Охрана водных объектов трансформацией склонового стока водозадерживающими противоэрозионными сооружениями

• Автор: Маслова, Алла Владимировна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОЛОГИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ МАЛЫХ РЕК И МЕТОДАХ ЕГО ПРОГНОЗА
1.1. Изменение режима стока малых рек в результате антропизации бассейна и развития эрозионных
процессов
1.1.1. Малые реки и проблема их деградации
1.1.2. Влияние природных и антропогенных факторов на режим стока малых рек
1.1.3. Роль эрозии почв в формировании стока малых рек и их экологического состояния
1.2. Основные принципы управления стоком малых рек
1.2.1. Регулирование стока рек водохранилищами и мероприятиями на водосборах
1.2.2. Противоэрозионные. мероприятия и их влияние на формирование стока
1.3. Анализ моделей, используемых для прогноза притока в гидрографическую сеть
1.4. Выводы из обзора литературы
2. МОДЕЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОДбЗАДЕРЖИВАЮЩИХ
ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ НА ВОДНЫЙ РЕЖИМ ТЕРРИТОРИЙ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ВОДОТОКОВ
2.1. Концептуальные основы построения модели
2.1.1. Основная цель и задачи исследований
2.1.2. Физическая природа трансформации стока водозадерживающими противоэрозионными
сооружениями и расчетная схема
2.2. Математическая модель формирования стока под воздействием водозадерживающих противоэрозионных
сооружений
2.2.1. Основные допущения и предпосылки
2.2.2. Основные уравнения формирования притока
2.2.3. Взаимосвязь склонового и грунтового стока при наличии водозадерживающих противоэрозионных сооружений
2.2.4. Начальные и граничные условия
3. АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИТОКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ
СООРУЖЕНИЙ

3.1. Общие положения
3.2. Алгоритм моделирования склонового стока
3.3. Алгоритм расчета движения грунтовых вод
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
4.1. Программный комплекс
4.2. Пример моделирования формирования стока для реальных условий
4.3. Моделирование формирования стока при учете основных стокообразующих факторов
5. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО БАЛАНСА СКЛОНОВ И СТОКА ПРИЛЕГАЮЩИХ
ВОДОТОКОВ
5.1. Основные положения
5.2. Определение основных параметров валов-канав
5.3. Оценка воздействия водозадерживающих противоэрозионных сооружений на водный режим
5.4. Эколого-экономическая эффективность применения водозадерживающих сооружений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Одним из признаков деградации малых рек является антропогенное изменение закономерностей внутригодового распределения стока в результате снижения аккумулирующей способности водосборов. Как правило, эти изменения имеют негативный характер и проявляются в росте паводковых и уменьшении меженных расходов, ухудшении качества воды. Основной причиной снижения водорегулирующей способности водосборов является антропогенное изменение водно-физических свойств почв. Наиболее значительное воздействие на состояние почв полевых водосборов оказывает эрозия.
Для защиты земель от водной эрозии используются различные мероприятия: организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические. При их осуществлении обычно учитываются лишь почвозащитные функции противоэрозионных мероприятий, в то время как они значительно трансформируют водный баланс склонов, условия формирования притока в гидрографическую сеть и его качественный состав. В большинстве случаев меры по защите от водной эрозии оказывают положительное воздействие, однако при неблагоприятных гидрогеологических условиях могут и отрицательно воздействовать на водный режим прилегающей территории - приводить к заболачиванию или засолению земель.
Изложенное выше в наибольшей степени относится к гидротехническим водозадерживающим противоэрозионным сооружениям, которые, перехватывая весь объем склонового стока, наиболее сильно влияют на формирование притока в гидрографическую сеть. Поэтому применение водозадерживающих сооружений должно сопровождаться прогнозом их воздействия на водный баланс склонов и режим прилегающих

динамику подземного стока (0,„одз > Оподз )
Из числа моделей, описывающих склоновый сток наиболее известны следующие:
- двумерная, основанная на использовании концепции о движении воды по поверхности склона в виде сплошного тонкого слоя. В ее основе лежат уравнения гидродинамики (Навье - Стокса или Рейнольдса) и неразрывности в двумерной записи. Применяется для небольших участков, условных или очень маленьких водосборов [22-25, 46, 96, 98];
- модель двумерной кинематической волны, также основанная на уравнениях гидродинамики, но с использованием линеаризованного уравнения неразрывности (в предположении постоянства глубины потока на отдельных участках склона) [46-49, 78];
- модель Сен-Венана, основанная на одномерном описании движения склонового стока [26, 50];
- модель одномерной кинематической волны, отличающаяся от модели Сен-Венана линеаризацией уравнения сохранения массы [46, 47, 78, 69];
- емкостная модель, в которой вместо уравнений движения используются балансовые и эмпирические соотношения между объемом воды на участке склона и оттоком из него [14, 27, 74].
Анализ математических моделей, описывающих закономерности подземного питания водотоков, свидетельствует, что для целей прогноза возможных изменений стока под воздействием различных мероприятий могут использоваться только модели, основанные на уравнениях гидродинамики с возможным использованием аппарата случайного или направленного изменения воздействующих (главным образом климатических) факторов.
Для замыкания моделей склонового и подземного стоков в единую модель притока в гидрографическую сеть используются различные