Русловые процессы р. Немана (Нямунаса) и влияние на них антропогенного фактора Дарбутас, Альфонсас Алексович

Введение к работе

Актуальность работч. Разнообразное использование рек требует — информации о морфологии и динамике русел на значительных по протяженности участках или по всей их длине. Этил объясняется повышенны?. интерес к исследованиям русловых процессов на реках, которые вместе с тем позволяют выявить зональные, региональные и местные особенности их проявления. Речные русла, подчиняясь в своем развитии законам гидравлики, но являясь одновременно природными объектами, представляют собой производную совокупности взаимодействия различных физико-географических факторов.'Поэтому несмотря на внешнюю схожесть форі русла и руслового рельефа, к&т.дая река индивидуальна в отношении распределения типов русла, их гидроморфологических характеристик и режима деформаций. Знание их поззоляет не только научно обоснованно решать задачи регулирования речных русел, но и осушествлять мероприятия по снижению или нейтрализации возможных неблагоприятных последствия хозяйственной деятельности на реках. С другой стороны, хозяйственные объекты и инженерные сооружения на берегах рек кепктывавт влияние русловых процессов, что вызывает необходимость их регулирования.

Подобные проблемы возникают на реке Немане (Ьяыунасе) - главной водной артерии Западной Беларуси и Литвы. В гидрологическом относе-кии Неман (Нямунас) изучен достаточно подробно, за исключением стока влекомых наносов. Однако вопросы, касающиеся его руслоформирующеЯ деятельности освещены недостаточно. Ограничены сведения (имеющие описательный характер) о морфологии и динамике русла, влияния на них -как природных, так и антропогенних факторов. Практически отсутствуют сведения о келкчэственгшх характеристиках фор: проявлений русловых процессов, их изменениях по длине реки и связи с гидрологическим режимом, другими факторами руслоформирогания. Вопрос о влиянии Каунасской ГЭС на русловой реким Нямукаса разработан для короткого (15 км) приплотинного участка; воздействие ГЗС на нижнее течение реки, а также участок среднего течения выше водохранилища остается совершенно не освещенным. Кроме того, на всем протяжении реки морфология и динамика русла развивается в условиях массового проведения внправи-телькых и дноуглубительных работ, разработки карьеров стройматериалов и других видов антропогенного воздействия. Сочетание слабой изученности русла Немана (Нямунаса) с многообразием форм воздействия на него вызывает необходимость изучения условий и закономерностей русловых процессов, выявления масштабов их антропогенных изменений. Это даст возможность объективно реыать задачи, связанные с регулированием русла и оценкой современного и возможного его состояния.

~ г

Цель и задачи раооты. Цель работы заключается в разработке ре~" гиональной схемы развития русловых процессов на реке Немане (Нямуна-се) и выявления главных закономерностей развития его русла как в естественных условиях, так и под влиянием антропогенных факторов,

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи; 1) изучение гидрологичесгсого режима Немана (Нямунаса) и геолого-геоморфологического строения его долины с учетом изменонаК, вызванных хозяйственной деятельностью, как факторов русловых процессов; 2) определение величины стока, форм транспорта руслообразутщих наносов и руслофпрмирующих расходов воды по длине реки и в завягю^с-ти от природных факторов русловых процессов; 3) типизация форм крепления русловых процессов, выявление условий и закономерностей распространения шрфодинамических типов русла по длине реки, определение типичных гидроморфологических зависимостей; 4) установление направленности и интенсивности гэризонтальных и вертикальных русловых ,це-(Ьорлаций в зависимости от устойчивости русла, его морфодинамическс— го типа, состава руслообразующих наносов, свободных или ограниченных условий их развития; 5} выявление направленности и характера изменений русловых деформаций под влиянием антропогенных факторов.

Методика исследований. Е основу работы легли принципы географического изучения русловых процессоз, обоснованные Н.И.Маккавеевым и Р.О.Чаловым. В 1989 и 1990 годах были проведены экспедиционные исследования русла Немана (чямунаса) по упрощенной типовой программе, разработанной и.широко используемой в исследованиях русловых процессов на реках разных регионов страны Научно-исследовательской лабораторией эрозии почв и русловых процессов МГУ, Для выполнения руслового анализа проведены расчеты устойчивости русла, неразмызающих скоростей, руслоформируищих расходов по уточненной методике Н.И.Макка-веева, проведено сопоставление лоцманских и топографических карі¹ разных лет издания, аэрофотоснимков, материалов сетевых наблюдений Гидрометслужбы, фондовых, литературных и архивных источников,

Расчеты показателей руслоформирующей деятельности и гидромор-фологичеслих зависимостей выполнены на ЭВМ БХМ-6 в ВЦ МГУ и персональных компьютерах.

Научная новизна работы.

I. Выполнен для крупной равнинной реки на всем ее протяжении (от истока до устья) комплексный анализ естественных и антропогенных факторов русловых процессов. Для Немана (Нямунаса) исследования русловых процессов проведены зпервые.

1. Выявлены обзда и р»зрка.г2т.ыга?. закономерности русловых де- _ формаций, особеїіности форм лро^влений и их изменение по длине Немака (Нямучаса) в зазпсл-:ости о? устойчивости русла, величина стока наносов, условий п^хо:їдєкия руслоформирующих расходов воды, свободных или ограниченных условий развития.

2. Установлено влияние определяющих факторов на форму продольного профиля, измэь'екик уклонов по длине реки и состав руслосбразукз-щих наноооз; получены закономерности изменения состава наносов по длит реки.

4₄ Впервые для Немана (Нямунаса) определен сток влекомых (русло-о$ра.уэд;:х) наносов - по методике Н.И.Алексеевского при отсутствии .здкимх сетевых измерений.

3. Установлены темпы и направленность горизонтальных и верти-I'.wThHb'x дефор/аціш на различных участках реки в естественных уело-ьг..-.х г. их трі"'сформг-цйя (в том числе с изменением знака вертикальных м;::оваций) благодаря влиянию Каунасской ГЭС, сплошного выправления рус; . и разработки карьеров.

6. Разработана классификация видов хозяйственной деятельности . на Немане (Нямунасе) по их. соотношению с русловыми процессами, позволяющими определять подход к оценке и учету русловых процессов при решении конкретных практических задач.

7. Установлены скорости и глубина размывов русла, величины пони-кендя ("посадки") уровней как главные факторы, определяющие неблагоприятные экологические последствия хозяйственной деятельности (разрывы русла в нижнем бьефе, выправительны работы в русле, карьеры гтройматериалов); выше водохранилища выявлена регрессивная аккумуляция наносов и соответствующее по;.:гзние уровней воды.

Практическое значение работы елключается е"созд':,~:ш научной остовы для решения разнообразных задач, озязанк/.: с использованием ?еки, водных и связанных с ними зєиелі: ых ресурсов на Немане (Няму-іасе), определения последствий воздействия антропогенного фактора і разработки соответствующих мероприятий.

Апробация. Основные положения и результаты диссертации вошли 5 научный отчет Научно-исследовательсноЛ лаборатории эрозии почв и зусловых процессов МГУ, выполненный по заданию ГКНТ (1990) и научно-іроизводстЕеннйй отчет лаборатории, переданный в Госкомприроду Лит-:ы, использованы при составлении карты "Морфологая и динамика русел >ок Европейской части страны". Материалы исследований опубликованы четырех публикациях. Сопозные положения диссертации дологкены на

ІУ (Луцк, I9G9), У (Ярославль, 1990) и Уі (Ташкент, 1991) меквузов-"^-ских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых к устьевых процессов, научной конференции вузоЕ Литвы (Каунас, 1987), на-научном семинаре кафедры гидрологии суши Географического факуло-тета ЛГУ (1991).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы /Л9 страниц машинописного тексл включая 39 таблиц, 47 рисунков и 14 страниц приложений. Список литературы включает 112 наименований, в том числе 27 на литовском и немецком языках.