Большой Туматской протоке (72,71° с. ш.). Общая протяженность маршрута работ
«на воде» составила около 530 км. В числе исследованных водных объектов были
зал. Неёлова, концевой участок Главного русла р. Лены, Быковская, Оленёкская,
Булкурская, Большая и Малая Туматская и Арынская (в истоке) протоки (прим. ав-
торов статьи — в действительности это типичные дельтовые рукава, согласно тео-
ретическим положениям отечественной устьевой гидрологии [4]), а также протоки,
огибающие о. Самойловский, и ряд др. Особо следует выделить главный дельтовый
узел разветвления у о. Столб. Полевой отряд базировался на о. Самойловский — на
базе научно-исследовательской станции (НИС) «Остров Самойловский» Института
нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН.
Полевые выезды выполнялись на моторном катере. Во время них, во-первых,
были обустроены на о. Самойловский и о. Арга-Билир-Арыта водомерные посты,
оборудованные датчиками уровня воды серии ERG-TP-01 (создатель — биологиче-
ский факультет МГУ имени М.В. Ломоносова). На них осуществлялся непрерывный
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

174 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
мониторинг температуры и уровня воды (в условной системе высот). В Оленёкской
протоке, восточнее о. Самойловский, была установлена авторская зонд-ловушка (па-
тент № 201927 от 29.05.2020 г.) для сбора взвешенных наносов на трех глубинных
горизонтах. Во-вторых, были измерены 25 расходов воды и скоростей течения —
с помощью акустического доплеровского профилографа течений (АДПТ) RioGrande,
двумя-тремя проходами и с соблюдением для одного узла или вдоль рукава пра-
вила «синхронности измерений» [4]. Расхождение между расходами воды разных
проходов было допустимым по РД 52.08.767-2012 [14] (±10 % между проходами
и ±5 % от среднего) на большинстве гидростворов. Несколько расходов признаны
либо ничтожно малыми (створы № 6 и 7 на малых протоках у истока Оленёкской
протоки (см. рис. 1, врезка А)), либо неверными из-за сильного влияния гидролого-
морфологических факторов (одно измерение в устье Булкурской протоки и несколько
измерений в малых протоках в системе Туматской протоки). В-третьих, проведены
58 измерений оптической мутности воды при помощи турбидиметра HACH 2100p.
В самых глубоких местах на створах взяты пробы воды — погружной помпой, из
поверхностного, придонного и среднего горизонтов. Вода забиралась в подготовлен-
ные емкости объемом 1 или 5 л. В-четвертых, пробоотборником типа ковш Ван-Вина
отобраны донные отложения, а на термоэрозионных берегах — образцы грунта. Вес
отбираемой пробы около 0,5 кг. Всего было взято 30 образцов грунтов. В-пятых, во
Рис. 1. Картосхема участков дельты р. Лены, где в августе 2022 г. проводились гидрологиче-
ские работы.
1 — акватория (в межень и на врезках А, Б и В); 2 — острова; 3 — обсыхающие (при низких уровнях)
разновысотные пески; 4 — термокарстовые и старичные озера на островах, а на песках — это заполненные
водой понижения; 5 — местоположение и номера расходных гидростворов
Fig. 1. Map of the August 2022 hydrological survey sites in the Lena River Delta.
1 — water area (at low water conditions and insets А, Б, В); 2 — islands; 3 — drying out (during low water levels)
sands; 4 — thermokarst and oxbow island lakes, water lled downgrades; 5 — water discharge measurement
sites and their numbers
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

175
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
время маршрутов наносились на карту участки термоэрозионных берегов. Эхолотом
GARMIN измерялись глубины по фарватеру.
На НИС «Остров Самойловский» пробы воды с содержащимися в них нано-
сами фильтровались через вакуумную установку Millipore и мембранные фильтры
с размером пор 0,45 мкм производства Владипор (Россия) и Millipore (Франция).
Грунты, донные отложения, фильтры Владипор с уловленными взвесями высушива-
лись в сушильном шкафу при температуре 105 °C — 2 ч для фильтров и 8–24 ч для
грунтов. Фильтры взвешивались на электронных аналитических весах с точностью
до 0,0001 г. По массе осевших на фильтре наносов и объему пробы рассчитывалась
весовая мутность. Сопоставление данных по весовой (S, мг/л) и оптической (T, NTU)
мутности позволило обосновать эмпирическую зависимость вида:
S = 1,33·T – 2,45 (коэффициент достоверности связи r2 = 0,88). (1)
Также обосновывалась зависимость между измеренной поверхностной мутно-
стью и значениями спектральной яркости на снимке Landsat 8.
Донные грунты были проситованы через сита размерами: >10 мм, 5–10 мм,
2–5 мм, 1–2 мм, 0,5–1 мм, 0,25–0,5 мм, 0,1–0,25 мм и <0,1 мм. После — рассчитывал-
ся средневзвешенный диаметр отложений. Береговые грунты сжигались в муфельной
печи при температуре 550 градусов в течение 1 ч для установления доли органики
(торфа) в них. Часть проб воды, наносов и грунтов, фильтрата (после фильтрование
через фильтры Millipore) была отвезена в Москву для расширенного анализа — на
химический состав и гранулометрический (для мелких взвесей) — в лабораториях
МГУ им. М.В. Ломоносова. Последний определялся методом лазерной дифракции
на лазерном гранулометре Fritsch Analysette 22. Каждое определение состояло из
трех-пяти измерений, результаты которых усреднялись.
Расчет распределения расходов воды (Q, м3/с) в узлах разветвлений и соедине-
ний выполнялся с опорой на водно-балансовые решения. Расход взвешенных наносов
в гидростворах определялся пересчетом величины рассеяния частицами взвесей
ультразвукового сигнала, излучаемого АДПТ в водный поток, в мутность [15]. Для
этого вначале была построена единая зависимость между фактическими мутностями
воды, полученными в ходе измерений (на трех глубинных горизонтах на вертикали,
на каждом гидростворе), и величинами обратного рассеяния на эхограмме (в точках
отбора пробы воды). По этой зависимости величины обратного рассеяния в каждой
ячейке эхограммы были пересчитаны в мутность воды и представлены в виде изо-
линий мутности в поперечном створе. В программном комплексе (ПК) ASET [16]
по этим и другим данным, включая скорости течения и расходы воды, грануломе-
трический состав взвесей, рассчитывался расход взвешенных наносов (R, кг/с). Для
экстраполяции скоростей в приповерхностном и придонном слоях использована
логарифмическая зависимость, а для экстраполяции мутности — закон Великано-
ва–Рауза. В ходе расчетов выяснилось, что ПК ASET учитывает только крупные
(руслообразующие) взвеси и, следовательно, выдает заниженный расход наносов.
Но это тоже важный методический результат.
ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ВО ВРЕМЯ ПОЛЕВЫХ РАБОТ
В среднемноголетнем масштабе погода в дельте р. Лены отличается суровостью
и неустойчивостью из-за особенностей местонахождения района — в Арктике, на
границе обширной суши и ледовитого моря, в устье крупнейшей реки. Обычно ав-
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

176 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
густ (наряду с июлем) характеризуется самыми высокими температурами воздуха —
+8…+9 °С на метеостанции (МС) Тикси — и началом ее быстрого снижения примерно
с середины месяца, наибольшим количеством осадков и почти сплошной облачностью
(ясных дней в среднем пять), ветреной погодой (штилевых дней четыре) с преоб-
ладанием северных ветров [17]. Далее по повторяемости следуют Ю, ЮЗ и З ветры.
Во время экспедиции бóльшую часть времени преобладал антициклональный
тип погоды, с переменной облачностью — от 25–75 % 11, 13 и 15–16 августа до
100 % 12 и 14 августа (рис. 2б). Осадки прошли 12 августа; сильное усиление ветра
отмечено 14 августа — со средней скоростью 8–10 м/с и порывами до 12–13 м/с, со
сменой направления на восточное, т. е. вдоль Быковской и Оленёкской проток. Это
резко усилило волнение в этих рукавах и ограничило работу «на воде». В остальные
дни господствовали ветра северных румбов, со скоростью 2–5 м/с, не мешавшие
работе. Температурный фон был благоприятным: с 11 по 13 августа температура
воздуха понизилась с 11,8 до 7,6 °C (полярная станция (п. ст.) Хабарово), а к 16
августа вновь выросла — до 13,2 °C (см. рис. 2а). В течение суток диапазон коле-
баний составлял 5–9 °C; на метеостанции Тикси он немного меньше.
Экспедиционный выезд пришелся на летне-осенний сезон паводков и по-
слепаводочного снижения уровня воды. В низовьях и особенно в дельте р. Лены
Рис. 2. Гидрометеорологические условия летом 2022 г. по данным наблюдений на пунктах
Росгидромета и экспедиционных измерений: а — температура воздуха в августе на постах
о. Столб (1, по срокам), Тикси (2, по срокам) и по данным реанализа ERA5 (3, вся дельта и с
осреднением за сутки); б — суточный слой осадков (4 — о. Столб, 5 — Тикси) и облачность
(6 — о. Столб); в, г — среднесуточные уровни воды на постах Кюсюр (в) и Хабарово (г): 7 —
летом 2022 г., 8, 9, 10 — осредненные, максимальные и минимальные за 1991–2020 гг.
Fig. 2. Hydrometeorological conditions in the summer of 2022 based on Roshydromet and eld data:
а — August temperature from the “Stolb island” gauging station (1, air temperature measurements),
Tiksi gauging station (2, air temperature measurements) and based on ERA5 reanalysis (3, the entire
delta, daily); б — daily precipitation (4 — Stolb island, 5 — Tiksi) and cloudiness (6 — Stolb island);
в, г — average daily water level from Kusur (в) and Khabarovo (г) gauging stations: 7 — summer
2022, 8, 9, 10 — average, maximum and minimum water levels from 1991 to 2020
а) б)
в) г)
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

177
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
паводки распластанные, в среднем их четыре [18]. В 2022 г. пик весеннего поло-
водья наблюдался на постах Кюсюр и п. ст. Хабарово в первых числах июня, а его
окончание — во второй половине июля (см. рис. 2в, г). К сожалению, Росгидромет
не приводит данные наблюдений за июль. Половодье сменилось паводочной вол-
ной, спад которой пришелся как раз на экспедиционные работы; в третьей декаде
августа пришла вторая паводочная волна. Во время экспедиции, с 11 по 16 августа,
уровень снизился почти на 40 см, как по данным измерений на посту Хабарово
(были любезно предоставлены наблюдателями), так и по логгерам, установленным
участниками экспедиции. 13 и, особенно, 14 августа флуктуации уровня резко вы-
росли из-за усиления ветра. В целом хорошо видно, что гидрологические условия
соответствовали средним многолетним (см. рис. 2в, г).
Во всех пунктах температура воды превышала температуру воздуха на 4–7 °C;
внутрисуточная изменчивость находилась в диапазоне 0,5 °C. Во время экспедиции
температура воды (по логгерам) вначале снизилась с 16,5–16,8 °C (с 11–12 августа) до
15 °C (14–15 августа) и вновь немного выросла (на 0,2–0,4 °C) в остальные дни. За-
паздывание, по сравнению с колебаниями температуры воздуха, составило 1–2 суток.
Различия в температурах воды у о. Самойловский и п. ст. Хабарово оказались незна-
чительными, тогда как, по измерениям температурным датчиком АДПТ, температура
воды по ширине потока и между гидрометрическими створами сильно разнилась.
Самые холодные воды обнаружены в Булкурской протоке — 13,0–13,5 °C (рис. 3).
В Главном русле у правого берега выявлен шлейф холодных вод шириной почти
0,4 км, который, по-видимому, тянется от поста Кюсюр и формируется водами водо-
Рис. 3. Поперечные профили гидростворов с линией дна (1), значениями измеренной на вер-
тикалях весовой мутности (2), изолиниями равной мутности (3) и кривой изменения припо-
верхностной температуры воды (4). Створы: а — Главное русло (створ Л-9), б — Туматская
протока (створ Л-3), в — Булкурская протока (створ Л-12), г — Оленёкская протока (створ Л-13),
д — Арынская протока (створ Л-16), е — Туматская протока (створ Л-22)
Fig. 3. Hydrological site transverse proles and their bottom line (1), measured SSC (2), isolines
of equal SSC (3), based on SSC echograms, and surface water temperature curve (4). Transverse
proles: a — Main channel (L-9), б — Tumatskaya branch (L-3), в — Bulkurskaya branch (L-12),
г — Olenekskaya branch (L-13), д — Arynskaya branch (L-16), e — Tumatskaya branch (L-22)
а) б) в)
г) д) е)
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

178 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
токов, стекающих с Верхоянского горного массива [6]. Наоборот, на посту Хабарово
(на Быковской протоке) такой зоны нет, что соответствует выводу из [6]. В Оле-
нёкской протоке, от левого берега к правому, т. е. к едомным массивам с тающими
многолетнемерзлыми породами (ММП), температура воды уменьшается на 2 °C.
СКОРОСТНОЕ ПОЛЕ ПОТОКА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА ВОДЫ В ДЕЛЬТЕ
Во время экспедиции на 25 гидрометрических створах несколькими проходами
были измерены расходы воды (см. рис. 1, таблица). 12 августа измерения выполня-
лись вокруг о. Самойловский и в главном дельтовом узле разветвления — у о. Столб;
13 августа — на верхнем участке Оленёкской протоки и в Булкурской протоке;
15 августа — в верхней части системы Туматской протоки, 16 августа — вновь
к югу от о. Самойловский. Полученный массив данных позволил изучить совре-
менную ситуацию с рассредоточением стока Лены в привершинной части дельты,
частично — по длине Оленёкской и Туматской проток.
О распределении стока в дельте Лены научное сообщество знает по-прежнему
мало. И это несмотря на то, что дельта Лены одна из немногих в Арктике, где из-
мерения расходов воды на постоянной основе все же проводились [13, 19]. В 1950 г.
в истоке Быковской протоки был открыт стоковый пост о. Столб (сейчас это полярная
станция им. Ю.А. Хабарова) и гидроствор на Главном русле. С 1973 г. Тиксинский
ЦГМС начал проводить эпизодические, а с 1977 г. систематические измерения Q в ис-
токах проток Трофимовской, Туматской и Оленёкской — на закрепленных гидроство-
рах. Но после 2007 г. все стационарные измерения Q прекратились. Помимо сетевого
мониторинга, большой объем измерений Q выполнен во время экспедиций, причем
на большем числе водотоков и створов [1, 2, 7, 9, 20]: 1) в 1976–1987 гг. гидрографи-
ческой партией Тиксинского ЦГМС, 2) в 1979–1981 и 1994–1995 гг. Лабораторией
русловых процессов и эрозии почв МГУ им. М.В. Ломоносова, 3) в отдельные годы
с 2001 по 2016 г. в рамках российско-германского сотрудничества — силами ААНИИ,
СПбГУ и др. Последнее крупное обобщение всех имеющихся (стационарных и экс-
педиционных) данных по Q в рукавах дельты Лены опубликовано в [6] — в виде
соответствующей таблицы перехода от расходов и уровней воды на посту Кюсюр
к Q в главных дельтовых рукавах. Там же дан анализ устойчивости этого распреде-
ления в многолетнем и сезонном временных масштабах. Предыдущие обобщения
содержатся в публикациях [1, 2, 7, 11, 12, 18, 19], среди которых выделяются работы
[1, 7] со сведениями по распределению стока для максимального числа рукавов и уз-
лов (разветвления и соединения). О расходах воды в рукавах, где гидрометрические
измерения не проводились, можно составить приблизительное представление на
основе альтернативных данных, полученных по гидролого-морфологическим зави-
симостям [7], на базе концепции гидрографических порядков [21] и по результатам
численных гидродинамических расчетов [22].
При обработке и анализе данных измерений в августе 2022 г. прежде всего
необходимо было соотнести распределение Q между рукавами с расходами воды на
посту Кюсюр. Это замыкающий створ на р. Лене, который находится перед входом
реки в «Ленскую трубу» и в 145 км выше вершины дельты (у о. Тит-Ары), в 315 км от
устья Быковской протоки [6]. За август 2022 г. имелись лишь среднесуточные уровни
на посту Кюсюр, импортированные с сайта «Информационная система по водным
ресурсам и водному хозяйству бассейнов рек России» [23]. Они были пересчитаны
в среднесуточные Q по кривой расходов воды (КР). КР не обеспечена данными за
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

179
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
Таблица
Данные измерений характеристик речного потока в гидростворах в дельте р. Лены
Table
Data of eld measurements of river ow characteristics in site transverse proles
№
створа Водоток, створ Координаты Дата
Ширина
русла,
м
Глубина,
мРасход
воды,
м3/с
Скорость течения,
м/с
с. ш. в. д. средняя максим. средн. максим.
1Протока, огибающая о. Самойловский с юга 126,4644 72,3700 12.08 595 3,77 5,4 1170 0,52 1,24
2Оленёкская протока (исток) 126,4150 72,3732 961 5,18 9,8 1060 0,21 1,00
3Туматская протока (исток) 126,4660 72,4034 1078 4,94 9,8 2020 0,38 1,19
4Протока, огибающая о. Самойловский с севера 126,4965 72,3952 705 5,42 10,5 2000 0,52 1,37
5 Безымянные протоки 126,5489 72,3856 210 2,66 4,7 3,72 0,01 –
8 Общий вход в Оленёкскую и Туматскую
протоки
126,6378 72,3769 626 8,75 17,7 3310 0,60 1,49
9 Главное русло (4,7 км выше о. Столб) 126,7094 72,3733 1623 21,0 36,9 31250 0,92 2,96
10 Быковская протока (исток) 126,8153 72,4413 2557 4,35 15,2 8400 0,75 2,01
12 Булкурская протока (устье) 126,1046 72,2293 13.08 411 7,08 14,3 175 0,06 0,90
13 Оленёкская протока
(ниже впадения Булкурской)
126,0723 72,3063 1106 3,58 6,6 2100 0,53 1,38
14 Протока к югу от о. Сасыл-Ары 126,3057 72,3110 320 3,51 4,6 920 0,82 1,35
15 Протока Матвей-Тёбюлеге 126,4440 72,4371 15.08 224 5,38 14,8 23,8 0,02 1,19
16 Арынская протока (исток) 126,2194 72,4859 435 3,27 10,4 1075 0,76 1,52
17 Бол. Туматская протока 126,2863 72,5193 509 6,41 9,2 865 0,27 1,03
18 Мал. Туматская протока 126,3748 72,5573 120 4,41 6,1 3,7 0,01 0,53
20 Бол. Туматская протока 126,4302 72,5742 368 6,60 8,50 902 0,40 1,15
21 Протока в направлении Василий-Уэся 126,4128 72,6161 75 4,74 8,00 20,0 0,06 0,91
22 Бол. Туматская протока 126,3475 72,7099 196 4,32 7,10 452 0,53 1,17
23 Протока к востоку от о. Кучча-Арыта 126,3063 72,7020 315 0,28 5,70 248 – 1,59
24 Протока, омывающая южную часть
о. Самойловский
126,4644 72,3700 16.08 499 3,30 5,60 953 0,58 1,22
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

180 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
теплый сезон год начиная с 2012 г. (они не публикуются), тогда как реальные изме-
рения Q не проводятся еще раньше — с 2003 г. [24]. В то же время, согласно [18, 19],
КР для поста Кюсюр характеризуется хорошей многолетней устойчивостью. В итоге
получилось, что с 10 по 16 августа 2022 г. Q на посту Кюсюр снизился примерно
с 35200 до 28000 м3/с. Различие с данными ArcticGRO [25] составило 3–4,5 %.
В итоге на концевом участке Главного русла — на месте бывшего гидромет-
рического створа «4,7 км выше о. Столб» — измеренный 12 августа расход воды
составил ~93–94,7 % расхода в Кюсюре (с учетом времени добегания), тогда как, по
данным работы [6], он должен быть 96,2 %. То есть объем оттока воды из Главного
русла (между вершиной дельты и о. Столб) в левобережные протоки (включая про-
току Булкурскую) и пойму оказался во время экспедиции выше. Это несоответствие
подтверждают также данные по Булкурской протоке: по [6] ее доля ≤ 0,50 %, а по
измерениям 13 августа она составила 0,53 % (см. таблицу). Свидетельствует ли
это об уменьшении роли Главного русла? С одной стороны, по данным промеров
в Главном русле с 1982 по 2009 г., в гидростворе наблюдалось постепенное повы-
шение отметок дна [1], способное снижать пропускную способность русла и расходы
в нем [4]. С другой, по данным многолетних наблюдений на гидростворе «4,7 км
выше о. Столб», обнаружен многолетний рост доли стока Главного русла с интенсив-
ностью ~0,9 %/10 лет [6], который усилился после экстремально высокого половодья
в 1989 г. (Qmax = 220 тыс. м3/с). Можно лишь предположить, что единичные данные
2022 г. не могут служить надежным доказательством первой версии.
У о. Столб сток Главного русла распределяется между совместным входом
в Оленёкскую и Туматскую протоки (на запад), Трофимовской (на север) и Быков-
ской (на восток) протоками (см. рис. 1). Далее протока Оленёкская, ниже отделения
от нее Туматской протоки, на протяжении 26 км принимает слева воды Лены, сте-
кающие с поймы и через протоки, включая протоку Булкурскую. По измерениям
12 и 13 августа доли проток Быковской, Трофимовской, Туматской и Оленёкской
(ниже впадения Булкурской) составили, в сравнении с водностью на посту Кюсюр,
примерно 24,9–25,5, 58–59,2, 6 и 6,6 %. Разница с расчетными данными из [6] ока-
залась минимальной — менее 0,3 % (за исключением 3 % у протоки Трофимовской,
сток которой получен по разности). То есть опубликованное в [6] распределение
по-прежнему актуально!
Особая новизна работ в 2022 г. — в получении данных о рассредоточении
стока в районе о. Самойловский и в системе Туматской протоки (см. рис. 1, табли-
цу). Согласно им, в питании Оленёкской протоки огромную роль играет протока,
огибающая о. Сасыл-Ары с юго-востока (створ № 14). Доля Арынской протоки
равна ~55 % Q в истоке Туматской протоки, а в [7] она равна 59 % (при расходе
у Кюсюра 35000 м3/с). В конце маршрута в Большой Туматской протоке осталось
~24,2 % первоначального стока (створ № 22), тогда как в [1] для этого участка дается
~20 %, но при существенно больших Q в истоке Туматской протоки.
Режим скоростей течения воды функционально связан с расходами воды, морфо-
логическим строением русла и уклонами водной поверхности, которые ближе к морю
выполаживаются. Средние скорости течений варьировали во время измерений расхо-
дов воды от 0,20–0,60 до 0,92 м/с (в Главном русле), максимальные — от 0,50–1,50 до
2,96 м/с (см. таблицу). Наименьшие скорости — 0,01–0,06 м/с — измерены в Булкурской
протоке, а также в нескольких небольших поперечных или почти осохших протоках.
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

181
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ
МУТНОСТИ РЕЧНЫХ ВОД И ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ
Изучение взвесей в речном потоке решало как геохимические, так и гидроло-
гические задачи. Первая гидрологическая задача связана с оценкой вклада местных
эрозионных и аккумулятивных процессов в трансформацию стока наносов Лены на
его пути от вершины (ВД) к морскому краю дельты (МКД). Как известно, в устьях
часть принесенных реками наносов осаждается [4, 26, 27]. Первый участок актив-
ной аккумуляции (в условиях гидравлического подпора) — это устьевой, включа-
ющий (в случае с устьем р. Лены) только дельту. Из этих наносов формируется
и выдвигается в море тело дельты, образуются дно и берега дельтовых водотоков
и водоемов, поверхность и рельеф дельтовой равнины, устьевые бары и др. Часть
наносов в арктические дельты приносится речным льдом [2]. В [28] суммарные по-
тери взвешенных наносов в дельте Лены оцениваются в 83–90 %, в [29] — в 70 %,
в [6] — в 40–65 %. Активное накопление отложений в водотоках дельты Лены и на
ее устьевом взморье требовало периодического дноуглубления с целью поддержания
судоходных глубин [30].
Но не все придерживаются этой точки зрения. Так, по результатам сравне-
ния карт, аэрофото- и спутниковых снимков, анализа морфологических измене-
ний в восточной части дельты, частично по данным натурных измерений авторы
публикации [31] делают вывод, что бóльшая часть наносов не оседает в дельте,
а достигает моря. Новое, более масштабное, сравнение карт и снимков не подтверж-
дает и не опровергает этот вывод [32], свидетельствуя лишь о стабильности МКД.
В работе [10] анализировались различия в значениях коэффициента отражения (на
снимках Landsat за 2000–2019 гг.) для двух участков — в истоках и устьях главных
рукавов. Обнаружено продольное увеличение этого коэффициента в Быковской
и Сардахской протоках и его уменьшение в Оленёкской и Туматской. Основная при-
чина — добавление в поток наносов от термоэрозии берегов, прежде всего южной
экспозиции, относящихся к едоме, в теплую и солнечную погоду. Это согласуется
с данными М.Н. Григорьева, оценившего массу наносов, поступающих в рукава с та
-
ких берегов (по 42 участкам общей протяженностью 76,6 км), в 2,15 млн т/год [3].
Но проблема спутниковых данных — это возможность фиксировать лишь взвеси
в поверхностном слое потока. А это мелкие, неруслообразующие взвеси, по сути
транзитные. Переход от них к общей величине взвесей и осредненной по сечению
мутности, реальному русловому балансу наносов требует натурных измерений на
разных глубинах и удалении от берега.
Материалы прежних натурных измерений мутности воды, проводившихся на
спаде половодья и в меженно-паводочный сезон (при Q на посту Кюсюр <40000–
30000 м
3
/с), показывают либо продольное уменьшение мутности воды [1, 2, 7, 33, 34],
либо неоднозначную тенденцию, порой с увеличением мутности [1, 7, 20, 35, 36].
Можно лишь уверенно говорить, по данным многолетнего стационарного монито-
ринга и экспедиционных измерений, о значительном уменьшении мутности от ВД
до о. Столб — в 1,5–2,5 раза.
Во время движения полевого отряда вверх по Быковской протоке (в ночь с 11
на 12 августа 2022 г.) измерения оптической мутности показали ее уменьшение от
7–11 (на участке «зал. Неёлова — примерно 50-й км от истока») до 2–3 NTU. По-
добное для гидрометеорологических условий, наблюдавшихся во время экспедиции
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

182 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
2022 г., описано в [7, 10, 35]. Но при сравнении данных этого конкретного «про-
хода» вдоль Быковской протоки и спутникового снимка от 16 августа увеличения
мутности на последнем не обнаружено, даже наоборот (см. ниже). Сама весовая
мутность, измеренная в истоке Быковской протоки вечером 12 августа, составила
13–19 мг/л (поверхность). Мутность, измеренная у о-вов Столб и Самойловский,
варьировала от 17 до 24 мг/л (поверхность). Это вполне соответствует гидроло-
гическим условиям августа [2, 6] и подтверждает тезис о примерном равенстве
мутности воды в основном рукаве и в истоках отделяющихся рукавов [4]. По дли-
не Оленёкской протоки, к створу ниже впадения Булкурской протоки, мутность
уменьшилась примерно в 1,5 раза (13 августа) — до 12 мг/л (поверхность). Тогда
как в маловодной Булкурской протоке она составила 3,5 мг/л, а в полноводной про-
токе к югу от о. Сасыл-Ары — 32 мг/л. Различие хорошо видно и на спутниковом
снимке. Незначимое снижение мутности отмечено по длине Туматской протоки
(15 августа) — до 14–15 мг/л.
Натурные измерения были дополнены результатами дешифрирования снимка
Landsat 8 от 16 августа 2022 г., с учетом построенной зависимости между относитель-
ными и абсолютными значениями мутности. Они свидетельствуют об уменьшении
мутности воды между о-вами Тит-Ары и Столб — с 24,1 до 18,6 мг/л — и далее
по Быковской протоке до 16,4 мг/л (в 120 км от о. Столб) (рис. 4, фрагмент А).
Уменьшение обнаружено и в Туматской протоке — в 140 км от о. Столб мутность
равна ~13,4 мг/л. Обратная ситуация наблюдается для Трофимовской-Сардахской
протоки. Здесь мутность 16 августа продольно нарастает — до 34,8 мг/л, а также
от правого к левому (южной экспозиции) берегу. За многолетний период (с 2000 г.)
и на основе >50 ситуативных карт полей мутности воды, полученных по снимкам
Landsat с 2000 г., Быковской протоке в июле-сентябре присущ обычно транзитный
режим, а уменьшение поверхностной мутности есть только на выходе рукава в зал.
Неёлова [10]. Для Оленёкской и Туматской проток уменьшение поверхностной мут-
ности воды оценено в 5,5 и 13 %. Мутность воды в Трофимовской-Сардахской про-
токе увеличивается на 11,9 % к 130 км.
Выводы по натурным данным были проверены путем сравнения фактической
мутности воды (Sф) и мутности, отвечающей транспортирующей способности по-
тока, — Sтр. Ее можно оценить по формуле К.И. Россинского и И.А. Кузьмина [37]:
Sтр = 0,024·V
3/(hW), (2)
где V — средняя скорость потока (м/с), h — глубина (м), W — гидравлическая крупность
частиц (м/с), как функция от диаметра частиц и температуры воды (по В.Н. Гончарову).
Средняя крупность отобранных во время экспедиции взвесей и прошедших грану-
лометрический анализ попадает в диапазон от 0,011 мм (пр. Быковская) до 0,014–
0,019 мм. Это примерно в 2 раза меньше среднего диаметра наносов на посту Кюсюр
при тех же Q (по сведениям из Гидрологических ежегодников). Температура воды
была 15–16 °C, скорости течения и глубины приведены в таблице. В результате
Sф>Sтр (условия для осаждения наносов) обнаружены практически на всех створах,
а S
ф
<S
тр
(условия для транзита и наращивания стока наносов) — лишь в истоках
Быковской и Арынской проток.
Таким образом, для полноводных и глубоких дельтовых рукавов, с большими
скоростями течения, сохраняющих бóльшую часть водного стока до устья, как, на-
пример, Быковская и Сардахская протоки, мутность воды в июле-сентябре может не
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

183
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
только не уменьшаться, но способна нарастать, прежде всего за счет поступления
в поток продуктов размыва аллювиальных берегов и особенно едомных островов,
а также на участках перекатов или на выходе с них. Это соответствует выводам
из [10]. В конце Быковской протоки скорости течения могут уменьшаться вдвое-
втрое [2], особенно на спаде половодья, что приводит к ситуации Sф>Sтр, например
на перекате Дашка. По длине проток Оленёкская и Туматская, не говоря уже о более
мелких рукавах, сменяются участки как уменьшения, так и увеличения Sтр (как по
гидрологическим, так и по морфологическим причинам), что не способствует сво-
бодному транзиту наносов. Правобережные берега Оленёкской протоки — это едома
с обрывами южной экспозиции. Поэтому осаждение речных взвесей здесь может
компенсироваться (в летний сезон) поступлением наносов с берегов (см. рис. 3).
Во время экспедиции был определен вклад одного из ручьев, стекающего с тер-
моэрозионного правобережного склона о. Курунгнах в системе Оленёкской протоки.
Измеренная мутность воды соответствует гиперконцентрированным потокам (111 г/л),
что формирует вынос взвеси в протоку величиной 6,8 т в сутки. При расчетных рас-
ходах наносов в Оленёкской протоке ~50–70 кг/с (или 4300–6050 т/сут.), согласно
расчетам из [6] для наблюдавшихся во время экспедиции Q, поступление наносов c од-
ного такого ручья увеличивает расход взвешенных наносов примерно на 0,11–0,16 %.
Рис. 4. Пространственное распределение мутности (Landsat 8, от 16.08.2022) (А) с примерами
термоабразионных берегов (Б) и данными по средневзвешенной крупности донных наносов
(В, легенда). Цифры на снимках (Б) соответствуют цифрам на карте (А)
Fig. 4. SSC spatial distribution (Landsat 8, 16.08.2022) (А) with the examples of thermal abrasion
shore types (Б) and average bottom sediment particle size (В). The numbers in the photo (Б) correspond
to the numbers on the map (A)
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

184 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
Учитывая, что подобные временные водотоки широко распространены в дельте, их
вклад в продольное изменение стока наносов может быть существенен. Следует от-
метить, что аналогичные водотоки фиксировались в дельте Лены и ранее [8].
Вторая гидрологическая задача связана с раскрытием характера распределения
взвесей и мутности по глубине и ширине потока с целью дешифрирования эхограмм
АДПТ, а также определения соотношения между приповерхностной (видимой со
спутников, измеряемой с катера и т. п.) и средней мутностью потока — для це-
лей более точного расчета расходов наносов в створах и расширения возможностей
использования спутниковых снимков. Последний раз предметно эти соотношения
изучались в 1950-х гг. [8]. В Булкурской протоке мутность в приповерхностном
и придонном слое составила 3,55 и 5,2 мг/л, в Оленёкской — 11,7 и 13,5 мг/л, Ту-
матской — 16,6 и 32,7 мг/л, Арынской — 14,3 и 17,8 мг/л, в Главном русле —
18,2 и 25,9 мг/л (см. рис. 4). Рассчитанные по эхограммам АДПТ мутности, визуа-
лизированные на поперечниках в виде изолиний (см. рис. 3), в большинстве случаев
совпали с S
ф
на срединной вертикали, что свидетельствует о надежности этого метода.
Также обнаружено, что с нарастанием ветро-волновой активности мут-
ность сильно увеличивается. Так, 11 августа Sф у о. Самойловский составляла
24,3 мг/л, 14 августа (штормовой день) — 32,1 мг/л, 15 августа — 14,2 мг/л. Это
типичное событие не только при сильном ветре, но и при слабых ветрах — в ши-
роких рукавах и на отмелях, которое идентифицируется на спутниковых снимках
зоной повышенной мутности и может привести к неверной трактовке данных спут-
никовой съемки.
Рассчитанные в ПК ASET расходы взвешенных наносов, если сравнивать их
с расходами наносов, которые должны быть по имеющейся связи расходов нано-
сов в рукавах с расходами воды на посту Кюсюр [6], за исключением Булкурской
и Туматской проток, оказались меньше в 2–2,5 раза. Кроме того, баланс наносов,
по данным ПК ASET, редко соблюдается — даже в узлах разветвления. То есть этот
метод расчета требует дальнейшего совершенствования.
ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ
Источником донных отложений в русловой сети речных дельт служат взве-
шенные и влекомые наносы главной реки, поступающие в дельту, а также продукты
размыва и переотложения коренных и аллювиально-дельтовых отложений в пределах
самой дельты, вынос (реками и ручьями) наносов с местного водосбора дельт. Круп-
ность донных отложений и ее изменения по длине русла могут свидетельствовать
о гидролого-морфометрических характеристиках потока, прежде всего во время
«высокой воды», о его транспортирующей способности и характере эрозионно-ак-
кумулятивных процессов, о роли боковых источников поступления наносов в русло.
Средневзвешенный диаметр 30 проб донных грунтов составил 0,46 мм, что
отвечает средней и крупной фракции песка. Максимальная крупность донных отло-
жений отмечена в Быковской протоке и у правого берега (5,58 мм) (см. рис. 4, фраг-
мент А). Здесь дно русла выстлано галечно-валунными отложениями местного гене-
зиса. По мере удаления от коренного берега в Туматской, Оленёкской и Булкурской
протоках донные отложения представлены исключительно песчаными фракциями.
Значения средневзвешенной крупности меняются в интервале от 0,1–1 мм. Наибо-
лее тонкие отложения обнаружены в малых поперечных протоках (до 0,088 мм). Во
всех пробах, взятых в основных рукавах, доля алевритовых (0,05–0,1 мм) и илистых
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

185
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
(<0,05 мм) фракций не превышала 8 %, в среднем составляя 2,7 %. По длине Тумат-
ской и Оленёкской проток (на участках измерений) сменялись участки чередования
дна, выложенного мелкими (0,1–0,25 мм) и среднезернистыми (0,25–0,5 мм) песками,
что подтверждает тезис о чередовании участков русел с Sф>Sтр и Sф<Sтр. Тогда как
крупный размер наносов в истоке Быковской протоки говорит о свободном транзите
взвесей во время межени.
Из похожих работ известна лишь одна [5]. Согласно ей, средний диаметр от-
ложений в Оленёкской протоке уменьшается вниз по течению от 0,17–0,26 мм до
0,07–0,10 мм (на устьевом баре); сортированность наносов хорошая. В Быковской
протоке перекаты сложены крупнозернистыми песками; галька и гравий встречаются
вдоль правого берега и на перекатах; остальное слагают средние и мелкие пески,
особенно на перекате Дашка. Можно говорить, что материалы экспедиций 1979–1981
и 2022 гг. совпадают.
Результаты обработки грунтов на едомных берегах показали их преимуще-
ственно минеральное происхождение. При этом сами грунты представляют собой
песчано-илистую смесь с включениями остатков растительности. Они не очень
влагонасыщенные: доли сухого вещества в них — от 83,6 до 92,2 %. Эрозия и термо-
эрозия таких грунтов приводят к поступлению в речной поток относительно мелких
частиц, которые по своим размерам соответствуют взвешенным частицам. Еще одно
доказательство этого — результаты изучения конуса выноса оврага, расположенно-
го в разрушаемой части едомы правого берега Оленёкской протоки (72,33° с. ш.;
126,28 ° в. д.). Они показали, что доля частиц с размерами <0,1 мкм достигала 40 %.
ВЫВОДЫ
По итогам проводившейся с 10 по 16 августа 2022 г. в дельте реки Лены
комплексной гидрологической экспедиции установлено, что распределение вод-
ного стока у о. Столб соответствует ранее рассчитанному авторами (в 2016 г.):
в Быковскую, Трофимовскую, Туматскую и Оленёкскую протоки поступает
24,9– 25,5, 58– 59,2, 6 и 6,6 % стока р. Лены на посту Кюсюр. В то же время доля
Главного русла оказалась несколько ниже расчетной. Получены новые данные по
рассредоточению стока в районе о. Самойловский, в узле впадения Булкурской
протоки в Оленёкскую и в южной части системы Туматской протоки, а также о рас
-
пределении скоростей течения в поперечных створах.
В дальнейшем увязка расходов воды в рукавах дельты с расходами воды р. Лены
и шириной рукавов (Q
рук.
= f(Q
Кюсюр
, B
рук.
)) в контексте гидролого-морфологических за-
висимостей и гидрографических порядков может создать хороший и простой инстру-
мент для расчета расходов воды в не охваченных измерениями рукавах дельты Лены.
Измерения расходов и мутности воды пришлись на меженно-паводочный сезон,
поэтому измеренная в поверхностном слое мутность воды была сравнительно не-
большой — 12–24 мг/л, с минимумом в Булкурской протоке (3,6 мг/л) и максимумом
в активной протоке к югу от о. Сасыл-Ары (32,1 мг/л). По глубине мутность возрас-
тала в 1,2–2 раз. То есть одних спутниковых снимков явно недостаточно для оценки
переноса речных взвесей в дельте Лены, особенно руслообразующих. По длине
Оленёкской и Туматской проток мутность снижалась (в 1,5 и 1,1 раз), что законо-
мерно из-за превышения фактической мутности над транспортирующей мутностью.
Вдоль Быковской протоки мутность, наоборот, нарастала, правда на спутниковом
снимке этого не обнаружено.
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

186 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
Мощным дополнительным источником наносов служат размываемые и термо-
эродируемые берега, особенно по длине Быковской и Оленёкской проток, в солнеч-
ную и теплую погоду. Разрушение таких берегов приводит к поступлению в по-
ток частиц, по своим размерам соответствующих взвешенным частицам. Средняя
крупность взвесей составила (в гидрологических условиях проведения экспедиции)
0,011–0,019 мм. В узлах разветвления мутность в главном и отходящих рукавах
в целом одинаковая. Построены зависимости между весовой и оптической мутно-
стью, а также с величинами обратного рассеяния.
Средневзвешенный диаметр 30 проб донных грунтов составил 0,46 мм, что
соответствует средней и крупной фракции песка. Максимальная крупность донных
отложений отмечена в Быковской протоке; наиболее тонкие отложения обнаружены
в малых поперечных протоках. По длине Туматской и Оленёкской проток сменяют-
ся участки чередования дна, выложенного мелкими и среднезернистыми песками.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работы выполнены в рамках гранта РНФ № 21-17-00181.
Competing interests. The authors declare no conict of interest.
Funding. The work was carried out within the framework of the RSF grant No. 21-
17-00181.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Шнайдер В., Штоф Г. Происхождение и развитие дельты
реки Лены. СПб.: ААНИИ, 2013. 268 с.
2. Гуков А.Ю. Гидробиология устьевой области реки Лены. М.: Научный мир, 2001. 288 с.
3. Григорьев М.Н. Криоморфогенез и литодинамика прибрежно-шельфовой зоны морей Вос-
точной Сибири: Автореф. дис. … д-ра геогр. наук. Якутск, 2008. 38 с.
4. Михайлов В.Н., Михайлова М.В., Магрицкий Д.В. Основы гидрологии устьев рек: Учебное
пособие. М.: Триумф, 2018. 316 с.
5. Эстуарно-дельтовые системы России и Китая: гидролого-морфологические процессы, гео-
морфология и прогноз развития. М.: ГЕОС, 2007. 445 с.
6. Magritsky D.V., Alexeevsky N.I, Aybulatov D.N., Fofonova V.V., Gorelkin A. Features and evaluations
of spatial and temporal changes of water runoff, sediment yield and heat ux in the Lena River delta //
Polarforschung. 2018. № 87 (2). P. 89–110.
7. Коротаев В.Н., Михайлов В.Н., Бабич Д.Б., Богомолов А.Л., Заец Г.М. Гидролого-морфологи-
ческие процессы в дельте р. Лены // Земельные и водные ресурсы. Противоэрозионная защита
и регулирование русел. М.: Изд-во МГУ, 1990. С. 120−144.
8. Тасаков П.Д. Сток взвешенных наносов в устье р. Лены // Труды ГГИ. 1965. Вып. 124.
С. 125−138.
9. Федорова И.В., Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Третьяков М.В., Четверова А.А. и др.
Современное гидрологическое состояние дельты р. Лены // Система моря Лаптевых и при-
легающих морей Арктики. М.: Изд-во МГУ, 2009. C. 278−291.
10. Чалов С.Р., Прокопьева К.Н. Оценка баланса взвешенных наносов в дельте р. Лены по данным
дистанционного зондирования Земли // Исследование Земли из космоса. 2021. № 3. С. 19–29.
11. Ivanov V.V., Piskun A.A. Distribution of river water and suspended sediments in the river deltas
of the Laptev Sea // Berichte zur Polarforschung. 1995. № 176. P. 142–153.
12. Fedorova I., Chetverova A., Bolshiyanov D., Makarov A., Boike J., Heim B., Morgenstern A.,
Overduin P.P., Wegner C., Kashina V., Eulenburg A., Dobrotina E., Sidorina I. Lena Delta hydrology
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

187
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
and geochemistry: long-term hydrological data and recent eld observations // Biogeosciences. 2015.
№ 12. P. 345–363.
13. Magritsky D.V., Mikhailov V.N., Aybulatov D.N., Fofonova V.V., Bolshiyanov D.Yu. Geographical
prole of the Lena Delta area and a history of hydrologic investigation of the Lena River lower reach
and delta // Polarforschung. 2018. № 87 (2). P. 81–88.
14. Руководящий документ РД 52.08.767-2012. Расход воды на водотоках. Методика измерений
акустическими доплеровскими профилографами «Stream Pro» и «Rio Grande». М., 2012. 80 с.
15. Морейдо В.М., Чалов С.Р., Иванов В.А., Крастынь Е.А. Применение допплеровских измери-
телей течений для оценки стока наносов // Маккавеевские чтения — 2020. М., 2021. С. 35–45.
16. Dominguez Ruben L.G., Szupiany R.N., Latosinski F.G., Lopez W.C., Wood M., Boldt J. Acoustic
Sediment Estimation Toolbox (ASET): A software package for calibrating and processing TRDI
ADCP data to compute suspended-sediment transport in sandy rivers // Computers and Geosciences.
2018. V. 140. P. 10449.
17. Погода и климат. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/ (дата обращения: 26.02.2023).
18. Магрицкий Д.В. Естественные и антропогенные изменения гидрологического режима
низовьев и устьев крупнейших рек Восточной Сибири: Автореф. дис. … канд. геогр. наук.
М., 2001. 25 с.
19. Иванов В.В., Пискун А.А., Корабель Р.А. Распределение стока по основным рукавам дельты
Лены // Труды ААНИИ. 1983. Т. 378. С. 59−71.
20. Федорова И.В., Четверова А.А., Алексеева Н.К., Скороспехова Т.В., Романов С.Г., Больши-
янов Д.Ю., Шадрина А.А., Макушин М.А. Гидрологические и гидрохимические исследования
в дельте р. Лены весной 2015 и 2016 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 3 (113).
С. 107–114.
21. Алексеевский Н.И., Айбулатов Д.Н., Куксина Л.В., Четверова А.А. Структура водотоков в
дельте Лены и ее влияние на процессы трансформации речного стока // География и природные
ресурсы. 2014. № 1. С. 91–99.
22. Антипова Е.А., Крылова А.И., Перевозкин Д.В. Численное моделирование неустановив-
шегося движения речного потока дельты р. Лены // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. Т. 4. № 1.
С. 131–135.
23. Информационная система по водным ресурсам и водному хозяйству бассейнов рек России.
URL: http://gis.vodinfo.ru/ (дата обращения: 16.01.2023).
24. Третьяков М.В., Муждаба О.В., Пискун А.А., Терехова Р.А. Состояние гидрологической
сети наблюдений Росгидромета в устьевых областях рек АЗРФ // Водные ресурсы. 2022. Т. 49.
№ 5. С. 583–595.
25. Обсерватория «Великие арктические реки» (ArcticGRO). URL: https://arcticgreatrivers.org/
data (дата обращения: 16.01.2023).
26. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во МГУ, 1998. 203 с.
27. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 735–747.
28. Alabyan A.M., Chalov R.S., Korotaev V.N., Sidorchuk A.Yu., Zaitsev A.A. Natural and technogenic
water and sediment supply to the Laptev sea // Berichte zur Polarforschung. 1995. № 176. P. 265–271.
29. Коротаев В.Н. Геоморфология речных дельт. М.: Изд-во МГУ, 1991. 224 с.
30. Водные пути бассейна Лены. М.: МИКИС, 1995. 600 с.
31. Rachold V., Grigoriev M., Are F., Solomon S., Reimnitz E., Kassens H., Antonow M. Coastal erosion
vs riverine sediment dischardge in the Arctic Shelf seas // Int. J. Earth Sci. 2000. V. 89. P. 450–460.
32. Кравцова В.И., Инюшин А.Н. Исследование современной динамики дельты Лены по кос-
мическим снимкам // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 6. С. 567–574.
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

188 ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
33. Rachold V., Hermel J., Korotaev V. Expedition to the Lena River July/August 1994 // Berichte
zur Polarforschung. 1995. № 182. P. 185–191.
34. Rachold V., Hoops E., Alabyan A., Korotaev V., Zaitsev A. Expedition to the Lena and Yana Rivers
June-September 1995 // Berichte zur Polarforschung. 1997. № 248. P. 197–204.
35. Чаркин А.Н., Федорова И.В., Семилетов И.П., Четверова А.А., Густаффсон О. Масштабы
пространственной изменчивости распределения взвеси в системе «Река Лена — Море Лап-
тевых» // Геология, география и экология океана. Ростов-на-Дону: ЮНЦ, 2009. С. 351–354.
36. Ogneva O., Mollenhauer G., Juhls B., Sanders T., Palmtag J., Fuchs M., Grotheer H., Mann P.J.,
Strauss J. Particulate organic matter in the Lena River and its Delta: From the permafrost catchment
to the Arctic Ocean // Biogeosciences. 2023. V. 20. Issue 7. P. 1423–1441.
37. Россинский К.И., Кузьмин И.А. Балансовый метод расчета деформаций дна потока // Труды
Гидропроекта. 1964. № 12. С. 265–271.
REFERENCES
1. Bol’shiianov D.Iu., Makarov A.S., Shnaider V., Shtof G. Proiskhozhdenie i razvitie del’ty reki Leny.
Origin and development of the Lena river delta. St. Petersburg: AANII, 2013: 268 p. [In Russian].
2. Gukov A.Iu. Gidrobiologiya ust’evoj oblasti reki Leny. Lena River delta hydrobiology. Moscow:
Nauchnyi mir, 2001: 288 p. [In Russian].
3. Grigor’ev M.N. Kriomorfogenez i litodinamika pribrezhno-shel’fovoj zony morej Vostochnoj Sibiri.
Eastern Siberian seas coastal shelf zone сryomorphogenesis and lithodynamics. PhD thesis. Yakutsk,
2008: 38 p. [In Russian].
4. Mikhailov V.N., Mikhailova M.V., Magritskii D.V. Osnovy gidrologii ust’ev rek. Basics of river
mouth hydrology. Мoscow: Triumph, 2018: 316 p. [In Russian].
5. Estuarno-del’tovye sistemy Rossii i Kitaya: gidrologo-morfologicheskie processy, geomorfologiya
i prognoz razvitiya. Estuary-deltaic systems of Russia and China: hydrological and morphological
processes, geomorphology and development forecast. Мoscow: GEOS, 2007: 445 p. [In Russian].
6. Magritsky D.V., Alexeevsky N.I, Aybulatov D.N., Fofonova V.V., Gorelkin A. Features and evaluations
of spatial and temporal changes of water runoff, sediment yield and heat ux in the Lena River delta.
Polarforschung. 2018, 87 (2): 89–110.
7. Korotaev V.N., Mikhailov V.N., Babich D.B., Bogomolov A.L., Zaets G.M. Hydrological and
morphological processes in the Lena river delta. Zemel’nye i vodnye resursy. Protivoerozionnaia
zashchita i regulirovanie rusel. Land and water resources. Мoscow: Izdatelstvo MGU, 1990: 120−144.
[In Russian].
8. Tasakov P.D. Suspended sediment ux in the Lena river delta. Trudy GGI. Proceedings of the
Hydrological Institute. 1965, 124: 125−138. [In Russian].
9. Fedorova I.V., Bol’shiianov D.Iu., Makarov A.S., Tretyakov M.V., Chetverova A.A. Modern
hydrological condition of Lena river delta. Sistema moria Laptevykh i prilegaiushchikh morei Arktiki.
Laptevych sea system. Мoscow: Izdatelstvo MGU, 2009: 278−291. [In Russian].
10. Chalov S.R., Prokop’eva K.N. Suspended sediment budget estimation in the Lena river delta based on
remote sensing data. Issledovanie Zemli iz kosmosa. Earth study from space. 2021, 3: 19–29. [In Russian].
11. Ivanov V.V., Piskun A.A. Distribution of river water and suspended sediments in the river deltas
of the Laptev Sea. Berichte zur Polarforschung. 1995, 176: 142–153.
12. Fedorova I., Chetverova A., Bolshiyanov D., Makarov A., Boike J., Heim B., Morgenstern A.,
Overduin P.P., Wegner C., Kashina V., Eulenburg A., Dobrotina E., Sidorina I. Lena Delta hydrology
and geochemistry: long-term hydrological data and recent eld observations. Biogeosciences. 2015,
12: 345–363.
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY

189
ARCTIC AND ANTARCTIC RESEARCH * 2023 * 69 (2)
13. Magritsky D.V., Mikhailov V.N., Aybulatov D.N., Fofonova V.V., Bolshiyanov D.Yu. Geographical
prole of the Lena delta area and a history of hydrologic investigation of the Lena river lower reach
and delta. Polarforschung. 2018, 87 (2): 81–88.
14. Rukovodiashchii dokument RD 52.08.767-2012. Raskhod vody na vodotokakh. Metodika izmerenii
akusticheskimi doplerovskimi prolografami «Stream Pro» i «Rio Grande». Guidance document
52.08.767-2012. Water discharge on the water streams. Methods based on ADCP «Stream Pro» and
«Rio Grande». Мoscow, 2012: 80 p. [In Russian].
15. Moreido V.M., Chalov S.R., Ivanov V.A., Krastyn’ E.A. ADCP application for sediment ux
estimation. Makkaveevskie chteniia. Maccabean readings — 2020. Мoscow, 2021: 35–45. [In Russian].
16. Dominguez Ruben L.G., Szupiany R.N., Latosinski F.G., Lopez W.C., Wood M., Boldt J. Acoustic
Sediment Estimation Toolbox (ASET): A software package for calibrating and processing TRDI ADCP
data to compute suspended-sediment transport in sandy rivers. Computers and Geosciences. 2018,
140: 10449.
17. Pogoda i klimat. Weather and climate. Available at: http://www.pogodaiklimat.ru/ (accessed
26.02.2023).
18. Magritskii D.V. Estestvennye i antropogennye izmeneniya gidrologicheskogo rezhima nizov’ev
i ust’ev krupnejshih rek Vostochnoj Sibiri. Natural and anthropogenic changes in the hydrological
regime of the lower reaches and mouths of the largest rivers of Eastern Siberia. PhD thesis. Мoscow,
2001: 25 p. [In Russian].
19. Ivanov V.V., Piskun A.A., Korabel’ R.A. Runoff distribution along the main branches of the Lena
Delta. Trudy AANII. AARI Proceedings. 1983, 378: 59−71. [In Russian].
20. Fedorova I.V., Chetverova A.A., Alekseeva N.K., Skorospekhova T.V., Romanov S.G.,
Bol’shiianov D. Iu., Shadrina A.A., Makushin M.A. Hydrological and hydrochemical studies in the
delta of the Lena River in the spring of 2015 and 2016. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and
Antarctic Research. 2017, 3 (113): 107–114. [In Russian].
21. Alekseevskii N.I., Aibulatov D.N., Kuksina L.V., Chetverova A.A. The structure of the watercourses
in the Lena Delta and its inuence on the processes of river ow transformation. Geograia i prirodnye
resursy. Geography and natural resources. 2014, 1: 91–99. [In Russian].
22. Antipova E.A., Krylova A.I., Perevozkin D.V. Numerical modeling of the unsteady
movement of the river flow of the Lena river delta. Interekspo Geo-Sibir’. 2017, 4 (1):
131–135. [In Russian].
23. Informatsionnaia sistema po vodnym resursam i vodnomu khoziaistvu basseinov rek Rossii.
Information system on water resources and water management of Russian river basins. Available at:
http://gis.vodinfo.ru/ (accessed 16.01.2023).
24. Tret’iakov M.V., Muzhdaba O.V., Piskun A.A., Terekhova R.A. State of the hydrological observation
network of Roshydromet in the mouth areas of the Russian Arctic Rivers. Vodnye resursy. Water
resources. 2022, 49 (5): 583–595. [In Russian].
25. Arctic Great Rivers Observatory. Available at: https://arcticgreatrivers.org/data (accessed
16.01.2023).
26. Alekseevskii N.I. Formirovanie i dvizhenie rechnyh nanosov. Formation and movement of river
sediments. Мoscow: Izdatelstvo MGU, 1998: 203 p. [In Russian].
27. Lisitsin A.P. Marginal lters of the oceans. Okeanologiya. Oceanology. 1994, 34 (5): 735–747.
[In Russian].
28. Alabyan A.M., Chalov R.S., Korotaev V.N., Sidorchuk A.Yu., Zaitsev A.A. Natural and technogenic
water and sediment supply to the Laptev sea. Berichte zur Polarforschung. 1995, 176: 265–271.
29. Korotaev V.N. Geomorfologiya rechnyh del’t. Geomorphology of river deltas. Мoscow: Izdatelstvo
MGU, 1991: 224 p. [In Russian].
Д.В. Магрицкий, С.Р. Чалов, Е.Ж. Гармаев и др. D.V. Magritsky, S.R. Chalov, E.Zh. Garmaev et al.

ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ * 2023 * 69 (2)
30. Vodnye puti basseina Leny. Waterways of Lena river basin. Мoscow: MIKIS, 1995: 600 p.
[In Russian].
31. Rachold V., Grigoriev M., Are F., Solomon S., Reimnitz E., Kassens H., Antonow M. Coastal
erosion vs riverine sediment dischardge in the Arctic Shelf seas. Int. J. Earth Sci. 2000, 89: 450–460.
32. Kravtsova V.I., Iniushin A.N. Study of the modern dynamics of the Lena delta based on satellite
images. Vodnye resursy. Water resources. 2019, 46 (6): 567–574. [In Russian].
33. Rachold V., Hermel J., Korotaev V. Expedition to the Lena River July/August 1994. Berichte zur
Polarforschung. 1995, 182: 185–191.
34. Rachold V., Hoops E., Alabyan A., Korotaev V., Zaitsev A. Expedition to the Lena and Yana Rivers
June-September 1995. Berichte zur Polarforschung. 1997, 248: 197–204.
35. Charkin A.N., Fedorova I.V., Semiletov I.P., Chetverova A.A., Gustaffson O. Scales of spatial
variability of suspended matter distribution in the “Lena River — Laptev Sea” system. Geologiia,
geograia i ekologiia okeana. Geology, geography and ecology of the ocean. Rostov-on-Don: YUNTS,
2009: 351–354. [In Russian].
36. Ogneva O., Mollenhauer G., Juhls B., Sanders T., Palmtag J., Fuchs M., Grotheer H., Mann P. J.,
Strauss J. Particulate organic matter in the Lena River and its Delta: From the permafrost catchment
to the Arctic Ocean. Biogeosciences. 2023, 20 (7): 1423–1441.
37. Rossinskii K.I., Kuz’min I.A. Bottom deformations calculations: the budget method. Trudy
Gidroproekta. Proceedings of Hydroproject. 1964, 12: 265–271. [In Russian].
ГИДРОЛОГИЯ СУШИ И ГИДРОХИМИЯ HYDROLOGY OF LAND AND HYDROCHEMISTRY