Реферат на тему:

Концептуальні положення гідроекологічної оцінки прояву руслових процесів

Питання екологічної оцінки руслових процесів чи не вперше були
висвітлені в роботах Карасьова І.Ф. [1] і Боровкова В.С. [2] стосовно їх
змін при перекиданні стоку та в умовах урбанізованих територій. Але як
проблема воно стало розглядатися дещо пізніше. В цьому аспекті
«піонерною” роботою можна вважати статтю Берковича К.М. та Чалова Р.С.
“Экологическое русловедение: объект и проблемы исследований” [3]. В ній
аргументовано і системно розглянуто “екологічні аспекти руслових
процесів в їх природньому розвитку, при зміні їх спрямованості і
характеру в результаті господарської діяльності, а також у випадку таких
трансформацій річкового русла, які призводять до негативного для
життєдіяльності людини стану самих річок та прилеглих до них територій “
(с.5). Ця стаття стала поштовхом до розвитку самостійного наукового
напрямку – руслознавства.

Екологічні аспекти цієї дисципліни невдовзі висвітлені в ряді науковий
статей, які були розміщені в збірках “Проблемы оценки экологической
напряженности территории России: факторы, районирование [4-8],
“Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов» [9-11], «Малые
реки России» [12].

Загальні основи руслознавства опрацьовані Р.С.Чаловим [3, 13]. Структура
цієї науки вбачається ним як важлива галузь, що включає в себе “вивчення
не тільки річкового русла, … але й розділи інших наук – гідравліки,
гідрології, геоморфології, грунтознавства, гідротехніки, інженерної
геології …”(с.5) [13]. Вона створює основу для становлення
екологічного руслознавства, яке розглядає екологічні аспекти руслових
процесів.

Отже, структурно екологічне руслознавство входить, як складова, до
загального руслознавства (рис.1).

Рис. 1. Структура руслознавства як науки [13].

Ця схема є досить уніфікованою, що притаманно школі МДУ і дозволяє
проводити її доповнення і розвиток. Кожен з горизонтальних її блоків
може бути продиференційованим на ряд підблоків. Але в даному випадку на
особливу увагу заслуговує розділ екологічного руслознавства.

Враховуючи виконані нами дослідження [14-17] і базуючись на
концептуальних положеннях ряду робіт представників Московської школи
руслових процесів, можна запропонувати наступну структуру екологічного
руслознавства (рис.2).

Подібна схематизація дає можливість відслідкувати взаємодію природних і
антропогенних аспектів у формуванні руслового режиму [13-14], базуючись
на динаміці руслових потоків, якісному складі річкових вод,
гідробіології русел. Крім цього “важливу” природно-техногенну функцію
виконують негативні явища в руслах річок, які пов”язані з розмивами
берегів, замуленням русел, руйнування інженерних споруд, змінами умов
життєдіяльності в прибереговій зоні тощо. Всі перераховані компоненти
своєю взаємодією формують екологічний стан саморегулюючої системи
“потік-русло”. Якщо ця система знаходиться у рівновазі, то екологічний
стан русла можна вважати задовільним. Якщо рівновага порушується або
природними (високі водопілля, катастрофічні паводки, надмірне
надходження наносів, глибока довга межень, різні надзвичайні екзогенні
процеси), або техногенними чинниками (зарегульованість стоку,
регулювання русел, кар”єрні розробки в руслах, зміни інтенсивності
ерозії в басейні), то ця система втрачає рівновагу, що може призвести до
порушення її екологічного стану [16, 17].

Рис.2. Структура екологічного руслознавства

В сучасних умовах в структурі екологічного руслознавства необхідно
передбачити і такі блоки, як моніторинг та управління русловими
процесами, а також еколого-економічну їх оцінку.

Перший з цих блоків стосується системи спостережень за русловими
процесами, що є надзвичайно важливим з точки зору просторово-часового
дослідження їх спрямованності та розробки прогнозів їх змін. Такий
підхід дозволяє сформувати банк даних, щодо морфодинаміки русел річок і
виходити на певні модельні рішення в цих аспектах.

Управління русловими процесами – це складна система дій, спрямованих на
основі комплексних досліджень на оптимізацію регулювання русел,
планування і ранжування різних заходів, що забезпечують протипаводкові
дії, захист берегів, інженерних і житлових споруд тощо.

На сучасному етапі детальний екологічний аналіз неможливо провести без
еколого-економічної оцінки руслових процесів. Остання мусить базуватися
на прийнятті оптимальних з економічної точки зору заходів щодо
руслорегулювання, які забезпечували б максимальний екологічний ефект.

На думку Р.С. Чалова [3, 13] і К.М.Берковича [3] основний зміст
руслознавства складає поняття руслові процеси, під якими слід розуміти
сукупність явищ, пов”язаних із взаємодією потока і грунтів, що складають
річище, ерозією, транспортом і акумуляцією наносів, що визначають
розмивання (намивання) дна і берегів річок, розвиток різних форм русел і
форм руслового рельєфу, режим їх сезонних, багаторічних та вікових змін
[13, 18].

Таке формулювання на думку Р.С.Чалова включає в себе сутність руслових
процесів (взаємодія потока і русла, рух наносів), їх прояви (форми русла
і руслового рельєфа, руслові деформації) і часову мінливість (русловий
режим) [13].

Логічно було б продовжити, що екологічне руслознавство відображає
екологічні аспекти руслових процесів в їх природньому і видозміненому
господарською діяльністю стані. Саме оцінка впливу цих станів, що
виражені через взаємодію певних чинників, може бути основою до
гідроекологічного аналізу руслових процесів, під яким слід розуміти
оцінку взаємозв”язку і взаємообумовленності певних чинників, які
формують характер прояву руслових процесів і визначають екологічний стан
русла. До таких чинників можна віднести фактори руслових процесів,
господарську діяльність в руслі і на водозборі, руслоформуючі витрати
води, руслові деформації, стійкість русел річок і екологічно допустимі
витрати і екологічно необхідний стік (рис.3). Внутрішня диференціація
вказаних чинників на певні підблоки та причинно-наслідкові залежності їх
розвитку (горизонтальні складові) дозволяють визначити екологічний стан
русла.

Розглянемо детальніше схему цього аналізу.

Одним з головних блоків в цій схемі є природні фактори руслових
процесів. Їх генетична структура, розподіл за видом дії (прямі і
опосередковані), види прояву (активний, проміжний, пасивний), дозволяють
не лише визначати форми прояву руслових процесів, а й характеризувати, в
першому наближенні, їх екологічну функцію. В значній мірі вони
обумовлюють ступінь дії і підпорядкованість інших складових цього
аналізу.

Господарська діяльність виступає в більшості випадків в ролі
“прискорювача” процесів руслоформування. Серед факторів екологічного
стану річок більшість має антропогенне походження [7, 12]. Разом з тим
їх роль в руслі і на водозборі може бути неоднозначною і залежить від
видів господарювання. В залежності від цього її вплив на екологію русла
може бути прямим або опосередкованим, активним або пасивним.
Неоднозначно може проявлятися і дія різних антропогенних факторів в
руслі річки і на її водозборі. Як правило на “руслові” заходи річкова
система реагує швидко, а щодо “басейнових”, то тут спостерігається певна
інерція їх прояву в річках. Натомість ефективність впливу на процеси
руслоформування окремих заходів може бути зовсім різною – від повної
недієвості, до зміни направленості руслових процесів.

В більшості випадків господарська діяльність порушує екологічну
рівновагу в руслі. Але, разом з тим, існують і спрямовані заходи
(розчистка русел, їх спрямлення, збільшення лісонасаджень в
водоохоронних зонах тощо), які можуть покращити екологічну ситуацію.

Руслоформуючі витрати води є на думку Р.С.Чалова об”єктивним показником
прояву руслових процесів в басейні річки [19]. Умови їх проходження (в
межах русла і над заплавою) визначають гідравлічний режим річки і
транспорт наносів при різних стадіях водності, що врешті-решт
проявляється в ерозійно-акумулятивній діяльності цих витрат на різних
ієрархічних рівнях руслових форм. “Екологічність” цих витрат знаходить
місце в їх здатності до регулювання рівноваги в системі “потік-русло”;
тобто розмивання і акумуляція в річках завдяки цим витратам отримали б
стан певної збалансованості.

Руслові деформації, які проявляються в трьох своїх загальних формах –
вертикальні, горизонтальні і рух донних гряд, в значній мірі обумовлюють
інтенсивність і спрямованість руслових процесів. Розмивання і акумуляція
дна річок, їх руслових утворень та берегів, обумовлює формування певної
ієрархії форм русла і, разом з тим, визначає його тип. З екологічної
точки зору різка активізація або затухання руслових деформацій
призводить, як правило, до “негативних” наслідків стосовно господарської
діяльності (руйнація інженерних споруд, або їх замулення) і умов
проживання в приберегових зонах річок (руйнування населених пунктів та
комунікацій тощо).

Стійкість русел, блок, який в гідроекологічному аналізі може виступати в
якості “індикатора” взаємодії в системі “потік-русло” між активними і
пасивними факторами, включаючи і господарську діяльність.

В цьому процесі суттєвим “регулятором” виступає ерозія на водозборі,
зростання або затухання якої певним чином впливає на зміну стійкості
русел. В цьому аспекті до характеристики стійкості русел можна
запозичити три такі форми [20, 21]: інертність (здатність русла
залишатися в попередньому стані), відновлюваність (здатність русла
повертатися в попередній стан), пластичність (здатність русла переходити
з одного стану в інший). З цими трьома формами пов”язані і характер
прояву ерозійно-акумулятивних процесів в руслі. З іншого боку зміна форм
стійкості пов”язана з такими явищами як замулення русел, розмиви
берегів, які є одними з індикаторів екологічного стану русла [4, 7].

Екологічно-допустимі витрати (ЕДВ) виступають, на наш погляд, одними з
основних індикаторів гідроекології русла [14-17]. Під ними слід розуміти
витрати, які не порушують саморегулюючої системи “потік-русло”. У більш
широкому розумінні це витрати, які відповідають при проходженні
водопілля і високих паводків руслоформуючим витратам води і визначають
основний стік завислих і донних наносів, а в меженний період – витратам
з незамулюючими швидкостями, за яких має місце, лише стік завислих
наносів.

Як слідує з визначення ЕДВ, вони мають дещо різну функцію в межень і в
період високих вод пов”язану із взаємодією потоку і русла. Разом з тим
ці витрати певним чином можуть сприяти оптимізації показників
гідробіологічного і гідрохімічного режимів в річках.

Методологічно поняття екологічно допустимих витрат є основою для
визначення екологічно необхідного стоку (ЕНС), тобто тій необхідній
кількості води, яка проходить через поперечний переріз протягом
характерного року і не дозволяє руслу замулюватися (деградувати) [16,
17].

ЕДВ та ЕНС виступають в ролі інтегральних показників гідравлічної
структури потоку та процесів руслоформування. Разом з тим вони можуть
засвідчувати ступінь екологічної напруженості в річках, яка пов”язана зі
змінами якості річкових вод та заростанням русел. Отже ці “елементи
екології русел” можуть не тільки засвідчувати їх екологічний стан, але й
моделювати умови його покращення.

Важливим з точки зору застосування гідроекологічного аналізу є його
алгоритмізація, тобто послідовність дій (операцій) щодо його
впровадження. Слід зазначити, що вперше подібні алгоритми, але для
еколого-геоморфологічного аналізу застосував І.П.Ковальчук [24,25], для
геоморфологічної будови флювіальної системи, для дослідження
ерозійно-акумулятивних процесів в різних ланках басейнової системи, для
аналізу структури річкових систем та процесів деградації малих рік.В
нашому випадку подібна диференціація може і недоречна, так як
розглядаються лише гідроекологічні аспекти руслових процесів.

Алгоритм гідроекологічного аналізу (рис.4) власне підпорядкований
структурній схемі цього аналізу і є достатньо уніфікованим, може
застосовуватися для оцінки стану русел як малих, так і середніх та
великих річок. Важливими моментами щодо його застосування є створення
узагальнюючої системи зберігання і обробки інформації стосовно руслових
процесів (банк даних). Це дозволить здійснити розробку узагальнюючої
системи моніторингу руслових процесів. Разом з тим оцінка вихідних даних
та оптимізація розміщення моніторингових спостережень дозволить певним
чином скорегувати структуру, надійність та достатність вихідної
інформації.

Практичною реалізацією виконання гідроекологічного аналізу руслових
процесів є розробка системи заходів, спрямованих на покращення “екології
русла”. В цьому аспекті перш за все слід виконати оцінку впровадження
різних способів (методів) покращення екологічної ситуації в руслі і їх
перевірку на адекватність економічній та екологічній ефективності. Разом
з тим слід встановити пріоритетність застосування цих заходів в
просторово-часовому аспекті і щодо їх актуальності (першочергові і
перспективні) [16].

І, насамкінець, необхідно оцінити способи застосування цих заходів
(будівництво інженерних споруд, агромеліорація, боротьба з ерозією,
регулювання русла, зменшення забруднення русел річок тощо). Причому така
оцінка має базуватися на порівнянні ефективності їх дії як з
екологічної, так і з економічної точок зору [26, 27].

Наведені вище структура і алгоритм впровадження гідроекологічного
аналізу дозволяє в багатофакторному аспекті виконати оцінку руслових
процесів і встановити екологічний стан русел річок. Ці положення можуть
бути застосовані як для малих і середніх, так і для рівнинних і гірських
річок. Для останніх можуть бути введені деякі корективи стосовно оцінки
прояву руслових деформацій, стійкості русел, руслоформуючих витрат та
стану системи “потік-русло”. Але в цілому ці уточнення не змінюють
загальних концептуальних положень, викладених в даній роботі.

Список літератури

Карасев И.Ф. Русловые процессы при переброске стока. – Л.:
Гидрометеоиздат. 1975. – 272 с. 2. Боровков В.С. Русловые
процессы и динамика речных потоков на урбанизованных территориях. – Л.:
Гидрометеоиздат. 1989. – 251 с. 3. Беркович К.М., Чалов Р.С.
Экологическое русловедение: объект и проблемы исследований //
Гидротехническое строительство. — 1992. — №2.– С.4-7. 4.
Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Антропогенная измененность русел
и размывы берегов как показатели экологической напряженности на реках
России. (В кн.: Проблемы оценки экологической напряженности территории
России: факторы, районирование. – М.: Изд-во МГУ, 1993. – С.42-52. 5.
Беркович К.М., Иванов В.В. Экологическая напряженность, возникающая при
антропогенных изменениях гидрологического и руслового режима рек России
и ее картографирование // Проблемы оценки экологической напряженности
территории России: факторы, районирование. – М.: Изд-во МГУ, 1993. —
С.53-60. 6. Злотина Л.В., Чернов А.В. Антропогенная измененность пойм
рек России и ее роль в оценке экономического состояния регионов. //
Проблемы оценки экологической напряженности территории России: факторы,
районирование. – М.: Изд-во МГУ, 1993. — С.61-65. 7. Чалов Р.С., Чернов
А.В. Районирование территории России по экологическому состоянию речных
русел и пойм // Проблемы оценки экологической напряженности территории
России: факторы, районирование. – М.: Изд-во МГУ, 1993. — С.66-72. 8.
Белоцерковский М.Ю., Белякова Т.М., Беркович К.М. и др. Экологическая
напряженность России (факторы, их оценка и районирование) // Проблемы
оценки экологической напряженности территории России: факторы,
районирование. – М.: Изд-во МГУ, 1993. — С.93-100. 9. Ободовский А.Г.
Руслоформирующая деятельность рек равнинной части Украины и ее
экологический аспект // Экологические проблемы эрозии почв и русловых
процессов. – М.: Изд-во МГУ, 1992. – С.134-141. 10. Беркович К.М.,
Злотина Л.В., Иванов В.В. и др. Развитие русла среднего и нижнего
Днестра в условиях интенсивной антропогенной нагрузки // Экологические
проблемы эрозии почв и русловых процессов. – М.: Изд-во МГУ, 1992. –
С.141-164. 11. Бабич Д.Б., Заец Г.М., Каратаев В.Н., Михайлов В.Н.
Гидроморфологические процессы в устьевой области р.Яны, их природная и
антропогенная изменчивность // Экологические проблемы эрозии почв и
русловых процессов. – М.: Изд-во МГУ, 1992. – С.165-186. 12. Чалов Р.С.,
Чернов А.В. Морфология и динамика русел малых рек России и их
антропогенное изменение // Малые реки России. – М.: ИГ РАН-МЦ РГО, 1994.
13. Чалов Р.С. Общее и географическое русловедение. – М.: Изд-во МГУ,
1997. – 112 с. 14. Ободовский А.Г. Методика определения экологически
допустимых расходов воды как фактора руслоформирующей деятельности рек
// В кн.: 6 межвузовское коорд. Соверщание по пробл. эроз., русловых и
устьевых процессов. – Ташкент, 1991. – С.64-66. 15.
Ободовский А.Г., Петрук А.М. Методические аспекты обоснования
экологически допустимых расходов воды (на примере рек Украинского
Полесья) // Физ. география и геоморфология, вып.39, 1992. – С.47-53.
16. Ободовський О.Г. Гідроекологічні особливості руслових процесів річок
(на прикладі річок басейну Дніпра) // Водне господарство України. –
1997. — №3. – С.17-19. 17. Ободовський О.Г., Сукач О.В.,
Шуляренко І.П. Оцінка екологічно необхідного стоку (на прикладі річок
басейну Дніпра) // Вісник Київського університету, Географія, вип.42,
1997. – С.57-61. 18. Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. – М.:
Изд-во МГУ, 1980. – 264 с. 19. Чалов Р.С. Географические аспекты
изучения руслового режима рек. «Изв. ВГО», 1972, т.104, №6, — 455-461 с.
20. Гродзинский М.Д. Устойчивость геосистем: теоретический подход к
анализу и методы количественной оценки // Изв. АН СССР. Сер.географ. —
1987. -№6. — С.5-15. 21. Гродзинский М.Д. Оценка устойчивости геосистем
методами теории надежности // факторы и механизмы устойчивости
геосистем. – М.: ИГ АН СССР. 1989. – С.157-163. 22. Снищенко Б.Ф. Методы
решения практических задач на основе гидроморфологической теории
руслового процеса. // В кн.: Труды IV Всесоюзн. гидрол. съезда, т.10,
Л., 1976. – С.376-382. 23. Kzzemien K., Sobiecki. Babania had
transportem materialu roзpusзcзonego i зawiesimy w rejonie laзow
(Karpaty Zachodnic) // Стаціонарні та експериментальні дослідження
сучасного рельєфоутворення. – Львів, Вид. Центр ЛНЦ ім.Івана Франка,
2000 р. – С.93-99. 24. Ковальчук Н.П. Алгоритм простанственно-временной
оценки, антропогенной трансформации природных комплексов и их
компонентов // Эколого-экономические и социально-правовые вопросы
природопользования и охраны природы: Тез. докл. – Львов, 1989. —
С.104-106. 25. Ковальчук И.П. Эколого-геоморфологический анализ региона
// Вестн. Моск. ун-та. Серия 5. География. – 1992. — №3. – С.10-16. 26.
Екологічний аудит: Посібник з екологічного менеджменту і екологічного
аудиту /Шевчук В.Я. та ін. – К.: Символ-Т, 1997. – 221 с. 27. Шевчук
В.Я. та ін. Економіка і екологія водних ресурсів Дніпра / За ред.
В.Д.Шевчука. – К.: Вища школа, 1996. – 302 с.

PAGE

PAGE 1

Експериментальне

Теоретичне

Регіональне

Загальне

руслознавство

Інженерне

Географічне

Руслові процеси в

каналах

Регулювання русел

Прогнози і розрахунки руслових деформацій

Історичне палеоруслознавство

Гирлове

Заплавознавство

(руслові аспекти)

Гірське

Екологічне

Еколого-економічна оцінка руслових процесів

Управління русловими процесами

Моніторинг руслових процесів

Екологічний стан системи “потік-русло”

Негативні гідроекологічні явища в руслах

Гідробіологія русел

Гідрохімія річкових вод

Гідравліка потоку

Русловий режим

Антропогенні

зміни

Природні

фактори

Екологічне руслознавство

ЕКОЛО-ГІЧНИЙ СТАН РУСЛА

Господарська діяльність

Об(єм необ-хідного стоку

Екологічно – необхідний стік

Види діяльності

Рис.3. Структура гідроекологічного аналізу руслових процесів

Тип русла

Змодельований гідрограф

Натурний гідрограф

Гідробіологічний і гідро-хімічний стан потоку

Ерозійно-акумулятивні процеси в руслі

Ієрархія руслових форм

Дія на руслові форми

Опосередкована

Пряма

Пасивні

Активні

Гідравліч-ний режим потоку

Ерозія на водозборі

Розмивання

Акумуляція

Транспорт наносів

На водозборі

В руслі

Басейнові

Руслові

Прямі

Екологічно – допустимі витрати

Руслові деформації

Стійкість русел річок

В період високих вод

В межень

В період високих вод

В межень

Водозмінена (техногенна)

Природна

Рух донних гряд

Горизонтальні

Вертикальні

Над заплавою

В межах русла

Руслоформу-ючі витрати

Опосередковані

Природні фак-тори руслових процесів

РУСЛОВІ ПРОЦЕСИ

С И С Т Е М А М О Н І Т О Р И Н Г У Р У С Л О В И Х П Р О Ц Е С І
В

Б А Н К І Н Ф О Р М А Ц І Ї

Природні фактори

Збір інформації

Форми прояву

Пріоритетність

Форми прояву

Збір інформації

Пріоритетність

Господарська діяльність

Збір інформації

Оцінка стійкості русел

Руслові деформації

Руслоформуючі витрати

Оцінка дії

Збір інформації

Розрахунок

Пріоритетність факторів

Методи оцінки

Збір інформації

Пріоритетність факторів

Методи оцінки

Збір інформації

Визначення екологічно допустимих витрат

Оцінка дії

Розрахунок параметрів

Збір інформації

Визначення екологічно необхідного стоку

Оцінка дії

Розрахунок

Збір інформації

Екологічний стан русла

Способи застосування

Пріоритетність

Оцінка

Система заходів покращання стану русла

Рис.4. Алгоритм гідроекологічного аналізу руслових процесів

Похожие записи