Beaded-shaped channels (or chain-of-ponds), characterized by alternating lake-like extensions and narrow runs, are widespread on small rivers of the steppe zone of Russia. Extensions of channels - beads (pools or ponds), with a depth of up to 5-6 m, are of great importance for cattle breeding, providing a watering place during the dry periods of the year, when the flow of small rivers stops. However, the mechanisms of their specific channel shape formation are still debatable: it is explained by uneven siltation of channels, formation of whirlpools, groundwater discharge, karst processes or relict thermokarst. The aim of the study was to assess the role of water flow in the formation and support of the beaded shape of river channels. The tasks were to reveal the hydrological regime of the Kardail and Kupava rivers, determine the hydrodynamics of the flow in beads and runs, describe the characteristics of erosion and accumulation processes and the sediment transport, as well as to identify relict elements of the channel and floodplain structure that do not correspond to modern water state. Water flow of the studied rivers shows a long-term decrease in snowmelt flood, as evidenced by the rare flooding of the high-level floodplain, low rates of bank dynamics, and the discrepancy between the size of meanders and the width of the channel. The annual sediment load of the studied beaded rivers is low, estimated at 6,05 t/km2 in 2023. The reason is a low supply of sediments from the catchment area and low rates of erosion of channel bed and banks built of clay and silt. The present-day dynamics of water flow do not help the deepening and expansion of the beads. The flow reaches maximum speed (up to 1-1,3 m/s) in channel runs, while in channel extensions flow speeds drop to 0-0,3 m/s, supporting the sediment accumulation, despite the presence of whirlpools. A significant part of channel extensions is located on sites of former pools of the ancient meandering channel, inherited by the modern watercourse. On the former riffles the channel narrowed and a low-level floodplain was formed. Deep channel extensions were preserved due to the low sediment load and its fine composition, which prevents its rapid settling from the suspension. The results of the study suggest possible contribution of other factors to the formation of original deep pools, including the cryogenic ones.

Эрозионные процессы играют важную роль в выносе продуктов разрушения мерзлых пород. С целью выявления темпов и механизмов эрозионных процессов в условиях деградации мерзлых пород были типизированы формы флювиального рельефа малых водосборов в предгорьях Хараулахского хребта, охарактеризована их морфология, условия образования и динамика за 2019-2022 гг. Наиболее динамичны формы рельефа, связанные с вытаиванием жильных льдов: термокарстовые ложбины стока, рытвины и эрозионно-термокарстовые овраги. Термоэрозионные овраги, формирующиеся в отложениях без жильных льдов, растут при аномально высоких паводках, а в остальное время их борта медленно оползают под действием снежников. В верховьях малых рек происходит аккумуляция наносов, вынесенных из оврагов и рытвин. Русла рек и ручьев начальных порядков стабильны, что характерно и для других районов криолитозоны. Различия в динамике разных типов эрозионных форм можно объяснить усилением теплового, а не механического воздействия водных потоков на мерзлые отложения, которое наблюдается в условиях повышения температур воздуха при стабильном количестве осадков на севере Якутии. Erosion plays an important role in removing permafrost degradation products. In order to identify the rates and mechanisms of erosion in degrading permafrost, fluvial landforms in small catchments at the foothills of the Kharaulakh Range were typified, and their morphology, formation conditions, and dynamics for 2019-2022 were characterized. The most dynamic landforms associated with melting ice wedges were thermokarst runoff troughs (water tracks), rills, and thermoerosional gullies. Thermoerosional gullies forming in sediments without wedged ice grow upon very high floods; in the rest of the time, their sides slowly slide down under the action of snowfields. Sediments from gullies and rills are deposited in the upper reaches of small rivers. The channels of small rivers are relatively stable, which is also typical of other permafrost regions. Differences in the dynamics of erosional landforms can be explained by an increase in the thermal rather than mechanical impact of water on frozen deposits, which is observed with the rise in air temperature against the background of relatively stable precipitation in the north of Yakutia.

The article considers the theory, methods, and some results of four-year field studies of the processes of runoff formation on a small freezing experimental river catchment in a continuous thick (400 m) permafrost zone (the Republic of Sakha (Yakutia)) based on data on natural water chemistry. The analyzed problems include the seasonal and daily dynamics of river flow in the warm season, the concentrations of some dissolved substances in different types of water, as well as the role of channel widenings, supra-permafrost water, and aufeises in flow formation. Various types of relationships between water discharges and the concentrations of some dissolved substances are described under varying hydrothermal conditions. The role of nonfreezing lake-like channel widenings (bochags) in the regulation of freshet flow of water and dissolved matter is evaluated. The efficiency of the automated digital registration of the level, temperature, and specific electric conductance of water with a high time resolution at hydrological gages is discussed, especially, as applied to the rapid processes in a river.

The article gives the results of generalization of a short-time expedition hydrological–hydrochemical survey in an arctic river basin in the northeastern part of Chaunskaya Lowland in the northern Chukotka, carried out in July 2020. At a scale of a small Yanranaivaam River basin, the structure of water masses was analyzed, and the catchments of individual tributaries with intense development of cryogenic processes were identified; these processes have an effect on water chemistry, in particular, in a higher concentration of hydrocarbonate ions, dissolved ferrum, and dissolved organic carbon. Two-tracer mixing model was used to identify and evaluate the contributions of water sources and their spatial relationships at the moment of survey. The main river water sources are atmospheric waters (mostly snowmelt water), slope soil water of the seasonally thawed layer (STL), and melt water of bald-mountain ice. The dominating water source in the catchments of the middle and upper parts of the basin is atmospheric water (67–78%), and that in the catchments of the lower part of the basin is STL soil water (59–64%). River recharge by meltwater of bald-mountain ice is typical of the entire basin, and at the moment of survey it accounted for 10–14% of the total.

It is known that atmospheric pressure surges affect the discharge of underground water sources in large artesian basins. In southern latitudes, the groundwater tables change insignificantly following the diurnal variations of atmospheric pressure. There is no information on the influence of rapid changes in atmospheric pressure on the position of the surface of the suprapermafrost waters and river flow in the Arctic region. The study of the diurnal course of the level of underground suprapermafrost and surface waters was carried out to identify the links of river flow with atmospheric phenomena and cryogenic processes. It was found that the daily atmospheric pressure drop with an amplitude of 1.2 kPa in the area of the small Ugolnaya-Dionisia river, located in the Anadyr lowland in Chukotka, led to a simultaneous decrease and then an increase in the level of suprapermafrost underground and surface river basin waters by 2.5-7.8 cm. This corresponds to a short-term decrease and then an increase in the river water discharge by more than 3.5 times. To clarify the factors that determine the mechanism of the influence of atmospheric pressure on the water level and river flow, a consideration of the hydrophysical properties of aquifer-containing peat soils was carried out. Compression tests revealed that the elasticity of the peat soils horizon remains within the range of 0-15 kPa, which contributes to a dynamic change in porosity even with a slight change in the external load. This means that the atmospheric pressure changes during weather development are sufficient to modify the water capacity of peat soils and deposit them, and then discharge a part of the suprapermafrost flow. The discovered pressure impact in the tundra soils of the permafrost zone is a unique mechanism for providing plants with moisture during droughts and reducing the risk of tundra fires. As part of the further study of the pressure impact, it is planned to conduct laboratory experiments to determine the quantitative parameters of the change in the peat soils moisture capacity under pressure drops in the atmosphere. Mathematical modeling of the capillary moisture capacity of peat soils will be performed under conditions of ambient load changes. The results of experiments and theoretical studies are assumed to be useful for predicting the flow of bogged-up river basins, design of reclamation, and irrigation of areas of peat soils distribution.

Степень изученности процессов миграции воды и растворенных веществ в арктических и субарктических мерзлотных ландшафтах крайне низкая. В нашем исследовании на основе гидрохимических данных, полученных в ходе экспедиций в 2019 и 2020 годах, делаются выводы об источниках питания и механизмах формирования стока трех ручьев в арктической тундре в низовьях реки Лены. Исследованные природные воды контрастны по химическому составу. Максимальные концентрации химических веществ, вплоть до солоноватого типа вод, характерны для высачиваний подземных вод, состав которых формируется при длительном взаимодействии с материнскими породами. Наиболее пресные воды приурочены к органогенным горизонтам почвенного профиля. Воды в истоках ручьев ультрапресные, холодные и иногда показывают слабокислую реакцию, что говорит об их формировании в обедненном минеральными веществами органогенном почвенном горизонте сезонно-талого слоя по контакту с кровлей многолетнемерзлых пород. На участках активного врезания русла в коренные породы воды ручьев обогащаются минеральными соединениями. Ниже по течению происходит прогрев воды в русле и приток ультрапресной воды со склонов, сформированной в верхней грубогумусной части сезонно-талого слоя. Истоки и слабоминерализованные притоки ручьев формируются за счет вытаивания льда сезонно-талого слоя. Взаимодействие воды и горных пород определяет химический состав воды исследованных ручьев. Сведения о химическом составе природных вод позволяют делать выводы об источниках и путях движения воды на водосборах, что необходимо для разработки моделей и прогнозирования природных процессов.

Степень изученности процессов миграции воды и растворенных веществ в арктических и субарктических мерзлотных ландшафтах крайне низкая. В нашем исследовании на основе гидрохимических данных, полученных в ходе экспедиций в 2019 и 2020 годах, делаются выводы об источниках питания и механизмах формирования стока трех ручьев в арктической тундре в низовьях реки Лены. Исследованные природные воды контрастны по химическому составу. Максимальные концентрации химических веществ, вплоть до солоноватого типа вод, характерны для высачиваний подземных вод, состав которых формируется при длительном взаимодействии с материнскими породами. Наиболее пресные воды приурочены к органогенным горизонтам почвенного профиля. Воды в истоках ручьев ультрапресные, холодные и иногда показывают слабокислую реакцию, что говорит об их формировании в обедненном минеральными веществами органогенном почвенном горизонте сезонно-талого слоя по контакту с кровлей многолетнемерзлых пород. На участках активного врезания русла в коренные породы воды ручьев обогащаются минеральными соединениями. Ниже по течению происходит прогрев воды в русле и приток ультрапресной воды со склонов, сформированной в верхней грубогумусной части сезонно-талого слоя. Истоки и слабоминерализованные притоки ручьев формируются за счет вытаивания льда сезонно-талого слоя. Взаимодействие воды и горных пород определяет химический состав воды исследованных ручьев. Сведения о химическом составе природных вод позволяют делать выводы об источниках и путях движения воды на водосборах, что необходимо для разработки моделей и прогнозирования природных процессов. The degree of knowledge about migration of water and dissolved substances in arctic and subarctic permafrost landscapes is extremely low. In our study the water sources and the mechanisms of streamflow formation of the small Arctic tundra rivers in the lower Lena River are described on the basis of hydrochemical data. Studied natural waters are contrasting in chemical composition. The maximum concentrations of chemicals, up to the brackish type of water, are characteristic of groundwater seeps, the composition of which is formed during long-term interaction with parent rocks. The freshest waters are confined to the organic layers of the soil profile. The sources of streams are ultra-fresh, cold and sometimes show a slightly acidic reaction, which indicates their formation in the organic part of the active layer at the contact with the permafrost top. Downstream where the channel is actively cut into the bedrock, the streams' waters are enriched with mineral compounds. Downstream, water warms up in the channel and ultra-fresh water flows from the slopes and dilute the stream water. The sources and low-mineralized tributaries of the small streams are formed due to the thawing of the ground ice in the active layer. The interaction of water and rocks determines the chemical composition of the water of the studied streams. Information about the chemical composition of natural waters allows drawing conclusions about the sources and water pathways in the watersheds, which is necessary for developing models and predicting natural processes.

For the first time, by analyzing the spatial variations and diurnal dynamics of the water regime of the small river of the Anadyr Lowland, the main sources were studied and the dynamics of the river discharge feeding were estimated. In the midstream and downstream reaches of rivers, the stability of the water regime is ensured by thawed waters of seasonal ice; in mountain rivers’ headwaters, by condensation waters. Suprapermafrost water reserves from the thawing of the upper 30-cm layer vary in low-lying tundra within 80–220 mm. The contribution of meltwater from seasonal ice of the active layer to river discharge at the beginning of the warm season is ≥60% of the total discharge. The water regime of tundra rivers during this period is distinguished by daily cycles in which the water level and temperature are in an antiphase. The modulus of the discharge of condensation waters in the river head from the catchment area, composed of detrital ground, in July–August varies within 15–50 L/km 2 s. The condensation waters are characterized by daily in-phase fluctuations in the level and temperature of water in brooks with an amplitude of the temperature of the atmospheric and in-ground air of 16°C. Summer atmospheric precipitation determines the discharge regime of tundra rivers with their abundant fallout (30–60 mm) and complete saturation of the active layer with moisture in August–September. In June, atmospheric precipitation up to 14 mm is completely spent for the evaporation and vegetation of plants and does not affect the river discharge.

В статье представлены результаты исследования источников питания и суточного режима стока рек и ручьев Анадырской низменности в меженный период 2019 года. На примере полевых материалов рассмотрена проблема воздействия скачков атмосферного давления на водно-физические свойства торфяных почв и режим стока малых рек низменностей криолитозоны. Установлено, что суточный перепад атмосферного давления амплитудой 1,2 кПа в районе реки Угольная-Дионисия, расположенной в границах Анадырской низменности на Чукотке, привел к синхронному понижению, а затем повышению уровня надмерзлотных подземных и поверхностных речных вод в бассейне реки на 2,5–7,8 см. Описаны водно-физические свойства торфяных почв, предложен механизм воздействия атмосферного давления на влагоемкость тундровых почв и сток малых рек в фазу летней межени. Рассмотрены геокриологические, гидрогеологические и гидрологические условия необходимые для проявления обнаруженного эффекта воздействия скачков атмосферного давления на речной сток. Известные механические свойства торфяного покрова тундр и водно-физические свойства органогенного горизонта тундровых почв позволили предложить гипотезу воздействия атмосферного давления на уровень надмерзлотных вод посредством изменения влагоемкости торфа при его пластично-упругой деформации. Условием положительной реакции надмерзлотного и речного стока на скачки атмосферного давления являются: контактное с торфяным горизонтом почв залегание зеркала подземных вод; неполная влагоемкость органогенного горизонта почв; преимущественное питание реки надмерзлотными водами и наличие разветвленной дренажной сети. Представляется перспективным дальнейшее изучение атмосферных барических эффектов в подземных и поверхностных водах низменностей криолитозоны, а также в болотных ландшафтах более южных широт, где имеются условия для их проявления. В ландшафтных условиях Анадырской низменности при отсутствии атмосферных осадков барические скачки уровня надмерзлотных вод могут рассматриваться как механизм дополнительной подпитки влагой корнеобитаемого слоя почв в период активной вегетации тундровой растительности. The article presents the results of a study of water supply sources and the daily flow regime of rivers and streams of the Anadyr lowland in the low-water period of 2019. Regarding the field materials, the problem of the impact of atmospheric pressure surges on the water-physical properties of peat soils and the runoff regime of small rivers in the cryolithozone lowlands is considered. It was found that the daily atmospheric pressure drop with an amplitude of 1.2 kPa in the Ugolnaya-Dionisiya River watershead, located within the Anadyr Lowland in Chukotka, led to a synchronous decrease and then an increase in the level of suprapermafrost and river waters by 2.5– 7.8 cm. The water-physical properties of peat soils are described, the mechanism of the influence of atmospheric pressure on the tundra soils moisture capacity and the small rivers runoff during the summer dry season is proposed. The geocryological, hydrogeological and hydrological conditions necessary for the manifestation of discovered effect are considered. The known mechanical properties of the tundra peat cover and the water-physical properties of the organogenic horizon of tundra soils made allow to propose a hypothesis of the effect of atmospheric pressure on the level of suprapermafrost waters by changing the moisture capacity of peat during its plastic-elastic deformation. The condition for a positive reaction of suprapermafrost and river runoff to fluctuations in atmospheric pressure are: the bedding of the groundwater table in contact with the peat horizon; incomplete moisture capacity of the organogenic soil horizon; predominant feeding of the river by suprapermafrost waters and the presence of an extensive drainage network. It seems promising to further study the atmospheric baric effects of baroeffects in the underground and surface waters of the lowlands of the permafrost zone, as well as in the bog landscapes of more southern latitudes, where there are conditions for their manifestation. In the landscape conditions of the Anadyr Lowland, in the absence of atmospheric precipitation, pressure jumps in the level of suprapermafrost waters can be considered as a mechanism for additional moisture replenishment of the root layer of soils during the period of active vegetation of tundra vegetation.

Water runoff on the slopes of the permafrost zone passes through a network of hollows of various structures and patterns in plan. This is clearly distinguishable on aerial and satellite images, but often poorly distinguished on the ground. The study is aimed at recognizing the reasons for the difference in the structure of the drainage network, which is necessary for understanding the mechanisms of surface runoff generation and the modern relief formation in the permafrost areas. In the vicinity of Anadyr (Chukotka, Russia), three morphological types of the hollow network were identified. In the areas of distribution of each type of hollow network field observations were made, and the morphometric characteristics of the slopes to which they are associated were obtained from the digital surface model and satellite images. Each type of the hollow network corresponds to definite range of altitude, the type of relief, the slope gradient and profile, the composition of the deposits, and the depth of seasonal thawing. It has been established that although all types of troughs are used by temporary streams, they have different mechanisms of development. The hollows with a fan structure form the densest parallel network with a distance of 10–40 m apart. These are characteristic of concave slopes of interfluves with close bedding of bedrock and are the result of fluvial modeling of irregularities formed as a result of uneven sliding of the slope material (gelifluction). The intertwining troughs are confined to the slopes of the volcanic hills, the steepest of the studied ones. Fresh silty sediments have been observed at their bottoms and their formation is associated with erosional processes. Single hollows located at a considerable (200–300 m) distance from each other are formed in loose quaternary deposits with a developed network of ice-wedge-polygons. The role of thermokarst is significant in their deepening.

Large subsurface streams on steep slopes have stable positions with distinct catchment areas (drainage basins), linear shapes, and lengths of tens and hundreds meters. They form a closed drainage network with a role and scale similar to the primary hydrographic network and serve as specific hydrological objects—drains. Drains are widespread in the medium-height humid mountain zone, where they account for the formation of a considerable portion of slope runoff. The hydrographic and hydrological characteristics of drains have been examined in small river basins of the Sikhote Alin with the use of field studies, hydrometric measurements, and large-scale topographic surveys.

Четковидные русла, характеризующиеся закономерным чередованием озеровидных расширений и соединяющих их узких проток, распространены в криолитозоне и считаются типичным примером деградации полигонально-жильных структур и мерзлоты в целом. Другие мнения связывают генезис расширений с закреплением русловых форм в результате их промерзания. Однако специальные исследования, направленные на изучение механизма образования четковидной структуры русел малых рек криолитозоны, до сих пор не проводились. На основе сопоставления существующих гипотез происхождения с данными об их морфологии, распространении и характере залегания мерзлых пород в статье предложена наиболее вероятная схема формирования четковидных русел. В частности выявлено, что они не являются признаком деградации мерзлоты и полигонально-жильных структур, так как последние представляют собой вторичные формы на пойме по отношению к руслу. Четковидные русла - полигенетические образования, связанные с термокарстом, избирательной термоэрозией, русловыми и ледовыми процессами, роль каждого из которых зависит от локальных природных условий. Выделен особый тип - четковидные извилистые русла, которые представляют собой реликты свободно меандрирующих и являются признаком снижения руслоформирующей деятельности рек, причинами которой могли быть как изменения стока воды, так и агградация мерзлоты в долинах. Более детальный анализ причин и установление возраста трансформации извилистого русла в четковидное позволит использовать их для реконструкции палеоклиматических и палеоги-дрологических изменений в криолитозоне.

Анализируется изменение состава руслоообразующих наносов реки Актру (Северо-Чуйский хребет), берущей начало из ледников, на протяжении первых 8 км ее течения. Ледники отступают, что притворит к удлинению речной сети и формированию новых русел. На 18 пробных площадках изучались гранулометрический состав и морфология обломков. Для р. Актру, также, как и для исследованных ранее авторами рек Прильбрусья (Кавказ), характерно деление на высотные зоны, с разными продолжительностью и условиями формирования русел и наносов. В приледниковой зоне формируются первичные русла с большими уклонами и порожисто-водопадным руслом, пассивно приспосабливающимся к неровностям моренного рельефа. Они выстланы крупным материалом плохо сортированным и почти неокатанным. Зона верхнего течения или активной экзогенной переработки характеризуется уменьшением уклонов, ступенчатостью продольного профиля. Увеличение мощности потока способствует активизации транспорта наносов и интенсивности их переработки. Наносы в речных руслах формируются, в основном, в результате переработки флювиогляциальных и аллювиально-селевых отложений. Уменьшается средний диаметр материала наносов, сильно увеличивается их окатанность. Для рек Алтая, по сравнению с реками Приэльбрусья, характерны меньшие уклоны, меньшее влияние селей, меньшая крупность наносов, а протяженность приледниковой зоны больше, что обусловлено особенностями климата, рельефа и геологического строения, присущими каждому из регионов.