Главная » 2014 » Сентябрь » 24 » Скачать Формирование минимального стока рек Беларуси в современных условиях. Грядунова, Оксана Ивановна бесплатно
11:11 PM
Скачать Формирование минимального стока рек Беларуси в современных условиях. Грядунова, Оксана Ивановна бесплатно
Формирование минимального стока рек Беларуси в современных условиях
Диссертация
Автор: Грядунова, Оксана Ивановна
Название: Формирование минимального стока рек Беларуси в современных условиях
Справка: Грядунова, Оксана Ивановна. Формирование минимального стока рек Беларуси в современных условиях : диссертация кандидата географических наук : 25.00.27 / Грядунова Оксана Ивановна; [Место защиты: Российский государственный гидрометеорологический университет] - Санкт-Петербург, 2009 - Количество страниц: 172 с. 19 ил. Санкт-Петербург, 2009 191 c. :
Объем: 191 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2009
Содержание:
Перечень основных условных обозначений
Введение
Общая характеристика работы
1 Методика оценки пространственно-временных колебаний минимального стока рек^
11 Состояние вопроса (анализ основных работ)
12 Водный режим рек Беларуси в летне-осеннюю и зимнюю межени за период инструментальных наблюдений^
13 Методы исследования пространственно-временных колебаний минимального стока рек
131 Методы исследования временной структуры минимального стока
132 Методы исследования пространственной структуры минимального стока
14 Методы оценки влияния хозяйственной деятельности на сток и его характеристикиJ
15 Методы прогнозирования минимального стока
Выводы
2 Анализ исходной гидрологической информации
21 Источники исходной информации
22 Выбор репрезентативного периода
23 Анализ однородности рядов гидрологических величин
24 Восстановление пропусков в наблюдениях
25 Особенности картографирования водных ресурсов
Выводы
3 Пространственно-временные колебания минимального стока рек Беларуси^ *
31 Факторы, формирующие минимальный сток рек Беларуси
311 Геология, гидрогеология и рельеф
312 Климат
313 Почвенный и растительный покров
314 Оценка влияния природно-климатических факторов на формирование минимального стока^
32 Временная (внутрирядная) структура минимального стока рек Беларуси
33 Пространственная структура минимального стока рек Беларуси
331 Анализ однородности полей гидрологических величин минимального стока^
332 Районирование территории Беларуси по синхронности колебаний минимального стока^
333 Выделение гидрологически однородных районов минимального стока^
34 Изменения минимального стока рек Беларуси
Выводы
4 Расчет и прогноз минимального стока рек Беларуси
41 Методика расчета минимального стока воды малых рек Беларуси при отсутствии данных гидрометрических наблюдений^
42 Прогнозная оценка колебаний минимального стока рек Беларуси
Выводы
Введение:
Республика Беларусь обладает широким спектром природных ресурсов, которые позволяют увеличить темпы устойчивого развития. Экологический аспект устойчивого развития республики предполагает охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, сохранение биологического разнообразия. Важное место в Концепции и Стратегии устойчивого развития Беларуси отводится вопросам охраны и использования водных ресурсов, так как в последнюю четверть XX века они начали испытывать значительные изменения под воздействием как антропогенных так природных факторов [20, 21,42, 197].
Водные ресурсы страны, одно из важнейших богатств, отличаются от других природных компонентов - земельных, растительных, полезных ископаемых и т.д. - очень высокой изменчивостью. Их особенность заключается также в том, что различные водные ресурсы - речные, подземные воды н почвенная влага - находятся в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности между собой [47, 48].
Ресурсы поверхностных вод Беларуси составляют 58 км /год, из которых 64% (36,4 км3) формируются в пределах Беларуси. Приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен 21,6 км , или 36%. В зависимости от водности года изменяется и суммарный речной сток, в многоводные годы он может достигать 96 км3 в год, снижаясь в маловодные до 36 км3 в год. Местный сток изменяется в соответствии с водностью года от 61 до 24 км3 в год [198].
Реки страны принадлежат к бассейнам двух морей - Черного и Балтийского, соответственно 56% и 44% площади водосбора. Из общего числа рек и ручьев (20,8 тыс.) суммарной протяженностью 90,6 тыс. км абсолютное большинство водотоков относится к малым равнинным рекам. Малая река — это реЛ ка, имеющая размер водосборной площади менее 2 ООО км и длину не более 200 км. Малые реки дренируют до 80% территории Беларуси и формируют до 70% водных ресурсов [23]. Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек - Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря).
В связи с изменением климата, увеличением антропогенной нагрузки на сами реки и их водосборы особую актуальность приобретает изучение ресурсов поверхностных вод Беларуси в современных условиях. Особое внимание необходимо уделить изучению вопросов внутригодового распределения речного стока (минимальных расходов рек), так как анализ данных наблюдений гидрометеорологических станций в Беларуси выявил пространственно-временные изменения элементов климата и в первую очередь температуры воздуха и количества атмосферных осадков [53]. Наибольшие изменения коснулись летнего и зимнего сезона, когда на реках Беларуси формируется летне-осенняя и зимняя межень. Большой урон хозяйству республики приносят годы с аномальными климатическими показателями, которые наиболее часто стали проявляться в последние десятилетия XX—начале XXI столетий и оказали заметное влияние на минимальный речной сток рек Беларуси.
Минимальные расходы воды, определяющие собой водные ресурсы рек в самое маловодное время года, представляют большой практический интерес. Они учитываются при решении самых разнообразных водохозяйственных задач: проектирование гидростанций для выработки энергии, водоснабжение городов, сельских населенных пунктов, водного транспорта. Величина минимального стока необходима при расчетах сброса сточных вод и самоочищения воды в реках, определение возможности судоходства и лесосплава и особенно при решении важнейшей проблемы, связанной с мелиорацией земель. В последнее время в республике уделяется много внимания развитию туризма (эко-туризма), в том числе и водного. Водный туризм в Беларуси возможен в течение полугода с апреля по ноябрь, а наиболее востребованное — это лето, хотя сплавные отрезки в летне-осеннюю межень укорачиваются, поэтому для развития водного туризма также необходимо разрабатывать сезонные прогнозные модели.
В результате заборов воды происходит истощение речного стока, а при сбросах даже очищенных промышленных, сельскохозяйственных и бытовых стоков наблюдается изменение качества воды. В том и другом случаях последствием может явиться ухудшение экологического состояния реки. Наиболее остро это может происходить в маловодную фазу речного стока и, особенно, в годы с малой водностью. Таким образом, забор воды из рек ведет к общему уменьшению речного стока, а ее загрязнение практически дает тот же результат, уменьшая количество чистой воды. Однако в реке должен оставаться такой объем воды, который бы обеспечивал минимальные условия сохранения водных экосистем. Экологический сток — это то количество воды, которое должно оставаться в реке для обеспечения условий существования гидробионтов с одновременным сохранением ее необходимого качества. В этом случае сохраняются экосистемы пойм, а река остается элементом ландшафта. Следовательно, экологический сток обеспечивает количественное и качественное состояние водного объекта в самый маловодный период года [11, 12, 142, 177, 178, 180, 181].
Изученность вопросов формирования летне-осеннего и зимнего минимального стока на территории Беларуси отстает от возрастающих потребностей народного хозяйства республики. В последнее время большое внимание уделяется качественному состоянию водных ресурсов, геоэкологической оценке, гидроэкологическим исследованиям. При любом виде хозяйственного освоения водных ресурсов возникает проблема учета и оценки нижнего предела расхода воды, который необходимо оставлять в реке и не включать в хозяйственное использование и тем более изъятие. Максимальные и минимальные расходы могут выступать как стихийные явления и процессы, что крайне негативно воздействует на жизнь и деятельность человека. Наводнения и засухи приносят колоссальные материальные затраты, возросли возможности персональных компьютеров и пакетов прикладных программ, поэтому назрела необходимость провести более детальные исследования пространственно-временных колебаний годового, максимального и минимального стока рек Беларуси.
Минимальный сток рек Европейской части СССР, в том числе и Беларуси, был рассмотрен в работах Д.И. Кочерина [107], JI.A. Сибирцевой [165], Н.Д. Антонова [10], A.M. Владимирова [37, 38, 39, 40, 41], В.А. Баранова и JI.H. Попова [18], А.Г. Курдова [112, 113]. Наиболее подробно территория Беларуси изучена в работах Д.А. Данович [69], A.M. Норватова [136, 137, 138, 139], К.А. Клюевой [99, 100, 101], В.В. Дрозда [74], П.Д. Гаттило [56], Н.М. Кургановой [111], И.М. Филипповича [184], Е.Е. Петлицкого [144, 145].
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Связь работы с крупными научными программами, темами Диссертационная работа выполнялась в рамках НИР МИФИ «Природно-хозяйственные регионы» (2001-2005 гг. № госрегистрации 20012450) «Геоэкологическая и социально-экономическая оценка качества окружающей среды административных территориальных единиц Брестской области» (№ госрегистрации 2001513), ГПОФИ «Природные комплексы» задание 19 «Оценка состояния, прогноз изменения водного режима, степени деградации почв осушенных земель, научное обоснование устойчивого развития экосистем Белорусского Полесья» (2001-2005 гг. № госрегистрации 20031263); ГПОФИ «Природопользование» по заданию 23 «Оценка природно-ресурсного и демографического потенциала, разработка прогноза развития техногенно-преобразованных территорий Белорусского Полесья» (2006-2010 гг. № госрегистрации 20064813), БРФФИ «Экологический сток рек Белорусского Полесья: состояние, трансформации, прогноз» (2008-2009 гг. № госрегистрации 20081465). Цели и задачи исследования
Целью диссертационного исследования является установление закономерностей формирования минимального стока рек Беларуси в современных условиях.
Программой исследования предусматривалось решение следующих задач: ® восстановить значения минимальных расходов воды с использованием корреляционного анализа, дать оценку однородности временных рядов; выполнить анализ стокоформирующих факторов, дать их оценку и определить степень влияния на минимальный сток, выделить однотипные районы по синхронности и однородности формирования летне-осеннего и зимнего минимального стока рек Беларуси; вдать оценку пространственно-временных колебаний летне-осеннего и зимнего минимального стока рек Беларуси в современных условиях; разработать методику определения минимального стока малых рек Беларуси при отсутствии данных гидрометрических наблюдений; в дать прогнозную оценку изменения минимального стока при различных сценариях развития климата.
Положения, выносимые на защиту
1 Пространственно-временные закономерности формирования летне-осеннего и зимнего минимального стока рек Беларуси в современных климатических условиях. Районирование территории Беларуси по синхронности и цикличности колебаний минимального стока.
2 Результаты оценки изменений летне-осеннего и зимнего минимального стока рек Беларуси в современных природно-антропогенных условиях, оценки изменения наступления дат наиболее маловодного периода.
3 Методика расчета минимального стока малых рек Беларуси при отсутствии данных гидрометрических наблюдений.
4 Прогнозная оценка изменения минимального стока рек Беларуси при возможных сценариях развития климата.
Личный вклад соискателя
Работа основывается на результатах многолетних (2000-2009 гг.) исследований. Основной объем материала диссертации собран, обработан и проанализирован автором самостоятельно. Соискателем разработана методика расчета летне-осеннего и зимнего минимального стока при отсутствии данных гидрометрических наблюдений, проведены районирования Беларуси по синхронности и цикличности колебаний минимального стока, выявлены изменения минимального стока рек Беларуси. Использовались опубликованные литературные, картографические, статистические (за период 1881-2000 гг. по 164 створам) и фондовые материалы. Составлена серия карт для территории Республики Беларусь по минимальному стоку.
Апробация результатов диссертации
Результаты исследований, включенные в диссертацию, докладывались и получили одобрения на конференциях:
1. III-X Межвузовская научно-методическая конференция молодых ученых (Беларусь, Брест, 2001-2008).
2. I-IV Международная научная конференция «Природная среда Полесья: особенности и перспективы развития» (Беларусь, Брест, 2002, 2004, 2006, 2008);
3. 1-Ш Международный экологический симпозиум в городе Полоцке «Экологические проблемы природно-технических комплексов» (Беларусь, Полоцк, 2004, 2005, 2006);
4. Международная научная конференция «Научные и прикладные аспекты оценки изменений климата и использование климатических ресурсов» (Беларусь, Минск, 2000).
5. Международная научная конференция «Теоретические и прикладные проблемы геоэкологии» (Беларусь, Минск, 2001, 2005).
6. Международная научно-практическая конференция «Региональная география: проблемы развития и преподавания» (Беларусь, Могилев, 2004).
7. Международная научная конференция «Сахаровские чтения: экологические проблемы XXI века» (Беларусь, Минск, 2002, 2005, 2006).
8. Молодежная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и преподавателей «География в меняющемся мире: вклад молодых ученых» (Россия, Санкт-Петербург, 2005).
Опубликованность результатов диссертации
Основные результаты диссертации опубликованы в 24 научных работах (11 без соавторов): 2 главы в книгах (0,66 авторских листа); 5 статьей в научных журналах, включенных в перечень ВАК изданий (2,8 авторских листа); 3 статьи в научных журналах и сборниках статей (0,85 авторских листа), в сборниках материалов конференций - 13 (2,84 авторских листа), тезисов научных докладов - 3 (0,26 авторских листа). Общий объем опубликованных материалов составляет 7,41 авторского листа, доля соискателя - 4,1 авторского листа.
Структура и объем диссертации
Диссертация включает перечень условных обозначений, введение, общую характеристику работы, основную часть, состоящую из четырех глав, заключение, библиографический список, 5 приложений. Полный объем диссертации составляет 191 страницу, из которых 29 страницы занимает 32 рисунка, 14 страниц — 24 таблицы, 47 страниц - 5 приложений. Список использованных библиографических источников включает 232 наименований на 20 страницах, в том числе список работ соискателя из 24 наименований на 4 страницах.
