Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геосистемный подход к решению региональных водно-ресурсных проблем

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Геосистемный подход к решению региональных водно-ресурсных проблем"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Институт географии

УДК 911 2/3:551.48 (571) На правах рукописи

КОРЫТИЫЙ Леонид Маркусович

ГЕОСИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ РЕГИОНАЛЬНЫХ ВОДНО-РЕСУРСНЫХ ПРОБЛЕМ

Специальность 11.00.07 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

Иркутск - 1992

Работа выполнена в Институте географии СО РАН.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук К.П.Березников доктор географических наук - Н.Й.Короккевич доктор геолого-минералогических наук А.П.Хаустов

Ведущая организация: Сибирский НИИ гидротехники и мелиорации

Защита состоится " ге" нолбря 1992 г. в <4 часов

на заседании Специализированного совета Д 002.60.02 при Институте географии СО РАН по адресу: 664033, Иркутск, ул.Уланбаторская, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан " 6 " оя/пхд^ьх 1992 г.

Отзывы о работе в двух экземплярах, заверенные подписями и гербовой печатью, просим направлять в адрес Института.

Ученый секретарь Специализированного Совета. /

кандидат географических наук С-/г*г Е.Г.Суворов

СК(ЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Негативные изменения в природной среде, вызванные нерациональным использованием природных ресурсов, лимитируют экономическое развитие, приводят к возникновению многочисленных экологических проблем, а в ряде районов угрожают здоровью человека и даже его существованию. Все более очевидно, что сложные многоаспектные явления в области взаимоотношений общества и природы необходимо изучать и регулировать с помощью меадисцшплпнарного системного подхода. Здесь велики возможности географии, способной к всестороннему и целостному - географическое системному (геосистемному) - изучению территориальных форм взаимодействия природа и общества.

Среди проблем природопользования особое место занимают водно-ресурсные вследствие уникальной полифункциональной роли этого вида ресурсов. Водно-ресурсные проблемы (ВРП) - противоречивые ситуации, возникающие в ходе изучения и использования водных ресурсов вследствие как недостаточности сведений о них, так и в результате объективных противоречий между отраслями-водопользователями, водопользованием и природной средой, а также из-за ошибочных действий при конкретном водопользовании. Эти проблемы находятся: в центре критического внимания общественности, причем многие из них переросли рамки водно-ресурсных и фактически являются комплексными проблемами природопользования, что подтверждает важность их изучения и решения. Для решения большинства ВРП в нашей стране характерны недоучет природных взаимосвязей, специфики природно-хозяйственных отношений, региональных особенностей географической обстановки, недостаточность информации о генезисе и динамике процессов, отсутствие геоэкологической экспертизы и в результате непредусмотренность последствий. В значительной степени это объясняется отсутствием географического системного подхода к решению проблем, понимаемого как единство принципов, понятий- и приемов исследования водных объектов и их окружения на основе системной концепции географическими методами.

Разработка такого подхода, осуществленная автором,весьма актуальна. Это особенно вакно дая территории Сибири, где водные ресурсы - одно из основных богатств и в то же время,вследствие сырьевой ориентации экономики, огромной ресурсоемкости производства, сложности природных условий и их недостаточной изученности,многие ВРП отличаются значительной остротой.

Цель и задачи исследования. Цель работы - обоснование необходимости и иллюстрация всамошюоги применения геосистемного подхода к решению ВРП регионального уровня на их научно-исследовательском этапе. Для Сибири, в частности, к таким проблемам относятся уточнение балансовой оценки водных ресурсов в условиях недостаточной гидрометеорологической изученности, определение структуры воздействия отраслей хозяйства на водные объекты, выявление направлений совершенствования водопользования в отдельных регионах. Для достижения поставленной цели в применении к вышеперечисленным и другим ВРП потребовалось:

- на базе расширенной интерпретации природных ресурсов дополнить традиционный подход к ВРП, рассматривая на единой методологической основе проблемы как формирования, так и использования функциональных видов водных ресурсов;

- усовершенствовать с геосистемных позиций логические, индикационные, экспериментальные, картографические метода решения ВРП;

- обобщить результаты конкретных исследований в виде классификаций, районировании, балансов, карт;

- выявить водно-ресурсные особенности Сибири и ее отдельных регионов и определить пути рационализации водопользования для этих территорий.

Объекты исследований, исходный материал, методы. В основе ■диссертационной работы лежат результаты многолетнего (19701991) географического изучения водных ресурсов Сибири. Большинство материалов собрано в тюх и центральных районах Красноярского края и на сменных территориях в ходе как личных, так и коллективных экспедиционных исследований в составе подразделений Института географии СО РАН при выполнении плановых тем "Природно-ресурсный погенщал Ангаро-Енисейского региона" и "Экология КАГЗКа", а также заданий ГШ и программы "Сибирь". Кроме того, проанализированы и использованы литературные исгоч-

ники, карты, аэрокосмоснимки, справочные данные, фондовые материалы различных учреждений.

Методологической основой работы являются научные идеи сис-темологов Э.Г.Юдина, В.С.Тюхгина, Ю.А.Ур\:анцева, А.И.Уемова

физико-геограйов В.Б.Сочавы, Д.Л.Арманда, 3.С.Преображенского, Н.А.Гвоздэцного, А.Ю.Ретеша ., специалистов по водным'проблемам В.Г.Глушкова, Р.Хортона, Г.Уайта, М.И.Львовича, С.Л.Веидрова, И.Н.Гарцмана, А.И.Субботина и др. Методы объединяет концепция общенаучного системного подхода. Применены также экспериментальные, математические (топология, теория графов, статистический многомерный анализ), индикационные, картографические и другие методы.

Научная новизна заключается в разработке с нетрадиционных геосистемных позиций методологии водно-ресурсных исследований, для чего проведены обобщение и систематизация обширных материалов в восточных районах страны, со слокниш, в основном горными природными условиями и недостаточной географической и водно-ресурсной изученностью. Впервые автором обосновано и предложено:

- классификация природно-ресурснкх проблем на основе расширенной интерпретации природных ресурсов;

- понятие о речной бассейне как геосистема с доказательством перспективности бассейнового подхода при районировании природопользования;

- методология геосистемно-гидрологического подхода к исследованиям влагооборота;

- методика проблемного водно-ресурсного районирования и оценки остроты водно-ресурсных проблем;

- классификация речных систем по их величине и характеристик гидрографического комплекса речного бассейна, систематизация морфометрических показателей бассейна;

- методика типологической классификации речных бассейнов и геосистемно-гидрологического районирования, индикационных расчетов осадков и стока дая бассейнов горных неизученных рек и вдольруелового картографирования характеристик стока;

- структура серии карт для обеспечения решения водно-ресурсных проблем.

На этой методологической основе для решения водно-ресурс-

них проблем Сибири впервые проведены:

- водно-ресурсное районирование Сибири с ранжированием -районов по остроте проблемных ситуаций;

- полный расчет топологической структуры речной сети и геосистемно-гидрологическое районирование бассейна Енисея, а также балансовая оценка его водных ресурсов;

- дифференцированная оценка водно-ресурсных проблем регионов Красноярского края с набором приоритетных путей их решения.

Практическая значимость исследований определяется возможностью использования конкретных результатов - расчетов, райони-рований, классификаций, карт, рекомендаций - при оптимизации использования водных ресурсов Сибири, прежде всего для территорий Красноярского края. Материалы автора попользованы в научных записках и отчетах Института географии СО РАН, Координационных Советов "Экология КАТЭКа" и "Угли Канско-Ачинского бассейна", направляемых в Президиум СО РАН, а таете в плановые, проектные и научно-исследовательские учреждения (Красноярский крайплан, Кемеровский облллан, Гипрогор, ВНЩКТЭП, Красноярскгражданпроект, Ростовское и Томское отделения "Геплоэлектропроекга", Институт прикладной геофизики, СЭИ СО РАН). Разработанный автором спецкурс "Географические аспекты гидрологических исследований" с 1977 г. читается студентам географического факультета Иркутского университета.

Апробация работа. Основные научные положения и результаты исследований доложены на 32 международных, всесоюзных и региональных съездах, совещаниях, симпозиумах и конференциях. Важнейшие из них; УП, УШ и IX съезда Географического общества СССР (Фрунзе, 1980; Киев, 1985; Казань, 19Э0А У Всесоюзный гидрологический съезд (Ленинград, 1986); У Географический конгресс ГДР (Подсдам, 1989), совещания географов Сибири и Дальнего Востока (1978, 1982, 1986); Всесоюзные конференции по развитию производительных сил Сибири (Новосибирск, 1980; Барнаул, 1985); конференции по тематическому картографированию Сибири и Дальнего Востока (1977, 1983, 1989); "Гидрология естественных и преобразованных ландшафтов" (Иркутск, 1984) и "Информационное обеспечение ландшафтно-гвдрологических исследований" (Иркутск, 1988); советско-американский симпозиум "Исследование социально-географических аспектов изменения окруждацей среды" (Иркутск, 1983).

Кроме того, результаты исследований апробировались на научных семинарах Института географии СО РАН и его КаНско-Ачшской экспедиции, Комиссии по долгосрочным прогнозад природных явленна ИНЦ СО-РАН (Иркутск), ИГ РАН (Москва), ЛГУ (Ленинград), ОШИ (Одесса), ЩИЖИВР (Минск).

Теоретические положения и результаты их реализации опубликованы в 53 работах. Основное содеряание диссертации изложено в 33 публикациях, в том числе в двух монографиях (в соавторстве) и 6 коллективных монографиях авторски объемом 41,2 п.л. Автор являлся ответственным редактором трех монографий и 8 тематических сборников, обобщающих исследования по тема диссертации.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух частей, включающих шесть глав , заключения, списка литературы и приложений.

Во "Введении" формулируются цель и задачи исследования, защищаемые положения, дается общая характеристика работы.

Первая часть посвящена теоретическому обоснованию геосистемного подхода к изучению ВРП. В первой главе раскрывается суть системного подхода как общенаучной штодолопш, гносеологического "среза" сложных объектов; на основе анализа опыта системного движения в географии-обосновывается необходимость географического системного аспекта рассмотрения объектов территориальной организации природы и общества. Доказывается важность расширенной интерпретации природных и в том числе,- водных ресурсов. Рассматривается бассейн как функционально-целостная геосистема'и обосновывается перспективность бассейнового подхода при исследованиях природопользования.'Предлагается типовая структура картографического обеспечения решения водко-ре-сурсных проблем.

Во второй глава рассматриваются этапы развития географического направления в гидрологии суши, методологические предпосылки разрабатываемой автором концепции геоеястемно-гидрологи-ческого подхода к формированию водных ресурсов. Раскрывается структура подхода и его принципы (структурно-гидрографический, бассейновый, классификационный, экспедиционный, картографический), используемые в анализе_гидрологических процессов.

Вторая часть содержит методический аппарат геосистемного подхода в приложении к изучению ж решению конкретных ВРП Сибири

и ее регионов. Б третьей главе проведена инвентаризация водных ресурсов Сибири для уточнения их роли в экономике страны. Пред-" ложена методика хфоблемного водно-ресурсного районирования Сибири, выполнено районирование Сибири с оценкой структуры и остроты региональных проблем.

В четвертой главе содержится реализация принципов геосистемно-гидрологического подхода для территории бассейна Енисея. Пятая глава посвящена научному обоснованию с геосистемных позиций путей решения конкретных ВРП в крупных регионах Красноярского края - зонах формирования Саянского ГПК, КАТЭКа, в Нижнем Приан-гарье,

В шестой главе рассмотрены пример« решения некоторых прикладных водно-ресурсных задач (обоснование мелиорации пастбищ Хакасии, медико-географическая оценка природных вод Норильского промузла), а также организационные, педагогические и популяризационные аспекты геосистемного подхода. В "Заключении" подводятся итоги проведенных исследований.

Работа содержит 290 страниц машинописного текста, 28 таблиц и 31 рисунок, а также 12 табличных приложений и список литературы, содержащий 307 наименований, в том числе 16 на иностранных языках.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССВДОВАНИЙ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Предмет защита - разработанные автором методологические принципы (теоретические понятия и методические приемы) геосистемного подхода в решению ВРП, а также результаты реализации этого подхода для ряда конкретных проблем в регионах Сибири -раскрывается в основных положениях.

I, Геосистемный подход - системно-ориентированная методология научного поиска, когда водные ресурсы исследуются географическими методами одновременно как компонент природной среды и элемент производительных сил в процессах полифункционального водопользования. в территориальных границах бассейна как геосистемы. Пространственное обобщение ВРП достигается путем проблемчо-го водно-ресурсного районирования. Системный подход как общенаучная методология, принципиальная ориентация исследований сложных и целостных объектов играет значительную роль в современном

развитии знания, в том числе географического. "В географии такой подход особенно перспективен ввиду многомерного характера большинства географических задач, а также ввиду интегральной природа основных географических объектов" (Сочава, 1973,с.393). Вслед за Ю.П.Михайловым, В.С.Преобраненским, Я.Демеком, Г.Бар-шом и др. под геосистемой понимается особый системный "срез" любого изучаемого географическими науками природного, социально-экономического или интегрального объекта, а, соответственно, геосистемный подход - изучение систетшой организации и системных свойств объектов на основе системной методологии при постановке н решении географических проблем.

К такш проблемам-относятся пр„оодно-ресурсные, весьма актуальные в настоящее время во всем мире, возникающие в результате недостаточной изученности ресурсов и при появлении дисбаланса в 01фужащей среде при их использовании. Поскольку важнейшая роль экологических факторов в лизни общества осознана, потребность в чистой и здоровой окруяавдей среде выходит на первый план, любые условия обеспечения существования человека являются ценностями, т.е. фактически становятся ресурсами. Автор поддершвает расширенную интерпретацию природных ресурсов (Д.Л.Арманд, Н.Ф.Реййерс, В.М.Разумовский и др.), согласно которой их средоформирущач роль не менее ваша, чем энергеткчес-ко-сырьевая. В связи с этим предложена новая классификация природных ресурсов и природно-ресурскых проблем, согласно которой выделено два типа природных ресурсов: кошонентно-функциональ-ный (используемые компоненты и свойства природных комплексов) и территориально-акваториалъный (территория и акватория как базис размещения хозяйства и населения); в I типе два класса по функциональной роли ресурсов - производственные и средоформярующие. На основе классификациотшх критериев проблемы разделяются по их роли, а такяе по причине возникновения (геоэкологические, организационно-экономические), виду хозяйственной деятельности, масштабу проявления, остроте ситуации.

К ваякёйшим природно-ресурсным относятся ВРП, поскольку водные ресурсы, понимаемые как все природные воды, находящиеся в свободном состоянии в гидросфере,- уникальный полирункциональ-ный ресурс с его двойственной естественно-общественной сущностью, незаменимостью в большинстве видов человеческой деятельности, неисчерпаемостью в глобальном масштабе и в то же время с ,

резкой неравномерностью юс пространственно-временного распределения. Этим определяется необходимость применения геосистемного подхода к решению ВРП, суть которого - в параллельном, на единой методологической основе, рассмотрении гидрологических и водохозяйственных задач, т.е. как Формирования, так и использования водных ресурсов с учетом взаимосвязей с другими природными компонентами и элементами производительных си в системе "природа-хозяйство-насвление". Различаются ВРП, связанные с ре-сурсообеспечением производства (энергетические, сырьевые промышленные, сельскохозяйственные, транспортные) и возникающие в связи со средой обитания человека (регенерационные, антропоэко-логические, рекреационные). Для конкретной территории острота ВРП определяется водно-ресурсной изученностью, водообеспечен-ностью, степенью антропогенного воздействия, опасностью вредного воздействия вод и эффективностью организации водопользования.

Особое место в защищаемой концепции принадлежит бассейновому принципу. ' С этим принципом градационно связаны исследования гидрологии суши и водного хозяйства, однако оказалось необходимым более' четко определить роль и место бассейна среда природных комплексов суши, дая чего в 1974 г. автором предложено понятие о бассейне как геосистеме, основанное на понимании стока вода как мощного и универсального интегрирующего, рельефо- и ландшафтоформирущего фактора (Р.Хорток, С.Д.ОДура- . вейский, Б.Б.Полынов," Ю.П.Бяллович, А.Ю.Ретеюм, Н.А.Гвоздецкий, К.Н.Дьяконов и др.). Автором разработано представление о речном бассейне как высокоинтегрированной, функционально целостной, иерархически построенной (подсистемы, уровни организации) геосистеме, в которой различаются два главных функциональных уровня - склоны и гидрографическая сеть, рассматриваются вертикальные связи между земной поверхностью, воздушным, водным и подземным ярусами, глобальный, региональный и локальный уровни размерности, а также динамически!!, эволюционный и катастрофический аспекты развития. Согласно представлениям Ф.Н.Милькова, Г.И.Швебса, бассейн является парадинамической и парагенетической системой, с высоким уровнем организации, ярко выраженной стадийностью индивидуального развития; речные бассейны успешно служат объектами изучения многих геоморфологических и ландшафтно-геохимических процессов. С.Я.Сергиным и СЛ1.Зотовым с учетом работ автора построена модель "речной бассейн", кото-

рая применена для прогноза состояния природной среды при антропогенном воздействии.

Автором одним из первых в стране, наряду с Л.В.Зориным, С.Я.Серпгаым, П.Г.Олдаком предлокено применять бассейновый принцип для целей рационализации природопользования, в частности, при выборе территориальной ячейки пряродно-хозяйственного, прежде всего природно-ресурсного районирования, что,рассматривая речной бассейн как геосистем, обосновывается следующими аргументами .

1. Большинство бассейнов обладают четкими границами-водоразделами, в пределах которых происходит "замыкание" водного, эрозионного и других балансов вещества за достаточно длительный период времени. В связи с этим бассейновый принцип способствует сближению онтологического и гносеологического аспектов районирования, т.е. при принятии бассейна - реального объекта, контуры которого легко выделяются и на местности, и на топографической карте - в качества единицы районирования степень адекватности модели и объекта наивысшая, элемент субъективизма сведен к минимуму.

2. Заселение новых районов, в особенности Сибири, и их хозяйственное освоение обычно шло по рекам; в результате именно в границах бассейнов нередко образуются целостные хозяйственные и этнодемографические общности с едшшмя традициями ресурсопользо-вания, К тому же роль водного фактора как стимулирущего шш лимитирующего развитие и размещение производства постоянно возрастает. Водные объекты часто служат конечными звеньями техногенных "цепочек", основными путями распространения загрязнений и поэ.тоцу бассейны наиболее удобны для анализа техногенеза и других геоэкологических процессов.

3. Значительное преимущество выбора бассейна - возможность использования строгой иераржчэской классификации речных систем по их порядковое™ и величина.

4. В условиях резкого нарастания в настоящее время остроты межрегиональных и межнациональных противоречий бассейн благодаря вышеизложенным аргументам и презде всего в силу естественности границ монет считаться наиболее перспективной территориальной ячейкой для выбора путей региональной ресурсосберегающей и природоохранной политики.

Инвентаризационная оценка подтвердила ведущую роль в Рос-

сш водных ресурсов Сибири по объему речного стока, озернях и водохрашшздных вод» по гидроэнергетике и существенную роль "по другим водно-ресурсным показателям. При этом фактическое водопользование в настоящее время невелико и составляет по большинству видов (кроме гидроэнергетики и водного транспорта) лишь несколько процентов от водного потенциала, что относит водные ресурсы Сибири к стратегическим резервам. В то же время выявилась значительная пространственная дифференциация водного потенциала и водопользования, что потребовало проведения проблемного водно-ресурсного районирования.

В отличие от методик известных водохозяйственных районировании К.В.Долгополова и Е.Ф.Федоровой, А.П.Голикова, Г.В.Воропаева с коллегами, районы выделяются по относительно:: общности водно-ресурсных ситуаций, которые определяются в равной степени природной обстановкой, пространственными закономерностями формирования и состояния водных ресурсов, хозяйственной освоенностью территории; строго соблюдается бассейновый принцип проведения границ. На схеме водно-ресурсного районирования Сибири выделено 17 районов, различающихся по совокупности проблемных ситуаций и по их остроте, ранжированной с помощью балльной оценки (рисЛ). Впервые порайонно определена ориентировочная структура воздействия отраслей хозяйства Сибири на водные объекты, а также вредного воздействия вод и эффективности организа- • дни водопользования. По интегральной оценке, экстремальные ситуации имеют место в Верхкеиртышском и Тобол-Иртышском районах, а кризисные - в Верхнеобском, Токь-Чулимском, Верхнеенисейском, Верхнеангарском и Селенгшском районах; для каждого района намечены. приоритетные мероприятия по рационализации водопользования.

П. Закономерности строения речных систем лекат в основе их классификации. а структурные меры тшипгоуют водоносность систем. Это положение развивает структурную гидрографию, начало которой положено работами Р.Хортона, Р.Шрива, А.Шаидеггера, Н.А.Егканицына, И.Н.Гарцмлна и др. Гидрографическая система включает различные дискретные водные объекты и в то же время иерархически упорядочена; она понимается как результат взаимодействия водных масс с корой выветривания, как информационно-генетическая последовательность форм организации водных объектов; ее структура переменна во.времени, зависит от водности периода. В

Едс.1. Проблемные водно-ресурсные районы. I - Верхнеиртышский, 2 - Верхнеобскяй, 3 - Томь-Чулымский, 4 - Тобол-Иртылский, 5 - Среднообскяй, 6 - Ягокнеобский, 7 - Верхнеенисейский, 8 -Верхнеангарский, 9 - Нижнеангарский, 10 - Тунгусский, II - Ншше-енисейский, 12 - Селенгинский, 13 - Прибайкальский, 14 - Верхнеленский, 15 - Среднеленский, 16 - Ншснеленский, 17 - Колымо-Инди-гирский. ВРП (в % от интегральной оценки ): I - изученности, 2 -водообе спеченноста, 3 - антропогенного воздействия, 4 - вредного воздействия вод, 5 - организации водопользования, Водообеспечен-ность: 6 - достаточная, 7 - средняя, 8 -.средняя общим, удовлетворительная местным стоком, Э - удовлетворительная, 10 - недостаточная. Границы: II - водно-ресурсных районов, 12 - гидрографической Сибири.

качестве ведущего элемента системы, каркаса бассейна исследуется речная сеть, которая рассматривается как результат слокных геологических и физико-географических процессов и отражает в своем строении и специфику влагооборота, и динамику тектонических процессов, и сопротивляемость поверхности эрозионному расчленению.

По классификации Р. Хортона-А. Штралера первый порядок присваивается приводораздель кым яэразветвленным элементам речной сети, и в дальнейшем он скачкообразно возрастает при слиянии однолорядковых элементов. Обнаруженные Р.Хортоном статистические закономерности строения речных систем, выражаемые в виде прогрессий - взаимосвязей порядков, количества водотоков, их длин, уклонов, площадей бассейнов, подтверждены автором для сибирских условий; выявлена стабильность коэффициентов бифуркация и длин, отраяавдах мекпорядковые соотношения, для всей территории Сибири, ' ■

Эти результаты, а таете относительное сходство геологической истории, рельефа и климата главных речных систем Сибири послушло основанием для классификации речных систем Сибири по их величине, где критерием выбран порядок системы по Хоргону-Штралеру. На графе речной сети Сибири, построенном по топографическим картам, выделены систем девяти порядков, объединенных в пять классов, причем каздому классу соответствует определенный диапазон свойств (табл.1). В Сибири двадцать одна крупнейшая система, в том числе три IX порядка (Ангара - Енисей, Обь, Дека), НО больших, 550 средних и около 15 тыс. малых речных систем. .

Для Сибири предложено различать 4 основных ландшафтных типа строения гидрографической сети: степной и лесостепной, гор-но-таенный, лесоболотный, озеряо-тундровый. Введено понятие "гидрографический комплекс речного бассейна", в который включено 4 типа показателей: ландшафтные, гидроклиматические, морфологические водоемные и морфометрические. Проведена систематизация морфометриче.ских характеристик, которые разделены на три класса (простейшие, структурные и экспозиционно-симметрийные), 9 групп, Ю разрядов.

Наилучшими эвристическими возможностями обладает топологическая ветвь структурной гидрографии, связанная с именами А.Шай-деггера, Р.Щрива, И.Н.Гарцмана, Б.А.Казакского и др. При этом

речные системы иденгифишруются конечными связными графами без циклов - бинарными ориентированными деревьям!. Полное описание внутренней структуры графа дает применение для каадого узла слияния функции К.Шеннона

Н (actj = -р' (xi) Водг (оси) -р" (act) Eocja {хь), где: р' = S' (acij/sfxt) ; р"= S " fxg / S (хъ); S1 и S"- то-пологическо-гидрографическяе параметры сливающихся потоков, т.е. s'+ S"= S,а р' + р"= 1.Интегральные показатели графа названы автором структурными мерами.

Таблица I

Классификация речных систем Сибири

Класс Порядок Площадь водосбора, тыс.км Длина главной реки, км Средний многолетний расход в устье, м3/с

Крупнейшие IX >2000 >3000 >10000

УШ 201-2000 1001-3000 1001-10000

Большие УП 21-200 201-1000 , 101-1000

Средние УТ 2,1-20 51-200 от 11-20 до 100

Малые ТУ J 0,2-2 20-50 от 2-5 до 11-20

Очень малые г-ш <0,2 <20 -< 2-5

Структурные мэры, их производные (относительные структурные меры, плотности), а такке прочие топологические характеристики (мощности,- пути, диаметры и т.п.) речных систем в совокупности дают полное представление об их упорядоченности, иерархичности, структурной организации, а также о влиянии ряда природных факторов. Основываясь на доказанной изоморфности нарастания структурных мер, петрографических и гидрологических характеристик с увеличением порядка систем, установлены существенные индикационные свойства структурных мер, прежде всего в отношение средней водоносности. В частности, проверка гипотезы о постоянстве соотношения структурных мер и среднемноголетних годовых расходов для ландаафтных идеологических ""областей страны, в том числе автором для районов Восточной Сибири, показала возможность использования зависимостей в качестве расчетных. Насыщенность всего топологического пространства графа речной

сети структурной информацией позволяет определять сток в любой точке системы, что крайне ваяно при планировании размещения гидрометрических створов, водозаборов, а также при картографировании водных ресурсов.

Индикационные свойства характеристик строения речных систем перспективно использовать таюе для прогнозов стока, имея в виду динамическую модель, учитывающую изменения топологических параметров'во времени в связи с колебаниями водоносности систем. На основе зависимости между численностью и длинами водотоков 1-го порядка, общим порядком систем и ее водоносностью автором предложено усовершенствование алгоритма Г.П.Калинина для прогноза руслового стока в паводочные периоды, предусматривающее дистанционное слежение за динамикой появления воды в руслах временных водотоков на эталонных участках.

Полный структурно-гидрографический анализ гтоведен для бассейна Енисея (без бассейна оз.Байкал). Единообразный характер строения речной сети, связанный с примерно одинаковыми условиями и сроками ее формирования в плиоцен-четвертичное время, проявился в стабильности коэффициентов бифуркащш, тесной связи с "разрывной" тектоникой, преобладании горно-таежного ландшафтного типа строения (76$ территории). Расчеты предложенных И.Н.Гарцманом коэффициентов густоты речной сети по расходу воды (гидроморфолотических коэффициентов) и вещества подтвердили их применимость для индикации геологических и геоморфологических процессов. Минимальные значения гидроморфологического коэффициента приурочены, к морфоструктурам рельефа с наиболее интенсивными--.поднятиями в неоген-четвертичное время, а максимальные - к блокам постоянных'опусканий. Установлена индикационная зависимость для расчета мутности неизученных рек. Определен состав речной сети Енисея, в которую входят 6 систем УШ и 22 системы УП'порядковj проведено районирование по морфометри-ческим показателям. На основе графа речкой сети впервые рассчитан весь комплекс топологических характеристик огромного бассейна, в том числе наиболее информативные структурные меры для всех точек слияния потоков, что открыло хорошие перспективы для водно-ресурсных расчетов.

Ш. Теосистегдо- гидрологический подход к Формированию водных ресурсов - новый вариант развития географического направле-

ния в гидрологии суши. При этом решение гидрологических задач основывается на бассейновом, структурно-гидрографическом, экспедиционном. классификационном, картографическом принципах.

Известно, что развитие гидрологии характеризуется ее закономерным переходом от описательной науки к экспериментальной и количественной и далее - к прикладной, инженерной. Но на этом пути произошли снижение внимания к генезису явлений, недоучет региональной специфики природных условий, взаимосвязей природных компонентов, что особенно негативно проявилось в связи с резко возросшим антропогенным воздействием на природную среду, с необходимостью решения сложных водно-ресурсных и комплексных проблем. Важен более широкий, целостный и всесторонний, т.е. системный взгляд на гидрологические процессы, что органически присуще географическое подходу.

Географическое направление в пирологии суши развивали видные зарубежные гидрологи Р.Хортон, В.Вундт, Р.Келлер, Ф.Вильгельм. Однако приоритетность этого направления именно в отечественной гидрологии объясняется огромными размерами территории, сложностью задач ее хозяйственного освоения, хроническим отставанием развития гидрометеорологической сети от практических требований, особенно на востоке. Начало этому направлению положил географо-гидрологический метод В.Г.Глушкова, продолжаемый М.И.Львовичем, Л.К.Давыдовым, П.С.Кузиным, А.И.Субботиным, И.Н.Гарцманом, К.Е.Ивановым, С.Л.Вендровым, А.Б.Авакяном, И.С.Со-седовым, В.И.Бабкиным и др.

Один из вариантов дальнейшего развития географического направления в гидрологии суши был предложен автором совместно с А.Н.Антиповым в 1981 г. в виде геосистемно-гидрологического подхода и активно разрабатывался в последугацее десятилетие. Сущность подхода раскрывается в следующих концептуальных положениях.

1. Подход рассматривает гидрологические процессы с позиций общеметодологических системных представлений, с учетом достижений ландшафтной гидрологии и системных идей географии (рис.2).

2. "Узловыми" объекта® исследований выступают речные бас-сей>ш как геосистемы, а предметом исследования - их гидрографическая структура, гидрологические режимы и водный баланс. Внут-рибассейновая дифференциация представлена биогеоценозами,, элементарными склонами, функциональными уровнями, а упорядоченность

Географо-гщрологчгмскнй метод В.Г.Пдушгава

Экспериментамше иссло-довшшя в малых бассейнах

Горная гидрология (Ь.Л.Щ/лъц, И.Н.Гарвдан, И.С.Соседоь и др.).

Ландаафтко-пщрологетесюй пришит A.IÍ.CytídoTia;a

йздрология; внтропогенного направления (М.И.Львоюп, Н.И.Коронкэвяч, И.А.Иикло-манов и др.)

Гидрологическое районирование П.С.Кузша

Учеша о гвосисте--ыах В.Б.Сочавн

Функциоцально--цалоотнай подход

МногаЗЕакторный эонально-азональный географический анализ

Системное картографирование

'V

ГГВОСИС1ВМНО -ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ подход

Картографический

CipjKTyp--но-гидро-графиес--кий

ПРИНЦИПЫ

Рис.2. Логическая схема формирования геосистемно-гидрологического подхода

объектов высших рангов связана с порядком бассейна.

3. Каждому пространственному уровню, конкретным природным условиям и цели исследования соответствует совокупность расчетных, прежде всего индикационных, а такие экспериментальных и картографических методов, обеспечивающих в совокупности многофакторный геосистемный анализ процессов.

Необходимость такого подхода обосновывается сложностью процессов формирования водных ресурсов в особых, преимущественно горных условиях гидрометеорологической доступности и при недостаточной изученности, когда рассмотрение задач формирования водных ресурсов возможно лишь в многомерном пространстве зональных и азональных Факторов, поскольку диалектическим единством этих факторов определяется дифференциация природной среды. При этом под зональным понимается то, что клнматообусловлено, связано с поступлением солнечной радиации на земную поверхность и ее трансформацией через потоки тепла и влаги. По И.Н.Гарцману,выделяются 6 элементарных форм зональности (широтная, высотная, экспозиционная, продольно-циркуляционная, экспо-зиционно-циркуляционная и барьерная), объединяемые в сложные дислокационные формы. Азональные закономерности связаны с геолого-тектонической обстановкой, распределением суш и моря, антропогенным воздействием. Ведущие факторы, определяющие пространственно-временное распределение элементов водного баланса, выбираются в результате геосистемного анализа из многочисленных как традиционных (широта, высота, литологяческий состав пород), так и сравнительно новых (ориентация склонов и долин, удаленность от хребтов-барьеров, направление разрывных тектонических нарушений, расстояние от крупных водоемов) факторов.

Важным этапом подхода служат геосистемно-гидрологические классификация и районирование. В основе типологической геосистемной классификации водосборов лежат взаимосвязи показателей гидрографического комплекса речного бассейна; по аналогии с классификацией гесмеров В.Б.Сочави в один класс гидрогеомеров объединяются бассейны с относительно однородными и сходными между собой условиями формирования водного режима и баланса. Классификац :п предлагается проводить одним из методов многомерного статистического анализа путем многоварианткых алгоритмизированных расчетов, с последовательным отбором наиболее эначи-шх характеристик, в наименьшей степени ^коррелированных медду

собой. Группы бассейнов одного типа или закономерно повторяющиеся их сочетания становятся ядрами пространствеиной классификации другого вида - геосистемно-гидрологического районирования, где бассейны объединяются по признакам сопряженности, генетической и функциональной целостности.

Существенную роль в геосистемно-гидрологическом подходе играют экспедиционные исследования. Выявление генетических и функциональных особенностей гидрологических процессов проводится на объектах локального уровня размерности*^. В то же время многолетние исследования автора в составе комплексных географических отрядов и экспедиций в Красноярском крае, в том числе на экспериментальных полигонах в Юксно-Минусинской и Назаровской котловинах, позволили подтвердить рад важных методических выводов и на региональном уровне, в частности, об ограниченности метода высотных градиентов при расчетах осадков и стока. Экспедиционные исследования имеют большое значение при выборе приоритетных для расчетов природных факторов, опорных бассейнов и рубежей районирования.

Теоретические лоло?кения реализованы для бассейна Енисея. Выполнены геосистемно-гидрологические классификации и районирование. Для: классификации выбраны 179 бассейнов Ш-1У порядков, сравнительно хорошо обеспеченных гидрометеорологической и физико-географической информацией, а также максимально репрезентативных для окружающих их природных геосистем. Путем математического экспериментирования методом кластер-анализа с последовательным отбором наиболее информативных признаков проведено агломеративное иерархическое группирование, ставшее основой содержательной типологической классификации бассейнов. Затем с учетом климатических, орографических и интегральных физико-географических рубежей выполнено геосистемно-гидрологическое районирование обобщением типологических ареалов по признакам соседства (рис.3, табл.2). На основе результатов классификации и районирования, а также анализа природных и гидрографических закономерностей, с учетом гидрометеорологической изученности, отобрано около 450 опорных бассейнов и рассчитаны для них элементы среднемноголетнего трехчленного водного баланса. Около трети водосборов обеспечено надежными значениями стока в заыы-

^ Сущность исследований раскрыта в работах А.Н.Антшова.

каицем створе; остальные значения стока, средние по бассейну значения осадков и все значения испарения получены расчетным путем.

Для определения осадков применялось несколько методов. Для днищ межгорных котловин - равнинных участков среди горного рельефа - использовались построенные нами крупномасштабные карты изогнет, полученные на основе зависимостей осадков от удаленности от хребтов-барьеров, а в низкогорье и среднегорье -зависимости осадков от ориентации долин. Лишь на отдельных наветренных склонах, расположенных фронтально к господствующему направлению влагопереноса, применен метод высотных градиентов. В высокогорье, где данные наблюдений за осадками почти отсутствуют, они определялись по методу водного баланса.

Сток для неизученных рек находился по индикационным зависимостям от структурных мер речных систем. Наличие всего

Рис.3. Геосистемно-гидрологическое районирование бассейна Енисея. Границы: I - областей,

2 - групп провинций,

3 - провинций.

Названия таксонов в табл.2.

— 3

Таблица 2

Геосист емно-гэдро лог ичо с ко е районирование бассейна Енисея

Область Группа провинций Элементы Провинция 2 водного мм У баланса, г в % от г

Алтае-Саянская (А) Котловинная Ф Тувинская (I) Минусинская (2) 540 495 200 115 340 380 37 24

Верхнеангарская (3) 450 70 380 16

Среднегорная Абаканская (4) 650 430 220 66

№) Кузнецко-Алатаусская (5) 595 310 285 52

■ Западно-Саянская (6) 780 410 370 53

Присаянская (7) 600 300 300 50

. Южно-Саянская (8) 625 345 280 55

Высокогорная Саянская западная (9) 940 705 235 81

(Ш) Саянская восточная (10) 730 365 365 50

Западно-Сибирс- Равнинная Левобереяно-Енисейская (II) 605 245 360 40

кая (Б) (17) Туруханская (12) 640 405 235 63

Средне-Сибирская Плоскогорная Ангаро-Тунгусская (13) 490 140 350 28

(В) (У) Енисейская западная (14) 750 435 315 58

Енисейская восточная (15) 630 315 315 50

Северонизко-горная (У1) Тунгусская северная (16) 800 450 350 57

Субарктическая Путо^анская Западно-Цуторанская (17) 1200 940 260 78

10 линий связи для такой обширной и контрастной в природном отношении территории говорит об устойчивом характере выявленных закономерностей. Суммарное испарение ввиду отсутствия инструментальных наблюдений и невозможности применения в горных условиях известных расчетных методик А.Р.Константинова,В.С.Мезенцева, М.И.Будыко, комплексного метода, определялось по разности осадков и стока. Для высокогорья оно экстраполировалось по зависимостям от высоты местности, относительно устойчивым, что объясняется закономерным уменьшением испарения по мере снижения с высотой тепловых ресурсов в условиях достаточной вдаго-обеспеченносги.

Расчеты дали возможность существенно уточнить пространственные закономерности формирования и распределения элементов водного баланса. Годовые сум,® осадков изменяются от 300-400 мм в аридных ядрах '¿инусинской ж Тувинской котловин до 450-750 мм на восточной окраине Западно-Сибирской равнины и Среднесибирском плоскогорье и I200-I40D мм в Казыр-Кизирском горном массиве и на западе плато Путорана. Еще более мозаично поле средне-многолетнего стока: в аридных■ядрах постоянная дренажная сеть нередко вообще отсутствует; на большей части территории сток изменяется от 20-50 до 400 мм; в среднегорье и высокогорье сток повышается до 1000-1200 мм в верховьях Абакана, Ои, Казыра, в бассейне Норилки. Существенно меньше амплитуда пространственных вариаций испарения; его максимальные значения (400-500 мм в год) приурочены к лесостепным предгорьям, подтаежным и горнотаежным низкогорьям с оптимальными условиями теиловлагообеспеченности, а снижение до 200-250 мм наблюдается с поднятием в горы, из-за уменьшения ресурсов тепла и до 300-350 № - к центрам котловин и предгорных равнин вследствие недостатка увлажнения.

Расчеты прошли оценку точности по известным методикам, в том числе частично на независимом материале, для чего использовались гидрометрические створы на больших реках, не участвовавшие в основных расчетах. В районах со сравнительно высокой гидрометеорологической изученностью ошибки методов не превышали 15-25^, но для ряда северных и высокогорных территорий могут достигать 30-40$.

По опорным бассейнам с учетом геосистемно-гидрологической классификации, выявленных закономерностей формирования и распределения на картографической основе рассчитаны элементы батан-

са для таксонов гидрологического и природного районирования, а также для всех основных бассейнов региона. В бассейне Енисея выделено 4 типа структуры, водного баланса: с преимущественным испарением, с преобладанием испарения, с преобладанием стока, с преимущественным стоком. Геосистемно-гидрологический подход дает возможность определить значения элементов баланса с достаточной точностью для любых ареалов и контуров, будь то физико-географическое, гидрологическое, геоэкологическое, экономическое или административное районирование, что открывает новые пути для оптимизации использования водных ресурсов и их охраны.

1У, Картографическая серия. с -разработкой новых видов синтетических карт и усовершенствованием метода вдольруелового каргогра$ирования,реком8ндуется для обеспечения решения подво-ресурсных проблем.

Системная ориентация в картографической деятельности, по В.В.Сочаве, К.А.Салшдеву, С.Е.Сальникову и др., реализуется в преимущественном внимании к картографированию геосистем, в особом месте синтетического картографирования, в создании целевой проблемной серии, в применении системного подхода при подготовке информации, картосоставлении, в языке карты, в системной организации всех работ. Анализ показал, что современное состояние картографирования водных ресурсов не отвечает принципу системности. В связи с этим автором разработана типовая структура картографической серии для обеспечения территориальных ВРП, с учетом расширенной интерпретации природных ресурсов и классификации ВРП.

Серия состоит из 6 классов карт (общая характеристика и водно-ресурсные объекты; формирование ресурсов поверхностных вод; формирование запасов подземных вод; оценка водно-ресурсного потенциала; воздействие на водные ресурсы; водоохранные мероприятия)'и 25 групп карг; в груше от одной до 10-15 карт. Каждую группу завершают синтетические карты, к которым относятся карты районирования (гидрологического, гидрогеологического, проблемного водно-ресурсного), водно-ресурсного потенциала, типов водного баланса, суммарного антропогенного воздействия, интегрального состояния вод. . Структура территориальной серии трансформируется в функциональную (гидроэнергетическую, воднотранспортную, рекреационную) путем отбора соог-

ветствующих групп и карт, но при обязательном наборе всех классов п синтетических карт.

Особенностью многих рекомендуемых карт является изображение различных характеристик (зон збдообеспеченности промышленного и сельскохозяйственного производства, водного потенциала, лимитирующих признаков вредности и т.п.) в виде масштабной полоса вдоль русел рек. Для карт водоносности ото обеспечивается авторской методикой, основанной на закономерностях строения речных систем и индикационных свойствах структурных мер, что позволяет изображать изменение водоносности по длине реки с достаточной точностью. Трудности показа рек с большими разли— чяямп в водоносности преодолеваются применением разномасштабных икал (рис.4).

1

от-/

ту

х

а • «1

па б О " (П

1

I а 3 V

*

4 3

Рис.4. Фрагмент карты ресурсов поверхностных вод территории КАТЭКа. I - средний годовой сток, м3/с (Кан и остальные реки); 2 - годовой модуль стока, лДс-км2), обеспеченностью: а - 5С$, б -75%, в - 95^; 3 - структура водного баланса: г - осадки, мм, д - суммарное испарение, % от осадков} в - сток, в % от осадков; 4 - внутригодовоэ распределение стока, % от годового; 5 - годростворы.

Метод вдольруелового картографирования; стока рекомендуется как альтернативный традиционному метода изолиний, который основан на допущения непрерывности пространственных изменений гвд-рометеоэлементов, что на региональном уровне для руолового стока - элемента априори дискретного, тем более в многомерном горном пространстве - становится сугубо условным приемом."Усовершенствованный автором метод показывает истинную водонооность в русловых расходах и позволяет охватить на одной карте набор водотоков, включая больше транзитные потоки и реки с преобладанием воздействия азональных факторов. Метод согласуется с принципами геосистемного анализа, характеризуется наглядностью, объективностью, достаточной точностью, обладает хорошими расчетными возможностями, в том числе для быстрого определения водных ресурсов в любом картографическом ареале.

У. Теоретические принципы геосистемой методологии реализованы при решении •региональных водно-ресурсных проблем Красноярского крат:. Пш этом гидрологические и водохозяйственные аспекты ВРП рассматриваются совместно. Так, анализ природных условий и структуры водного баланса Юшо-Минусинской котловины. -района развития Саянского ТПК - подтвердил наличие здесь особой конпенгрическо-асимметричко?< юо-пглы дислокационной географической зональности, что выракается, в частности, в формировании во впадине, к которой приурочена основная хозяйственная деятельность, менее 10$ местного стока. Хотя ото обстоятельство вызывает определенные сложности в водопользовании (транзитный сток не всегда доступен), в целом значительные водные ресурсы котловины позволяют развивать здесь водоемкие отрасли хозяйства, в том числе орошение.

Примером решения прикладной ВРП служит разработка гидрологического обоснования орошения пастбищ в степях Хакасии. На основе экспериментальных исследований доказана необходимость учета при организации орошения экспозиции склонов и режима осадков, увеличения оросительных норм в первой половине июня и их постоянной корректировки в зависимости от естественного увлажнения года, в течение года и сезона. Показана рациональность лиманного орошения ташш водами, в том числе используя ресурсы влаги в снежных образованиях нивальных ниш склонов северной экспозиции на участках иуэстово-грядовото рельефа. Разработан алгоритм ' расчета эффективности и экономической целесообразности орошения

пастбищ при условии регулирования выпаса.

Полиаспектный геосистемный подход помог выявить достаточно острую водно-ресурсную ситуацию в зоне (Нормирования КАТЭКа. где водно-ресурсные исследования были составной частью программы "Экология КАТЭКа". Выявлено, что наряду со значительным стоком крупных транзитных рек - Енисея, Бирюсы, Кана, Чулыма -на территории КАТЭКа имеет место маловодность мездуречных пространств в районах первоочередного строительства - в лесо-степях Назаровской и Канской котлов1ш, где зимние модули минимального стока менее I л/(о«км2), невелики запасы подземных вод, неблагоприятны внутригодовое распределение стога и структура водного баланса (преобладает испарение), высоки фоновые концентрации мэди и цинка. Особенности естественного состояния вод, усложняющие их использование, усугубляются антропогенным воздействием: в бассейне Чулыма водоотбор уне превышает 20$ годового стока, а само очшцавдая способность реки у г.Ачинска практически исчерпана; многие реки и озера загрязнены фенолами и нефтепродуктами (до 10-15 ПШО, ионами металлов, нитратами; резко возросли общая минерализация, содержание органических веществ и сероводорода в водохранилище-охладителе Березовской ГРЭС-1, превде всего за счет разложения неизъятой торфяной залежи. Уже сегодня остро стоит проблема водоснабжения гг.Шары-пово, Улсур, Бородино, Канск, прегеде всего качественной питьевой водой.

На территория создания КАТЭКа прогнозируется ухудшение обстановки, в частности, уменьшение почти на треть з маловодный год стока Урюпа, в бассейне которойсоздаются первоочередные объекты. В результате водный фактор оказался лимитирующим развитие КАТЭКа вследствие ограниченных водных ресурсов, неблагоприятного их пространственно-временного распределения, быстрого нарастания потребности в воде на фоне ухудшения ее состояния. К приоритетным водно-ресурсным проблемам, подлеяащим срочному решению, отнесены проблемы водообеспечения г.Шарыпово, глубокой доочисгки сточных вод в бассейне Чулыма и улучшения качества вода в водохранилище-охладителе; предложены пути решения проблем.

Совершенно иной характер имеют ВРИ на территории Нижнего Приалгарья - наиболее перспективного района освоения в зоне Ближнего Севера. Огромные водные ресурсы, прежде всего Ангары и

Енисея, могут обеспечить здесь размещение водоемких энергетических и промышленных объектов, но при условии освобождения ре-генерационной емкости ресурсов в ПК, расположенных в верхних течениях этих рек. Геосистемная экологическая оценка продолжения здесь строительства ГЭС Ангаро-Енкс енекого каскада показала принципиальную возможность этого строительства, в том числе в сравнении с альтернативным вариантом ТЗС на канско-ачинских углях, но при условии минимизации ущерба от затопления земель и других негативных последствий.

На примера Норильского промышленного района, расположенного в зоне Красноярского Севера, усовершенствована типовая схема комплексной медако-геограйической оценки природных вод как важный этап исследований для обеспечения отзнедеятельности человека. Схема включает последовательный и совместный аначиз регенерационных, аятропоэкологических л рекреационных водных ресурсов территории. Оценка показала в целом благоприятный характер природных вод для питьевого водоснабжения, при наличии ряда неблагоприятных факторов (ультрапресный состав вод, низкая жесткость, недостаток фтора к йода и др.). Потенциал самоочищения поверхностных вод определен как низкий (плато Путора-на) и чрезвычайно низкий, что способствует созданию зоны высокого загрязнения на территории Норильского промузла. Сброс неочищенных сточных вод для территорий с низкими регенерационными ресурсами следует считать недопустимым.

Автор убежден, что качественный сдвиг в результатах решения ВРИ в стране возможен лишь при повышении уровня географической компетенции как специалистов по ВРП, так и всего населения, что достигается, в частности, при условии сторгягоования геосистемного мышления в ходе педагогического процесса и пропаганда геосистемных знаний. Поскольку в будущем значение гуманитарных аспектов науки в связи с ее социологизацией и экологизацией неизбежно будет усиливаться, геосистемный подход при решении региональных ВРП способен сыграть значительную роль. _

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I, Сущность геосистемного подхода к решению региональных водно-ресурсных проблем (ВРП) состоит в рассмотрении на единой методологической системной осноге'как формирования, так и ис-

пользования водных ресурсов с учетом взаимосвязей с другими природными компонентами и элементами производительных сил в интегральной геосистеме "прпрода-хозяйство-население". На основе расширенной интерпретации водных ресурсов различаются ВРП, связанные с ресурсообеспечением материальных потребностей общества (энергетические, сырьевые промышленные, сельскохозяйственные) и возникающие в связи со средой обитания человека (реге-нерационные, антропоэкологические, реэдеационные). Картографическое обеспечение решения территориальных ВРП достигается путем создания серии (б классов, 25 групп карт), основанной на геосистемных принципах.

2. Речной бассейн является функционально-целостной геосистемой, рекомендуемой в качестве территориальной ячейки в водно-ресурсных исследованиях, а также как единицы интегрального при-родно-хозяйственного районирования на региональном уровне. С учетом такого подхода разработана схема проблемного водно-ресурсного районирования Сибири, в которой острога проблем конкретного региона определяется водно-ресурсной изученностью, во-дообеспеченностью, степенью антропогенного воздействия, опасностью вредного воздействия вод и эффективностью организации водопользования.

3. Геосистемно-гидрологический подход к изучению формирования водных ресурсов представляет собой один из вариантов современного этапа развития географического направления в гидрологии суш, рассматривающий гидрологические процессы с позиции геосистемной концепции. Конкретным природным условиям, пространственному уровню и цели исследования соответствует совокупность экспериментальных, индикационных, картографических методов, определяемых в результате шогофакторного анализа процессов. Разработана методика геосистемно-гидрологических классификаций и районирования.

4. Автором продолжено развитие структурной гидрографии, основанной на изучении и использовании закономерностей строения гидрографических систем. Структурные меры графов речных систем попользуются как индикационные параметры в расчетах и прогнозах стока, а также обеспечивают картографирование стока в виде масштабной полосы вдоль русла. На основе порядковой бонитировки проведена классификация речных систем Сибири по их величине (5 классов, 9 порядков). В гидрографический комплекс

речного бассейна включены ландшафтные, гидроклиматические, морфологические водоемные и морфометрические показатели, причем последние впервые систематизированы.

5. Для бассейна р.Енисей впервые проведены: анализ строения речной сети и расчет всех топологических характеристик; геосистемно-гидрологические районирование и классификация водосборов; многофакторняй анализ с выбором определяющих закономерности распределения водно-балансовых элементов процессов и соответствующих расчетных индикационных зависимостей; последующий расчет средних многолетних осадков, стока и суммарного испарения для репрезентативных малых объектов; экстраполяция расчетных значений для единиц гидрологического и природного районирования, а такяе больших бассейнов; балансовая оценка водных ресурсов и выделение четырех типов структуры водного баланса.

6. Изучены конкретные территориальные, функционально-компонентные, прикладные ВРП четырех регионов Красноярского края, выявлена их географическая специфика и место в общих природно-ресурсных проблемах; для ряда проблем предложены пути их решения. Разработана программа организационных, педагогических, популяризационных мероприятий по формированию геосистемного мышления у специалистов по ВРП и у всего населения.

Предлагаемый в диссертационной работе геосистемный подход к изучению и решению региональных проблем формирования и использования водных ресурсов включает новые методологические принципы, понятия, классификации, типологии и методы; он реализован для Сибири ж ее отдельных территорий. Применение этого подхода в научных и предплановых исследованиях в других регионах страны создаст предпосылки дош совершенствования ресурсо-пользования, что может иметь большое экономическое, социальное и экологическое значение.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Речной бассейн как геосистема // Докл. Ин-та геогр.Сибири и Дальн.Востока - 1974. - Вып.42. - С.33-38.

Гидрометеорологическая доступность территории Минусинской котловины и структура ее водного баланса // Тр.Далышвост.научн.-иссл.гидромет.кн-та. - 1975. - Вып.53. - С.66-70.

Структурная мера речных систем и ее индикативные свойства (на примере систем Южно-Минусинской котловины) // Докл. Ин-та геогр.Сибири л Дальн.Востока. - 1975. - Выл.49. - С.54-60 (в соавг. с Гарцманои И.Н., Казанским Б.А.).

Воды и их химический состав. Гидрологические процессы // Природные режимы степей Минусинской котловины. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1976. - С.24-28, 71-77.

Воды // Геосистемы предгорий Западного Саяна. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1979. - С.36-44.

Воднобалансовая характеристика Назаровской котловины // Природные и экономические факторы формирования КАТЭКа. - Иркутск, 1980. - С.62-70.

Гидрографическая характеристика строения речных систем Верхнего Енисея // Климат и воды Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1980. - С.160-175.

К вопросу о распределении осадков в мвжгорных впадинах // Там же. - С.12У-132.

О возможностях использования закономерностей строения речных систем в прогнозах стока // Информационная основа прогноза природных процессов. - Новосибирск: Наук^. Сиб.отд-ние, 1980. - С.101-106.

Географические аспекты гидрологических исследований (на примере речных систем Южно-Минусинской котловины). - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1981. - 177 с. (в соавт. с Антипо-вым А.Н.).

Гидрологическое обоснование орошения степных пастбищ Хакасии // География и природ.рес. - 1982. - )5 I. - С.138-144 (в соавт. с Баиалхановым Я.А.).

Проблемы взаимодействия природы и общества при формировании топливно-энергетического комплекса // Природа и хозяйство района первоочередного формирования КАТЭКа. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1983. - С.9-27 (в соавт. с Савельевой И.1.).

Воды // Там же. - С.98-106. 1

Пути оптимизации природопользования на территории формирования КАТЭКа // Там же. - С.223-249 (в соавт. с Еуфалом В.В., Турушиной Л.А.).

Морфомслричеекиэ характеристики речного бассейна // География и природ,рес. - 1984. - № 3. - С.105-122.

Geographical principles for the rational use of Siberian water resarces//Geographi in Siberioi.-Irkutsk, 1984.-P.94-103 (в соавт. с Ангшзовым A.H.).

Водные ресурсы КАТЭКа: количественная оценка и перспективы // Экспериментальные основы географического прогнозирования воздействия КАТЭКа на окружающую среду. - Иркутск, 1984. -C.II6-I32 (в соавт. с Безруковым Л.А. и др.).

Классификация речных систем Сибири по их величине // География и природ.pec. - 1985. - JS 4. - С.32-36.

Региональные задачи изучения и использования водных ресурсов Красноярского края // Природа и хозяйство Красноярского 1фая (к 50-летию образования края). - Красноярск, 1985. -С.46-48.

Речной бассейн как единица природно-хозяйственного районирования // Роль география в ускорении научно-технического прогресса. - Вып.П. - Иркутск, 1986. - С.110-112.

Географические основы исследований водных ресурсов Сибири // Гидрологические исследования ландшафтов. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1986. - G.I64-I7I (в соавт. с Антоновым А.Н., Бачуриным Г.В.).

Индикационная роль характеристик строения речных систем Сибири // Там же. - C.I3S-I43.

Геосистемно-гидрологический подход к природно-хозяйствен-ному районированию // География и природ.рес. - 1987. - В 2. -С.152-158.

Комплексная оценка состояния природной среды. Интегральная прогнозная оценка воздействия КАТЭКа на природную среду. Рекомендации'по рациональному природопользованию // Человек и окружающая среда на этапе первоочередного развития КАТЭКа. -Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1988. - С.106-110,' 149-153, 208-211 (в сравт. с Болтневой 1.И., Савельевой И.Л.).

Водные ресурсы // Там же. - C.I2I-I33 (в соавт. с Безруковым Л.А. и др.).

Водные ресурсы Ангаро-Енисейского региона (геосистемный анализ). --Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1990. - 214 с. (в соавт. с Безруковым Л.А. ж др.).

Геосистемные принципы изучения и использования природных ресурсов Сибири // Вопросы географии и. экологии Восточной Сиби-

ри. - Иркутск, 1990. - С.19-29.

Geosystem Analysis of the formation of water resourses in the Yenisei tagin//North Aaia: geographical und ecological research.- Irkutsk, I99O.- P.55-42.

Бассейновый подход в географии // География и природ.рес. - 1991. - № I. - C.I6I-I66.

Геоэкологическая оценка альтернативных вариантов развития энергетики Нижнего Приангарья // Нижнее Приангарье: географические условия развития. - Иркутск, 1991. - C.II8-I29.

Природа Нижнего Приангарья // Там же. - С. 19-44. (в соавг. с Волковой В.Г. и др.).

Ресурсы поверхностных вод // Карга в серии для планирования развития и охраны природной среды КАТЭКа. М-б 1:1,5 млн -ГУГК СССР, 1991.

Реки Красноярского края. - Кр-е кн.изд-во, 1991. - 158 с.

Природно-ресурсные проблемы и их классификация // География и природ.рес. - 1992. - JS Г. - С.16-23.

Геосистемные принципы лаьщшафтно-гвдрологического анализа // Ландшафтно-гидрологический анализ территории. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1992. - С.18-24.

Методика типологической классификации речных бассейнов // Там же. - С.II5-124 (в соавт. с Ильичевой Е.А.).

Entwicklung hydrogeographischer Forschung in der sowjetischen Hydrologie/VMitteilungen der Geogr.Geselßchaft in München.-Band 76.- 1991.- S.155-165-