СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ 12
1.1. Изученность проблемы 12
1.2. Исходные материалы и методика исследований 15
Глава 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ БЕРЕГОВ КРУПНЫХ
ВОДОХРАНИЛИЩ 24
2.1. Геолого-геоморфологические и палеогеографические условия водохранилищ 25
2.2. Ветровое волнение 28
2.3. Водообмен и проточные течения 32
2.4. Уровенный режим 36
2.5. Ледовый режим 40
Глава 3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ РШТЬЕФООБРАЗОВАНИЯ И
ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ КОТЛОВИН ВОДОХРАНИЛИЩ. 43
Глава 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ И
ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ ВОДОХРАНИЛИЩ 48
4.1. Динамика среды, рельеф и осадки области флювиального
мор фо литогенеза 48
4.2. Динамика среды, рельеф и осадки береговой зоны переходной области 51
4.3. Динамика среды, рельеф и осадки береговой зоны области волнового
мор фо литогенеза 54
4.3.1. Рельеф и строение осадочных толщ береговой зоны 54
4.3.2. Гидродинамика береговой зоны 69
4.3.3. Морфодинамика береговой зоны 80
4.3.4. Литодишмика береговой зоны 95 4.3 .5. Эволюция берегов в условиях длиннопер йодных колебаний уровня
воды 126
Глава 5. ИНЖЕНЕРНОЕ ВМЕШАТЕЛЬСТВО В БЕРЕГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
НА ВОДОХРАНИЛИЩАХ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 146
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 150
Приложение 1. Формы рельефа береговой зоны водохранилищ Приложение 2. Слоистость осадков береговой зоны водохранилищ
163
199
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Береговая зона морей, озер и водохранилищ является важнейшей средой обитания человека, так как около двух третей населения Земли предпочитает жить, работать или отдыхать на побережье водоемов. Россия в этом смысле исключения не составляет, хотя и имеет одну существенную отличительную черту: наиболее обжиты в нашей стране не морские побережья, а побережья внутренних водоемов, особенно - водохранилищ. Это обусловлено двумя основными факторами. Во-первых, значительную долю материковой береговой линии России составляют берега морей бассейнов Северного Ледовитого и Тихого океанов с неблагоприятными для человека условиями жизни. С другой стороны, водохранилища всегда создавались в обжитых районах с развитой социально-экономической инфрастрзтстурой или тяготели к ним, поскольку они предназначены для удовлетворения разнообразных потребностей населения и развивающейся экономики в пресной воде, энергетических ресурсах, удобных транспортных путях и т.п.
К настоящему' время в России создано около 2260 водохранилищ с объемом от 0,1 до 1 км3 и выше и несколько тысяч более мелких [1-4]. Это повлекло за собой преобразование ландшафтов бассейнов рек и естественных озер на площади свыше 700 тыс. км2 и затронуло социально-экономическую инфраструктуру территорий общей площадью до 1,5 млн. км2 [5-6]. Хотя факторы, обусловившие столь масштабные изменения, весьма разнообразны, по заполнении водоемов наиболее серьезное влияние на инфраструктуру их побережий оказывает разрушение берегов. Дело в том, что суммарный периметр только крупных водохранилищ нашей страны оценивается в 64100 км и ущерб только от потери земель ежегодно составляет иБ$ 86000000 [4]. Однако даже эта цифра не учитывает ассоциированные затраты на перенос жилья, промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных объектов, дорог, линий электропередач и т.д. Не учитывает она и ущерб природной среде, наносимый деятельностью береговых процессов и затраты на его компенсацию. Можно лишь полагать, что их совокупная величина подобных затрат превосходит стоимость теряемых земель, как минимум, на порядок.
Решение проблемы управления береговыми процессами для предотвращения нежелательных последствий их деятельности является ключевым моментом гармонизации взаимоотношений природной среды и человека при освоении береговой
3
скорости отступания клифа. Во время экспериментов приборы устанавливались на стационарных рамных постах, специальных мобильных платформах и катерах. Координирование промерно-грунтовых работ, определение местоположения рамных постов, мобильных платформ и плавсредств стандартными геодезическими методами, GPS 4600LS Surveyor и Valsat SP.
А А
“1 —2.0— -4
Рис. 1.3. Исследовательский полигон Ш, Новосибирское водохранилище.
1 - песчаный пляж; 2 - изобаты; 3 - мол; 4 - искусственный абразионный мыс;
5 - наблюдательный створ.
Для изучения динамики береговой зоны Новосибирского водохранилища на некоторых полигонах (в частности, на полигоне II о.Шумской Кордон и на полигонах В, С) была проведена серия экспериментов с люминисценгными мечеными песками В этих экспериментах в качестве трассеров использовались природные смеси песчаных фракций и разделенные на фракции пески с крупностью от 0.05 до 1.00 мм, окрашенные в 8 цветов. Отбор проб осадков с поверхности пляжей, дна и кровли донных осадков осуществлялся дночерпателями типа "струг" и специальными
22
пробоотборниками, позволявшими отбирать колонки длиной 20 см без ненарушения текстуры осадка.
Отобранные пробы пляжевых и донных осадков, а также пробы взвешенных наносов подвергались гранулометрическому анализу на установках Malvern 2600/3600 Particle Sizer. При необходимости эти пробы разделялись в тяжелых жидкостях и проводился минералогический анализ тяжелой и легкой фракций осадка. Часть проб взвеси (главным образом, полученных при экспериментах на полигонах о.Шумской Кордон) изучалась под микроскопом для определения окатанности отдельных зерен. В последнем случае микроскопы оснащались измерительными линейками [90] для определения диаметров вписанной и описанной вокруг зерна окружностей, что позволяло вычислять значения коэффициента сферичности Рэлея и затем разделять частицы по классам окатанности.
Для описания крупномасштабных процессов динамики береговой зоны, в частности, процессов массового перемещения наносов наряду с данными натурных исследований и при их недостатке использовались результаты математического моделирования. Расчеты выполнялись с использованием средств пакета прикладных программ ACES - Automated Coastal Engineering Software, V1.07f [93].
23
- Київ+380960830922