Геоэкологический анализ опасных природных явлений на территории Астраханской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

25.00.36 - геоэкология

Колчин Евгений Александрович

Астрахань - 2010

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследования. По мере развития современного общества опасность воздействия стихийных процессов и масштабы связанных с ними людских и материальных потерь увеличиваются. Это обусловлено рядом объективных причин. В частности увеличением численности населения, когда человеку приходится осваивать новые территории, где природные условия и процессы значительно менее благоприятны для жизнедеятельности. А также глобальным изменением климата, обуславливающим увеличение частоты и интенсивности многих стихийных процессов и опасных явлений в природной среде.

Рост количества опасных природных явлений и их наиболее частое проявления на фоне расширения сферы техногенного освоения обусловливает значительное повышение вероятности того, что в зоне развития этих процессов окажутся территории, насыщенные сложными инженерными сооружениями. Особенно уязвимы в этом отношении города, где любое стихийное бедствие природного характера способно вызвать целую серию техногенных аварий (пожаров, взрывов, выбросов химических веществ и т.д.). Результаты их воздействия снижают уровни экономического, социального и экологического потенциалов региона.

Для каждого региона проявление опасных природных явлений (ОПЯ) имеет свои особенности.

Являясь крупным территориальным образованием, Астраханская область обладает достаточно развитой производственной и социальной инфраструктурой, которая определяет социально-экономический потенциал региона.

Лимитирующим фактором условий безопасности населения и эколого-экономического развития области является отдельное и комплексное проявление опасных явлений природного характера. Среди которых: весеннее половодье, сильные дожди и снегопады, природные пожары, сильные ветра, экстремальные значения температур воздуха, природно-очаговые заболевания и др.

В связи с этим становится актуальным вопрос выявления закономерностей проявления опасных природных явлений и оценки их влияния на окружающую среду региона и жизнедеятельности населения.

Объектом исследования являются опасные природные явления на территории Астраханской области.

Предмет исследования - пространственно-временные закономерности проявления опасных явлений природного характера на территории Астраханской области.

Основной целью работы являлись комплексный анализ проявлений и оценка степени опасности природных явлений в физико-географических условиях Астраханской области.

В соответствии с поставленной целью в работе ставились и решались следующие задачи:

· изучить теоретические и методологические подходы к оценке проявлений опасных природных явлений;

· изучить историю (хронологию) проявления опасных природных явлений и показателей, определяющих степень опасности и частоту проявления, проанализировать динамику роста воздействия отдельных региональных опасных природных явлений;

· выявить пространственно-временные закономерности опасных природных явлений в области и разработать комплекс тематических карт;

· обосновать лимитирующие факторы опасных явлений природного характера по отношению к объектам экономики, экологии региона, сельскому хозяйству и здоровью населения;

· предложить систему мероприятий по снижению негативного влияния опасных природных явлений на окружающую среду и жизнедеятельность населения Астраханской области.

Теоретической и методологической базой исследования послужили труды А.И. Бедрицкого, В.И. Осипова, В.В. Эрлихмана, А.Г. Исаченко, В.А. Акимова, С.А. Гладкова, А.М. Владимирова, Ф.А. Домбровской, О.И. Трещалиной и др.

Исследования по Астраханской области проводили: М.Б. Баранова, П.И. Бухарицин, Л.Г. Синенко, Л.М. Вознесенская, Э.И. Бесчетнова, И.В. Головачев, С.В. Углева, Г.В. Русаков, В.Ф. Полонский.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы: статистический, картографический и факторный анализы, математические расчеты бальных оценок исходных данных. Картографические работы выполнены при помощи программ: Corel draw 11, Map info, Arc View, Photo Shop.

Исходная информация. Источниками данных, необходимых для изучения исследуемых процессов и явлений, послужили архивные документы ГУ «Астраханский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Астраханской области, Государственной противопожарной службы МЧС России по Астраханской области, ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Астраханской области», Министерства промышленности и природных ресурсов Астраханской области, а также материалы к Государственному докладу о состоянии природной среды РФ по Астраханской области и другие публикации разных лет, картографические источники и личные полевые исследования автора.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структура и динамика проявления опасных природных явлений, рассмотрение их аномальных показателей, разной скорости проявления, степени опасности и рисков.

2. Анализ полиномиальных трендов, отражающих динамику значений более чем за 50-летний период и определяющих физико-географические закономерности проявления геоморфологических, климатических и гидрологических опасных явлений, а также природно-очаговых заболеваний населения и пожаров природного и природно-антропогенного происхождения.

3. Картографическое моделирование опасных явлений природного происхождения, отражающее на картах локальные участки региона с той или иной степенью проявления их опасностей.

4. Рассмотрение опасных природных явлений как лимитирующего фактора безопасности жизнедеятельности.

5. Выявление социально-экономического ущерба относительно территории области и рекомендации по мониторингу и защите от опасных природных явлений, позволяющие снизить негативные последствия от них.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях:

· впервые для Астраханской области рассматривается комплексное воздействие опасных природных явлений на объекты жизнеобеспечения населения;

· проведен историко-географический анализ проявления опасных явлений природного характера на территории региона и выявлены их пространственно-временные закономерности;

· используя математическую обработку статистических данных, оценены тенденции изменений геоморфологических, климатических, гидрологических опасных явлений, природных пожаров и природно-очаговых явлений;

· построены и проанализированы полиномиальные тренды температурного режима и количества выпавших осадков за 85 летний период, позволяющие выявить закономерности изменения температуры воздуха и количества осадков за исследуемый период;

· выявлены и отображены на картах локальные участки региона, на которых встречаются опасные природные явления с той или иной степенью проявления их опасностей.

Практическое значение работы заключается в использовании положений и выводов, содержащихся в работе, при перспективной разработке комплексной программы наблюдений за опасными явлениями природного характера с использованием ГИС-технологий, которая позволит более эффективно прогнозировать и предупреждать их воздействие на уязвимые объекты экономики, экологию, сельское хозяйство региона и здоровье населения.

Апробация работы и публикации. Основные положения и данные, полученные в ходе исследования, публиковались в изданиях рекомендованных ВАКом: «Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии» (г. Астрахань, 2005), «Естественные и технические науки» (г. Москва, 2010) и докладывались на Международных, Межрегиональных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Эколого-биологические проблемы бассейна внутреннего стока Евразии» (г. Астрахань, 2008), «Первый Международный научно-практический семинар, посвященный 450-летию г. Астрахань» (г. Астрахань, 2008), «Туризм и рекреация: методические подходы и практические решения» (г. Астрахань, 2008), «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (г. Барнаул, 2009), «IX Межрегиональная научн. - практич. конф. студентов и аспирантов» (г. Новокузнецк, 2009), «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма» (г. Орёл, 2009), «Географическое изучение территориальных систем» (г. Пермь, 2009). «Экология России: на пути к инновациям» (г. Астрахань, 2009), «Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии» (г. Астрахань, 2009, 2010).

Материалы диссертационного исследования использовались при разработке курсов по дисциплинам «Техногенные системы и экологический риск», «Природопользование», «Опасные природные явления на территории Астраханской области» для студентов АГУ и факультативных занятий для учеников старших классов Красноярской СОШ № 2 по предметам «Экология», «География» и «Безопасность жизнедеятельности».

Основные результаты исследования были переданы в ГУ МЧС России по Астраханской области.

2. Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследования, определяется его объект и предмет, цель и задачи, теоретическая и методологическая основа, формулируются положения, выносимые на защиту, раскрываются научная новизна исследования, его практическая значимость, приводятся сведения об апробации и структуре работы.

В первой главе «Теоретико-методологический анализ изучения опасных природных явлений» обобщен понятийно-терминологический аппарат, представлен анализ теоретических и методологических подходов к изучению опасных явлений природного характера, представлены основные классификации по происхождению, виду, степени опасности, продолжительности и регулярности действия, позволяющие систематизировать опасные природные явления (ОПЯ). Основные направления таких классификаций показаны на рис.1.

Рис. 1. Классификация опасных природных явлений (по В.А. Акимову, 2004)

ОПЯ имеют различные степени и уровни пространственно-временного характера проявления. Так выделяется четыре класса по степени опасности: I - стихийное бедствие, II - катастрофическое явление, III - опасное явление и IV - неблагоприятное событие.

На основе положения «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» и работ Макеева, 1996; Барановой, 2008; Владимирова, 2008; Бармина, 2009 была обобщена и представлена классификация опасных природных явлений Астраханской области по происхождению (рис. 2).

Рис. 2. Структура опасных природных явлений Астраханской области

Опасные явления природного характера, распространенные на территории Астраханской области, по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать поражающее воздействие на людей, окружающую природную среду, объекты экономики и связи. При этом они способны одновременно сочетаться и создавать целый комплекс явлений, негативное воздействие которых усиливается.

Во второй главе «Физико-географические условия Астраханской области как предпосылки возникновения опасных природных явлений» рассмотрены природные условия изучаемого региона, которые определяют разнообразие ОПЯ и приведена характеристика тектонико-морфологических, климатических и гидрологических условий.

В целом климат Астраханской области считается одним из самых засушливых и континентальных на всей территории России, с высокими температурами летом, низкими - зимой, большими годовыми и летними суточными амплитудами температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью, что является показателем дискомфортности для организма человека. Кроме того, он способствует формированию очагов особо опасных бактериальных инфекций.

На территории области средняя годовая температура воздуха равна +9,4 °С, на севере +8,3 °С, на юге +10,2 °С. Вследствие различного географического положения метеостанций (ст. Астрахань и ст. Черный Яр) существует разница между среднемесячными и среднегодовыми температурами воздуха с севера на юг в 1-3°С. Средняя температура в зимнее время года изменяется от -7,2 °С на севере, до -2,5 °С на юге; средняя температура летом изменяется от 23,4 °С на севере, до 24,2 °С на юге.

Продолжительность теплого периода с температурой воздуха выше 0 °С по Астраханской области составляет 235 - 260 дней. Амплитуда годового хода температур воздуха достигает 75 °С.

Изменение среднегодовой температуры воздуха на территории области было проанализировано методом кластерного анализа (рис. 3).

Рис. 3. Кластеризация среднегодовой температуры воздуха

В динамике среднегодовой температуры воздуха отмечен положительный статистически значимый тренд. В г. Астрахани до 1935 года наблюдается значительное снижение среднегодовой температуры воздуха, с 1935 происходит плавное повышение температуры и соответственно увеличение тренда, что отмечается на всем последующем временном пространстве. С 1989 по 2009 годы рост величины тренда еще более заметен. На метеостанции Черный Яр так же по полиномиальной линии прослеживается повышение средних температур, при этом каждые 22 года происходит плавное колебание тренда. Такое повышение средних температур складывается за счет крайне незначительного увеличения максимальных и наиболее заметного повышения минимальных температур.

На территории области за год выпадает от 180-200 мм осадков на юге, до 280-290 мм на севере.

Сравнивая среднемесячные осадки последнего десятилетия и предыдущих десятилетий, видны существенные изменения, в последнее время, средних многолетних месячных значений (рис. 4).

Рис. 4. Распределение количества осадков (мм) по месяцам на территории Астраханской области

В зимнее время года по-прежнему выпадает низкое количество осадков в виде снега, мокрого снега, дождя. В январе месяце происходит уменьшение значений в среднем на 7 мм (с 20 мм до 13 мм), в декабре небольшое увеличение количества осадков на 3-4 мм. Летом ливневые дожди стали выпадать реже и значения количества осадков снизились по июлю месяцу на 6 мм, по августу месяцу на 8-9 мм. Значительное увеличение осадков наблюдается в месяца переходных сезонов (апрель, октябрь, ноябрь).

Анализ выпадения атмосферных осадков по метеостанции Астрахань за 86-летний период выявил, что после небольшого уменьшения их количества до 1942 г. в среднем за каждое десятилетие их количество последовательно возрастает - 163 мм (1942-1951 гг.), 193 мм (1952-1961 гг.), 196 мм (1962-1971 гг.), 207 мм (1972-1981 гг.), 222 мм (1982-1991 гг.), 259 мм (1992-2001 гг.). В 2001-2009 гг. прослеживается снижение количества осадков, среднее значение за данный промежуток времени составляет 221 мм. При этом за период наблюдения (1922-2009 гг.) минимальные величины возросли с 128 мм (1924 г.) до 164 мм (2008 г.), а максимальные - с 264 мм (1928 г.) до 335 мм (1999 г.).

В связи со снижением количества осадков в последнее десятилетие и ростом температур происходит аридизация климата в регионе.

Нормальное среднегодовое давление воздуха в Астраханской области при 0 °С составляет 765 мм рт. столба, в холодный период уменьшается до 760 мм рт. столба. Амплитуда межсезонных колебаний давления составляет 12-16 гПа.

Для региона характерны восточные, юго-восточные и северо-восточные ветры. Повторяемость ветров этого направления в отдельных пунктах достигает 55% от общего количества ветровых дней в году (рис. 5).

К гидрологическим особенностям региона следует отнести его малую водообеспеченность. Поверхностные воды Астраханской области представлены р. Волга, протяженностью более 400 км в пределах области, с многочисленными водотоками в дельте (около 900 ед.), пресными и солеными озерами (около 1000 ед.) и северной акваторией Каспийского моря.



Рис. 5. Среднегодовое направление ветра (%) по Астраханской области за период 1989-2009 гг.

У г. Волжский Волгоградской области от р. Волги к востоку отделяется крупный рукав - р. Ахтуба, который на всем протяжении течет параллельно основному руслу, удаляясь от него на расстояние от 7 до 30 км, образуя обширную Волго-Ахтубинскую пойму. Протяженность Волго-Ахтубинской поймы составляет около 450 км, площадь поймы - около 7500 км².

С середины XX века на гидрологический режим Нижней Волги стал оказывать влияние каскад водохранилищ и ГЭС, расположенных как на самой р. Волге, так и на ее притоках. Зарегулирование стока р. Волги с 1961 г. Волжско-Камским каскадом водохранилищ вызвало изменение величины стока.

После введения в эксплуатацию Волгоградской ГЭС среднемноголетний сток воды в ее нижнем бьефе практически не изменился. В естественных условиях (до 1956 г.) он составлял около 262 км³, после зарегулирования стока - 248,0 км³/год. Но существенно изменился сток по сезонам.

До 1956 г. весенний сток составлял 70%, в летне-осенний период - 20%, зимой - 10% годового стока. Теперь величина весеннего стока снизилась до 40-45%, а в летне-осенний и особенно зимний период существенно увеличилась.

В новых условиях водного стока изменились и естественные русловые процессы. Повышенные расходы воды зимой способствуют образованию заторов, заморов и затоплению отдельных районов поймы и дельты, особенно в нижней части.

Берега рек и прилегающие к водотокам территории являются потенциально опасными зонами проявления негативных природных процессов (размыва дна и берегов, затопления, заиления русел и др.), которые при наличии хозяйственных объектов (населенных пунктов, мостов, трубопроводов, линий электропередач, промышленных и сельскохозяйственных комплексов и др.), расположенных на берегах и непосредственно в руслах рек вызывают экономический и экологический ущерб.

Гидрологический режим в тесной взаимосвязи с климатом, геологией, часто способствует развитию некоторых геоморфологических процессов (горизонтальных деформаций русел, карста, просадки грунта, дефляции).

Таким образом, физико-географические условия Астраханской области имеют особые временные и пространственные закономерности. Отклонения региональных физико-географических характеристик от среднестатистических показателей связаны с климатическими изменениями, влияющими также на компоненты природной среды.

В третьей главе «Структура и динамика проявления опасных природных явлений на территории Астраханской области» проведен историко-географический анализ проявления опасных природных явлений различного происхождения.

Компоненты ОПЯ находятся в тесной взаимосвязи и представляют сложную динамическую систему.

Пространственные закономерности проявления опасных геоморфологических явлений в пределах области показаны на рис. 6. К ним относятся эрозионные процессы, карстовые, просадочные явления, русловые деформации.

На территории Астраханской области находится 2031,2 тыс. га земель, опасных в эрозионном отношении. Из них дифлированных - 579,9 тыс. га.

Интенсивные рельефообразующиеся дефляционные процессы происходят преимущественно в пределах аккумулятивной равнины, где раскаленные и лишенные влаги пески легко переносятся восточными и юго-восточными ветрами, господствующими в наиболее засушливое время года.

Рис. 6. Геоморфологические опасные явления Астраханской области

В Ахтубинском, Черноярском и в северной части Енотаевского района Астраханской области наблюдаются участки, где почвы подвержены незначительному поверхностному разрушению талыми и дождевыми водами. Водная эрозия проявляется в виде плоскостного смыва почв рассеянными струями воды и линейного размыва почвогрунтов (оврагообразование). С увеличением смытости почв возрастает их бесструктурность, ухудшается водопроницаемость и аэрация, снижается скважность. Всего в данном регионе находится 53 тыс. га оврагов, развитие которых связано с влиянием стока вод на участки с уклоном в сторону Волги и Ахтубы.

Деятельность проточной воды в речной сети Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги так же вызывает эрозионные процессы. Реки на отдельных участках подмывают и размывают берег. В связи с этим возникают горизонтальные деформации русел рек.

На северном, северо-восточном, северо-западном и западном берегах озера Баскунчак, а также в виде небольшого обособленного поля на южном берегу озера в урочище Шарбулак, насчитывается 11 месторождений гипса, который подвергается выщелачиванию, в результате чего развивается карстовый процесс рельефообразования с большим количеством разнообразных форм рельефа (гипсовых воронок, оврагов и пещер).

Воронки имеют круглую и овальную форму, глубиной до 15-20 м. и диаметром от 1 до 40 м.

Активацию карстового процесса может вызвать препятствие для свободного стока грунтовых вод, происхождение которого возможно из-за обрушения кровли подземных полостей под какой-либо нагрузкой.

Просадочные процессы наблюдаются преимущественно на севере области, где грунт представлен нижнехвалынскими макропористыми супесями и суглинками, обладающими просадочными свойствами. Общая мощность макропористых отложений достигает 20 м. В результате просадок образуются просадочные блюдца диаметром 30-50 м. и глубиной 0,3 - 0,6 м.

Просадочными свойствами обладают также хвалынские супеси и суглинки, слагающие бугры Бэра в дельте р. Волги. Общая мощность просадочных грунтов здесь не превышает 5-10 м.

Опасность как просадочных, так и карстовых процессов связана, в первую очередь, с высокой вероятностью деформаций, а иногда и полного разрушения зданий и сооружений, подземных коммуникаций, транспортных систем и других объектов, расположенных в зоне их распространения.

К опасным климатическим явлениям региона относятся экстремальные характеристики температур, засухи, сильные ветра, сильные ливневые дожди, пыльные бури, снегопады и метели, крупный град, гололед, туманы.

Пространственные закономерности проявления опасных климатических явлений на территории Астраханской области показаны на рис. 7. Абсолютно максимальные температуры воздуха на территории области составляют +39…+41,5°С. В последнее время прослеживается рост повторяемости лет с такими значениями. Значения абсолютного минимума температуры изменяется с юга на север от -28 °С (Лиманский район) до -33,5°С (Черноярский район).

Наибольшая повторяемость сильных ветров (15 м/с и более) в Астраханской области отмечается в весенние месяцы (март - апрель). Продолжительность штормовых ветров обычно составляет 2-3 дня. Однако в 1977 г. западные ветра со скоростью до 20 м/с продолжались трое суток с 6 по 8 апреля. Продолжительность ураганных ветров со скоростью 30 м/с и более значительно меньше, но опасности, вызванные такими ветрами, возрастает в разы.

Сильные ветра во время длительного периода без осадков вызывают пыльные бури. Самое малое среднее количество дней (около 0,6) в году с пыльными бурями наблюдается в Володарском районе. Наибольшая встречаемость пыльных бурь в году наблюдается в Харабалинском (11,3 дня), Лиманском (12,8 дня) и Ахтубинском (12,3 дня) районах.

Закономерности проявления числа дней с метелями за год колеблются от 3,5 - на юге, до 9 - на севере. Сильные снегопады области обычно связаны с выходом на Нижнюю Волгу южных циклонов, зародившихся над Черным и Каспийским морями. Максимально сильные снегопады в области наблюдаются в конце февраля.

За период с 1946 по 2009 годы максимальные отметки высоты снежного покрова были отмечены в г. Харабали в 1950 г. (70 см) и в г. Астрахани в 1967 г. (75 см).



Рис. 7. Опасные климатические явления Астраханской области

Сильные дожди на территории Астраханской области обычно связаны с выходом южных циклонов (особенно каспийских) на Нижнюю Волгу. В южной части Астраханской области было отмечено максимальное количество осадков по МС Лиман - 115 мм, в Астрахани - 63,3 мм.

Среднее число дней с градом на территории области за период с 1977 г. по 2009 г. составляет от 0,2 до 1,4. Строгой географической закономерности в изменчивости среднего числа дней с градом не прослеживается. Однако наибольшее среднее число дней с градом можно наблюдать в северной части области (Черный Яр - 1 день) и восточной части дельты (Красный Яр - 1…1,5 дня). В приморской части дельты р. Волги и на устьевом взморье град практически не наблюдается. Такая слабая градовая деятельность обусловлена общей сухостью воздуха и малой повторяемостью синоптических процессов, стимулирующих конвенцию.

В среднем по области за год происходит до 10 случаев образования гололеда. Такая частота проявления этого явления объясняется в основном неустойчивым режимом погоды в холодный период года, для которого свойственна частая смена теплых и влажных воздушных масс на холодные вторжения с севера.

Анализ частоты проявления туманов выявил, что наибольшее количество дней с туманами встречается в Черноярском и Лиманском районах (в среднем по 32,2 дня в году) и в 35,8 дней в г. Астрахани. Средняя продолжительность туманов в верховье дельты в холодное время года составляет 5,2 ч., в теплое время года 3,8 ч. Наибольшая продолжительность туманов отмечается на юго-западе дельты. Максимальная продолжительность в январе составляет 37 часов и в декабре - 53 часа.

Отличительной особенностью туманов Астраханской области от других регионов является то, что наибольшее количество дней с туманом встречается не только в весенние и осенние месяцы, но еще и в зимние (часто в наибольшей степени). Такая закономерность отражена на рис. 8.

Рис. 8. Среднее месячное количество дней с туманами на территории Астраханской области

Среди опасных гидрологических явлений выделяются наводнения, русловые деформации, колебания уровня моря. Их проявление на территории Астраханской области показано на рис. 9.

Рис. 9. Проявление гидрологических опасных явлений на территории Астраханской области

Наводнение в пределах области характеризуется, главным образом, паводковыми водами реки Волги. По мере нарастания паводка на Волгоградском гидропосту до 12…14 тыс. м³/с вода выходит из русла реки и начинает затапливать пойму. Полное затопление поймы и дельты обеспечивается расходом 26…28 тыс. м³/с.

Аномально большой сброс в декабре происходил в 2006 г., 2008 г., а в 2009 г. и в январе, чего не отмечалось никогда в прежние годы.

За период с момента зарегулирования стока (с 1961 года) по сегодняшний день наблюдается большое количество как маловодных, так и многоводных лет. Из маловодных можно выделить 1967 г. с объемом стока в период половодья 66,6 км³, а площадь затопления Волго-Ахтубинской поймы 33%, 1975 г. - 56,8 км³ (затопление поймы - 37%), 1984 г. - 71,2 км³ (затопление поймы - 36%), 1984 г. - 61,0 км³ (затопление поймы - 42%) и 2006 г. с объемом стока 76,4 км³, площадью затопления поймы 33% и дельты на 14%.

Такие крайне низкие и непродолжительные паводки, затапливая менее 40% территории поймы, не успевают насытить почву и грунтовые воды, а позволяют зайти воде, вместе с ней и рыбе на нерест, только в основные ерики. Так в 2006 г. площадь нерестилищ составила всего 12% от средних многолетних показателей. Эффективность нереста в озерах была близка к нулю.

Из многоводных лет Астраханской области можно выделить 1966 г., когда объем стока в период половодья составил 158,0 км³, максимальный уровень на отметке г. Астрахань - 614 см и 76% затопления поймы; 1970 г. с объемом стока 135,6 км³, максимальным уровнем 580см, 62% затопления поймы; 1990г. - 151,8 км³ (затопление поймы 65%) и 1995 г., когда максимальный уровень на отметке гидропоста г. Астрахани составил 618 см.

На рис. 10 показана частота встречаемости различных максимальных уровней, из которого видно, что отметки значительного затопления населенных пунктов встречаются каждые 11-20 лет.

К многоводным годам со значениями превышающими отметки опасного явления для региона можно отнести 1979 г. - 656 см, 1991 г. - 635 см, 2001 г. - 624 см, 2005 г. - 627 см.

Процессам водной эрозии подвергнут практически весь коренной берег от с. Черного Яра до с. Михайловки, от Енотаевки до с. Ленино. Отдельными участками они проявляются в районе с. Волжское, г. Нариманов, г. Астрахань и с. Сергиевка. По уточненным данным эрозией затронуто 205 км берега.

Рис. 10.Частота встречаемости максимальных уровней весеннего половодья по водомерному посту г. Астрахань

Наиболее опасные изменения русел рек наблюдаются в районе верхнего отрезка (70-90 км) реки Волги северной части поймы и составляют среднюю скорость размыва берегов - 5-10 м / год. Умерено опасные русловые процессы со скоростью берегового размыва - 5-10 м / год происходят на участке реки Волги от Енотаевского района до с. Ильинка и у ее притоков Бузан и Бахтемир.

В ходе сравнительного анализа высот уровня Каспийского моря выделяется 6 крупных трансгрессий Каспия, резко менявших облик и природные условия побережья.

В середине XVI века уровень моря находился на отметке -26,6 м, затем за последующее столетие повысился до -23,9 м, а к началу XVIII века снизился до -26,0 м. После этого начался период подъема уровня моря, и к началу XIX века его отметка достигла -22 м. С 1837 г. (начала инструментальных наблюдений) и до начала XX века уровень сохранял среднее положение на отметке -25,8 м. С 1900г. по 1929 г. изменения происходили около средней отметки -26,2 м. Резкое понижение уровня моря происходило с 1930 г. по 1941 г. и составило 1,8 м при средней интенсивности падения уровня около 16 см/год и максимальной - до 33 см/год. В 1977 г. уровень воды Каспийского моря достиг отметки - 29 м, экстремально низкой за последние 150 лет. Общее снижение уровня за период с 1900 до 1977 гг. составило 3 м, при этом площадь водной поверхности Каспия сократилась почти на 28 тыс. км². Рост количества атмосферных осадков в бассейне Волги с конца 70-х годов прошлого века привел к значительному увеличению стока в Каспий, в результате чего с 1978 г. уровень Каспийского моря стал ощутимо повышаться со средней скоростью 13 см/год, а максимальная скорость в отдельные годы составляла 33-35 см/год. В 1985 г. была достигнута отметка -27,9 м, а к концу 1995 г. среднегодовая отметка Каспия поднялась до -26,6 м. В начале XXI века уровень моря стабилизировался около отметки -27 м.

Резкий подъем уровня моря сопровождался непрерывным затоплением побережья со скоростью до 1-2 км в год, способствовал развитию нагонных волн высотой более 1,5-2 м, распространяющихся до 20 км вглубь побережья, абразии берегов со скоростью до 10 м в год, повышению уровня грунтовых вод и подтоплению земель.

Основными из природно-очаговых заболеваний в области являются: крымская геморрагическая лихорадка, бруцеллез, лептоспироз, лихорадка западного Нила, риккетсиозы: лихорадка Ку, Астраханская риккетсиозная лихорадка.

Наибольшая доля природно-очаговых заболеваний проявляется на территории Красноярского, Наримановского, Приволжского районов области. Это связано с высокими значениями встречаемости Астраханской риккетсиозной лихорадки (АРЛ) и лихорадки Ку в этих административных районах.

Доля встречаемости АРЛ среди других природно-очаговых заболеваний области составляет около 63,4%, лихорадки Ку - 20,6%.

За период 1998-2009гг. в Астраханской области было зарегистрировано 2437 случаев АРЛ. А средний показатель заболеваемости на 100 тыс. населения составил в Красноярском районе - 113,7, в Наримановском - 57,3, в Приволжском -51,5.

Динамические росты заболеваемости АРЛ совпадали с периодом активности клещей Rhipicephalus pumilio, которые являются переносчиками инфекции.

Наибольшая заболеваемость АРЛ приходится на сентябрь (34,3%) и август (24,4%), а наименьшая (0,8%) на ноябрь.

Эпидемический процесс АРЛ характеризуется периодическими спадами и подъемами заболеваемости (рис. 11.), которые связаны с циклическими изменениями численности животных-резервуаров.

Рис. 11. Динамика заболеваемости природно-очаговыми инфекционными болезнями на территории Астраханской области (по данным 1998 -2009 гг.)

Согласно данным Астраханского эпидемиологического надзора уровень заболеваемости Лихорадкой Ку за период с 1998 г. по 2009 г. составил 80,3 случаев на 100 тыс. населения. Наиболее высокие значения заболеваемости наблюдались в Приволжском районе - 25,9, Икрянинском районе - 17, Наримановском районе - 10,2.

Вспышки Конго-крымской геморрагической лихорадки (КГЛ) на территории Астраханской области возможны в течение всего года, но наибольшая встречаемость регистрируется в период с мая по август.

В последние годы на территории Астраханской области возрастает актуальность проблемы трансмиссивных инфекций, передающихся через укусы комаров - лихорадки Западного Нила (ЛЗН). Учащенная встречаемость заболеваемости совпадает с максимальной численностью и наибольшей зараженностью комаров преимущественно рода Culex- переносчиков ЛЗН (июнь-сентябрь).

Для комплексной оценки проявления ОПЯ было проведено картографическое моделирование при выявлении средних рангов опасности. Данные, отражающие частоту проявления и продолжительность ОПЯ в районах области, показанные в табл.1, позволили провести районирование территории региона по кластерам опасности климатических, гидрологических и геоморфологических опасных явлений, природных пожаров и очаговых заболеваний. Районирование по степени опасности с процентным соотношением каждого из опасных природных явлений отражено на рис. 12, из которого видно, что наибольшую степень опасности имеют районы Черноярский и Красноярский, а наименьшую - Володарский.

Таблица 1 Средние ранги суммарной степени опасности по районам территории Астраханской области

Районы	Средний ранг опасности	Районы	Средний ранг опасности
Ахтубинский	9	Лиманский	9
Черноярский	10	Икрянинский	8
Енотаевский	8	Камызякский	8
Харабалинский	9	Володарский	7
Наримановский	9	Приволжский	9
Красноярский	10

Несмотря на сравнительно похожие значения рангов опасности районов области, состав и процентное соотношение опасных природных явлений сильно отличаются.

Отличительной особенностью районов расположенных на севере области является более частое и интенсивное проявление просадочных явлений, русловых деформаций, сильных дождей, снегопадов, экстремально низких температур воздуха, в Ахтубинском районе происходят карстовые процессы.

Рис. 12. Распределение опасных природных явлений по Астраханской области и их суммарная степень опасности

Особенностью южных районов является наличие опасностей связанных с трансгрессиями - регрессиями Каспийского моря, более частое и интенсивное проявление процессов дефляции, половодья, природно-очаговых заболеваний, туманов.

В четвертой главе «Социально экономические последствия проявления опасных природных явлений и их мониторинг на территории Астраханской области» проведена оценка степени влияния ОПЯ на безопасность жизнедеятельности населения и рассмотрены мероприятия по снижению социо-эколого-экономического ущерба от них.

Одной из основных государственных задач регионов является создание гарантий безопасности проживания и деятельности населения в них. Составной частью общегосударственных социальных мероприятий является организация защиты населения от негативного воздействия опасных явлений природного характера. В результате анализа последствий ОПЯ были выделены главные критерии опасности: количество пострадавших людей, у которых нарушены условия жизнедеятельности, размеры материального ущерба и площадь зоны действия поражающих факторов.

Прямые ущербы от потенциально опасного явления на основе концепции уязвимости могут быть рассчитаны с помощью следующей функции:

K = ?ⁿ_i=1 v_i k_i, (Ф. 1)

где K - величина общего ущерба, получаемая от потерь, связанных с воздействием на людей, на объекты собственности, n_o - количество элементов (людей, объектов собственности), подвергшихся воздействию, vi - уязвимость i-го элемента по отношению к опасной опасности определенного ранга (интенсивности), ki - ценность элемента на момент экстремальной ситуации.

Для оценки степени влияния ОПЯ на безопасность жизнедеятельности было проведено районирование территории области по степени опасности с учетом среднего ранга опасностей и уязвимых объектов (рис. 13). В результате учитывая высокие ранги опасности, плотность населения, расположение объектов повышеной опасности и объемы возделывания сельскохозяйственных культур, выявились административные районы области с повышенной степенью опасности.

Опасность в Лиманском, Наримановском, Красноярском районах связана с большой концентрацией расположенной в них сетки газопроводов, автомобильных и железнодорожных дорог. Опасность в районах расположенных в дельте р. Волги вызвана наибольшей плотностью сельского населения, а в Ахтубинском районе городского населения г. Знаменск и г. Ахтубинск. В связи с максимальным числом уязвимых объектов и плотностью населения Наримановский район и г. Астрахань относятся к территории с повышенным влиянием опасных природных явлений.

Рис. 13. Районирование территории Астраханской области по степени влияния опасных природных явлений на уязвимые объекты

В последнее десятилетие отмечается возрастание величины ущерба от опасных природных явлений. В связи с этим необходимо усиливать механизмы социально-экономической защиты населения от них.

Для снижения показателей социо-эколого-экономического ущерба и рисков от опасных природных явлений необходимо:

- повышение информированности общественности с помощью расширения сферы деятельности СМИ по усилению оперативной информации для населения региона;

- организовать для населения всех возрастных категорий систематическую подготовку по вопросам опасных природных явлений, их воздействия и предупреждения;

- создание районных и региональных баз данных и каналов для обмена информацией по вопросам уменьшения последствий ОПЯ;

- создание и использование единой межрегиональной формы учета факторов риска, случаев возникновения и развития ОПЯ и их последствий, которая позволит проводить стандартизированный межрегиональный мониторинг.

Создание региональной системы мониторинга за опасными природными явлениями позволит увеличить точность прогноза возникновения данных явлений и будет способствовать снижению экономических потерь.

К наиболее важным мероприятиям социального характера, таким как образовательная и информационная деятельность, относится система страхования от ОПЯ, особенно производственных рисков в сельском хозяйстве, которую необходимо усовершенствовать, так как она направлена только на определенные климатические явления, не учитывая взаимосвязь явлений между собой.

Разработка и выполнение мероприятий, направленных на регулирование ОПЯ региона должны быть основаны на выявлении физико-географических закономерностей пространственно-временной динамики климатических, геоморфологических и гидрологических процессов и явлений.

Заключение

Полученные в результате выполнения диссертационной работы материалы позволили сделать комплексный анализ проявления опасных природных явлений и оценить степень их опасности в физико-географических условиях территории Астраханской области. По результатам проделанной работы сделаны следующие выводы:

1. Проведена классификация (по видам опасности) природных процессов и явлений, имеющих место на территории Астраханской области. Определены опасные природные явления, снижающие уровни экономического, социального и экологического потенциалов региона.

2. Оценено негативное воздействие на территорию и население области опасных природных явлений и определенны социально-экономические последствия происшедших и возможных чрезвычайных ситуаций природного характера в пределах региона.

3. В ходе историко-географического анализа усредненных и максимальных значений, определяющих степень опасности и частоту проявления природных явлений Астраханской области, были выявлены пространственно-временные закономерности и динамика проявления опасных природных явлений в регионе.

4. По данным наблюдений 7 метеорологических станций, расположенных на территории Астраханской области, была прослежена динамика среднегодовых значений температуры воздуха за 63-летний период (1946-2009 гг.) и отмечен рост полиномиального тренда в среднем на 2 ⁰С (с 9,5⁰ по 11,5⁰ на юге, с 8⁰ по 10⁰ на севере области). Увеличение значений среднегодовой температуры воздуха происходит главным образом из-за повышений температур в зимнее время года.

5. Разработана серия тематических электронных карт, позволяющих зонировать территорию изучаемого региона по различным критериям степени опасности природных явлений.

6. В ходе сравнительного анализа данных была выявлена определенная цикличность количественных и временных значений проявления ОПЯ.

7. Предложены мероприятия по снижению негативного влияния опасных природных явлений на окружающую среду и жизнедеятельность населения Астраханской области.

Перспектива дальнейших исследований в данном направлении предполагает углубленное изучение механизмов и факторов развития опасных природных явлений в Астраханской области, разработку и применение комплексной программы наблюдений с использованием ГИС-технологий, которая позволит снизить риск и ущерб от ОПЯ.

гидрологический природный жизнедеятельность ущерб

Работы опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Морозова Л.А. Основные этапы водохозяйственной деятельности в г. Астрахани [Текст] / Л.А. Морозова, А.Н. Бармин, Е.А. Колчин// Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. / Науч.-техн. журн. - Астрахань, 2005. №2 (11). - С. 14-20.

2. Колчин Е.А. Геоморфологические опасные природные явления Астраханской области [Текст] / Е.А. Колчин, А.Н. Бармин // Естественные и технические науки. Изд-во «Спутник +» - М, 2010. №1 (45). - С. 199-203.

Работы опубликованные в других изданиях

3. Колчин Е.А. Опасные природные явления как лимитирующий фактор организации рекреации и туризма на территории Астраханской области [Текст] / Е.А. Колчин // Туризм и рекреация: методические подходы и практические решения: материалы I Международного науч-практич. семинара, посвященного 450-летию г. Астрахань. 15-16 мая 2008 г. - - Астрахань, 2008. - С. 15-17.

4. Колчин Е.А. Природоохранная деятельность на Астраханском отделении Приволжской железнодорожной транспортной системы [Текст] / Е.А. Колчин // Эколого-биологические проблемы бассейна внутреннего стока Евразии: материалы X Международной науч. конф., посвященной 450-летию Астрахани. - Астрахань, 2008. - С. 342-343.

5. Бармин А.Н. Районирование Волго-Ахтубинской поймы для развития рекреационной деятельности [Электронный ресурс] /А.Н. Бармин, И.В. Бузякова, М.М. Иолин, Н.С. Шуваев, Е.А. Колчин // Экологические проблемы бассейнов крупных рек - 4: Тезисы докл. Междунар. конф. / отв. ред. Г.С. Розенберг и С.В. Саксонов. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2008. - С. 11.

6. Шуваев Н.С. Определение конфликта в сфере природопользования [Текст] / Н.С. Шуваев, А.Н. Бармин, Е.А. Колчин // Аграрная наука-сельскому хозяйству: сборник статей в 3 кн. / IV Междунар. науч.-практич. конф. Изд-во АГАУ. Кн. 2. Барнаул, 2009. - С. 336-338.

7. Бармин А.Н. Классификация опасных природных явлений [Текст] / А.Н. Бармин, Е.А. Колчин, Н.С. Шуваев // IX Межрег. науч. - практич. конф. студентов и аспирантов, 10 апреля 2009 г.: сборник трудов. В 3 т. Т. 1. / НФИ ГОУ ВПО «КемГу»; под общ. Ред. Ф.И. Иванова, С.А. Шипилова, Л.А. Проскуряковой, М.Р. Геты. - Новокузнецк, 2009. - С. 70-72.

8. Колчин Е.А. Климатические особенности Астраханской области как условие развития отдыха и рекреации [электронный ресурс] / Е.А. Колчин, А.Н. Бармин // Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма: материалы III Междунар. интернет-конф. (г. Орёл, 23 - 23 апреля 2009 г.) / Под ред. д.т.н., проф. Е.Н. Артемовой. - Орёл: ОрелГТУ, 2009. - С. 454-457.

9. Колчин Е.А. Климатические условия региона как фактор активизации отдыха и рекреации [Текст] /Е.А. Колчин, А.Н. Бармин, М.М. Иолин // Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Астрахань, 14-16 мая 2009 г.) / сост.: И.В. Бузякова, М.М. Иолин. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009. - С. 199-202.

10. Колчин Е.А. Амплитуда годовых колебаний температуры воздуха на территории Астраханской области [Текст] / Е.А. Колчин, А.Н. Бармин // Географическое изучение территориальных систем: сб. материалов III Всерос. науч.- практич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых 22-25 апреля 2009 г. Пермский гос. ун-т. - Пермь, 2009. - С. 347-349.

11. Бармин А.Н. Экстремальные температуры воздуха и распределение их по территории Астраханской области [Текст] / А.Н. Бармин, Е.А. Колчин, Н.С. Шуваев // Астраханские краеведческие чтения: сборник статей / под ред. А.А. Курапова. - Астрахань: Издательство: Сорокин Роман Васильевич, 2009. Вып. I. - С. 20-23.

12. Серин О.В. Геоэкологическая оценка и качество окружающей среды г. Астрахани / О.В. Серин, А.Н. Бармин, Н.С. Шуваев, Е.А. Колчин // Астраханские краеведческие чтения: сборник статей / под ред. А.А. Курапова. - Астрахань: Издательство: Сорокин Роман Васильевич, 2009. Вып. I. - С. 7-12.

13. Бармин А.Н. Влияние пирогенного фактора на лесные и степные биотопы Астраханской области [Текст] / А.Н. Бармин, Е.А. Колчин, О.А. Жихарь // Экология России: на пути к инновациям: межвузовский сборн. науч. трудов /сост. Ю.А. Рогожина. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009. - Вып. 1. - С. 123-126.

14. Бармин А.Н. Оценка влияния рекреационной нагрузки на экосистему Волго-Ахтубинской поймы [Текст] / А.Н. Бармин, И.С. Шарова, Г.В. Жижимова, Е.А. Колчин // Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии: материалы III Междунар. науч.-практич. конф. (г. Астрахань, 13-15 мая 2010 г.) сост.: М.С. Безуглова, М.М. Иолин. - Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2010. - С. 110-112.

15. Бармин А.Н. Опасные климатические явления природного происхождения как лимитирующий фактор организации рекреации и туризма на территории Астраханской области [Текст] / А.Н. Бармин, Е.А. Колчин, Н.С. Шуваев, И.С. Шарова // Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии: материалы III Междунар. науч.-практич. конф. (г. Астрахань, 13-15 мая 2010 г.) сост.: М.С. Безуглова, М.М. Иолин. - Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2010. - С. 201-203.

Размещено на Allbest.ru