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:     | 1 | 2 ||

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

-- [ Страница 3 ] --

Для расчета периода времени, в течение которого ложе искусственного водоема будет занесено наносами, мы используем уравнения вида (8)-(10), а сам процесс моделирования проводим с помощью электронной программы Serfer-8. Вначале в программе была построена поверхность первичного дна. Получив первичную поверхность дна искусственного водоема мы смогли моделировать процесс заиления, используя наши зависимости «глубина – толщина наилка». Изменение от начальной поверхности дна искусственного водоема строилось методом пошагового моделирования: к отметкам в разных точках начальной поверхности дна была прибавлена толщина наилка. ГИС Serfer-8 произвела интерполяцию отметок и построила горизонтали современного дна (рис. 10А).

Мы проверили сходимость расчетных и фактических глубин величиной достоверности аппроксимации и значением коэффициента корреляции R. Для этого современную расчетную модель (рис. 10А) мы сравнили с современным фактическим рельефом дна (рис. 10Б). Значение R составило 0,90, среднее квадратичное отклонение – не более 10%, что подтверждает наличие хорошей связи между смоделированным и фактическим рельефом (рис. 10).

Проверив точность и надежность моделирования современной поверхности дна искусственных водоемов, мы с помощью этих же зависимостей выполнили моделирование их заиления в будущем. Для каждого из шести водоемов с помощью ГИС были построены поверхности дна через 50 и 100 лет после их наполнения водой. Для каждого водоема мы также построили поверхности дна, когда их максимальная глубина оказывается не более 1,5 м. Для водохранилища на руч. Рясник этот рубеж составил 180 лет (рис. 11).

Рис. 11. Поверхность дна водохранилища на руч. Рясник через 50 лет после заполнения (А), через 100 лет после заполнения (Б), через 180 лет после заполнения (В). В легенде слева – расстояние от плотины (м), справа – шкала глубин (м)

На рис. 11 прослеживается тенденция выравнивания поверхности дна и уменьшения глубин по всей акватории до исчезновения устойчивой аквальной зоны. Через 50 лет после заполнения объем водохранилища на руч. Рясник уменьшится почти вполовину, а максимальные глубины не превысят 3,5 м (рис. 11А). Через 100 лет верхняя часть водоема до путепровода почти полностью деградирует, глубины там составят менее 0,5 м. Глубины остальной части акватории не превысят 1,5-2,0 м (рис. 11Б). Через 180 лет искусственный водоем как таковой перестанет существовать. Останется лишь выровненная поверхность с глубиной менее 0,5-1,0 м (рис. 11В).

Предложенная модель заиления искусственных водоемов может быть применена для прогноза темпов деградации прудов и водохранилищ, а также оценки интенсивности эрозионных процессов в эрозионно-склоновых геосистемах, потерях почвы с сельскохозяйственных угодий.

Используя предложенную методику, можно не только построить модель искусственного водоема на данный период, но и дать прогноз его заиления на любом временном отрезке вплоть до полной деградации.

5. Система мероприятий по уменьшению объема поступления эрозионного материала в пруды и водохранилища.

Моделируя заиление прудов и водохранилищ, мы увидели как деградирует искусственный водоем и узнали сроки деградации. Установив основные причины этого процесса, мы пришли к выводу, что управлять интенсивностью заиления надо не в самом водоеме, так как это не даст желаемых результатов, а на его водосборе и в гидрографической сети. То есть заиление искусственных водоемов напрямую зависит от ситуации на их водосборах. Зная развитие эрозионной ситуации на водосборе прудов и водохранилищ, можно прогнозировать ее последствия для чаш водоемов. Так как большинство водосборов прудов и водохранилищ в Центральном Черноземье заняты на 60-80% обрабатываемыми полями, то в первую очередь для уменьшения объемов заиления искусственных водоемов, необходимо сократить эрозию с пашни.

Для этого необходимо использовать ряд противоэрозионных мероприятий. Это агротехнические, лесомелиоративные, лугомелиоративные мероприятия, мероприятия на пашне и в гидрографической сети, система гидротехнических сооружений. Они направлены на регулирование стока на водосборе и защиту почв от эрозии.

Эффективными противоэрозионными приемами в условиях Центрального Черноземья являются также мульчирование почвы нетоварной продукцией сельскохозяйственных растений, окультуривание почвы, чередование культур в севообороте, применение почвозащитной обработки почвы, внесение удобрений.

Для предотвращения поступления эрозионного материала в важные в хозяйственном плане пруды и водохранилища необходимо поступать следующим образом. Выше крупного искусственного водоема, который необходимо защитить от заиления на более мелких эрозионных формах, в него впадающих, строятся небольшие пруды. В них задерживается эрозионный материал, поступающий с водосбора, не достигая нижележащего крупного водоема. По мере накопления наилка в чаше мелких прудов производится очистка от него с целью использования в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрения.

Основные выводы и предложения.

1. При анализе результатов по определению содержания количества органических веществ во взятых пробах донных отложений и в почвах водосборов обследованных прудов и водохранилищ установлено, что основным фактором их заиления является смыв со склонов их водосборов и эрозионной сети, наносы с которых транспортируются по овражно-балочной и русловой сети.

2. Пруды и водохранилища являются частью эрозионно-русловой системы, так как их водосборы служат источником эрозионного материала, а сами водоемы аккумулируют значительную часть перемещающихся по гидрографической сети наносов.

3. Статистическая обработка собранных данных по объемам заиления прудов и водохранилищ показала, что объем поставки наносов с эрозионных водосборов прудов и водохранилищ в гидрографическую сеть целесообразно рассчитывать по формулам склонового смыва. Для условий Центрального Черноземья достаточно надежные результаты дают формулы среднего многолетнего талого и ливневого склонового смыва В.П. Герасименко-М.В. Кумани с учетом площади сельскохозяйственных угодий, средневзвешенного уклона, агрофона, севооборотов, режима осадков на водосборе искусственных водоемов.

4. Сравнение фактического и расчетного объемов заиления прудов и водохранилищ позволило установить, что при расчетах транспорта-аккумуляции материала, поступившего со склонов в гидрографическую сеть, следует использовать понятие эрозионного водосбора – это та часть стокового водосбора, наносы с которой поступают в искусственный водоем, а не перехватываются вышерасположенными. При этом транспорт и переотложение наносов в верхних звеньях гидрографической сети достаточно надежно и достоверно учитывает коэффициент доставки наносов Кд, предложенный В.Н. Голосовым для малых водосборов.

5. Предложенный алгоритм моделирования процессов заиления и деградации искусственных водоемов, использующий зависимости мощности слоя донных отложений от глубины водоема H = f(h0) на базе ГИС-технологий позволяет с достаточно высокой надежностью моделировать распределение поступившего с водосбора эрозионного материала в чашах искусственных водоемов, а на основании этого прогнозировать процесс их деградации и продолжительность эксплуатации.

6. Собранные фактические данные и разработанные методики расчета интенсивности заиления и моделирования процессов деградации прудов и водохранилищ позволили разработать систему мероприятий по уменьшению объема поступления в их чаши эрозионного материала, состоящую из агро-, лесо- и гидротехнических, лесо- и лугомелиоративных мероприятий, гидротехнических сооружений на пашне и в первичной гидрографической сети, создания прудов-аккумуляторов. Их эффективность проверена многочисленными наблюдениями на опытных экспериментальных водосборах и стоковых площадках Института географии РАН, Воронежской СХА, ВНИИЗиЗПЭ (г. Курск) и других научных организаций.


Список основных публикаций по теме диссертации


1. Шумаков, А.Н. Методика оценки заиления прудов и водохранилищ с учетом эрозионно-аккумулятивной деятельности на их водосборах (на примере ЦЧО) / А.Н. Шумаков // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2007. № 2.*

2. Кумани, М.В. Изучение прудов Курской области как индикаторов эрозионных процессов / М.В. Кумани, А.Н. Шумаков // XVIII пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – Курск, 2003. – С. 144-145.

3. Шумаков, А.Н. Водохранилища Курской области как элементы эрозионно-склоновых геосистем / А.Н. Шумаков // Эрозионные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии : материалы V семинара молодых учёных ВУЗов, объединяемых советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – М., 2004. – С. 236-243.

4. Кумани, М.В. Применение бассейнового подхода при классификации малых водохранилищ Курской области / М.В. Кумани, А.Н. Шумаков // Эколого-географические исследования в речных бассейнах : материалы второй всерос. науч.- практ. конф. – Воронеж, 2004. – С. 25-28.

5. Кумани, М.В. Роль водохранилищ Курской области в эрозионно-склоновых геосистемах / М.В. Кумани, А.Н. Шумаков // XIX пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – Белгород, 2004. – С. 130-132.

6. Шумаков, А.Н. Классификация прудов Курской области / А.Н. Шумаков // Геоэкологические исследования Курской области : сб. науч. ст. – Курск, 2005. – С. 125-133.

7. Кичигин, Е.В. Влияние Михайловского ГОКа на состояние прилегающих водохранилищ / Е.В. Кичигин, М.В. Кумани, А.Н. Шумаков // Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях : материалы восьмого междунар. симпозиума. – Белгород, 2005. – Ч. 2. - С. 302-311.

8. Шумаков, А.Н. Типы и факторы негативного взаимодействия прудов с окружающими ландшафтами / А.Н. Шумаков // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья : материалы междунар. науч.- практ. конф. – Курск, 2005. – Ч. 2. – С. 176-180.

9. Шумаков, А.Н. Анализ эрозионного заиления прудов Курской области / А.Н. Шумаков // XX пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – Ульяновск, 2005. – С. 295-296.

10. Шумаков, А.Н. Изучение водно-эрозионной и пылевой техногенной составляющих при заилении водохранилищ / А.Н. Шумаков : материалы VI семинара молодых учёных ВУЗов, объединяемых советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. – М, 2006. – С. 267-272.

11. Шумаков, А.Н. Расчет заиления водохранилищ и прудов с учетом эрозионно-аккумулятивной деятельности на их водосборах (на примере ЦЧР) / А.Н. Шумаков // Современные проблемы водохранилищ и их водосборов : материалы междунар. науч.-практ. конф. – Пермь, 2007. – Т. I. – С. 184-189.

Примечание: – статья опубликована в издании, рекомендованном ВАК.









Содержание диссертации


Введение

1. Эрозия почв как основной поставщик материала для заиления прудов и водохранилищ

    1. Понятие о прудах и водохранилищах
    2. Специфика и классификация прудов и водохранилищ
    3. Изучение заиления прудов и водохранилищ России и стран СНГ
    4. Изученность заиления прудов и водохранилищ

2. Физико-географические и хозяйственные особенности формирования прудовых комплексов ЦЧР

2.1. Физико-географические условия района исследования

2.1.1. Физико-географическая характеристика

2.1.2. Геологические условия

2.1.3. Геоморфологические условия и рельеф

2.1.4. Подземные воды

2.1.5. Климат

2.1.6. Почвы и естественная растительность

2.1.7. Современная гидрография и гидродинамический режим прудов и водохранилищ

2.2. Особенности строительства и проектное назначение прудов и водохранилищ ЦЧР

2.3. Размещение прудов и водохранилищ по территории исследования

3. Методика исследования и полученные результаты

3.1. Существующие методы расчета заиления прудов и водохранилищ

3.2. Методы расчета поставки эрозионного материала со склонов в гидрографическую сеть по формулам склонового смыва

3.2.1. Расчет дождевой эрозии почв

3.2.2. Расчет эрозии почв при снеготаянии

3.3. Введение понятия эрозионного водосбора

3.4. Принцип построения методики расчета поставки эрозионного материала

3.5. Коэффициенты доставки наносов

3.6. Исходные данные

3.7. Этапы сбора и обработки фактических данных

3.7.1. Расчет фактического заиления обследованных водоемов

3.7.2. Источники поступления продуктов заиления в пруды и водохранилища

3.7.3. Расчет смыва с эрозионных водосборов

3.7.4. Установление связи склоновой эрозии с заилением прудов и водохранилищ

4. Моделирование заиления искусственных водоемов с целью управления этим процессом

4.1. Установление корреляционных зависимостей интенсивности заиления от глубины акватории искусственных водоемов

4.2. Моделирование заиления искусственных водоемов за различные периоды времени

4.3. Моделирование заиления искусственных водоемов с применением ГИС технологий

4.4. Оптимизация состояния искусственных водоемов под влиянием антропогенных факторов

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Шумаков Алексей Николаевич

ЗАИЛЕНИЕ ПРУДОВ И ВОДОХРАНИЛИЩ

КАК ЭЛЕМЕНТОВ ЭРОЗИОННО-РУСЛОВЫХ

СИСТЕМ В АГРОЛАНДШАФТАХ

ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА






Автореферат

Лицензия на издательскую деятельность

ИД № 06248 от 12.11.2001 г.

Подписано в печать 2.10.2007 г.

Формат 60х84/16. Усл. печ. л. – 1,5

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Тираж 100 экз. Заказ № 1513.

Изд-во Курского государственного университета

305000, г. Курск, ул. Радищева, д. 33

Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 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.