Гидрологические условия формирования оврагов в rnг. Томске и на прилегающих территориях
Цель работы – определение гидрологических условий формирования оврагов на территории г. Томска. В результате работы установлено, что физико-географические условия данной территории благоприятны для развития эрозии почв и формированию оврагов. Разработана модель на основе уравнения Уишмейера-Смита и оценены ее параметры с использованием дистанционного зондирования земли для территории исследования. А также разработана модель формирования водного и твердого стока водосборов оврагов, которые были выбраны в двух точках нашего опробования дождевых вод.
Введение ………………………………………………………………………………………………………………………10
1. Изученность ……………………………………………………………………………………………………………..13
2.Физико-географическая характеристика района исследований ……………………………………19
2.1 Административно-территориальное положение ……………………………………………………19
2.2 Рельеф …………………………………………………………………………………………………………………19
2.3 Климатические условия ……………………………………………………………………………………….22
2.4 Геологические условия…………………………………………………………………………………………32
2.4.1 Стратиграфия …………………………………………………………………………………………………32
2.4.2 Тектоника ………………………………………………………………………………………………………34
2.5 Растительный покров и фауна ………………………………………………………………………………35
2.6 Почвы ………………………………………………………………………………………………………………….37
2.7 Гидрогеологические условия ………………………………………………………………………………..39
2.8 Гидрологические условия …………………………………………………………………………………….40
3 Социально-экологическая характеристика района исследований …………………………………45
3.1 Демографическая ситуация и экономическое развитие района ………………………………45
3.2 Виды и интенсивность антропогенной нагрузки ……………………………………………………45
4. Методика исследования …………………………………………………………………………………………….48
5 Гидрологические условия формирования оврагов на территории г. Томска …………………51
5.1 Содержание взвешенных веществ в дождевых водах …………………………………………….51
5.2 Водосборы оврагов ………………………………………………………………………………………………53
5.2.1 Выбор аналогов ……………………………………………………………………………………………..53
5.2.2 Определение средних значений элементов водного баланса ……………………………54
5.2.3 Максимальный расход воды половодья…………………………………………………………..55
5.2.4 Максимальный расход воды дождевого паводка ……………………………………………..56
5.2.5 Минимальный расход воды…………………………………………………………………………….58
5.2.6 Твердый сток …………………………………………………………………………………………………59
5.2.7 Содержание взвешенных веществ в дождевых водах ………………………………………61
5.3 Оценка потенциального ливневого смыва исследуемой территории………………………61
5.3.1 Фактор эродирующей способности дождей …………………………………………………….61
5.3.2 Факторы длины и крутизны склона…………………………………………………………………63
5.3.3 Фактор податливости почв эрозии К……………………………………………………………….64
5.3.4 Фактор растительности и севооборота (С) и фактор эффективности
противоэрозионных мероприятий (Р) ……………………………………………………………………..65
5.3.5 Потенциальная опасность эрозии почв под воздействием дождей ……………………65
5.3.6 Оценка смыва на водосборах оврагов ……………………………………………………………..66
6. Мониторинг ЭГП ………………………………………………………………………………………………………67
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………72
8. Социальная ответственность ……………………………………………………………………………………..97
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………108
Список литературы ……………………………………………………………………………………………………..110
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………….126
Линейная эрозия (она же овражная) является одним из главных процессов развития
современного рельефа, а овраги являются одной из форм проявления данной эрозии,
характеристики которых во многом обусловлены ландшафтными особенностями.
Само оврагообразование – представляет собой сложный рельефообразующий
процесс, связанный с поверхностным размывом почв временными потоками талых и
дождевых вод. Процесс развития эрозии одновременно с аккумулятивным процессом
создает характерные морфометрические особенности оврага, а эрозионно-русловая
система в результате действия эрозионно-аккумулятивных процессов осуществляет
образование, транзит и аккумуляцию наносов. Таким образом, вместе с эрозией овраги
оказывают значительное влияние на изменения русла (русловой режим) и сток наносов
рек – возможность возникновения и развития оврагов определяются природными
особенностями склоновых водосборов, а сами овраги, являясь развивающимися врезами,
формируют свои водосборы и характерный рисунок эрозионной сети.
Овражная эрозия не представляет в целом угрозы для жизни и здоровья человека,
но оказывает непосредственное влияние на характеристики рельефа, нарушая его и при
этом уничтожая различные коммуникации, а выносы из оврагов заносят плодородные
земли, вызывают заиление малых рек и способствуют обмелению средних и больших рек,
что говорит о необходимости ведения мониторинга за оврагами.
В пределах небольших водосборных бассейнов доля овражной эрозии в балансе
стока наносов изменяется в больших пределах (от 10 до 98% [147]), поэтому
количественная оценка интенсивности эрозии и аккумуляции в настоящее время важна
для решения многих экологических проблем, в том числе гидрологических. На
территории г. Томска процессы интенсивности современной эрозии и аккумуляции не
особо изучены, а именно отсутствуют данные по водному и твердому стокам водосборов
оврагов, что и определило цель работы.
Цель работы – определение гидрологических условий формирования оврагов на
территории г. Томска.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выявить природные и антропогенные факторы оврагообразования.
2. Определить взвешенные вещества в дождевых водах.
3. Разработать модель формирования водного и твердого стока водосборов оврагов
– определить гидрологические условия формирования оврагов.
4. Провести количественную оценку потенциального смыва почв с использованием
уравнения почвенной эрозии (уравнения Уишмейера) на территории исследования.
5. Разработка рекомендаций по организации мониторинга экзогенных
геологических процессов на территории г. Томска.
Объект исследования – территория г. Томска и прилегающие территории,
подверженные овражной эрозии, а также водосборы оврагов, образовавшиеся за счет
нее(рис.1).
Процесс развития эрозии одновременно с аккумулятивным процессом создает
характерные морфометрические особенности оврага, а количественная оценка
интенсивности современной эрозии и аккумуляции важна для решения многих
экологических проблем, в том числе гидрологических. На территории г. Томска процессы
интенсивности современной эрозии и аккумуляции не особо изучены, а именно
отсутствуют данные по водному и твердому стокам водосборов оврагов, что и определило
цель работы – определение гидрологических условий формирования оврагов на
территории г. Томска.
В результате работы установлено, что физико-географические условия данной
территории благоприятны для развития эрозии почв и формированию оврагов. Ведущими
факторами оврагообразования являются условия рельефа, климат, геологическое строение
и растительный покров.
Разработана модель на основе уравнения Уишмейера и оценены ее параметры с
использованием дистанционного зондирования земли для территории исследования. Для
территории г. Томска смоделирован потенциальный ливневый смыв почвы и установлено,
что интенсивность потенциального ливневого смыва на территории города изменяется от
менее 0,5 до 10 и более т/га в год, на большей части не превышает 5 т/га. Средний смыв
ливневыми водами достигает 15,1 т/га в год.
Разработана модель формирования водного и твердого стока водосборов оврагов.
Для моделирования гидрологических условий формирования оврагов были выбраны
водосборы оврагов в двух точках нашего опробования в Кировском районе г. Томска на
ул. Киевской: водосбор №1 0,006 км2, водосбор №2 0,04 км2.
Получено, что преобладает дождевое питание (без учета подземного), слой стока
водосбор №1 210 мм/год, слой стока водосбора №2 составляет 158 мм/год, а
среднегодовые расходы 0,00004 и 0,0002 м3/с соответственно.
Максимальный сток половодья для водосборов оврагов составляет от 0,004 до 0,02
м3/с, максимальный сток дождевых паводков составляет от 0,008 до 0,05 м3/с, а
минимальный сток зимней межени для водосборов составляет от 0,0005 до 0,004×10-3 м3/с,
для летне-осенней межени от 0,006 до 0,04×10-3 м3/с. Суммарный сток взвешенных и
влекомых наносов водосборов оврагов составляет от 54 до 557,6 г/м3 или 1,08 до 69,7 кг/с,
при этом сток влекомых наносов от 0,1 до 1,2 кг/с. При этом удельный расход взвешенных
наносов, оседающих на дно или поднимающихся вверх для водосбора оврага №1
составляет 1 г/м3, для водосбора оврага №2 -0,02 г/м3.
В опытных условиях при отборе дождевых вод получено следующее содержание
взвешенных веществ в водном потоке для водосбора оврага №1 при объеме пробы 1 л
получено содержание взвешенных веществ 730 ±7 г/м3, для водосбора оврага №2 при
объеме 0,4 л получено 550±7 г/м3. В данном случае подтверждаются расчеты, так как
выявлено, что в водосборе №2 происходит эрозия почвы, поэтому взвеси «в начале»
наблюдается больше.
Полученные результаты по гидрологическим условиям формирования оврагов и
ливневому смыву позволят в дальнейшем продолжить исследования в моделировании
перехода от стока взвешенных и влекомых наносов к деформациям почвогрунтов в
водосборах.
Проведение мониторинга за овражной эрозией, с целью изучения условий и
активности проявления ее для своевременного выявления и прогнозирования их развития,
влияющего на безопасное состояние геологической среды вызвано тем, что овраги
разрушительно воздействуют на экологическое состояние населенных пунктов.
Мониторинг осуществляется различными методами, а наблюдения проводят с
периодичностью, определяемой активностью овражной эрозии и интенсивностью
воздействия метеорологических, гидрологических и техногенных факторов. Необходимо
организовать стационарные наблюдения, и проводить фиксацию линейного и площадного
прироста оврагов, увеличения их в глубину. Замеры (наблюдения) проводить каждый
месяц, а в дождливые месяцы дважды. При проектировании и создании
противоэрозионных средств необходим комплексный географический подход, то есть
учет всех факторов, вызывающих эрозию на территории города в целом и в каждом
отдельном случае.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.2 (6 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
5 (49 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
4.8 (211 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
5 (158 отзывов)
