Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Влияние антропогенных факторов на гидрологический режим Нижнего Амура
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Влияние антропогенных факторов на гидрологический режим Нижнего Амура"
На правах рукописи
Ким Владимир Ильич
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ НИЖНЕГО АМУРА
/
25.00.36 - геоэкология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Хабаровск-2005
Работа выполнена в лаборатории гидрологии Института водных и экологических проблем ДВО РАН
Научный руководитель доктор географических наук
Махинов Алексей Николаевич
Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук, профессор
Ведущая организация Дальневосточный государственный университет, г Владивосток
диссертационного совета ДР 005 019 01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте водных и экологических проблем ДВО РАН по адресу 680000, г Хабаровск, ул Ким Ю Чена, 65, факс (4212)32-57-55
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института водных и экологических проблем ДВО РАН
Подгорная Татьяна Ивановна, кандидат географических наук Гарцман Борис Ильич
Защита состоится
часов на заседании
Автореферат разослан
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук
М X Ахтямов
-¿Гт
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Закономерности формирования и прохождения стока крупных рек весьма сложны и определяются множеством внешних факторов как природного, так и техногенного происхождения. Река Амур является одной из 10 крупнейших рек мира (Апполов, 1951, Гинко, 1965, Гидрологическая изученность, 1966, Мировой..., 1974, Estimation..., 1989). Среди российских рек Амур занимает третье место по длине и четвертое по площади водосбора и водности, уступая лишь Енисею, Оби, Лене (Ресурсы..., 1966, 1970).
В бассейне реки Амур в настоящее время проживает около 100 млн. человек (из них основная часть на территории КНР). Крупные российские города - Благовещенск, Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре расположены непосредственно на берегах этой реки. Именно вблизи крупных городов Амур испытывает разнообразные воздействия, связанные с необходимостью решения водохозяйственных проблем. Различные гидротехнические сооружения (плотины ГЭС, дамбы, запруды, набережные и т.п.), русловыправи-тельные и дноуглубительные работы, добыча строительных материалов со дна реки оказывают существенные влияния на ее водный режим и динамику русловых процессов (Калинин, 1968, Ермолина, Калинин, 1975, Клиге, 1980, 1982, Львович, 1982, 1986, Беркович, Чалов, Чернов, 2000). Особенно сильным изменениям подвержены участки разветвленных русел, что обусловлено перераспределением стока между рукавами. В результате происходит расширение одних и отмирание других рукавов. Это часто приводит к значительным сложностям в эксплуатации портов, водозаборов, затонов и других объектов, расположенных в русле и на берегах реки.
В бассейне реки с 1975 года существует Зейская ГЭС, в 2003 году началась эксплуатация Бурейской ГЭС. В бассейне р. Сунгари, самого крупного притока Амура, введен в строй комплекс гидротехнических сооружений, включающий в себя водохранилища различного назначения (Фыньманское, Пайшаньское и др) (Северо-Восточный Китай, 1989, Ганзей, 2004), распаханы значительные площади, являющиеся источником поступления взвешенных наносов в реки. Хозяйственная деятельность всех пограничных стран (Россия, КНР, МНР) оказывает влияние на формирование стока, прохождение паводков и качество воды в р. Амур.
Достоверная оценка влияния хозяйственной деятельности на гидрологический режим реки позволит не только более рационально использовать природные ресурсы ее бассейна, но и разработать мероприятия по ограничению антропогенного воздействия на экосистемы реки и прилегающих к ней территорий.
Цель и задачи исследования. Цель работы - исследование изменений гидрологического режима р Амур в нижнем течении под влиянием хозяйст-
венной деятельности.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи
1) определение природных условий формирования стока р Амур и водного режима поймы;
2) оценка влияния Зейской ГЭС на гидрологический режим р
Амур,
3) выявление последствий разработки месторождений песка и гравия в русле р Амур;
4) оценка особенностей перераспределения стока воды между рукавами в пойменных расширениях,
5) анализ изменений мутности воды и стока наносов под влиянием хозяйственной деятельности в бассейне реки;
Объект исследования. Объектом исследования является русловая система Нижнего Амура - от устья р Уссури до лимана Природные условия этой части бассейна крайне разнообразны Этот участок реки Амур протяженностью почти 1000 км представляет замыкающую часть водосбора реки, и в его пределах проявляются результаты антропогенного воздействия всего бассейна реки.
Материалы исследований и личный вклад. Работа выполнялась в лаборатории гидрологии в 1982-2003 гг по плановым (№ Гос регист 01 200 1 17937, № Гос регист 01 9 700102242 и др ) и хоздоговорным темам (Государственный контракт «Оценка влияния крупных населенных пунктов на участке от г Благовещенска до г Комсомольска-на-Амуре на качество воды р Амур» и др ), связанным с исследованием динамики экосистем бассейна р Амур под влиянием природных и антропогенных факторов в лаборатории гидрологии под руководством д гн АН Махинова Использовались также фондовые материалы Дальгидромета Автор являлся руководителем экспедиционных работ на Среднем и Нижнем Амуре, в результате которых собран фактический материал, положенный в основу диссертационного исследования.
Научная новизна.
1 Уточнены границы основных областей формирования стока р Амур и дана оценка их влияния на водный режим в нижнем течении реки
2 Впервые дана характеристика водного режима пойменных массивов и проведена типизация затопления различных участков поймы
3 Оценено перераспределение стока по рукавам р Амур в пойменных расширениях в различные фазы водного режима
4 Установлено влияние русловых карьеров на изменение стока и морфологию основного русла р Амур в условиях направленной аккумуляции наносов в долине
5 Выявлены закономерности в распределении мутности воды и стока наносов на многорукавных участках реки при наличии крупных притоков
ЩЛ
Защищаемые положения.
1 Перераспределение стока воды между рукавами р Амур на широкопойменных участках наиболее интенсивно происходит при многофакторном воздействии на русло реки в окрестностях крупных городов
2. Эксплуатация Зейского водохранилища привела к снижению высших отметок уровней воды на участке Нижнего Амура от г Хабаровска до с. Богородское В зимнюю межень наблюдается устойчивое повышение минимальных уровней воды, а сток воды увеличивается в несколько раз Увеличение зимнего стока Амура приводит к уменьшению концентрации растворенных и взвешенных веществ в воде, а также вызывает активизацию эрозионных процессов на многорукавных участках.
3 Разработка русловых месторождений песка и гравия приводит к локальному размыву берегов и увеличению мутности воды ниже разрабатываемого карьера. Объем добычи песчано-гравийных смесей на Нижнем Амуре не должен превышать суммарный объем избыточной аккумуляции в русле и стока влекомых наносов.
4. Условия затопления пойменных массивов определяются морфологическими особенностями их поверхности Снижение доли летнего стока обусловливает уменьшение обводненности поймы
Практическая значимость работы. Уточнение границ основных областей формирования стока позволяет прогнозировать величину и сроки прохождения паводков на Нижнем Амуре, условия изменения качественного состава воды с достаточной заблаговременностью Определение основных типов затопления пойменных массивов Нижнего Амура и оценка перераспределения стока по основных протокам в различные фазы водного режима обеспечит повышение эффективности использования пойменных земель.
Выявленные основные виды хозяйственной деятельности, оказывающие влияние на гидрологический режим, позволяют дать оценку экологической напряженности на различных участках реки и предложить меры по ее снижению.
Материалы исследований использовались Амурским речным пароходством, Хабаровским и Комсомольским речными портами, Комитетом по экологии Хабаровского края, Правительством Хабаровского края, Институтом "Ленгипроречтранс", Приамурским географическим обществом, Амурским бассейновым водным управлением Результаты работ были использованы при составлении карты "Рельеф и затопление поймы" на карте "Хабаровск и его окрестности", карты "Поверхностные воды" в атласе Хабаровского края и серии карт природных ресурсов, населения и хозяйства Хабаровского края.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на УНТ совещании географов Сибири и Дальнего Востока "Роль географии в ускорении научно-технического прогресса" (Иркутск, 1986), 3-й научной конференции по проблемам водных ресурсов ДВЭР и Забайкалья (Владивосток,
1988), Советско-Китайском симпозиуме "Геология и экология бассейна реки Амур" (Благовещенск, 1989), Вторых чтениях им Г.И Невельского (Хабаровск, 1990), Всесоюзном совещании "Проблемы рационального освоения минеральных ресурсов" (Хабаровск, 1991), Международной научной экологической конференции "Амур на рубеже веков" (Хабаровск, 1999), Международной научной экологической конференции "Регионы нового освоения' состояние, потенциал, перспективы в начале XXI века" (Хабаровск, 2002), Международной конференции "Научные основы сохранения водосборных бассейнов междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами" (Улан-Удэ, 2004)
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 20 работ Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 133 наименования Диссертация изложена на 153 страницах, содержит 13 таблиц и 43 рисунка.
Автор выражает глубокую признательность дг н АН Махинову, д г н, профессору Р К Клиге, к г н А Ф Мандычу, д г н, профессору А С Федоровскому, д г н, профессору К П Березникову, д г н, профессору Р С Чалову за ценные советы и помощь в осуществлении данной работы, а также сотрудникам ИВЭП ДВО РАН, участвовавшим в совместных полевых исследованиях
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА I ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА Бассейн Амура представляет собой крупную природную систему, состоящую из множества речных бассейнов более низкого порядка, расположенных в различных природно-климатических зонах Большая площадь водосбора, особенности его формы и наличие крупных притоков в различных частях бассейна, наряду со специфическими особенностями выпадения осадков (локальность и большая интенсивность), являются причиной существования нескольких областей формирования стока В пределах этих областей находятся крупные речные бассейны, гидрологический режим которых в значительной степени отличается друг от друга Характер формирования и прохождения паводков в их пределах полностью зависят от водного режима этих территорий Вместе с тем, очень большое значение имеют сроки прохождения паводков в рассматриваемых областях Самые катастрофические наводнения на р Амур наблюдаются в те годы, когда паводки низкой обеспеченности проходят в один и тот же период во всех областях формирования стока Все эти факторы, а также особенности строения долины реки определяют своеобразие ее водного режима
В настоящее время достаточно подробно исследован вопрос о движении паводочной волны (Калинин, Милюков, 1958, Нежиховский, 1971, Аполлов, Калинин, Комаров, 1974) Однако для р Амур, характеризующейся сложным
механизмом распластывания паводочной волны этот вопрос недостаточно изучен В каждом конкретном случае движение волны паводка определяют многие факторы, к числу которых относятся и особенности строения долины Этот фактор имеет существенное значение для нижнего течения р Амур, поскольку строение долины на этом участке отличается сложностью и резкими изменениями ее морфологических типов
Таким образом, особенности строения долины Амура, проявляющиеся в чередовании сужений и расширений, существенно влияют на распластывание паводочной волны Колебания уровней воды и изменение скоростей прохождения пиков паводков на отдельных участках долины Амура неодинаковы и по-разному отражаются на режиме затопления поймы, обусловливая ее экологическое разнообразие
ГЛАВА II ВЛИЯНИЕ ЗЕЙСКОЙ ГЭС НА ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ Р. АМУР
Расположенные в бассейне р Амур водохранилища вносят существенные изменения в гидрологический, гидрохимический и гидробиологический режимы рек Сунгари, Зея и Амур (Мордовии, Петров, Шестеркин, 1997) В бассейне р Сунгари находится в эксплуатации Фыньманская ГЭС, построенная в 1955 г выше г Гирин Водохранилище имеет длину 170 км, площадь поверхности 550 км2 и объем 10,8 км3 С 1975 г началась эксплуатация Зей-ской ГЭС По классификации Авакяна А Б и Шарапова В А (1977) Зейское водохранилище относится к крупнейшим по полному объему, очень крупным по площади водного зеркала и является глубоким Среди водохранилищ России Зейское (68,4 км3) занимает третье место по полному объему (Братское -169,3 км3, Красноярское - 73,3 км3) Подпор от плотины распространяется на 225 км (выше с Бомнак) при нормальном подпорном уровне (НПУ), равном 315,0 м над уровнем моря Зона переменного подпора имеет протяженность около 25 км Протяженность береговой линии водохранилища составляет около 1900 км Средняя глубина водохранилища 38 м, максимальная - 97 м В пределах площади бассейна реки, ограниченной створом ГЭС, формируется 35-40 % стока всей р Зея В течение 1975-85 гг водохранилище аккумулировало весенние снего-дождевые и летние дождевые паводки (Ефремова, 1991)
Заметное влияние Зейской ГЭС на водный режим и внутригодовое распределение стока рек Амура и Зеи сказывается с осени 1975 года. С 1975 по 1980 гг при последовательном введении в эксплуатацию агрегатов Зейской ГЭС в холодный период года постепенно увеличивались сбросы воды в нижний бьеф В естественных условиях расходы воды зимней межени на р Зея составляли около 50 м3/с, после начала эксплуатации водохранилища они увеличились в 20-25 раз Средние годовые расходы воды составили 800 - 1000 м3/с, а зимние стали достигать 1200 м3/с в связи с увеличением сброса воды в нижний бьеф в зимний период
' После зарегулирования бассейна р Зея амплитуда колебания уровней воды снизилась до 1,5-2,0 м При этом абсолютные значения расходов воды в зимний период превышают летние Произошло существенное перераспределение стока внутри года, оказавшее влияние на водный режим реки Амур на всем ее протяжении вплоть до устья Соответственно изменился водный режим р Амур в среднем и нижнем течениях (рис. 1).
Рис 1 Совмещенный график колебаний характерных уровней воды до и после начала эксплуатации Зейской ГЭС на р Амур
После начала эксплуатации Зейской ГЭС средняя годовая амплитуда колебаний уровней воды Снизилась от 1,75 м у с Нагибово до 0,98 м у г Хабаровска и 0,63 м у с Богородское, а у г Николаевска-на-Амуре практически не изменилась Максимальных величин снижение амплитуды колебаний достигает в сужениях русла в пределах хр. Малый Хинган 1,77 м у с Пашково, 2,25 м у с Помпеевка, 1,22 м в районе Комсомольско-Киселевского сужения
Наблюдаемое снижение высших отметок уровней воды составляет 0,86 м у г Благовещенска, 0,60 м у г Хабаровска и 0,47 м у с Богородское В низовьях Амура оно уже не отмечается Произошло повышение средних минимальных уровней воды зимней межени На Среднем Амуре повышение составляет 0,5-1,0 м, за исключением участка Малого Хингана, где оно достигает 1,24 м В приустьевой части Амура повышение уровней воды зимой незначительное - 0,11 м.
В результате зарегулирования части бассейна изменился режим внутри-годового распределения стока воды в реке Амур С одной стороны, на максимальных расходах воды в р Амур влияние строительства Зейской ГЭС отразилось в меньшей степени, поскольку в бассейне Амура выделяется несколько областей формирования паводков и сочетание их водности определяет максимальный сток в р Амур Но с другой стороны, в условиях зимней межени, когда питание реки определяется только грунтовыми водами, увеличение стока р Зеи за счет сработки водохранилища в зимний период с 50 м3/с до 900-1200 м3/с привело к существенному увеличению расходов воды зимней межени Наименьший расход воды в зимний период до 1975 г в р. Амур по г Комсомольск-на-Амуре составлял 374 м3/с. Среднемесячные расходы воды самого лимитирующего месяца - марта не превышали 880 м3/с. После начала эксплуатации Зейской ГЭС среднемесячные расходы воды в марте увеличились почти в два раза и составили 1600м3/с(К им, 1999).
Таким образом, несмотря на то, что для водосбора Амура зарегулированная Зейским гидроузлом площадь составляет 4,5 %, его влияние на сток реки существенно, особенно во время зимней межени
ГЛАВА III ВЛИЯНИЕ РАЗРАБОТКИ РУСЛОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ВОДНЫЙ РЕЖИМ Р. АМУР
Добыча нерудных строительных материалов регулярно осуществляется на многих реках мира На Амуре она ведется с конца 40-х годов прошлого столетия, и в отдельные годы достигала 18 млн. тонн. В настоящее время на Нижнем Амуре разведано 27 месторождений с общими запасами более 400 млн. тонн По длине реки они расположены неравномерно, в основном группируясь в окрестностях крупных городов.
Были детально изучены последствия разработок 9 месторождений, расположенных в разных частях долины Амура - от г Хабаровска до г. Николаевска-на-Амуре, в различные фазы водного режима с целью определения влияния разработки русловых месторождений песчано-гравийных смесей (ПГС) на состояние водных и пойменных экосистем Показано, что добыча ПГС оказывает незначительное локальное влияние на гидрохимический режим и изменение гидробиологических показателей в русле реки.
Современная динамика р Амур характеризуется преобладанием процессов аккумуляции над глубинной эрозией на всем протяжении реки в нижнем течении (Махинов, 1999) Поэтому посадка уровней воды в реке вследствие разработки русловых карьеров не отмечается, как это происходит на многих реках страны и мира, на которых ведется добыча песчано-гравийных отложений (Томь, Обь, Днестр, Рейн и др.) Большинство карьеров в главном русле Амура полностью заполняются наносами в течение 1-2 лет Карьеры, расположенные в узких рукавах реки на участках пойменных расширений, сохраняются более длительное время. Глубокие ямы на дне существуют 3-4 года, а
ниже и выше их наблюдается локальный размыв речного дна (Ким, Махинов, 1997).
Ниже работающих земснарядов образуется шлейф мутной воды Его размеры изменяются в зависимости от состава грунта, фазы водного режима реки, рельефа речного дна и типа механических устройств, используемых при добыче песка и гравия Основная доля взвешенных веществ, образующихся в процессе разработки русловых месторождений, накапливается в непосредственной близости от самого месторождения на расстоянии не более 1,0 км.
Были выполнены расчеты протяженности зоны повышенной мутности воды при проектируемой добыче ПГС на месторождении «Гусиные острова». При этом расчет осаждения частиц в воде был выполнен в двух вариантах согласно "Рекомендаций по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов" (1988) и по методике А.Б. Клавена (1982). В итоге были получены очень близкие результаты. Зона повышенной мутности воды согласно расчетам не превышает 500 м
В долине Нижнего Амура наряду с русловыми выявлено и разведано несколько крупных пойменных месторождений ПГС. Пойменная фация отложений состоит преимущественно из тонкого по составу материала с преобладанием глинистых частиц. Вследствие этого, разработка карьеров в пойме реки окажет существенное влияние на пойменные экосистемы, нарушив устойчивое их состояние на значительной площади
Объем добычи ПГС на Нижнем Амуре, не приводящий к существенному изменению водного режима реки и динамики русловых процессов, не должен превышать суммарный объем избыточной аккумуляции в русле и сток влекомых наносов, оцениваемых для Нижнего Амура величиной около 12 млн. тонн в год. При этом добычу ПГС необходимо рассредоточить на нескольких удаленных друг от друга месторождениях.
ГЛАВА IV ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА МЕЖДУ РУКАВАМИ
НА ШИРОКОПОЙМЕННЫХ УЧАСТКАХ Р. АМУР Соотношение стока между рукавами р Амур особенно неустойчиво в пределах равнинных территорий, где долина имеет широкую пойму, а русло характеризуется многорукавностью. Даже небольшое влияние хозяйственной деятельности приводит к нарушению существующего равновесия и перераспределению стока Пойменные массивы подвержены интенсивному воздействию эрозионно-аккумулятивных процессов. Вследствие боковых смещений русла, формирования присоединяющихся к пойменным островам побочней и кос, меандрирования второстепенных рукавов, аккумуляции наносов на прирусловых валах, рельеф поймы отличается большим разнообразием Все это обусловливает сложную картину перераспределения стока.
Участок долины р. Амур от г Хабаровска до устья характеризуется чередованием сужений и пойменных расширений, в которых русло разбивается
и
на множество проток различной конфигурации и размеров. В работе детально исследовано три участка реки в пределах широкопойменных расширений
Первое пойменное расширение начинается от истока протоки Казакеви-чева и заканчивается в районе Хабаровского моста Амур на этом участке характеризуется широкой поймой (максимальная ширина составляет 20 км), в пределах которой сформировалось многорукавное русло и большое количество островов, крупнейшими из которых являются Тарабаров, Большой Уссурийский, Кабельный и Дачный. Из рукавов Амура наиболее значительны: главное русло реки, протоки Казакевичева, ниже впадения Уссури имеющая название Амурская, Пемзенская и Бешеная. Сеть рукавов р. Амур этого расширения носит название Хабаровский водный узел
Между устьем р Анюй и с МаЛмыж расположено еще одно пойменное расширение протяженностью более 70 км, достигающее максимальной ширины более 30 км Оно состоит из большого количества пойменных островов и массивов, изрезанных десятками проток, заливов, озер Среди них можно выделить три основных рукава, по которым происходит перераспределение основного объема стока протоки Эморон, Кафа и основное русло р. Амур Распределение стока в этом пойменном расширении неравномерное и в большой степени зависит от фазы водного режима.
От с Киселевки начинается Удыль-Кизинская низменность, протянувшаяся почти на 200 км до с Богородское Ширина пойменного расширения достигает 20 км Ниже с. Софийского выделяются два основных параллельных рукава, длина которых около 90 км, и множество небольших проток
По данным измерений расходов воды в разные фазы водного режима было оценено перераспределение стока между основным руслом и протоками Амура в пределах Хабаровского водного узла. На этом участке перераспределение стока имеет очень сложный характер в результате непрерывных русловых деформаций различной направленности.
Доля стока в Амурской протоке снижается в период зимней межени до 5 %, увеличиваясь до 37,5 % при повышении уровней воды (таблица 1).
Основная часть стока р Амур у г. Хабаровска в период зимней межени проходит по протоке Пемзенской (до 60 %) При повышении уровней воды доля стока в ней снижается, и расходы воды становятся меньше, чем в основном русле Это объясняется более значительным увеличением глубин в основном русле р Амур при подъеме уровней воды. Доля стока в протоке Бешеной практически не изменяется В многолетнем режиме пропускная способность протоки Пемзенской продолжает увеличиваться, особенно в период ледостава
Сравнительный анализ профилей поперечного сечения проток Пемзенской и Бешеной за 1992, 1999 и 2000 гг показывает, что русловые деформации в протоке Бешеной практически стабилизировались В протоке Пемзенской в настоящее время увеличение глубин не наблюдается, а происходит увеличение ее ширины за счет интенсивного размыва берегов. Причем
разрушение берегов происходит не только во время прохождения паводков, но и в период ледостава Зимой площадь живого сечения в основном русле резко сокращается за счет незначительных глубин и зашугованности, в результате чего резко возрастают скорости течения воды, приводящие к размыву берегов и образованию обширных незамерзающих полыней
В самом крупном пойменном расширении Среднеамурской низменности, расположенном между устьем р. Анюй и с Малмыж, выделяются три основных рукава, по которым происходит перераспределение стока Сток воды в этом пойменном расширении распределяется неравномерно Основная часть стока проходит по главному руслу р Амур (45,5 %) В протоке Ка-фа проходит в два раза больше стока (35,0 %), чем в протоке Эморон (18,7 %) Но это соотношение изменяется в другие фазы водного режима (табл 1) Направленность русловых процессов на современном этапе такова, что в районе истока протоки Эморон происходит интенсивная аккумуляция наносов Здесь уже образовался остров, закрепленный ивовой растительностью, и несколько высоких песчаных кос, которые обнажаются при падении уровней воды в р. Амур. При снижении уровней воды сток по протоке Эморон уменьшается до минимальных значений, а в период зимней межени может прекращаться совсем При прохождении паводков доля стока протоки Эморон увеличивается до 23 % Сток в протоке Кафа более стабилен
В Удыль-Кизинском расширении в протоке Старый Амур расход воды в летнюю межень составляет 66,2% В протоке Малый Амур измеренный расход воды совсем невелик и равен 0,63%, а сток в протоке Мариин-ской - 28,7%. Картина распределения стока в Удыль-Кизинском расширении существенным образом отличается от распределения стока в Средне-амурской низменности, что объясняется разной степенью устойчивости русел в этих расширениях.
При прохождении паводков и увеличении расходов воды картина перераспределения стока изменяется Например, при прохождении паводка невысокой обеспеченности (20600 м3/с) доля стока в протоке Малый Амур составила почти 6%, в Мариинской протоке увеличилась до 41,7 %, а в протоке Старый Амур сократилась до 52,3 % (табл 1)
Таким образом, при меженных уровнях воды в широкопойменных расширениях основная часть стока проходит по главным руслам При подъеме уровней воды в реке увеличивается пропускная способность второстепенных проток, и доля стока в них возрастает, приближаясь по абсолютным значениям со стоком воды в главных рукавах пойменных расширений Например, сток в Мариинской протоке Удыль-Кизинского расширения достигает 42 %, а суммарный сток в протоках Кафа и Эморон Анюй-Малмыжского расширения превышает расход воды главного русла.
ГЛАВА V. МУТНОСТЬ ВОДЫ И СТОК НАНОСОВ Сток наносов реки определяется ее гидрологическим режимом, а также строением рельефа, климатом, свойствами почв и подстилающих пород, степенью заболоченности, характером растительности и особенностями антропогенной деятельности в бассейне Сочетание этих условий определяет в целом небольшую мутность рек бассейна Амура Однако постоянно накапливающийся на склонах, в пойме, а также в пределах русла тонкообломочный материал во время сильных ливней в огромном количестве поступает в русло, в результате чего некоторые горные реки в этот период напоминают селевые потоки
В 80-90-х годах прошлого столетия в бассейне Амура отмечался рост хозяйственного освоения обширных территорий в северо-восточном Китае Эти обстоятельства способствует усилению эрозии на малых реках и аккумуляции взвешенного вещества в руслах крупных рек
Систематические наблюдения за твердым стоком р Амур производятся в трех пунктах г Хабаровске, г Комсомольске-на-Амуре и с. Богородском. Среднее годовое количество наносов у г Хабаровска составляет 24 млн. т (средний расход взвешенных наносов 760 кг/с) Наибольшее количество взвешенного вещества (47 млн т) было вынесено в 1956 и 1960 гг, наименьшее (6,3 млн т)~в 1979 году (Многолетние . ., 1986)
Анализ динамики колебаний стока взвешенных наносов показывает его значительную изменчивость во времени Это обусловлено тем, что во время прохождения паводков, сопровождающихся высокими подъемами уровней воды, размыву подвергаются тонкие по составу пойменные отложения. И наоборот в годы низкой водности Амура содержание взвешенных веществ в воде невелико Водная эрозия интенсивно проявляется в теплый период времени В весенне-летний период (апрель-сентябрь) величина твердого стока составляет 87 % годового объема, а в отдельные годы достигает 91 %.
Изменение стока наносов во времени по постам г Хабаровск и г Комсомольск-на-Амуре аналогичное, однако амплитуда колебаний в г Комсомольске-на-Амуре несколько меньше, что связано с регулирующей ролью поймы между этими городами Вместе с тем повышенные по сравнению с меженью расходы воды невысоких паводков приводят к размыву берегов и поступлению в русло тонкого, преимущественно суглинистого материала, слагающего пойму Поэтому в маловодные 1974-1980 годы у г Комсомольск-на-Амуре сток наносов был больше, чем в районе г Хабаровска
Среднегодовое количество наносов р Амур в створе Комсомольска-на-Амуре составляет 19 млн т, т е на 5 млн. т меньше, чем у г Хабаровска Максимальная их величина (27 млн т) наблюдалась в 1964 году, минимальная (9 млн т) - в 1979 г
Среднегодовой сток наносов р Амур у с Богородское (230 км выше устья) составляет 19,5 млн т, а максимальный (32 млн. т в 1972 году) превышает минимальный (9 млн т в 1976 году) в 3,6 раза
Таблица 1
№ Дата Река - пункт Средняя скорость, м/с Площадь живого сечения, м2 Средняя мутность, г/м3 Расход взвешенных наносов, кг/с Расход воды, м3/с Доля стока, %
Хабаровский водный узел (зимняя межень)
1. 18.03.01 р Амур - с Нижнеспасское 0,63 3253 4,7 9,64 2048,1 100
2 22 03 01 пр Пемзенская - исток 0,67 1427 6,3 6,03 957,1 46,7
3. 22.03 01 пр. Бешеная - исток 0,42 301 5,9 0,74 124,8 6,1
4 23.03 01 р Амур - 5 створы 0,59 1412 8,3 6,84 828,6 40,5
5. 21.03 01 пр Амурская-переправа 0,10 949 4,3 0,4 94,6 4,6
Хабаровский водный узел (летняя межень)
6 10.07 01 пр. Пемзенская - исток 1,02 1741 15,1 26,73 1773,7 32,6
7 10.07 01 пр Бешеная - исток 0,77 571 22,2 9,69 437,2 8?0
8 11.07.01 р Амур - 5 створы 0,73 2958 15,7 34,02 2160,7 39,7
9. 11.07 01 пр Чумная - п Уссурийский 0,73 482 23,0 8,11 352,8 6,5
10 11.07 01 пр. Амурская - устье 0,51 1421 10,0 7Д9 719,0 13,2
Хабаровский водный узел (паводок)
11. 20.08 00 р Амур - о. Ромашкин 0,98 10218 60,2 603,15 10021,9 62,6
12. 19.08 00 пр. Пемзенская - исток 1,23 3560 33,3 146,04 4386,3 27,4
13. 19.08 00 пр. Бешеная - исток 0,79 1759 45,7 63,39 1386,1 8,7
14. 18.08 00 пр. Амурская - устье 6000,5 37,5
15. 21 08 00 Р Амур - Хабаровск 16000,0 100
продолжение таблицы 1
Анюйско-Малмыжское расширение (летняя межень)___
16 21 07 01 пр Эморон-исток 0,70 2637 24,1 44,73 1854,0 18,7
17 22 07 01 пр. Кафа - исток 0,92 3775 25,6 88,74 3468,1 35,0
18 22.07 01 р. Амур - с Славянка 0,90 4985 16,7 75,04 4506,2 45,5
19. 27.07 01 р Амур - г. Комсомольск-на-Амуре 0,91 10879 26,3 260,5 9907,0 100
Анюйско-Малмыжское расширение (паводок)
20 03 08.97 р Амур - о Магнитный 0,89 13352 62,9 750,54 11929 100
21 04.08.97 пр Эморон-исток 0,95 2985 64,7 184,25 2849 23,9
22 06 08 97 пр. Кафа - исток 0,93 3490 63,1 203,87 3232 27,1
Удыль-Кизинское расширение (летняя межень)
23 02.08 01 пр Ст Амур-с Дуди 0,92 8217 19,5 146,63 7532,2 66,2
24 03 08 01 пр. Мариинская - урочище Май 0,73 4456 16,4 53,45 3262,5 28,7
25 03.08 01 пр М Амур - исток 0,54 133 - - 71,6 0,63
26 05 08 01 Р. Амур - с Н. Гавань 0,64 17657 13,8 156,55 11374,3 100
Удыль-Кизинское расширение (паводок)
27 20 08.94 пр Мариинская - урочище Май 0,98 8765 - - 8610,36 41,7
28. 21 08 94 пр М Амур - исток 0,70 1770 - - 1233,26 5,98
29. 22 08 94 пр Ст. Амур - с Дуди 1,09 9899 - - 10791,41 52,3
30 24 08 94 р. Амур - с. Н. Гавань 0,92 22401 - - 20636,49 100
Средняя мутность воды в р Амур у г Хабаровска составляет 94 г/м3, максимальная - 400 г/м3, в районе г Комсомольска-на-Амуре соответственно 66 г/м3 и 220 г/м3 (Гидрологические ежегодники, 1932-1987) (рис 2)
Во время прохождения паводков происходит переформирование русел рек, размыв и разрушение берегов, поэтому мутность воды в паводочный период существенно возрастает В период зимней межени сток воды в реке резко снижается и характеризуется минимальными скоростями течения Кроме того, прекращается поступление взвешенного материала с поверхности водосбора Поэтому в период зимней межени мутность воды в реке минимальная и не превышает 5-15 г/м3
Месяцы
■ Хабаровск □Комсомольск-на-Амуре @ Богородское
Рис 2. Внутригодовая динамика изменения расходов взвешенных наносов в р. Амур по различным створам.
Мутность воды в р. Амур зачастую определяется влиянием притоков. Так, например, во время летней межени 1998 года в пределах Среднего Амура значения мутности воды изменялись от 20 до 40 г/м3 В это же время на самом крупном притоке р Амур - р. Сунгари проходил паводок. Мутность воды в р Амур ниже впадения р Сунгари достигла 417 г/м3 По длине р Амур от г Хабаровска до низовий проявляется общая закономерность снижения содержания взвешенных веществ, что обусловлено снижением скоростей течения воды за счет увеличения площади живого сечения По измерениям в июле-сентябре 1999 г. отмечается общее снижение мутности воды вниз по течению реки,
составляющее в среднем 30 - 35 %. Внутригодовое распределение мутности воды представляет собой довольно сложную картину Первый пик мутности отмечается весной с поступлением в реку талых вод В этот период мутность воды обычно не превышает 100 г/ус В период летней межени содержание взвешенных веществ в воде снижается до 30-40 г/м3 Самые высокие значения концентрации взвешенных веществ (до 300-400 г/м3) наблюдаются в воде р. Амур во время прохождения летне-осенних паводков Минимальные значения мутности воды отмечаются в период зимней межени - 5-15 г/м3.
В период летней межени в широкопойменных расширениях реки Амур значения мутности воды отличаются в различных протоках. Содержание взвешенных веществ выше в основном рукаве, через который проходит основная часть стока. В паводочный период доля стока второстепенных рукавов увеличивается, в них повышается транспортирующая способность потока. Вследствие этого мутность воды в протоках возрастает. При затоплении поймы содержание взвешенных веществ в воде р Амур снижается за счет осаждении части взвешенного материала на пойменных участках
ГЛАВА VI ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА Р. АМУР
Интенсивное преобразование русла реки Амур в районе г Хабаровска имеет явные негативные последствия для различных отраслей хозяйства, хозяйственной деятельности многих предприятий и жителей города Возвращение русла Амура в его прежнее состояние, которое река занимала еще 30 лет назад, стало необходимостью нормального функционирования и развития города. В связи с этим в настоящее время в районе Хабаровского водного узла планируется строительство комплекса гидротехнических сооружений для возвращения части стока реки из проток Пемзенская и Бешеная в основное русло Амура В рамках этого проекта предполагается строительство полузапруд в истоках проток Пемзенская и Бешеная, перекрытие протоки Прямой и сооружение прорези на левом берегу основного русла р. Амур.
При создании землечерпательной прорези разработке и удалению будут подвергаться накопившиеся в русле реки за последние 15-20 лет толщи слабо-оглиненных песчаных отложений, доля мелких фракций (менее 0,01 мм) в которых составляет всего 6-18 %, что будет существенно увеличивать мутность воды в процессе проведения работ
Наиболее интенсивный размыв донных отложений произойдет не в результате землечерпания, а вследствие увеличения скоростей течения и объема стока во время паводков При размыве донных отложений р. Амур на участке главного русла (от истока протоки Пемзенской до устья протоки Амурской) во время прохождения паводка максимальные значения мутности воды возрастут на 30-40 % и в целом не будут превышать наиболее высокие значения этого показателя, зарегистрированные в районе города наблюдениями Дальгидроме-та при прохождении самых крупных паводков.
Следует ожидать, что в русле р Амур ниже центральной части города переотложится значительная часть вынесенного в паводок с вышерасположенного участка песчаного материала, основное накопление которого произойдет вдоль левого берега (920-930 км Нижнего Амура). Отмеченное перераспределение наносов осуществится в течение одного среднего по размерам паводка за 15-25 дней
В настоящее время скорость водообмена в протоке Пемзенской в период открытого русла мало изменяется и составляет 0,11-0,15 сут В период зимней межени она снижается до 0,23 сут После строительства полузапруды в протоке Пемзенской образуется глубоководный залив, который не будет заноситься очень длительное время
В протоке Бешеной сток более стабилен В период зимней межени доля стока в ней снижается с 12 до 8 %, а средние скорости потока падают вдвое Скорость водообмена летом 0,13-0,14 сут, а зимой - 0,25 сут
После строительства полузапруд в протоках Пемзенская и Бешеная мутность воды в них летом существенно снизится - до 10-20 г/м3 При прохождении паводков будет происходить поступление воды из р Амур в протоки при переливе через запруды Мутность поступающей воды определяется мутностью в главном русле Амура, но в протоках будет снижаться за счет разбавления воды более светлыми водами проток, и вследствие осаждения взвешенных частиц, вызванного резким снижением скоростей потока ниже запруд В период зимней межени содержание взвешенных веществ в протоках Пемзенская и Бешеная будет снижаться до минимальных значений - 5 - 10 г/м3
В последние годы (с 1996 г) качество воды в нижнем течении р Амур существенно ухудшилось, особенно в период зимней межени Зимой 20002001 гг на этом участке реки уровень воды достигал своего минимума в середине марта, а расходы воды были близки к средним Мутность воды имела минимальные значения и не превышает 5-15 г/м3
В створе выше р Сунгари средняя мутность воды за зимний период изменялась в пределах от 3 до 6 т/у? Это связано с зарегулированием бассейна реки Зейским водохранилищем, которое в большей степени сказывается на Среднем Амуре В створе ниже устья Сунгари наблюдается увеличение мутности воды от левого берега к середине реки до 10-12 г/м3 В феврале 2001 г сток взвешенных веществ р Амур из-за влияния р Сунгари увеличился с 13,1 кг/с до 23,4 кг/с, а в марте 2001 г с 7,58 кг/с до 9,64 кг/с Таким образом, р Сунгари оказывает существенное влияние на мутность р Амур, что подтверждается также данными химического анализа воды (Юрьев и др, 2002)
Пойма р Амур в нижнем течении занимает площадь около 7,5 тыс кв км Наибольшая ее часть (40 %) расположена в пределах Среднеамурской низменности, где достигает в ширину 30 км. Значительные участки поймы приурочены также к Удыль-Кизинской и Нижнеамурской низменностям Лишь в горной части долины Амура пойма представлена незначительными по площади узкими фрагментами Характерной особенностью поймы Нижнего Амура
является почти ежегодное ее затопление в период летне-осенних паводков Во время крупных паводков затапливается от 80 до 99 % площади поймы Амура (Пичугин и др , 1985, Мандыч, 2002)
Для 40 детально изученных участков поймы Амура были построены кривые, по которым определялся уровень, интенсивность, глубина и продолжительность затопления пойменных массивов (Ким, Махинов, 1993). Все полученные кривые образуют четыре группы, соответствующие типам затопления Первый типичен для плоской широкой поймы, имеющей небольшую высоту над меженным уровнем воды Именно такую поверхность имеет пойма в пределах Нижнеамурской низменности на участке долины от с. Михайловка до г Николаевска-на-Амуре
Второй тип характерен для ступенчатых пойменных поверхностей, образующихся при разрастании островов за счет причленения к ним более молодых фрагментов При этом максимальная высота поймы составляет 3-4 м над средним меженным уровнем воды в русле
Затопление большей части поймы Нижнего Амура происходит по третьему типу Пойма представляет собой слабоволнистую поверхность, осложненную глубокими понижениями стариц и частично занесенных небольших проток, а также современными и реликтовыми береговыми валами, протягивающимися на несколько километров, нередко параллельно друг другу
Четвертый тип затопления поймы Амура характерен для небольших по площади пойменных массивов, в пределах которых имеются высокие реликтовые валы эолового происхождения.
При избыточной аккумуляции в пойме и русле, характерной для всего нижнего течения р Амур, важное значение для динамики поймы приобретает изменение твердого стока реки Распашка земель и сведение лесов в бассейне Амура (особенно в пределах Амурской области и на территории КНР) увеличивает поступление наносов в русло реки Увеличение твердого стока усилит аккумулятивные процессы в русле реки, обусловит обмеление перекатов, более интенсивную фуркацию, размыв берегов
Значительный зимний сток вследствие деятельности ГЭС, многорукав-ность русла, низкие зимние температуры с конца ноября до середины марта обусловливают своеобразие ледового режима р Амур в его среднем и нижнем течениях (Многолетние , 1986, Соловьев, 1967)
От с Черняево до устья р Амур образует огромную дугу, выпуклую к югу и протягивающуюся почти на 2500 км Самая южная часть реки расположена примерно на ее середине, выше места впадения р Сунгари Однако средняя дата ледостава здесь наступает раньше, чем ниже по течению Таким образом, наиболее поздняя дата ледостава отмечается на участке, расположенном в 300-350 км ниже по течению от самой южной точке Амура Существенную роль в этом играет сток самого крупного притока Амура - р Сунгари, несущего относительно теплые воды из южной части бассейна Аналогичны показатели для продолжительности ледостава
На участке Хабаровского водного узла в последние 3 года зимний сток в протоке Пемзенской превышает сток главного русла в 2-3 раза В январе-марте в главном русле лед почти по всей ширине реки лежит на донном грунте. Если в 2001 г. полынья в течение всей зимы располагалась вдоль главного русла реки, то сейчас она протягивается непрерывной полосой длиной около 3 км и шириной 150-200 м в исток протоки Пемзенской.
Образующиеся в полынье крупные пластины льда (сало) толщиной 2-3 мм и размером до 10 см накапливаются подо льдом ниже по течению, существенно сокращая площадь живого сечения русла. '
Перераспределение стока р Амур в протоку Пемзенскую привело к тому, что в основном русле Амура у города Хабаровска ледостав устанавливается на 10-14 дней раньше, а вскрытие происходит на 3-4 дня позже, чем в протоке. Это оказывает негативное влияние на условия хозяйственной деятельности в прилегающей к городу части реки.
Сокращение площади живого сечения русла приводит к увеличению скоростей течения и размыву дна реки (Соловьев, 1967) Скорость течения в зимнюю межень в протоке Пемзенской достигала 1,1 м/с. В этих условиях в истоке протоки левый берег протяженностью около 1 км начал подвергаться интенсивному размыву. Только за январь 2004 г. произошло отступание кромки берега на 5-10 м
Таким образом, ледовый режим на многорукавных участках рек играет существенную руслоформирующую роль На Амуре он обусловливает перераспределение стока между рукавами и активную эрозионную деятельность в период зимней межени
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. В бассейне р. Амур уточнены границы основных стокоформирую-щих областей, многолетние колебания водности которых обычно не совпадают друг с другом: 1) верхнеамурская (средняя доля стока 9,1 %), 2) зей- ' ско-буреинская (27,2 %), 3) сунгарийская (27,6 %) и уссурийская (11,3 %). Водный режим р. Амур определяется сочетанием водностей этих областей и наиболее катастрофические паводки на Амуре отмечаются, когда повышен- г ная водность наблюдается одновременно в нескольких областях
2. На водный режим и внутригодовое распределение стока р. Амур заметное влияние оказывает Зейская ГЭС, плотина которой регулирует сток с 4,5 % площади бассейна р Амур для створа г Хабаровска После начала эксплуатации годовая амплитуда колебаний уровня воды снизилась от 2,0 м ниже впадения Зеи до 0,6 м у с Богородское. Однако в зимнюю межень уровень воды увеличился на 1,0 - 0,1 м на этом же участке реки Это привело к снижению концентрации растворенных и взвешенных веществ в воде в период ледостава. С другой стороны увеличение стока воды в зимний период вызывает сильные эрозионные процессы на многорукавных участках
3 Разработка русловых месторождений песка и гравия оказывает локальное влияния на динамику русла и состояние водных экосистем Исследования на месторождениях Нижнего Амура показали, что основное воздействие на природную среду связано с поступлением большого количества взвешенных частиц в водный поток реки, что вызывает увеличение мутности воды на небольшом участке ниже разрабатываемого карьера В некоторых случаях разработка русловых месторождений сопровождается локальными русловыми деформациями.
4 При избыточной аккумуляции в пойме и русле, характерной для всего нижнего течения р Амур, важное значение для динамики поймы приобретает изменение твердого стока реки Увеличение твердого стока усилит аккумулятивные процессы в русле реки, обмеление перекатов, более интенсивную фур-кацию, размыв берегов Противоположный процесс приведет к обводненности поймы, формированию новых озер, ухудшению водного режима пойменных массивов
5 Наиболее сильным изменениям подвержены участки разветвленных русел, что обусловлено перераспределением стока между рукавами. В результате происходит расширение одних и отмирание других рукавов. Это часто приводит к значительным сложностям при судоходстве, эксплуатации портов, водозаборов и других объектов, расположенных в русле и на берегах реки. Антропогенное воздействие активизирует перераспределение стока на участках многорукавного русла р Амур
6 Пойма р Амур, занимающая в нижнем течении площадь около 7,5 тыс кв км, является перспективным объектом сельскохозяйственного освоения Затопление пойменных земель - основной лимитирующий фактор их использования Критерием затопления поймы предложена отметка уровня в точке перегиба верхней части кривой затопления, характеризующая резкое уменьшение площади покрытой водой поймы при подъеме уровня реки. Выделено четыре типа пойменных массивов по характеру, глубине и продолжительности затопления их поверхности.
7 Анализ динамики колебаний стока взвешенных наносов показывает его значительную изменчивость во времени и в пространстве Внутригодовое распределение содержания взвешенных веществ в воде соответствует распределению стока воды. Мутность воды в р Амур зачастую определяется влиянием притоков По длине реки от г Хабаровска до низовий проявляется общая закономерность снижения содержания взвешенных веществ, составляющая в среднем 30-35%.
8 При реализации проекта возвращения русла Амура в прежнее состояние наиболее интенсивный размыв донных отложений в основном рукаве произойдет вследствие увеличения скоростей течения, увеличивающий содержание взвешенных веществ в воде до 40% В перекрываемых протоках мутность воды снизится за счет уменьшения транспортирующей способности потока
9 Антропогенно обусловленные изменения водного и руслового режимов р. Амур оказывают существенное влияние на преобразование пойменных экосистем, увеличение мутности воды, размыв берегов, включая зимний период, ограничивая дальнейшее освоение пойм и прибрежных участков реки
Эти негативные тенденции должны учитываться при планировании различных видов хозяйственной деятельности в бассейне р Амур.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Ким В.И. Затопление пойменных островов нижнего Амура // Роль географии в ускорении научно-технического прогресса. VIII совещание географов Сибири и Дальнего Востока. Тез. докл. Иркутск, 1986. Вып. II. С. 79-80.
2. Ким В.И. Особенности затопления пойменных островов Нижнего Амура (на примере о. Славянский) // Формирование вод суши юга Дальнего Востока. Владивосток. ДВНЦ АН СССР, 1988. С. 21-30
3 Махинов А Н., Ким В.И., Дедкова В.Н. Режим наводнений в пойме нижнего течения р Амур // III научная конференция по проблемам водных ресурсов ДВЭР и Забайкалья. Тез. докл. Владивосток, 1988. С. 99-100.
4 Ким В И Особенности формирования паводков на р. Амур // Геология и экология бассейна реки Амур Ш Советско-Китайский симпозиум Тез докл. Благовещенск, 1989. Ч. III (1). С. 79-80
5. Ким В.И., Махинов А Н. Карта Хабаровск и его окрестности Рельеф и затопление поймы М 1.300000. Хабаровск. ИВЭП ДВО АН СССР, 1990. 1 л.
6 Махинов А.Н, Ким В И, Белоцкий С В., Неудачин А П., Сиротский С.Е, Шестеркин В.П Влияние добычи нерудных строительных материалов в русле и пойме р. Амур на состояние водных экосистем // Вторые чтения им. Г.И. Невельского: Тез. докл. Хабаровск, 1990. Сб. 4. С 13-15
7 Ким В И, Махинов А Н Прохождение паводочной волны и водный режим в нижнем течении р. Амур // Материалы научной конференции по проблемам водных ресурсов Дальневосточного экономического района и Забайкалья С - Петербург. Гидрометеоиздат, 1991. С. 513-519.
8 Махинов А Н. Ким В.И., Степанов А.Н. Экологические аспекты разработки месторождений песка и гравия в русле р Амур.// Всесоюзное совещание. Проблемы рационального освоения минеральных ресурсов' Тез докл Хабаровск, 1991. С. 191-192.
9. Ким В.И. Особенности формирования и прохождения паводков в долине Амура // Материалы к юбилейным датам 25 лет Институту водных и экологических проблем ДВО РАН (1968-1993 гг) и 85 лет со дня рождения его первого директора члена-корреспондента АН СССР А С. Хоментовского (1908-1986 гг.). Хабаровск, 1993. С. 71-72.
10. Махинов А Н, Ким В И Водный режим пойменных массивов Нижнего Амура // Вестник ДВО РАН 1993. №6 С. 31-38.
11 Ким В И, Махинов А Н Гидрологические и геоморфологические последствия разработки русловых месторождений Амура // География и природные ресурсы 1997 №3 С 75-82.
12 Ким В И Влияние Зейского водохранилища на водный режим р Амур // Амур на рубеже веков Ресурсы, проблемы, перспективы Материалы межд науч конф Хабаровск, 21-23 апреля 1999 Хабаровск, 1999 Ч II С 9091
13 Ким В И Условия формирования паводков в бассейне р Амур // Исследования водных и экологических проблем Приамурья Хабаровск, 1999 С 66-69
14 Ким В И, Шамов В В Характеристика твердого стока Среднего Амура // Геолого-геохимические исследования на Дальнем Востоке Владивосток Дальнаука, 2000 Вып 10. С 186-191
15 Ким В И, Шамов В В. Карта Поверхностные воды М 1 8000000 // Атлас Хабаровского края Хабаровск ДВ АГП, Роскартография, 2000 1 л
16 Махинов А Н , Мордовии А М, Караванов К П , Ким В И, Харченко А В , Шамов В В , Шестеркин В П Серия карт природных ресурсов, населения и хозяйства Хабаровского края Ресурсы поверхностных вод Хабаровского края 1 5000000 № 6 Правительство Хабаровского края, ИЭИ ДВО РАН, ИВЭП ДВО РАН, 2003 1 л.
17 Махинов А Н , Ким В И, Юрьев Д Н, Макаров А В Оценка последствий антропогенных воздействий на русло реки у г Хабаровск // Города Дальнего Востока экология и жизнь человека Материалы конференции Владивосток-Хабаровск ДВО РАН, 2003 С 88-91
18 Махинов А Н , Ким В И, Неудачин А П , Шамов В В , Левшина С И , Макаров А В Влияние крупных городов Амурской области и Хабаровского края на качество воды // Тр I Всероссийского конгресса работников водного хозяйства М , 2003 С 284-285
у 19Ким В И, Махинов АН Экологические последствия раработок ру-
словых месторождений р Амур // Междунар конф Научные основы сохранения водосборных бассейнов междисциплинарные подходы к управлению р природными ресурсами Улан-Удэ (Россия) - Улан-Батор (Монголия), 1 -8 сен-
тября 2004 г Тез докл Улан-Удэ Изд-во БНЦ СО РАН, 2004 Т I С 117-118
20 Ким В И Перераспределение стока между рукавами на широкопойменных участках р Амур // Материалы XII Совещания географов Сибири и Дальнего Востока Владивосток, 2004 С 189-191
^-57 00
РНБ Русский фонд
2006-4 4949
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ НИЖНЕГО АМУРА
Автореферат
Лицензия № 15-0054 от 28 12 2001 г Подписано к печати 15 03 2005 г Формат 60x84/16. Уел пен л 1,2 Уч -изд. л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 475. Отпечатано в типографии ИВЭП ДВО РАН 680000, Хабаровск, ул Ким Ю Чена, 65
Содержание диссертации, кандидата географических наук, Ким, Владимир Ильич
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ
СТОКА
1.1. Геологическое строение и рельеф
1.2. Климат
1.3. Территориальные особенности формирования стока
1.4. Водный режим р. Амур
ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ЗЕЙСКОЙ ГЭС НА ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ
РЕЖИМ Р. АМУР
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ РАЗРАБОТКИ РУСЛОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ВОДНЫЙ
РЕЖИМ Р. АМУР
3.1. Характеристика месторождений нерудных строительных материалов в русле Нижнего Амура
3.2. Пространственное распределение мутности воды в русле р. Амур при добыче песчано-гравийной смеси
3.3. Расчет протяженности зоны повышенной мутности воды при добыче песчано-гравийной смеси
3.4. Оценка предельно-допустимых объемов сброса взвешенных веществ в р. Амур
3.5. Влияние разработки месторождений песчано-гравийной смеси на русло и пойму
ГЛАВА IV. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА МЕЖДУ РУКАВАМИ НА ШИРОКОПОЙМЕННЫХ УЧАСТКАХ Р. АМУР
4.1. Характеристика широкопойменных участков р. Амур
4.2. Особенности динамики водного режима рукавов реки в пойменных расширениях
4.3. Влияние уменьшения стока на русловые процессы
ГЛАВА V. МУТНОСТЬ ВОДЫ И СТОК НАНОСОВ
5.1. Условия формирования стока наносов в бассейне р. Амур
5.2. Твердый сток и мутность воды р. Амур
5.3. Анализ распределения мутности воды по ширине
ГЛАВА VI. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА Р. АМУР
6.1. Влияние инженерной защиты левого берега р. Амур в районе г. Хабаровска на водный режим
6.2. Оценка влияния р. Сунгари на изменение мутности воды р. Амур
6.3. Водный режим поймы
6.4. Особенности ледового режима р. Амур на участках многорукавного русла
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние антропогенных факторов на гидрологический режим Нижнего Амура"
Актуальность работы. Закономерности формирования и прохождения стока крупных рек весьма сложны и зависят от множества внешних факторов, как природного, так и техногенного происхождения. Река Амур является одной из 10 крупнейших рек мира (Апполов, 1951, Гинко, 1965, Гидрологическая изученность, 1966, Краткая географическая энциклопедия, 1961, Мировой, 1974, Estimation., 1989). Среди российских рек Амур занимает третье место по длине и четвертое по площади водосбора и водности, уступая лишь Енисею, Оби, Лене (Ресурсы., 1966, 1970).
Бассейн Амура представляет собой крупную природную систему, состоящую из множества речных бассейнов, расположенных в различных природно-климатических зонах. Большая площадь водосбора, особенности его формы и наличие крупных притоков в различных частях бассейна наряду со специфическими особенностями выпадения осадков (локальность и большая интенсивность) являются причиной существования нескольких областей формирования стока. В пределах этих областей находятся крупные речные бассейны, гидрологический режим которых в значительной степени отличается друг от друга. Характер формирования и прохождения паводков в их пределах полностью зависят от водного режима этих территорий. Вместе с тем, очень большое значение имеют сроки прохождения паводков в рассматриваемых областях. Самые катастрофические наводнения на р. Амур наблюдаются т те годы, когда паводки низкой обеспеченности проходят в один и тот же период во всех областях формирования стока (Ким, 1999).
Как известно, берега крупных рек обычно густо заселены и, при этом реки испытывают большой пресс антропогенной нагрузки. В бассейне реки Амур в настоящее время проживает около 100 млн. человек (из них основная часть на территории КНР). Именно вблизи крупных городов Амур испытывает разнообразные воздействия в связи с необходимостью решения водохозяйственных проблем. Различные гидротехнические сооружения (набережные, плотины ГЭС, дамбы, запруды и т.п.), русловыправительные и дноуглубительные работы, добыча строительных материалов со дна реки оказывают существенные влияния на ее водный режим и динамику русловых процессов (Калинин, 1968, Ермолина, Калинин, 1975, Клиге, 1980, 1982, Львович, 1982, 1986, Беркович, Чалов, Чернов, 2000). Особенно сильным изменениям подвержены участки разветвленных русел, что обусловлено перераспределением стока между рукавами. В результате происходит расширение одних и отмирание других рукавов. Это часто приводит к значительным сложностям в эксплуатации портов, водозаборов, затонов и других объектов, расположенных в русле и на берегах реки.
Амур является трансграничной рекой, бассейн которой расположен на территории четырех государств: основная часть бассейна расположена в пределах Российской Федерации (1002 тыс. км2), КНР (820 тыс. км2), МНР (32 2 2 тыс. км ) и менее 5 км в пределах КНДР (прибрежная часть озера Чхонджи в истоках р. Сунгари) (Ресурсы., 1966, 1970). Хозяйственная деятельность всех пограничных стран оказывает влияние на формирование стока, прохождение паводков и качество воды в р. Амур.
В долине Нижнего Амура русло реки подвергается наиболее сильному антропогенному воздействию особенно вблизи городов Хабаровск и Комсомольск-на-Амуре. В их окрестностях построены мосты через Амур, производится разработка русловых месторождений, установлены мощные водозаборы. На острове Большой Уссурийский выше Хабаровска сооружен польдер. Аналогичный польдер на острове Широхонда намечается построить вблизи Комсомольска-на-Амуре. В настоящее время в районе Хабаровского водного узла планируется строительство комплекса гидротехнических сооружений для возвращения части стока реки из проток Пемзенская и Бешеная в основное русло Амура.
В бассейне р. Сунгари, самого крупного притока Амура, введен в строй комплекс гидротехнических сооружений, включающий в себя водохранилища различного назначения (Фынманское, Пайшаньское и др.) (Северо
Восточный Китай, 1989, Ганзей, 2004), распаханы значительные площади, являющиеся источником поступления взвешенных наносов в реки.
Достоверная оценка влияния хозяйственной деятельности на гидрологический режим реки позволит не только более рационально использовать природные ресурсы ее бассейна, но и разработать мероприятия по ограничению антропогенного воздействия на экосистемы реки* и прилегающих к ней территорий.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в исследовании изменений гидрологического режима р. Амур в нижнем течении под влиянием хозяйственной деятельности.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:
1) определение природных условий формирования стока р. Амур и водного режима поймы;
2) оценка влияния Зейской ГЭС на гидрологический режим р. Амур;
3) выявление последствий разработки месторождений песка и гравия в русле р. Амур;
4) оценка особенностей перераспределения стока воды между рукавами в пойменных расширениях;
5) анализ изменений мутности воды и стока наносов под влиянием хозяйственной деятельности в бассейне реки;
Объект исследования. Объектом исследования является русловая система Нижнего Амура — от устья р. Уссури до лимана. Природные и климатические условия этой части бассейна крайне разнообразны. Этот участок реки Амур протяженностью почти 1000 км представляет собой замыкающую часть водосбора реки, и в его пределах проявляются результаты антропогенного воздействия всего бассейна реки.
Материалы исследований и личный вклад. Работа выполнялась в лаборатории гидрологии в 1982-2003 гг. по плановым ("Динамика экосистем бассейна р. Амур под влиянием природных и антропогенных факторов" Гос. регистрации 01.200.117937, "Состояние водных ресурсов бассейна р. Амур и устойчивое обеспечение населения безопасной питьевой водой" № Гос. регистрации 01.9.700102242, "Влияние хозяйственной деятельности в бассейне крупной реки на современное геоэкологическое состояние речных долин в условиях направленной аккумуляции наносов (на примере Среднего и Нижнего Амура)" федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 19972000 гг." совместно с Московским государственным университетом Регистрационный № 293 и др.) и хоздоговорным темам (Государственный контракт "Оценка влияния крупных населенных пунктов на участке от г. Благовещенска до г. Комсомольска-на-Амуре на качество воды р. Амур"), связанным с исследованием динамики экосистем бассейна р. Амур под влиянием природных и антропогенных факторов под руководством д.г.н. А.Н. Махинова. Использовались также фондовые материалы Дальгидромета. Автор являлся руководителем экспедиционных работ на Среднем и Нижнем Амуре, в результате которых собран обширный фактический материал, положенный в основу диссертационного исследования.
Научная новизна.
1. Уточнены границы основных областей формирования стока р. Амур и дана оценка их влияния на водный режим в нижнем течении реки.
2. Впервые дана характеристика водного режима пойменных массивов и проведена типизация затопления различных участков поймы.
3. Оценено перераспределение стока по рукавам в пойменных расширениях в различные фазы водного режима.
4. Установлено влияние русловых карьеров на изменение стока и морфологию основного русла р. Амур в условиях интенсивной направленной аккумуляции наносов в долине.
5. Выявлены закономерности в распределении мутности воды и стока наносов на многорукавных участках реки при наличии крупных притоков.
Защищаемые положения.
1. Перераспределение стока воды между рукавами р. Амур на широкопойменных участках наиболее интенсивно происходит при многофакторном воздействии на русло реки в окрестностях крупных городов.
2. Эксплуатация Зейского водохранилища привела к снижению высших отметок уровней воды на участке Нижнего Амура от г. Хабаровска до с. Богородское. В зимнюю межень наблюдается устойчивое повышение минимальных уровней воды, а сток воды увеличивается в несколько раз. Увеличение зимнего стока Амура приводит к уменьшению концентрации растворенных и взвешенных веществ в воде, а также вызывает активизацию эрозионных процессов на многорукавных участках.
3. Разработка русловых месторождений песка и гравия приводит к локальному размыву берегов и увеличению мутности воды ниже разрабатываемого карьера. Объем добычи песчано-гравийных смесей на Нижнем Амуре не должен превышать суммарный объем избыточной аккумуляции в русле и стока влекомых наносов.
4. Условия затопления пойменных массивов определяются морфологическими особенностями их поверхности. Снижение доли летнего стока обусловливает уменьшение обводненности поймы.
Практическая значимость работы. Выявленные в процессе работы закономерности изменения водного режима р. Амур имеют не только теоретическое, но и практическое значение. Уточнение границе основных областей формирования стока позволяет прогнозировать величину и сроки прохождения паводков на Нижнем Амуре, условия изменения качественного состава воды с достаточной заблаговременностью. Определение основных типов затопления пойменных массивов Нижнего Амура и оценка перераспределения стока по основных протокам в различные фазы водного режима обеспечит повышение эффективности использования пойменных земель.
Выявленные основные виды хозяйственной деятельности, оказывающие влияние на гидрологический режим реки, позволяют сделать оценку экологической напряженности на различных ее участках и предложить меры по ее снижению.
Материалы исследований использовались Амурским речным пароходством, Хабаровским и Комсомольским речными портами, Комитетом по экологии Хабаровского края, министерством природных ресурсов Правительства Хабаровского края, Институтом "Ленгипроречтранс", Приамурским географическим обществом, Амурским бассейновым водным управлением. Результаты работ были использованы при составлении карты "Рельеф и затопление поймы" на карте "Хабаровск и его окрестности", карты "Поверхностные воды" в атласе Хабаровского края и серии карт природных ресурсов, населения и хозяйства Хабаровского края.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на VIII совещания географов Сибири и Дальнего Востока "Роль географии в ускорении научно-технического прогресса" (Иркутск, 1986), 3-й научной конференции по проблемам водных ресурсов ДВЭР и Забайкалья (Владивосток, 1988), Советско-Китайском симпозиуме "Геология и экология бассейна реки Амур" (Благовещенск, 1989), Вторых чтениях им Г.И. Невельского (Хабаровск, 1990), Всесоюзном совещании "Проблемы рационального освоения минеральных ресурсов" (Хабаровск, 1991), Международной научной экологической конференции "Амур на рубеже веков" (Хабаровск, 1999), Международной научной экологической конференции "Регионы нового освоения: состояние, потенциал, перспективы в начале XXI века" (Хабаровск, 2002), Международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами» (Улан-Удэ, 2004),.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 20 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 133 наимено
Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Ким, Владимир Ильич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Амур по площади бассейна превосходит все реки, впадающие в Тихий океан. Его крупнейшие притоки находятся в среднем течении реки, а основная площадь водосбора несколько смещена к востоку, располагаясь вблизи берегов Японского и Охотского морей. Своеобразная форма и большая площадь бассейна (1,85 млн. кв. км) обусловливают существенную неоднородность проявления основных факторов формирования стока. На основе анализа природных условий и режима рек в бассейнах основных притоков Амура уточнены границы 4 основных стокоформирующих областей, многолетние колебания водности которых не совпадают друг с другом: 1) верхнеамурская (средняя доля стока 9,1 %), 2) зейско-буреинская (27,2 %), 3) сунгарийская (27,6 %) и 4) уссурийская (11,3%).
2. Существенное влияние на водный режим и внутригодовое распределение стока р. Амур оказала Зейская ГЭС. Несмотря на то, что для водосбора Амура зарегулированная Зейским гидроузлом площадь составляет 4,5 % (для р. Зея - 35,4 %), влияние сброса воды ГЭС существенно для гидрологического режима р. Амур, особенно в период зимней межени. После начала эксплуатации в середине 1970-х годов годовая амплитуда колебаний уровня воды снизилась от 2,0 м ниже впадения Зеи до 0,6 м у с. Богородское. Однако в зимнюю межень уровень воды увеличился от 1,0 до 0,1 м на этом же участке реки. Это привело к снижению концентрации растворенных и взвешенных веществ в воде в период ледостава. С другой стороны увеличение стока воды в зимний период вызывает сильные эрозионные процессы в развивающихся протоках многорукавных русел.
С лета 2003 г. в связи с заполнением Бурейского водохранилища гидрологический режим Амура начал испытывать воздействие еще одного гидроузла. Площадь бассейна, зарегулированная Бурейской ГЭС составила для реки Бурей - 92 %, и для Амура 3,5 %.
В настоящее время изучается вопрос о возможности создания новых ГЭС в верхнем течении Амура. Их строительство с учетом действующих и создающихся водохранилищ зарегулирует до 35 % площади бассейна Амура, что приведет к еще большей трансформации гидрологического режима реки.
3. Разработка русловых месторождений песка и гравия оказывает в цело незначительное влияние на состояние водных экосистем. Посадки уровней воды, распространенные на реках Европы, не отмечаются вследствие интенсивного накопления наносов в русле. Русловые карьеры полностью заносятся песком за 2-3 года.
Исследования на месторождениях песчано-гравийных смесей Нижнего Амура показали, что основное воздействие на природную среду связано с поступлением большого количества взвешенных частиц в водный поток реки, что вызывает увеличение мутности воды на небольшом участке ниже разрабатываемого карьера. В некоторых случаях разработка русловых ме сторождений сопровождается локальными деформациями русла, в частности, размыв берегов и образование аккумулятивных форм, что характерно преимущественно для второстепенных рукавов.
Объем добычи ПГС на Нижнем Амуре, не приводящий к существенному изменению водного режима реки и динамики русловых процессов, не должен превышать суммарный объем избыточной аккумуляции в русле и сток влекомых наносов, оцениваемых для Нижнего Амура величиной около 12 млн. т в год. При этом добычу ПГС необходимо рассредоточить на нескольких удаленных друг от друга месторождениях.
4. При избыточной аккумуляции в долине реки, характерной для всего нижнего течения р. Амур, важное значение для современной динамики русла и поймы приобретает изменение твердого стока реки, обусловленное хозяйственной деятельностью в ее бассейне. При различных видах антропо-. генной нагрузки его направленность прямо противоположна. Увеличение твердого стока вследствие распашки земель, сведения лесов и т.п. усилит аккумулятивные процессы в русле реки, обмеление перекатов, вызовет более интенсивную фуркацию, размыв берегов. Уменьшение стока наносов (строительство дамб, плотин ГЭС) приведет к обводненности поймы, формированию новых озер, ухудшению водного режима пойменных массивов. И те, и другие процессы, судя по палеогеографическим данным, происходили на Амуре и раньше, но они не затрагивали столь сущесгвенно, как сейчас, хозяйственную деятельность людей и сложившуюся систему природопользования в долине реки.
5. Анализ динамики колебаний стока взвешенных наносов показывает его значительную многолетнюю и внутригодовую изменчивость. Высокие концентрации взвешенных веществ вызваны прохождением высоких паводков на р. Амур и его притоках в годы повышенной водности и, наоборот, во времена низкой водности содержание взвешенных веществ в воде невелико.
Установлена общая закономерность снижения на 30-35% содержания взвешенных веществ по длине реки от г. Хабаровска до низовий, что обусловлено особенностями осадконакопления в условиях направленной аккумуляцией наносов в долине Нижнего Амура.
Влияние крупных притоков с большой антропогенной нагрузкой в их бассейнах на увеличение содержания взвешенных веществ в воде р. Амур прослеживается во все фазы водного режима реки. Ниже устья р. Сунгари разница в значениях мутности воды от левого (российского) берега к правому составляет почти 3 раза (зимой) и более 20 раз в период прохождения паводка на р. Сунгари.
6. Различные гидротехнические сооружения (набережные, плотины ГЭС, дамбы, запруды и т.п.), русловыправительные и дноуглубительные работы, добыча строительных материалов со дна реки оказывают существенные влияния на динамику русловых процессов. Особенно сильным изменениям подвержены участки разветвленных русел, что обусловлено антропогенным воздействием на перераспределение стока между рукавами. В результате происходит расширение одних и отмирание других рукавов. Это часто приводит к значительным сложностям в эксплуатации портов, водозаборов, затонов и других объектов, расположенных в русле и на берегах реки. Антропогенное воздействие активизирует перераспределение стока на участках многорукавного русла р. Амур.
Соотношение стока между рукавами р. Амур особенно неустойчиво в пределах равнинных территорий, где долина имеет широкую пойму, а русло характеризуется многорукавностью. При меженных уровнях воды в широкопойменных расширениях основная часть стока проходит по главным рукавам. Во второстепенных рукавах сток снижается до минимальных значений, а в некоторых случаях прекращается совсем. При подъеме уровней воды в реке увеличивается пропускная способность второстепенных проток вследствие увеличения площади живого сечения и доля стока в них возрастает.
В результате перераспределения стока в Хабаровском водном узле от 30 до 50 % (при разной водности Амура) стока проходит по протоке Пемзенской. Площадь живого сечения протоки приближается к площади живого сечения основного русла р. Амур. Подъем уровней воды приводит к увеличению скоростей течения в протоке почти вдвое. Доля стока протоки увели* чивается при снижении уровней воды, за счет резкого сокращения площади живого сечения и уменьшения гидравлического радиуса основного русла. В зимнюю межень по протоке Пемзенской проходит половина амурского стока. Протока интенсивно развивается, и в дальнейшем будет происходить увеличение ее пропускной способности, и соответственно сокращение доли стока в основном русле.
7. В настоящее время в районе Хабаровского водного узла планируется строительство комплекса гидротехнических сооружений для возвращения части стока реки из проток Пемзенская и Бешеная в основное русло Амура. При реализации проекта возвращения русла Амура в прежнее состояние наиболее интенсивный размыв донных отложений в основном рукаве произойдет вследствие увеличения скоростей течения; содержание взвешенных веществ в воде возрастет до 40%. В перекрываемых протоках мутность воды снизится, за счет уменьшения транспортирующей способности потока.
8. Поймы крупных рек занимают большую площадь и обычно являются объектами интенсивной хозяйственной деятельности. Частое и длительное затопление пойменных земель является основным лимитирующим фактором их использования в долине нижнего течения р. Амур.
Критерием затопления поймы в данной работе предложена точка перегиба в верхней части кривой затопления, характеризующая резкое уменьшение площади затопления поймы при продолжающемся с той же интенсивностью подъеме уровня воды. Таким образом, уровень затопления поймы соответствует тому моменту паводка, когда основная часть поверхности поймы полностью покрывается водой. В условиях многорукавного типа руслового процесса разность уровней воды по поперечному сечению поймы достигает 1,5 м в период интенсивного подъема уровня воды. Вследствие сложного строения поверхности многих пойменных островов в долине Нижнего Амура затопление их в высокие паводки осуществляется не только за счет перелива русловых вод через пониженные части береговых валов, но и в результате фильтрации и местного переувлажнения, роль которых усиливается при длительном стоянии высоких уровней воды. Выделены 4 типа затопле
4> ния пойменных массивов, обусловленные особенностями морфологического строения их поверхности.
9. Антропогенно обусловленные изменения водного и руслового режимов р. Амур оказывают существенное влияние на преобразование пойменных экосистем, увеличение мутности воды, размыв берегов, включая зимний период, ограничивая дальнейшее освоение пойм и прибрежных участков реки. Установленные закономерности гидрологического режима р. Амур в условиях антропогенного воздействия необходимо учитывать при хозяйственной деятельности на пойменных территориях (строительстве польдеров, укреплении берегов, прокладке дорог и др.) и русле реки (добыча песка и гравия, углубление фарватера, возведение водозаборов и других гидротехнических сооружений).
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Ким, Владимир Ильич, Хабаровск
1. Авакян А.Б., Шарапов В.А. Водохранилища гидроэлектростанций СССР. М.: Энергия, 1977. 399 с.
2. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. Водохранилища. М.: Мысль, 1987. 325 с.
3. Антроповский В.И. Морфология и деформация русла Верхнего Амура // Геоморфология. 1997. №1. С. 45-53.
4. Аполлов Б.А. Учение о реках. М: Издательство Московского университета, 1951. 522 с.
5. Аполлов Б.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Курс гидрологических про-гнозов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 419 с.
6. Архипов Б.В., Костеров В.Н., Кочерова А.С., Солбаков В.В., Хубларян Г.М. Расчет распространения взвешенных веществ в прибрежной области моря // Водные ресурсы. 2004. Т. 31. №1. С. 31-39.
7. Барышников Н.Б. Гидромеханический анализ турбулентного руслового потока. Л.: Ленинградский политехнический институт, 1985. 83 с.
8. Беркович К.М., Рулева С.М. Влияние русловых карьеров на гидрологический и русловой режим рек (на примере р. Томи) // Динамика и термика рек, водохранилищ и эстуариев. М.: ИВПАН СССР, 1984. С.65-66.
9. Беркович К.М., Чалов Р.С. Сопротивляемость русел рек антропогенным воздействиям // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1992. №5. С.58-66.
10. Беркович К.М., Чалов Р.С. О влиянии гидроузлов на речные русла // Водные ресурсы. 2004. Т. 31. № 1. С. 118-119.
11. Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Экологическое русловедение. М.: Геос, 2000. 332 с.
12. Бойкова К.Г. Наводнения на реках Амурского бассейна // Вопросы географии Дальнего Востока. Хабаровск, 1963. Вып. 5. С. 192-236.
13. Бойкова К.Г. Расчет затопления пойм рек // Гидрометрия и учет вод. Тр. IY Всесоюз. Гидрол. Съезда. JL: Гидрометеоиздат, 1976. Т. И. С. 91-101.
14. Брейнзел JI.A. Гидрологические последствия преобразования тропических лесных ландшафтов // Природа и ресурсы. 1991. Т. 27. № 3-4. С. 42-53.
15. Брюханов В.А. Русловой процесс р. Бии и влияние на него антропогенного фактора // Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях. М.: Издательствово МГУ, 1987. С. 261-262.
16. Варнавский В.Г. Корреляция геологических событий. М.: Наука, 1985.145 с.
17. Вендров C.JI. Роль водохранилищ в преобразовании природы // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1961. №4. С. 45-57.
18. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду. М.: Наука, 1986.386 с.
19. Воскресенский С.С., Сокольский A.M., Белая Н.И. Антропогенное преобразование долин на Дальнем Востоке // Климат, рельеф и деятельность человека. М.: Наука, 1981. С.98-105.
20. Выхристюк JI.A., Варламова О.Е. Донные отложения и их роль в экосистеме Куйбышевского водохранилища. Самара, 2003. 174 с.
21. Ганзей С.С. Трансграничные геосистемы юга Дальнего Востока России и северо-востока КНР. Владивосток: Дальнаука, 2004. 231 с.
22. Гарцман И.Н., Карасев М.С., Лобанова Н.И., Степанова А.И. Индикативные свойства удельных валовых показателей речной сети и их геологическая интерпретация // Тр. ДВНИГМИ. 1976. Вып. 54. С. 93-110.
23. Гидрологическая изученность. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. Т. 18. Вып. 1.487 с.
24. Гидрологические ежегодники. Л.: Гидрометеоиздат, 1936-1987 гг. Т. 9. Вып. 0-5.
25. Гинко С.С. Покорение рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 205 с.
26. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. JL: Гидрометеоиздат, 1962.374 с.
27. Григорьев В.Я., Григорьев Н.П., Зорина Е.Ф. Учет фоновой мутности рек при оценке негативного влияния антропогенной нагрузки // Изв. РАН. Сер. геогр. 2000. № 3. С. 69-74.
28. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. JL: Гидрометеоиздат, 1979.311 с.
29. Гусев М.Н. Морфодинамика днища долины Верхнего Амура. Владивосток: Дальнаука, 2002. 232 с.
30. Дружинин И.П. О проблеме предсказания колебаний стока рек с большой заблаговременностью // Моделирование процессов гидросферы, атмосферы и ближнего космоса. Новосибирск: Наука, 1985. С. 5-20.
31. Дружинин И.П. Долгосрочный прогноз и информация. Новосибирск: Наука, 1987. 255 с.
32. Дружинин И.П., Смага В.Р., Шевнин А.Н. Динамика многолетних колебаний речного стока. М.: Наука, 1991. 175с.
33. Дугина И.О. К вопросу увеличения мутности Амура у Хабаровска летом 1998 года // Амур на рубеже веков. Ресурсы, проблемы перспективы.
34. Материалы междунар. науч. конф. Хабаровск, 21-23 апреля 1999. Хабаровск, 1999. Ч. I. С. 28-30.
35. Ермолина Н.А., Калинин Г.П. Водопотребление и его влияние на воды суши // Глобальный водообмен. М., Наука, 1975. С. 24-40.
36. Ефремова Н.Д. Влияние Зейского гидроузла на водный режим рек // Материалы научной конференции по проблемам водных ресурсов Дальневосточного экономического района и Забайкалья. С.- Петербург: Гидрометеоиздат, 1991. С. 649-657.
37. Железняков Г.В. Пропускная способность русел каналов и рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 311 с.
38. Железняков Г.В. Некоторые гидродинамические аспекты проблемы пропускной способности русел рек // Динамика и термика рек, водохранилищ и эстуариев. М.: ИВПАН СССР. 1984. Т. 1. С.5-19.
39. Калинин Г.П. Проблемы глобальной гидрологии. JL: Гидрометеоиздат, 1968. 377 с.
40. Калинин Г.П., Милюков П.И. Приближенный расчет неустановившегося движения водных масс // Тр. ЦИП. 1958. Вып. 66. 72 с.
41. Караушев А.В. Теория и методы расчета речных наносов. JL: Гидрометеоиздат, 1977. 271 с.
42. Ким В.И. Затопление пойменных островов нижнего Амура // Роль географии в ускорении научно-технического прогресса. VIII совещание географов Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл. Иркутск, 1986. Вып. II. С. 79-80.
43. Ким В.И. Особенности затопления пойменных островов Нижнего Амура (на примере о. Славянский) // Формирование вод суши юга Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1988. С. 21-30.
44. Ким В.И. Особенности формирования паводков на р. Амур // Геология и экология бассейна реки Амур. III Советско-Китайский симпозиум: Тез. докл. Благовещенск, 1989. Ч. Ill (1). С. 79-80.
45. Ким В.И., Махинов А.Н. Карта Хабаровск и его окрестности. Рельеф и затопление поймы. 1 : 300 000. Хабаровск: ИВЭП ДВО АН СССР, 1990. 1 л.
46. Ким В.И., Махинов А.Н. Гидрологические и геоморфологические последствия разработки русловых месторождений Амура // География и природные ресурсы. 1997. № 3. С. 75-82.
47. Ким В.И. Влияние Зейского водохранилища на водный режим р. Амур // Амур на рубеже веков. Ресурсы, проблемы, перспективы. Материалы меж-дунар. науч. конф. Хабаровск, 21-23 апреля 1999. Хабаровск, 1999. Ч. И. С. 90-91.
48. Ким В.И. Условия формирования паводков в бассейне р. Амур // Исследования водных и экологических проблем Приамурья. Хабаровск, 1999. С. 66-69.
49. Ким В.И., Шамов В.В. Характеристика твердого стока Среднего Амура // Геолого-геохимические исследования на Дальнем Востоке. Владивосток: Дальнаука, 2000. Вып. 10. С. 186-191.
50. Ким В.И., Шамов В.В. Карта Поверхностные воды. 1 : 8 000 000 // Атлас Хабаровского края. Хабаровск: ДВ АГП, Роскартография, 2000. 1 л.
51. Ким В.И. Перераспределение стока между рукавами на широкопойменных участках р. Амур // Материалы XII Совещания географов Сибири и Дальнего Востока. Владивосток, 2004. С. 189-191.
52. Клавен А.Б. Оценка характеристик турбулентности русловых потоков // Тр. ГГИ. 1982. Вып. 278. С. 36-43.
53. Клиге Р.К. Уровень океана в геологическом прошлом. М.: Наука, 1980.111 с.
54. Клиге Р.К. Тенденции в изменении поверхностных вод гидросферы // Водные ресурсы. 1982. №3. С. 92-98.
55. Клиге Р.К, Воронов A.M., Селиванов А.О. Формирование и многолетние изменения водного режима Восточно-Европейской равнины. М.: ИВП РАН, 1993,217 с.
56. Клиге Р.К., Данилов И.А., Конищев В.Н. История гидросферы. М.: Научный мир, 1998. 368 с.
57. Климатический справочник Зарубежной Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. Ч. I. 540 с.
58. Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль, ■1 1974. 448 с.
59. Львович М.И. Охрана водных ресурсов в условиях будущего // Водныересурсы. 1982. № 3. С. 162-170.
60. Львович М.И. Вода и жизнь. М.: Мысль, 1986. 181 с. Маккавеев Н.И. Сток и русловые процессы. М.: Издательство МГУ, 1971. 115 с.
61. Малик Л.К. Затопление пойм Западно-сибирских рек и проблемы ос* воения пойменных земель // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1972. № 2. С. 39-51.
62. Мандыч А.Ф. Наводнения и их типы // Изв. РАН. Сер. геогр. 2002. № 2. С. 23-32.
63. Махинов А.Н., Поздняков А.В., Ушаков А.В. Механизм формирования подвижных островов в руслах рек (на примере Амура) // География и природные ресурсы. 1986. №4, С. 25-30.
64. Махинов А.Н. Условия формирования и характеристика стока взвешенных наносов рек юга Дальнего Востока // Формирование вод суши юга Дальнего Востока. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. С. 34-47.
65. Махинов А.Н., Ким В.И., Дедкова В.Н. Режим наводнений в пойме нижнего течения р. Амур // III научная конференция по проблемам водных ресурсов ДВЭР и Забайкалья: Тез. докл. Владивосток, 1988. С. 99-100.
66. Махинов А.Н. Русловые процессы и формирование поймы в условиях устойчивой аккумуляции наносов в долине реки // Геоморфология. 1990. №3. С. 75-84.
67. Махинов А.Н., Ким В.И., Степанов А.Н. Экологические аспекты разработки месторождений песка и гравия в русле р. Амур // Всесоюзное совещание. Проблемы рационального освоения минеральных ресурсов: Тез. докл. Хабаровск: ИГДДВОРАН, 1991. С. 191-192.
68. Махинов А.Н., Ким В.И. Водный режим пойменных массивов Нижнего Амура // Вестник ДВО РАН. 1993. № 6. С. 31-38.
69. Махинов А.Н., Чалов Р.С., Чернов А.В. Направленная аккумуляция наносов и морфология русла Нижнего Амура // Геоморфология. 1994. № 4. С. 70-78.
70. Махинов А.Н. Рельефообразование в условиях направленной аккумуляции наносов в долинах рек // Самоорганизация и динамика геоморфосистем: Материалы XXVII Пленума геоморфологической комиссии РАН. Томск: ИОА СО РАН, 2003. С. 330-333.
71. Махинов А.Н., Ким В.И., Юрьев Д.Н., Макаров А.В. Оценка последствий антропогенных воздействий на русло реки у г. Хабаровск // Города Дальнего Востока: экология и жизнь человека: Материалы конференции. Владивосток-Хабаровск: ДВО РАН, 2003. С. 88-91.
72. Махинов А.Н., Ким В.И., Неудачин А.П., Шамов В.В., Левшина С.И. Влияние крупных городов Амурской области и Хабаровского края на качество воды // Тр. I Всероссийского конгресса работникоь*водного хозяйства. М., 2003. С. 284-285.
73. Метеорологический ежемесячник. Хабаровск, 1965- 1995. Вып. 25.
74. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., Гидрометеоиздат, 1974. 638 с.
75. Михайлов В.Н. Принципы типизации и районирования устьевых областей рек (аналитический обзор) // Водные ресурсы. 2004. Т. 31. № 1. С. 5-14.
76. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. Т. I. Вып. 19. 412 с.
77. Мордовии A.M. Годовой и сезонный сток бассейна Амура. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 1996. 72 с.
78. Мордовии A.M., Петров Е.С., Шестеркин В.П.» Гидроклиматология и гидрохимия Зейского водохранилища. Владивосток-Хабаровск.: Дальнаука, 1997.137 с.
79. Нежиховский Р.А. Русловая сеть бассейна и процесс формирования стока воды. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 475 с.
80. Нежиховский Р.А. Гидрологические расчеты и прогнозы при эксплуатации водохранилищ. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 190 с.
81. Никольская В.В. Морфоскульптура бассейна Амура. М.: Наука, 1972.295 с.
82. Новороцкий П.В. Распространение муссона над южной частью российского Дальнего Востока // Метеорология и гидрология. 1999. № 11. С. 40-46.
83. Основные гидрологические характеристики. JL: Гидрометеоиздат, 1978. Т. 18. Вып. 2. 97 с.
84. Пааль JI.JL Инженерные расчеты формирования качества воды в водотоках. Таллинн: Валгус, 1976. 52 с.
85. Перечень рыбохозяйственных нормативов: федельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяй-ственное значение. М.: Изд-во ВНИРО, 1999. 305 с.
86. Петров Е.С., Новороцкий П.В., Леншин В.Т. Климат Хабаровского края и Еврейской автономной области. Владивосток-Хабаровск: Дальнаука, 2000. 173 с.
87. Пичугин А.П., Гавриленко А.С., Трибунин А.Г., Еленский Л.В., Калмыков А.И. Радиолокационные наблюдения из космоса разливов рек // ДАН СССР. 1985. Т. 284. № 2. С. 323-326.
88. Природные условия Удыль-Кизинской низменности. Новосибирск: Наука, 1973. 192 с.
89. Протасьев М.С. Река Сунгари. Москва-Свердловск: Издательство главного управления гидрометслужбы Красной Армии, 1942. 140 с.
90. Рабинович Е.З. Гидравлика. М.: Недра, 1980. 278 с.
91. Раткович Д.Я. Многолетние колебания речного стока. Д.: Гидромеоиз-дат, 1976. 254 с.
92. Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бьефах гидроузлов. JL: Гидрометеоиздат, 1988. 128 с.
93. Ресурсы поверхностных вод СССР. Верхний и Средний Амур. Д.: Гид-рометеоизат, 1966. Т. 18. Дальний Восток. Вып. 1. 782 с.
94. Ресурсы поверхностных вод СССР. Нижний Амур., Л.: Гидрометеоиздат, 1970. Т. 18. Дальний Восток. Вып. 2. 592 с.
95. Северо-восточный Китай в 80-е годы XX века. Владивосток: ДВГУ, 1989.320 с.
96. Соловьев И.А. Русловой процесс и водные пути Нижнего Амура. Владивосток: Приморское книжное издательство, 1967. 145 с.
97. Состояние природной среды и природоохранная деятельность в Хабаровском крае в 2000 году: доклад государственного комитета по охране окружающей среды Хабаровского края. Хабаровск, 2000! О
98. Справочник по климату СССР. Хабаровский край и Амурская область., Л.: Гидрометеоиздат, 1968. Вып. 25. Ч. IV. 275 с.
99. Сурков В.В., Чалов Р.С. Сезонная и многолетняя цикличность в развитии перекатов верхней и средней Оби // География и природные ресурсы. 2002. № 4. С. 79-84.
100. Тетерятникова Е.П. Учет некоторых особенностей в развитии атмосферных процессов для долгосрочного прогноза водности Амура // Тр. ДВНИГМИ. 1972. Вып. 39. С. 88-96.
101. Тихий океан. Метеорологические условия над Тихим океаном / Под ред. B.C. Самойленко. М.: Наука, 1966. 397 с.
102. Федоровский А.С. Закономерности пространственного распределения атмосферных осадков на юге Дальнего Востока // Гидрометеорологическиеисследования на юге Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 3-12.
103. Худяков Г.И., Денисов Е.П., Короткий A.M., Кулаков А.П., Никонова Р.И., Чернобривина Е.И. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Юг Дальнего Востока. М.: Наука, 1972. 424 с.
104. Чаков В.В. Болотные биогеоценозы северо-западной части Средне-амурской низменности и их картографирование. Автореф. Дис. .канд. биол. наук. Владивосток, 1986. 24 с.
105. Чалов Р.С. Сложно разветвленные русла равнинных рек: условия формирования, морфология и деформации // Водные ресурсы. 2001. Т. 28. № 2. С. 166-171.
106. Чалов Р.С., Рулева С.Н. Изменения русел рек и опасные проявления русловых процессов на урбанизированных территориях // География и природные ресурсы. 2001. № 4. С. 17-23.
107. Чалов Р.С., Завадский А.С., Рулева С.Н. Прогнозная оценка изменения глубин на перекатных участках рек России при потеплении климата // География и природные ресурсы. 2003. № 3. С. 86-92.
108. Чеботарев А.И. Общая гидрология. JL: Гидроме люиздат, 1975. 544 с.
109. Чугаев P.P. Гидравлика. Ленинградское отделение: Энергия, 1975. 598с.
110. Энциклопедия Хабаровского края и Еврейской автономной области. Хабаровск: Приамурское географическое общество, 1995. 327 с.
111. Юрьев Д.Н., Шестеркин В.П., Неудачин А.П., Ким В.И., Левшина С.И. Причина бедственного состояния экосистемы р. Амур трансграничное загрязнение // Экватек-2002: Материалы 5 Международного конгресса. М., 2002. С. 128-129.
112. Babinski Z. Wplyw zapor па procesy Korytove rzek aluwialnych. Bydgoszez: Wydawnictwo Acad. Bydgoskiej, 2002. 185 s.
113. Estimation de l'ecoulement superficiel et de sa charge en suspension sur quelques grands bassins fluviaux du monde // C.R. AcadiSci. Paris. 1989. T. 309. Serie II. P. 357-363.
114. Ketchum B.H. Estuarine characteristics // Estuaries and Enclosed Seas. Amsterdam, 1983. P.l-14.
115. Man-made lakes and human health. L., 1975. 485 p.
116. Officer Ch. B. Physical Oceanography of Estuaries (and Associated Coastal Waters). A Wiley-Intersci. Publ., 1976. №4. 465 p.
117. The streambed erosion of the lover Rhine. Hauke Hansen // Bull. Assoc. Int. perman Congr. navig. 1989. 63. № 64. P. 102-108.
118. Van Rijn L. Principles of Sediment Transport In Rivers // Estuaries And Coastal Seas. Amsterdam: Aquq Publ., 1993. 390 p.
-
Ким, Владимир Ильич
-
кандидата географических наук
-
Хабаровск, 2005
-
ВАК 25.00.36
- Пространственно-временная изменчивость стока рек бассейна Амура
- Районирование ландшафтно-лимнических геосистем Нижнего Приамурья
- Современный аллювиально-аккумулятивный морфолитогенез в бассейне Нижнего Амура
- Морфодинамика русел рек бассейна Амура (российская часть) и ее трансформация под влиянием естественных и антропогенных факторов
- Учет изменений стока при осуществлении водохозяйственных и водоохранных мероприятий
