Моделирование техноприродных процессов на водосборах рек

Разработка обобщенной модели техноприродных процессов на водосборах рек. Описание особенностей модели, характеристика ее значения для обоснования комплекса мероприятий, повышающих экологическую устойчивость водосборов и оценки степени их устойчивости.

Рубрика География и экономическая география
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.05.2018
Размер файла 16,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ВОДОСБОРАХ РЕК

Д.Н. Кутлияров, А.Р. Хафизов - канд. техн. наук

ФГОУ ВПО «Башкирский государственный

аграрный университет», г. Уфа, Россия

Разработана обобщенная модель техноприродных процессов на водосборах рек. Дается описание модели. Модель позволяет обосновать комплекс мероприятий, повышающих экологическую устойчивость водосборов и оценить количественно степень изменения их устойчивости.

водосбор река устойчивость экологический

The generalized model of a technonatural of processes on reservoirs of the rivers is developed. The description of model is given. The model allows to prove a complex of the actions raising ecological stability of reservoirs and to estimate quantitatively a degree of change of their stability.

На основании обобщения результатов геоэкологических исследований на водосборах рек разработана обобщенная модель техноприродных процессов на водосборах рек степной зоны. В основу модели заложены техноприродные процессы, происходящие на водосборе р. Таналык. Водосбор р. Таналык является типичным водосбором степной зоны Башкирского Зауралья, которому присущи все природно-климатические и ландшафтные особенности водосборов степной зоны.

Разработанная модель состоит из трёх основных и взаимосвязанных подсистем:

природная подсистема;

антропогенная подсистема;

управленческая подсистема.

Модель техноприродных процессов на водосборах позволяет сконструировать различные геоэкологические состояния водосборов и выявить условия устойчивого функционирования водосборов. В ходе моделирования последовательно решаются следующие задачи: анализ состояния водосбора, проведение прогнозных исследований, проведение сценарных исследований, разработка ГИС.

1-й этап: «Анализ состояния водосбора». Геоэкологическое состояние водосбора количественно оценивается коэффициентом экологической устойчивости техноприродных систем на водосборах Кс [1]. Условием устойчивого функционирования водосбора является достижение значения Кс до минимально устойчивого уровня (в нашем случае Кс = 0,34). Применительно к водосбору р. Таналык расчеты показали, что коэффициент Кс составляет 0,23 и по [1] оценивается как «очень низкой» степени экологической устойчивости, соответствующий неудовлетворительному геоэкологическому состоянию.

2-й этап: «Проведение прогнозных исследований». Путем прогнозирования и оценки рисков выполняется обоснование комплекса мероприятий по снижению негативных последствий антропогенной деятельности. Прогнозирование осуществляется на основе полученной информации о закономерностях функционирования водосборов под воздействием физико-географических особенностей и антропогенных факторов. Качественный состав воды в реках и имеющихся водохранилищах формируется под влиянием техно-природных процессов, происходящих на водосборе. Поэтому при определении геоэкологического состояния водосбора прогнозирование качества вод является важным элементом. Химический состав воды исследуемого водосбора оценен по её минерализации и содержанию биогенных элементов, ионов ряда градиентов (НСО3, SО4, Cl, Ca, Mg, Na+K), нефтепродуктов и тяжелых металлов.

3-й этап: «Проведение сценарных исследований». Формирование опасных и чрезвычайных ситуаций на реках водосбора, в первую очередь, связано с водохранилищами. Для выделения наиболее вероятных причин аварий на водосборах строятся возможные сценарии возникновения аварий. В качестве примера рассмотрен водосбор р. Таналык.

«Пример проведения сценарных исследований водосбора р. Таналык». В настоящее время на территории водосбора эксплуатируются 15 водохранилищ, чрезвычайные ситуации на которых могут привести к экологической катастрофе. Возможные сценарии возникновения аварий:

а) Природные:

прохождение весеннего половодья менее 0,5%-й обеспеченности. Коэффициент вариации годового стока составляет 0,7 (максимальное значение по Башкортостану);

прохождение весеннего половодья больше или равной 0,5%-й обеспеченности низкой, по сравнению с расчетной, пропускной способностью водопропускных сооружений. Для условий Башкирского Зауралья причинами снижения пропускной способности водопропускных сооружений являются: заторы льда (средняя толщина льда в водохранилищах составляет 78 см) и кустарниковые засоры.

б) Антропогенные:

принятие неправильных решений сотрудниками служб эксплуатации при эксплуатации водохранилищ (причина - низкий уровень квалификации);

проведение террористического акта (диверсии) на гидроузле с взрывом и разрушением тела плотины.

в) Технологические:

сброс избыточной воды в нижний бьеф при неудовлетворительном техническом состоянии водосбросных и водовыпускных сооружений. В водохранилищах Башкирского Зауралья наиболее широко применяются водосбросы сифонные бесковшового типа, открытые траншейного типа и трубчатые;

выход фильтрационной воды на низовой откос грунтовых сооружений с выносом грунта. Повышению интенсивности фильтрационных процессов, образованию пор, пустот и промоин способствуют землеройные животные, ареал обитания которых, находится в Башкирском Зауралье (степной сурок, степная пищуха, суслик рыжеватый);

размыв верхового откоса и гребня плотины ветровой волной. При дальнейшей эксплуатации гребень полностью размывается. Ветровая волна максимальной высотой в условиях Башкирского Зауралья образуется в Акъярском водохранилище (водоток - р. Ташла) и составит 2,72м.

Результатом аварий на водохранилищах является разрушение тела плотины и образование волны прорыва. Высота волны прорыва зависит от объёма воды водохранилищ Vв и расчетного напора Н1. Чем больше Vв и Н1, тем больше волна прорыва, следовательно, и величина возможного причинённого ущерба. Для водохранилищ водосбора р. Таналык расчеты показали, что максимальная волна прорыва возникнет на Таналыкском водохранилище (Vводохр.= 14,2 млн м3, Sзеркала = 191,5 га) и составит 9,6 м.

4-й этап: «Сбор и обработка информации с использованием ГИС-технологий». Блок ГИС-систем позволяет моделировать территорию водосбора с представлением пространственной и атрибутивной информации: карта местности, гидрографическая сеть водосбора, техногенные объекты, водохранилища в пределах этой территории и их параметры, экологическая инфраструктура водосбора [2].

Управление моделью осуществляется через мелиоративную подсистему. Мелиоративные мероприятия смягчают антропогенные техногенные воздействия и повышают экологическую устойчивость ландшафтов водосбора, улучшают экологические показатели биотических и абиотических компонентов водосбора. Чем эффективнее мелиорации, тем меньше негативные экологические последствия.

Эффективность мелиоративных мероприятий (корректирующей подсистемы) учитывается через изменение коэффициента Кс техногенной (корректируемой) системы (таблица).

Эффективность мелиоративных мероприятий на водосборе р. Таналык

Подсистемы

Корректирующие

мероприятия

Увеличе-ние Кс

Корректирующая

корректируемая

Организационно-хозяйст-венная

сельское хозяйство;

добывающие и перерабатывающие предприятия

Перевод деградированных распаханных земель в пастбища, рекультивация техногенно нарушенных земель

на 0,07

Лесомелиоративная

населенные пункты;

добывающие и перерабатывающие предприятия;

водохранилища, пруды

Устройство буферных зон и развитие биокоридоров (особоохраняемые территории, водоохранные зоны, лесополосы, кустарниково-степные массивы)

на 0,03

Гидромелиоративная

сельское хозяйство;

водохранилища, пруды

Совершенствование технологии орошения, строительство современных эколого-мелиоративных и гидротехнических сооружений

на 0,03

Агротехническая

сельское хозяйство

Приемы противоэрозионной обработки почв, снегозадержание, регулирование снеготаяния.

на 0,04

Таким образом, модель техноприродных процессов на водосборах рек позволяет оценить геоэкологическое состояние водосборов, обосновать и определить эффективность мелиоративных мероприятий на водосборах.

Библиографический список

1. Голованов, А.И. Комплексное обустройство (мелиорация) водосборов [Текст] / А.И. Голованов, Ю.И. Сухарев, В.В. Шабанов // Материалы международной научно-практической конференции «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем». - М.: ФГОУ ВПО МГУП. 2006. С. 26- 41.

2. Кутлияров, Д.Н. Геоинформационные системы водохранилищ Республики Башкортостан [Текст] / Д.Н. Кутлияров //Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2008. № 8. С. 89-91.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Формирование, развитие, распространение овражной эрозии и борьба с ней. Разработка методов оценки потенциала овражной эрозии на основе экспериментальных данных, натурных наблюдений и модели овражной эрозии. Проектирование противоэрозионных мероприятий.

    курсовая работа [35,2 K], добавлен 13.05.2013

  • Виды миграции населения. Внешняя миграция населения как фактор развития территории. Отечественный и зарубежный опыт оценки миграционных процессов. Особенности социально-экономического развития Челябинской области, характеристика миграционных процессов.

    дипломная работа [340,4 K], добавлен 24.06.2009

  • Предмет, сущность и задачи математико-картографического моделирования. Конструирование элементарных и сложных моделей, их виды. Оценка надежности моделирования. Место гидрологических процессов и явлений в геосистеме. Их геоинформационное обеспечение.

    курсовая работа [63,5 K], добавлен 24.04.2012

  • Общая характеристика всех типов пустынь, сходство их геоструктур, геоморфологических процессов и климатических особенностей, главные отличия во флоре и фауне. Оценка специфических особенностей природных условий песчаных пустынь и их природных ресурсов.

    курсовая работа [7,9 M], добавлен 25.10.2011

  • Состав и значение машиностроительного комплекса в экономике России и Сибири. Связь с другими межотраслевыми комплексами. Машиностроение как доминанта инновационных процессов. Территориальное размещение и развитие машиностроительного комплекса в регионе.

    дипломная работа [5,6 M], добавлен 28.05.2012

  • Климатические границы Нижнего Поволжья. Выделение Нижнего Поволжья в регион по циркуляционным признакам. Основные типы синоптических процессов. Число дней с малоградиентными полями как областями, в которых барический градиент имеет низкие значения.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.09.2014

  • Процесс формирования населения США и его особенности. Анализ и оценка динамики процессов естественного движения населения, его внутренней миграции и особенностей размещения по территории США. Общая характеристика демографической политики США в XX-XXI вв.

    курсовая работа [1023,6 K], добавлен 01.04.2010

  • Историко-географические особенности мирового процесса урбанизации, его значение. Характеристика основных форм городского расселения. Специфика и региональные особенности урбанизационных процессов. Анализ перспектив мирового процесса урбанизации.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 24.02.2011

  • Структура экономики, ведущие отрасли сельского хозяйства и пищевой промышленности Чадыр–Лунгского района. Этнический состав, эволюция демографических процессов и миграции населения района. Динамика уровня образования и степени грамотности населения.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 24.08.2014

  • Обзор подходов к изучению демографических и экономических процессов. Объект изучения в демографии. Анализ демографических процессов в работе Г.Ф. Кнаппа. Модель стационарного населения. Математическая теория воспроизводства населения В. Борткевича.

    реферат [131,6 K], добавлен 14.06.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.