Лекция 10 Мониторинг берегов

Наблюдения за изменением состояния дна водных объектов проводятся для отслеживания их загрязнения и протекания русловых процессов. Процессы формирования русла, связанные с деформациями, оказывают существенное влияние на водный объект, так как приводят к изменению мест обитания водных организмов и объемов жизненного пространства. Русловые деформации - изменение размеров и положения в пространстве речного русла и отдельных русловых образований, связанное с отложением и перераспределением наносов. Деформации являются результатом протекания русловых процессов, как в русле реки, так и на ее пойме.

Деформации могут быть обратимые и необратимые.

Обратимые процессы связаны с размывом и отложением наносов, не вызывающие изменения морфологических характеристик реки.

Необратимые - это медленно протекающие процессы изменения русла и поймы, вследствие вековых процессов развития реки и хозяйственной деятельности человека. Различают следующие руслоформирующие факторы:

∙ основные - расход воды, сток наносов;

∙ ограничивающие, которые сдерживают проявление результатов активного руслоформирующего фактора.

Например: выходы неразрываемых пород, базис эрозии, борта долины и др.

Русловые процессы это постоянно происходящие изменения морфологического строения русла водотока и поймы, обусловленные действием текущей воды, поэтому они могут отслеживаться изменениями морфометрических показателей .

Обоснование размещения пунктов наблюдений должно учитывать условия руслообразовательных процессов. Различаю следующие типы русловых процессов: меандрирование, русловая многорукавность, пойменная многорукавность.

Критерием руслоформирования служит относительная транспортирующая способность потока, которая определяется как отношение транспортирующей способности потока (Qтр) к скорости поступления в реку наносов (Gн): Qтр’= Qтр/Gн. Превышение объема поступающих наносов (Gн) над транспортирующей способностью потока (Qтр) приводит к их осаждению (Qтр’<1). В случае если объем поступления наносов меньше транспортирующей способности (Gн<Qтр) происходит формирование меандр (Qтр’>1). Изменение условий землепользования на водосборной площади (например распашка, эрозия почв) приводит к увеличению количества наносов, что сказывается на процессах формирования русла.

Меандрирование - деформации речного русла, приводящие к созданию излучин. Причинами меандрирования считаются циркуляции потока в русле и его размываемость. Многорукавность — русловая деформация, приводящая к разветвлению русла, в случае резкого снижения транспортирующей способности речного потока на определенном участке реки. Формирование пойменных разветвлений связаны с малой пропускной способностью русла реки, что приводит к выходу воды на пойму, и подверженность поверхности поймы к размыву (рис.4.6).

Таким образом, мониторинг донных и береговых процессов направлен на отслеживание:

∙ русловых деформаций, с определением: режима стока наносов, параметров русла (глубина, ширина русла), скорости воды;

∙ эрозии берегов, с исследованием геометрических параметров берегов, уровенного режима водного объекта и др.;

∙ загрязнение донных грунтов, связанное с определением концентрации загрязняющих веществ в донном грунте, их распределение в толще грунтов, процессы накопления и др. (Загрязнение воды и донных отложений отрицательно сказывается на водной растительности, что снижает ее защитные свойства и приводит к усиленной деградации русла и берегов). Задачи контроля деформаций выполняются на основе наблюдений за изменением морфометрических параметров.

Это объясняет необходимость использования средств космической и воздушной разведки.

Периодичность контроля параметров деформационных процессов, связана со скоростью их протекания.

∙ Медленные (ведутся постоянные наблюдения, например, раз в год, после прохождения половодья).

∙ Быстрые (постоянные наблюдения, количество которых определяется необходимостью получения данных в начальной фазе протекания процессов, фазе активного их протекания и фазе затухания).

∙ Катастрофические (разовое обследование, для оценки результата последствий).

Все данные типы процессов отслеживаются с помощью съемки с летательных аппаратов. Наземная съемка проводится с целью осуществления обратной связи (например, уточнения получаемых параметров, привязки к условиям местности, детализации). Это существенно упрощает мониторинг и позволяет охватывать весь объект в целом.

Контроль загрязненности донного грунта осуществляется на основе:

∙ периодического отбора проб и их анализом;

∙ выявленных связей гидрохимического равновесия грунтов и водной толщи;

∙ расчетных методов