Оценка эрозионной устойчивости береговых склонов водохранилищ Юга России по данным лидарной съемки и цифрового моделирования рельефа

Abstract

Актуальность работы. Береговые склоны водохранилищ Юга России испытывают воздействие колебаний уровня воды, поверхностного стока, абразионного подмыва, атмосферного увлажнения и хозяйственной нагрузки. В таких условиях эрозионное разрушение развивается неравномерно, а маршрутные обследования не всегда выявляют малые формы рельефа, особенно на участках с растительностью. Цель исследования. Разработать подход к оценке эрозионной устойчивости береговых склонов водохранилищ Юга России на основе лидарной съемки и цифрового моделирования рельефа. Методы исследования. Использованы материалы наземного обследования и беспилотной лидарной съемки береговых склонов. На основе плотного облака точек построена цифровая модель рельефа, по которой рассчитаны крутизна склонов, профильная и плановая кривизна, расчлененность рельефа, плотность линейных форм стока, положение участков относительно уреза воды и признаки нарушения растительного покрова. Устойчивость оценивалась по совокупности морфометрических и геоэкологических признаков. Результаты.Наиболее информативными показателями оказались крутизна поверхности, профильная и плановая кривизна, плотность линейных форм стока, расчлененность рельефа и положение участка относительно уреза воды. Опасные зоны формируются при сочетании высокой крутизны, подмыва основания склона, нарушения растительности, развития промоин и накопления осыпного материала. Выделены устойчивые, условно устойчивые, неустойчивые и активно разрушающиеся участки. Лидарная съемка позволяет выявлять формы глубиной 0,12–0,15 м и использовать результаты для мониторинга береговых процессов Relevance. Reservoir bank slopes in Southern Russia are affected by water level fluctuations, surface runoff, abrasion undercutting, atmospheric wetting, and anthropogenic pressure. Under such conditions, erosion develops unevenly, while field surveys do not always detect small relief forms, especially in vegetated areas. Aim of the study. The study aims to develop an approach for assessing the erosion resistance of reservoir bank slopes in Southern Russia using LiDAR survey data and digital relief modeling. Research methods. Field survey materials and UAV-based LiDAR data of bank slopes were used. A digital terrain model was constructed from a dense point cloud, and slope steepness, profile and plan curvature, relief dissection, density of linear runoff forms, position relative to the water edge, and signs of vegetation disturbance were calculated. Stability was assessed using a set of morphometric and geoecological indicators. Results.The most informative indicators were slope steepness, profile and plan curvature, density of linear runoff forms, relief dissection, and position relative to the water edge. Hazardous zones form where high slope steepness, undercutting at the slope base, disturbed vegetation, gully development, and talus accumulation coincide. Stable, conditionally stable, unstable, and actively eroding parts of the bank zone were identified. LiDAR surveying detects erosion forms 0.12–0.15 m deep and provides data for monitoring bank processes