авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Заиление прудов и водохранилищ как элементов эрозионно-русловых систем в агроландшафтах центрально-черноземного региона

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Шумаков Алексей Николаевич









ЗАИЛЕНИЕ ПРУДОВ И ВОДОХРАНИЛИЩ

КАК ЭЛЕМЕНТОВ ЭРОЗИОННО-РУСЛОВЫХ

СИСТЕМ В АГРОЛАНДШАФТАХ

ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА






Специальность 25.00.27 – гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Курск 2007


Диссертационная работа выполнена на кафедре физической географии и геоэкологии Курского государственного университета

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Кумани Михаил Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Жердев Владимир Николаевич

кандидат географических наук,

доцент

Бондарев Валерий Петрович

Ведущая организация:

Курский НИИ агропромышленного производства

Защита состоится 12 ноября 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан «10» октября 2007 года.


Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат географических

наук, доцент Шмыков В.И.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При изучении водно-эрозионных процессов недостаточно внимания уделяется заилению прудов и водохранилищ. Между тем искусственные водоемы являются замыкающим звеном эрозионно-русловой системы (ЭРС), поэтому их проектирование и эксплуатация зависят от сложных природно-антропогенных процессов, происходящих на их водосборах, в первую очередь водно-эрозионных.

Так как основным ландшафтом в исторически давно освоенном в сельскохозяйственном плане Центрально-Черноземном регионе является агроландшафт, то водосборы большинства прудов и водохранилищ в этом регионе представлены пахотными и другими сельскохозяйственными угодьями. Поэтому, изучая интенсивность заиления прудов и водохранилищ, необходимо учитывать интенсивность эрозионных процессов на пашне и характер доставки наносов по гидрографической сети.

Традиционные методы расчета заиления искусственных водоемов основаны на параметрах речного стока, мутности, наносах, не обеспечены в нужной мере надежными исходными данными из-за низкой изученности этих характеристик малых водосборов. Лучше изучен процесс склонового стока и смыва, в последнее время появился целый ряд методов его расчета. Современные концепции ландшафтной структуры водосборов и бассейновый подход показывают, что разработка водоохранных программ возможна только через управление водно-эрозионными процессами на водосборе искусственного водоема в целом. Поэтому изучение заиления прудов и водохранилищ в этой связи является очевидным и весьма актуальным, а моделирование процесса заиления искусственных водоемов позволяет рассчитывать сроки их эксплуатации и деградации.

Цель работы. На основе полевых исследований и собранного фактического материала разработать метод расчета объема поступления наносов в чаши искусственных водоемов Центрального Черноземья и пространственное моделирование их заиления, предложить систему мероприятий по снижению интенсивности этого процесса.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1.Обследовать типичные для Центрального Черноземья искусственные водоемы с различными условиями эксплуатации и проектного назначения, собрать фактический материал по их заилению и выяснить основные источники образования в них донных отложений.

2. Определить среднюю многолетнюю интенсивность заиления искусственных водоемов Центрального Черноземья и соотнести ее с особенностями эрозионных процессов на их водосборах в зависимости от ландшафтных, почвенных, агроклиматических, геоморфологических и других условий.

3. Рассчитать и сравнить заиление прудов и водохранилищ по формулам склонового смыва и на основе фактических полевых измерений глубин тех же самых водоемов. Установить роль переотложения эрозионного материала в процессе транспорта в верхних звеньях гидрографической сети, рассмотреть применимость для решения этой задачи коэффициентов доставки наносов.

4. Разработать алгоритм моделирования процесса заиления обследованных искусственных водоемов с целью управления этим процессом, в том числе используя ГИС-технологии.

5. Предложить систему мероприятий по снижению интенсивности заиления и продления сроков эксплуатации прудов и водохранилищ Центрального Черноземья исходя из полученных результатов

Объект исследования. Чаши, гидрографическая сеть и водосборы прудов и водохранилищ лесостепной и степной зон Центрального Черноземья.

Предмет исследования. Эрозионно-аккумулятивные процессы на водосборах и механизм заиления прудов и водохранилищ.

Теоретическая и методологическая база исследования. Методологической основой исследования является бассейновая концепция. Исследование базируется на разработках ведущих отечественных научных школ и их представителей в области гидрологии, лимнологии, эрозиоведения, флювиальной геоморфологии, инженерной гидрологии.

Методы и результаты исследований В.Д. Богатырева, В.Е. Веденяпина, К.П. Воскресенского, В.М. Гендугова, А.И. Доброва, К.А. Дроздова, В.Д. Иванова, М.С. Кузнецова, И.А. Кузника, Г.А. Ларионова, К.Н. Лисицыной, Л.Ф. Литвина, Г.В. Лопатина, В.Б. Михно, А.И. Молдованова, Г.С. Пашнева, Б.В. Полякова, В.М. Смольянинова, И.П. Сухарева, Е.А. Юдиной, Л.В. Яковлевой и других ученых определили выбор методов исследования автора.

При выборе метода расчета смыва почвы с водосборов прудов и водохранилищ, учета их доставки в чаши искусственных водоемов, моделировании заиления искусственных водоемов использованы научные методы и подходы В.П. Бондарева, В.П. Герасименко, В.Н. Голосова, Н.И. Маккавеева, Ц.Е. Мирцхулавы, М.В. Кумани, М.Я. Прытковой, В.Я. Фролова.

Для установления особенностей смыва и доставки эрозионного материала были применены физико-географическое, морфологическое, почвенное, агроклиматическое, гидрологическое районирования водосборов прудов и водохранилищ, выполненные различными авторами.

Исходные материалы и методы исследования. В основу работы положены данные натурных исследований автором 59 прудов и водохранилищ Центрального Черноземья, их водосборов и гидрографической сети. Также использованы данные Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР РФ по Курской и Белгородской областям, отдела водных ресурсов по Курской области Донского водного бассейнового управления, ЗАО «Курскводстрой», правлений сельхозкооперативов и колхозных хозяйств, арендаторов водоемов.

В основу методики исследования положен бассейновый принцип, а также общенаучные и специальные методы: экспедиционный, сравнительно-описательный, математико-статистический, экспериментальных исследований, ГИС-технологий. При этом был использован программный продукт Serfer-8.

Научная новизна. Впервые пруды и водохранилища Центрального Черноземья рассмотрены как часть эрозионно-русловой системы, служащей источником поступления наносов в чаши искусственных водоемов. Донные отложения искусственных водоемов ЦЧР увязаны с эрозионными процессами на их водосборах. При расчете интенсивности заиления впервые применено понятие эрозионного водосбора пруда или водохранилища. Для расчета эрозионного смыва с водосборов прудов и водохранилищ применены формулы склонового смыва в период снеготаяния и ливневых осадков. Для учета транспорта наносов в чаши искусственных водоемов применен коэффициент их доставки. Для выяснения распределения поступившего с водосбора эрозионного материала в чашах прудов и водохранилищ и установления сроков их эксплуатации проведено моделирование их заиления с применением ГИС-технологий.

Практическое значение работы. С учетом выявленных закономерностей функционирования прудов и водохранилищ выполнен и внедрен расчет водопотребления на Михайловском горно-обогатительном комбинате на перспективу до 2020 г. На основе составленных баз данных в отделе водных ресурсов по Курской области Донского водного бассейнового управления проведена инвентаризация прудов и водохранилищ. Материалы исследования использованы при проектировании и восстановлении прудов и водохранилищ в ЗАО «Курскводстрой».

Результаты работы были использованы в учебном процессе в Курском государственном университете при разработке курсов «Ландшафтоведение» и «Геоэкология».

Апробация работы. Материалы исследования докладывались и обсуждались на XVIII-XX пленарных межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г., Белгород, 2004 г., Ульяновск, 2005 г.), V и VI семинарах молодых учёных ВУЗов, объединяемых советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ (Брянск, 2004 г., Волгоград, 2006 г.), второй всероссийской научно-практической конференции «Эколого-географические исследования в речных бассейнах» (Воронеж, 2004 г.), восьмом международном симпозиуме «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях» (Белгород, 2005 г.), международной научно-практической конференции «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005 г.), 9-й региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья РФ» (Липецк, 2005 г.), II-ой международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2006 г.), международной научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов» (Пермь, 2007 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 11 работ общим объемом 3,4 печатных листа. 3 работы находятся в печати. Одна из статей опубликована в рекомендованном ВАК издании «Вестник Моск. Ун-та». Серия. 5. География. 2007. № 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка (210 источников), приложений. Объем работы: 186 страниц, 30 рисунков, 12 таблиц, 10 приложений.


Защищаемые положения

1. Результаты изучения источников заиления прудов и водохранилищ в условиях агроландшафтов ЦЧР.

Изучением прудов и водохранилищ занимались многие исследователи и представляемые ими научные школы. Они рассматривали искусственные водоемы как изолированные гидрологические объекты, не в полной мере учитывая состояние водосбора и происходящие на нем процессы. Пруды и водохранилища интересовали их прежде всего в плане оценки трансформации стока наносов в русловой сети, но при этом неизбежно вставали вопросы о генезисе донных отложений и делались попытки оценить интенсивность эрозии на водосборе.

Но в последнее время в работах В.Б. Михно, А.И. Доброва (2000) было показано, что искусственные водоемы являются аквальными ландшафтами, функционирующими в составе природно-территориальных комплексов различного ранга и иерархической соподчиненности. В это же время Л.Ф. Литвин (2002), развивая бассейновый подход, применил для изучения эрозионно-аккумулятивных процессов на водосборе эрозионно-русловые системы.

Принимая во внимание тот факт, что в Центральном Черноземье основным ландшафтом является эрозионно-склоновый, с интенсивным протеканием водно-эрозионных процессов, мы решили вести исследование в рамках бассейновой концепции, так как искусственные водоемы являются частью эрозионно-русловой системы. При изучении процесса заиления искусственных водоемов мы рассматривали их не просто как отдельные изолированные гидрографические единицы, но как элементы ландшафтных комплексов с учетом ландшафтного, физико-географического, почвенного районирования. При этом учтены морфологические условия строения водосборов, их расположение в различных морфоструктурных районах.

Изучением процесса заиления прудов и водохранилищ ЦЧР охвачена территория 18 районов Курской и 1 район (Вейделевский) Белгородской областей. На этой территории в результате собственных полевых исследований было изучено заиление 59 прудов и водохранилищ разного проектного назначения, объема, возраста, с различной площадью водосбора и интенсивности протекания на нем водно-эрозионных процессов (рис. 1).

Заиление прудов и водохранилищ происходит вследствие аккумуляции наносов постоянных и временных водотоков, продуктов склоновой эрозии, переработки берегов и дна водоемов, оседания на дно взвесей, образующихся вследствие биологических и физико-химических процессов внутри водоема, эоловых процессов.

Для выявления основных источников поступления наносов в обследованные пруды и водохранилища нами были взяты пробы почвы на водосборах и донных отложений и определено содержание органических веществ в них. Результаты представлены в табл. 1.

 Схема расположения водосборов обследованных прудов и водохранилищ. -2

Рис. 1. Схема расположения водосборов обследованных прудов и водохранилищ. обследованные объекты

Таблица 1

Результаты определения содержания органических веществ на водосборе и в донных отложениях некоторых обследованных водоемов

Область, природная зона Адм. район, нас. пункт Год ввода в эксплуат. Место взятия проб Общ.гу-мус, % Углерод, %
Белгородская, степная Вейделевский, пруд в ур. «Гнилое» 1910 Верховье Середина У плотины 13,72 12,00 8,51 7,96 6,96 4,94
Водосбор 7,88 4,57
Вейделевский, вдхр. в с. Клименки 1981 Верховье Середина У плотины 7,39 6,28 4,56 4,29 3,64 2,65
Водосбор 5,49 3,19
Курская, лесостепная Конышевский, вдхр. у х. Заветинский 1978 Верховье Середина У плотины 1,44 1,73 1,36 0,83 1,00 0,79
Водосбор 4,36 2,53
Кореневский, вдхр. у с. Журавля 1981 Верховье Середина У плотины 3,48 3,12 3,06 2,02 1,81 1,77
Водосбор 6,57 3,81


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.