Географический анализ антропогенных изменений русловых процессов

• Автор: Беркович, Константин Михайлович
• Шифр специальности: 11.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 с. : ил.

І,/'
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
БЕРКОВИЧ Константин Михайлович
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АНТРОПОГЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ РУСЛОВЫХ
ПРОЦЕССОВ
11.00.04 - геоморфология и эволюционная география Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук
Москва 1998

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Краткий очерк истории хозяйственного использования рек 8 Г лава 2. Природные факторы русловых процессов
Глава 3. Русловые процессы как механизм саморегулирования русла при антропогенном воздействии
Глава 4. Классификация инженерных сооружений и видов антропогенного воздействия на русла рек
Г лава 5. Г еография антропогенных нагрузок
Г лава 6. Воздействие главных видов антропогенной нагрузки на речные русла и его географическая специфика
6.1. Эрозия почв на водосборе и реакция рек на рост стока наносов
6.2. Трансформация продольного профиля рек выше водохранилищ
6.3. Изменения русел рек в нижних бьефах гидроузлов
6.4. Добыча песчано-гравийных смесей и ее влияние на русла рек

6.5. Русловые процессы и путевые воднотранспортные работы

6.6. Влияние на русла рек мелиоративного, транспортного и др. строительства и инженерных сооружений
Глава 7. Современные изменения русловых процессов и их экологические последствия
Г лава 8. Устойчивость речных русел к антропогенным изменениям природной среды и непосредственным техногенным воздействиям 164 Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В условиях интенсивной хозяйственной деятельности на водосборах и в руслах рек многие реки превратились в природноантропогенные системы, в функционировании которых на природно-обусловленные процессы накладывается эффект от хозяйственной деятельности. С этим связано ухудшение экологического состояния рек и их русел, современное водохозяйственное использование рек часто содержит существенные недостатки с точки зрения ландшафтов, рекреации, охраны природы. Механизм превращения рек и, в частности, их русел в такие системы еще не достаточно изучен, как и реакция речных русел на инженерные сооружения и мероприятия. В различных природных условиях он отличается характерными чертами, что нередко делает прогноз реакции русел неадекватным развивающимся последствиям. Разработанные в настоящее время методы оценки последствий не охватывают многих видов хозяйственной деятельности и практически не учитывают специфики природных условий формирования речных русел. Знание механизма влияния хозяйственной деятельности на русла рек в разных природных условиях, полученное на основе натурных наблюдений, может служить основой для проектирования возможных смягчающих, реабилитационных мероприятий.
Реки с древнейших времен используются в хозяйственной деятельности человека. На протяжении веков они удовлетворяют потребности человека в воде и пище, служат естественными водными путями сообщения, используются для получения энергии, промышленного, сельскохозяйственного и коммунального водоснабжения. Реки являются постоянно возобновляющимся источником как воды, так и водной энергии, поэтому их роль в жизни человека столь велика несмотря на мизерность доли объема речного стока от суммарного объема вод планеты. Вместе с тем зачастую размеры реки, величина ее стока и состояние русла не отвечают требованиям, предъявляемым к ним различными отраслями хозяйства. Так, использование речного стока для выработки электроэнергии требует сооружения плотин, концентрирующих напор в створе.

Н.И.Маккавеев (1955) выделил несколько причин воздействия формы и строения русла на русловые деформации. К ним он отнес неравномерность скоростного поля потока (распределение течений), циркуляционные течения, обусловливающие устойчивость (в смысле длительности существования) форм руслового рельефа или стимулирующие эрозионно-транспортирующую способность потока; устойчивость против размыва отдельных пластов горных пород, приводящих к возникновению порогов, мысов, изгибов, островов; неодинаковую направленность формирующей работы потока при различных уровнях воды.
Чередование зон замедления и ускорения течения наблюдается очень часто в естественных реках, практически повсеместно. Оно обусловлено неравномерной шириной дна долины и русла. Четковидность долин связывается с крупной ступенчатостью продольных профилей рек. Основные причины ступенчатости заключаются, очевидно, в следующем; в литологической неоднородности по длине реки коренных пород, чередовании локальных зон поднятия и опускания, впадении крупных притоков. Подобная ступенчатость обнаружена, например, Р.В.Лодиной и др. (1987) на р.Тереке. Местное уменьшение транспортирующей способности на участке пониженного уклона или поступления большого количества обломочного материала приводит к его осаждению и, как следствие, к блужданию русла. Если берега сложены размываемыми породами, то в процессе блуждания дно долины постепенно расширяется. Протяженность расширения контролируется степенью местного снижения транспортирующей способности потока, скоростью ее восстановления и оказывается пропорциональной максимальному расходу воды. Так, в среднем течении р.Протвы при среднемаксимальном расходе 200-300 м3/с длина расширений составляет 4-6 км, в нижнем течении Киренги (С)т = 3900 м3/с) - 10-12 км, на средней Оби (С>т=6000 м3/с) -30 км. Длина Олекминского расширения на средней Лене, где С)т более 10000 м3/с, достигает 50 км. Характерно, что отношение длины расширений к ширине дна долины в их пределах довольно выдержано и составляет 3-5.
Возникнув, сужения и расширения дна долины оказывают существенное влияние на транспорт наносов и развитие рельефа русла. В нижней по течению части расширения поток находится в подпоре от нижележащего сужения,