Главная » 2014»Август»1 » Скачать Водный режим крупных неприливных дельт и его антропогенные изменения: На примере устьев рек Волги и Дуная. Исупова, Мария бесплатно
23:47
Скачать Водный режим крупных неприливных дельт и его антропогенные изменения: На примере устьев рек Волги и Дуная. Исупова, Мария бесплатно
Водный режим крупных неприливных дельт и его антропогенные изменения: На примере устьев рек Волги и Дуная
Диссертация
Автор: Исупова, Мария Викторовна
Название: Водный режим крупных неприливных дельт и его антропогенные изменения: На примере устьев рек Волги и Дуная
Справка: Исупова, Мария Викторовна. Водный режим крупных неприливных дельт и его антропогенные изменения : На примере устьев рек Волги и Дуная : диссертация кандидата географических наук : 25.00.27 - Москва, 2003 - Количество страниц: 223 с. ил Москва, 2003 223 c. :
Объем: 223 стр.
Информация: Москва, 2003
Содержание:
Глава 1 ГИДРОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТЬЕВЫХ ОБЛАСТЕЙ РЕК ВОЛГИ И ДУНАЯ E L Устьевая область Волги
12 Устьевая область Дуная
13 Основные гидролого-морфологические особенности устьевых областей Волги и Д>ч1ая
14 Хозяйственная освоенность дельт
Глава 2 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ГРАНИЦАХ ДЕЛЬТ ВОЛГИ И ДУНАЯ
21 Сток воды и наносов рек Волги и Дуная
22 Уровни Каспийского и Черного морей
Глава 3 ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО РЕЖИМА УСТЬЕВЫХ ОБЛАСТЕЙ ВОЛГИ И ДУНАЯ
31 Перераспределение стока воды по рукавам дельт Волги и Дуная
32 Распластывание волны половодья в дельтах Волги и Дуная
33 Процессы взаимодействия русловых потоков и поймы в дельтах Волги и Дуная
34 Распространение подпора в дельты рек Волги и Дуная со стороны Каспийского и Черного морей
35 Распространение сгонно-нагонных колебаний уровня моря в устья рек Волги и Дуная
Глава 4 ВОЗМОЖНЫЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА УСТЬЕВЫХ ОБЛАСТЕЙ ВОЛГИ И ДУНАЯ В БУДУЩЕМ
41 Возможные изменения водного режима дельты Волги
42 Возможные изменения водного режима дельты Дуная Заюпочение
Введение:
Актуальность исследований. Дельты рек являются уникальными физико-географическими объектами. Для них характерны сложная внутренняя структура, особый режим уровней и расходов воды и стока наносов, особенности развития гидрографической сети и ландшафта. Устьевые дельтовые комплексы и их ресурсы испытывают значительную и всестороннюю антропогенН340 нагрузку. Это - интенсивное сельскохозяйственное, рыбохозяйственное и воднотранспортное освоение, >рбакизация, проведение различных водохозяй= ственных мероприятий. И в то же время дельты рек играют существенную роль в поддержании экологического равновесия на прилегающих к ним обширных территориях речного бассейна и акватории приемного водоема.В связи с проектированием, строительством и эксплуатацией различных гидротехнических сооружений в устьях рек все более важное значений приобретает прогноз естественных и антропогенных изменений природных комплексов устьев рек. При этом основным вопросом исследований является изучение изменений водного и, как следствие, руслового режима дельт рек.В качестве объектов исследования выбраны дельты Волги и Дуная, как крупные неприливные устья рек, весьма сильно освоенные в хозяйственном отношении. Кроме того, по этим дельтам имеются многочисленные гидрометрические материалы, необходимые для исследований.Изучение воздействия колебаний уровня Каспийского моря на водный режим дельты Волги представляет большой интерес как с научной точки зрения (например, в связи с необходимостью прогноза влияния ожидаемого повышения уровня Мирового океана на устья рек; при этом устья рек, впадающих в Каспий, могут рассматриваться как аналоги), так и с практической. Это связано с освоением водных и земельных ресурсов дельты, с проблемой предсказаний наводнений в дельте Волги и разработкой мер борьбы с ними, а также с созданием глубоководного судового хода Волга - Каспийское море.На протяжении многих столетий, а особенно в X X в., дельта Дуная активно используется человеком в различных областях экономики (сельское и рыбное хозяйство, водный транспорт и др.). Антропогенное воздействие на этот природный комплекс достаточно велико. Поэтому весьма важно рассмотреть особенности гидрологического и руслового режима дельты как в естественных условиях, так и под влиянием антропогенных факторов, особенно в связи с проблемой освоения дельты и выбора нового судового хода Дунай Черное море в украинской части дельты и т.д.Актуальность темы диссертации определяется необходимостью исследования важных в научном и практическом отношении гидрологических процессов в дельтах рек и влияния на них естественных и антропогенных факторов.Исследования водного режима крупных неприливных дельт, проведенные в России и за рубежом, показали, что, с одной стороны, основные закономерности гидрологических процессов едины, но, с другой стороны, имеется довольно много существенных региональных особенностей. Подробного анализа причин различий в водном режиме крупных неприливных дельт до настоящего времени не проводилось. В том числе и для дельт Волги и Дуная, в целом достаточно хорошо изученных (работы Б.А. Аполлова, В.В. Валединского, С. Байдина, Ф.Н. Линберга, И.В. Самойлова, М.М. Рогова, H . A . Скриптунова, B .C . Рыбака, И.А. Шикломанова, В.Ф. Полонского, О.В. Горелиц, Л.Г. Синенко, В.Н. Коротаева, В.В. Иванова, Н.И. Алексеевского, И.Г. Петреску, В.Н. Михайлова, В.Н. Морозова и др.). Между тем, детальное сравнение гидрологического режима этих дельт и объяснение причин их различий могло бы не только способствовать более глубокому анализу особенностей их гидрологического режима, но и лучшему пониманию гидрологических процессов в неприливных дельтах вообще. Результаты исследования водного режима дельт Волги и Дуная должны также способствовать разработке научных основ рационального использования и охраны их природных ресурсов. Актуальность работы обусловлена также необходимостью совершенствования методов прогноза на многолетнюю перспективу изменений водного режима устьев рек под влиянием естественных и антропогенных факторов.Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы явился сравнительный анализ водного режима дельт Волги и Дуная, выявление причин его различий и уточнение на этой основе закономерностей водного режима крупных неприливных дельт. Для достижения этой цели потребовалось решить следуюш;ие задачи: 1. Оценить различия, во-первых, во внешних факторах, влияющих на рейсам дельт Волги и Д>'кая, и, прежде всего - стока воды и наносов рек и колебаний уровня Каспийского и Черного морей; во-вторых, в морфологическом строении этих дельт и прилегающих участков взморьев; в-третьих, во влиянии местных антропогенных факторов на водный режим дельт.2. Выявить различия и объяснить их причины в следующих пяти основных процессах, характерных для дельт Волги и Дуная, а именно: а) перераспределении стока воды по рукавам; б) распластывании волны половодья от вершины дельты к ее морскому краю; в) взаимодействии руслового потока и дельтовой поймы; г) распространении в дельту подпора от поднимающегося уровня моря; д) проникновении в дельту сгонно-нагонных колебаний уровня моря.3. Разработать некоторые методические приемы по оценке: а) трансформации паводочных петель в дельте; б) стоково-подпорных изменений уровней воды в дельте; в) нагонных повышений уровня воды в дельте.4. Оценить возможные изменения водного режима дельт Волги и Дуная в ближайшем будущем.5. На основе выявленных закономерностей сделать практические рекомендации по рациональному использованию рассматриваемых дельт.Фактический материал и методика исследований. В основу работы положены данные стационарных и полевых исследований Астраханского центра по гидрометеорологии. Дунайской гидрометеорологической обсерватории (Измаил, Украина), географического факультета МГУ, Астраханского комплексного проектно-изыскательского отдела института «Союзморниипроект» в устьевых областях Волги и Дуная. Автор диссертации благодарит перечисленные выше организации за сотрудничество в совместных исследованиях и любезно предоставленные фактические материалы.Автор работы принимала участие в экспедиции, проведенной географическим факультетом М Г У совместно с Астраханским комплексным проектноизыскательским отделом института «Союзморниипроект» в дельте Волги в 2000 г. и проводила на месте сбор материалов для исследований по теме диссертации.Методической основой работы являлись обработка гидрометрических данных по отдельным гидрологическим постам и гидрометрическим створам устьевых областей Волги и Дуная. По этим данным строились кривые связи уровней и расходов воды Н = Х 0 , а также кривые многолетних изменений характеристик водного режима дельт. С помощью графиков связи расходов воды в рукавах с расходом воды в вершине дельты рассчитывалось перераспределение стока между рукавами. В многолетних изменениях уровней воды в дельте Волги выделялись составляющие, связанные отдельно с изменчивостью стока воды реки и уровня моря. Для этого строились кривые многолетних изменений уровня воды и продольные профили водной поверхности в дельте при различных фиксированных расходах воды Волги. Для дельты Дуная были построены кривые связи расходов воды в рукавах дельты с расходом воды в ее вершине Qi = АЯр)^ ^ также гидролого-морфометрические зависимости вида В = kQд^ для отдельных створов и всей системы водотоков при фиксированных расходах воды в вершине дельты и т.д. По построенным графикам и кривым проводился анализ изменения характеристик водного режима дельт Волги и Дуная и причин, их вызывающих, а также выделялись естественные и антропогенные составляющие изменений водного режима, устанавливались тенденции в развитии гидрографической сети дельт и т.д.Научная новизна работы состоит в том, что впервые исследование водного режима дельт проведено путем детального сравнения условий, факторов и процессов в двух существенно различных ьфупных объектах - устьевых областях рек Волги и Дуная. Новизна работы определяется следующими основными результатами, которые составляют предмет защиты: 1. Выявлены и оценены различия во внешних факторах (сток воды и наносов рек, уровни моря), морфологических особенностях дельт и взморьев, антропогенном влиянии, что определяет и различия в гидрологическом режиме дельт Волги и Дуная.Выявлены сходства и различия в гидрологических условиях на верхней границе дельт. Установлено, что для дельт Волги и Дуная в многолетних из= менениях расхода воды реки характерно преобладание естественных климатических факторов, уменьшение стока наносов, связанное с отложением наносов в крупных водохранилищах. В то же время выявлены существенные различия в сезонном распределении стока воды в вершинах дельт Волги и Дуная, связанные с зарегулированием рек. В дельте Волги степень влияние зарегулирования реки сказалось сильнее, чем в дельте Дуная.Выявлены существенные различия в гидрологических условиях на нижней границе дельт. Крупномасштабные и интенсивные изменения уровня Каспийского моря в X X в. не идут ни в какое сравнение с плавным эвстатическим повышением зфовня Черного моря.Определено, каким образом на водный режим дельт оказывает влияние характер устьевого взморья. Для дельт Волги и Дуная он существенно различен. Устьевое взморье Волги чрезвычайно обширное и отмелое по сравнению с нешироким и приглубым взморьем Дуная. В результате в дельте Волги наблюдается относительно слабое и замедленное влияние на водный режим дельты колебаний уровня моря, особенно при его отметках ниже -27 м БС, когда разрывается гидравлическая связь между дельтой и морем. На взморье Дуная такого не наблюдается. Вследствие приглубости взморья, даже незначительные изменения уровня Черного моря оказывают заметное влияние на водный режим дельты Дуная.Установлено, что уклоны поверхности дельтовых равнин и водной поверхности в рукавах дельты Волги немного превышают уклоны в дельте Дуная. Это связано в первую очередь с историческим развитием дельт и сильной раздробленностью русловой сети дельты Волги по сравнению с дельтой Дуная.Следствием этого является более существенное распространение подпора от повышающегося уровня моря и сгонно-нагонных явлений в дельте Дуная по сравнению с дельтой Волги.2. Выявлены и объяснены сходства, различия и закономерности комплекса гидрологических процессов в дельтах Волги и Дуная. Установлено, что в дельте Волги по сравнению с дельтой Дуная малые водотоки отмирают в большем количестве и быстрее, характер распластывания волны половодья после зарегулирования стока реки изменился сильнее, взаимодействие водотоков и поймы происходит активнее.3. Разработана методика анализа пространственно-временной изменчивости паводочных петель; с ее помощью объяснено формирование и «вырождение» таких петель вдоль придельтового участка и дельты Волги. Объяснено отсутствие паводочных петель в дельте Дуная.4. Разработаны метод разложения многолетних колебаний уровней воды в дельтах на подпорную и стоковую составляющие и метод расчета распространения нагонов и стонов в дельту. С помощью этих методов выявлено, что в дельте Дуная по сравнению с дельтой Волги подпор от поднимающегося уровня моря и сгонно-нагонные колебания уровня распространяются при малых расходах воды рек на большее расстояние. Анализ распространения нагонов и стонов сделан для устья Дзлная впервые.Практическая значимость работы заключается в расширении информационно-методической базы водохозяйственной и природоохранной деятельности в устьевых областях рек. Часть результатов работы может быть использована при проектировании и эксплуатации различных гидротехнических сооружений и систем, связанных с созданием новых и реконструкцией старых судоходных трасс и каналов в дельтах и на устьевых взморьях, при прогнозе изменения уровня воды в портовых зонах устьев рек, связанных с колебаниями уровня моря, а также при проектировании защитных сооружений от затоплений дельт, вызываемых нагонами.Апробация работы и внедрение ее результатов в практику. Работа выполнялась в рамках нескольких проектов РФФИ: "Формирование и режим речных дельт: основы гидролого-морфологической теории, методы картографирования и математического моделирования, региональные особенности" (99-05-64780, 1999-2001 гг.) (автор диссертащ1и за успешное выполнение ряда задач этого яроеета пол>™Еила от РФФИ специальный «молодежный» грант), «Исследовать влияние крупномасштабных изменений уровня моря на гидрологические процессы в низовьях рек и разработать научные основы их прогноза» (01-05-64058, 2001-2003 гг.), "Устья рек как эффективные индикаторы глобальных и региональных естественных и антропогенных изменений природной среды" (02-05-64034, 2002-2004 гг.).Ряд результатов, полученных в диссертации, использован при выполнении трех тем, связанных с научным обоснованием мер по улучшению судоходных условий в дельте Волги (по договорам с Астраханским комплексным проектно-изыскательским отделом института «Союзморниипроект»): "Оценка влияния строительства Кировского канала на распределение стока и режим уровней воды в системе водотоков рукава Кизань и в узле разветвления Старая Волга - Бахтемир" (2000 г.), «Исследовать уровенный режим в районе порта Оля при возможном повышении уровня Каспийского моря» (2001 г.) и «Уровенный режим в районе порта Оля при реальных сценариях изменения уровня Каспийского моря» (2002 г.).Дунайской Г М О (Измаил, Украина) переданы для использования в оперативных целях результаты расчета распределения стока по рукавам дельты Дуная, изменения гидролого-морфометрических характеристик водотоков, величины и дальности распространения нагонов в дельту.Публикации. По результатам исследований опубликованы 16 работ, из них 6 статей.Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа содержит 205 страниц, включая 42 рисунка и 51 таблицу; имеет 17 страниц приложений. Список литературы включает 99 наименований.
