Розділ сучасне уявлення про зв’язок гідрологічних та морфологічних характеристик річок

Вид материала

Документы

Содержание Практичне значення одержаних результатів Методика досліджень, оцінка точності даних. фізико-геграфічна характеристика 2.4. Природні чинники формування паводків та твердого стоку річок Українських Карпат Таблиця 2.2 Основні характеристики гранулометричного складу руслових наносів річок Івано-Франківської області Список використаних джерел

Подобный материал:

• Назва реферату: Інтегрований урок (природознавство та розвиток зв’язного мовлення), 64.23kb.
• Космос — земля — людина, 80.22kb.
• Портрет дошкільника напередодні його вступу до школи, 106.12kb.
• Програма для загальноосвітніх навчальних закладів Біологія, 304.17kb.
• В україні панує екологічна криза, викликана багаторічним виснажливим способом природокористування, 92.67kb.
• Розділ: Бухгалтерський облік, оподаткування Облікова політика, 129.12kb.
• Програма з біології для 10-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів, 337.14kb.
• Lingua Sovetica як феномен тоталітарної політичної культури, 255.38kb.
• Назва реферату: Визначальні особливості філософії науки Розділ, 164.04kb.
• План: Релігійні уявлення Стародавнього Сходу. Іудаїзм, 220.64kb.

ЗМІСТ

стор.

ВСТУП ...........................................................................................................	4
РОЗДІЛ 1. СУЧАСНЕ УЯВЛЕННЯ ПРО ЗВ’ЯЗОК ГІДРОЛОГІЧНИХ ТА МОРФОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РІЧОК..................................	9
1.1. Морфометрія русел ...........................................................................	9
1.2. Руслоформуючі витрати води ..........................................................	15
1.3. Особливості формування стоку наносів та їх характеристики .....	20
1.4. Швидкості добігання паводкової хвилі ...........................................	25
Висновки...........................................................................................................	29
РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ, ОЦІНКА ТОЧНОСТІ ДАНИХ. ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ’ЄКТУ ДОСЛІДЖЕНЬ.................................................................................................	30
2.1. Мета та основні задачі досліджень ..................................................	30
2.2. Методика досліджень ........................................................................	32
2.3. Оцінка точності натурних даних ......................................................	41
2.4 Природні чинники формування паводків та твердого стоку річок Українських Карпат ..................................................................................	44
2.4.1. Коротка фізико-географічна характеристика.......................	44
2.4.2. Зливові дощі та максимальний стік.......................................	53
2.4.3. Формування твердого стоку, розрахунок крупності донних наносів...................................................................................	59
Висновки...........................................................................................................	72
РОЗДІЛ 3. ЗВ’ЯЗОК ГІДРОЛОГІЧНИХ ТА МОРФОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК РУСЕЛ РІЧОК УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ. ВИЗНАЧЕННЯ РУСЛОФОРМУЮЧИХ ВИТРАТ......................................	74
3.1. Морфологічні особливості типів руслового процесу.....................	75
3.2. Вплив кар’єрних виробок грунтів на русловий режим річок.........	84
3.3. Гідродинамічні умови формування типів русел..............................	92
3.4. Зв’язок лінійних параметрів мезоформ із руслоформуючими витратами...................................................................................................	101
3.5. Розрахунок руслоформуючих витрат води......................................	109
Висновки........................................................................................................ ..	113
РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК МАКСИМАЛЬНИХ ЗЛИВОВИХ ВИТРАТ ВОДИ ЗА ВІДСУТНОСТІ ДАНИХ ГІДРОМЕТРИЧНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ З УРАХУВАННЯМ РУСЛОВОГО ПРОЦЕСУ...........	115
4.1. Вплив типу русла на швидкість руслового добігання....................	115
4.2. Розрахунок максимальних зливових витрат з урахуванням параметру руслового процесу .................................................................	123
Висновки........................................................................................................ ..	128
ВИСНОВКИ.....................................................................................................	130
ДОДАТКИ .......................................................................................................	134
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ........................................................	148

ВСТУП

Актуальність теми. Проектування, будівництво та експлуатація протипаводкових та берегозахисних споруд на річках Українських Карпат, а також інтенсивне використання водних ресурсів цього регіону та їх охорона вимагає відповідного наукового обгрунтування.

.....................

Разом з тим розвиток теорії руслового процесу дає новий погляд на явища, які відбуваються у водному потоці, і дає нові можливості для визначення гідрологічних параметрів через вивчення основних енергетичних, морфологічних та фізико-географічних чинників формування різних типів русел. Розвиток регіональних методик для визначення гідрологічних характеристик особливо актуальний з огляду на складність отримання гідрометричної інформації в період проходження паводків та повеней.

Багатоманітність природних факторів, які визначають структурні і динамічні особливості гірських річок, недостатня їх вивченість, зумовлюють необхідність виконання подальших досліджень з окресленої проблематики.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за проблемою дисертації виконувалися в межах плану науково-дослідних робіт кафедри водогосподарської екології, гідрології та природокористування Національного університету водного господарства та природокористування під науковим керівництвом проф. М.Д. Будза. Напрям наукових досліджень тісно пов’язаний із основними напрямками охорони й раціонального використання водних ресурсів галузевої програми "Водне господарство–2010", розробленої Держводгоспом України та науково-дослідними роботами з таких тем: "Наукові основи охорони та раціонального використання водних ресурсів малих річок", 1999 р., (№ державної реєстрації 0199U001925, шифр теми і-52); "Наукові основи розрахунків та прогнозування катастрофічних повеней з врахуванням регіональних умов їх формування", 2001 р. (№ державної реєстрації 0101U005465, шифр теми і-1), „Розробка методики розрахунку руслоформуючих витрат на гірських річках України”, 2006 р., ((№ державної реєстрації 0106U006785, шифр теми Т-369), в яких здобувач брав участь як виконавець на посаді молодшого наукового співробітника науково-дослідного сектору.

Мета і задачі роботи. Метою роботи є вдосконалення методів розрахунку максимальних витрат шляхом використання параметрів руслового процесу у випадку відсутності даних гідрометричних спостережень.

Задачі досліджень, відповідно до вказаної мети, визначено наступні:

- проаналізувати морфологічні особливості прояву різних типів руслового процесу на річках Українських Карпат;

• виконати оцінку інтенсивності розвитку незворотних руслових деформацій під впливом кар’єрних розробок;
  
• на основі гідравлічних характеристик розробити критеріальні залежності для типів русел;
  
• на основі параметрів руслових утворень (мезоформ) розробити залежності для визначення руслоформуючих витрат води;
  
• дослідити зв’язок крупності наносів із середньою висотою водозбору;
  
• встановити зв’язок між швидкістю добігання хвилі паводку та типом руслового процесу водотоку.
  

Об’єкт дослідження – формування максимального стоку та руслових деформацій річок Українських Карпат.

Предмет дослідження – методи розрахунку максимальних витрат води при відсутності даних гідрометричних спостережень, руслові деформації річок Українських Карпат та їх руслоформуючі витрати.

Методи дослідження. Аналіз та оцінка взаємодії основних природних факторів у процесах перевідкладання наносів виконані шляхом розвитку та подальшого удосконалення відомих методів теорії руслового процесу.

Основними методами наших досліджень є натурні спостереження, картографічний аналіз отриманих даних засобами геоінформаційних систем, а також статистична обробка даних спостережень та результатів розрахунків

Вияв та оцінка окремих факторів руслового процесу, умов формування максимальних витрат виконана шляхом комплексного вивчення та співставлення окремих геоморфологічних, кліматичних умов регіону, який ми досліджували, а також гранулометричного складу наносів, гідрологічних та гідравлічних факторів та характеристик річок Українських Карпат. При цьому широко використовували існуючі картографічні матеріали, схеми розподілу по території Карпат основних характеристик механічного складу наносів.

Під час аналізу отриманих даних спостережень та замірів використовували результати теоретичних та лабораторних досліджень інших авторів.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Вперше одержано формули для визначення швидкості добігання хвилі паводку залежно від типу русла, середньозваженого діаметру наносів .............................................................

Достовірність отриманих результатів підтверджується застосуванням загальнонаукових і спеціальних методів досліджень, використанням значного обсягу даних гідрологічних щорічників, власних натурних досліджень та досліджень інших авторів, конкретною постановкою наукових завдань і адекватністю їх вирішення.

Практичне значення одержаних результатів. Виявлені закономірності формування рельєфу дна річок Карпат, отримані критеріальні залежності типів руслового процесу, уточнені параметри формули максимального стоку води та розрахунку транспорту наносів у структурній формі створюють надійну основу кількісної оцінки максимальних витрат і руслових деформацій в усіх задачах проектного обгрунтування будівництва та експлуатації водогосподарських об’єктів на річках Українських Карпат.

Результати досліджень використано під час розробки відомчих нормативних документів ВНД 33.5.5-14-03 “Річки гірські. Регулювання русел та догляд”, затвердженого наказом Держводгоспу № 14 від 21.01.2003р. та „Методики розрахунку руслоформуючих витрат на гірських річках України”, який затверджено наказом Держводгоспу № 25 від 29.01.07.

Особистий внесок здобувача. Здобувач брав безпосередню участь у плануванні досліджень, виконанні натурних спостережень. Також виконав математичну обробку результатів досліджень.

Ряд опублікованих робіт здобувачем виконано у співавторстві. Зокрема під час роботи над ВНД 33.5.5-14-03 “ Річки гірські. Регулювання русел та догляд” 29 здобувач брав участь у розробці додатку А „Типи русел річок ....................................................

Основні наукові положення, розроблені методики запропоновано та сформульовано особисто автором.

Апробація. Результати досліджень апробовані на наукових конференціях викладачів та співробітників НУВГП, м. Рівне, (2000-2004 рр.), ....................................................................................................................... науково-практичній конференції “Актуальні екологічні проблеми Республіки Татарстан”, м. Казань, (2002 р.), VI Всеросійському гідрологічному з’їзді, м. Санкт-Петербург, (2004 р.), Міжнародній науковій конференції „Гідроекологія річкових русел”, м. Київ, (2006 р.), Десятому Міжнародному симпозіумі з річкової седиментації, м. Москва (2007 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 13 наукових праць, у тому числі 4 статті у фахових виданнях, визнаних ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 4 розділів, висновків, 6 додатків та списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації – 157 сторінок, у тому числі 145 сторінок основного тексту, 5 таблиць, 22 рисунки. Список використаних джерел складається із 125 найменувань, з них 14 іноземних.

РОЗДІЛ 2

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ, ОЦІНКА ТОЧНОСТІ ДАНИХ. ФІЗИКО-ГЕГРАФІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА

ОБ’ЄКТУ ДОСЛІДЖЕНЬ


2.1. Мета та основні задачі досліджень

Відомо, що всі природні процеси, які є в географічному середовищі, тісно пов’язані між собою і становлять єдиний комплекс взаємозв’язків.

...................

Отже, виходячи з концепції єдності комплексу природних процесів, основна мета наших досліджень – на прикладі регіону Українських Карпат встановити на основі теорії руслового процесу залежності, необхідні для визначення максимальних витрат при відсутності даних гідрометричних спостережень.


2.4. Природні чинники формування паводків та твердого стоку річок Українських Карпат

Річковий стік формується в результаті волого- і теплообміну між підстильною поверхнею і атмосферою. Він залежить також і від цілого комплексу природних чинників. Грунтовні дослідження водного балансу Українських Карпат було виконано М.І. Кирилюком [73].

...........................

2.4.3. Формування твердого стоку, розрахунок крупності донних наносів. Стік наносів тісно пов’язаний із характером руслових процесів як на ділянках річок, не змінених антропогенним впливом, так і на ділянках, на які цей вплив поширюється. Гідрометричні спостереження ведуться лише за стоком завислих та розчинених наносів. Разом з тим різкі деформації русел річок пов’язані з переміщенням крупного матеріалу, який складає гряди на дні річок. Тому особливо велике значення має вивчення стоку придонних наносів, який для

Таблиця 2.2

Основні характеристики гранулометричного складу руслових наносів річок Івано-Франківської області

№	Річка-пункт	Сер. зважений діаметр dсер.зв, мм	Сер.зважений діаметр відмостки Dсер.зв, мм	Макс. діаметр частинок dмакс, мм	Коефіцієнти неоднорідності
1	Дністер-м. Галич	50	62	150	0,45	3,0
2	Свіча-с. Мислівка	220	280	500	0,48	2,2
3	Свіча-с. Зарічне	42	82	125	0,35	3,0
4	Лімниця-с.Осмолода	240	367	550	0,42	2,3
5	Лімниця-с. Перевізець	63	107	200	0,35	3,2
6	Чечва-с. Спас	170	237	450	0,40	3,6
7	Луква-с. Боднарів	70	106	200	0,40	3,0
8	Бистриця-с. Ямниця	65	82	120	0,45	2,0
9	Бистриця Надвірнянська –с. Пасічна	170	220	400	0,40	2,3

A , м/с

A =

R² = 0,72





Рис. 4.3. Залежність швидкісного параметру типу русла А від середньозваженого діаметра d_cep за типами русел


ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі визначення розрахункових значень максимальних зливових витрат води при відсутності або недостатності даних гідрометричних спостережень для річок Українських Карпат за рахунок використання даних натурних обстежень руслових утворень. Основні висновки за результатами виконаних досліджень зводяться до наступного:

1. Даних гідрометричних постів на річках Українських Карпат недостатньо для інженерно-гідрологічного обгрунтування гідротехнічного будівництва. Особливо це стосується передгірських ділянок, які характеризуються складними умовами розвитку планових і висотних деформацій русел. Оскільки репрезентативність рядів спостережень часто буває порушена під впливом кар’єрних розробок руслових відкладів або внаслідок руйнування водомірних постів високими паводками, то для оцінки значень максимальних витрат розроблено метод на основі вивченні руслових форм (мезоформ), які утворилися під дією максимальних витрат води.

...................................................................

9. Врахування руслового процесу при розрахунку швидкості добігання хвилі паводку дозволяє в цілому підвищити точність визначення розрахункових максимальних зливових витрат води.

10. Виробництву для регіону Українських Карпат пропонуються методи розрахунку максимальних витрат, удосконалені шляхом врахування параметрів руслового процесу, які встановлено за даними натурних спостережень.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Великанов М. А. Русловой процесс / Михаил Андреевич Великанов. – Л. : Госиздат, 1954. – 394 с.
   
2. Католиков В. М. Побочни в руслах рек: условия образования и их динамика / В. М. Католиков, З. Д. Копалиани // Водные ресурсы. – 2001. – Т.28, №5. – С. 579 – 586.
   
3. Гендельман М. М. О проблеме расчета плановых деформаций русел меандрирующих рек / М. М. Гендельман // Метеорология и гидрология. – 2002. – №6. – С. 72 – 83.
   
4. 30 IAHR Congress / IAHR [et al.]. – Thessaloniki, 2003.– C.2. – Р. 159 – 166.
   
5. International Symposium Interpraevent Riva del Garda / Interpraevent [et al.]. – Riva del Garda, 2004. – Trient 1. – Р. 343 – 354.