Введение к работе
Актуальность. Решение целого ряда фундаментальных и прикладных проблем геоэкологии предполагает выявление пространственных особенностей формирования стока, определение их качественных и количественных характеристик.
Водные ресурсы - весьма чуткий индикатор состояния окружающей среды, поскольку испытывают прямое и косвенное воздействие, как природных, так и антропогенных факторов. При этом оценка обеспеченности водными ресурсами надлежащего качества - это важное условие устойчивого развития территорий (Шикломанов, 2008; Шикломанов, Георгиевский, 2003, 2008).
Наблюдаемые региональные изменения климата, проявляющиеся, прежде всего, в расширении диапазона экстремальных значений его параметров, обуславливают необходимость изучения и уточнения возможного отклика гидрологического режима рек (Попова, 2010; Шмакин, 2012; Сухова, 2010, Chlachula, Sukhova, 2011; Харламова, 2012; Волкова, Чередько, Кусков, 2009, 2012). Кроме того, увеличение доли антропогенной составляющей в изменении природной среды исследуемых бассейнов предопределяет необходимость постоянного контроля за качеством воды.
В связи с этим, исследование изменений годового, сезонного и экстремального стока рек Республики Алтай, как в пространстве, так и во времени весьма актуально и востребовано. Установление закономерностей в многолетних колебаниях стока рек позволит прогнозировать развитие ситуации, использовать превентивные меры по регулированию возможных опасных и катастрофических процессов, а также разрабатывать методы упреждающей адаптации как социо-, так и экосистем региона.
Теоретической базой диссертационного исследования послужили
работы Б.В. Полякова, С.Г. Добровольского, М.И. Львовича,
М.В. Евстигнеева, А.И. Чеботарева, И.А. Шикломанова и др.
Цель исследования. Оценка пространственно-временных закономерностей изменчивости стока рек Республики Алтай и выявление специфики влияния геоэкологического состояния бассейнов рек на качество воды поверхностных водотоков.
Задачи исследования.
-
Проанализировать особенности формирования стока на разных высотных уровнях гор Алтая.
-
Оценить вклад различных источников питания в годовой сток рек в зависимости от специфики физико-географических условий водосбора.
-
Установить реакцию гидрологического режима рек Республики Алтай на многолетние колебания регионального климата.
4. Выполнить геоэкологическую оценку антропогенного влияния на речные бассейны и загрязнение воды рек Алтая.
Объектами исследования являются реки Республики Алтай.
Предмет исследования - пространственные и временные особенности изменения количественных и качественных характеристик стока рек под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.
Научная новизна работы.
Создана и обработана электронная база данных о сезонном стоке рек Республики Алтай.
Выявлены тенденции изменения сезонного и экстремального стока рек изучаемой территории в связи с современными климатическими флуктуациями.
На основании генетического анализа составляющих речного стока уточнены пространственные особенности соотношения различных источников питания в условиях мозаичности физико-географических характеристик горной страны.
Проведена оценка геоэкологического состояния речных бассейнов и водотоков Республики Алтай на основе адаптированной расчетной методики оценки загрязнения поверхностного стока.
Практическая значимость результатов работы. Созданная и обработанная автором электронная база данных может служить основой для дальнейших исследований пространственно-временного изменения стока на рассматриваемой территории, а также способствовать развитию образовательного процесса соответствующих направлений.
Полученные в ходе диссертационного исследования результаты
позволят минимизировать финансовые затраты, связанные с
необходимостью ликвидации последствий неблагоприятных
гидрологических явлений, и принимать в этих случаях превентивные управленческие решения, а также они могут быть использованы при стратегическом планировании развития территории Республики Алтай.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Анализ генетических составляющих стока рек Алтая, выявление
пространственной неоднородности условий его формирования позволяет
повысить точность расчетов обеспеченности водными ресурсами в условиях
недостаточности гидрологических наблюдений.
2. Временное (внутригодовое) распределение величин стока воды рек
изменилось в соответствии с изменением сроков прохождения основных
фаз водного режима, возросла вероятность экстремально высоких
наводнений в половодье, паводков и низких маловодий.
3. Результаты расчета количества загрязняющих веществ,
поступающих с водосбора, по принятым методикам показывают хорошую
согласованность с данными сети мониторинговых наблюдений за экологическим состоянием рек, что позволяет проводить моделирование возрастающего антропогенного прессинга на водные объекты Республики Алтай.
Информационной базой для выполнения настоящей работы послужили результаты многолетних полевых исследований автора, материалы Росгидромета, опубликованные в справочниках «Многолетние данные о режиме и расходах поверхностных вод», банка данных «Гидрология -реки и каналы», данные, опубликованные в гидрологических ежегодниках за период с 1930 по 2005 год по 29 гидрологическим постам.
Реализация результатов работы. Материалы диссертационной работы приняты к внедрению в АУ РА «Государственная экспертиза Республики Алтай»; используются в учебном процессе на кафедрах геоэкологии и природопользования и физической географии ФГБОУ ВПО «Горно-Алтайский государственный университет».
Методы исследования. При подготовке диссертационной работы
использовались методы гидрологической аналогии, географо-
гидрологического анализа, картографического, статистического анализа гидрометеорологической информации и другие. Построение карт осуществлялось с помощью программы Arc View GIS 3.2.а.
В работе использованы результаты научных исследований, полученных автором в рамках реализации научной госбюджетной темы «Синергетический характер взаимодействия природных и антропогенных факторов воздействия на геосистемы горных территорий» (2006-2008 гг.), гранта Президента Российской Федерации МД-1365.2012.5 «Диагностика и пространственная дифференциация эколого-климатических последствий современной трансформации природной среды горных территорий (на примере Алтае-Саянского экорегиона)», проекта РФФИ и Правительства Республики Алтай (грант №09-05-98009) «Исследования гидрологических и гидрохимических последствий современных изменений климата, эндогенных процессов и хозяйственной деятельности в Горном Алтае», а также государственного задания Минобрнауки «Выявление современного состояния и оценка динамики климатических изменений аридных биогеосистем Алтая. Диагностика экосистемного отклика».
Личный вклад автора в работу заключается в сборе и обработке фактического материала, анализе и интерпретации полученных результатов в подготовке публикаций и текста диссертации. Основные выводы и положения, изложенные в диссертации, были сформулированы автором самостоятельно.
Апробация работы. Основные положения работы обсуждены на следующих конференциях и семинарах: Международной научной
конференции студентов и аспирантов «Проблемы устойчивого развития в современной географической науке и образовании» в Донецке (2007), VIII совещании географов Сибири и Дальнего Востока в г. Иркутске (2007), Международной научно-практической конференции «Инженерная геология, гидрогеология и геодинамика прибрежных территорий и ложа водохранилищ» в г. Пермь (2008), Международном симпозиуме SWorld «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития» в г. Одессе (2011), European Applied Studies: modern approaches in scientific researches, 1-st International scientific conference, Stuttgart (2012), Международной научно-практической конференции молодых ученых «Потенциал современной географии в решении проблем развития регионов» в г. Киеве (2013) и других. Всего по данной теме опубликована 21 работа, в том числе 3 в журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (162 наименования). Ее содержание изложено на 157 страницах машинописного текста, включая 17 таблиц и 35 рисунков.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность доктору географических наук, профессору Вениамину Александровичу Семенову, сотрудникам кафедр физической географии и геоэкологии и природопользования Горно-Алтайского государственного университета, кафедр гидрологии и метеорологии Томского государственного университета.
