Введение к работе
Актуальность проблемы. Широкое хозяйственное использование рек и пойм, возрастающие требования к сохранению их природного состояния требуют разработки не только методов прогноза динамики руслового процесса, но и проведения конкретных работ по управлению им. Антропогенная деятельность по своим масштабам стала в один ряд с активными факторами руслообразования. Задержка в принятии инженерных мер защиты часто грозит деградацией речной экосистемы. Несмотря на большое количество исследований в области изучения руслового процесса по прежнему актуальным остается анализ совокупности его конкретных проявлений и закономерностей развития. Необходимо значительно полнее изучать реки как сложные изменчивые природные системы. Учитывая невозможность пассивного сохранения естественного состояния рек. целесообразно задать направленность регулирования руслового процесса. Цели регулирования определяются на основе оценки интенсивности хода и развития руслового процесса в соответствии с характером хозяйственного использования водотока.
Рациональное природопользование обусловливает актуальность. разработки таких принципов и схем регулирования русловых процессе которые при минимальном вмешательстве давали бы требуемый регуляционный эффект без нарушения ландшафтов. С этих позиций рассматриваются вопросы регулирования русловых процессов на меандрирующих реках при различных инженерных задачах.
Использование пойменных земель встречает ряд трудностей, вызванных неблагоприятным воздействием паводкового потока. Достаточно часты случаи заноса значительных площадей песками, смыва плодородного пахотного слоя, разрушений коммуникаций и сооружений. Поймы меандрирующих рек подвержены постоянной переработке при плановых перемещениях излучин.
Современное состояние многих малых рек требует проведения комплекса природоохранных мероприятий по их гидротехнической рекультивации. Выбор конкретных мероприятий должен быть выполнен на основе принципов управления природной динамической системой, позволяющей учитывать все многообразие действующих факторов.
Одной из актуальных задач является использование русел рек для пропуска увеличенных меженных расходов. При этом требуют решения вопросы обеспечения пропускной способности русла, защиты поймы от подтопления, снижения активности переработки русла.
Использование поймы в качестве, естественного водосброса низконапорных гидроузлов имеет ряд достоинств как^технико-эконо-мического характера, так и благоприятных в экологическом плане. Однако недостаточно лолный учет особенностей руслового процесса приводит к размывам на пойме и создает опасность плановых смещений русла.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - разработка инженерных мероприятий по регулированию руслового процесса для меандрирущих рек на основе исследования его как объекта управления с целью раскрытия тех функциональных взаимосвязей внутри системы река-долина и ее структурных элементов, которые могут быть нарушены при хозяйственном использовании рек.
Для достижения намеченной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
-
Экспериментально исследовать русловой процесс типа - ограниченное меандрирование и подобрать мероприятия, упорядочивающие его неблагоприятные проявления.
-
Разработать схемы регулирования руслового процесса на меандрирующих -реках.
-
На основании анализа результатов экспериментальных исследований закономерностей развития руслового процесса разработать мероприятия.по его регулированию.в условиях изменяющейся
ВОДНОСТИ ,РЄКИ. -. ' ... -- .,:,;
4. Исследовать .возможность использования поймы реки для
пропуска половодья в обход гидроузла, разработать мероприятия по
предотвращению при этом существенных деформаций поверхности пой
мы. ;:;; ;';.
Научная новизна выполненных исследований обусловлена тем, что русловой процесс рассматривается в их рамках как объект управления, по реакции на внешнее воздействие.При этом использовались модели, отображающие основные принципы организации и функционирования реальных систем-прототипов. Выполнен анализ строения и функционирования речного макро рельефа, являющегося основой речной экосистемы как природного объекта, так и объекта управления. Проведенные исследования руслового процесса типа ограниченного меандрирования.позволили раскрыть динамические характеристики ' этой природной системы, важных как для понимания механизмов функционирования руслового процесса, так и для выработки
правил поддержания, в необходимых случаях.стабильности природной системы. Разработаны гидротехнические мероприятия, направленные на ограничения плановых деформаций излучин. Выполнена оценка действия на русловой процесс ограничивающих факторов. В натурных условиях и на моделях исследованы различные схемы регулирования русловых процессов на пойме. Для р. Сев. Донец сформулированы общие цели регулирования руслового поцесса при искусственном увеличении меженных расходов реки и даны рекомендации по предотвращению нарушений стационарности.
Практическая значимость и реализация работы: Основные положения и выводы, полученные в результате выполненных исследований использованы институтом Укргидропроект при составлении проекта второй очереди канала Днепр - Донбасс, институтом Соязгипролес-хоз при разработке планового размещения систем защитных противо-эрозионных лесных насаждений в водоохранных зонах малых рек. институтом Мосгипроводхоз при уточнении местоположения и параметров защитных лесополос в пойме р.Оки, а также были использованы при составлении текстов 9.10. "Пойменные водосбросы" справочника "Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений". -М.: Энергоатомиздат. 1988 и 5.4 "Резервные водосбросы" Справочника "Мелиорация и водное хозяйство". 4. Сооружения: -М.: Агропромиздат, 1987.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались.на научно-технических конференциях МГМИ в 1971-81 и 1983-92 г.г., на Московской областной конференции по внедрению результатов научных исследований (1975 г.). на научно-техническом совете Главнечерноземводстроя (Москва, 1976 г.), на XI11 конгрессе Международного комитета по большим плотинам Шью Дели, Индия. 1979). на У Всесоюзном, гидрологическом съезде (Ленинград.. 1986). на Ш Всесоюзной конференции "Динамика и термика рек. водохранилищ и окраинных морей" (Москва, 1989). на совместном заседании секции русловых процессов и секции водных ресурсов и водного баланса Научного Совета по проблеме "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" ГКНТ (Ленинград 1988 г.), на Всесоюзном совещании "Экология и гидравлика будущего" (Москва. 1990 г.)."
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ.
