Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в условиях возрастающего хозяйственного использования рек антропогенный фактор становится одним из основных в руслоформировании, а проблема взаимодействия инженерных сооружений и мероприятий с речными руслами приобретает все большую значимость среди проблем рационального использования водных ресурсов. Число задач, для решения которых необходим учет этого взаимодействия, непрерывно растет. В первую очередь это касается таких отраслей как гидроэнергетика, водный транспорт, строительство, добыча аллюьМальных песков и т.п. Оценка взаимодействия инженерных сооружений и мероприятий с речными руслами осуществляется через исследование закономерностей развития русловых процессов, масштабов и форм их изменений после вмешательства человека. Такой подход дает возможность, во-первых, добиваться желаемого эффекта при сохранении естественного состояния русла и, во-вторых, сводит к минимуму неблагоприятные последствия вмешательства в жизнь речного русла, позволяет заблаговременно их предвидеть и разработать компенсационные или смягчающие негативные последствия мероприятия.
В полной мере все вышесказанное относится к верхней Оби. Обь имеет важное народохозяйсгвенное значение как воднотранспортная магистраль, источник водоснабжения, место добычи нерудных строительных материалов, на ее пойме находятся богатые сельхозугодья, на берегах и в русле - многочисленные инженерные сооружения и коммуникации. В районе городов сосредоточены практически все эти виды хозяйственной деятельности на сравнительно коротких участках реки. Мероприятия, связанные с использованием Оби, вызывают нарушения ее руслового режима. Негативные последствия таких изменений создают серьезные проблемы при хозяйственном использовании реки, особенно на урбанизированных
участках. Ухудшаются условия эксплуатации водозаборов, водных путей, портов, возникают аварийные ситуации на подводных и мостовых переходах, осложняется экологическая обстановка в целом.
Несмотря на хорошую изученность русловых процессов Оби, антропогенная их составляющая не нашла должного отражения в научных исследованиях. Отсутствует комплексная оценка степени изменения русла под влиянием всей совокупности различных видов хозяйственной деятельности. До сих пор не решена проблема определения последствий строительства инженерных сооружений или проведения крупных мероприятий, влияющих на темпы и направленность естественных русловых процессов, на условия эксплуатации уже существующих сооружений. В то же время большой объем текущей информации дает возможность решить вышеназванные задачи.
Цель работы заключается. в выявлении масштабов и форм антропогенного воздействия на русло верхней Оби; определение естественного развития русловых процессов, их изменения под влиянием хозяйственной деятельности и на этой основе совершенствование научной концепции рационального использования и регулирования русла реки Оби.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи: 1) определение основных закономерностей русловых процессов верхней Оби; 2) выявление антропогенной нагрузки на русло реки; 3) анализ изменений последнего под воздействием хозяйственной деятельности; 4) выделение хозяйственных мероприятий, в наибольшей степени влияющих на русло реки; 5) оценка взаимодействия различных видов хозяйственной деятельности в русле и на пойме реки.
Методика исследований. Кроме архивных источников, ' опубликованных литературных и кадастровых данных, исходным
материалом работы явились : 1) результаты, во-первых, многолетних экспедиционных исследований научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ на верхней Оби, в том числе при участии автора; 2) материалы, полученные автором во время работы (1987-1990 г.г.) в лаборатории русловых процессов рек Алтая Западно-сибирского регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института (г.Барнаул). Методологической основой работы послужил географический подход к исследованию русловых процессов, разработанный Н.И.Маккавеевым и Р.С.Чаловым.
Научная новизна работы.
1. Показано влияние на русловые процессы верхней Оби
хозяйственной деятельности и выделены основные антропогенные
руслоформирующие факторы.
2. Впервые проведена комплексная оценка взаимодействия всех
основных видов хозяйственной деятельности в русле реки. При
этом составлена матрица конфликтных ситуаций, возникающих при
хозяйственном освоений верхней Оби.
3. Составлены гидролого-морфометрические зависимости для участка
резветвленного русла. На их основе сделан вывод о том, что
антропогенный пресс (главным образом дногубительные работы по
трассе судового хода) еще не привел к необратимым. изменениям
русла.
4. Предложены новые методы расчета "посадки" уровня воды.
Показано, что она наблюдается на ряде гидропостов верхней Оби и
является следствием карьерных разработок аллювия в русле реки.
5. Установлено нарушение однородности ряда среднегодовых уровней
Оби на г/п Барнаул, явившееся следствием значительной посадки
уровней воды.
6. Выявлены некоторые новые закономерности развития излучин на участке свободного меандрирования верхней Оби.
Практическое значение работы. Выполненные в работе теоретические разработки, и результаты расчетов имеют не только научное, но и практическое значение. Полученная матрица конфликтных ситуаций позволяет на стадии проектирования гидротехнических сооружений оценить последствия их возведения для существующих объектов и наоборот. Важными для строительства на берегах и в русле реки являются выводы о нарушении однородности ряда уровней и впервые полученные новые закономерности развития излучин. Сделанная в работе оценка экологической напряженности на разных участках реки дает возможность рационального подхода к регулированию речного русла. Применение предложенных в работе гидролого-морфометрических зависимостей позволяет определить тенденции развития рукавов, что создает основу трассирования судового хода в узлах разветвления.
Апробация. Основные положения диссертации доложены на VII конференции молодых ученых "Эрозия почв и русловые процессы" (Москва, 1990), научно-практической конференции "Географические проблемы Алтайского края" (Барнаул, 1991), научных конференциях "Физико-географические аспекты изучения урбанизированных территорий" (Ярославль, 1992), "Проблемы эрозионных, русловых и устьевых процессов" (Ижевск, 1992), на научном семинаре кафедры гидрологии суши Географического факультета МГУ (1993).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем работы 144 страницы машинописного текста, включая 30 таблиц, 18 рисунков. Список литературы включает 59 наименований.