Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Искусственные водоемы и задачи рационального использования ресурсов местного стока в условиях южной лесостепи Центрально-Черноземных областей (ЦЧО) 9
1.1 Изученность местного стока и сооружение искусственных водоемов 10
1.2 Предлагаемая методика оценки геоэкологической роли прудов... 25
1.3 Информационная обеспеченность эколого-гидрологических исследований 30
Выводы 36
Глава 2 Природно-ландшафтная характеристика южной лесостепи ЦЧО и ресурсы местного стока 38
2.1 Общая характеристика рельефа и природных условий южной лесостепи ЦЧО 38
2.2 Климатические особенности южной лесостепи ЦЧО 39
2.3 Ландшафтные особенности южной лесостепи ЦЧО 40
2.4 Почвенный покров и его водный режим 53
Выводы 54
Глава 3 Эколого-водохозяйственная характеристика искусственных водоемов южной лесостепи ЦЧО 56
3.1 Общая геоэкологическая характеристика предпосылок сооружения искусственных водоемов 56
3.2 Прудовой фонд и его использование 57
3.3 Функциональное назначение прудов и классификация по функциональному назначению 61
3.4 Основные водохозяйственные параметры искусственных водоемов 68
3.5 Основные гидрологические параметры искусственных водоемов 77
3.5.1 Норма местного стока 78
3.5.2 Коэффициент вариации местного стока 81
3.5.3 Принципы предварительного проектирования искусственных водоемов
Выводы 84
Глава 4 Геоэкологическая оценка особенностей функционирования прудового фонда южной лестепи ЦЧО и мероприятия по его охране и рациональному использованию 87
4.1 Влияние гидротехнических сооружений и искусственных водоемов на местный сток малых речных бассейнов 87
4.2 Влияние прудов на изменение природных условий 90
4.3 Типологическая классификация искусственных водоемов и их геоэкологическое районирование 92
4.4 Мероприятия по охране и рациональному использованию прудового фонда 111
4.4.1 Мероприятия по борьбе с инфильтрационными потерями 111
4.4.2 Меры борьбы с зарастанием прудов 114
4.4.3 Мероприятия по защите гидротехнических сооружений от высоких волн половодья 117
4.4.4 Мероприятия по борьбе с заилением 120
4.4.5 Задачи рациональной эксплуатации прудов 121
Выводы 126
Заключение 130
. Литература 133
Приложения 1ЗІ9
- Информационная обеспеченность эколого-гидрологических исследований
- Климатические особенности южной лесостепи ЦЧО
- Основные гидрологические параметры искусственных водоемов
- Типологическая классификация искусственных водоемов и их геоэкологическое районирование
Введение к работе
Актуальность. Исследуемый регион - южная лесостепь Центрально-
черноземных областей (ЦЧО) - включает в себя Воронежскую, Курскую и Белгородскую области и представляет собой хорошо развитый в промышленном и сельскохозяйственном отношении район страны.
Одной из важнейших отраслей экономики данного региона является
сельское хозяйство, развитию которого здесь в немалой степени способству-
^ ют достаточно благоприятные природные условия и концентрация трудовых
ресурсов. Несмотря на это, проблема обеспечения водой сельскохозяйственного производства и регулирование поверхностного стока была и остается одной из наиболее важных задач. Необходимость проведения в регионе оросительных мероприятий обусловлено некоторым своеобразием природно-климатических условий. Прежде всего, это связано с недостаточным количеством выпадающих осадков в течение всего вегетационного периода. Вели-
чина же урожая, как правило, на поливных землях выше в 2 - 2,5 раза, чем на
богарных.
Одним из основных поставщиков воды на орошение и другие водохозяйственные запросы сельского хозяйства являются малые искусственные водоемы, заполняемые водами весеннего местного стока. В этой связи мест-
,~ ный сток малых водосборов приобретает важную хозяйственную роль.
При проектировании гидротехнических сооружений, создаваемых на малых водотоках в целях повышения эффективности использования местного стока, необходимо повышение уровня эколого-гидрологического обоснования и, прежде всего, уточнения ресурсов описываемых водотоков.
В целях разработки природоохранных задач и рационального использования постоянных и накапливаемых водных ресурсов необходимо обратить особое внимание на особенности формирования и режим местного стока с
'* малых водосборов.
5 В этой связи, исследования, направленные на геоэкологичесую оценку состояния искусственных водоемов и уточнению их параметров являются одной из актуальных задач водохозяйственных расчетов.
Таким образом, актуальность выбранной темы диссертации определяется ее целевой направленностью на решение важной народохозяиственнои задачи - повышению эффективности использования водных ресурсов в народном хозяйстве и совершенствование проектирования малых гидротехнических сооружений.
Целью работы является геоэкологическая оценка особенностей состояния и функционирования искусственных водоемов в условиях южной лесостепи ЦЧО, уточнение их параметров. Задачи исследования:
1. Проведение анализа состояния прудового фонда южной лесостепи
ЦЧО.
щ 2. Уточнение параметров водохозяйственных расчетов по сооружению
»
искусственных водоемов.
Проведение геоэкологической оценки особенностей функционирования искусственных водоемов южной лесостепи ЦЧО.
Разработка рекомендаций по охране и рациональному использованию прудового фонда.
Объектом исследования являются искусственные водоемы южной лесостепи ЦЧО.
Предметом исследования являются геоэкологические особенности функционирования искусственных водоемов южной лесостепи ЦЧО.
Положения, выносимые на защиту:
1 Результаты анализа состояния и качественной оценки состояния пру
дового фонда южной лесостепи ЦЧО.
(Ш 2. Эколого-хозяйственное назначение прудового фонда в современных
условиях южной лесостепи ЦЧО.
3. Методика расчета основных водохозяйственных параметров искус-
ственных водоемов южной лесостепи ЦЧО.
Геоэкологическая оценка функционирования прудового фонда в системе водного хозяйства.
Рекомендации по проведению природоохранных мероприятий и рациональному использованию местного стока и малых гидротехнических сооружений в изучаемом регионе.
Методы исследования: — географический, структурно-генетический, аналитический, статистический. Научная новизна работы:
Проведена оценка состояния и способов защиты прудового фонда южной лесостепи ЦЧО.
Уточнены гидролого-экологические параметры малых гидротехнических сооружений (искусственных водоемов) в исследуемом регионе.
Выполнена геоэкологическая оценка функционирования прудового фонда в системе ведения водного хозяйства южной лесостепи ЦЧО
Разработан перечень рекомендаций по рациональному использованию прудового фонда изучаемого региона.
Теоретическая значимость работы состоит в проведении геоэкологической оценки особенностей функционирования прудового фонда; уточнении водохозяйственных параметров, необходимых для расчета гидротехнических малых сооружений; в разработке перечня рекомендаций по рациональному использованию прудового фонда изучаемого региона.
Практическая ценность работы. Заключается в том, что результаты исследований и выводы могут быть использованы в проектных организациях, в комитетах экологии и природных ресурсов при выполнении водохозяйственных расчетов и эколого-хозяйственной оценки прудового фонда и проведении природоохранных мероприятий в исследуемом регионе.
Информационная обеспеченность достигнута использованием:
- материалов наблюдений по метеорологическим и гидрологическим станциям и постам, расположенным в ЦЧО, с периодом наблюдений 1928-
7
2003 годы (за стоком, осадками, снежным покровом, влажностью и промер-
W* заемостью почвогрунтов);
справочники и ежегодники по земельным ресурсам, климату, стоку для исследуемой территории;
режимные наблюдения за стоком по воднобалансовым станциям (Нижнедевицкая, Каменная степь);
экспериментальные исследования Воронежского госагроуниверситета (с 1968 по 2003 г.г.);
материалы облводхозов, гипроводхозов, Комитетов по охране природных и водных ресурсов по исследуемому региону и полевые исследования, в которых участвовал автор (2002-2003 г.г.). Все полевые наблюдения проводились согласно рекомендациям для экспериментальных репрезентативных бассейнов.
Достоверность результатов работы подтверждается: качеством ис-
ф ходных материалов и рядом наблюдений государственной сети Росгидроме-
та; проведением экспериментальных исследований в соответствии со стандартными требованиями; корректным применением методов исследования при решении поставленных задач и апробированных методик обработки исходных материалов; согласованием полученных результатов с данными фактических наблюдений.
Реализация и апробация работы. Результаты, полученные автором в процессе исследования (в рекомендациях по рациональному использованию земель сельскохозяйственных угодий) внедрены в Обловодхозе Воронежской области и используются в учебном процессе Воронежского государственного педагогического университета.
Основные положения и результаты диссертационной работы докла
дывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совеща-
Щ пнях: 6-ой Международной научно-практической конференции «Высокие
технологии в экологии» (Воронеж, 2003г.); Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование наземного обеспечения
8 авиации» (Воронеж, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Оптимизация ландшафтов зональных и нарушенных земель» (Воронеж, 2004 г.); научно-практических конференциях преподавательского и научного состава Воронежского ВАИИ и научных семинарах научно-исследовательского отдела в 2002-2004 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, общий объем которых составляет 14 печатных листов.
Личное участие автора заключается в разработке и постановке эксперимента по качественной оценке состояния земель сельскохозяйственных угодий, в теоретическом и методологическом обосновании методики полевых исследований и эколого-хозяйственном районировании исследуемой территории по характеру качественного состояния земель сельскохозяйственных угодий; исследовании и обобщении результатов и формулировании выводов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, общим объемом 13 2 страницы, библиографического списка, состоящего из 77 наименований, а также 12 приложений.
Информационная обеспеченность эколого-гидрологических исследований
Информационная обеспеченность эколого-гидрологических исследо ваний складывается из:
1. материалов наблюдений сетевых метеорологических (66 точек) и гидрологических (71 точка) станций и постов Гидромета; специальных станций и постов, а также временных пунктов наблюдений, действующих при экспедиционных исследованиях;
2. результатов теоретических и эмпирических исследований;
3. географической информации.
Основным источником информации является государственная сеть Гидромета РФ. Надежностью этой информации служит степень изученности
4 объекта в пространстве, и во времени, которая характеризуется числом и
продолжительностью действующих станций в пределах исследуемой территории. Такой характеристикой является средняя величина площади, на которую приходится одна станция. Для условий равнинного рельефа вполне достаточно размещения одной станции на площади 2,0-2,5 тыс. км2 [11], На исследуемой территории наблюдения за водным режимом ведутся на 71 стан щ ции, т.е. 1 станция приходится на 1,5 тыс. км2.
При анализе стоковых материалов в работе учитывалось качество и репрезентативность исходных материалов наблюдений. В результате были использованы материалы по 71 гидропосту (прил.1-4). Важное значение при обобщении материалов имеет также продолжительность рядов наблюдений. В большинстве случаев пункты с большой длиной ряда (более 50 лет) отно-сятся к бассейнам рек с размером водосбора более 10000 км . На водосборах с размерами менее 500 км насчитывается 16 пунктов, т.е. менее 20%, а на водосборах менее 50 км - всего 2 пункта. Таким образом, очень малые водо-сборы, не выходящие за пределы 100 км , практически не освещены материалами наблюдений. Данные для всех водотоков, протекающих на исследуемой территории, по которым имеются ряды наблюдений по весеннему стоку, приведены в приложении 5. Принято считать, что точность измерения расхо # дов воды на сетевых станциях находится в пределах 5%.
Информация, получаемая на основе гидрометрических измерений сетевых станций, не полностью обеспечивает всеми необходимыми данными гидрологические исследования. Это обусловлено тем обстоятельством, что они дают лишь представление только об интеграционной характеристике стока, не позволяя судить о характере происходящих процессов на самом водосборе. Эту задачу призваны решать воднобалансовые станции. На исследуемой территории расположены Нижнедевицкая и Каменная Степь, а также стационары эрозионных станций и многие другие.
Материалы наблюдений специальных станций позволяют расширить объем информативной обеспеченности исследований. Однако, в силу их небольшого количества, далеко не всегда представляется возможность перехода от точечной информации к пространственным обобщениям на основе дедуктивно-индукционного метода. Эту задачу решают с помощью научных методов на основе теоретического обобщения эмпирических исследований. Это позволяет выявлять наиболее общие закономерности между элементами водного баланса и гидрологическим режимом рек, что освобождает от необ ходимости производства измерений на каждом отдельно взятом водотоке.
Важную роль в информативном обеспечении теоретических исследований играют материалы наблюдений сетевых метеорологических и агрометеорологических станций, ведущих наблюдения за снежным покровом, осадками, температурой воздуха, промерзаемости и влажности почвогрунтов (прил. 3). Однако наблюдения на них проводят только на приводораздельньгх склонах и не охватывают другие элементы водосбора. Частично нехватку необходимой информации восполняют специальные геоэкологические наблюдения воднобалансовых станций и прочие специальные наблюдения (такие наблюдения проводились проблемной лабораторией Воронежского сельхозинститута, в которых непосредственное участие принимал и автор работы [13-16]). Но главную роль в информативном обеспечении при решении этой задачи играют теоретические обобщения, полученные на основе изуче Щ ния процессов стока, проводимых на экспериментальных станциях.
Немаловажное значение имеет и географическая информация. Она используется при характеристике морфологических и морфометрических параметров стокотрансформирующих факторов; рельефа, геолого геоморфологическое и гидрогеологическое строение территории, площадные соотношения между элементами водосбора, степень облесенности, заболоченности, закарстованности и т.д.
При гидрологических расчетах большое значение имеет также информация о площадных соотношениях между элементами РБ. Ее получение возможно несколькими способами. Первый заключается в непосредственном определении элементов по крупномасштабным картам. Это самый надежный и точный путь их определения. В случае отсутствия картографического материала, прибегают к косвенным способам их определения:
1. по районным зависимостям густоты овражной и балочной сети от занимаемой ими площади;
2. по картам густоты овражной и балочной сети и осредненным зависимостям их от площади.
(Ниже приведена методика определения основных составляющих, входящих в уравнение водного баланса за период половодья и определения стока половодья и его параметров). Снежный покров. Основой информации пространственно-временных характеристик снежного покрова служат материалы стационарных сетевых метеорологических станций Госкомгидромета. Такие наблюдения проводятся с 1926 г. Начиная с 1967г., они проводятся по ландшафтно-маршрутному принципу. Поскольку методика измерения снежного покрова неоднократ но менялась, то возникает вопрос о возможности использования всего ряда наблюдений. Материалы исследований показали необходимость введения поправок к снегомерным наблюдениям, проводимым по постоянным рейкам и треугольнику, которые разработаны в ГГО, 1968). Точность измерения сне гозапасов на метеорологических станциях вполне приемлема для гидрологи Щ ческих расчетов (5%. [41,49]). Однако наблюдения за снежным покровом на других элементах РБ не полны и зачастую носят обрывочный характер. Поэтому возникает про 34 блема дополнения сетевых наблюдений экспериментальными. В работе ис пользованы материалы наблюдений ГТИ, Воронежского агроуниверситета и др. Точность измерений их также не выходит за пределы 5%.
Климатические особенности южной лесостепи ЦЧО
Исследуемый регион, южная лесостепь Центрально-Черноземных областей, располагается на юго-западе Европейской России и целиком находится в лесостепной и степной ландшафтных зонах. Главной и основной чертой рельефа является сохранение на достаточно большом протяжении своей целостности и небольшой высоты над уровнем моря. В тоже время данная территория не является совершенно плоской и для нее характерно деление на два крупных геоморфологических района. Запад региона занимает Средне « Русскую возвышенность с наибольшими высотами на водоразделах до 260 м.
На востоке ее сменяет Окско-Донская низменность - относительно плоская и слаборасчлененная равнина с наибольшими высотами на водоразделах до 150-180 м. На юго-востоке области расположена Калачская возвышенность с высотами 200-220 м.
Рассматриваемая территория принадлежит к числу наиболее изучен-ных в природном отношении районов нашей страны. Ее природе посвящена обширная литература, в том числе классические труды Г.И. Танфильева (1953), Б.А. Келлера (1921,1928), В.В. Алехина (1916, 1922,1926, 1934, 1947), Б.М. Козополянского (1925, 1931, 1934).Ф.Н. Милькова (1952, 1954. 1956, 1957, 1959), П.Г. Адерихина (1961) [3, 12, 22-29, 34-40, 42-48]. Водный режим территории изучался также многими учеными, в том числе Воронежскими (Г.Р. Юнусов, 1964, 1965; А.Г. Курдов, 1976, В.М. Мишон, 1970, 1988, В.К.
Рязанцев, 1990 и др. [32, 34, 38,39, 47,48, 58, 59, 63-65, 67-69,)].
Вследствие географического положения региона в центре лесостепной зоны Русской равнины, его ландшафту свойственны переходные черты от западной (Украинской) лесостепи к лесостепи Заволжья [42-45]. Сравнительно небольшая юго-восточная часть ранее была занята ковыльными степями на черноземах. Заметное разнообразие в ландшафт вносит рельеф.
Изучаемый регион представляет собой равнину с относительным колебанием высот от 100 до 150 м. Самые низкие абсолютные высоты, от 100 м на севере до 60 м на юге, расположены в центральной части по долине Дона, которая делит Черноземный центр на два резко обособленных орографических района. С запада к долине Дона примыкает Среднерусская возвышенность, образуя высокое, круто обрывающееся правобережье. Высшие точки водоразделов возвышенности поднимаются до 240 м над уровнем моря. На севере Среднерусская возвышенность уходит за пределы области; у южных границ она постепенно понижается по направлению к долине Северского Донца. Такое же постепенное понижение высоты наблюдается при продвижении к западным границам Черноземного центра, за которыми возвышенность незаметно переходит в Приднепровскую низменность. На востоке, за крутым обрывом Среднерусской возвышенности, начинается плоская Окско-Донская низменность. Ее водоразделы лежат на высоте 150-180 м над уровнем моря. На северо-востоке, на водоразделе рек Цна и Ворона, местность вновь поднимается, здесь уже начинает сказываться влияние Приволжской возвышенности. На юге Окско-Донская низменность, на водоразделе рек Дон, Битюг и Хопер, упирается в Калачскую возвышенность (высота над уровнем моря 234 м [42-45]).
Климат региона - умеренно-континентальный. Самый теплый месяц для всей территории - июль, а самый холодный - январь. Среднемесячная температура воздуха в июле колеблется от +19 на севере региона до +23 на юго-востоке. Среднемесячная температура января изменяется от - 10 до - 7. Среднегодовая норма атмосферных осадков меняется в пределах от 650 мм на склонах Среднерусской возвышенности до 550 мм на юго-востоке области. На наветренных склонах Среднерусской возвышенности количество выпадающих осадков возрастает на 2-3 мм на каждые 10 м высоты местности. Величина же испаряемости, наоборот, на данной территории, в этом же направлении возрастает с 550 мм до 650 мм. В результате лесостепная зона испытывает дефицит влаги, который возрастает с северо-запада региона с 2,6 до 3,0 мм на юго-востоке, и относится к зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения [42-45].
Довольно часто здесь наблюдаются засухи и суховейные ветры. Причем повторяемость суховеев возрастает также с северо-запада на юго-восток. Полевая влагоемкость метрового слоя почвы в лесостепной зоне колеблется от 450 до 400 мм и менее. Большой расход влаги (до 120 мм) наблюдается в летний период во время интенсивного развития и водопотребления сельскохозяйственных культур как за счет транспирации, так и в результате испарения влаги с поверхности почвы [58, 67-69].
Основные гидрологические параметры искусственных водоемов
Надежность функционирования пруда и его долговечность во многом зависит от проектирования его гидрологических параметров, основными из которых являются норма и коэффициент вариации местного стока.
Рекомендуемые нормативные гидрологические расчеты, выполняемые по СН 2.01.-83, как показывает практика эксплуатации малых гидротехнических сооружений, далеко не всегда адекватно отражают фактические гидрологические характеристики малых водосборов [58, 67-69, 74]. Это обстоятельство связано прежде всего с тем, что расчеты по СНиПу адаптированы на бассейны средних водотоков, режим которых отражает зональные закономерности их формирования. Для малых же водотоков характерен пестрый мозаичный характер распределения в пространстве их гидрологических показателей. Так, например, только на Нижнедевицкой воднобалансовой станции, при зональной величине стока 62 мм, стоковые характеристики ее водосборов колеблются от 28 до 82 мм. Факт такого разброса в стоковых величинах наглядно показывает, что гидрологические характеристики малых водосборов сильно зависят от самой их структуры, которая у них исключительно индивидуальна [58].
К основным недостаткам СНиПа 2.01.-83 следует отнести:
- в расчетные схемы входит только суммарная величина стока половодья;
- отсутствует дифференцированный подход к определению величин стока с отдельных элементов водосбора;
- расчетные схемы не позволяют учитывать наблюдающуюся пестроту в строении малых водосборов, а потому и различий в стоковых характеристиках даже для водосборов, находящихся в непосредственной близости друг с другом. Эти недостатки расчетных схем СНиПа наглядно подтверждает точ W ность расчетов по определению гидрологических характеристик стока поло водья малых водосборов. Она достаточно велика и зачастую выходит за пределы 20, а в отдельных случаях достигает 400% [58, 67-69, 74].
В целях повышения эффективности использования местного стока необходимо уточнить его ресурсы и прежде всего повысить уровень гидрологического обоснования при проектировании гидротехнических сооружений, создаваемых на малых водотоках.
Данное обстоятельство ставит в качестве основной задачи - направить исследования на изучение особенностей формирования стока половодья на малых водосборах в целях повышения эффективности использования их водных ресурсов и надежности эксплуатации малых гидротехнических сооружений.
В работе на основе дифференцированного подхода к условиям фор мирования местного стока [58] для исследуемого региона были рассчитаны основные гидрологические параметры, используемые при проектировании искусственных водоемов.
Норма местного весеннего стока представляет собой основную гидро логическую характеристику данного водотока и может быть выражена в виде объема стока или среднего расхода, отнесенного к единице водосборной площади, а также в виде слоя стока в мм через ложе пруда.
В зависимости от целей и конкретных задач гидрологического расчета исследователя могут интересовать самые различные стоковые характеристики: сток с самого водосбора (или суммарный), поверхностный и подзем ный Рассмотрим расчет каждой из этих характеристик в отдельности [56,67 69]. Норма склонового весеннего стока определяется по карте, приведенной на рис. 8 (в прил. 6 приведена оценка точности определения этой характеристики по данной карте для различных пунктов наблюдения). В большинстве случаев расчетные характеристики имеют хорошую сходимость с фактическими данными и точность расчета находится в пределах 10%.
Сток с остальных элементов водосбора определяется как произведение нормы склонового стока на соответствующее значение коэффициента стокообразования (табл. 1.3), т.е. У j= Уі К стро/о.
Весенний поверхностный сток с водосбора в целом определяется как средневзвешенная величина. Таким образом, для определения стока с водосбора необходимо определить в начале сток с каждого его элемента, а лишь затем его суммарную характеристику. При этом надо знать площади, занимаемые элементами.
Проверка сходимости фактических данных (по материалам водноба-лансовых станций) с расчетными показала, что погрешность расчета находится в пределах 10%. Предлагаемый в работе метод расчета весеннего поверхностного стока позволяет с приемлемой точностью производить расчет для водосбора с любым соотношением у него элементов, а также определять стоковые характеристики для отдельно взятых элементов. Все другие расчетные методы не в состоянии производить подобные действия, так как они дают только точечные значения для водосбора в целом без учета его структуры [58].
В прил. 3-4 приведены фактические значения половодья для различных водотоков. Для сравнения с фактическими данными приведены расчетные значения, полученные в работе и по карте, рекомендованной Указаниями по определению расчетных характеристик СН-2.01.14-83 по предлагаемому в работе подходе в целом погрешность невелика и редко выходит за пределы 10%, составляя в среднем 7,5%. Расчет весеннего стока, производимый по Указаниям дает значительно большую погрешность - 20% (прил. 7).
Коэффициент вариации склонового стока определяется по карте, приведенной на рис. 9. Коэффициенты вариации для остальных элементов водосбора приведены в табл. 3.4. Коэффициент вариации для водосбора в целом определяется как средневзвешенная величина. Для рек полностью дренирующих подземные воды, С у определяется по карте (рис. 9).
Типологическая классификация искусственных водоемов и их геоэкологическое районирование
Размещение прудов по территории, характер их использования и раз меры определяются с одной стороны интересами сельскохозяйственного производства и требованиями рациональной организации водо- и землеполь зования, а с другой - гидрогеологическими условиями строительства водо емов. Так, по данным исследований Воронежской гидрогеологомелиоратив Щ) ной партии в пределах области перспективных по геологическим условиям для строительства прудов составляют около 31% от всех обследованных балок [53, 48]. Балки, пригодные для строительства овражно-балочных прудов, рас " пределены по территории региона крайне неравномерно, что обусловлено геологическим разнообразием отложений, слагающих их. Следствием этого является неравномерное распределение прудов по административным облас тям и внутри их. Так, на 1 января 2001 г. в Воронежской области имелось 2351 прудов (29% всего прудового фонда региона), в Белгородской - 988 (12%) и в Курской - 936 (12%) [30, 31, 48]. В Воронежской области с самым большим количеством прудов зона неблагоприятных условий для строитель ства водоемов меньше. Она простирается узкой полосой с севера на юг, охва тывая песчаные террасы левобережья Дона и Воронежа, а так же занимает на юге Нижнедонской степной карстово-оползневый район. Большая часть тер ритории относится к зоне мало благоприятных физико-географических усло вий для сооружения прудов. Все Битюго-Усманское междуречье занимает плоская, слабо расчлененная низменная равнина с широким развитием водо Ф упорных глин (глин и суглинков ледникового происхождения), наиболее бла гоприятная для строительства прудов [27, 64, 65]. Относительно благоприятные геологические условия для сооружения прудов имеются на Окско-Донской равнине в северо-восточной части Воронежской области, где в основании балок обычно располагается мощный глинистый или суглинистый водоупор. Естественно, что именно здесь построено наибольшее количество прудов. Наиболее репрезентативным показателем, позволяющим сравнивать насыщенность прудами той или иной территории, является плотность прудов (К„). В среднем, для Центрального Черноземья она равна 4,9 ед./100 км , что является довольно значительной величиной по сравнению с другими регио нами [68]. При этом четкой закономерности изменения плотности прудов по территории области не наблюдается. Например, на ее севере в Новоусман Щ ском районе, расположенном на Окско-Донской равнине, и на самом юге - в Богучарском районе, находящемся на Среднерусской возвышенности, плот-ность прудов почти одинаковая - 2,40-2,59 ед./100 км . И в Новоусманском, и в Богучарском районах физико-географические условия сооружения прудов неблагоприятные. Однако между этими районами, находящимися все в той же зоне неблагоприятных условий для строительства прудов, встречаются районы как с меньшей их плотностью -1,20 ед./ЮО км (Каменский), так и с большей - 3,75 ед./ЮО км (Россошанский район). Почти одинакова плот-ность прудов в западном Хохольском районе (0,67 ед./100 км ) и в восточном - Терновском (0,86 ед./100 км2) [48, 53].
Наибольшая плотность прудов наблюдается в центральной полосе, идущей с северо-запада на юго-восток. Это районы, расположенные на Ок-ско-Донской равнине: Верхнехавский (6,92 ед./ЮО км ), Панинский (8,57), Таловский (14,0) и частично Бутурлиновский (6,61), а так же районы, находящиеся на Калачской возвышенности - Воробьевский (9,17), Калачеевский (10,4) и Петропавловский, где плотность прудов составляет 5,56 ед./ЮО км2 [48]. Первая группа районов расположена в зоне наиболее благоприятных физико-географических условий для сооружения прудов, вторая - в зоне мало благоприятных условий. В отличие от размещения прудов внутри административных областей, в расположении их по территории конкретных бассейнов прослеживается определенная закономерность: большинство прудов располагается в верховьях водотоков, причем площадь самих прудов, как правило, здесь меньше. Следовательно, плотность прудов увеличивается с повышением рельефа местности, в чем усматривается связь с потребностью воды в хозяйстве: чем дальше и выше от русел и устьев рек, тем больше необходимость в воде. В верховьях рек преобладают русловые пруды, хотя немало здесь и овражно-балочных водоемов [43,46,48].
Из всех водохозяйственных показателей прудового фонда наиболее важной в конечном итоге является удельная емкость прудов, характеризую Щ) щая объем заключенной в них воды, приходящейся на 1 км территории. Как и плотность, удельная емкость прудов заметно дифференцирована по территории. В целом на территории Среднерусской возвышенности удельная ем 95 кость прудового фонда примерно на 3 тыс. м /км меньше, чем на Окско-Донской равнине [48]. Это объясняется большей сухостью климата Окско-Донской равнины и, следовательно, большей потребностью в прудовой воде.
Пруды Центрального Черноземья разнообразны по способу сооружения, морфологическим параметрам, режимным характеристикам, расположению в гидрологической сети, хозяйственному использованию и влиянию на прилегающую территорию. Поэтому для решения многих научных и практических задач по проектированию прудов важное значение приобретает систематизация разнообразных сведений о них и на основе этой систематизации разработка их классификации.
Одна из первых таких попыток принадлежит К.А. Дроздову [22, 23], типизирующему пруды по их положению в гидрографической сети, приуроченности к типу местности и по степени покрытия высшей водной растительностью. Позже в дополнение к этой типизации В.Б. Михно и А.И. Доброе [46] на территории Воронежской области выделили заросшие карьерные пруды склонового типа местности и заросшие польдерные пруды пойменного типа местности. Районам естественной кольматациии прудов посвящена работа И.П. Сухарева и Г.С. Пашнева [68]. Приведенными примерами и ограничиваются исследования по типизации прудов данного региона.
Классифицируют пруды по различным признакам [48]: 1) по возрасту и стадиям развития; 2) по биологической продуктивности; 3) по морфологическим характеристикам и геоморфологическим особенностям местности; 4) по функциональному назначению; 5) по способу сооружения; 5) по эво-люционно-возрастным показателям; 6) по источникам питания и водному режиму.
Опыт выделения эколого-гидрологических районов в практике достаточно большой, но единой методики их выделения пока нет. Так, П.С. Кузин и В.И. Бабкин (1979, [36]) в качестве основных критериев при выделении районов принимают соотношения водных балансов речных бассейнов, основные фазы водности рек, а также рельеф, климат и другие ландшафтные компоненты. Другим приемом выделения эколого-гидрологических районов является метод, предложенный Г.П. Калининым (1968, [36, 58]). Анализируя причины возникновения зон синхронного и асинхронного стока, он пришел к выводу, что они вызваны локализированными характерами распределения наземных полей давления воздуха. По его мнению, зоны стока, соответствующие очагам низкого давления, должны давать повышенный сток, и наоборот. Очаги пониженного давления должны быть одновременно и зонами синхронного стока, а сток, формирующийся в зоне очагов высокого давле-ния, должен быть синхронным между собой и асинхронным стоку, формирующемуся в очагах низкого давления.
