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 |

Антропогенное изменение гидрографической сети кумо-манычской впадины

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Базелюк Александр Анатольевич

АНТРОПОГЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ

ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ СЕТИ

КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ

Специальность 25.00.23 – Физическая география и

биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Ростов-на-Дону

2007

Работа выполнена на кафедре геоэкологии и прикладной геохимии

Южного федерального университета

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Закруткин Владимир Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор Ефремов Юрий Васильевич

доктор географических наук,

профессор Алексеевский Николай Иванович

Ведущая организация: Северо-Кавказский филиал Российского научно-исследовательского института комплексного

использования и охраны водных ресурсов

Защита состоится 14 ноября 2007 года в 16.00 на заседании Диссертационного совета Д 212.208.12 в Южном федеральном университете по адресу: 344090, г.Ростов-на-Дону, ул.Зорге 40, геолого-географический факультет, ауд.201.

С диссертацией можно ознакомиться в Библиотеке Южного федерального университета по адресу: 344006, г.Ростов-на-Дону, ул.Пушкинская 148.

Автореферат разослан 12 октября 2007 года.

Ученый секретарь

Диссертационного совета,

к.г.н., доцент Т.А.Смагина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Водные ресурсы оказывают непосредственное влияние на социально-экономическое развитие территорий, особенно значительное на юге Европейской территории России в пределах семиаридной и аридной зон. Обширный район Кумо-Манычской впадины, расположенной на стыке Ростовской области, Ставропольского края, Республик Калмыкия и Дагестан является весьма перспективным для развития сельского хозяйства. Однако собственные водные ресурсы его незначительны и практически полностью преобразованы антропогенной деятельностью с целью обеспечения региона достаточным количеством воды. В то же время в настоящий момент нет обоснованной характеристики водных ресурсов региона в результате существенного их преобразования в условиях антропогенной деятельности.

Удачное географическое положение Кумо-Манычской впадины между Азовским и Каспийским морями, её относительно небольшие абсолютные высоты, сравнительно мягкий климат и плодородные почвы давно привлекали в этот район население из центральной России для занятия сельским хозяйством. Кроме того, впадина привлекала и возможностью строительства канала, который соединил бы Азовское и Каспийское моря (Бюффон, 1757; Паллас, 1776; Блюм, 1871; Данилов, 1878; Моргуненков, 1921; Калиманов, 1931 и др.). Поэтому в 30-тых годах XX столетия в Кумо-Манычской впадине начались строительство канала, а также ирригационные работы по обеспечению водой этой территории, в основном из р. Кубань. Канал был частично построен к 1940 году, но дальнейшее строительство было прекращено.

В то же время ирригационные работы после 1945 г. были продолжены, результатом чего явились обводнительно-оросительные каналы, по которым стала подаваться вода в Кумо-Манычскую впадину не только для орошения, но и для обводнения рек бассейнов Западного и Восточного Маныча. Одновременно построен ряд водохранилищ и прудов.

Все эти мероприятия преобразовали не только гидрографическую сеть Кумо-Манычской впадины, но и резко увеличили сток рек Западный и Восточный Маныч, изменили их гидрологический режим.

Цель и задачи работы. Целью работы является оценка современного состояния водных объектов Кумо-Манычской впадины, определение степени антропогенного воздействия на гидрографию и речной сток, их изменение в XX столетии, а также количественная оценка возможного изменения речного стока на середину XXI столетия в связи с ожидаемым потеплением климата. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- дана характеристика гидрографической сети на доантропогенный период;

- рассмотрен режим стока воды, наносов и температуры воды на доантропогенный период;

- дана характеристика гидрографической сети на современный период;

- оценено изменение речного стока, происшедшее в результате антропогенной деятельности;

- рассмотрен гидрологический режим существующих водохранилищ;

- оценены составляющие водного баланса основных водохранилищ на конец XX и середину XXI столетия;

- определены величины изменения малых рек и озёрных водоемов;

- предложены новые классификационные признаки антропогенной нагрузки на водные объекты;

- определена величина изменения речного стока в регионе на середину XXI столетия в условиях глобального потепления климата.

Научная новизна. Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые рассмотрены водные объекты Кумо-Манычской впадины в естественных и существенно измененных в результате антропогенной деятельности условиях, а также оценены возможные изменения их характеристик в условиях глобального потепления климата. При этом дана количественная оценка происшедших изменений гидрографической сети, речного стока, рассмотрен гидрологический режим созданных водохранилищ. Комплексное рассмотрение водных объектов Кумо-Манычской впадины на конец XX столетия позволяет сделать вывод: при таком антропогенном изменении гидрографической сети и гидрологического режима нужно говорить об определяющем влиянии антропогенных факторов на состояние водных объектов рассматриваемого региона.

Основные защищаемые положения:

- антропогенное изменение водных объектов Кумо-Манычской впадины привело к созданию качественно и количественно новой её гидрографической сети;

- количественная оценка составляющих водного баланса бассейнов рек Западного и Восточного Маныча в условиях антропогенного воздействия;

- прогноз изменения водного баланса рек и водохранилищ Кумо-Манычской впадины на середину XXI столетия.

Исходные материалы и методы исследования. В основу работы положены данные наблюдений гидрологических и метеорологических станций и постов, в т.ч. на водохранилищах, а также результаты экспедиционных работ с участием автора. Использовались материалы Северо-Кавказского управления Росгидромета, учреждений Росводресурсов в Ростовской области и Ставропольском крае, Южгипроводхоза и Севкавгипроводхоза, Ростовского и Кубанского государственных университетов. Кроме того, использованы справочники «Ресурсы поверхностных вод СССР» т.т. 7 и 8, Гидрологические ежегодники, Справочник по гидрометеорологическому режиму озер и водохранилищ, топографические карты и космические снимки, а также немногочисленные изданные работы по гидрологии, метеорологии, геологии и геоморфологии Кумо-Манычской впадины и сопредельных территорий.

При обработке первичных данных использовались соответствующие статистические методы оценки и анализа временных и пространственных рядов, корреляционных и трендовых связей. Работа с топографическими картами осуществлялась с применением известных картометрических методов.

При разработке стратегии научного обобщения и методических подходов настоящего исследования автор опирался на исследования Н.И. Алексеевского, И.Ф. Карасева, Н.И.Коронкевича, П.М. Лурье, М.И. Львовича, И.А. Шикломанова и других ученых, исследования которых оказали влияние на постановку конкретных задач и интерпретацию полученных результатов.

Научное и практическое значение работы. Диссертационная работа в значительной степени связана с выполнением научно-исследовательских работ Северо-Кавказским УГМС, Ростовским государственным университетом (Южным федеральным университетом), а также Южным научным центром РАН в последние годы в рамках темы №3.2(00-05-48) «Исследование процессов формирования водных ресурсов семиаридной и аридной зон в условиях современного антропогенного воздействия».

Проведенные исследования позволяют:

- получить характеристику современных гидрографических и гидрологических условий водных объектов Кумо-Манычской впадины в условиях антропогенного воздействия и ожидаемого изменения климата;

- оценить динамику земноводных ландшафтов Кумо-Манычской впадины в условиях антропогенного воздействия;

- планировать переброску стока в Кумо-Манычскую впадину с учетом современного и будущего баланса рек и водохранилищ;

- применять в различных проектах использования водных ресурсов Кумо-Манычской впадины результаты анализа современного состояния составляющих водного баланса и прогноза их изменения на 2050 год в условиях возможного глобального потепления климата.

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы, определение изменений гидрографической сети и речного стока и ряда признаков антропогенной нагрузки на водные объекты, организация и проведение полевых экспедиционных исследований в 2004-2007 годах, анализ фондовых материалов, картометрические работы, статистический анализ, обобщение полученных научных материалов, формулировка основных выводов.

Апробация работы. Основные положения исследований докладывались на IV и VI Международных конференциях «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 2001, 2007), XXVII-XXXV школах семинарах «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования» (Ростов-на-Дону, Новороссийск, 1998-2007), Научно-практической конференции «Проблемы гидрометеорологии горных территорий Северного Кавказа и пути их решения» (Гузерипль, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы современной гидрометеорологии и геоэкологии» (Ростов-на-Дону, 2007), II Международной научно-технической конференции «Окружающая природная среда – 2007: антропогенные проблемы экологии и гидрометеорологии» (Одесса, 2007).

Публикации. Автором опубликовано 54 работы, в том числе по теме диссертации 15, из которых 2 – в рекомендуемых ВАК изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы (188 наименований). Объём рукописи 182 страницы, в том числе 29 рисунков (включая фотографии) и 48 таблиц.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю д.г.-м.н., проф. В.Е. Закруткину за постоянное внимание, рекомендации и советы, полученные при работе над диссертацией, а также коллегам, оказывавшим помощь в подготовке диссертации: д.г.н. С.В. Бердникову, д.г.н. Ю.М. Горгопе, д.г.н., П.М. Лурье, д.г.н. В.Д. Панову, к.ф.-м.н. Ф.А. Суркову, к.т.н. В.Л. Шустовой, к.т.н. О.Е. Архиповой, к.г.н., доц. Т.А. Смагиной, А.В. Кнутасу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

АНТРОПОГЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

В главе отмечено, что в истории гидрологических исследований региона можно выделить три периода: 1) до 1920 г., 2) 1920-1940 гг. и 3) после 1945 г. Первый период характеризуется случайными исследованиями этой малонаселённой в то время территории и связан с именами таких исследователей, как П.С. Паллас, И.А. Гильденштедт, К.М. Бэр, Н.Я. Данилевский и др., установивших основные черты гидрографии впадины. С 1920 по 1940 гг. осуществлены широкие исследования по изучению гидрологического режима рек, в основном Западного Маныча, с целью строительства судоходного канала Дон – Каспийское море, обводнения и орошения земель региона. Одновременно в 1930 г. начато строительство канала, образованы Усть-Манычское, Весёловское и Пролетарское водохранилища. В третий период (после 1945 г.) осуществлялись работы по изменению водного режима и водного баланса рек с целью обводнения и орошения земель Кумо-Манычской впадины и примыкающих к ней с севера и юга территорий. В этот период восстановлены Западно-Манычские водохранилища, построены мощные каналы по переброске воды во впадину из бассейнов рек Кубани, Дона и Кумы.

Основные классификационные признаки антропогенной нагрузки на водные ресурсы и их индексация приведены В.Е. Закруткиным и др. [2004]. В диссертации автором использован ряд дополнительных признаков, характеризующих изменение гидрографической сети (строительство водохранилищ, прудов, каналов, спрямления и иные изменения русел рек и т.п.), прерывистости внутригодового стока (для промерзавших и пересыхавших водных объектов), количества малых водных объектов (формирующих во многом сток с бассейна объекта), непрерывности водного объекта (плотины и иные гидротехнические сооружения).

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ

В главе даны описания основных черт рельефа и геологического строения впадины, климатических условий (солнечная радиация, циркуляция атмосферы, ветровой режим, температурный режим, влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров и метели), почв и растительности.

Кумо-Манычская впадина представляет собой слаборасчлененную равнину, наклоненную от водораздела Азовского и Каспийского морей на северо-запад и юго-восток. В целом в рамках настоящего исследования рассматриваемым в работе регионом является впадина с прилегающими территориями, принадлежащими бассейнам Западного и Восточного Манычей. Этот регион с севера ограничен Сальско-Манычской грядой и южными отрогами возвышенности Ергени с абсолютными высотами до 180-220 м. К югу находится Азово-Манычская возвышенность с высотами до 100-240 м и Ставропольская возвышенность (наибольшая высота 832 м). Все возвышенности густо расчленены оврагами, балками, долинами временных и постоянных водотоков.

Климатические условия региона умеренно-континентальные, с количеством атмосферных осадков 217-650 мм, но со сравнительно высокой температурой воздуха в тёплый период и соответственно большой величиной испарения. Температура воздуха с запада на восток увеличивается, а количество атмосферных осадков уменьшается. С возрастанием абсолютных высот количество последних достигает наибольших значений на Ставропольской возвышенности.

Почвы на большей части территории черноземные и каштановые. Растительность степная, полупустынная и на небольшой площади лесостепная. Естественная растительность практически полностью преобразована. Распаханность земель достигает 60-70 %, а местами до 90 %.

ГЛАВА 3. ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ СЕТЬ КУМО-МАНЫЧСКОЙ

ВПАДИНЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ УСЛОВИЯХ

3.1. Характеристика гидрографической сети в естественный период

Гидрографическая сеть Кумо-Манычской впадины развита относительно слабо. Густота речной сети на большей части составляет 0,2-0,3 км/км2. До 1932 г. гидрографическая сеть была в основном естественной, а водные объекты были представлены реками, озёрами и незначительным числом прудов.

Основные реки впадины - Западный и Восточный Маныч, первая из которых относится к бассейну Азовского моря, а вторая – Каспийского (рис.1). Особенностью этих рек на этот период являлась их маловодность и то, что р. Калаус была бифуркирующей – сток её шел как в Западный, так и в Восточный Маныч, причём в XX столетии основная часть воды поступала в р. Восточный Маныч.

До 1932-1940 гг. р. Западный Маныч, а до 1969 г. и р. Восточный Маныч в маловодные годы и даже в годы со средней водностью в отдельные месяцы пересыхали, а зимой промерзали, превращаясь в цепочку не соединённых между собой плёсов. Вода в реках была сильно минерализована, насыщена солями и опреснялась только в период весеннего половодья. Аналогичные процессы отмечались и на озёрах.

3.2. Характеристика гидрографической сети в антропогенных условиях

В результате целенаправленного изменения гидрографической сети Кумо-Манычской впадины было построено много водохранилищ и прудов, каналов, уничтожен целый ряд озёр.

 Гидрографическая схема района исследований а – реки, б – пересыхающие реки, в-1

Рис.1. Гидрографическая схема района исследований

а – реки, б – пересыхающие реки, в – каналы, г – озера и водохранилища,

д – названия каналов: 1 – Садковский, 2 – Донской магистральный, 3 – Пролетарская ветвь, 4 – Азовский, 5 – Левая ветвь Правоегорлыкского канала,

6 – Невинномысский, 7 – Барсуковский, 8 – Большой Ставропольский, 9 – Кумо-Манычский, 10 – Терско-Кумский, 11 – Левокумская ветвь Кумо-Манычского канала, 12 – Кумский, 13 – Чограйский

Изменение гидрографии рек сказалось в образовании в их руслах водохранилищ и прудов. В результате этого длина рек сократилась, была затоплена пойма рек, началась интенсивная переработка берегов на водохранилищах и реках, а ниже водохранилищ усилилась эрозия русел рек. В долинах рек, где образовывались водохранилища, были затоплены как небольшие, так и крупные озёра.

В устьевой части р. Калаус была построена глухая плотина, прекратившая сток этой реки в р. Восточный Маныч. Это привело к тому, что теперь р.Калаус не приток и не исток р. Восточный Маныч. Её в настоящее время можно считать притоком и истоком р. Западный Маныч (рис.2).

Рис.2. Схема устьевой части р. Калаус и верховья рек Западный и Восточный Маныч

а – реки, б – озёра и водохранилища, в – границы поймы р. Калаус,

г – отметки высот, д – бывшее направление стока р. Калаус в

р. Восточный Маныч, 1 – оз. Лысый Лиман, 2 – Калаусская плотина,

3 – Чограйское водохранилище

Река Западный Маныч от места впадения в р. Дон и до устья р. Калаус превратилась в каскад водохранилищ - Пролетарского, Весёловского и Усть-Манычского. Первые два из них разделены между собой плотиной, а между Весёловским и Усть-Манычским - имеется короткий отрезок речного русла протяженностью 8,2 км, а также судоходный канал длиной 6 км.

В связи с отсечением Калаусской дамбой стока р.Калаус за исток р. Восточный Маныч теперь надо принимать р. Рагули. Существенно изменило гидрографию территории Чограйское водохранилище, перекрывшее 53,7 км русла р. Восточный Маныч.

В связи с перестройкой гидрографической сети Кумо-Манычской впадины существенно изменилась её структура: теперь основными водными объектами нужно считать водохранилища и каналы.

Особенностью гидрографической сети Кумо-Манычской впадины является густая сеть каналов, распределителей, дрен и коллекторов. Большая часть из них создана с целью орошения и обводнения засушливых степных районов, а также для обеспечения судоходства на р. Западный Маныч. Наиболее значительными каналами по объёму воды, проходящей по ним, являются Невинномысский, Кумо-Манычский, Пролетарская ветвь Донского магистрального, Черноземельский, Азовский и Левая ветвь Правоегорлыкского канал. Длина этих каналов 49-274 км.

3.3. Изменение гидрографической сети за ХХ столетие

Перестройка гидрографической сети в Кумо-Манычской впадине началась с 1932 г. и происходила в три этапа. На первом, в 1932-1936 гг. в долине р. Западный Маныч было создано три водохранилища: Усть-Манычское, Весёловское и Пролетарское, в результате чего затоплено много озёр, расположенных в пойме реки, в т.ч. озеро Маныч-Гудило, которое стало частью Пролетарского водохранилища.



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.