Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Трансформация вещественного обмена в гидрогеологических процессах крупным искусственным водоемом степной зоны (на примере Цимлянского водохранилища)

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Трансформация вещественного обмена в гидрогеологических процессах крупным искусственным водоемом степной зоны (на примере Цимлянского водохранилища)"

РГБ ОД

1 3 май

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ЙНСТИТЗТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

КАЗЬНИНА Лвдннла Няколаззка

УДК 627.81

ТРАНСФОРМАЦИЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО ОБМЕНА В ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ КРУПННЫ ИСКНССТВЕННЫЫ ВОДОЕНОМ СТЕПНОЙ ЗОНЫ (НА ПРИк'ЕРЕ ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА)

11.00.07. Гидрология суки, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в лаборатории гидрологии Института географии РАН и в лаборатории водных Экосистем Научно-исследовательского института Биологии Ростовского государственного университета.

Научные руководители - доктор географических наук

Н.Н.Коронхевич

кандидат геолого-минералогических наук О.й.Бессонов

Научный консультант - профессор, доктор географических наук

Л.Ф.Молодкии

Официальные оппоненты - доктор географических наук

Н.Т.Кузнецов

кандидат географических наук Б.П.Салтанкин

Ведущая организация - Научно-исследовательская лаборатория

эрозии почв и русловых процессов географического факультета НГУ

Ззчмта диссертации состоится - ^ " 1995 г>

в /Р часов на заседании диссертационного совета Д.003,19,03 при Институте географии РАН по адресу:

109017 Хосква, 1-1?. СтаромонетиыА переулок, 23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии РАН

Автореферат разослан г. •

9чонмй секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук л ^ ^ Г.Н.Николаева

т

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тема обусловлена недостаточной изученность!! тех коренных преобразований в вещественном обмене в процессе гидрологического гикла, которые производят крупные водохранилища, подобные Цимлянскому, в условиях легко ранимой и подвергшейся интенсивному и разноплановому антропоганному воздействии природы степной зоны Русской равнины. Данная проблема стоит тем более остро, что в вироких кругах общественности, да и специалистов обсувдается вопрос о негативном влиянии равнинных водохранилищ, в т.ч. Цимлянского, на окруяавщуш среду и целесообразности если не полного спуска, то хотя бы частичного кх опорожнения. 3 этой связи, в частности, чрезвычайно ваяно знать, что из себя будет представлять осусиввееся дно водохранилища, в .какой норе оно будет пригодно для различных хозяйственных нужд.

Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования -изучить закономерности трансформации вещественного обмена в речной системе, в первуа очередь в формировании осадконакоплениз и стока йаносов крупным водохранилищем степной зоны, каким является Цимлянское.

Поставленная цель предполагает решение следующих основных задач. •

1. Выявление основных факторов и закономерностей поступления материала осадконакопления в водохранилище.

2. Выявление закономерностей седиментации в водохранилище.

3. Балансовое определение вещественного обмена.

4. Определение состава осадка, в основном его карбонатной составлявшей.

5. Последствия изменения вещее»венного обмена водохранилищем,

6. Природоохранные рекомендации.

Основной объект ксследовния - Цимлянское водохранилище на Дон;; - одно из крупнейших искусственных водоемов Российской Федерации. Водохранилище вступило а строй вМ952 г.. т.е. является сами» старым крупным искусственны*, водоемом в степной зоне России. Это обстоятельство повывает актуальность исследования тех процессов, к которым привело его создание. Водохранилище многолетнего регулирования, резает комплексные народохозяйственные задачи, из которых главные - обеспечение развития ирригации ч поддергание нгобходимых для водного транспорта и выполнений определенных санитарно-гигиенических требований расходов воды на Нияньм Дону. Производство электроэнергии незначительно.

Площадь водохранилища при НШ2 (нормальном подпорном уровне3 (35.0 и Балтийской системы) составляет 2702 кв.км, из которых 314 кв.км (142) приходится на мелководья. Полный проектный объем 23.83 кцб.км. полезный - 11,54 куб.км. Водосборная площадь 255 тыс. кв.км., причем 872 составляет водосбор собственно Дона, а 132 -водосбор других рек , форкирдпцкх • так называемую боковую лриточность. Соответственно на. Дон приходится 20,5 куб.кы среднегодового речного притока, на боковув приточность 1.5 куб.км. По коэффициенту водообмена (1.05-1.70) Цимлянское водохраниличе откосится к водоемам с небольшим значением этого показателя. Что касается отновения полезного объема к стоку, водохранилище занимает одну из ведущих позиций по стране.

Цимлянское водохранилище вытянуто с северо-востока на вго-запад и имеет длину по боль'аой оси (до г.Калач-на-Дону) 180 км. Средняя акрина водоома 10.4 км, максимальная - 38 км. Длина береговой' линии - 660 км. Средняя и максимальная глубины водохранилища - 8.5 и 35.0 метров соответственно.

Цимлянское водохранилище могно разделить на четыре участка лл?сз. отличающиеся до форме и основным чертам гидрологического

^аима: Калачский. Чирской, Центральный и Приплотинный.

Помимо Цимлянского водохранилища рассматриваются так хе его зодосбор как поставщик значительной части материала, поступавшего з водоем и р.Дон как главная водная артерия, пополнявшая водные зесурсы, транспсптируввая наносы и' испытывавшая основные грасфорыации в результате создания гидроузла.

Методы исследования и исходная информация. Методическую основу заботы составили системный подход к рассмотрении вопроса, ^пользование метода географо-гидрологического сравнения, в т.ч. условий формирования твердого (отчасти химического) стока до и юсле создания гидроузла, балансовый метод.

Обвал схема рассмотрения вещественного обмена состоит из 3-х ¡сновных блоков: поступлений вещества в водохранилище, аккумуляция ! Вынос. 3 свое очередь, в первом блоке выделяются: участие юдосбора водохранилища (с подразделением на водосборнуз плоцздь (алых рек-склоны. малые и средние реки, включая бо::овуэ фиточность в водоем)и собственно р.Дон, абразия берегов и золовая ¡оставлявшая.

3 работах использованы результаты собственных полевых !сследований 1986-1989 г.г. взвепенных веществ, береговых и дойных >тлояений Цинлянскогс водохранилища. а так зе фондовые и жтературные материалы.

Пробы береговых отлояений отбирались из вертикальных разр&зоз, 1а участках наиболее подверзенным абразионным процессам. Всего шло выбрано 14 профилей и отобрано 50 проб.

Сетка станций донгых отлсгений равномерно покрывала пледадь юдохранилища. Расстояние кеяду разрезами было 5 км. з разреза [езду станциями - 2.5 км. Работы проводились дночеряатвлям 1етерсона. Всего отобрано 350 проб грунта.

Взвешенные вещества отбирались батометром йолчаноза. в местах

наиболее активного иг поступления в водоем - в устьях притоков, в верховье и у плотины Цимлянского гидроузда. Для определения содержания карбонатного материала во взвеси пробы отбирались по сезонам - весной, летом и осенью 1987 года. Всего взя^о 25 проб.

Для расвифровки гранулометрического спектра донных отлояений и продуктов абразии, поставляемых в водоем, был выполнен комплекс гранулометрических анализов. С этой целью использовались ситовой и пипеточный методы, с разделением фракций до 0.001 мм.

При интерпретация полученных данных использовалась классификация R.ft.Безрукова и й.П.Лисицкна (1950). Всего выполнено 410 гранулометрическох определений береговых и доннкх отлоаений, S0 кз которых были проведены в Центральной лаборатории ПГ0 "Лснбассгеологкя".

При сцекхе скоростей абразии были проанализированы результаты набладений за динамикой берегов с момента создания водохранилища. Эти данные подвергались статистической обработке на ЭВУ EC-1055S с псмоиьс пакета ВЫДР (в Вычислительном центре Ростовского гоэдниверситета). При обработке использовались программы многестзенной» нелинейной и полиномиальной регрессий. Подробно этот методической раздел освещен в главе 2.

Содераание карбонатного материала во взвеси, береговых к докных отдощемш определялись по стандартной методике весовнв методом (Стахоэ, 135?).

&г.а выделение типов карбонатных . отложений была взята классификация Й.Й,Еейкова, Н.Оойно. З.И.Седлоцкого (1980). Beere ка^еснатнасть бала определена в 30 береговых пробах, 270 - донны» в 15 npoisx езвега.

Лин^мого-петрографаческне исследования проведены н.с, НЗ.ГмуЗгвой (10 ярой эзвеса, 20 береговых а 25 донных).

Трудно переоценить значение для кастеацей работа информации, одераазейся в опубликованных источниках по обг;нм вопросам юрмирозанкв твердого и химического стока, седиментации наносов Алехин. 1970: Ьиногргдоэа, 1969: Елад->ченский, 1358: юдохранилиза и их воздействие на окоугаазуа среду, 1285: !олотарэз. 1955: г.ачугин. 1559*. Караугев, 137?; Кондратьев, 1950: .'ьзович и др. 1991. Ь'зххавеез. 1955: Хатарзин. 1971: Цолдоваксв. ,978; Праткоза. 1979; Пкеккн. 1973: Оинаров. 1235: 2амгэ. .939.1359: Екроков, 1985). а так ге по Цимлянскому водохранилищу, •кдрологичвсхоиу резину Лона, его тзердоау и химическому стоку, па ¡одосбору Лека у. Цимлянского водохранилища (Бвссснов к др. ¡991: ¡ронфиан. 1981: Бронфяан, Хлебников. 1965; Йендроз. 1955.1957: Зендров. Клвева. 1972: Долгенко. 1991: Клаеза. 197С: Кдягза.-1олхенко. 1283; Якушева и др. 1959;.Иолодкин, 1973 ) Научная новизна работы заключается з:

- системном рассмотрении седиментации наносов з Циалянскои водохранилище с учетом особенностей поступления осадочного материала от всех основных источников и последствий аккувуляции наносов з водоеме,

- показе специфики зрозионно-аккунулятивной роли крупного искусственного водоема в степной зоне.

- уточнении роли отдельных факторов и баланса зрозионко-аккумулятивной деятельности Цимлянского водохранилища о условиях меиаазегося гидрологического реаиха и хозяйственно:1, деятельности.

- выявлении основных типов донных отлохекий и закономерностей их пространственного распределения.

- определений, содерхания карбонатов в осадочном материале. Результаты исследования поззоляат разработать рекомендации по

рациональному природопользовании, исходя из особенности эрозии

седиментогенвза крупного водохранилища в степной зоне, дать предлокения по улучшению экологической обстановки в районе Цимлянского водохранилища. Кроме того, данные о тенпах абразии и седиментации, о карбонатном веществе донных отлокеннй могут быть использованы для практической оценки целесообразности дальнейших строительных работ на Ростовской АЭС и возможных последствий при ее запуске.

■Структура. диссертации. Диссертация состоит из вгэдения, трех глаз. зекдЕчеккя. Первая глава "Ооракрозанке приходной части одшептазионного баланса Цимлянского водохранилища", вторая -"Седкяснтавда з Цимлянском водохранилище", третья - "Блипнио Цимлянского гидроузла на вещественный на Н.Дону".

.диссертации ^¿с.. в т.ч. ^ таблиц, ^рисунков. Ьиблиографня вкпсчает грабит,

йпрйбацкя работы. Материалы диссертация балл представлены на Вссссазмой научной конференция холодах учених я специалистов "■^гккл состояния, охрана и рациональное исяолъзованлз ресурсов водных экосистем 2 дс.доз1МХ антропогенного зсздействаа* (Рестов-иа-Яснз. 1530), аа 6-а Ростсвсиой о&астной научно-арэктйчесхсй гхме-семанаре "Механазан адаптации емвотлих и рлстэжй к экстремальным оакторам среди" сРостсв-на-Лшгд, 1530), ул Н ЕсесоЕзкоа ссвецанки " Грот::'.:: л техногеяога" 1£кнсн, 11351), 5га згееежзяга кай^греяцки "Береговые процесса ка годтарашиячах и аграх* (Кезгс^рся» 1231). на репияшъвоа надчви-праэтическоа ^»Е.Вериздскйй: * ясторва в есгрегеняссть" ^ 1391). ка атагосддарэтвеяяоа кснсерющин

география. Йн8ея€рао~г«оаор^ш1спач8сжв8 аспекта* 1393). ' на ксафвзрезида "Еаггаерага геоградая. Жн^бяеряо~геогра{«'Ч8Сжме' асЕзкт»'* С2екгз,12Э5), ка научной сзишаре лаборатория ЕГ РйН «5з£тааЛ&95>.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Зо введении дана постановка проблема, предлагается об^ая схема ¡9 рассмотрения.

,.3. первой главе диссертации рассматривается закономерности армирования приходной части седиментааионного баланса Цимлянского юдохранилица. Подчеркнута загность рассмотрения процесссз. ¡роисходяцих на водосборной тэрпитории. для понимания 1акономерностей седиментогенеза в водохранилище. На осноза:.;!н !бобцения литературного материала показано, что размерь: эрозии и 1ккумуляции на водосборах в основном определятся соотношением 1еличины и изменчивости стока, с дэдгой стороны, противоэрозионной )стойчивостыо почз и грунтов - с другой.

Рассмотрены основные природные и антропогенные факторы формирования стока . наносов на водосборе Дона и Цимлянского юдохранилица.

Одним из основных следствий седиментации в Цимлянском ¡одохранилизе, вытекзкзем из характера водосборной площади, тляатса то. что зодоек слугит областьи взаимодействия местного ¡атериала с принесенными из районов, удаленных на десятки и сотни :иломэтров.

Зазнейпей чертой климата региона для формирования юцественного состава вод является выраяенкаа его сонтинентальнссть с довольно сухой зимой и зарким летом. Резкий ¡ереход от холодного к теплоку периоду года обуславливает быстрое гаяние снеяного покрова, формирование весеннего половодья. ¡опровоадаЕЦЗгося интенсивными эрозийными процессами. Следствием слинатических условий является разрушенность, особенно в взпых >айонах. растительного покрова, способствующая развитии дефляции и ¡розии.

Анализ геолого-геоаорфологических условий и почвенного покрова

- to -

так ze свидетельствуят о слабой противоэрозкпннойустойчивост! сяной части Цимлянского водохранилища,

3 среднем за период условно естественного рощика сток (1281-1951 г,г.) суммарный объек весеннего г.слозодья Смарт-изшь составлял около 78% годового стока реки. Средняя величина годовог речного притока з водохранилища равна 22 куб.км из 29.S куб.км устье, т.е. почти ?52 обгего стока Дона, при том что н водосборнущ площадь приходится 512 всего бассейна. Слой годовог речного стока составляет 86 мм со средний значением для всего Дон 70 *а. До ЗОЯ годового стока приходится на поверхностна соетавлясщу» - основной фактор эрозии, около 20Z - на подземнуа Слой годового речного стока меняется по территории от 150 им

_bvJpmm

сезгрной части водосборгГ^и менее в свных. Боковая приточкость Цимлянское водохранилище характеризуется преиаущестзвнн величинами 20-40 км. Слой склонового стока, менявшийся от 60-70 м в районе выщелоченных черноземов, до 45-50 ми для обнкновенных esüáx черноземов и до 30-40 ма для теннокаотановах почв, нервдн cute средних значений для речного стокй из-за перехвата част спискового стока на пути к реке отрицательная форнааи рельефа.

Гидрологический pes»» на рассмэтразаахай террятору характеризуется не тодъхо бояьзой сезонной, но » йеагодовс изменчивость». Тай. а калозодиый год 3Q2 обеспеченности стой Ям з 2 с лигним раза день» ервднеанэгодетнего.

3 «atToause вргыа речной и особенно склоновай си существенно яраобразоваиа хозяйственно;! деятельности как результат® гидротехнического строительства, водозаборов a c&poct сточцка аод, так й агротехнической и лзеоиелиоратази; керояр'ший.

£ позиций ссойенностей формирования твердого а aoaamcKoi сТсха в tacceüae ¿она uasxo выделить следуете iepj:oaa.

1» Естественных условий (до 10 в.). когда .эрозия была незначительна.

2. Начального земледельческого освоения территории С в основной 18-19 в.в.). херактиризувзийся резкой интенсификацией 'розиопной деятельности. Именно в этот период 8.В.Докучаев и другие известные почвоведы обратили внимание на необходимость остановки бессистемной распавкл земель и уничтовоння лесов.

3. Колхозного земледельческого освоения территории (с 1930-х г.г - до середины 1950-х г.г), приведвего к неоднозначному воздсйствиа на зрозки. Широко прнменявзаяся при этом зяблвзая пахота с одной стороны сниаала склоновый сток, а с другой -ослабляла противозрозионнуп устойчивость почвы.

4. Научно-технической револпцин (с начала 1960-х г.г. - до середина 1980-х г.г.) характеризуется главный образок химизацией народного хозяйства, в т.ч.-зенледглия.

5. Современный период 1с середины 1980—Н г.г.) характеризуется умсньЕекизи • химического пресса на почвы и активизацией при одинаковых климатических условиях эрозии.

Обцнй объел эрозионного материала для водосбора Дона в створе г. Калача-на-Дсн\, оценивается в 20-35 илн.т/год. тогда как твердый сток Дона - величиной на порядок изньпе - 2-3 млн.т/год. С учетом русловой зрозки в саном Дону коэффициент выноса всего бассейна Дона кз долаен зать внве 0.1.

В Табл. 1 представлена структура приходной части седиментационного баланса Цимлянского водохранилища.

Как видно основной привнос вещества (602) осуществляется з результате абразии берегов, ЕЙ в работе било оделено повыаенное внимание.

Проведена статистическая обработка фактических скоростей абразии берегов с момента создания аодохранялиза. Результата

расчетов для ткпоеих участков берегов представлены в табл. 2.

На всех изученных профилях абразионная активность испытывает существенные колебания во времени. На фоне -обаего снижения скорости переработки берегов наблюдаются отдельный ее всплески, сменяющиеся последующим затуханием (рис.1).

Таблица 1

Основные приходные составляющие седиыентационнрго баланса Цнилянсхого водохранилища

Яриходные

1т4т1н

2 р к в и о с

а.пи. тонн

Р. До«

Боковая пейточность

афазия

Атмосферная составляюцаа

2.352 0.438 5,539 0.16?

•33 1 5 60 2

ЬСЕГО

3.008

Таблица Э

Lîacca разминаемого берегового материала Цимлянского водохранилища, rue. тонн

Типовые у ч а с т к и 0 а ктический Про г Н О 3

19531955 гг. 19531900 гг. 19611965 гг. 1S65-1970 гг 19711973 гг. 19751980 гг. *"Î98I- 1980 гг. 19861988 гг.

1. Залив Чирский -Й.Чирский д/о 3412 438 508 249 169 75 368 508

2. г. Циалянск -ст.Хоровевская 1102 1894 1120 1106 541 505 1312 1891

3. Левый берег неаду заливами Красноярский и Чуковский 6583 6006 4204 4841 1784 3227 2698 2062

4. г.Цимлянск - ст. Хороаевская р-н х. Суворовского 701 263 75 12 271 193 321 540

5. Восточные берега Чирской и Центральной акватории 85 360 45 95 14 3 229 324

б. я.Приио'гский 1285 1091 2106 1467 810 218 314 114

Итого: 13233 10712 8058 7770 3509 4221 5242 5439

- H -

.H - •■

$ы:ткчесхнэ данкив - Прогноз

Pac. i Связь ?в2лаь разряаани» барагов с нэаааагжза дрвзня

80ДК

й. -3-- твила айраэяа m лэвон берегу, 2- тейпа ебрезка ка ар аз süeperg ;

5) -Î- Tssns абразив в целой по водохраяагазд. 3 й, 2 Б - средние годовве колебания уровня вода.

Полученные данные подтверздавт концепции Д.П.Финарова (!9?6. 1983) о циклическом развитии абразионных процессов на сущесгзув^нх водохранилищах. Нельзя вместе с тем не заметить, что выявленные колебания - темпов абразии берегов Цимлянского водохранилища харалтеризуптся неодинаковыми трендами даго на смежных участках береговой линии. S связи с этим представляет интерес тезис о постоянном доминировании антропогенного фактора в эволвции берегов.

Катематический закон, отрававщий скорость разруиения берегоз во времени, учитывает интегральный эффект подавляащего больоинства факторов, злкявщих на скоростные характеристики абразии.

йа первых этапах развития Цимлянского водохранилища докинирдвщиа оактором. определявшим основные особенности динаь.:',ки берегов, был фактор изменение уровня воды. 3 дальнейвон стало сказываться влияние ргльефа прибревной зоны и геотектонического разима.

На современном этапе темпы абразии берегов в абсолютном ззраз'внии возрастазт от хвостовой к головной части водохранилища. 3 целом 38 для водоема езегоднне поставки оцениваются в 5.439 адп.т.

Вторая глава посвящена рассмотрении закономерностей седоентации в Цимлянском водохранилище.

Еоступивиий в водохранилище осадочный катериал вовлекается в актнзнцз миграции, сопровогдаиауися гранулометрической дифференциацией. В Табл. 3 дана оценка общего баланса осадочного эечветва в водохранилище с перераспределением его по отдельным плесаа. 3 целой в чаве водохранилища аккумулируется более 90% шстзиазего натериала. т.8. приведенные выве расчеты по заиления водсеяа т всЕшгаяии величины ппизноса остаптся s сила.

Слгаддгазй катерная полнен при анализе скоростей седиментации, 3 цэгез дга квяоена наксимзльно распространены площади с темпа!"/. ссаяетнакоя^еаиЕ от 0.01. г/кв.см до С.20 г/кя.са. Ими яскрыго одело 3SZ эодохрааягжза. Значителен и процент площади с нулегика скоростями (217). На цояг *аксималычх скоростей садимкитаики

Тяйлицэ 3

Баланс осадочного вещества ¿ Цимлянском водохранилище, или.тонн

П л е с и приходные статьи ¡

Р. Дон сиегний плес ебразия боковая приточность эоловая компоненте сукиа аккумуляция вынос

Калачский 2.962 - - 0.014 0.014 2.990 2.252 0.738

Чирский - 0.738 0.688 0.141 0.026 1.59 0.922 0.67

Центральный - 0.670 1.04 0.155 0.068 1.938 1.229 0.709

Приплотинный 0.709 3.707 0.127 " 0.059 4.602 4.413 .0.189

В целой по водохранилищу

9006

9008

(более 2,! г/кз.си) приходится примерно 0.3Z площади водоема (рис.2).

Полученная на основе гранулометричяского анализа карта-схека донннх отлоаений (рис.3) показывает зоны распространения их типов в цело» по водоему и дает возмогность проследить ил распространение от Калачского плеса до Приплотинного. Максимальное развитие здесь получили аелкоалзвритовые и алевритово-гл:«шстые ила и келкозернистые пески.

По результатам проведенных анализоз массы езегодных поставок карбонатного вещества в водоем с абразией достигает 533 ты^.тонн. с взвезенными наносами - 33! тыс.тсчн. с влекомыми наносами р. Дон, боковой яриточностьв водохранилища и эоловыми наносами - 42, 25 и 1S тыс.тоня соотзетстззкно.

3 основном карбонатное вещество донных отлояекий киеэг Зкогеное происхоадениэ. Накопление его связано с деятельностью планктонных. и бентосннх организмов. главным образам,

нояяисхов.

Нкнамелыше значения валовых содержаний карбонатного вещества донных отлоаений составляют 0.5-i.ОХ. максимальнее - свыие 952.

При анализе гидрохимического состава вод и наносов особое зякхание следует обратить на то, что согласно Н.З.Голубовой С 1995) в водоеме происходит прогрессирующая аккумуляция марганца, никеля, кобальта. меди, акнка и свинца. 3 целом, для Цимлянского водохранилища в процентном вырааении аккумуляция тяжелых металлов составляет 84-952 прквнпеа.

Э последнее время дискутируется вопрос о возможности полного iura частичного опупения Цимлянского водохранилища. Анализ показнзает. что многие участки после осушения будут представлять беззйзнзннзе пространства, малопригодные для любого использования, нэ е&гадапцш слабой устойчивостью против эрозии и дефляции. Их рендяътязадая потребует огромных средств. Поэтому вряд ли имеет спася з &ааа£зез время приступать к поденным радикальны» гидрохимически* работам.

Рис. 2 Скорости осадконакоплеиия Г7~л ЗТ--Л2 ^'ЗЗ Е~»4 ВУН5 Т&Ь Ш7 ИВа8

1 - 0.0, 2 - 0.20, 3 - 0.21-0.40, 4 - 0.41-0.60. 5 - 0.60-1.0, * - 1.1-1,5. 7 - 1.6-2.0. 8 - более 2.1 (г/кв.сн)

• о

Рис. 3 Типы доннах оглоаеккЛ

1523! Ей

! - лесок йсжйй: 2 - алеврит к?улный; 3 - алеврит мелкий; 4 - алевритово-глинистнй ил; 5 - гаанастчй ил.

Реальное улучвение как гидрохимической обстановки в Лону и Цимлянском водохранилище, так и состав*донных отлозений. леаит на предотвращении качественного истощения водных ресурсов.

Третья глава посвящена"' оценке влияния Цимлянского гидроузла на вещественный обмен. Н.Дсна.

Как известно, создание Цимлянского водохранилища привело к кардинальным изменениям з водной ромиме Н.Дона и как следствие, к резкому уменьшении твердого стока.

3 современных условиях твердый сток снизился еще более существенно (в 2,3 раза). чем 'отмечали й.И.Бронфман и £.П.Хлебников (1205).

Лроизоили значительные изменения и.в химическом составе вод, наийолйе существенными из которых следует считать изменение состава фосфора и азота, выразиввееся в резком уменьшении доли первого кз них.

С созданием Цимлянского гидроузла произояла одна из крупнейших трансформаций гидрологического реаииа и вещественного состава во." в насей стране. Практически прервалась связь мезду нанософормируащимися процессами, протекавщими в пределах Верхнего и Среднего Дона, с одной стороры, и Нианего Дона, с другой стороны. Подавляющая часть материала Верхнего и Среднего Дона аккумулируется в настоящее время в чаще водохранилища. Создалась ситуация. когда каносэформируЕщие процессы на Н.Дону стали протекать независимо от остальной части реки. По-существу, происходило становление новой экологической систем Н.До.ча, а вкосиг.тема Азовского цоря подверглась существенным и во многом нежелательный изменениям.

Одним из наиболее простых и радикальных способов выправления полощешь некоторым представителям общественности видится полный спуск Цимлянского водохранилища. Не вдаваясь во все аспекты подобного нага (социально - экопоми :еские. водохозяйственные, зодотранспортные), отметим все ге весьма неоднозначные последствия с точки зрения вещественного обмена вод. Достаточно сказать о резкой интенсификации эрозионно-дккумулятивной деятельности на

Н.Дон'/. что несомненно приведет к серь'езнейиии трудностям с зодн:^ транспортом, об ускоренном выносе в море солей тлзелых ипталлпэ, ныне аккумулированных в грунтах Цимлянского р.одохранилкца. Наконец, рассматриваемый заг не даст аелаемых розультатез и потому, что нереально полностьв восстановить первоначальный водны.'? резиа Дона.

Главное ае заключается в качество вод, проблемы с которыми выходят за проблемы, связанные с регулированием гадкого и твердого стока.

Таким образом, наиболее приемлемым в современных ус лоциях язяяэтея адаптационный путь, предлагай;!!?, комплекс сравнительно недорогих природоохранных мероприятий, позволявших несколько улучшить ситуация. 3 к:: числа следует назвать изыскание возможностей частичного приблимения современного гидрографа сток«?, я естественному, в т.ч. некоторого усиленна стока весеннего половодья з результате упорядочения ренима попусков Цимлянского пуфоузла

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. -

Выполненные нсследсЕакип йозволявт прийти к следуваим выводам.

1. Лла рассмотрения вещественного обмена крупного водсома 'чрезвычайно вазен системный подход в выявлении закономерностей формирования твердого и химического стока на Есей водосборной аяозази.

2. Проанализированы природные и хозяйственные угловия формирования эрозии, твердого и химического с:ска на водосборе Доза и Цимлянского водохранилища. Выделены 5 типов антропогенного воздействия на жидкий и твердый сток. Показано, что современный

этад йлагоприатен для развития эрозионных процессов. 3 среднем не

р-

бозез 9.! обпей массы эрозионного материала, фомкрунщегося на склонах, досэпгает Цимлянского водохранилища.

3. Рассчвтгу современный баланс осадочного материала Цпаляасяого 39 долр-зП^лк^а. основными приходным7! составлявшими явлзатса абразпоннга {£021 и сток непосредственно Дона (332). Еаегодные поставки матеркаяз достигая»; величины 9 млн лсип. из

- 22 -

которых £8« аккумулируются s чаще водоема.

4. Темпы переработки берегов во времени снигаются по полиноминальноау закону. с периодами заметного повыаения абразионной активности и ее стабилизации. На первых этапах развития г.одохранилица скорости разруаения берегов определяется в основном колибаниями уровня воды. 3 дальнейшим на нее стало

tfovíKfpp ч^

сказываться влияние геоморфологическогоТаволвция водохранилища, вероятнее всего, будет происходить на фоне усиливавшейся абразии лезобереаья и смещения береговой линии водоема к востоку.

5. Докные отломениа. приуроченные к зонам размыва, представлены тем ае вещественным составом, что и берега. Наиболее распространенны!:', типами грунтов является мелкоалевритозые 138%), алеврятозо-глгнистыр (28%) илы и мелкозернистые пески (25%).

S. Изучены закономерности распространения основных типов донных отлозеннй по площади багсейна седиментации. Составлена карта-схема.

?. Рассчитаны скорости осадконакопления и составлен« карта-схема их распространения по водохранилищу.

Средняя скорость равна 0.4 г/кв.см. Максимальные типы осадконакопления зарегистрированы в Калачском плесе (1.7 г/кв.см). Наибольвзе распространенно получили площади с • темпами осадконакопления от 0.01 г/кв.см до 0.20 г/кв.см. Ими покрыто до 33% водохранилища.

Й. Сортированность осадков возрастает от верхних плесов к плотине. 3 целом грунты плохо сортированы. До 4U% осадочного вещества водоема представлено глинистой фракцией. ¿ крупных Фракциях значительная часть составляет обломочный раковинный <карбонатный) материал.

а. Изучено карбонатное вещество составлявщих баланса осадочного материала. Оно представлено тремя типами: терригенными, хеыогенным и биогенным. Показано, что карбонатное вещество имеет в основном биогенное происхогдение. Аккумуляция карбонатного материала слабо связана с гидродинамикой водных масс, о чем £г.1!дстем1ьстг.;:кт отсутствие коррелятивных связей с гранулометрией

грантов. Определяющий роль в карбонатонакоплеяии играют гидробионты. Соетавлеяа -карта-схема распространения карбонатных отлозений и выделены основные закономерности в их распространении по площади бассейна седиментации.

10. Анализ всего материала свидетельствует о том. что с созданием Цимлянского гидроузла произовла одна из крупнейних трансформаций гидрологического ренина и вещественного состава вод в навей стране.

11. Рассмотровние вопроса о возмоаном осушении Цимлянского водохранилища свидетельствует о нецелесообразности в настоящее время такого вага с позиций возмоаных изменений вещественного обмена вод на Н.Дону и в Азовском морэ. Радикальное улучпение экологической ситуации возмоано ливь при резком снияении объемов загрязняющих веществ, сбрасываемых в ' реки и водоемы. Но лвбые недорогие природоохранные мероприятия могут принести ощутимуя пользу. Обоснование подобных мероприятий применительно к современным условиям представляется одной из наиболее актуальных задач дальнейвих исследований в области вещественного обмена в гидрологических процессах.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Формирование • нового профиля Н.Дона в условиях прогрессирующего антропогенеза, (в соавторстве с 0.А.Бессоновыи, М.Н.Грнвнным). «..ВИНИТИ. 1986. 5с.

2. Некоторые гидрохимические и геохимические показатели Н.Дона на современном этапе (в соавторстве ^ 0.Р..Бессоновым. Н.Н.Гтшвиннм. И.З.Черныиевой). ¡¿..ВИНИТИ, 1ЭЬ8. 11 с.

3. Влияние переработки берегов Цимлянского водохранилища на его экологическое состояние (в соавторстве с 0.А Бессоновым). //Веесоазиая научн. хонф. молодых ученых и специалистов" Оценка состояния, охрана я рациональное использование биологических ресурсов водные экосистем в условиях антропогенного воздействия". Тез.докл. Ростов-ка-Довд. 1SJ0. с. 72-73.

4. Зягянве темпов переработки берегов Цимлянского водохраналича на размецение ценозов ¿рейссгны. //б~я Ростовская

облает. научн.- практ. школа-семинар "Механизмы адаптации кивдтных и растений к экстремальным факторам среды". Тез.докл. Ростоз-на-Дону, 1990. Т. 1.С., 128-129.

5. Об особенностях формирования литвлого-геохимической зональности в водохранилищах ( в соавторстве в О.Й. Бессоновым, Н.В. Голубовой // Всесоизная конф.'Теохимический техногенез". Тез. докл. Нинск. 1991, с. 29-30.

5. Биогеохимичзский цикл тяяелых металлов в экосистеме Нижнего Дока ( в соавторстве с О.Й.Бессоновым, С.й.Беловой. Зодолазкиным, Л.В.Ломакиной, С.Г.Кикиной, Н.Ф.Рыльковрй, Й.П.Садчиковым. О.Й.Трофимчук, Л.Н.Чердынцевой, И.В.Чернызево^). Ростов-на-Дону; РГЙ, 1991, 112 с.

7. Влияние переработки берегов Цимлянского водохранилища яз состояние пруда-охладителя Ростовской АЗС. // ^государственная конф. Инаенерная география, йнаенерно-геоморфологические аспекты. Тез. докл. Вологда, 1993, с. 60.

8. Осадконакопление в Цимлянском водохранилище как показатель его экологического состояния. // Региональная научно.-практ.конф, "В.И.Вернадский: история и современность". Тез.докл. Ростов-на-Дону. 1993, с.33-38.

9. Донные отлокения Цимлянского водохранилища в условиях антропогенеза( в соавторстве с Н.В.Голубовой). //Гидрохимические материалы С-Пб.:Гидрометиздат, 1994. Т.113, с.44-49. •

10. Динамика переформирования- берегов Цимлянского-водохранилища (в соавторстве с С.А.Бессоновым. П.Ф.Ёолодкиныи).// Водный ресурсы. Наука. 1994. Т.21. N 2. С.2'8-224. ;

11. Роль и место геоморфологического фактора'в береговых процессах Цимлянского водохранилища.// Тезисы докладов Международной конференции по инкенерной географии. С-Пб.,1995, с.51-52.