Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Прыткова, Мария Яковлевна. Географические закономерности осадконакопления в малых водохранилищах : Дис. ... д-ра географические науки : 11.00.07.- Москва, 2007


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Стр.

Введение б

Глава I. Природные условия лесостепной и степной вон СССР

и общие сведения о малых водохранилищах 14

  1. Принятые понятия , 14

  2. Природные условия 16

  3. Краткая история строительства малых водохранилищ

и их хозяйственное значение 28

1.4. Динамика регулирования местного стока 33

Выводы. ... 39

Глава 2. Изученность осадконакопления в малых водохранили
щах 40

2.1. Общая схема осадкообразования в водохранилищах

как основа его комплексного изучения 40

  1. Основные этапы и направления исследований осадконакопления в малых водохранилищах 50

  2. Методы и результаты обобщения данных по осадкоиа-коплению в малых водохранилищах 70

Выводы 95

Глаза 3. Морфометрические характеристики и гидрологичес
кий режим малых водохранилищ 96

  1. Морфометрические характеристики водосборов 96

  2. Морфометрические характеристики водоемов ИЗ

  3. Соотношения между морфометрическими характеристиками водоемов и водосборов 126

  4. Водный баланс каскада прудов 132

  1. Методика определения элементов водного баланса J32

  2. Водный баланс каскада прудов 136

3.4.3. Особенности водного баланса малых водохранилищ 142

  1. Уровенный режим малых водохранилищ 147

  2. Термический режим водоемов 155

  3. Ледовый режим водоемов 158

  4. Ветровое волнение, течения в водоемах 162

Выводы 163

Глава 4. Источники седиментационного материала 166

  1. Сток наносов малых водотоков 166

  2. Источники осадконакопления в прудах каскада 189

  1. Методика изучения источников седиментационного материала прудов 190

  2. Приток наносов с водосбора 193

  3. Продукты эолового переноса 199

  4. Размыв берегов, начального ложа, плотины 200

  5. Продукты внутренней жизни водоема 213

  6. Общее поступление седиментационного материала

в пруды каскада 217

Выводы 219

Глава 5, Взвешенное вещество и донные отложения малых водо
хранилищ 222

  1. Методика изучения взвесей и донных отложений прудов 223

  2. Взвеси прудов на б. Каракубанской 226

  3. Донные отложения прудов на б. Каракубанской 234

  4. Средняя плотность отложений в прудах 248

  5. Зональные и внутризональные изменения состава донных отложений малых водохранилищ 252

Выводы 264

Глава 6. Седиментационный баланс и наносоудерживающая спо
собность малых водохранилищ 267

_ 4 -

  1. Седиментационный баланс каскада прудов на б. Караку-банской 267

  2. Наносоудерживающая способность водохранилищ и ее расчет 273

Выводы 284

Глава 7. Географические закономерности осадконакопления в

малых водохранилищах 286

  1. Методика исследований 286

  2. Оценка влияния факторов на осадконакопление 291

  1. Влияние осадков 292

  2. Влияние размера водосбора и водоема 302

  3. Влияние продолжительности эксплуатации 312

  4. Влияние характеристик подстилающей поверхности 319

  1. Районирование территории по условиям осадконакопления в прудах 330

  2. Зональные и внутризональные изменения показателей осадконакопления в прудах 340

7.5. Характеристика седиментационных районов 354

7.5Л. Пруды лесостепной зоны 354

  1. Пруды степной зоны 363

  2. Пруды горных областей Урала и Предкавказья 375

Выводы 378

Глава 8. Расчет осадконакопления в малых водохранилищах 381

  1. Схема построения расчетной зависимости для определения показателей осадконакопления 382

  2. Расчетные зависимости для определения показателей осадконакопления в прудах 387

  3. Оценка эффективности мер защиты прудов от заиления продуктами эрозии 402

  4. Проверка методов расчета заиления прудов 409

- 5—

Выводы 415

Глава 9. Сток наносов малых водотоков как элемент седимента-

ционного баланса прудов 417

  1. Методика оценки склонового смыва и стока наносов малых водотоков по данным заиления прудов 417

  2. Зональные и внутризональные изменения стока наносов малых водотоков 419

  3. Расчетные зависимости для определения стока наносов малых водотоков 424

9.4. Влияние прудов на сток наносов рек 429

Выводы 431

Заключение 433

Литература 438



Введение диссертации:

Осуществление намеченной ХХУІ съездом КПСС на I98I-I985 годы и на период до 1990 года широкой программы мер, направленных на дальнейший подъем народного хозяйства, в зоне недостаточного увлажнения в значительной степени связано с улучшением и наиболее полным использованием прежде всего вод местного стока, издавна аккумулируемого в многочисленных небольших водохранилищах /прудах/» создаваемых на малых речках, ручьях, оврагах, балках. Пруды, являясь источником сельскохозяйственного водоснабжения, развития орошаемого земледелия, высокопродуктивных орошаемых пастбищ и сенокосов, прудового рыбоводства, в то же время имеют огромное водоохранное значение,,способствуя пополнению запасов грунтовых вод, защите рек и других водных объектов от заиления.

В СССР насчитывается около 130-150 тысяч прудов /Мильков, 1978; Вендров, 1979/, половина которых расположена в лесостепной и степной зонах, занимающих всего 12 % площади страны. В среднем на каждую 1000 км2 площади СССР приходится 7 водоемов, в указанных зонах - 25, а в отдельных районах - до 40-50 и более. Большая насыщенность территории прудами и небольшими водохранилищами /рис. I / послужила для отдельных исследователей основанием, чтобы называть лесостепь и степь Русской равнины "страной тысячи прудов" /Мильков, 1978/, вводить понятие о "коэффициенте запруженности" территории /Любивая, Михно, 1974/, выделять "прудовые районы" /Се-менцов, 1973а/ и раздел гидрологии суши - прудоведение /Срибный, 1967/. Это огромное водное хозяйство еще недостаточно изучено в гидрологическом отношении, слабо организован учет водоемов, необходимый для надежной оценки их влияния на гидрологический режим

- z-

Рис. I. Размещение прудов в Поволжье /по О.М» Зубченко, 1971 /.

водотоков.

Пруды отличаются высокой интенсивностью заиления, снижающей эффективность использования водоемов в народном хозяйстве и требующей разработки наиболее обоснованных методов прогноза /расчета/ срока службы проектируемых водоемов и мер охраны их от заиления. По ориентировочным подсчетам, в прудах СССР ежегодно откладывается

столько же продуктов эрозии /225-300 млн. м /, что и во всех крупных водохранилищах страны, хотя общий объем прудов не превышает объема одного Куйбышевского водохранилища.

В последние 40-50 лет в нашей стране, особенно в лесостепной и степной зонах, выполнен большой объем исследований заиления небольших водохранилищ и прудов с целью разработки методов расчета заиления этих водоемов и оценки стока наносов неизученных малых водотоков. Однако работы носили преимущественно маршрутный характер, отсутствовал комплексный подход к изучению осадконакопления, в основе которого лежит исследование баланса вещества водоема. Это обусловило слабую изученность эрозионных характеристик малых водосборов, гидрологического режима водоемов, источников седиментаци-онного материала, наносоудерживающей способности водоемов, физико-механических и химических свойств донных отложений, отсутствие методического обоснования способа оценки стока наносов малых водотоков по данным заиления прудов. Оставались невыявленными пространственные закономерности осадконакопления в прудах.

Таким образом, актуальность темы диссертации обусловлена слабой изученностью географических и гидрологических закономерностей осадконакопления в малых водохранилищах и необходимостью их познания для решения задач, имеющих важное научное и практическое значение.

Основная цель исследований - выявить географические /зональное и внутризональное изменение/ закономерности осадконакопления в

прудах лесостепной и степной зон СССР и на их основе построить расчетные зависимости для определения показателей осадконакопления в проектируемых водоемах, обосновать способ оценки стока наносов малых водотоков по данным заиления прудов и разработать расчетные зависимости для его определения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи;

организовать и провести комплексные маршрутные и балансовые исследования осадконакопления в верховых прудах, каскадах прудов и водохранилищах Предкавказья; разработать методику полевых, особенно балансовых, исследований осадконакопления;

изучить морфометрические характеристики прудов и их водосборов, гидрологический режим водоемов и особенности их водного баланса, источники седиментационного материала и их роль в общем поступлении материала в водоем, взвеси и наносоудерживающую способность водоемов, особенности их седиментационного баланса, химический состав донных отложений;

выполнить районирование территории лесостепной и степной зон СССР по условиям осадконакопления в прудах с целью выявления зональных и внутризональных изменений показателей осадконакопления и построения расчетных зависимостей для определения последних;

разработать расчетные зависимости для определения средней плотности отложений в прудах и наносоудерживающей способности водоемов;

оценить сток наносов малых водотоков лесостепной и степной зон как элемент седиментационного баланса прудов, выявить его географические закономерности и разработать расчетные зависимости для его определения;

оценить ежегодный объем отложений в прудах СССР и влияние этих водоемов на сток наносов рек;

- показать возможность использования результатов исследований для проектирования прудов, мер защиты их от заиления и противоэро-зионных мероприятий на малых водосборах.

Для решения поставленных в диссертации задач привлечены прежде всего материалы собственных исследований автора на прудах и водохранилищах Предкавказья /I96S-I976 гг./, где в общей сложности изучено заиление 75 верховых прудов и 240 прудов в составе каскадов на местном стоке, 10 небольших водохранилищ, наполняемых водой Большого Ставропольского канала и его распределителей. Изучен водный и седиментадионный баланс водохранилищ Отказненского и "Волчьи Ворота", а также каскада из 7 прудов на б. Каракубанской /Краснодарский край/. Использованы также литературные данные по заилению 420 верховых прудов и небольших водохранилищ преимущественно лесостепной и степной зон СССР и аналогичные данные по прудам США, Индии, Болгарии, опубликованные материалы стационарных наблюдений Северо-Кавказского УГМС над гидрологическим режимом прудов и сведения по водному и седиментационному балансам водохранилищ разного размера.

В основу работы положен комплексный подход к решению проблемы осадконакопления в малых водохранилищах, вытекающий из общей схемы осадкообразования в водохранилищах. Осадконакопление рассматривается как сложный, многофакторный нестационарный процесс, включающий поступление седиментационного материала из аллохтонных и автохтонных источников, его переработку и сортировку в водоеме, седиментацию и частичный вынос из водоема. Методологической основой комплексного изучения осадконакопления является водный и седимен-тационный баланс водоема, через отдельные элементы которых осуществляется связь водоема с водосбором.

Предметом защиты является новое развиваемое в работе научное направление - гидрология малых водохранилищ, включающее изучение

- II -

размещения відоємов, эрозионных характеристик водосборов, морфо-метрических характеристик водоемов и гидрологического режима, источников наполнения и заиления, водообмена и наносоудерживающей способности, взвесей и донных отложений, гидрохимического режима, влияния этих водоемов на гидрологический режим рек, охрану водоемов. Необходимость в этом направлении обусловлена выявленной в диссертации особенностью морфологии чаши прудов, их водного и седи-ментационного балансов, режима взвесей, распределения по акватории водоема взвесей и мощности отложений, а также большой численностью водоемов и их народнохозяйственным значением. Основное внимание в работе уделено осадконакоплению как наиболее изученному и интенсивно протекающему процессу, определяющему срок службы водоемов.

Исследования направлены на решение важной народнохозяйственной проблемы рационального использования вод местного стока для сельскохозяйственных, бытовых, производственных нужд. При этом автором

установлены географические и гидрологические закономерности осадконакопления в прудах лесостепной и степной зон СССР;

выявлены особенности водного и седиментационного балансов прудов, режима взвесей;

выполнено районирование территории лесостепной и степной зон по условиям осадконакопления в прудах, разработаны расчетные зависимости для определения плотности отложений, показателей осадконакопления и стока наносов малых водотоков, наносоудерживающей способности водохранилищ;

оценен ежегодный объем отложений в прудах СССР и влияние этих водоемов на сток наносов рек;

разработана методика комплексного натурного изучения осадконакопления в малых водоемах и даны практические рекомендации по использованию результатов исследований при проектировании прудов и мер защиты их от заиления, противоэрозионных мероприятий на малых

водосборах.

Результаты исследований опубликованы в 42 работах автора, в том числе в двух монографиях: "Малые водохранилища лесостепной и степной зон СССР", Л., Наука, 1979, 12 а.л., "Осадконакопление в малых водохранилищах", Л., Наука, 1981, 10 а.л., и прошли апробацию на научных конгрессах, съездах, конференциях, совещаниях, семинарах, заседаниях Ученого совета Института озероведения АН СССР.

Диссертация является итоговой работой автора, выполненной в Институте озероведения АН СССР по проблеме "Исследование процесса заиления водохранилищ" /і государственной регистрации 73 060 521/. Значительный объем фактических данных получен при проведении работ по плану народно-хозяйственной тематики РСФСР /приказ MB и ССО от 16 ХП 1965 г., № 640/ и координационному плану научных исследований ГК по науке и технике при СМ СССР /Jfe 02 900 002/. С 1963 г. автор возглавлял Северо-Кавказскую экспедицию Института озероведения, являясь с 1965 г. ее научным руководителем, определял общее направление работ и непосредственно участвовал в них. Под его редакцией вышли из печати сборники и коллективные монографиии сотрудников экспедиции. Все научные выводы, приведенные в диссертации, принадлежат автору.

Основные результаты исследований внедрены в производство Институтом "Севкавгипроводхоз" при проектировании различных стадий Большого Ставропольского канала, водохранилищ вторичного регулирования, Кисловодского водохранилища и многочисленных прудов инженерного типа. Разработанный автором метод расчета заиления прудов использован в Болгарии /Папазов, Амиорков и др., 1966/ и вошел в рекомендации СЭВ /Методы измерения расходов наносов и изучения деформации речных русел и исследование твердого стока. Будапешт, 1972/. Способ расчета средней плотности отложений применен на Мингечаурском водохранилище /Тарвердиев, 1974/. Полученные в ходе исследований выводы о

- ІЗ -

стоке речных наносов и заилении прудов вошли отдельными главами в монографии "Ресурсы поверхностных вод СССР" /т. 7, 8, 1973/. Автором прочитаны спецкурсы студентам гидрологических специальностей Одесского гидрометеорологического института /Речные наносы/ в 1967 г. и Дальневосточного государственного университета /Гидрология малых водохранилищ/ в 198I г.

Выполненные в диссертации разработки доведены до возможности их практического применения проектными и производственными организациями при решении следующих задач:

при проектировании прудов лесостепной и степной зон - расчетные зависимости для определения средней плотности отложений, показателей осадконакопления, продуктов размыва берегов, наносоудержи-вающей способности водоемов;

при планировании очередности проведения противоэрозионных мероприятий на малых водосборах - зональные и внутризональные характеристики осадконакопления в прудах и стока наносов малых водотоков;

при оценке эффективности противоэрозионных мероприятий на малых водосборах - методика определения стока наносов малых водотоков как элемента седиментационного баланса прудов;

при разработке мер защиты водоемов от заиления, решении вопроса о строительстве нового водоема или расчистке от отложений существующего - данные о нестационарности размыва берегов прудов, стадиях осадконакопления и динамичности соотношения между аллохтонным и автохтонным веществом в приходной части седиментационного баланса прудов;

при выборе способов расчистки прудов от накопившихся отложений и использования последних - сведения о плотности отложений, их химическом составе.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций