Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов"

ЕЛИЗАРЬЕВ Алексей Николаевич

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ Р. БЕЛОЙ)

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

003070^аи

Санкт-Петербург 2007

003070290

Работа выполнена на кафедре «Безопасность производства и промышленная экология» ГОУ ВПО Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Красногорская Наталия Николаевна

Официальные оппоненты доктор I еографических наук

Георгиевский Владимир Юрьевич кандидат географических наук, доцент Орлов Вадим Георгиевич

Ведущая организация ФГОУ ВПО Башкирский государственный аграрный

университет

Защита диссертации состоится '»2007г в часов минут на заседании диссертационного совета Д 212 197 03 в Российском государственном гидрометеорологическом университете по адресу 195196, Санкт-Петербург, пр Металлистов, д Ъ> < ^Об ¿>

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета

Автореферат разослан « » 2007г

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Бескид П П

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Одним из приоритетных направлений рационального использования водных ресурсов является совершенствование действующих и развитие новых принципов и методов оценки состояния водных объектов и экологического нормирования всех видов антропогенных воздействий с целью сохранения продуктивной природной среды (Шикломанов И А , 1989, Гаресв А М , 2000, Георгиевский В Ю , 2002, и др )

Естественный количественный состав и структура речных экосистем взаимосвязаны с естественной межгодовой и внутригодовой гидрологической изменчивостью, поскольку формируют основные экологические условия как для флоры, так и для фауны Режим речного стока поддерживает экологическую целостность речных экосистем, а также косвенно определяет качество воды Антропогенная деятельность на водосборной площади, в т ч регулирование речно! о стока, приводит к количественному истощению водных ресурсов, экологической деградации речной экосистемы и потере биологического разнообразия (Ро£Г е1 а1, 1997, Барышников НБ, 1999, Асгешап, 2003, и др )

Количественное истощение водных ресурсов наносит природным и хозяйственным комплексам большой экологический и экономический ущерб, нарушает устойчивость речных экосистем, затрудняет водопользование и ухудшае! условия жизнедеятельности человека В связи с этим изучение влияния урбанизации и хозяйственной деятельности человека на гидроэкологический режим водных объектов (на примере р Белой) являются весьма актуальным

Река Белая - типичный пример водного объекта, подвергающегося интенсивному антропогенному воздействию Она является питьевым водоисточником и основной водной артерией крупного промышленного региона — Башкортостана, и в то же время относится к типу водных объектов, испытывающих мощный «антропогенный пресс» Поэтому знание закономерное гей изменения гидроэкологического режима р Белой под влиянием антропогенных факторов является практически значимым

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовагельских работ кафедры «Безопасность производства и промышленная экология» Уфимского государственного авиационного технического университета и Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2004 годы» (контракт №И 0439/678) и поддержана Грантом

Федерального А1ентсгва по образованию для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов А04-2 13-813 в 2004 году

Цель работы - комплексная оценка изменения гидроэкологического режима р Белой в результате антропогенного воздействия на водосборе с учетом гидрологических особенностей водотока (межюдовых и межсезонных изменении водности)

Задачи исследования.

- анализ антропогенной нагрузки в бассейне р Белой, оказывающей основное влияние на I идроэкологический режим водотока,

- оценка антропогенной трансформации гидроэкологического режима р Белой (режима стока, уровенного режима и изменения поперечного профиля русла),

- оценка экологически допустимых объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов из рек бассейна р Белой для рационального водопользования с целью сохранения экологической целостности речных экосистем и ресурсосбережения,

- исследование особенностей прохождения половодья на р Белой при современном уровне антропогенной нагрузки для оценки деградации экосистемы поймы под влиянием ангропогенных факторов,

- разрабо1ка рекомендаций по рациональному использованию и охране водных ресурсов бассейна р Белой с целью нормирования хозяйственной деятельности на водосборе и уменьшения ее негативного воздействия на речную экосистему

Научная новизна:

- для оценки изменения гидроэкологического режима реки под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека предложено и обосновано использовать критерии экологический сток и гидроэкологические характеристики половодного стока (продолжительность и средняя глубина затопления поймы),

- разработана вероятностная модель для определения экологически допустимых объемов безвозвратного изьятия водных ресурсов в бассейне р Белой,

выявлены закономерности изменения основных характеристик половодья на р Белой за многолетний период (1878-2000гг) и изменения характера затопления поймы под воздействием антропогенной нагрузки,

- развшы научные основы рационального использования и охраны водных ресурсов методика квотирования водопотребления в бассейне р Белой

и алгоритм оценки экологического риска деградации речных экосистем при водопользовании

Практическая значимость. Разработанная вероятностная модель и полученные зависимости позволяют

- оцени 1Ь происходящие в результате антропогенной нагрузки изменения гидроэкологическою режима водотоков,

- рассчитать среднемесячные и среднегодовые объемы водных ресурсов, доступные для водопотребления без нарушения устойчивости речных экосистем в различные по водности I оды,

оценить величины гидрологических и гидроэкологических характеристик половодного стока р Белой с учетом антропогенной нагрузки

Для совершенствования системы нормирования в природопользовании (водопотреблении) построена карта экологического и свободного стока рек бассейна р Белой

Результаты работы переданы в Управление федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Республике Башкортостан

Методы исследования и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс УГАТУ и используются при подготовке бакалавров по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и специалистов по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

На защиту выносятся

- результаты установленных за многолетний период (1878-2000гг) закономерностей изменения половодного стока р Белой, формирующего основные экологические условия для флоры и фауны пойменной экосистемы, и полученные зависимости гидроэкологических характеристик половодного стока р Белой в створе г Уфы от максимальною уровня воды,

- результаты оценки значений экологического стока рек бассейна р Белой при современном уровне антропогенной нагрузки и зависимости экологического и свободного стока неизученных рек бассейна от водосборной площади,

- методика квотирования водопотребления крупного промышленного центра в бассейне р Белой, основанная на определении экологическою риска деградации речных экосистем при водопользовании

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, симпозиумах и семинарах в городах Москве (2001, 2006), Новосибирске (2002), Уфе (2001, 2004, 2006), Туапсе (2002), Вологде (2003), Екатеринбурге (2005), Моршанске

(2004), Пензе (2004), Томске (2005), Комсомольск-на-Амуре (2006), а также в г Боургас (Болгария, 2003), в г Гераклион (Греция, 2004)

Публикации Основные положения диссертации опубликованы в 38 научных печатных работах, в том числе в журнале «Безопасность жизнедеятельноеги», рекомендованный ВАК

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 1лав, выводов, списка литературы и приложений Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, иллюстрирована 50 рисунками и 25 таблицами Список литературы включает 142 наименования

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ работ в области оценки и нормирования антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водотоков Выявлено, что при установлении нормативов предельно допустимого изъятия речного стока нет единого подхода, и ключевой является задача определения величины "критического" стока воды, не обеспечение которого негативно сказывается на речной экосистеме, т е вызывает ее деградацию На данный момент степень предельно допустимого истощения водных ресурсов (ПДИ) экологически не обоснована и не имеет официальных нормативов

В качестве экологического критерия, регламентирующего безвозвратное изъятие водных ресурсов из водотоков, целесообразно использовать значение экологического стока Под экологическим стоком понимается режим речного стока, необходимый для поддержания экологической целостности речных экосистем (Фащевский Б В , 1993, Дубинина В Г, 2002, Маркин В Н , 2003, Dyson et al, 2003, Владимиров А М , Орлов В Г , 2005, Данилов-Данильян В И , 2006, и др)

Во второй главе дана характеристика объекта исследования, исходных данных и используемых в работе методов

Объектом исследования является приток II порядка р Волги - река Белая В качестве исходных данных использовались результаты наблюдений за количественными характеристиками водотоков бассейна р Белой Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Баш УГМС) - среднемесячные и среднегодовые величины расходов, уровней воды и др Выбор гидрологических постов (29 створов) обусловлен несколькими причинами во-первых, стремлением охватить всю

территорию водосборного бассейна как с интенсивной антропогенной

нагрузкой, так и с нагрузкой меньшей интенсивности, во-вторых, необходимостью длительного периода наблюдений Схема расположения гидрологических постов приведена на рис 1

Обработано свыше 50000 значений ежемесячных и ежегодных гидрологических характеристик водотоков за период 18782000гг. Оценка изменения условии прохождения половодья под влиянием антропогенного фактора проводилась по 11 характеристикам половодного стока

При оценке изменения поперечного профиля русла р Белой в результате антропогенной деятельное ш использовались данные Государственного комитета Республики Башкортостан по геологии и пользованию недрами

В работе использован вероятностно-статистический метод (Лебедев В В , 1955, Рождественский А В , Чеботарев А И , 1974, Шелутко В А , 1984), а также различные методики для определения величины экологического стока (Фащевский Б В , 1989, Маркин В Н , 2003, Орлов В Г , 2005)

Третья глава посвящена анализу влияния урбанизации и хозяйственной деятельности человека на водосборе (создание Павловского и Нугушского водохранилищ на крупных притоках) на изменение гидроэкологического режима р Белой

Для исследования межгодовых изменений в режиме стока р Белой строились хронологические графики изменения средне1 одовых расходов воды для 25 створов за весь рассматриваемый период инструментального мониторинга (1878-2000гг) В качестве примера на рисунке 2 приведены изменения значений среднегодового стока р Белой в створе г Уфы

Рис I Схема расположения гидрологических постов в бассейне р Белой (Баш УГМС)

Рис 2 Изменение среднегодовых значений стока р Белой в створе г Уфы за период 1878-2000гг

Из рисунка 2 видно, что до 1960г общий годовой сток р Белой проявляет тенденцию постепенного уменьшения, после которого можно наблюдать тенденцию увеличения Расчеты показали, что среднегодовой сток р Белой в створе г Уфы за весь исследуемый период составляет 23,9км3 (в период 18781960гг - 23,6км3 , в период 1961-2000гг -24,4км3) В исследуемом периоде выделены два этапа антропогенного воздействия на р Белую, отличающиеся различной интенсивностью и характеризующие изменение режима речного стока в результате гидротехнического строительства

• 1878-1960гг - период от начала гидрометрических наблюдений до ввода в эксплуатацию Павловского водохранилища назван условно-естественным периодом,

• 1961-2000гг - период функционирования гидроузла назван периодом измененного речного стока

Для оценки произошедших количественных изменений речного стока и их влияния на устойчивость речной экосистемы в качестве экологического критерия, учитывающего взаимосвязь элементов гидрологического режима и биоценозов поймы русла, использован экологический сток

Расчет экологического стока рек бассейна р.Белой

Для расчета среднегодовых значений экологического стока рек бассейна р Белой в 25 створах построены эмпирические кривые обеспеченности ежегодных значений расходов воды за условно-естественный период 18781960гг, на основании которых также построены кривые обеспеченности экологического стока Результаты расчета среднегодовых значений экологического стока рек бассейна р Белой приведены в таблице 1

Таблица 1

Среднегодовые значения жологического стока рек бассейна р Белой, м3/с

№ 11 п Гидрологическии пост Обеспеченность, %

25 многоводный 50 средний по водности 75 маловодный 95 очень маловатный

э* Е** Э Е Э Е Э Е

1 р Белая - Арский камень 11,5 16,5 8,7 11,5 7 8,7 5,5 6,2

2 р Белая-д Сыртланово 56 74 42,5 56 34 42,5 26 30

3 р Белая - г Стерлитамак 105 146 77 105 56 77 39 49

4 р Белая - г Уфа 720 870 570 720 445 570 367 420

5 р Уфа - г Красноуфимск 88 104 72 88 58 72 44 52

6 р Уфа - с Верхний Суян 190 221 162 190 136 162 108 123

7 р Уфа-д Павловка 302 344 256 302 226 256 108 118

8 р Уфа - пгт Кр Ключ 292 ь 368 250 292 221 250 210 220

9 р Дема-д Ьочкарева 37 53,5 26 37 22 26 20 22

10 р Дема-д Дюсяново 16 20,5 12 16 9,3 12 7,5 8,5

11 р Нугуш - с Новосеитово ^ 3,58 4,6 2,6 3,58 1,78 2,6 0,5 1,25

12 р Нугуш-х Андреевский 28,5 38 20,8 28,5 15 20,8 7,5 11,9

13 р Селеук - д Нижнеиткулово 1,2 1,7 0,75 1,2 0,39 0,75 0,05 0,23

14 р Мал Инзер - ж/д ст Айгир 10,7 13,5 8,7 10,7 6,8 8,7 5,6 6,6

15 р Быстр Танып-д Алгаево 29 34 24 29 20 24 17,8 18

16 р Лемеза - с Нижн Лемезы 25,9 31,7 20,9 25,9 17 20,9 14,9 15,8

17 р Уршак - с Ляхово 7,75 9,8 6,0 7,75 4,8 6,0 4,25 4,5

18 р Б Ик - д Аккино 6,9 8,5 5,4 6,9 4,45 5,4 3,9 4,2

19 р Чермасан - д Новоюмрано) о 7,5 9,7 5,6 7,5 4,5 5,6 3,6 4,1

20 р Ай - г Златоуст 7,5 10,3 5,7 7,5 4,9 5,7 3 3,5

21 р Ай - с Метели 78 94 62 78 51 62 40 45

22 р Тюй-д Гумбино 17 19,5 14 17 11,5 14 9,5 11,3

23 р Юрюзань - пос Атняш 54 67 43 54 33 43 23,5 30

24 р Юрюзань—д Чулиан 42 48 36 42 32 36 30 31,7

25 р Мияки - п Мияки-Тамак 1,6 2,3 1,05 1,6 0,8 1,05 0,5 0,65

* - экологический сток,

** - сток условно-естественного периода

Разница между естео венным и экологическим стоком принята как свободный сток, котор! 'й определяет возможности рационального использования водных ресурсов без нарушения устойчивости речной экосистемы При расчете значений свободного стока определены соотношения экологического и свободно, о стока при регулировании водности р Уфы и р Нугуш водохранилищами, .1 также количество водных ресурсов, экологически допустимых к изъятию кр/пными промышленными центрами на р Белой (гг Стерлитамак, Уфа) Графическая интерпретация результатов расчетов приведена на рисунке 3

Рис. ,1. Карта экологического и свободного стока рек бассейна р.Белой (размерность 1В(100-О)У/е)

Полученная карта экологического и свободного стока рек бассейна р .Бел ой позволяет а зависимости от водности года оперативно определять среднегодовые значения экологического и свободного стока в створе, что практически значимо при принятии решений и эффективном планировании водохозяйственных мероприятий в бассейне р.Белой с учетом природоохранных требований к рациональному использованию водных ресурсов.

В связи с тем, что величина экологического стока в течение года не является постоянной, проведен расчет среднемесячных значений экологического стока р Белой аналогично расчету среднегодовых значений Для примера, результаты расчета для створа р Белой в районе г Уфы приведены в таблице 2

Таблица 2

Среднемесячные значения экологического стока р Белой в створе г Уфы, м3/с

Месяц Обеспеченность

25% (многоводный) 50% (среднии по водности) 75% (маловодный) 95% (очень маловодный)

Экол сток Естест сток Экол сток Естест сток Экол сток Естест сток Экол сток Естест сток

Январь 192 276 147 2 1Т1 115 163 88 111

Февраль 158 223 126 175 106 140 86 107

Март 160 216 130 177 108 144 84 108

Апрель 1 400 2 400 835 1 550 506 925 154 400

Май 2 370 3 800 1 648 2 625 1 174 1 825 858 1 100

Июнь 700 1 000 519 775 395 575 312 388

Июль 415 655 316 460 248 350 190 245

Август 289 480 226 320 190 250 140 180

Сентябрь 289 480 212 320 176 235 126 180

Октябрь 339 650 235 375 190 260 135 190

Ноябрь 297 465 200 329 143 222 108 140

Декабрь 231 352 159 256 117 176 90 117

Из таблицы 2 видно, что максимальное значение свободного для водопотребления стока наблюдается в период половодья

Для установления взаимосвязи между расходами воды экологического и естественного стока проводился корреляционный анализ полученных значений

экологического стока для 25 створов рек бассейна р Белой В результате установлены зависимости, которые аппроксимируются уравнениями вида у-кх+Ъ с высокой достоверностью аппроксимации (К2=0,97-0,99) Для примера на рисунке 4 представлена зависимость экологического стока

р Белой от естественного в створе г Уфы

О 500 I ООО 1 500 2 ООО 2 500 3 ООО 3 500 4 000

Естественный сток !Г)б м/с

Рис 4 Зависимость между естественным и экологическим стоком р Белой в створе г Уфы

Полученные зависимости позволяют по значениям внутригодового распределения естественною стока р Белой (доступного из данных Государственного водного кадастра) без трудоемких вычислений определять значения внутригодового распределения экологического и свободного стока

С помощью полученных зависимостей проводился корреляционно-регрессионный анализ рассчитанных значений расходов воды экологического стока рек бассейна р Белой с целью оценки взаимосвязи между экологическим стоком и различными харак1ерис тиками водотоков и их водосборов, такими как площадь водосбора, средняя высота водосбора, озерность, заболоченность, лесистость, распаханность, средний уклон реки

Анализ рассчитанных коэффициентов аппроксимации показал, что отчетливая связь экологического стока с такими параметрами водотока как озерность, заболоченность, лесистость, распахалность, средний уклон реки и средняя высота водосбора не прослеживается (II2 менее 0,16-0,55) Однако корреляционный анализ показал взаимосвязь экологического и свободного стока с площадью водосбора установлены зависимости между экологическим стоком и площадью водосбора (диапазон рассматриваемых площадей

водосбора от 141 до 100 000км2) Все полученные зависимости аппроксимируются уравнениями вида у=кх+Ь с высокой достоверностью аппроксимации (Я2=0,97-0,99) Графическая интерпретация полученных зависимостей для различных по водности лет представлена на рисунке 5

Полученные зависимости позволяют, определив по топографической карте площадь водосбора реки, оперативно и с достаточной достоверностью рассчитать среднегодовые значения экологического стока, что практически значимо при недостатке гидрометеорологической информации, характерном для неизученных или малоизученных рек

Рис 5 Зависимость среднегодовых значепий расходов воды экологического стока рек бассейна р Белой от площади водосбора для различных по водности лет (обеспеченность, %)

Гндроэкологичсские изменения в нижних бьефах гидроузлов Внутригодовой сток На основе полученных значений экологического стока для бассейна р Белой проведен анализ изменения режима речного стока в нижних бьефах гидроузлов Для условно-естественного и измененного периода построены кривые обеспеченности ежемесячных значений расходов воды в нижних бьефах гидроузлов, и проведен расчет параметров (среднего мноюлетнего значения, коэффициентов вариации (Су) и асимметрии (Се)), по которым рассчитаны среднемесячные значения стока в диапазоне варьирования 25-95 % обеспеченности (многоводный - очень маловодный год)

На основе результатов расчетов построены гидро1рафы внутригодового распределения речного стока (естественною, экологического и измененного) для створов нижних бьефов гидроузлов Для примера, результаты графического анализа для створа нижнего бьефа Нугушского водохранилища представлены

Анализ полученных типовых схем внутри-годового распределения стока рек бассейна р Белой показал, что Павловский и Нугушский гидроузлы в весенне-летний период сдерживают большие

массы воды, а в межень, наоборот, увеличивают объем сброса, тем самым кривая внутригодового

Дмах — максимальная разница между экологическим стоком СТОКа рр Уфы, НугуШ,

и измененным сроком реки

Белая в рассматриваемых Рис 6 Внутригодовое распределение стока р.Нугуш в схворах в зарегулирован-нижием бьефе Нугушского водохранилища (р Нугуш-

дАндреевка) дчя многоводного года (25% НЬ1Й период носит более обеспеченности) сглаженный характер

Однако измененный таким образом сток реки не всегда обеспечивает значения экологически необходимых расходов воды Так, Нугушский гидроузел не обеспечивает экологический сток в нижнем бьефе даже в многоводные годы, когда объемы свободного стока максимальны В маловодные годы (75% обеспеченности) в апреле разница достигает 40м3/с Павловский гидроузел не обеспечивает объемы экологического стока в нижнем бьефе в очень маловодные годы (95% обеспеченности) - в мае разница достигает 92м3/с Ниже

на рисунке 6

по течению от гидроузлов их влияние уменьшается, но даже в створе г Уфы сохраняется не обеспечение величин экологического стока в очень маловодные годы (95% обеспеченности) разница между экологическим и измененным стоком достигает 278м3/с

Проведенный анализ показал, что регулирование речного стока Павловским гидроузлом, а в особенности Нугушским гидроузлом, не обеспечивает величины экологического стока в особо важный для экосистемы период - в период весеннего половодья С этой целью необходимо более подробно оценить изменения в режима половодного стока зарегулированных рек бассейна р Белой

Половодный сюк. Определение произошедших изменений половодного стока реки в результате гидротехнического строительства обычно выполняется на основе анализа изменений 2-х групп характеристик половодного стока-гидрологических (максимальные уровень и среднесуточный расход воды, дата начала половодья, слой стока) и характеристик, определяющих динамику половодья (общая продолжительность половодья, дата наибольшего расхода воды, интенсивности подъема и спада уровней) Однако эти две группы характеристик не в полной мере отражают экологическую значимость процесса половодья, а именно характер ежегодного затопления поймы как одного из главных компонентов речной экосистемы В связи с этим при анализе изменений гидроэкологического режима в нижних бьефах гидроузлов в результате ангропогеоной трансформации половодного стока необходима оценка изменений характеристик половодного стока, которые бы учитывали характер затопления поймы С этой целью предложена Ш-я группа характеристик (группа гидроэкологических характеристик)

- продолжительность затопления поймы в период половодья - число дней, в течение которых уровень воды выше отметки высоты поймы, дни,

- средняя глубина затопления поймы - средняя высота уровня воды над отметкой высоты поймы в период половодья Средняя глубина на пойме за конкретный год (hcp) рассчитывается по формуле, см

= -К, (I)

1-1

где Н, - высота уровня воды в реке в период половодья, см, hn — отметка высоты поймы, см, Т - продолжительность затопления поймы, дни, Нср — высога среднего уровня воды в реке за период половодья, см, г - порядковый номер дня периода заюпления

Для оценки изменения половодного стока в бассейне р Белой в створах нижних бьефов гидроузлов за период 1960-2000гг относительно условно-

естественного периода (1878-1960гг) построены эмпирические кривые обеспеченности ежегодных значений 11-ти характеристик половодного стока всех трех групп Для каждой кривой обеспеченности проводился расчет параметров среднего многолетнего значения, коэффициента вариации (Су) и асимметрии (Сэ), по которым рассчитывались значения 11-ти характеристик половодного стока в диапазоне варьирования 1-99 % обеспеченности Для примера в таблице 3 приведены результаш проведенных расчетов для створа р Белая - г Уфа

Как видно из таблицы 3, регулирование стока Павловским гидроузлом существенно изменило характер и динамику половодья на р Белой в створе г Уфы, что вызвало изменения и гидроэкологических характеристик половодного стока, а именно сократилась продолжительность затопления поймы в среднем на 4 дня и снизилась средняя глубина затопления на пойме в среднем на 15см Следует отметить, что если в условно-естественный период пойма не затапливалась только в очень маловодные годы (95-99% обеспеченности), го после зарегулирования пойма не затапливается уже в

С целью оценки взаимосвязи между максимальным уровнем воды в реке в период половодья и гидроэкологическими характеристиками половодного стока проводился корреляционно-регрессионный анализ рассчитанных значений характеристик половодного стока р Белой в створе г Уфы Установлены зависимости между средней глубиной затопления поймы, продолжительностью затопления поймы 01 максимального уровня воды в реке Все установленные зависимости аппроксимируются уравнениями вида у=кх+Ь с высокой достоверностью аппроксимации (К.2-=0,91-0,98) Для примера на рисунке 7 приведена зависимость средней глубины затопления поймы 01 максимального уровня воды в р Белой в период половодья) Полученные зависимости позволяют оперативно и с достаточно высокой достоверностью оценивать параметры, характеризующие затопление поймы в створс г Уфы, где сосредоточены объекты хозяйственной деятельности, по максимальному уровню воды в створе)

маловодные годы (75% обеспеченности)

Рис 7. Связь между максимальным уровнем воды в р Белой в створе г Уфы и средней глубиной затопления поймы

Таблица 3

Изменение параметров кривых обеспеченности характеристик половодного стока р Белая _ в створе г Уфы по данным 1878-2000гг

Расчетные параметры кривых обеспеченности характеристик половодного стока верхняя строка - условно-

Характеристики естественный период С 1878-1960гг нижняя - после строительства гидро>зта (1961-2000гг)

Среднее Значение показателя с обеспеченностью (%)

многолетнее значение СУ СБ

1 5 10 25 50 75 95 99

I Гидрологические характеристики

1 Максимальный уровень, 791 0,18 -0,05 1200 1035 960 854 747 670 580 538

1 см (абс В 1,41м БС) 735 0,22 -0,68 1110 965 900 790 685 590 490 440

1 2 Максимальный средне- 6,12 0,45 1,36 16,8 12,0 10,1 7,3 5,3 4,1 3,0 2,5

| суточный расход, м3/с * 103 5,33 0,33 0,33 10,5 8,8 7,9 6,4 4,9 39 2,8 2,2

3 Дата начала половодья, 10 апреля 0,17 0,08 28 апр 22 апр 18 апр 14 апр 9 апр 5 апр 30 мар 26 мар

дни 4 апреля 0,21 -0,33 23апр 17 апр 14 аир 9 апр 4 апр 30 мар 24 мар 20 мар

4 Стой стока, мм 145 0,34 0,56 280 235 211 175 140 107 75 55

130 0,32 -0,29 256 212 190 157 123 92 57 37

5 Слой стока, % к 61,0 0,17 -0,63 78,5 75,5 73,5 69,0 62,5 55,0 42,0 32,5

годовому 53,7 0,18 -0,78 71,0 68,0 66,0 61,5 55,5 47,5 34,0 22,5

II Характеристики, определяющие динамику прохождения половодья

б Общая продолжитель- 75 0,18 0,16 109,0 96,0 90,8 81,5 73,5 64,3 53,5 47,0

ность половодья, дней 70 0,21 0,25 108,5 94,5 88,0 76,8 67,5 58,5 47,5 40,5

7 Дата наибольшего 2 мая 0,14 -0,04 21 мая 16 мая 14 мая 9 мая 2 мая 25 апр 16 апр 10 апр

расхода и уровня, дни 29 апреля 0,16 0,06 19 мая 14 мая 11 мая 5 мая 28 апр 22 апр 12 апр 6 апр

8 Интенсивность подъема, 34,8 0,49 0,95 120,0 70,9 59,0 43,5 30,0 20,6 10,7 5,8

см/день 35,3 0,21 -0,33 51,8 43,4 39,4 32,5 25,0 18,6 10,5 5,8

9 Интенсивность спада, 11,6 0,23 0,38 19,8 16,8 15,5 13,3 11,2 9,5 7,4 6,3

см/день 17,1 0,33 1,06 28,5 24,5 22,5 19,5 16 12,9 8,7 6,4

Ш Гидроэкологические характеристики

10 Продолжительность 10 1,09 0,75 39,7 30,5 25,7 17,5 8,3 1,3 0,0 0,0

затопления поймы, дни 6 1,12 0,55 26,0 19,2 15,5 9,8 3,5 0,0 0,0 0,0

11 Средняя глубина 57 1,10 0,58 237 181 150 58 38 5 0 0

затопления поймы, см 42 1,26 0,96 207 150 120 69 17 0 0 0

В четвертой главе в целях комплексной оценки влияния хозяйственной деятельности на изменения гидроэкологического режима р Белой проведен анализ изменения режима уровней и поперечного профиля русла р Белой

Для анализа изменения уровенного режима проводилась оценка изменения уровней воды (Н) при сохранении водности потока (посадки уровня) Для расчета посадки уровней на р Белой, приведенных к условному расходу, построены кривые зависимости расхода воды (О) от уровня воды (Н) <2=/(Н) за период 193 6-19931 г для трех створов реки гг Стерлитамак, Уфа, Бирск За условный расход из ежегодных среднемесячных расходов воды (0) выбраны расходы у г Сгерлитамака - 200м3/с, у гг Уфа, Бирск - 500м3/с Далее по построенным кривым ()-/(Н) определялась посадка уровня при условном расходе По результатам расчетов построены хронологические графики изменения уровней воды р Белой (мБС) Результаты расчетов показывают, что на навигационном участке реки от г Стерлитамака до г Бирска за весь рассматриваемый период происходят ежегодные флуктуации повышений и понижений уровней воды при неизменных расходах с общим трендом к понижению Для примера хронологический график изменения уровней воды р Белой в створе г Уфы представлен на рисунке 8 Как видно из рисунка 8, в

створе г Уфы общее понижение уровней воды в реке началось с 1960г, которое к концу рассматриваемого периода достигло 160см

Таким образом, установлено, что на навигационных участках р Белой имеег место понижение (посадка) уровней воды при неизменном расходе Наиболее опасной (катастрофической) посадка уровня наблюдается в створе I Уфы, 1де интенсивность понижения уровней воды в среднем составляет 3-5см в год На всех рассматриваемых створах р Белой с конца 1980-х по насюящий момент наметилась тенденция к стабилизации или существенному уменьшению интенсивности посадок уровней воды

Анализ изменения поперечного профиля русла проводился на том же участке трех створов р Белой (г г Стерлитамак, Уфа и Бирск) Данные по замерам глубин за период 1938-2001гг приводились к отметкам высот по

Рис 8 Хропологическии график изменения уровней воды р Белой, приведенных к условному расходу 500 м3/с, в створе г Уфы

Балтийской системе, по которым для каждого створа строился поперечный профиль дна русла Полученные профили для каждого расчетного года совмещались

Совмещенные профили живого сечения показывают, что площадь их за счет землечерпания и добычи песчано-гравийной смеси (ПГС) увеличилась для некоторых створов в 2-2,5 раза В то время, как возле г Уфы в период 19371965гг происходило понижение отметок дна, то возле гБирск отмечалось повышение отметок дна, связанное, по-видимому, с аккумуляцией наносов После 1965г отметки дна реки возле 1 Бирск понизились Для примера на рисунке 9 представлено изменение поперечного профиля русла р Белой для створа

г Стерлитамака за исследуемый период

Из рисунка 9 видно, что изменение поперечного профиля русла в створе имеет однонаправленный характер - русло становится искусственно заглубленным к 1967г - на 219см, к 1984г - еще на 119см, к 2001 г - еще на 124см

Таким образом, наряду с посадкой уровней воды р Белой установлено изменение поперечного профиля русла реки в период 19382001гг Расчеты показали, что интенсивность изменения поперечного профиля возрастает в период добычи ПГС, и после прекращения добычи наблюдается уменьшение, но до естественного состояния русло реки не восстанавливается

Для оценки усюйчивосш экосистемы р Белой и ее притоков к изменению режима речного стока, уровенного режима и изменению поперечного профиля русла проведена оценка уязвимости водотока на основе балльно-индексного метода (Дмитриев В В , Фрумин Г Т, 2004), который основан на последовательном суммировании индексов для соответствующих признаков оценивания в баллах, получения суммарной балльной оценки и определению в итоге класса уязвимое ш водоюка Результаты оценки устойчивости рек Белая и Уфа показали, что данные водотоки принадлежат I классу устойчивости При этом высокая устойчивость речной экосистемы не свидетельствует о ее экологическом благополучии, поскольку рр Белая и Уфа испытывают мощный антропогенный пресс (Гареев А М , 2000, Фащевская Т Б, 2006)

320 220 _120__20_80_ 180 280

р—М938— 1967 - - 1981-2ойТ]

Рис 9 Деформации поперечного профили р.Белой в створе г Стерлитамака

Оценка устойчивости рек Белая и Уфа показала их минимальную уязвимость Слабо уязвимая экосистема может достаточно долго противостоять внешнему воздейспзию, проявляющемуся в изменении параметров гидрологического и гидрохимическо1 о режимов водного объекта, и тем самым быть устойчивой к внешним воздействиям и нагрузкам Однако интенсивная или чрезмерно продолжи тельная нагрузка может привести к деградации речных экосистем и потере присущих им уникальных природных свойств

Для уменьшения негативного антропогенного воздействия на водотоки необходима оценка экологического риска деградации речных экосистем с последующим нормированием водоотведения для сохранения качества воды и нормированием водопотребления с целью снижения риска истощения водных ресурсов

Пятая глава посвящена разработке научных основ рационального использования и охраны водных ресурсов методики квотирования водопотребления и алгоритма оценки экологического риска деградации речной экосистемы при водопользовании

По предложенному алгоритму проведена оценка экологического риска деградации экосистемы р Белой в районе гг Стерлитамака, Уфы, Ьирска Показано, что при данном уровне водопотребления г Стерлитамаком с повторяемостью I раз в 1В лет появляется риск деградации экосистемы р Белой в результате увеличения вероятности истощения водных ресурсов Приемлемый уровень риска истощения водных ресурсов наблюдается при расходах воды не ниже 53м7с

При расчете экологических лимитов водопотребления (квот) используется понятие «свободного» стока (Ос„0в), представляющего собой разницу между объемами естественного стока (С,.с,„) и экологического (Си) В связи с этим для поддержания гидроэкологического равновесия экосистемы реки суммарный забор воды в год различными водопотребителями {Оттр) не должен превышать величины «свободного» стока, т е необходимое условие

йпотр < ссао6 или (Яю/нр < С?р ~ > (2)

где Ор - годовой сток реки на текущий (расчетный) период водопотребления, км"1

При расчете кв01 водопотребления для п водопотребителей (^¡¡км1) необходимо, чтобы выполнялось условие (2), которое будет иметь вид

с„„„р - < , (3)

Если принять ошошсние —-- (где gl, (7„ояр - годовые объемы

0„„„„

водопотреблепия до расчетного периода, км3) как долю 1-го водопотребителя в общем объеме водопофеблсгия крупного промышленного центра (С„атр), то, умножая ее на величину спсбодного стока (С?С(Юб), получаем нормированный экологическими грсбоиани я мл годовой объем водопотреблспия Тогда годовая квота для 1-го водопотребителя (КВ',од ) будет рассчитываться по формуле, м3

КВ' ов= Ссвоб = ¿О» (4)

где Сссск,д - среднемесячный объем свободного стока, рассчитанный по внутригодовому распределению экологического стока

Апробация предложенной меюдики осуществлена для г Стерлитамака Проведенный расчет годовыу квот на 2004г для водопотребителей р Белой в створе города выявил, что в расчетном году водопотребление превысило квоты Результаты расчета показывают, что проведение мероприятий по восстановлению гидрозкочогического режима р Белой в естественное состояние позволит уведичи I ь возможности водопотребления более чем в 2,5 раза

Выявлено завышение официально разрешенных объемов водопотребления по сравнению с рассчитанными по предложенной методике квотами водопофебления

ВЫВОДЫ

1 Изучена антропогенная нагрузка на Бельском водосборе

Установлено, что наибольшее влияние на гидроэкологический режим рек

бассейна р Белой оказывают создание и эксплуатация Павловского и Нугушского водохранилищ, построенных соответственно в 1961 и 1967гг Для оценки произошедших изменений гидроэкологического режима водотоков бассейна р Белой период наблюдений 1878-1960гг принят как условно-естественный

2 Для оценки последствий антропогенной трансформации гидроэкологического режима, приводящих к нарушению устойчивости речной экосистемы, обосновано использование в качестве критериев значений экологического стока и предложенных гидроэкологических характеристик половодного стока (продолжительность и средняя глубина затопления поймы) С помощью данных критериев на основе оценки изменений режима речного стока, уровенного режима и изменения поперечного профиля русла реют

проведена комплексная оценка воздействия урбанизации и хозяйственной деятельности человека на гидроэкологический режим р Белой

Установлено, чю в резулыаге зарегулирования Павловским и Нугушским водохранилищами притоков р Белой изменился режим речного стока В резуаьтате изменения режима стока в нижних бьефах водохранилищ не обеспечиваются экологически необходимые расходы воды и необходимый для развития экосистемы поймы уровень воды в период половодья

На навигационном учасже р Белой в створах гг Стерлитамак, Уфа, Бирск выявлено изменение поперечно! о профиля русла и факт посадки уровней воды

3 Проведена оценка экологически допустимых объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов в бассейне р Белой для эффективного планирования и управления речным стоком на водосборной территории с учетом природоохранных требований к рациональному использованию водных ресурсов На ее основе получено вероятностное распределение эколо! ического стока рек бассейна р Белой с учетом водности года и в зависимости от фазы водно! о режима реки

Для рационального водопользования с целью сохранения экологической целостности речных экосистем и ресурсосбережения установлены корреляционные зависимое I и экологического стока рек бассейна р Белой от площади их водосбора, позволяющие определять величину экологического стока при недостатке гидрологической информации (для малоизученных и неизученных рек)

4 Установлены особенности прохождения половодья на р Белой при современном уровне антропогенной нагрузки Выявлены закономерности изменения за многолетний период (1878-2000гг) 11-ти параметров половодного сгока, формирующею основные экологические условия для флоры и фауны пойменных экосистем

Установлены корреляционные зависимости продолжительности затопления, средней глубины затопления поймы в период половодья от максимального уровня воды

5 Для рациональною использования и охраны водных ресурсов предложен алгориш определения экологического риска деградации речной экосистемы при водопользовании, на основе которого разработана методика квотирования водопотребления крупным промышленным центром

Основные публикации по теме диссертации:

1 Красногорская НИ, Фащевская Т Б , Елизарьев А Н , Рогозина Т А Концептуальные основы оценки экологического риска деградации речных

21

экосистем при осущес тлении водопользования // Безопасность жизнедеятельности, №11, 2006 с 23-28

2 Расчет экологически допустимых изменений водного режима рек бассейна реки Белая, свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006611676 or 19 05 2006г

3 Ьлизарьев ЛИ Исследование влияния строительства водохранилища на экосис1ему речной долины // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Седьмая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Тезисы докладов В 3-х томах - М Издательство МЭИ, 200 1г,1 1 с 179

4 Гдизарьев АН Эколо1 ическое обоснование допустимой степени регулирования речного стока // Экологическая безопасность и устойчивое развитие Сборник докладов Пятой международной экологической конференции студентов и молодых ученых Москва, МГГУ 18-19 апреля 2001г Том 1 -Смоленск, изд-во «Ойкумена», 2001г, с 96-98

5 Красно) орская ПН, Фащевская ТБ, Елизарьев АН Регламешация использования водных ресурсов // Техносферная безопасность материалы седьмой Всероссийской научно-практической конференции Ростов-на-Дону Ростовский государственный строительный университет (Ростов-на-Дону - Новочеркасск - Туапсе), 2002г , с 194-200

6 Ьлизарьев АН Экологическое обоснование проведения водохозяйс1 венных мероприяшй в бассейнах рек РБ // Тезисы докладов VI-го республиканского конкурса научных работ студентов вузов РБ «Безопасность жизнедеятельности», Уфа, Изд-во НИИ БЖД РБ, 2003г , с 21

7 Елизарьев АН Красногорская НН, Фащевская Г Б Экологический сток как критерий управления водохранилищем водными ресурсами // Материалы VI-x межрегиональных юношеских чтений им В И Вернадско! о «Шаг в ноосферу», Моршанск, 2004г , с 55-56

8 Елизарьев А Н, Фащевская Т Б, Ганцева Е М Изменение характеристик половодного стока реки Белой в результате создания Павловского водохранилища // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие - Новым мир» Том 2 / Под ред ВГГ Савиных, В В Вишневского -М Академия наук о Земле, 2003г , с 90-92

9 N Kiasnogorskaya, Т Fashchevskaya, A Yehzaryev Computation of ecologically admissible change of the chaiacteristics of the Bashkortostan rivers water regime // Scientific publications "lechnomat &Infotel 2003" Articles, presented as reports at 5 th International Symposium "Technomat & Infotel 2003

Materials, Methods and Technology" (ISSN 0861 9861), Vol IV, Book 2, Bourgas, Bulgaria, 2003 у , p 265-267

10 Красногорская НИ, Фащевская TБ, Елизарьев АН Экологически безопасное управление водными ресурсами рек // Фундаментальные исследования, №5, 2004г , с 37-38

11 Красногорская H H , Фащевская Т Б , Елизарьев А H Регламентирование использования водных ресурсов // Водохозяйственный комплекс России сослоянис, проблемы, перспективы сборник материалов II Всероссийской научпо-праюической конференции - Пенза РИО ПГСХА, 2004г, с 60-63

12 Елизарьев АН, Фащевская ТБ Нарушение условий ведения хозяйственной деятельности в бассейне реки Белой в результате изменения гидроэкологического режима водоюка // Экология человека концепция факторов риска, экологической бе ¡опасности и управления рисками сборник материалов Международной научно-практической конференции - Пенза РИО ПГСХА, 2004г , с 16-18

13 Alex Elizariev The problem of a regulation of use by city of water resources // Эколо1Ия фундаментальная и прикладная Проблемы урбанизации Материалы Междунар научно-практической конференции, Екатеринбург, 3-4 февр 2005: -Екатеринбург Изд-во Уральского университета,2005 , с 120-121

14 Елизарьев АН, Фащевская ТБ, Ганцева ЕМ Мониторинг качества воды среднего и нижнего течения реки Белой // Труды Международною форума по проблемам науки, техники и образования «1П тысячелетие - Новым мир» "1 ом 3 / Под ред ВП Савиных, В В ВишнеЕского - M Академия наук о Земле, 2004i , с 65-66

- 15 Елизарьев А H , Красногорская H H, Фащевская Т Б Использование модели параметров весеннего половодья в бассейне реки Белой при разработке тарифов страхования от возможных наводнений // Тезисы докладов IX-го респубтиканского конкурса научных работ молодых ученых, аспирантов и студен юв вузоз РЬ «Безопасность жизнедеятельности», Уфа, Изд-во НИИ БЖД РБ, 2005г , с 112-113

16 Елизарьев A11, Рогозина Т А Экологическое нормирование водопользования в районе крупного промышленного центра // «Мировое сообщество проблемы и пуш решения», №18, 2005г , с 141-153

17 Елизарьев All, Фащевская ТБ Экологический менеджмент и управление искусс! венным i идросооружением // Труды VI Всероссийской научно-практической конференции «Энергия молодых - экономике России» -Томск изд-во Tomckoi о политехнического ун-та, 2005 - с 363-367

18 Елизарьев А Н, Ганцева Е М Борьба с наводнениями и эксплуатация искусственных гидросооружений // Дальневосточная весна 2006 Материалы международной научно практической конференции - Комсомольск-на-Амуре 10У В1Ю«КнЛПУ»,2006г -с 168-172

19 Ьлизарьсн АН, Красногорская НН Влияние зарегулирования водотоков бассейна р Белой на рыбные запасы реки // Дальневосточная весна 2006 Материалы международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности - Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО «КнАГТУ», 2006г ^ с 172-175

20 Ьлизарьсн АН, Фащевская ТБ, Ганцева ЕМ Прогнозирование параметров весеннего половодья при управлении искусственными гидросооружениями // Материалы конференции «Водоснабжение, водоотведение, охрана водных ресурсов, гидрогеоэкология», посвященной памяти академика С В Яковлева М Дар/Водгео, 2006 с 64-65

21 Елизарьев A Н, Kpacnoi орская Н Н , Фащевская Т Б Антропогенная трансформация экосистемы реки Белой в районе города Стерлитамак // Региональные эколо) ические проблемы современности Сборник научных трудов международной научно-практической конференции — Уфа изд-во БашГАУ, 2006 -2ч -с 190-196

22 Красногорская Н Н , Фащевская Т Б , Елизарьев А Н , Рогозина Т А Учет природоохранных требований при управлении режимом Павловского гидроузла // Ма1ериалы конференции «Водоснабжение, водоотведение, охрана водных ресурсов, гидрогеоэкология», посвященной памяти академика С В Яковлева М Дар/Вод1 ео, 2006 с 68-69

23 Красногорская II11, Фащевская Т Б , Рогозина Т А , Елизарьев А Н Оценка экологического риска деградации экосистемы р Белой при осуществлении водопользования промышленными центрами Республики Башкортостан // Башкирский эколо!ический вестник, №2 (16), 2006 с 8-13

24 Елизарьев АН, Гарифуллина Л Р , Фащевская Т Б , Красногорская Н Н Квотирование воцопогребления крупного промышленного центра // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2006) материалы Ш-й Международной научно-технической конференции В 2-х г -Уфа: типография I МИ БЖДРБ, 2006 Т1 с 82-86

25 Елизарьев А Н , Рогозина Т А , Фащевская Т Б , Красногорская Н Н Деградация речной экосистемы в районе крупного промышленного центра и эколо1 ический риск // Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон Материалы международной конференции - СПб изд РГ1 МУ, 2006 с 87-88

ЕЛИЗАРЬЕВ Алексей Николаевич

оценка Антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов (на примере р белой)

Специальность 25 00 36 - Геоэкология

Автореферат диссертции на соискание ученой степени кандидата i еографических наук

Подписано в печать 06 04 2007 г Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать плоская Гарнитура Times Уел печ л 1,0 Уел кр-отт 1,0 Уч -изд л 0,9 Тираж 100 экз Заказ № 149

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул К Маркса, 12

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Елизарьев, Алексей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 Влияние антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов (состояние проблемы).

1.1. Исследования изменения гидрологического режима рек в условиях антропогенного воздействия.

1.2. Экологические особенности гидрологического режима водных объектов.

1.3. Нормирование количественного использования водных ресурсов рек.

1.3.1. Экологический сток и методы его оценки.

1.4. Антропогенная трансформация гидроэкологического режима водотоков.

1.4.1. Зарегулированность стока рек прудами и водохранилищами

1.4.2. Деформация речного русла.

1.4.3. Хозяйственное использование водных ресурсов бассейна р.Белой.

1.4.3.1. Общая динамика водопотребления на территории Вельского водосборного бассейна.

1.4.3.2. Зарегулированность стока рек бассейна р.Белой прудами и водохранилищами.

1.4.3.3. Использование водных объектов бассейна р.Белой без изъятия водных ресурсов.

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2 Объект и методы исследования.

2.1 Объект исследования.

2.2 Общая характеристика исходных данных.

2.3 Методы исследования.

2.3.1 Вероятностно-статистический метод анализа гидрологических характеристик речного стока.

2.3.1.1 Анализ однородности рядов гидрологических наблюдений.

2.3.1.2 Построение эмпирических кривых обеспеченности и определение их параметров и ординат.

2.3.2 Установление корреляционных зависимостей двух переменных.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3 Анализ изменения гидроэкологического режима реки Белая в результате гидротехнического строительства.

3.1 Оценка изменений режима формирования стока р.Белой в результате регулировании речного стока водохранилищами.

3.2 Анализ воздействия многолетнего регулирования речного стока водохранилищами на гидроэкологический режим р.Белой.

3.2.1 Расчет значений экологического стока рек бассейна р.Белой

3.2.1.1 Обоснование выбора методики для оценки экологического стока реки применительно к Вельскому водосборному бассейну.

3.2.1.2 Расчет среднегодовых значений экологического стока рек бассейна р.Белой.

3.2.1.3 Расчет среднемесячных значений экологического стока рек бассейна р.Белой.

3.2.2 Определение зависимостей для оценки величины экологического стока рек бассейна р.Белой.

3.2.3 Гидроэкологические изменения в нижних бьефах гидроузлов в бассейне р.Белой.

3.3 Изменение характеристик половодного стока реки Белая в результате сезонного регулирования речного стока водохранилищами 106 Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 Анализ русловых переформирований и изменения уровенного режима рек бассейна реки Белая в результате землечерпания и добычи нерудных материалов.

4.1 Анализ хозяйственной деятельности в бассейне р.Белой как фактор изменения ее гидроэкологического режима.

4.2 Расчет изменения уровней воды р.Белой при сохранении водности потока (посадка уровня).

4.3 Анализ изменения поперечного профиля русла рек бассейна р.Белой.

Выводы по четвертой главе.

ГЛАВА 5 Нормирование водопотребления в бассейне р.Белой для снижения экологического риска деградации речной экосистемы при водопользовании.

5.1. Алгоритм оценки изменения гидроэкологического режима водотока в результате антропогенного воздействия.

5.2. Разработка рекомендаций по нормированию хозяйственной деятельности на водосборе для уменьшения ее негативного воздействия на гидроэкологический режим водотока.

5.2.1. Алгоритм оценки экологического риска деградации речной экосистемы при водопользовании.

5.2.2. Оценка экологического риска деградации р.Белой при водопотреблении крупным промышленным центром.

5.2.3. Разработка методики расчета квот водопотребления крупного промышленного центра.

5.2.4 Расчет квот водопотребления из р.Белой для г.Стерлитамака

Выводы по пятой главе

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов"

Актуальность темы. Одним из приоритетных направлений рационального использования водных ресурсов является совершенствование действующих и развитие новых принципов и методов оценки состояния водных объектов и экологического нормирования всех видов антропогенных воздействий с целью сохранения продуктивной природной среды (Шикломанов И.А., 1989; Гареев A.M., 2000; Георгиевский В.Ю., 2002; и др.).

Естественный количественный состав и структура речных экосистем взаимосвязаны с естественной межгодовой и внутригодовой гидрологической изменчивостью, поскольку формируют основные экологические условия как для флоры, так и для фауны. Режим речного стока поддерживает экологическую целостность речных экосистем, а также косвенно определяет качество воды. Антропогенная деятельность на водосборной площади, в т.ч. регулирование речного стока, приводит к количественному истощению водных ресурсов, экологической деградации речной экосистемы и потере биологического разнообразия (Poff et al., 1997; Барышников Н.Б., 1999; Acreman, 2003; и др.).

Количественное истощение водных ресурсов наносит природным и хозяйственным комплексам большой экологический и экономический ущерб, нарушает устойчивость речных экосистем, затрудняет водопользование и ухудшает условия жизнедеятельности человека. В связи с этим изучение влияния урбанизации и хозяйственной деятельности человека на гидроэкологический режим водных объектов (на примере р.Белой) являются весьма актуальным.

Река Белая - типичный пример водного объекта, подвергающегося интенсивному антропогенному воздействию. Она является питьевым водоисточником и основной водной артерией крупного промышленного региона - Башкортостана, и в то же время относится к типу водных объектов, испытывающих мощный «антропогенный пресс». Поэтому знание закономерностей изменения гидроэкологического режима р.Белой под влиянием антропогенных факторов является практически значимым.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры «Безопасность производства и промышленная экология» Уфимского государственного авиационного технического университета и Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2004 годы» (контракт №И 0439/678) и поддержана Грантом Федерального Агентства по образованию для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов А04-2.13-813 в 2004 году.

Цель работы - комплексная оценка изменения гидроэкологического режима р.Белой в результате антропогенного воздействия на водосборе с учетом гидрологических особенностей водотока (межгодовых и межсезонных изменений водности).

Задачи исследования:

- анализ антропогенной нагрузки в бассейне р.Белой, оказывающей основное влияние на гидроэкологический режим водотока;

- оценка антропогенной трансформации гидроэкологического режима р.Белой (режима стока, уровенного режима и изменения поперечного профиля русла);

- оценка экологически допустимых объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов из рек бассейна р.Белой для рационального водопользования с целью сохранения экологической целостности речных экосистем и ресурсосбережения;

- исследование особенностей прохождения половодья на р.Белой при современном уровне антропогенной нагрузки для оценки деградации экосистемы поймы под влиянием антропогенных факторов;

- разработка рекомендаций по рациональному использованию и охране водных ресурсов бассейна р.Белой с целью нормирования хозяйственной деятельности на водосборе и уменьшения ее негативного воздействия на речную экосистему.

Научная новизна:

- для оценки изменения гидроэкологического режима реки под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека предложено и обосновано использовать критерии: экологический сток и гидроэкологические характеристики половодного стока (продолжительность и средняя глубина затопления поймы);

- разработана вероятностная модель для определения экологически допустимых объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов в бассейне р.Белой;

- выявлены закономерности изменения основных характеристик половодья на р.Белой за многолетний период (1878-2000гг.) и изменения характера затопления поймы под воздействием антропогенной нагрузки;

- развиты научные основы рационального использования и охраны водных ресурсов: методика квотирования водопотребления в бассейне р.Белой и алгоритм оценки экологического риска деградации речных экосистем при водопользовании.

Практическая значимость. Разработанная вероятностная модель и полученные зависимости позволяют:

- оценить происходящие в результате антропогенной нагрузки изменения гидроэкологического режима водотоков;

- рассчитать среднемесячные и среднегодовые объемы водных ресурсов, доступные для водопотребления без нарушения устойчивости речных экосистем в различные по водности годы; оценить величины гидрологических и гидроэкологических характеристик половодного стока р.Белой с учетом антропогенной нагрузки.

Для совершенствования системы нормирования в природопользовании (водопотреблении) построена карта экологического и свободного стока рек бассейна р.Белой.

Результаты работы переданы в Управление федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Республике Башкортостан.

Методы исследования и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс УГАТУ и используются при подготовке бакалавров по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и специалистов по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

На защиту выносятся:

- результаты установленных за многолетний период (1878-2000гг.) закономерностей изменения половодного стока р.Белой, формирующего основные экологические условия для флоры и фауны пойменной экосистемы, и полученные зависимости гидроэкологических характеристик половодного стока р.Белой в створе г.Уфы от максимального уровня воды;

- результаты оценки значений экологического стока рек бассейна р.Белой при современном уровне антропогенной нагрузки и зависимости экологического и свободного стока неизученных рек бассейна от водосборной площади;

- методика квотирования водопотребления крупного промышленного центра в бассейне р.Белой, основанная на определении экологического риска деградации речных экосистем при водопользовании.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, симпозиумах и семинарах в городах Москве (2001, 2006), Новосибирске (2002), Уфе (2001, 2004, 2006), Туапсе (2002), Вологде (2003), Екатеринбурге (2005), Моршанске (2004), Пензе (2004), Томске (2005), Комсомольск-на-Амуре (2006), а также в г.Боургас (Болгария, 2003), в г.Гераклион (Греция, 2004).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 38 научных печатных работах, в том числе в журнале «Безопасность жизнедеятельности», рекомендованный ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, иллюстрирована 50 рисунками и 25 таблицами. Список литературы включает 142 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Елизарьев, Алексей Николаевич

157 ВЫВОДЫ

1. Изучена антропогенная нагрузка на Вельском водосборе.

Установлено, что наибольшее влияние на гидроэкологический режим рек бассейна р.Белой оказывают создание и эксплуатация Павловского и Нугушского водохранилищ, построенных соответственно в 1961 и 1967гг. Для оценки произошедших изменений гидроэкологического режима водотоков бассейна р.Белой период наблюдений 1878-1960гт. принят как условно-естественный.

2. Для оценки последствий антропогенной трансформации гидроэкологического режима, приводящих к нарушению устойчивости речной экосистемы, обосновано использование в качестве критериев значений экологического стока и предложенных гидроэкологических характеристик половодного стока (продолжительность и средняя глубина затопления поймы). С помощью данных критериев на основе оценки изменений режима речного стока, уровенного режима и изменения поперечного профиля русла реки проведена комплексная оценка воздействия урбанизации и хозяйственной деятельности человека на гидроэкологический режим р.Белой.

Установлено, что в результате зарегулирования Павловским и Нугушским водохранилищами притоков р.Белой изменился режим речного стока. В результате изменения режима стока в нижних бьефах водохранилищ не обеспечиваются экологически необходимые расходы воды и необходимый для развития экосистемы поймы уровень воды в период половодья.

На навигационном участке р.Белой в створах гг.Стерлитамак, Уфа, Бирск выявлено изменение поперечного профиля русла и факт посадки уровней воды.

3. Проведена оценка экологически допустимых объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов в бассейне р.Белой для эффективного планирования и управления речным стоком на водосборной территории с учетом природоохранных требований к рациональному использованию водных ресурсов. На ее основе получено вероятностное распределение экологического стока рек бассейна р.Белой с учетом водности года и в зависимости от фазы водного режима реки.

Для рационального водопользования с целью сохранения экологической целостности речных экосистем и ресурсосбережения установлены корреляционные зависимости экологического стока рек бассейна р.Белой от площади их водосбора, позволяющие определять величину экологического стока при недостатке гидрологической информации (для малоизученных и неизученных рек).

4. Установлены особенности прохождения половодья на р.Белой при современном уровне антропогенной нагрузки. Выявлены закономерности изменения за многолетний период (1878-2000гг.) 11-ти параметров половодного стока, формирующего основные экологические условия для флоры и фауны пойменных экосистем.

Установлены корреляционные зависимости продолжительности затопления, средней глубины затопления поймы в период половодья от максимального уровня воды.

5. Для рационального использования и охраны водных ресурсов предложен алгоритм определения экологического риска деградации речной экосистемы при водопользовании, на основе которого разработана методика квотирования водопотребления крупным промышленным центром.

159

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Елизарьев, Алексей Николаевич, Уфа

1. Вершинин Д.А. Изменения гидравлики и режима деформации русла реки Томи под влиянием антропогенной нагрузки // Вестник Томского университета. 2003. - апрель, приложение №3 (IV). - с. 126-128.

2. Гареев A.M. Реки и озера Башкортостана. Уфа: Китап, 2001. 260с.

3. Комплексный анализ воздействия регулирования стока реки Волги на экосистемы поймы и дельты: Об экологических требованиях стока в низовьях реки Волга (ред. Х.Леумменс). Астрахань-Волгоград, 2004. 36с.

4. Орлов В.Г. Проблема истощения водных ресурсов и подход к ее решению // Электронный ресурс.: http://conf.rshu.ru/orlov.htm

5. Фащевский Б.В., Походня Г.В., Шевелюк Л.Н., Шулика Л.Г. Руководство по оценке экологически допустимых изменений водного режима рек. Минск: изд-во ЦНИИКИВР, 1993. 19с.

6. Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. М.: Изд-во Московского университета, 1986. -264с.

7. Чернышев Ф.М. Об изменении уровней воды при сохранении водности потока // Метеорология и гидрология. 1980. - №5. - с.69-76.

8. Барышников Н.Б., Беркович К.М. Опыт исследования влияния русловых карьеров на русловые процессы // Материалы 14 пленарного межвузовского координационного совещания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Уфа. 1999. С.9-13.

9. Тавризов В. Частный случай расчета дифференцированных глубин // Речной транспорт. 1986. - №3. - с.36-38.

10. Чеботарев А.И. Общая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.310с.

11. Чернышев Ф.М. Обоснование положения проектного уровня воды для судоходных участков свободных рек с интенсивным землечерпанием // Труды НИИВТа, 1976. вып. 102. Новосибирск.

12. Маркин В.Н. Определение экологически допустимого воздействия на малые реки // Эл. ресурс.: http://www.msuee.m/lmiirz/Htmls4Markin/DopVozd.htm

13. Маркин В.Н. Оценка минимально допустимого объема изъятия речного стока // Эл. ресурс.: http://www.msuee.m/kmirz/Htmls4/Markin/MinDopStok.htm

14. Фащевский Б.В. Основы экологической гидрологии. Минск: Экоинвест, 1996. 240с.

15. Фащевский Б. В. Экологическое обоснование допустимой степени регулирования речного стока. Минск: БелНИИТИ, 1989. 186с.

16. Чалов Р.С. Естественные и антропогенные изменения рек России за историческое время // Соросовский образовательный журнал, Том 6. 2000. -№1. - с.71-78.

17. Таратунин А.А. Исследование частоты затопления пойм и пропускной способности русел рек: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.14.09. Минск: 1978г. 22с.

18. Гареев A.M. Географо-экологические основы комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна реки. Челябинск, 1989. 213с.

19. Дубинина В.Г. Экологические принципы использования и управления водными ресурсами южных рек России: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра геогр. наук: 25.00.36. М.: 2003. 56с.

20. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды в Республике Башкортостан в 2000 году. Уфа: 2001.

21. Аверкиев А.С., Шилин М.Б., Гогоберидзе Г.Г. и др. Выход из лабиринта: развитие методов комплексного управления прибрежной зоной в Кандалакшском районе Мурманской области. СПб.: Издательство РГТМУ, 2004. - 52с.

22. Иванов В.Б. На Бельских просторах. Уфа: Башкирское книжное изд-во, 1982. 160с.

23. Методические указания по оценке влияния хозяйственной деятельности на сток средних и больших рек и восстановлению их характеристик. М.: Госкомгидромет, 1986. 133с.

24. Casanova Michelle Т., Brock Margaret A. How do depth, duration and frequency of flooding influence the establishment of wetland plant communities? // Plant Ecology. 2000. - vol.147, №2 -pp.237-350.

25. Виссмен У., Харбаф Т.И., Кнэпп Д.У. Введение в гидрологию. JL: Гидрометеоиздат, 1979. 472с.

26. Воронова Е.П. Экологические особенности использования пойменных ландшафтов // Экология и земледелие. 1980. - с.96-106.

27. Диденко Б., Орлович-Грудков К. Влияние разработки русловых карьеров на режим свободной реки // Речной транспорт. 1969. - №9. с.38-39

28. Маркин В.Н. Учет антропогенного изменения стока рек // Электронный ресурс.: http://www.msuee.m/lonirz/Htmls4Markin/Antrlzm.htm

29. Владимиров A.M. Гидрологические расчеты.- Л.:Гидрометеоиздат,1990- 360с.

30. Картвелишвили Н.А. Регулирование речного стока. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1970. - 172с.

31. Соколовский Д.А. Речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 286с.

32. Программа для ЭВМ по расчету статистических характеристик и оценке однородности временных рядов «StokStat 1.1 Статистика для гидрологии». Электронный ресурс.: http://www.geodigital.ru/softhyclr.isp

33. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14 83. М.: Стройиздат, 1985. - 35с.

34. Балков В.А. Водные ресурсы Башкирии. Уфа: Башкирское книжное изд-во, 1978. 123с.

35. Брагарь В. Еще один способ определения посадки уровня воды // Речной транспорт. 1991. - №5. - с.43-44.

36. Булавко А.Г. Прогнозирование изменения водного баланса под влиянием хозяйственной деятельности // Водные ресурсы. 1973, - №4, с.50-58.

37. Горячев В.В. Работа водной службы Объединенного главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Республике Башкортостан в цифрах и фактах // Табигат. 2003г. - №18-20. с.2-4.

38. Дегтярев В., Еремеева Л. Почему понизились уровни на реке Томи // Речной транспорт. 1965. - №1. - с.36-38.

39. Евстигнеев В.М. Речной сток и гидрологические расчеты: учебник. М.: МГУ, 1990.-304с.

40. Беркович К.М. Географический анализ антропогенных изменений русловых процессов. М.: Геос, 2001. 164с.

41. Музаев И.Д., Туаева Ж.Д. Математическое моделирование проблем охраны окружающей среды. Учебное пособие. М.: Научный мир, 2003. - 96с.

42. Абакумов В. А., Булгаков Н.Г., Левич А.П. и др. Аналитическая информационная система "Экология пресных вод России" как инструмент биологических исследований // Форма 503. Развернутый научный отчет:

43. Эл. ресурс.: http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/levich analit info sys/ levich analit info sys.htm

44. Левин А.П., Терехин А.Т. Метод расчета экологически допустимых уровней воздействия на экосистемы // Водные ресурсы. 1997. №3. - с.328-335.

45. Коваленко В.В. Частично инфинитное моделирование и прогнозирование процесса формирования речного стока. СПб.: изд. РГГМУ, 2004. - 198с.

46. Гареев A.M. Водные ресурсы Башкирии и их состояние. Уфа: Китап, 1978. 182с.

47. Гареев A.M. Оптимальное планирование водоохранных мероприятий. Уфа: Китап, 1989. 230с.

48. Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Республики Башкортостан в 2004 году. Уфа: 2005. 278 с.

49. Государственный доклад о состоянии и использовании водных ресурсов Республики Башкортостан в 2003г. Уфа: 2004г. 56с.

50. Гидрологическая записка Башгидромета: Влияние уровенного режима в маловодье на водоснабжение ТЭЦ-2, НУНПЗ, УПЗ, Уфанефтехим. Уфа: БашГидрометцентр, 1997. 26с.

51. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. М., 1974. - 277с.

52. Уланова Е.С., Сиротенко О.Д. Методы статистического анализа в агрометеорологии. Л., 1968. - 198с.

53. Шелутко В.А. Статистические модели и методы исследования многолетних колебаний стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 160с.

54. Рекомендации. Анализ однородности речного стока (методические указания). Минск: ЦНИИКИВР, 1984. 42с.

55. Лучшева А.А. Практическая гидрология. Л.: Гидрометиздат, 1976. 440с.

56. Евстигнеев В.М. Практические работы по курсу «Учение о стоке». М.: МГУ, 1983.-72с.

57. Каменсков Ю.И. Русловые и пойменные процессы. Томск: Изд-во Томск. Унта, 1987. 171с.

58. Карасев И.Ф. Русловые процессы при переброске стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.288с.

59. Гареев A.M. Оптимизация водоохранных мероприятий в бассейне реки. Л.: Гидрометеоиздат, 1995г. 180с.

60. Виноградов Ю.Б. Модель «Объем половодья ГГИ 82» // Труды ГГИ, 1985. Вып. 304.-c.3-42.

61. Лебедев В.В.Гидрология и гидрометрия в задачах. М.: Наука, 1955. 220с.

62. Ресурсы поверхностных вод СССР, Том 11. Средний Урал и Приуралье. JL: Гидрометеоиздат, 1973. 848 с.

63. Авакян А.Б., Подольский С.А. К вопросу о влиянии водохранилищ на животных // Водные ресурсы. 2002. - том.29, №2 - с. 141-151.

64. Методические рекомендации по учету влияния хозяйственной деятельности на сток малых рек при гидрологических расчетах для водохозяйственного проектирования. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 166с.

65. Доброумов Б.М., Устюжанин Б.С. Преобразование водных ресурсов и режима рек центра ETC. JL: Гидрометеоиздат, 1980. 221с.

66. Дубинина В.Г., Горкопа Ю.М., Чебанов М.С., Катунин Д.Н., Филь С.А. Методические подходы к экологическому нормированию антропогенного сокращения речного стока // Водные ресурсы. 1996. - Т.23. №1.

67. Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши и гидрохимические бюллетени за 1976-2002гг. ТI (39).-Бассейны рек Камы, Урала. - Вып.25,24.

68. Истомина М.Н., Кочарян А.Г., Лебедева И.П., Никитская К.Е. Экологические последствия наводнений // Инженерная экология. 2004. - №4. - с. 3-19.

69. Основные гидрографические характеристики. Т. 10. Верхнее-Волжский район. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 768с.

70. Рождественский А.В., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 420с.

71. Методические указания по разработке нормативов предельно-допустимых вредных воздействий на поверхностные водные объекты. Утв. МПР РФ, Госкомэкологии РФ 26.02.1999 (НЦПИ).

72. Зима Л.Н. Учет изменений стока при осуществлении водохозяйственных и водоохранных мероприятий (на примере рек бассейна Верхнего Амура): автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геогр. наук. Екатеринбург: ФГУП РосНИИВХ, 2002. 24с.

73. Дьяченко И.П., Биккинин Р.Ф. Рыбохозяйственные перспективы малых водохранилищ на реках Зауралья Башкортостана // Материалы Всероссийской конференции «Актуальные проблемы водохранилищ», Борок, 2002г., с. 98.

74. Борщ С.В., Мухин В.М. Метод прогноза возможного ущерба от наводнений (на примере Московской области) // Метеорология и гидрология. 2000. - №7. -с. 98-107.

75. Барский В.Г. Классификация хозяйственной деятельности при рассмотрение вопросов комплексного использования и охраны вод // Проблемы охраны вод Харькова. 1975. - №4. - с.25-29.

76. Шикломанов И.А., Маркова O.JI. Проблемы водообеспечения и переброски речного стока в мире. JL: Гидрометеоиздат, 1987. 293с.

77. Таблицы математической статистики, т.46, М.: Наука, 1968г.

78. Трифонова О.В. Изменение условий воспроизводства весенне-нерестующих рыб Средней Оби в результате зарегулирования стока реки // Экология. 1982. - №4. - с. 68-73.

79. Трифонова О.В. Рыбохозяйственная классификация водности Оби // Рыбное хозяйство. 1984. - №2. - с.33-35.

80. Кузьмин В.А. Краткосрочное прогнозирование катастрофических половодий и паводков // Метеорология и гидрология. 2001. - №6. - с.89-95.

81. Отчет по НИР «Оптимизация режима работы Павловского гидроузла в период весеннего половодья», НИИ БЖД РБ, 1999. 45с.

82. Нежиховский Р.А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 230с.

83. Нежиховский Р.А. Русловая сеть бассейна и процесс формирования стока воды. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 476с.

84. Авакян А.Б. Водохранилища мира. / А. Б. Авакян, В. П. Салтанкин, В. А. Шарапов. -М.: Мысль, 1987. 325с.

85. Абдрахманов Р.Ф. Влияние техногенеза на качество воды Павловского водохранилища: Препринт/БНЦ УрО АН СССР, Уфа, 1991. 28с.

86. Соколов А.А. Взаимосвязь морфологических характеристик бассейна и водотока // Метеорология и гидрология. 1962. - №2. - с. 16-22.

87. Типовая инструкция по технической эксплуатации сооружений и водохранилищ малых ГЭС. Минск: Белэнерго, 2000г. 62с.

88. Коваленко В.В. Моделирование гидрологических процессов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.-256с.

89. Отчет Первой встречи экспертных групп «Кабри-Волга» 28-30 сентября 2005г., Н.Новгород, 2005. Электронный ресурс.: http://www.KАБРИ-volga.org

90. Иофин З.К. Экологическая обоснованность остаточного минимального расхода воды // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: Материалы научной конференции. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. - с.80-83.

91. Дубинина В.Г. Методические основы экологического нормирования безвозвратного изъятия речного стока и установление экологического стока (попуска). М.: Экономика и информатика, 2002. -117с.

92. Мусантов А.П., Красножон Г.Ф., Федосеев Е.А. Экологические основы создания оптимального водного режима в дельте Волги и Северном Каспии // Водные ресурсы. 1981. - №4.

93. Шепелева Л.Ф. О влиянии половодья на продуктивность лугов поймы // Экология.- 1986.-№2.

94. Болотнов В.П. Составление комплексного показателя воздействия весеннего половодья на биологические ресурсы речных пойм (на примере Средней Оби) // Охрана природы. Томск, 2000.

95. Болотнов В.П. Устойчивость компонентов пойменной экосистемы средней Оби к изменениям половодий // Экология пойм сибирских рек и Арктики. -Томск: SST, 2000.

96. Адам A.M., Болотнов В.П. Анализ влияния весенних паводков на структуру населения птиц поймы средней Оби для целей охраны природы. Томск: изд-во Том. ун-та, 1982.

97. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов (под ред. Н.И.Маккавеева). М.: Изд-во Московского Университета, 1979. 256с.

98. Водогрецкий В.Е. Антропогенные изменения стока малых рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 198с.

99. Павловская ГЭС на р.Уфе. Рабочий проект. Гидроэнергопроект, М., 1960.

100. Барышников Н.Б., Попов И.В. Динамика русловых потоков и русловые процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. с.446.

101. Болотнов В.П. Комплексный показатель воздействия весенних половодий на экосистемы речных пойм // География и природные ресурсы. 2006. - №3. - с. 126-131.

102. Данилов-Данильян В.И. Оценка допустимых изъятий стока в бассейнах малых рек: основные методические положения / В.И.Данилов-Данильян и др. // Водные ресурсы. Б.м. - 2006. - т.ЗЗ, №2. - с.224-238.

103. Коваленко В.В. Нелинейные аспекты частично инфинитного моделирования в эволюционной гидрометеоэкологии. СПб.: изд.РГГМУ, 2002. - 158с.

104. Пелешенко В.И., Ромась Н.И. Применение вероятностно-статистических методов для анализа гидрохимических данных. Киев, 1977. 65 с.

105. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Ленинград: Гидрометиоиздат, 1989. 267с.

106. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. Л.: Гидрометиоиздат, 1979. 240с.

107. Нормативный документ Госстроя РФ СП 33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик».

108. Poff N.L., Allen J.D., Palmer М.А., Hart D.D., Richter B.D., Arthington A.H., Rogers K.H., Meyer J.L. & Stanford J.A., 2003. River flow and water wars: emerging science for environmental decision making. Front Ecol Environ 2003, 1(6), p. 298-306.

109. Richter B.D., Baumgartner J.V., Braun D.P. & Powell J., 1998. A spatial assessment of hydrologic alteration within a river network. Regulated rivers: Research & management, 14, p. 329-340.

110. Richter B.D., Mathews R., Harrison D.L. & Wigington R., 2003. Ecologically sustainable water management: managing river flows for ecological integrity. Ecological Applications 13(1), p. 206-224.

111. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце XX столетия. М.: Наука, 2003. - 367с.

112. Барышников Н.Б. Антропогенное воздействие на саморегулирующуюся систему бассейн речной поток - русло. - СПб.: РГГМУ, 1999. - 218с.

113. Маркин В.Н. Оценка минимально-допустимого объема речного стока // Тезисы докладов научно-технической конференции МГУП, М.: изд-во МГУП, 2003.

114. Маркин В.Н. Оценка экологически допустимого стока малых рек // Мелиорация и водное хозяйство. 2005. - № 6.

115. Моисеенко Т.И. Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики. Апатиты: КНЦ РАН, 1997. - 261с.

116. Golub V.G. & Kuzmina E.G., 1997. The communities of cl. Querco-Fagetea Br.-Bl. & Vlieger in Vlieger 1937 of the Lower Volga Valley/ Feddes Repertorium 108 (1997)3-4, 205-218.

117. Маркин В.Н. Внутригодовое распределение экологического стока малых рек // Сборник "Природообустройство и рациональное природо-пользование -необходимые условия социально-экономического развития России". М.: издательство МГУП, 2005.

118. Методы расчета и прогноза половодья для каскада водохранилищ и речных систем. Под редакцией Е.Г.Попова. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 129с.

119. Коваленко В.В., Пивоварова И.И. Оптимизация режимной гидрологической сети на основе стохастической модели формирования речного стока. СПб.: изд. РГТМУ, 2000.-44с.

120. Катунин Д. Н., Хрипунов И. А., Алехина Р. П. Экологизация попусков воды на Нижнюю Волгу // Рыбохозяйственные исследования на Каспии. Результаты НИР за 2000 год. Астрахань, 2001. - С. 33-38

121. Baron J.S., Poff N.L., Angermeier P.L., Dahm C.N., Gleick P.H., Hairston N.G., Jackson R.B., Johnston C.A., Richter B.D. & Steinman A.D., 2002. Meeting ecological and societal needs for freshwater. Ecological Applications 12 (5), p. 1247-1260.

122. Baron J.S., Poff N.L., Angermeier P.L., Dahm C.N., Gleick P.H., Hairston N.G., Jackson R.B., Johnston C.A., Richter B.D. & Steinman A.D., 2003. Sustaining healthy freshwater ecosystems. Issues in Ecology No. 10, Winter 2003, 16 pp.

123. Richter B.D. & Richter H.E., 2000. Prescribing flood regimes to sustain riparian ecosystems along meandering rivers. Conservation Biology, Volume 14, No. 5, October 2000, p. 1467-1478

124. Горбунов К.А. Влияние зарегулирования Волги на биологические процессы в дельте. М.: Наука, 1976. - 219 с.

125. Жидиков А.П., Нечаева Н.С. Методические указания по разработке схем краткосрочных прогнозов расходов воды рек и притока воды водохранилища в период половодья на основе моделей талого стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1982.-72с.

126. Коронкевич Н.И. Водный баланс русской равнины и его антропогенные изменения. -М.: Наука, 1990. 176с.

127. Комаров В.Д. и др. Расчет гидрографа половодья небольших равнинных рек на основе данных об интенсивности снеготаяния // Труды Гидрометцентра СССР, 1969. Вып. 37.-c.3-30.

128. Попов Е.Г. и др. Модель формирования весеннего стока и ее реализация для прогноза гидрографа//Метеорология и гидрология, 1971.-№6.-с.88-91.

129. Acreman М.С., 2003. Environmental flows: flood flows. Water Resources and Environment Technical Note C.3., World Bank, Washington D.C., 20 pp.

130. Dyson M., Bergkamp G. & Scanlon J. (Eds.), 2003. Flow the essentials of environmental flows. IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK, xiv + 118 pp.

131. Harder I.A. Analog models for flood control system. J. Hydr. Div., Proc.ASCE, vol.88, N2, Part 1,1962.

132. O'Donnel T. Deterministic catchments modeling. In.: River flow modeling and forecasting. D. Reidel Publishing Company, Dordroht, Holland, 1986, p. 11-37.

133. Poff N.L., Allen J.D., Bain M.B., Karr J.R., Prestegaard K.L., Richter B.D., Sparks R.E. & Stromberg J.C., 1997. The natural flow regime a paradigm for river conservation and restoration. Bioscience Vol. 47 No. 11, p. 769-784.

134. Richter B.D., Braun D.P. Mendelson M.A. & Master L.L., 1997. Threats to imperiled freshwater fauna. Conservation Biology 11(5), 1997, p. 1081-1093

135. Соколов А.А. О нормах потерь стока, связанных с созданием водохранилищ // Метеорология и гидрология. 1958. - №1. - с. 17-22.

136. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. СПб.: Наука, 2004. - 294с.169