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 | 3 || 5 |

Математико-картографическое обеспечение геоинформационного моделирования геосистем и комплексов (на примере гидрологических)

-- [ Страница 4 ] --

Примечание: n – общее число точек, попавших в типичную область; n1 – число точек, попавших в обнажившуюся область.

Как видно из табл. 1 гипотеза, отражающая несущественные изменения, отвергается в пользу альтернативной при величине сработки 1,90 м. Таким образом, этот уровень сработки соответствует качественному (10 %) изменению площади рассматриваемого участка водохранилища.

Это свидетельствует о том, что прибрежная зона на данном участке практически отсутствует, и мы имеем дело с крутым склоном затопленной долины. Полное обнажение склона наблюдается при последующих двух качественных изменениях. При дальнейшем понижении уровня склон долины выполаживается и переходит в надпойменную террасу.

Таким образом, предложен новый подход к выделению таксономических единиц в пределах участков водохранилищ, который совместно с генетическим подходом даст более объективные критерии выделения этих зон для характеристики морфометрических особенностей и их влияния на элементы гидрологического режима участков водохранилищ.

Вследствие понижения уровня воды и характера рельефа дна образуются многочисленные замкнутые котловины, способствующие развитию заморных явлений на водоеме. Кроме того, наличие таких понижений может отрицательно сказываться на работе водозаборов, являться местами накопления сбросов и т.д. Количество, местоположение и размеры этих котловин зависят от уровня сработки водохранилища и характера подводного рельефа. Определение перечисленных характеристик традиционными способами не представляется возможным. В то же время проблема достаточно актуальна, поскольку понижение уровня воды существенным образом сказывается на условиях зимовки гидробионтов. Для предотвращения гибели и решения проблем охраны и воспроизводства рыбных запасов необходимо планирование водно-мелиоративных работ, проведение которых предусматривает знание масштабов развития заморных явлений на водохранилищах.

На основе созданных ЦМР Камского и Воткинского водохранилищ и применения ГИС-технологий выполнено моделирование мест формирования возможных заморных явлений и обсыхания нерестилищ в результате зимней сработки уровня воды.

В четвертой главе показаны возможности использование математико-картографического моделирования для проведения геоэкологической оценки и прогноза состояния малых водохранилищ (на примере Нижнезырянского, Пермский край, г. Березники). Аварийная ситуация привела к затоплению одного из рудников и образованию крупного провала в промышленной части города, в непосредственной близости от водохранилища. Во избежание катастрофических процессов без достаточных обоснований было начато снижение его уровня, а в перспективе был поставлен вопрос о полном спуске. В этой связи возникла необходимость в сжатые сроки оценить экологические последствия ликвидации данного водоема.

Водохранилища, расположенные в промышленно развитых районах, подвержены воздействию сточных вод различных видов, преобладающими среди которых являются городские, ливневые, промышленные, сельскохозяйственные. Загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, гербициды и другие, нередко присутствуют в водах в растворенном состоянии. Попадая в водохранилища, они могут выпадать из раствора в осадок, адсорбироваться на тонкодисперсных взвешенных частицах и осаждаться вместе с ними. Этим обусловливается многократное превышение концентрации поллютантов в донных отложениях над их содержанием в водной толще.

Более глубокие и плотные слои донных отложений, неподверженные размывающему воздействию ветрового волнения, подвергаются эрозии под действием основного и боковых притоков, а также плоскостного и ручейкового стоков. Масштабы ремобилизации и смыва этой части донных отложений во многом определяются объемом и механическим составом осадков, накопившихся за время существования водохранилища, а также условиями (стратегией) осушения водоема. Для искусственных водоемов малого размера характерен размыв и вынос большей части донных отложений; в сравнительно больших водохранилищах, ширина которых намного превышает ширину реки в незарегулированном состоянии, значительное количество донных отложений после спуска, как правило, остается на месте. При этом эрозии подвергается, главным образом, только часть донных отложений, лежащая в пределах новообразованных русла и поймы.

Таким образом, основные экологические последствия при спуске водохранилищ связаны с ухудшением качества воды за счет повышенной мутности и выноса загрязняющих веществ из донных отложений в водную толщу, нарушением среды местообитания водных организмов, изменением характера русловых процессов в результате переотложения наносов, а также с рядом гидробиологических и гидрохимических изменений, обусловленных сменой зарегулированного стока на речной режим.

Основой для решения задач, связанных с процессом сработки водоема и определением мощности отложений, служит создание оптимальной цифровой модели рельефа дна водоема, построенной математико-картографическими методами на основе информации о состоянии территории до и после образования водоема. Для решения проблемы получения формальных выводов о процессе сработки на территории Нижнезырянского водохранилища с учетом понижения его уровня реализован программный инструмент, позволяющий применить определенный статистический подход: моделировать сброс воды в водохранилище на заданный уровень c получением полигонального слоя, содержащего информацию о не осушенных и осушенных областях водохранилища с пространственной оценкой донных отложений (рис. 2).

Рис. 2. Анализ морфометрической структуры дна водохранилища
при сработке на 2 м

По вычисленным статистическим характеристикам и графикам функций распределения глубин производится анализ морфометрической структуры дна, также возможно сделать выводы о принадлежности морфометрической структуры дна одному из типов классификации.

Для определения средних мощностей донных отложений на различных участках построены и совмещены профили дна водохранилища по старым проектным глубинам с учетом оседания поверхности и по современным глубинам (рис. 3). Помимо оседания поверхности дна, при вычислении объема отложений учитывалось и старое русло реки.

Размеры и форма водохранилища изменятся в первую очередь за счет уменьшения объема воды, площади зеркала, глубины и ширины. После предполагаемого спуска воды водоем приобретет более вытянутую форму, что находит свое отражение в увеличении удлиненности. Возможно, потребуется удаление части донных отложений для сокращения площади мелководных зон. Следует отметить, что после снижения уровня начнется интенсивный снос осушенных донных отложений в оставшуюся часть водохранилища, что приведет к его обмелению и расширению мелководной зоны.

Распределение донных отложений по акватории водохранилища отличается большой неравномерностью (рис. 4), обусловленной морфометрическими особенностями водоема. Общей закономерностью распределения отложений является увеличение их мощности от верховьев к плотине и от берегов к затопленному руслу р. Зырянка, что наглядно иллюстрируют гипсометрические профили дна водохранилища (рис. 3). На фоне относительно небольших мощностей донных отложений, не превышающих 1 м, имеются участки дна с повышенными мощностями отложений. По характеру их распределения Нижнезырянское водохранилище можно разделить на 3 участка. Первый участок приурочен к верховью водохранилища. Здесь наблюдается крупный ареал донных отложений, мощность которых составляет 1–2 м. В центральной части водоема находится второй значительный по площади ареал повышенных (1–2 м) мощностей донных отложений, приуроченный к ее озеровидному расширению. Еще более значительные мощности донных отложений наблюдаются в самой глубокой, приплотинной, части водохранилища. Здесь сформировался заметный ареал донных отложений, высота слоя которых достигает 3 м. Наибольшие толщи донных отложений наблюдаются в затопленном русле рек Зырянка и Быгель, где они на 1–1,2 м выше, чем на примыкающих к руслу участках дна. В затопленном русле приплотинной части водоема была зафиксирована максимальная для водохранилища мощность донных отложений, составившая 4,3 м

.

По результатам расчетов, общий объем донных отложений, накопленных за время существования водохранилища, составляет 3,5 млн м3, из которых 0,14 млн м3 приходится на затопленную русловую ложбину рек Зырянка и Быгель. Расчетный объем донных отложений, находящихся в пределах предполагаемой зоны осушения при отметке 112,5 м, составляет 1,5 млн м3 (табл. 2).

Перемещение границы выклинивания подпора в результате частичного спуска водохранилища и смена условий зарегулированного стока на условия реки в свободном течении приведет к интенсивному размыву толщ накопленных донных отложений и формированию на осушившемся участке дна новых пойменно-русловых форм рельефа, соответствующих новым гидродинамическим условиям.

Таблица 2

Количественные характеристики донных отложений
Нижнезырянского водохранилища

Показатель В целом для водохранилища В пределах предполагаемой зоны осушки
Объем, млн м3 3,5 1,5
Мощность, м Средняя 1,1 0,8
Максимальная 4,3 3,0
Площадь, га 365,0 193,0


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 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.