Введение к работе
Актуальность работы. Весьма неблагопо -лучное экологическое состояние как сибирских рек, так и речных систем не только во всех регионах России, но и мира, вызвано всё возрастающей антропогенной нагрузкой на годотоки и зодоеЧл, Все аспекты сохранения водности, уровепного режима и чистоты воды, нормальных условий для существования речных экосистем яв-дяэтся не региональной, а одной из мировых природоохранннз проблем, осознанной человечеством в последней четверти XX века наряду о опасиостыэ повреждения озонового слоя атмосферы и -кислотными доддямн.
Шибольшее влияние на гидрологический реаим и русловые дефор-^ мации рек оказывают активные техногенпые факторы, в том числа регулирование стока, дноуглубительные работы, добыча из р .\д минерально-строительного сырья, капитальные Еыправительные работы.
№ровая важность проблемы видна из того, что для изучения влияния дноуглубления на природу создана мекду нар одная техническая комиссия Постоянной международной ассоциации судоходных конгрессов, а на ХУЛ Международном гидравлическом конгресса по проблеме оала организоЕ .на широкая дискуссия. Комиссия охраны окрупающей среды в странах Европейского экономического содру -зества, возглавляемая Карло Рипа ди Иеана, выпустила в 1990 году обобщающий труд "Загрязнение водной среды и дноуглубление а странах КЭС, в котором намечает пути восстановления чистоты западно-европейских рек путем не только предупреждения негативных последствий антропогенных воздействий, но и использования позитивных свойств дноуглубительных и регул/Щионных работ.
Необходимость и своевременность изучения последствий гндро-зноргетическ;:х и водохозяйственных преобразований природной среды с цельи прогнозирования негативных экологических ситуаций, вызываеют отдельными факторами, а следовательно, и обоснования мериприятий по их предотвращения или устранении, доказывается тем, что рршсние проблемы реализуется в ряда крупней-Еіих отечестьенпых и зарубежных нзучпо-исследозательзких, проектных и учебішх учреждениях.
В нашей стране исследования ведут производственное объединение "С'свинтервод", Государственный гидрологический институт, ВИИГ им. В.Е.Ведонеова, ВШИГиМ, институт водных и экологических проблем АН Российской федерации, илститут географии АН Рос-
4 сгйскоіі федерации, ЦШОРХ, ЧерноморІШІпроект, Ростовское ЦПКБ Морфлота России, .Новосибирское отделение СибрыбШИпроекта.ЦУРЭН, Астраханский государствешшй заповедник, лаборатория охраны природы Екатеринбургского горного института, Kill биологии и биофизики Томского университета, МГУ ем. М.В. Ломоносова, МІСИ, Унк-сзрситет Друкбы народов mi. Патриса Лумуибы, Санкт-Петербургский институт инженеров водного транспорта, Новосибирский институт инженеров водного транспорта, Новосибирский икаенерко-строитедь-шй институт и др.
За рубоаон над проблемой работают рлд крупных научно-исследовательских центров, в числе которых университет в Орегоне и Флориде, исследовательский центр водных путей в Виксбургэ (США), институт геоботаники в Цюрихе (Швейцария), институт "Гидропроект " в Праге (Чехословакия), исследовательский центр доиартамак-та портов в Роттердаме (Нидерланды), океанографический инкитуг в Таунтоно и ряд университетов в Великобритании и др.
исследования последствий антропогенного воздействия на гидрологический реки;.; к руслок/е процессы,' выполненные е настоящей работе, являются продолжением труда отечественных ученых, ссу-гзеозвизягах решение многих важных задач проблем. Превде всего автор отмечает крупный вклад Алтунина С.Т., Али-уншю B.C., Барышникова Н.Б., Башкирово Г.С, Васильева О.Ф., Василвченко Г.В., Гиргидоаа А.Д., Грачева ЕЛІ., Грігаанина К.В., Грушевсяс- . го Ы.С., Келезнякова Г.В., Знаменской Н.С., Нзоаыа СВ., ICapa— сева И.Ф., Карауиева А.В., Лаппо Д.Д., Латышенкова М.А., Лебедева И.В., Шккавеева Н.И., Мирцхулавы 'I.E., Михалева М.А., Кк^уева А.В., Попово II.В., Правдисца Ю.П., Рабковоіі Е.К., Рдс-під&ша Н.А., Розовского И.Л., Розонова II.П., Селезнева В.М., Сліакоаа Г.В., Снишэнко В.Ф.% Старикова А.С., IILpeiiKona И.А., Чалова P.O. .
Ио зарубошых учених заслуживай? шзш.;а:шя работы Акорса, Уайта, Аллена, ffiena, Фредсо, Геослера, Комуры, Роудкави, Симонса, By и других.
Разработанные в настоящее вреш методы оценки последствие антропогенных воздействий не охватывают все активные техногенные факторы. Крим о того, они разрознена и не позволяют рассматривать эта воздействия в комплексе. Далеко не все предложенные резопия проверены в натурных условиях.
Поль pa б о іа заключается з разработке и практическом применении комплексных методов прогнозирования послєдсїігій антропогенного возх ійствия на гидрологический режим и русловио процессы роз. Рекомендации работы предназначены для использования при проектировании гидроэлектростанций, руологнх и поймон"-ти карьеров добычи нерудных строительных материалов, дноуглубления для поддержания судоходных глубин, водозаборов, благоустройства пркбрегкых территорий городов ц других видов водсхсзяЗ» стпеппей деятельности.
Защищаемые положения
Ка защиту выносятся следующие положения диссертационной работа:
методологія учета в іпт.енерннх расчетах взаимного- влияния природных и антрспогешшх факторов, оп^еделяшщх изменен:: уро-зенного .режима участков рек, характеризующихся широкомасштабной водохозяйственной деятельностью;
математическая модел1 расчета кинематической структура неустановившегося речного потока в условиях распространения воля суточного регулирования стока;
математическая модель расчета русловых деформаций с учетом особенностей скоростной структуры нестационарного потока и ло-далышх изменений объема твердого и -їдкого стока;
расчетное обоснование компенсационных мероприятий не предотвращения посадки уровней свободной поверхности воды пря проведения комплекса дноуглубительных и шправнтелышх работ.
П.аучная новизна диссертационной работа азклото-ется:
в методологии учета взаимного влияния природных л антропогвп-тх факторов, определяющих изменение гидрологического рваима л руслегых процессов рок, находящиеся в свободном состоянии, и рек с зарогулированчнм стоком;
обосноЕоизи необходимости учета при разработке мзтематичес- ккх моделей расчета русловых переформирований з никних бьефях гидроузлов г зоне проявленій суточного регулировать стока особенностей кинематической структуры нестационарного потока;
разработке математических моделей расчета скоростной структури волн попусков и деформаций русла:
создании метода расчета компенсационных мероприятий по предотвращения посадки уровней слободкой поверхности при проведении
комплекса дноуглубительных и выправитвльных работ..
Обоснованность научных предложений, выводов и рекомендаций, оодеркащахся в диссертационной работе, ооновываетоя на примвне--кии уравнений гидромеханики, апробированных методах ыатематк -ческого моделирования на ЭВМ, численных экспериментах, соответствующих возможным условиям нарушения природного равновесия ка участках водотока и большим объемом экспериментальных исследовании, выполненных в натурных и лабораторных условиях.
Практическая значимость работы. Разработанные положения диссертационной работы предназначены для использования их при проектировании к расчетном обосновании водохозяйственной деятельности на реках, находящихся в свободном состоянии к о зарегулированным стоком, а такке д.ш применения при разработке мероприятий по комплексному использовании во; ных ресурсов.
Доотоворность полученных результатов подтверждена ^..зкосторонним комплексом натурных и лабораторных исследований, а также многолетней производственной проверкой разработанных рекомендаций ка многих реках Сибири.
Реализация и практическая з на ; и -мость результатов исследований , ваключается в их использовании при выполнении ряда научно-исследовательских работ, результаты которых внедрены в произведет во:
"Прогноз изменения'гидрологического режима и руолог їх процессов реки Оби от ГЭС до поселка Ташара вследствие' зарегулировак-ностк стока и выемки из русла аллювиальных отложений", одобренной Новосибирским областным научно-техническим советом по эко -доган (протокол от 26 деяабря'1991 года). В реиении отмечено, чяо работа выполнена на высоком профессиональном уровне. Проведен анализ воздействия на реку дноуглубительных работ, Даш рекомендации по совершенствовании проектирования и эксплуатации русловых и пойменных карьеров нерудных строительных материалов.
"Исслед вания и опытная сценка воздействия ка окрулакцун сроду путевых работ на участке реки Обк от Новосибирской Т.'ЭС ді. устья реки Томи о разработкой предложений по прецупрезденкэ негативных последствий" и "Вазработка рекомендаций по учету интересов ркбного хозяйства при проектировании и выполнении 50МЛЄ-черпательлых работ ко реке Оби от ГЭС до устья реки Томи".
"Разработка предложений по транспортному освоению малых рек Ним, Лямин, Кульеган, Сорум, Коэым d нефтегазовом регионе Ьапад-ной Сибири", разработанной по поручению Главного управлешія водных путей и гидросооружений Министерства транспорта России.
"ТІссяедовшшо возможностей совмещения дноуглубительных раСзї на участке Клин-Омск р.Иртпп с производством нерудных строитеаь-. -них 'материалов" и "Прогноз влияния плановой компоновки отвслов грунта м изменение гранулометрического состава в них на уров-зн-шй ірежим-реки", принятых и внедренных госпредприятием "Водныз 'пуги'Обь-Иртышского бассейна" при проектировании и осуществлєіпяі ^дноуглубительных и выправигельных работ на реках Иртьп, Нонда, Тура, Тобол и Казым.
Результаты исследований использованы отделом комплексной да» генерной подготовки территоргаї производственного строителе >-монтаяного объединения 'Тюменьнефтегаэстрой" госконцерна "нефго-газетрой" и Сургутским районным комитетом Госкомприроды Тюменской об;:асти при проектировании, проведении и согласовании гидро-иеяаниг-фованных земляных работ на рекпх севера Тюменской области при строительстве предприятий добычи нефти и газа.
Рекомендации автора г:о расчетом кинематики неустановившегося речного потока" в нижних" бьофах гидроузлов и по оценке гидравлического сопротивления русел рек после интенсивного дноуглублеткя л строительства регуляцлогешх (выправителышх) гидротохьгчосхиз сооружений приняты Новосибирским институтом инженеров водного транспорта для включения в "Правила охраны природы при проведении робот по поддержанию внутренних водных путей в судоходном состоянии", разрабатываемые по поручении Главного управления водных путей и гидросооружений Іашистерстьа транспорта России.
Диссертационная работа входила составной частьп в планы на-учночісследовательских и опнтио-конструкторских работ бкЕяего. йккис.ерства'речнпго флота РСФСР и бывшего ГКНГ СССР.
Апробадкя работы. Основные результаты иссле-довшши докладывались на:
-
Всесоюзном наугно-техническом семинаре "Опыт проектирования, строительств.-; я згсплуатацші водохранилищ гидроэлектростан-вдЯ", "Энергетическая эффективность использования водных ресур- сов на круглая гидроузлах и каскадах ТЭС комплексного назначе-чил" (Новосибирск, 1978).
-
Всесоюзном совецанші-семннаре "Соверпенствование морских
каналов к портовых акваторий" (Одесса, 1984). =-
3. Заседании научных советов СО АН СССР по проблемам окружающей среды к по проблеме перераспределения водных ресурсов Сибири (Новосибирск, 1986).
4о Всесоюзной конференции "Развитие производительных сил Сибири и задача ускорения научно-технического прогресса" (Барнаул, 1985).
5о Научно-технической конференции ВНИИ транспортного строительства (Новосибирск, 1989).
5«, Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы проектирования, строительства, реконструкции и технической эксплуатации водно-транспортных гидротехнических сооружений" (Одесса, 1989).
7« Семинаре "Гидротехника и экология водоемов и водотоков" (институт гидродинамики СО АН СССР, научный совет СО АН СССР по проблемам окружающей среды, Новосибирск, 1985).
-
Нйучно-техкгческой конференции "Наука - военно-строительному производству в свете новых 0К0Н0ЧИЧ8СІСИХ отношений" (ПВВНСУ, Пушкин, 1991).
-
II Всесоюзном съезде гидроэкологов СССР ПО "Совинтервод", Ассоциация гидроэкологов СССР (Москва, 1991).
10. Всесоюзной нг-пшой конференции ' Зрозиоведение: теория, эксперимент, практика",(МГУ, Москва, 1991}.
П. ІУ гохвузовском координационном сог?!цании по проблемо эрезконных, русловых и устьевых процессов (МГУ, Ташкентский ГУ, Тыдкент, 1991)*
12» Х5СХІ юбилейной научно-технической конференции профессорско;-преподавательского сое ава НИИЗГа и Западно-Сибирского НТО ВТ (Новосибирск 1991).
13, XXIX научной технической конференции НКСИ "Охрана природы, гидротехническое строительство, инженерное оборудование" (Новосибирск, 1992).,
14« Научно-производственном семинаре "Проблемы влияния путе--вьх рабої на гидрологический режим, руиіовие процессы и экосистемы", организованным Главны*, управление'.; водних путей и гидросооружений Министерства транспорта России, отделением ресурсо -добыэ&^ищх и экологически чи стік технологий эксплуатации транспорта Академии транспорта России и научно-техническим обществом водного транспорта (Новосибирск, 1992).
15с Семинарах отдела прикладной гидродинамики института гидро-
Динаміки СО ЛК СССР, конференциях профзссорско-преподастельскогз состава Новосибирского инженерно-строительного института и Новосибирского института инженеров водного транспорта в 1980--1991 гг.
16. Семинарах инженерно-строительных факультетов Лондонского а Манчестерского технических университетов (Ваіиксбритания) в 1979-1980 годах.
Материалы исследования по теме диссертации опубликованы в 37 печатных работах и отчетах по НІР, в тон числе и учебных пособиях. СноЕнис из них указанії в конце автореферата.
Структура н объем работы. Диссертация (в I томе) объемом 455 страниц содержит 356 страниц машинописного текста, 151 рисунок, 14 таблиц, список литературы содерзсиз 276 наименований, из mix 87 - на иностранных языках.
Похожие диссертации на Антропогенные изменения гидрогеологического режима и русловых процессов рек (на примере сибирских бассейнов)
