Введение к работе
Актуальность исследования. Дельты рек имеют сложную внутреннюю структуру, специфический режим стока воды и наносов, изменчивые гидрографическую сеть и ландшафт. Природные комплексы и ресурсы дельт испытывают всестороннюю антропогенную нагрузку, и в то же время играют существенную роль в поддержании экологического равновесия на прилегающих территориях речного бассейна и акватории моря. Вместе с тем, динамика русловой сети дельты во многом обусловливает распределение стока воды, наносов и загрязняющих веществ в пределах дельты, обводнение дельты, опреснение вод устьевого взморья и его биопродуктивность.
Изучение устойчивости дельтовых водотоков и их систем дает возможность разработать методы расчета и прогноза изменения гидролого - морфометрических характеристик и русловых деформаций водотоков дельты, а значит, может оказать помощь при размещении хозяйственных объектов с наибольшим экономическим эффектом и минимальным ущербом для дельтовых природных комплексов.
Основу количественных оценок динамики русловой сети дельт может составить концепция устойчивости русел в устьях рек. Она заключается в допущении существования "устойчивых" соотношений между различными гидролого-морфометрическими характеристиками и стремлении русел к восстановлению устойчивости в случае ее нарушения (путем размыва или заиления). Некоторые гипотезы о существовании таких "устойчивых" соотношений были высказаны ранее, но не получили должной проверки на массовом фактическом материале.
В качестве объектов исследования выбраны дельты Волги и Дуная, сильно хозяйственно освоенные, но мало изученные в отношении пространственной и временной изменчивости характеристик рукавов. Такой анализ характеристик водотоков и прогноз развития русловой сети для дельты Волги представляет особый интерес в связи с повышением фонового уровня Каспийского моря. Кроме того, по этим дельтам имеются необходимые гидрометрические материалы.
Цель и задачи работы. Цель настоящей работы - на примере дельт Волги и Дуная исследовать закономерности формирования, нарушения и восстановления устойчивости русел в устьях рек,
разработать методы расчета характеристик устойчивых русел и на этой основе - способы оценки тенденции их развития.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1)выявить природные и антропогенные факторы, определяющие устойчивость и гидролого - морфометрические характеристики водотоков в устьях рек;
2)исследовать причины, условия, виды и закономерности типичных нарушений устойчивости водотоков в устьях рек (отмирание или активизация рукавов, вертикальная перестройка русел при изменении уровня приемного водоема или мутности воды в рукавах и др.);
3)проанализировать существующие и разработать новые методы расчета устойчивости рукавов неприливных дельт и "устойчивых" характеристик русел;
4) сформулировать критерии направленности русловых деформаций в дельтовых водотоках (размыва или аккумуляции).
Методика исследований и фактический материал. В основу работы положены данные полевых исследований лаборатории устьев рек ГОИНа, Астраханского центра по гидрометеорологии, географического факультета МГУ, Дунайской гидрометобсерва-тории (Украина, Измаил) в дельтах рек Волги (около 100 водотоков) и Дуная (28 водотоков).
Методической основой работы являлись: обработка гидрометрических данных по отдельным створам в дельтовых водотоках; привязка этих данных к фиксированным расходам воды реки в вершине дельты с учетом известного распределения стока воды по рукавам; построение гидролого - морфометрических зависимостей, связывающих между собой характеристики систем водотоков при фиксированных расходах воды реки ( в том числе русло- или дельтоформирующих); анализ причин отклонения точек для отдельных водотоков от статистически полученных зависимостей; выявление причин отмирания или активизации рукавов дельт.
Научная новизна определяется следующими результатами: 1)впервые детально проанализированы многолетние изменения гидролого - морфометрических характеристик водотоков дельт Волги и Дуная на обширном фактическом материале; 2)установлены и уточнены причины и тенденции изменения гидролого - морфометрических характеристик водотоков дельт
Волги и Дуная; 3)уточнены методы определения тенденции развития дельтовых рукавов и количественной оценки интенсивности изменения их характеристик; 4)разработана методика прогноза развития дельтовых водотоков на основе гидролого - морфометрических зависимостей; 5)разработана методика расчета неизвестных характеристик дельтовых водотоков или характеристик неизученных водотоков с помощью гидролого -морфометрических зависимостей.
Научно-практическая ценность. Результаты работы могут
быть использованы для оценки направленности гидролого-
морфологических процессов в русловой сети устьев рек.
Полученные материалы будут полезны при решении широкого
диапазона задач, связанных с оценкой антропогенного влияния на
природные комплексы дельт, при проектировании
водохозяйственных мероприятий в дельтах, при моделировании и прогнозе динамики русловой сети и заливания дельты, распределения стока воды, наносов и загрязняющих веществ, разработке природоохранных мероприятий.
Апробация работы и внедрение ее результатов в практику. Работа выполнялась в рамках госбюджетной научно исследовательской темы географического факультета МГУ "Исследование естественных и антропогенных изменений природных условий в устьевых областях рек и разработка научных основ их прогноза и регулирования в целях рационального использования и охраны природных ресурсов", как части проекта 08.'10 "Морские устья рек и геохимические барьеры" (1991 - 1995 гг.). Ряд результатов диссертации использован при выполнении проекта РФФИ 93-05-14257 "Дать характеристику современных гидролого - морфологических процессов и загрязнения устьевой области Волги и оценить изменение выноса загрязняющих веществ в Северный Каспий в связи с повышением уровня моря" (1993 -1995 гг.). Результаты исследований по дельте Волги включены в научно - технический отчет, выполненный географическим факультетом МГУ по заданию института Астрахангипроводхоз.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на IV конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей" (ИВП РАН), Международной студенческо-аспирантской конференции на географическом факультете МГУ, семинарах в ГОИНе, на кафедре гидрологии суши географического факультета МГУ.
ПубликаиииПо результатам исследования опубликованы 3 работы и 2 находятся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем работы: 115 стр. машинописного текста, 19 рисунков, 20 таблиц. Общий объем приложений: 10 таблиц. Список литературы включает 97 наименований, из них 40 зарубежных публикаций.