Совершенствование методов природоприближенного восстановления малых рек

• Автор: Гаврилюк, Анна Александровна
• Шифр специальности: 05.23.07, 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Современное состояние малых рек.

1.2. Самоочищение рек и их природоприближенное восстановление.

1.3. Естественная русловая и пойменная растительность.

1.3.1. Водная и береговая травянистая растительность

1.3.2. Распространение основных видов древеснокустарниковой растительности в зависимости от типа поймы и общая характеристика важнейших из них.

1.3.3. Водоохраннозащитное значение растительного покрова

1.4. Гидравлические характеристики заросших пойм

1.4.1. Общая характеристика гидравлических особенностей растительности.

1.4.2. Гидравлические сопротивления по длине участков речных пойм, заросших древеснокустарниковой растительностью
1.4.3. Взаимодействие руслового и пойменного потоков в случае движения речных потоков по поймам с повышенной шероховатостью
1.5. Грядообразование в заросших руслах.
Выводы по главе 1.
Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Исследование коэффициента гидравлических сопротивлений по длине и распределения скоростей потока на поймах, заросших древесной растительностью на жесткой модели
2.1.1. Определение коэффициента гидравлических сопротивлений по длине и чисел Рейнольдса
2.1.2. Экспериментальная установка.
2.1.3. Методика измерений
2.1.4. Проведение экспериментов
2.2. Исследование грядообразования на поймах, заросших кустарниковой растительностью, на модели с размываемым руслом
2.2.1. Экспериментальная установка.
2.2.2. Методика измерений
2.2.3. Проведение экспериментов
2.3. Оценка точности измерения местных осредненных скоростей
Выводы по главе
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАРОСШИХ ПОЙМ НА МОДЕЛЯХ С НЕРАЗМЫВАЕМЫМ И РАЗМЫВАЕМЫМ РУСЛОМ
3.1. Исследование распределения скоростей и коэффициентов гидравлического сопротивления по длине на жесткой модели
3.1.1. Исследование распределения скоростей в русле с прямоугольным поперечным сечением.
3.1.2. Исследование коэффициента гидравлических сопротивлений по длине в руслах с прямоугольным и трапецеидальным поперечными сечениями.
3.1.2.1. Исследование русел с прямоугольным поперечным сечением
3.1.2.2. Исследование русел с трапецеидальным поперечным сечением.
3.2. Анализ данных, полученных по результатам исследования .
3.2.1. Вывод зависимостей коэффициента гидравлических
сопротивлений по длине от планового расположения растительности на
3.2.2. Вывод формулы по определению коэффициента гидравлических сопротивлений по длине.
3.3. Исследование процесса грядообразования на поймах, заросших кустарником, на модели с размываемым руслом.
3.3.1. Распределение скоростей в растительном слое
3.3.2. Грядообразование на поймах, заросших кустарником
Выводы по главе 3.
Глава 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРОЙСТВУ ИНЖЕНЕРНОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПОСАДОК НА УЧАСТКАХ МАЛЫХ РЕК, ПОДВЕРГШИХСЯ АНТРОПОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
4.1. Рекомендации по разработке инженернобиологических посадок для защиты деградирующих участков малых рек на основе полученных результатов
4.2. Подбор живых материалов для инженернобиологических посадок, высадка насаждений и уход за ними.
4.2.1. Последовательность разработки инженернобиологических посадок
4.2.2. Виды живых материалов и способы их заготовки
4.2.3. Посадка насаждений и уход за ними.
4.3. Пример инженернобиологической посадки для восстановления деградируемого участка малой реки Черная.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Малые реки представляют собой один из важнейших элементов гидрографической цепи и обладают рядом характерных свойств и особенностей. Одной из таких особенностей является то, что водосборные бассейны малых рек располагаются в одной географической зоне, в результате чего по всей длине реки устанавливается одинаковый режим. Другая особенность состоит в ярко выраженной зависимости водности малых рек от состояния поверхностного водосбора, поэтому гидрологические и гидрохимические показатели малых рек могут резко отличатся от среднестатистических зональных и районных показателей. Третья особенность заключается в том, что малые реки являются начальным звеном речной сети, и все изменения в их режиме непременно отражаются во всей гидрографической цепи 2, . Антропогенное воздействие на малые реки существовало всегда, что в первую очередь объясняется их интенсивным использованием для водоснабжения и орошения. Загрязнение, заиление и истощение малых рек, происходящее под воздействием этих факторов, приводит к активизации такого негативного процесса, как дестабилизация экологической обстановки в самих водоисточниках. Водные организмы во всех типах водных объектов четко распределяются по зонам обитания. Всякое искусственное воздействие на сложившуюся систему однозначно ведет к изменению границ зоны обитания и обеднению ее количественного состава. Это в свою очередь приводит к утрате внутренней способности малых рек к самоочищению и, в конечном итоге, к их пересыханию. Наиболее уязвимыми в этом отношении являются равнинные участии малых рек, потому что именно здесь находятся участки наиболее благоприятные для развития различных видов водных растений и животных, насекомых и рыб . Процесс самоочищения рек представляет собой совокупность целого ряда процессов механических, физических и биохимических и заключается в следующем. По мере удаления загрязненных вод от источника загрязнения тяжелые частицы вместе с частью бактерий, содержащихся в этих водах, осаждаются на дно реки. Одновременно с этим взвешенные частицы по мере их движения в реке измельчаются и, подвергаясь действию кислорода воздуха и воды, окисляются и нитрифицируются в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и водных растений ,. Все реки характеризуются внутренней способностью к самоочищению, под действием которой в них происходит естественный процесс восстановления. В результате деградации малых рек возникают факторы, препятствующие реке самой восстановить себя со временем. Эти негативные факторы можно устранить с помощью процесса восстановления, направленного со стороны человека. По сути, этот процесс способствует
усилению и ускорению естественного восстановления реки. В результате этого экосистема реки достигает стабильного состояния за значительно более короткий период времени, чем при естественных физических и биологических процессах развития среды обитания и заселения биоты. При успешном восстановлении потребуется только периодический контроль, подтверждающий, что система поддерживается естественно, то есть в соответствии с законами природы . Сооружения, в которых одним из основных элементов являются растения, способны создавать новые пространства жизнеобитания, представляя собой экологомеханический природный комплекс, обеспечивающий достижение и последующую стабилизацию природного равновесия. Использование живых растений в природоприближенном восстановлении в первую очередь обусловливается их биотехническими свойствами. Одним из таких свойств является способность ряда растений образовывать новые формы развития под действием отдельных нагрузок и воздействий. Например, при посадке деревьев на крутых откосах, у них начинает формироваться корневая система с вертикальными опорными корнями. Другим важным свойством растений является их способность генерировать рост новых корней на участках ствола или веток, которые находились под водой или были присыпаны почвой. Многие растения, произрастающие в зоне водных объектов способны формировать такую корневую систему, которая способствовала бы наиболее эффективному сопротивлению размывающему действию воды, а также защите от эрозии грунтов, слагающих берег.