Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Водный режим и гидрологическая безопасность освоенных участков рек

ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Водный режим и гидрологическая безопасность освоенных участков рек"

Московский Государственный Университет имени М В Ломоносова

Географический факультет

На правах рукописи

КРЫЛЕНКО Инна Николаевна

УДК 556 535, 556 536

ВОДНЫЙ РЕЖИМ И ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОСВОЕННЫХ УЧАСТКОВ РЕК

Специальность 25 00.27 - Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2007

Работа выполнена на кафедре гидрологии суши географического факультета Московского государственного университета имени М.В Ломоносова

Научный руководитель:

кандидат географических наук, доцент

Жук Виктор Архипович

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор кандидат географических наук

Коронкевич Николай Иванович Мотовилов Юрий Георгиевич

Ведущая организация

Открытое акционерное общество

«Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (г Москва)

Защита состоится « 15 » ноября 2007 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.68 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ауд 1801

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке гео1рафического факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан « 15 » октября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Алексеева С.Ф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время как в географии в целом, так и в гидрологии большое внимание уделяется решению задач, связанных с безопасным взаимодействием населения, хозяйства и природных объектов Выделилось отдельное направление - гидроэкология, предметом исследования которой является гидрологическая и гидроэкологическая безопасность территории (ГЭБТ)- такое состояние отношений между населением, хозяйством, экосистемами и водными объектами, при котором возможно экономически эффективное и экологически безопасное природо- и водопользование [Алексеевский, 2004] Минимизации экономических и экологических ущербов невозможно добиться без знания гидрологических процессов и методов управления ими Закономерности водного режима являются научной основой для понимания всех других сторон гидрологического режима рек и решения большинства гидроэкологических задач.

Классические методы исследования водного режима в ряде случаев не обеспечивают требуемой детальности для отдельных участков рек Использование математических моделей движения водных потоков и ГИС-технологий позволяет значительно расширить представление об особенностях водного режима на огдельных участках речной сети, количественно оценить важнейшие характеристики опасных гидрологических процессов, рассмотреть как реально наблюдавшиеся ситуации, так и гипотетические

В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен опыт по решению гидроэкологических задач методами математического моделирования, который, к сожалению, пока не получил широкого распространения Основные проблемы связаны с разрозненностью опыта моделирования, недостаточной его формализацией и обобщением, нехваткой нормативного и методического обеспечения, позволяющего решать разноплановые гидроэкологические задачи

Поэтому, на настоящем этапе, актуальным является дальнейшее исследование особенностей водного режима участков рек и речных долин и его взаимосвязи с гидрологической безопасностью, а также разработка единого комплекса методов и технологий решения прикладных задач

Целью работы является исследование особенностей водного режима, определяющих гидрологическую безопасность освоенных участков речных долин, методами математического моделирования движения водных потоков

Для достижения данной цели решались следующие задачи

• Выявление опасных гидрологических процессов и явлений, наиболее значимых для природно-хозяйственных территориальных комплексов в пределах речных долин и количественных характеристик водного режима, необходимых для их описания

• Разработка комплекса методов и технологий, обеспечивающих решение практических задач безопасного функционирования природно-хозяйственных территориальных комплексов в речных долинах

• Выбор, обоснование и адаптация гидродинамических моделей для решения определенных классов практических задач Разработка методики подготовки исходных данных, калибровки и верификации моделей

• Имитационные расчеты на основе математических моделей движения водных потоков на участках рек для различных сценариев, связанных с гидрологической безопасностью

■ Гидрологическая безопасность освоенных участков речных долин при наводнениях (на примере г Великий Устюг)

■ Гидрологическая безопасность при хозяйственной деятельности в руслах

рек

-исследование влияния русловых карьеров (на примере р Оби), -безопасность функционирования подводных переходов трубопроводов (на примере переходов газопровода через р Волга, Мал Сев Двина).

■ Гидрологическая безопасность заре1улированных водохранилищами протяженных участков рек в период прохождения весеннего половодья (на примере Горьковского и Чебоксарского водохранилищ)

Методика исследований и фактический материал.

• Анализ материалов режимных наблюдений за расходами и уровнями воды

• Комплексная обработка картографических материалов на основе ГИС-технологий

• Дешифрирование космических снимков для оценки зон затопления

• Полевые исследования для получения батиметрической информации, высотных отметок пойм, характеристик подстилающей поверхности русел и пойм, скоростного режима участков рек, уклонов водной поверхности

• Компьютерное моделирование движения водных потоков в одномерной и двумерной схематизации с использованием программных комплексов "River " (разработчики - В В Беликов, А Н Милитеев), "MIKE 11" (Датский гидравлический институт), программы для построения кривых свободной поверхности "Curve-1" (авторская)

• Представление и анализ результатов моделирования с использованием ГИС-технологий

В работе использованы справочные данные режимных наблюдений на гидрологических постах, фондовые и полевые материалы кафедры гидрологии суши и лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ, космические снимки, предоставленные ИТЦ "СканЭкс", данные о рельефе долин водохранилищ, сведения о сбросах и притоке воды в водохранилища р Волги

Предмет защиты

• оценка влияния физико-географических и социально-экономических факторов на гидрологическую безопасность освоенных участков речных долин,

• особенности водного режима участков рек и их взаимосвязь с гидрологической безопасностью при наводнениях, хозяйственной деятельности в руслах, регулировании стока,

• комплекс методов гидрологического анализа и гидродинамического моделирования характеристик водного режима с привлечением ГИС-технологий

Научная новизна работы заключается в следующем

• Выработаны и формализованы подходы к выбору характеристик водного режима, определяющих гидрологическую безопасность для различных элементов природно-хозяйственных комплексов

• Сформулирован и разработан полный цикл методов решения разноплановых задач исследования водного режима для обеспечения гидрологической безо-

пасносш освоенных участков речных долин, начиная от сбора и подготовки исходных данных, выбора и адаптации математических моделей до проведения численного моделирования по фактическим данным и имитационного -для различных сценариев, и анализа полученных результатов моделирования с помощью ГИС-технологий

• Предложены, разработаны и апробированы методы калибровки и верификации моделей движения водных потоков по данным разновременных космических снимков

• Разработаны методы моделирования отдельных составляющих уровней воды и проведен анализ стоковой, подпорной и заторной составляющих для узла слияния рек Сухоны и Юга

• В ходе решения прикладных задач получены новые количественные характеристики водного режима для участков рек Сухоны, Юга, Малой Северной Двины, Волги и Оби и установлена их взаимосвязь с гидрологической безопасностью

Практическая значимость Разработан комплекс методов и технологий, применимый для решения разнообразных задач, связанных с гидрологической безопасностью освоенных участков речных долин и планированием хозяйственной деятельности в их пределах

Исследование особенностей водного режима и оценка зон затопления в районе г. Вел Устюг проведено в рамках проекта «Исследования ледотермическош режима и русловых процессов в устьях Сухоны, Юга, а также Малой Северной Двины для обоснования противопаводковой защиты г Вел Устюг», выполнявшегося кафедрой гидрологии суши МГУ (2003г) Оценка величины посадки уровней воды на участках строительства русловых карьеров проводилась при выполнении работ НИЛ эрозии почв и русловых процессов МГУ по теме «Русловые процессы в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС, их изменение под влиянием разработки месторождений строительных материалов при расположении карьеров в русле" (2003 г) Методики моделирования скоростного режима и вертикальных деформаций дна использовались при выполнении работ, связанных со строительством переходов магистрального газопровода СРТО — Торжок через

реки Волга (2004 г ), Мал Сев Двина (2006 г ) Разработка гидродинамической

б

модели участка р Волги между Рыбинским и Чебоксарским гидроузлами и исследование особенностей его уровенного режима выполнялась в процессе работы по проекту «Разработка методической и нормативной базы для применения автоматизированной информационно-управляющей системы (АИУС) при решении задач ситуационного управления водными ресурсами на федеральном и бассейновом уровнях», предназначенного для Федерального агентства водных ресурсов МПР России

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования докладывались и были опубликованы в материалах следующих конференций "JIo-моносов-2001" (Москва, 2001г), "Великие реки - аттракторы локальных цивилизаций" (Дубна, 2002г), "Экстремальные гидрологические события теория, моделирование и прогнозирование", (Москва, 2003 г), "Суверенный Казахстан 15-летний путь развития космической деятельности" (Алматы, 2006г), "European Geosciences Union, EGU General Assembly 2004" (Ницца, 2004r), "EGU General Assembly 2006" (Вена, 2006г), "Земля из космоса - наиболее эффективные решения" (Ватутинки, 2005г ), Международной Российско-Чешской выставке-семинаре "Мониторинг и автоматизированное управление водными ресурсами" (Прага, 2003г ), "Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций - IV" (Москва, 2004г), "Эколого-географические исследования в речных бассейнах - II" (Воронеж, 2004г), "Инженерные изыскания в строительстве" (Москва, 2005г), "Вузовская наука регионам" (Вологда, 2005г ), "Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей" (Москва, 2004г), 7-м Международном Конгрессе "Вода экология и технология ЭКВАТЭК-2006" (Москва, 2006г), научном семинаре кафедре гидрологии суши МГУ (2007г), научно-образовательном семинаре "Математическое моделирование геофизических процессов прямые и обратные задачи" (НИВЦ МГУ, 2007г )

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 4 статьи и 16 тезисов и материалов докладов

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения Она изложена на 183 страницах машинописного текста, включающего 66 рисунков, 27 таблиц и 4 приложения Список литературы состоит из 96

отечественных и зарубежных публикаций.

7

Автор выражает искреннюю признательность коллективам кафедры гидрологии суши и лаборатории эрозии почв и русловых процессов им Н И Мак-кавеева МГУ за постоянную поддержку и помощь при сборе материалов, экспедиционных изысканиях и выполнении проектов, а особенно дгн, проф Н И Алексеевскому, к г н, доц Алабяну А М, к г н, доц Фроловой Н Л, к г н Иванову В В за неоценимую помощь и полезные советы на всех этапах проведения исследований Особенную благодарность автор выражает автору двумерной модели "Ятег" д т н В В Беликову за помощь в освоении модели КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость работы, даны сведения о методике исследований и использованных исходных материалах

В главе 1 рассматриваются основные теоретические понятия, используемые в диссертации Представлена схема взаимосвязи населения, хозяйства, природных объектов и процессов (рис 1) и определено место водных объектов и опасных гидрологических процессов в ее рамках

Рис 1 Логическая схема взаимосвязи населения, хозяйства, природных объектов и процессов [.Гидроэкология, теория и практика, 2004]

В основании схемы - взаимодействие природных объектов и социальной и производственной структуры территории, или другими словами, сложившийся на данной территории природно-хозяйственный комплекс (ПХК) В результате изучения природных объектов территории и особенностей ее освоения можно

выделить наиболее опасные для ПХК природные процессы - события, приводящие к социальным, экономическим и (или) экологическим ущербам Дальнейшие исследования строятся по схеме опасные природные процессы - природные риски - оценка рисков (безопасности)- ущербы - управление рисками, минимизация ущербов, для чего необходимо вернуться к рассмотрению структуры взаимодействия отдельных компонентов ПХК и при необходимости — к ее изменению В гидроэкологии, как и в других направлениях экологической географии, исследования строятся по данной схеме

К нарушению гидроэкологической безопасности территории (ГЭБТ) могут приводить такие опасные гидрологические процессы, как наводнения, ледовые явления на реках, подтопление, изменение уровня грунтовых вод, абразия берегов озер и водохранилищ, экстремальные межгодовые колебания речного стока, склоновая и овражная эрозия, переформирования русел рек и каналов, заиление русел рек и водохранилищ, сели, негативное изменение гидравлического и термического режима водных объектов, их трофического статуса, ухудшение качества воды [Мягков, 1995, ГОСТР22 0 06-95, Алексеевский, 2004]

В связи с тем, что экологические аспекты ГЭБТ и вопросы качества воды в данной работе практически не рассматриваются, в дальнейшем будет, также, использоваться термин гидрологическая безопасность территории, что, по нашему мнению, аналогично понятию ГЭБТ, но с меньшим акцентом на экологические аспекты безопасности

Особенности функционирования водных объектов территории, повторяемость и масштабы опасных гидрологических процессов и соответствующие им риски определяются на основе характеристик водного режима, т к закономерности водного режима являются научной основой для понимания всех других сторон гидрологического режима рек Выработка мер по снижению ущербов требует не только учета особенностей водного режима, но и в отдельных случаях его изменения (создание водохранилищ, выправление русел и т п )

В главе рассмотрены основные характеристики водного режима рек, необходимые при решении задач, связанных с обеспечением ГЭБТ

В первую очередь, это уровни и расходы воды Изменение расхода воды в

реках определяет чередование фаз водного режима, а многолетние характери-

9

стики речного стока для рассматриваемой территории необходимы для решения практически всех задач, связанных с ГЭБТ

Уровни воды на участке реки неразрывно связаны с расходами воды и дополнительно определяются рядом факторов, что наглядно демонстрирует генетическое уравнение изменчивости уровней воды в реках [Алексеевский, Ободов-ский, Самохин, 2005]

Щх,^ = На±Ш№ +АН, +Л#„ ±Л#„„±ЛЯ„ ±&Нр ±Шт.

где Нд - стоковая, Нрр - подземная, АЯ,- заторная, ДНп - подпорная, приливная, ДЯ„ - сгонно-нашнная, АНр - русловая, Шт - тектоническая составляющая уровня воды Все эти составляющие являются функцией пространственной (х) и временной (¿) координат

При решении многих задач необходим также анализ таких характеристик водного режима, как скорости течения и уклоны водной поверхности на участке реки

В главе 2 обоснован основной метод исследований — математическое моделирование движения водных потоков и представлен полный цикл применяемых методов

В зависимости от требуемой точности, детальности исходных данных и специфики решаемой задачи применяются одномерные и двумерные модели движения водного потока, в основу которых положено численное решение уравнений Сен-Венана в одномерной (характеристики потока осреднены по ширине и глубине и рассматриваются вдоль оси х) и двумерной (поток рассматривается вдоль оси л: и по ширине, по глубине потока характеристики осредняются) схематизации соответственно Исходными данными для этих моделей является информация о рельефе территории В качестве граничных условий для спокойных потоков задаются расходах воды на верхней и уровни воды на нижней границе расчетного участка как функции времени, в качестве начальных - уровни водной поверхности в пределах участка реки на начало расчета

Одномерные модели позволяют рассчитывать изменения уровней водной поверхности и расходов воды по времени и по длине водотока для протяженных участков рек на основе данных о морфометрии долин, представленных в виде от-

ю

дельных поперечных профилей В работе используется авторская одномерная модель установившегося движения водного потока "Curve-1" [Крыленко, 2003] и одномерная модель неустановившегося движения "Mike 11" Датского гидрологического института Одномерная модель установившегося движения водного потока базируется на решении уравнения движения воды в упрощенном виде методом последовательных приближений [Караушев, 1969, Чугаев, 1982] Результатами моделирования являются кривые свободной поверхности потока для заданного расхода воды и уровня на нижней границе участка Модель "Mike 11" основана на решении полной системы Сен-Венана на основе неявной конечно-разностной схемы Она позволяет рассчитывать ход уровней и расходов воды по времени в пределах расчетного участка

Для применения двумерных моделей требуется более детальная информация о рельефе речных долин, представленная в виде поля точек (х, у, z0) В результате они позволяют получить плановую картину распределения уровней водной поверхности и глубин воды в пределах участка речной долины и векторное поле ос-редненных по вертикали скоростей течения потока Для проведения расчетов использовалась двумерная модель "River", разработанная В В Беликовым, А Н Милитеевым и др, в основу которой положено решение системы Сен-Венана в приближении «мелкой воды» методом конечных элементов на треугольных сетках В модели также реализован блок расчета вертикальных деформаций дна, основанный на совместном решении уравнений движения воды и баланса наносов

В главе приведены требования к исходной картографической и гидрологической информации для моделирования, на примерах рассмотрены критерии выбора типа математической модели Перечислены и описаны основные этапы построения гидродинамических моделей участков рек

После построения компьютерной модели участка речной долины проводится ее калибровка и верификация Для одномерных и двумерных моделей движения водных потоков калибровочным параметром является коэффициент гидравлического сопротивления, либо заменяющий его коэффициент шероховатости Коэффициенты шероховатости на различных участках реки подбираются на основе

сопоставления фактических и рассчитанных уровней воды и уклонов водной noli

верхности Для калибровки двумерных моделей дополнительно привлекается информация об измеренных скоростях течения в различных частях исследуемой акватории Основными материалами для калибровки моделей являются данные наблюдений на гидрометеорологической сети и материалы экспедиционных изысканий

Автором предложен и апробирован дополнительный способ калибровки и верификации гидродинамических моделей — по данным о границах затопления с космических снимков [Крыленко, 2006\ При наличии космических снимков среднего и высокого разрешения (выше 30м) и входной гидролошческой информации для модели за те же даты, появляется возможность сопоставить расчетные и реально наблюдавшиеся (полученные с космических снимков) границы затопления территории Таким образом, реализуется дополнительный способ контроля правильности рассчитанных уровней и исходной информации о рельефе

Для имитационных расчетов по модели проводится выбор и обоснование расчетных сценариев Обычно рассматриваются наиболее неблагоприятные с точки зрения планируемой хозяйственной деятельности и возможных нарушений ГЭБТ ситуации Автором проведено обобщение вариантов расчетных сценариев на основе решавшихся в исследовании задач

Особо в главе подчеркнута роль ГИС-технологий, с помощью которых производится схематизация расчетной области, построение расчетных сеток, подготовка информации о рельефе, анализ и визуализация результатов расчетов

Глава 3 посвящена вопросам гидрологической безопасности речных долин при наводнениях Основной характеристикой водного режима, определяющей ГЭБТ при наводнениях, являются уровни воды Сопоставление изменяющихся уровней воды с высотой местности позволяет оценить вероятность, глубину и площади затопления территории при наводнениях, а анализ отдельных составляющих уровня — стоковой, заторной, подпорной - вклад отдельных опасных гидрологических процессов в нарушение ГЭБТ

В работе детально рассмотрена ситуация с затоплением г Великий Устюг, расположенного в узле слияния рек Сухоны и Юга и на протяжении своей истории многократно подвергавшегося наводнениям

Исследование вклада стоковой составляющей в общую величину повышения уровней воды у города и оценка зон затопления проводились на основе двумерной модели "River", для оценки вклада подпорной и заторной составляющей уровней привлекались также результаты расчетов на основе авторской одномерной модели "Curve-P'

Исходными данными для моделирования явились данные о рельефе местности (топографические карты масштаба 1 25000, планы города масштаба 1 10000) и результаты промеров глубин В качестве граничных условий задавались расходы воды по г/п р Юг - Гаврино, р Сухона - Каликино на верхних границах и уровни воды Мал Сев Двины по г/п Медведки - на нижней границе расчетной области Данные об уровнях воды по г/п р Сухона - Вел Устюг были использованы в качестве контрольного створа при калибровке и верификации моделей Сопоставление расчетных и наблюденных уровней по г/п Вел Устюг при верификации одномерной и двумерной модели дало хорошие результаты (относительная ошибка расчетов не более 15% -по одномерной и 10% - по двумерной)

При построении двумерной модели соответствие расчетных и фактических границ затопления дополнительно проверялось по космическим снимкам (табл 1) Сопоставление показало, что, в целом, модель адекватно отражает реальную картину затопления (рис 2)

Таблица 1

Результаты верификации модели на основе космических снимков_

дата спутник, тип съемочной системы пространственное разрешение, м расходы воды, mj/c уровень воды по г/п Вел Устюг, см над "0" графика площадь затопления речных долин, км2

р Сухона-Каликино р Юг-Гаврино фактические рассчитанные фактическая (по снимку) рассчитанная

1105 1998 Ресурс-01, МСУ-Э 30 4210 2778 654 653 153 165

14 05 2003 Метеор-ЗМ, МСУ-Э 45 1450 1000 366 376 47 89*

* Завышение расчетной площади затопления связано с недостаточной детальностью цифровой модели рельефа, построенной по карте М 1 25000, не учитывающей гривистого микрорельефа поймы Расчетная и фактическая границы области затопления при этом совпадают хорошо

В результате имитационных расчетов для различных сочетаний расходов рек Сухоны и Юга получен комплекс количественных характеристик весенних

наводнений - площади и границы зоны затопления, глубины затопления, отметки водной поверхности, скорости течения для речных долин в районе г. Вел. Устюг.

/у/ рассчитанная по гидрологической модели граница затопления, 0 1 2 км

совмещенная с космическим снимком —

Рис. 2. Затопление пойм в районе г. Вел. Устюг на пике половодья (11.05.1998): а) космический снимок; б) глубины воды, полученные на основе двумерной модели.

Моделирование показало, что уровни воды, формирующиеся за счет стока в период половодья, в наиболее неблагоприятном случае (сочетание расходов 1 % обеспеченности по рекам Сухона и Юг) могут превышать меженные на 6 - 7 м. В этом случае возможно затопление более 90% территории речных долин, прилегающих к г. Вел. Устюг, и до 1/3 территории города (рис. 3), что приведет к нарушению ГЭБТ города и возникновению чрезвычайной ситуации 2 категории

14

тяжести (ЧС-2). ЧС-2 для городов связаны с затоплениями, повреждением и разрушением отдельных построек и сооружений потоками воды и плывущим льдом при доле пораженной площади менее 10%. [Мягков, 1995]. Однако даже при прохождении 1% расходов воды максимальные уровни воды, формирующиеся за счет талого стока, на 2 м ниже максимальных уровней, наблюдавшихся при ледовых заторах.

Рис. 3. Площадь затопления города Великий Устюг в зависимости от уровня воды в р. Сухоне - г/п Вел. Устюг и соответствующий уровень нарушения ГЭБТ

Основой для оценки вклада подпорных явлений в период открытого русла

послужило количественное сопоставление рассчитанных гидравлических характеристик потоков сливающихся рек при наличии подпора и в безподпорных условиях. Выявлено, что максимальная дальность распространения подпора по р. Сухоне - до 21-го км выше устья реки. На участке р. Сухоны у г. Вел. Устюг вклад подпоров в общее повышение уровней воды может составлять до 30 % от общей величины уровней стоково-подпорного генезиса и достигать 1,3 м (табл. 2). Тем не менее, вклад подпорных повышений уровня в нарушение ГЭБТ невелик, т.к. в реально наблюдавшихся ситуациях подпор р. Сухоны рекой Юг проявлялся только при уровнях воды ниже 600 см, когда площади затопления городских территорий еще незначительны. Величина заторной составляющей уровней воды находится в зависимости от мест заторообразования и мощности заторов. Ее вклад в опасное повышение уровней воды у г. Вел. Устюг может достигать 50%, именно заторами обусловлены катастрофические повышения уровней до 9-10 м над меженным.

Таблица 2

Расчетная величина подпорного повышения уровня воды ЛН„ (см) у г Вел Ус-

расход р Юг, м3/с расход р Сухона, м^/с

1000 1500 2000 3000 4000

500 0 0 0 0 0

1000 47 38 28 23 20

1500 86 72 58 47 39

2000 123 105 87 69 56

3000 135 108 91

4000 123

Реализация численных моделей движения водных потоков со льдом для конкретных участков рек в настоящее время затруднена в связи с их сложностью и недостаточностью исходных данных Поэтому в практике исследований для оценки характеристик водного режима рек при заторах приходится использовать различные приближенные методы

С использованием программы "Смгуе-У" были проведены имитационные расчеты для случаев образования заторов на различных участках русла р Мал Сев Двины на основе следующего приближения - задавалась величина подпорного повышения уровней воды в районе затора, и рассчитывались количественные характеристики распространения подпора от затора вверх по течению В двумерной модели на период формирования затора учтены два дополнительных фактора - добавочный коэффициент шероховатости на участке затора за счет шероховатости льда и уменьшение средней глубины потока за счет заполнения русла льдом

В главе 4 рассмотрены вопросы гидрологической безопасности участков рек при хозяйственной деятельности в руслах К руслам рек приурочены разнообразные виды хозяйственной деятельности (судоходство, строительство, добыча стройматериалов, рыбоводство, ирригация и др ) и связанные с ними объекты хозяйства (водозаборы, переходы трубопроводов, линий электропередач, мостовые переходы, причалы и т д ) Безопасность этих объектов хозяйства и всего ПХК участка речной долины определяется как особенностями водного и связанного с ним руслового режима участка реки, так и взаимным влиянием различных видов хозяйственной деятельности в руслах рек В главе на конкретных примерах рассмотрено, как влияют на ГЭБТ особенности водного режима локального

участка реки, связанные с антропогенными изменениями отметок дна и соответствующими им изменениями русловой составляющей уровней, а также вертикальные русловые деформации

В первой части главы проводится исследование влияния русловых карьеров на гидрологическую безопасность участка реки Оби ниже г Новосибирск и оценка возможности разработки карьеров на участках разветвленного русла в 60 - 80 км ниже города

Основными количественными критериями влияния карьеров на ГЭБТ являются соотношение объема стока влекомых наносов реки и объема добычи, длина кривой спада и посадка уровней воды, соотношение ширин карьера и русла реки, длина зоны эрозии ниже карьера [Алексеевстй, 1998].

Для исследования влияния карьеров на изменение гидравлического режима, распределения стока воды по рукавам и определения величины возможных посадок уровней применялась двумерная модель "River" В качестве исходных данных для моделирования использованы детальные данные о рельефе русла, расходах воды и уклонах водной поверхности р Оби, полученные при экспедиционных исследованиях в 2002г Калибровка и верификация модели проводилась на основе измеренных скоростей течения и уклонов водной поверхности и дала хорошие результаты - разность измеренных и рассчитанных скоростей течения не превышает 0,1 м/с, уровней воды — 2 см

При расчетах исходная цифровая модель рельефа менялась согласно схеме планируемых карьеров, и проводилось сравнение рассчитанных отметок водной поверхности в бытовых условиях и при наличии карьеров в русле Рассмотрены варианты размещения карьера глубиной от 1 до 6 м в нижней части несудоходного правого рукава р Оби и системы из двух карьеров в левом рукаве На основе моделирования выявлено, что при организации карьеров максимальные посадки уровней наблюдаются при меженном расходе воды и незначительно увеличиваются с ростом глубины карьера (табл 3) У верхней границы карьера величина посадки уровней в межень составляет до 30 см, в начале разветвления -10-13 см и на ближайшем перекате (на верхней границе участка) 2-3 см (рис 4), что существенно не ухудшит условия судоходства на данном участке реки

Таблица 3

Параметры карьера в правом рукаве р Оби и соответствующая им посадка уровней в межень

глубина объем добычи посадка уровней воды, см

карьера, м млн м3 млнт на вышележащем перекате на входе в рукав с карьером

1 0,8 1,49 1 10

2 1,38 2,49 1 10

3 1,91 3,44 2 12

4 2,60 4,63 3 13

5 3,15 5,67 3 13

6 3,80 6,84 3 13

Второй неблагоприятный фактор влияния карьера на гидравлический режим реки - изменение распределения стока воды по рукавам Если в бытовых условиях в правый второстепенный рукав идет 10-11% стока в межень и 21% - в половодье, то в случае организации карьера в рукаве эта доля увеличивается до 17% в межень и 26% в половодье Результатом такого перераспределения может явиться активизация развития второстепенного несудоходного рукава и изменения структуры сопряженных разветвлений на протяженном участке реки

Для строительства и безопасной работы переходов магистральных трубопроводов определяющими являются вертикальные деформации дна, которые в свою очередь, зависят от гидравлического режима и состава руслообразующих наносов Наиболее опасными представляются аварии на переходах трубопроводов через крупные реки в густонаселенных и хорошо освоенных районах Поэтому в работе рассмотрена задача, связанная с безопасностью переходов магистрального газопровода СРТО - Торжок через две большие реки - Волгу и Малую Северную Двину Переходы трубопровода через р Волгу ниже г Рыбинск и у пос Охотино приурочены к водохранилищным участкам реки Волги, особенности водного режима которых связаны с регулированием Угличской и Рыбинской ГЭС На этих переходах наблюдается сложный режим скоростей течения, обусловленный сбросом воды вышерасположенной ГЭС и уровнями нижележащего водохранилища Плановая картина распределения скоростей течения и соответствующих им деформаций дна на этих участках при попусках редкой обеспеченности остаются малоизученными, поэтому актуальным является их исследование с использованием компьютерных моделей

Для оценки скоростей течения воды и деформаций дна на участках переходов применялась двумерная модель "River" В качестве исходных данных для

18

построения и калибровки моделей участков рек в районе переходов использовались результаты промеров глубин, съемки русла, измерения скоростей течения и уклонов водной поверхности, полученные при экспедиционных исследованиях в 2004 - 2006 гг

На основе моделирования определены характеристики гидравлического режима и возможные деформации дна при прохождении руслоформирующих и максимальных расходов воды Выявлено, что в этом случае на участках переходов наблюдаются значительные (до 2 м/с) скорости течения и уклоны водной поверхности, но деформации дна носят локальный характер (рис 5) Наибольшие размывы дна наблюдаются не при максимальных за период наблюдений и 1% расходах воды, а при руслоформирующих, что связано с их большей продолжительностью по сравнению с максимальными

Глава 5 посвящена вопросам гидрологической безопасности зарегулированных водохранилищами участков рек в период прохождения весеннего половодья Водный режим в этом случае определяется попусками вышележащих гидроузлов, уровнями верхних бьефов расположенных ниже гидроузлов и боковьм притоком, а безопасность освоенных участков речных долин зависит от эффективности управления попусками В главе рассмотрен участок р Волги между Рыбинским и Чебоксарским гидроузлами общей протяженностью 700 км Исследования движения воды на этом участке, в том числе и на основе гидродинамических моделей выполнялись и ранее [Щербаков, 2002, Глотко, 2006] В диссертации основное внимание уделено зонам затопления и особенностям уроненного режима при наименее изученных сценариях пропуска половодий редкой обеспеченности через Горьковское и Чебоксарское водохранилище

Расчеты выполнялись на основе одномерной модели "MIKE 11" Исходными данными дня моделирования являлась цифровая модель рельефа водохранилищ В качестве граничных условий задавались суточные данные о сбросах воды с вышерасположенной ГЭС и уровни воды в верхнем бьефе нижележащего гидроузла, кроме того, учитывался незарегулированный боковой приток Для определения границ затопления проводилось сопоставление смоделированных отметок водной поверхности и фактических отметок дна

Рис. 4. Рассчитанные по модели отметки уровней воды р. Оби на участке планируемой карьерной добычи песчано-гравийной смеси в межень в бытовых условиях (а) и посад-

Рис. 5. Рассчитанные по модели скорости течения и глубины воды р. Мал.Сев.Двины на участке перехода газопровода СРТО - Торжок (а) при руслоформирующем расходе воды (3300 м /с) и деформации дна при его прохождении в течение 7 суток (б).

Калибровка и верификация модели выполнялась на основе временных рядов хода уровней по постам Ярославль, Кострома, Балахна, Н Новгород, Просек, Ва-сильсурск за 2002 - 2005 гг Коэффициенты корреляции рядов фактических и рассчитанных уровней воды за отдельные годы составляют не менее 0,8. Достоверность получаемых на основе расчетов границ затопления подтвердилась информацией о затоплении территории с космических снимков за этот же период

Сценарные расчеты были проведены для случаев 1% попусков с водохранилищ в сочетании с ] % боковым притоком Для Чебоксарского вдхр рассматривалось два варианта уровней воды у плотины Чебоксарской ГЭС - современный ПУ (63 м) и НПУ первоначального проекта (68 м), заполнение до которого обсуждалось в последнее время при разработке программ управления Волжско-Камским каскадом В работе показано, что в период весеннего половодья стоковая составляющая изменения уровней воды в водохранилищах является наиболее значимой Для Горьковского водохранилища режим уровней в период половодья определяется в основном режимом попусков Амплитуда колебаний уровней при прохождении волн половодий и попусков составляет от 6 м у г Тутаев до 2 м у г Кинешма при половодье 1% обеспеченности Время добегания волн попусков, определенное по времени добегания пиков расходов и уровней воды, составляет от 2-3 ч до г Ярославль, 11-12 ч до г Кинешма, и незначительно изменяется в зависимости от величины попуска Для Чебоксарского водохранилища уровен-ный режим определяется в большой степени поступлением воды от крупных притоков - рек Оки, Суры и Ветлуги Расчеты показали, что при пропуске половодий 1% обеспеченности опасного затопления освоенных территорий долины р Волга на участке Горьковского водохранилища не наблюдается Прохождение 1% половодья на Чебоксарском водохранилище приводит к нарушению гидрологической безопасности освоенных участков долины, особенно в случае увеличения уровня верхнего бьефа Чебоксарского водохранилища до 68 м, когда затопленным оказывается ряд населенных пунктов

выводы

1 Выработаны и формализованы подходы к выбору характеристик водного режима, определяющих гидрологическую безопасность для участков долин в различных физико-географических и социально-экономических условиях

2 Обоснованы принципы выбора математических моделей движения водных потоков для исследования водного режима участков рек в зависимости от локальных географических условий и класса гидроэкологических задач

3 Предложены, разработаны и апробированы методы калибровки и верификации моделей движения водных потоков по данным разновременных космических снимков

4 Разработаны методы моделирования генетических составляющих экстремальных уровней воды, что является основой для разработки стратегии минимизации природного риска

5 Созданы компьютерные гидродинамические модели различных по протяженности участков рек Оби, Малой Северной Двины, Сухоны, Юга и Волги При этом в ходе решения прикладных задач получены новые количественные характеристики водного режима рек и определено их влияние на гидрологическую безопасность территории

6 На примере г Вел Устюг показано, что для территорий, подверженных наводнениям, характеристикой водного режима, определяющей безопасность, являются изменения уровней воды различного происхождения Наиболее важной является стоковая составляющая максимального уровня воды, ее вклад может превышать 7 м В этом случае возможно затопление более 90% территории речных долин, прилегающих к г Вел Устюг и до 1/3 территории города Однако, даже при прохождении 1% расходов воды максимальные уровни воды, формирующиеся за счет талого стока, на 2 м ниже максимальных уровней, наблюдавшихся при ледовых заторах Вклад заторов в опасное повышение уровней в разные годы составляет от 0 до 50% от его общей величины и зависит от мощности и места формирования заторов Вклад подпорных повышений уровня в увеличение площадей затопления и нарушение ГЭБТ г Вел Устюг невелик

8 Для участков разработки русловых карьеров (р Обь) показано, что определяющим безопасность судоходства, работы водозаборов и т п является антроно-

генное изменение русловой составляющей уровней воды (посадка уровней) Моделирование подтвердило, что наибольшее влияние карьеров на уровенный режим проявляется в меженных условиях Предотвращение неблагоприятного воздействия карьеров на русловой режим реки требует применения комплекса мер организационного (регулирование мест, объемов и способов добычи ПГС) и инженерного (строительство гидротехнических сооружений) характера Их сочетание определило различные сценарии моделирования и рекомендации по минимизации воздействия на естественный водный режим В частности было установлено, что при грамотном расположении карьеров их глубина не оказывает существенного влияния на величину локальной посадки уровней

9 Для участков переходов газопровода через реки Волга и Мал Сев Двина на основе моделирования прохождении руслоформирующих и максимальных расходов вода установлено, что несмотря на значительные скорости течения, русло устойчиво, а деформации дна носят локальный характер Даже прохождение расходов воды 1% обеспеченности на водохранилшцных участках р Волги в районе переходов газопропровода у пос Охотино и ниже г Рыбинск не приведет к нарушению безопасности функционирования переходов

10 Безопасность освоенных участков рек, зарегулированных водохранилищами, зависит от эффективности управления попусками Оценка зон затопления для Горьковского и Чебоксарского вдхр на р Волге показала, что при пропуске половодий 1% обеспеченности опасного затопления долины р Волги на участке Горьковского водохранилища не наблюдается Прохождение 1% половодья на Чебоксарском водохранилище приводит к нарушению гидрологической безопасности освоенных участков долины, особенно в случае увеличения уровня верхнего бьефа Чебоксарского водохранилища до 68м

Список работ по теме диссертации

1 Крыленко ИН Математическое моделирование взаимодействия в паводки водных потоков в узле слияния рек Сухоны и Юга //В сб «Безопасность энергетических сооружений», вып 11, Изд-во НИИЭС, 2003 С 175-185

2 Крыленко И.Н., Самохин М А, Сурков В В Опыт применения различных методов исследований при анализе режима наводнений в районе г Вея. Устюг //

Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей Труды VI конференции, Москва, 2004 С 59-61

3 Крыленко ИН Двумерные модели движения русловых потоков в практике инженерных изысканий //Инженерные изыскания в строительстве Материалы научно-практической конференции молодых специалистов, Москва, 2005 С 89-93

4 Алабян А М, Крыленко И Н Компьютерное моделирование движения воды для планирования русловых карьеров (на примере р Оби) //Эколого-географические исследования в речных бассейнах Материалы II Всероссийской научно-практической конференции, Воронеж, 2004 С 192-195

5 Жук В А, Крыленко И Н, Полянин В О Прогнозирование зон затопления в районе г Великий Устюг в период весеннего половодья // В сб «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, 2005 С.203-215

6 Алабян А М, Крыленко И Н, Рамазанова С М Компьютерное моделирование течений и русловых деформаций на реках Вологодской и Ярославской областей //Вузовская наука - регионам Материалы научно-практической конференции, Вологда, 2005 С 156-161

7 Крыленко И Н Компьютерное моделирование прохождения волны половодья с привлечением данных спутникового ДЗЗ // Международная научная конференция "Суверенный Казахстан 15-летний путь развития космической деятельности", Алматы, 2006 С 123-126

8 Жук В А , Каинова С А, Крыленко И Н, Фролова Н Л Заторы льда на р Сухона у г Великий Устюг, особенности формирования максимальных заторных уровней и оценка возможности их прогнозирования //Материалы Международной научной конференции «Великие реки — аттракторы локальных цивилизаций», Дубна, 2002 С 59-62

9 Черноморец С С, Петраков Д А, Крыленко И Н, Тутубалина О В, Алейников А А, Тарбеева А М Динамика ледниково-озерного комплекса Башкара и оценка селевой опасности в долине реки Адыл-Су //Криосфера Земли, т XI, № 1,2007 с 72-84

10 Крыленко И Н Исследование подпорных явлений в узле слияния рек Сухоны и Юга на основе компьютерного моделирования //Вестник МГУ Сер 5, География, №6,2007

11 Experience of satellite images application for two-dimensional hydrodynamic modeling of flooding territory during floods on rivers // EGU General Assembly Gheo-phicical Research Abstracts, Vol 8,00328,2006

Подписано в печать 11 10 2007 г Исполнено 12 10 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 870 Тираж 150 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56 www.autoreferat ш

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Крыленко, Инна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Основные понятия и современное состояние вопроса

ГЛАВА 2. Методика исследований

2.1 Обоснование метода исследований

2.2. Описание математических моделей

2.3. Исходная информация для моделирования

2.4. Выбор типа модели

2.5. Основные этапы построения гидродинамической модели участка

2.6. Применение ГИС-технологий

2.7. Калибровка и верификация моделей

2.8. Выбор расчетных сценариев

ГЛАВА 3. Гидрологическая безопасность освоенных участков речных долин при наводнениях (на примере г. Великий Устюг)

3.1. Постановка задачи

3.2. Краткая гидрологическая характеристика района исследований

3.3. Построение компьютерных моделей узла слияния рек Сухоны и Юга

3.3.1. Одномерная модель установившегося движения для расчета кривых свободной поверхности потоков

3.3.2. Построение двумерной модели

3.4. Исследование уровней воды в районе г. Великий Устюг, формирующихся за счет стока воды, и оценка зон затопления

3.5. Исследование вклада подпорной составляющей уровней воды

3.6. Исследование заторной составляющей уровней воды

ГЛАВА 4. Гидрологическая безопасность отдельных участков рек при хозяйственной деятельности в руслах 100 4.1. Влияние русловых карьеров на гидрологическую безопасность участка реки Оби

4.1.1. Постановка задачи

4.1.2. Описание участка

4.1.3. Построение модели

4.1.4. Оценка посадки уровней при различных вариантах расположения карьеров

4.2 Исследование безопасности подводных переходов магистральных 116 трубопроводов

4.2.1. Постановка задачи

4.2.2. Описание участков переходов

4.2.3. Построение моделей участков рек в районе переходов трубопровода

4.2.4. Оценка характеристик водного режима, определяющих деформации дна и безопасность функционирования подводных переходов трубопровода

ГЛАВА 5. Гидрологическая безопасность зарегулированных водохранилищами участков рек в период прохождения весеннего половодья (на примере Горьковского и Чебоксарского водохранилищ)

5.1 .Постановка задачи

5.2. Краткая гидрологическая характеристика района исследований

5.3. Построение одномерной гидродинамической модели р. Волги на 145 участке между Рыбинским и Чебоксарским гидроузлами

5.4. Исследование особенностей уровенного режима и зон затопления 155 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 164 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 167 Приложение 1 176 Приложение 2 177 Приложение 3 179 Приложение

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Водный режим и гидрологическая безопасность освоенных участков рек"

В настоящее время как в географии в целом, так и в гидрологии большое внимание уделяется решению задач, связанных с безопасным взаимодействием населения, хозяйства и природных объектов. Выделилось отдельное направление - гидроэкология, предметом исследования которой является гидрологическая и гидроэкологическая безопасность - такое состояние отношений между населением, хозяйством, экосистемами и водными объектами, при котором возможно экономически эффективное и экологически безопасное природо- и водопользование [Алексеевский, 2004]. Минимизации экономических и экологических ущербов невозможно добиться без знания гидрологических процессов и методов управления ими. Закономерности водного режима являются научной основой для понимания всех других сторон гидрологического режима рек и решения большинства гидроэкологических задач.

Классические методы исследования водного режима во многих случаях не обеспечивают требуемой детальности для отдельных участков рек. Использование математических моделей движения водных потоков и ГИС-технологий позволяет значительно расширить представление об особенностях водного режима на отдельных участках речной сети. Математическое моделирование дает возможность количественно оценить важнейшие характеристики опасных гидрологических процессов: скорости перемещения паводочных волн, глубины и границы затопления территорий в результате повышения уровней воды, изменения отметок дна и водной поверхности при различных видах хозяйственной деятельности в руслах рек и т.д. При этом имеется возможность рассмотреть как реально наблюдавшиеся ситуации, так и гипотетические, связанные с прохождением расходов воды редкой повторяемости, изменением морфометрических параметров русел, регулированием водного режима водохранилищами, перемещением аварийных загрязнений и др.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен опыт по решению гидроэкологических задач методами математического моделирования, который, к сожалению, пока не получил широкого распространения. Основные проблемы связаны с разрозненностью опыта моделирования, недостаточной его формализацией и обобщением, нехваткой нормативного и методического обеспечения, позволяющего решать разноплановые гидроэкологические задачи.

Поэтому, на настоящем этапе, актуальным является дальнейшее исследование особенностей водного режима участков рек и речных долин и его взаимосвязи с гидрологической безопасностью и разработка единого комплекса методов и технологий решения прикладных задач. Цель и задачи работы

Целью работы является исследование особенностей водного режима, определяющих гидрологическую безопасность освоенных участков речных долин, методами математического моделирования движения водных потоков. Для достижения данной цели решались следующие задачи:

• Выявление опасных гидрологических процессов и явлений, наиболее значимых для природно-хозяйственных территориальных комплексов в пределах речных долин и количественных характеристик водного режима, необходимых для их описания.

• Разработка комплекса методов и технологий, обеспечивающих решение практических задач безопасного функционирования природно-хозяйственных территориальных комплексов в речных долинах.

• Выбор, обоснование и адаптация гидродинамических моделей для решения определенных классов практических задач. Разработка методики подготовки исходных данных, калибровки и верификации моделей.

• Имитационные расчеты на основе математических моделей движения водных потоков на участках рек для различных сценариев, связанных с гидрологической безопасностью:

Гидрологическая безопасность освоенных участков речных долин при наводнениях (на примере г. Великий Устюг).

Гидрологическая безопасность при хозяйственной деятельности в руслах рек:

-исследование влияния русловых карьеров (на примере р. Оби); -безопасность функционирования подводных переходов трубопроводов (на примере переходов газопровода через р. Волга, Мал. Сев. Двина).

Гидрологическая безопасность зарегулированных водохранилищами протяженных участков рек в период прохождения весеннего половодья (на примере Горьковского и Чебоксарского водохранилищ).

Методика исследований

• Анализ материалов режимных наблюдений за расходами и уровнями воды.

• Комплексная обработка картографических материалов на основе ГИС-технологий.

• Дешифрирование космических снимков для оценки зон затопления.

• Полевые исследования для получения батиметрической информации, высотных отметок пойм, характеристик подстилающей поверхности русел и пойм, скоростного режима участков рек, уклонов водной поверхности.

• Компьютерное моделирование движения водных потоков в одномерной и двумерной схематизации с использованием программных комплексов "River" (разработчики - В.В. Беликов, А.Н. Милитеев), "MIKEU" (Датский гидравлический институт), программы для построения кривых свободной поверхности "Curve-1" (авторская).

• Представление и анализ результатов моделирования с использованием ГИС-технологий.

Фактические материалы

В работе использованы справочные данные режимных наблюдений на гидрологических постах, фондовые и полевые материалы кафедры гидрологии суши и лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ, космические снимки, предоставленные ИТЦ "СканЭкс", данные о рельефе долин водохранилищ, сведения о сбросах и притоке воды в водохранилища р. Волги.

Предмет защиты

• оценка влияния физико-географических и социально-экономических факторов на гидрологическую безопасность освоенных участков речных долин;

• особенности водного режима участков рек и их взаимосвязь с гидрологической безопасностью при наводнениях, хозяйственной деятельности в руслах, регулировании стока;

• комплекс методов гидрологического анализа и гидродинамического моделирования характеристик водного режима с привлечением ГИС-технологий.

Научная новизна

• Выработаны и формализованы подходы к выбору характеристик водного режима, определяющих гидрологическую безопасность для различных элементов природно-хозяйственных комплексов.

• Сформулирован и разработан полный цикл методов решения разноплановых задач исследования водного режима для обеспечения гидрологической безопасности освоенных участков речных долин, начиная от сбора и подготовки исходных данных, выбора и адаптации математических моделей до проведения численного моделирования по фактическим данным и имитационного - для различных сценариев, и анализа полученных результатов моделирования с помощью ГИС-технологий.

• Предложены, разработаны и апробированы методы калибровки и верификации моделей движения водных потоков по данным разновременных космических снимков.

• Разработаны методы моделирования отдельных составляющих уровней воды и проведен анализ стоковой, подпорной и заторной составляющих для узла слияния рек Сухоны и Юга.

• В ходе решения прикладных задач получены новые количественные характеристики водного режима для участков рек Сухоны, Юга, Малой Северной Двины, Волги и Оби и установлена их взаимосвязь с гидрологической безопасностью. Практическая значимость

Разработан комплекс методов и технологий, применимый для решения разнообразных задач, связанных с гидрологической безопасностью освоенных участков речных долин и планированием хозяйственной деятельности в их пределах.

Исследование особенностей водного режима и оценка зон затопления в районе г. Вел. Устюг проведено в рамках проекта «Исследования ледотермического режима и русловых процессов в устьях Сухоны, Юга, а также Малой Северной Двины для обоснования противопаводковой защиты г. Вел. Устюг», выполнявшегося кафедрой гидрологии суши МГУ (2003г.). Оценка величины посадки уровней воды на участках строительства русловых карьеров проводилась при выполнении работ НИЛ эрозии почв и русловых процессов МГУ по теме «Русловые процессы в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС, их изменение под влиянием разработки месторождений строительных материалов при расположении карьеров в русле" (2003 г.). Методики моделирования скоростного режима и вертикальных деформаций дна использовались при выполнении работ, связанных со строительством переходов магистрального газопровода СРТО - Торжок через реки Волга (2004 г.), Мал. Сев. Двина (2006 г.). Разработка гидродинамической модели участка р.Волги между Рыбинским и Чебоксарским гидроузлами и исследование особенностей его уровенного режима выполнялась в процессе работы по проекту «Разработка методической и нормативной базы для применения автоматизированной информационно-управляющей системы (АИУС) при решении задач ситуационного управления водными ресурсами на федеральном и бассейновом уровнях», предназначенного для Федерального агентства водных ресурсов МПР России.

Апробация работы

Результаты диссертационного исследования докладывались и были опубликованы в материалах следующих конференций: международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2001» (Москва, 2001г.) Международных научных конференциях «Великие реки - аттракторы локальных цивилизаций» (Дубна, 2002 г), «Экстремальные гидрологические события: теория, моделирование и прогнозирование», (Москва, 2003 г.), "Суверенный Казахстан: 15-летний путь развития космической деятельности" (Алматы, 2006г), "European Geosciences Union, EGU General Assembly 2004" (Ницца, 2004 г.), "European Geosciences Union, EGU General Assembly 2006" (Вена, 2006 г.), Международной Российско-Чешской выставке-семинаре "Мониторинг и автоматизированное управление водными ресурсами", (Прага, 2003г.) IV Научно-практической конференции "Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций" (Москва, 2004г), VI научной конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, 2004г), II Всероссийской научно-практической конференции "Эколого-географические исследования в речных бассейнах" (Воронеж, 2004г.), научно-практической конференции молодых специалистов "Инженерные изыскания в строительстве" (Москва, 2005г), Всероссийской научно-практической конференции "Вузовская наука регионам" (Вологда, 2005 г.), 2-й международной конференции "Земля из космоса - наиболее эффективные решения" (Ватутинки, 2005г.), 7-м Международном Конгрессе «Вода: экология и технология ЭКВАТЭК-2006» (Москва, 2006г), научном семинаре кафедре гидрологии суши МГУ (2007г.), научно-образовательном семинаре "Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи" (НИВЦ МГУ, 2007г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 4 статьи и 16 тезисов и материалов докладов. Структура работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Она изложена на 183 страницах машинописного текста, включающего 66 рисунков, 27 таблиц и 4 приложения. Список литературы состоит из 96 отечественных и зарубежных публикаций.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Крыленко, Инна Николаевна

Основные результаты диссертации могут быть сведены к следующему:

1. Выработаны и формализованы подходы к выбору характеристик водного режима, определяющих гидрологическую безопасность для участков долин в различных физико-географических и социально-экономических условиях.

2. Обоснованы принципы выбора математических моделей движения водных потоков для исследования водного режима участков рек в зависимости от локальных географических условий и класса гидроэкологических задач.

3. Предложены, разработаны и апробированы методы калибровки и верификации моделей движения водных потоков по данным разновременных космических снимков.

4. Разработаны методы моделирования генетических составляющих экстремальных уровней воды, что является основой для разработки стратегии минимизации природного риска.

5. Созданы компьютерные гидродинамические модели различных по протяженности участков рек Оби, Малой Северной Двины, Сухоны, Юга и Волги. При этом в ходе решения прикладных задач получены новые количественные характеристики водного режима рек и определено их влияние на гидрологическую безопасность территории.

6. На примере г. Вел. Устюг показано, что для территорий, подверженных наводнениям, характеристикой водного режима, определяющей безопасность, являются изменения уровней воды различного происхождения. Наиболее важной является стоковая составляющая максимального уровня воды, ее вклад может превышать 7 м. В этом случае возможно затопление более 90% территории речных долин, прилегающих к г. Вел. Устюг и до 1/3 территории города. Однако, даже при прохождении 1% расходов воды максимальные уровни воды, формирующиеся за счет талого стока, на 2 м ниже максимальных уровней, наблюдавшихся при ледовых заторах. Вклад заторов в опасное повышение уровней в разные годы составляет от 0 до 50% от его общей величины и зависит от мощности и места формирования заторов. Вклад подпорных повышений уровня в увеличение площадей затопления и нарушение ГЭБТ г. Вел. Устюг невелик.

8. Для участков разработки русловых карьеров (р. Обь) показано, что определяющим безопасность судоходства, работы водозаборов и т.п. является антропогенное изменение русловой составляющей уровней воды (посадка уровней). Моделирование подтвердило, что наибольшее влияние карьеров на уровенный режим проявляется в меженных условиях. Предотвращение неблагоприятного воздействия карьеров на русловой режим реки требует применения комплекса мер организационного (регулирование мест, объемов и способов добычи ПГС) и инженерного (строительство гидротехнических сооружений) характера. Их сочетание определило различные сценарии моделирования и рекомендации по минимизации воздействия на естественный водный режим. В частности было установлено, что при грамотном расположении карьеров их глубина не оказывает существенного влияния на величину локальной посадки уровней.

9. Для участков переходов газопровода через реки Волга и Мал. Сев. Двина на основе моделирования прохождении руслоформирующих и максимальных расходов воды установлено, что несмотря на значительные скорости течения, русло устойчиво, а деформации дна носят локальный характер. Даже прохождение расходов воды 1% обеспеченности на водохранилшцных участках р. Волги в районе переходов газопропровода у пос. Охотино и ниже г. Рыбинск не приведет к нарушению безопасности функционирования переходов.

10. Безопасность освоенных участков рек, зарегулированных водохранилищами, зависит от эффективности управления попусками. Оценка зон затопления для Горьковского и Чебоксарского вдхр. на р. Волге показала, что при пропуске половодий 1% обеспеченности опасного затопления долины р. Волги на участке Горьковского водохранилища не наблюдается. Прохождение 1% половодья на Чебоксарском водохранилище приводит к нарушению гидрологической безопасности освоенных участков долины, особенно в случае увеличения уровня верхнего бьефа Чебоксарского водохранилища до 68 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертации являются разработанный полный цикл методов решения разноплановых задач исследования водного режима для обеспечения гидрологической безопасности освоенных участков рек на основе методов математического моделирования и ГИС-технологий, создание гидродинамических моделей участков рек и решение на основе этих моделей задач, связанных с гидрологической безопасностью.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Крыленко, Инна Николаевна, Москва

1. Авакян А.Б., Истомина М.Н. Масштабы ущербов от наводнений различного генезиса // Сборник статей. Безопасность энергетических сооружений. М.: ОАО НИИЭС. 2003. Вып. 11. С. 415-434.

2. Акименко Т.А. Оптимизация пропуска максимальных расходов воды через водохранилище // В сб. Гидроэкология: теория и практика. (Проблемы гидрологии и гидроэкологии, вып. 2), М: Географический факультет МГУ, 2004, с. 445 454.

3. Алабян A.M. Информационные технологии в гидрологии // В сб. Гидроэкология: теория и практика. (Проблемы гидрологии и гидроэкологии, вып. 2), М: Географический факультет МГУ, 2004, с. 476-482.

4. Алабян A.M., Алексеевский Н.И., Жук В.А., Фролова H.JL, Чалов P.C. Концептуальные подходы к решению проблем затопления территорий (на примере г.Великий Устюг) //Всероссийский конгресс работников водного хозяйства, тезисы докладов. М., 2003г, с.201-203

5. Алабян A.M., Крыленко И.Н., Рамазанова С.М. Компьютерное моделирование течений и русловых деформаций на реках Вологодской и Ярославской областей //Вузовская наука регионам. Материалы научно-практической конференции, Вологда, 2005. С. 156-161.

6. Александровский А. Ю., Иванов В. В., Коротаев В.Н., Фролов Р. Д., Чернов А. В. Проблемы регулирования русла в нижних бьефах Волжских водохранилищ //Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.:Изд-во МГУ, 2005, С.23-90.

7. Ю.Алексеевский Н.И. Экологическая гидрология и гидроэкология в системе наук// В сб. Гидроэкология: теория и практика. (Проблемы гидрологии и гидроэкологии, вып. 2), М: Географический факультет МГУ, 2004, с. 9-37.

8. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во МГУ, 1998, 202с.

9. Алексеевский Н. И., Ободовский А.Г., Самохин М.А. Механизмы изменения уровней воды в реках. //Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.:Изд-во МГУ, 2005, С.216-237.

10. Алексеевский Н.И., Евстигнеев В.М., Храменков C.B., Христофоров A.B. Общие подходы к оценке и достижению гидроэкологической безопасности речных бассейнов //Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2000. № 1. С. 22-27.

11. Атлас единой глубоководной системы Европейской части России», т.5, 1988г.

12. Барышников Н.Б. Руководство к лабораторным работам по динамике русловых потоков и русловым процессам. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 224 с.

13. Беднарук С.Е. О планировании мероприятий по снижению риска ущербов от наводнений // В сб. "Безопасность энергетических сооружений", вып. 11, М., 2003, с. 407-414.

14. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники природных чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы. ГОСТ Р 22.0.06-95, 6 с.

15. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. ГОСТ Р 22.0.03-95

16. Безопасность России. Экологическая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы. МГФ "Знание", 1999, 704 с.

17. Беликов В.В. Вычислительный комплекс «TRIANA» генератор сеток треугольных конечных элементов в произвольных плоских областях. // ГосФАП СССР, П007705. 1984.

18. Беликов В.В. Совершенствование методов и технологий прикладного численного моделирования и в гидравлике открытых потоков. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М. 2005

19. Беликов В.В., Милитеев А.Н. Двуслойная математическая модель катастрофических паводков.// В сб. "Вычислительные технологии", т.1. №3. Новосибирск. 1992.

20. Беликов В.В., Милитеев А.Н. Комплекс программ для расчета речных течений <FLOOD>// Российское агенство по патентным и товарным знакам. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ.№ 2002610941. М., 2002.

21. Беликов В.В., Милитеев А.Н., Прудовский A.M., Родионов В.Б. Компьютерная гидравлическая модель речного бассейна основа определения ущербов народному хозяйству от наводнений. // В сб. "Безопасность энергетических сооружений", вып.11., М., 2003.

22. Беркович К. М., Векслер А.Б., Виноградова H.H. Доненберг В. М., Лысенко В. В., Маккавеев Н. И., Рулева С.Н. Чалов Р. С. Формирование русла Оби в нижнем бъефе Новосибирской ГЭС// Труды ЗапСибНИИ Госкомгидромета. Вып. 52. 1981.

23. Беркович K.M., Завдский A.C., Рулева С.Н., Сурков В.В., Чалов P.C. Карьерные разработки строительных материалов в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС и их влияние на русло р. Оби ////Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 15. М.: Изд-во МГУ, 2005, С.187-206.

24. Беркович. K.M. Русловые процессы и русловые карьеры. М.: 2005, 109с.

25. Ботвинков В.М., Рулева С.Н., Седых В.Л., Чалов Р. С. Гидроэкологические проблемы русла р. Оби в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС //Эрозионные и русловые процессы. Вып. 4. М.:Изд-во МГУ, 2005, С.90-102.

26. Буторин Н.В. Гидрологические процессы и динамика водных масс в водохранилищах Волжского каскада. Л.: Наука, 1969. 322 с.

27. Быков В.Д., Васильев A.B. Гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 447 с.

28. Векслер А.Б., Доненберг В.М. Переформирование русла в нижних бъефах крупных гидроэлектростанций М.: Энергоатомиздат, 1983г.

29. Весеннее половодье в Вологодской области// Под ред. А.Н. Плеханова. Вологда, 2005.-112с.

30. ВСН 163-83. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). М. Миннефтегазстрой, 1985, 117 с.

31. Временные основные правила использования водных ресурсов Чебоксарского водохранилища на р. Волге (на период начальной эксплуатации), РВ-249-82, Минводхоз РСФСР, 1982г.

32. Гидрогеологическое прогнозирование: Пер. с англ./ Под ред. Андерсона М.Г. и Берта Т.П. М.: Мир, 1988, 736 с.

33. Гидрология суши. Термины и определения. ГОСТ 19179-73., М.: 1978.—16с.

34. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Водохранилища Верхней Волги. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 291 с.

35. Глотко A.B. Совершенствование методов имитационного моделирования движения водных потоков в бьефах речных гидроузлов. //Автореф. дис. канд. техн. наук, М. 2006

36. Гидроэкология: теория и практика. (Проблемы гидрологии и гидроэкологии, вып. 2) Под ред. Н.И. Алексеевского, М: Географический факультет МГУ, 2004, 507 с.

37. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. JI., «Гидрометеоиздат», 1979, 312 с.

38. Дебольская Е. И. Динамика водных потоков с ледяным покровом / Е.И.Дебольская; Ин-т вод.проблем РАН, Моск.гос.ун-т природообустройства М., 2003,278 с.

39. Добровольский С.Г., Истомина М.Н. Наводнения мира . М.: Геос, 2006. -256 с.

40. Евстигнеев В.М. Практические работы по курсу "Речной сток и гидрологические расчеты". М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991.

41. Евстигнеев В.М., Зайцев A.A., Сваткова Т.Г., Чалов P.C., Шенберг Н.В. Водный режим рек СССР (карта для высшей школы масштаба 1:8 000000) //Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1990. № 1. С. 10-16.

42. Ермакова К.В. Риск и мера опасного события. //В сб. Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций, М. 2004 г., С.58-60

43. Завадский A.C., Иванов В.В., Чалов P.C. Особенности морфодинамики перекатов и их роль в формировании заторов на Малой Северной Двине //География и природные ресурсы, №2, 2005, с. 62-67

44. Ильина JI.JI., Грахов А.Н. Реки Севера. Гидрометеоиздат, 1987. 126 с.

45. Караушев A.B. Речная гидравлика. Д.: Гидрометеоиздат, 1969. 415 с.

46. Козлов Д.В. Одномерные математические модели движения воды и льда в руслах водотоков. //В сб. "Безопасность энергетических сооружений", вып.11, М., 2003.

47. Корень В.И. Математические модели в прогнозах речного стока, Д., 1991,

48. Коронкевич Н.И., Зайцева И.С. Географическое направление в изучении и прогнозировании гидроэкологических ситуаций // Изв. РАН. Сер. геогр. 1992. №3. С. 23-32.

49. Коронкевич Н.И., Зайцева И.С., Китаев Л.М. Негативные гидроэкологические ситуации // Там же. 1995. № 1. С. 43-53.

50. Крыленко И.Н. Математическое моделирование взаимодействия в паводки водных потоков в узле слияния рек Сухоны и Юга // «Безопасность энергетических сооружений», выпуск 11, Изд-во «ОАО НИИЭС», 2003, С. 175 -185.

51. Кузин П.С. Классификация рек и гидрологическое районирование СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1960.455 с.

52. Кузин П.С., Бабкин В.И. Географические закономерности гидрологического режима рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 200 с.

53. Кучмент JI.C., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. Физико-математические модели. М.: Наука, 1983. 216 с.

54. Кюнж Ж.А., Холли Ф.М., Вервей А. Численные методы в задачах речной гидравлики. М.: Энергоатомиздат, 1985. 255 с.

55. Леви И. И. Зимний режим рек. Конспект лекций по III части курса инженерной гидрологии. Л: Гидрометиздат, 1958

56. Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений. М.: Научный мир, 2003. 168 с.

57. Ляхтер В.М., Милитеев А.Н. Гидравлические исследования численными методами. //Водные ресурсы. 1981. №3.

58. Маккавеев Н.И., Чалов P.C. Русловые процессы. М.: Изд-во МГУ, 1986, 264 с.

59. Михайлов В.Н. Устьевые области рек: гидролого-экологические проблемы и пути их решения. // Эрозионные и русловые процессы. Вып. 2. М.:Изд-во МГУ, 1996, С. 210-217.

60. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология. М.: 2005, 464 с.

61. Мотовилов Ю.Г. Информационно-моделирующий комплекс Ecomag //Всероссийский конгресс работников водного хозяйства, тезисы докладов. М.,2003г, с.134-135.

62. Мягков С.М. География природного риска. М.: Изд-во МГУ, 1995,224 с.

63. Мягков С.М. Природные опасности и стихийные бедствия. М.: деп. ВИНИТИ, 1992

64. Нежиховский P.A. Наводнения на реках и озерах. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 183 с.

65. Нежиховский P.A. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. JL: Гидрометеоиздат, 1990. 229 с.

66. Никитина H.A. Русловые процессы в узлах слияния рек. // Дис. канд. техн. наук. М., 1989.165 с.

67. Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник / пер. с нем. М.: Прогресс, 1993. 640с.

68. Основные правила использования водных ресурсов Рыбинского и Горьковского водохранилищ на р. Волге, РВ-258-83, Минводхоз РСФСР, 1983г.

69. Петров K.M. Общая геоэкология. Санкт-Петербург, 2004,440 с.

70. Радаев H.H. Снижение рисков и смягчение последствий ЧС на муниципальном уровне //Проблемы МСУ, №3 (19), М.: МЭПИ, 2006г.

71. Рекомендации по прогнозу деформаций речных русел на участках размещения карьеров и в нижних бъефах гидроузлов. JL: Гидрометеоиздат. 1988,128 с.

72. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики, т. 10, Верхне-Волжский район. JL: Гидрометеоиздат, 1979, 480с.

73. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики, т.З, Северный край. JL: Гидрометеоиздат, 1975

74. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 3. Северный край. JL: Гидрометеоиздат, 1972. 663 с.

75. Русловые процессы и водные пути Обского бассейна. Новосибирск РИПЭЛ плюс, 2001,300 с.

76. Сур ков В.В. Динамика пойменных ландшафтов верхней и средней Оби.-М.: МГУ, 1998. 254стр.

77. Чеботарев А. И. Гидрологический словарь, Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 307с.

78. Щербаков А.О., Талызов A.A., Румянцев И.С., Пручкин С. И., Бубер А.Л. Совершенствование управления каскадом волжских водохранилищ на основе гидродинамических моделей и ГИС-технологий. М. Мелиорация и водное хозяйство, №2, 2002, С 8-12

79. Щербаков А.О., Талызов A.A. Использование ГИС инструментария для моделирования каскада Волжских водохранилищ. //В сб. "Безопасность энергетических сооружений", вып. 12, М., 2003.

80. Эделынтейн К. К. Водохранилища России: экологические проблемы, пути их решения. М.: ГЕОС, 1998. -277с.

81. Эделыптейн К. К. Формирование, перемещение и трансформация водных масс в Горьковском водохранилище. Дис. канд. геогр. наук. Борок, 1964. 230 с.

82. Alekseevskii N.I. Genesis of dangerous hydrological processes //Taiwan-Russia Bilateral Symposium on Water and Enviromenmental Technology. October 3-4/ Taipei. Taiwan, R.O.C., 2005, p.99-104

83. Delft3D-FLOW Version 3.06 User Manual. WL | Delft hydraulics. 2001.

84. FLO-2D. Version 2006.01 User Manual, http://www.flo-2d.com

85. HEC-RAS river analysis system User's Manual. 2002.

86. Modeling the World of Water. DHI Water & Environment. DHI Software. http://www. dhisoftware.com1. S000 10000 11000 12000

87. Q Мал.Сев.Двина (QIOr+QCyxoHa), m3íc1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

88. Зависимость Q=f(H) для г/п д.Медведки1. НВ.Устюг» СМ8005000 60001. ОСухона-Каликино, м3/с

89. Прил. 2а. Связь расходов р.Сухона г/п д.Каликино и уровней по г/п В.Устюг на подъеме половодья (по данным за 1985-1999 гг.)10002000300040008001. Н в Устюг. СМ100020003000400050006000

90. Прил. 26, Связь расходов р. Сухона г/п д.Каликино и уровней по г/п В.Устюг на спаде половодья (по данным за 1985-1999гг.)1. О Каликино, м /с16 11

91. Рас ст. от г/п д.Медведки, км

92. Расст. от г/п д.Медведки, км Прил. 36. Изменение уровней воды на устьевом участке р. Сухоны при наличии (1) подпора (Ос=289м3/с, <3В 591 м3/с) или при его отсутствии (2 - при Ос= 289 м3/с, 0„=150 м3/с); 3 - продольный профиль дна в 2000 г.

93. Прил. 4а. Основные параметры и водноэнергетические показатели ГЭС крупных гидроузлов Волжско-Камскогокаскада

94. Иваньковский Волга 9.1 124.2 124.0 119.5 1.1 0.8 0.1 сезонное 30 0.1

95. Угличский Волга 12.6 113.4 113.0 107.5 1.3 0.8 0.1 сезонное 110 0.2

96. Шекспннский Шексна 5.1 113.0 113.0 111.8 6.5 1.8 0 многолетнее 84 0.1

97. Рыбинский . Волга 33.1 104.0 102.0 97.1 25.4 16.7 10.0 многолетнее 338 0.9

98. Горьковский Волга 52.2 85.5 84.0 81.0 8.8 3.9 2.6 сезонное 520 1.5

99. Чебоксарский Волга 111.8 68.0° 63.0 63.0 4.6 0 8.0 недельное 1404 2.1

100. Камский Кама 53.8 110.2 108.5 100.0 12.2 9.8 3.6 сезонное 504 1.8

101. Боткинский Кама 57.2 90.0 89.0 85.0 9.4 3.7 1.1 сезонное 1000 2.4

102. Ннжекамский Кама 93.6 68.0° 62.0 62.0 2.8 0 11.0 недельное 1248 1.3

103. Куйбышевский Волга 246.8 55.3 53.0 45.5 57.3 33.9 15.5 сезонное 2300 9.5

104. Саратовский Волга 254.0 31.4 28.0 27.0 12.9 1.8 7.8 недельное 1359 5.0

105. Волгоградский Волга 257,0 16.3 15.0 12.0 31.4 8.2 4.3 незначительн ое сезонное 2541 10.8

106. Итого 173.7 81.4 64.1 11438 35.7

107. ПРОФИЛЬ ВОЛЖСКО-КАМСКОГО КАСКАДА ВОДОХРАНИЛИЩр. КАМА1. Камский ГУ1. Y '08 5

108. В осота "Зд vr"".'••"■< моря, и1. HPk'AKV иорй *о Верхневалжский ГУ1. J »6 Я1. Боткинский ГУу вэ о200 0

109. НГГУ 20S.Su УМС 203.0 и Wriru 0 521)« u> YVimi- 0,4? iyCi >м Qt ^ - ЗЙ0 • ,< u/cp. ВОЛГА1. Нижнекамский ГУ1. V 62.0

110. НГГУ . IM.Ou УМО 119.5 « МНУ 121 ! к IV ■ . t ky« >u Wmi - Г Я ■ ,* .иа.» -У4«1.уйми-.

111. ИвпчисСтскин ГУ У1** 0 Угличский ГУ1. V"30 Рыйин^кий ГУ ^10201. Р5^