ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОН ФАЦИЙ ВОДОСБОРОВ

РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

А.Г. Бахарева

Студент 2 курса магистратуры по направлению

Природообустройство и водопользование

Актуальность исследования.Республика Башкортостан занимает площадь 143 600 км2 с населением 4,07 млн. чел. и плотностью городского населения 61,94 %. На данной площади размещаются 12 725 рек длиной от нескольких километров до 10 метров, общей протяженностью 57 366 км. Наиболее крупными являются: Белая, Уфа, Ик, Ай, Дёма, Сим, Быстрый Танып, Юрюзань, Инзер, Сюнь. Территории водосборов включают земли различного назначения. На территории Республики находятся месторождения нефти, угля, цинка, золота и др., а также множество нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Актуальность исследования фаций водоёмов Республики состоит в выделении схожих черт состояния рек и околоводных территорий в рамках отдельно взятых фаций наиболее крупных рек, несмотря на широкое распространение изучаемых объектов по территории Республики Башкортостан.

Цель и задачи исследования.Цель исследования фаций водосборов Республики Башкортостан состоит в характеристике совокупного состояния рек Башкортостан при изучении малых участков водосборов, а именно – фаций, путём сопоставления выделенных в ходе исследования аналогичных показателей.

Задачи исследования включают в себя:

- выделение границ фаций наиболее крупных рек Республики Башкортостан для последующего изучения;

- изучение геологических показателей фаций водосборов;

- проведение гидрологического анализа фаций;

- изучение гидрогеологических показателей воды на территории определённых фации рек;

- оценка состояния воды рек Республики на основе исследования.

Методика исследования.Данное исследование заключается в применении

двух методов изучения природного объекта: описательного и нормативного.

Описательный метод состоит в изучении и приведении информации о внешних характеристиках фаций водосборов, в качестве которых выделяется назначение границ фаций, геологические показатели приводных территорий, а также виды зелёных насаждений и лесов в изучаемых границах.

Нормативный метод включает в себя сравнение с нормативными показателями состояния водоёмов и качества воды, показателей полученных путём мониторинга имеющихся исследований, а именно на ландшафтно-гидрологическом анализе водоёмов Республики Башкортостан.

Описание исследования. Площадь крупнейших рек Республики варьируется от 142 000 км2 до 4 500 км2, глубина – от 6 до 0,5 м, средний уклон – от 3 до 1 м на км, более точные характеристики рек представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Географические характеристики рек Башкортостана

Фации представляют собой простейшие категории геосистемной иерархии, характеризующиеся наибольшей однородностью природных условий [1]. Ниже представлены фации рек, используемые при исследовании.

Рисунок 2 – р. Белая         Рисунок 3 – р. Уфа          Рисунок 4 – р. Ик

  Рисунок 5 – р. Ай           Рисунок 6 – р. Дёма            Рисунок 7 – р. Сим

Рисунок 8 – фация     Рисунок 9 – р. Юрюзань  Рисунок 10 – р. Инзер             

р. Быстрый Танып                  

                             Рисунок 11 – фация р. Сюнь

Ландшафтно-гидрологический анализ водоёмов в случае исследования

водосборов заключается в исследовании фаций как территорий, указанных пределами морфометрических схем.

Морфометрическая схема представляет собой четыре фации водосбора, объединенные в катену:

- элювиальная фация представляет собой возвышенность у водораздельной линии;

- трансэлювиальная – склон до точки перегиба;

- трансаккумулятивная – склон после точки перегиба;

- супераквальная – низину надпойменных террас.

Трансэлювиальная и трансаккумулятивная фации образуют транзитную фацию склона, а супераквальная фация примыкает к водотоку [1].

Примером морфометрической схемы фации водосбора является определение границ фаций и далее катены на водосборе р. Белая (Рисунок 12).

Рисунок 12 – Катена водосбора р. Белая

Данная катена р. Белая состоит из 6 фаций: аквальной, пойменной, супераквальной, трансаккумулятивной, трансэлювиальной и элювиальной. Подобные морфометрические схемы могут служить для дальнейшего отображения водного режима фаций рек [2].

По географическому положению реки Башкортостана разделяются по принадлежности к территориям разного геологического и тектонического строения территории Республики. Реки Белая, Уфа, Ик, Ай, Дема, Сим, Быстрый Танып, Юрюзань, Инзер, Сюнь принадлежат Западному Башкортостану, территория которого является пологоволнистой, местами холмистой равниной в зоне умеренного континентального климата.

Исследование географического положения водоемов также обуславливает и

исследование геологического состояния берегов русел рек, а именно состава и типа почв. Геологическое состояние определяется для каждой фации, после чего составляются сводные диаграммы типов и состава залегающих на данной местности почв (рисунки 13 и 14).

Рисунок 13 – Типы преобладающих почв

Рисунок 14 – Состав почв

В составе наиболее часто встречаются серые, светло- и темно-серые лесные почвы, а также типичные и выщелоченные черноземы, почти повсеместным является присутствие тяжелосуглинистого типа почв, частым – среднесуглинистого, на глубине 30-60 м залегают песчаные грунты или известняки.

Для окончания географического анализа исследуемых фаций водосборов в таблице 1 данного исследования приводится состав древостоя лесов, приходящихся на границу приводных территорий изучаемых фаций рек.

Таблица 1 – Типы лесонасаждений на территории фаций рек.

Гидрологический анализ территории водосборов в данном исследовании включает в себя изучение показателей территории водосбора, таких как водохозяйственный баланс – соотношение между наличием водных ресурсов и их потреблением, и коэффициент стока – отношение величины стока к количеству выпавших на исследуемой фации атмосферных осадков, а также гидрологических показателей воды в реках: прозрачности, мутности, запаха, цветности воды и скорости течения реки; на территории исследуемых фаций.

Расчет водохозяйственного баланса ведётся по формуле 1:

В = W_вх + W_бок + W_пзв + W_вв + W_дот ± ΔV ± W_л - W_исп - W_ф - W_у - W_пер - W_вдп - W_кп, (1)

где: W_вх - объём стока, поступающий с верхних участков рассматриваемого водосбора, млн. м³;

W_бок - объем воды, формирующийся на расчетном участке;

W_пзв - объем водозабора из подземных источников;

W_вв - возвратные воды: подземные и поверхностные, сточные и дренажные воды. Фактически учитывается объем воды, попадающий на расчетный участок со стороны действующей системы водоотведения, которая определяет суммарное количество всех видов сточных вод;

W_дот - дотационный объем воды, поступающий на участок водосбора из систем территориального перераспределения стока;

±ΔV - наполнение прудов и водохранилищ на расчетном водохозяйственном участке;

±W_л - потери воды при оседании льда на берега при зимней сработке водохранилища и/или возврат воды в результате таяния льда весной;

W_исп - потери на дополнительное испарение с акватории водоемов;

W_ф - фильтрационные потери из водохранилищ, других поверхностных водных объектов в пределах расчетного участка;

W_у - уменьшение речного стока, вызванное водозабором из подземных водных объектов, имеющих гидравлическую связь с рекой;

W_пер - переброска части стока за пределы расчетного участка;

W_вдп - суммарные требования всех водопользователей данного расчетного водохозяйственного участка;

W_кп - требуемая величина стока в замыкающем створе расчетного водохозяйственного участка (транзитный сток или комплексный попуск, в

котором суммированы санитарно-экологические и хозяйственные попуски);

В - результирующая составляющая водохозяйственного участка [3].

Коэффициент стока рассчитывается по формуле:

а = У/Х,

где У – величина (объем или слой) стока;

Х – количество выпавших на исследуемую площадь атмосферных осадков.

Значения водохозяйственного баланса, а также коэффициента стока крупнейших рек Республики Башкортостан представлены на рисунке 15.

Рисунок 15 – Значения водохозяйственного баланса и коэффициента стока

В целом на основании полученных данных прослеживается достаточность водных ресурсов для исследуемых территорий, обусловленная положительным водным балансом крупных рек Республики Башкортостан.

Гидрогеологические показатели воды, отражающие состояние качества воды в исследуемых реках Республики Башкортостан, представленные в таблице 2, в основном также находятся в рамках нормативных показателей.

Таблица 2 – Гидрогеологические показатели воды