«Моделирование переформирования берегов Волгоградского водохранилища и экологических последствий процесса в условиях современных климатических изменений»
Состав научного коллектива:
Руководитель – Баранова М.С., к.г.н., научный сотрудник учебно-научной лаборатории исследования региональных систем ВФ ВолГУ.
Исполнители:
- Филиппов О.В., к.г.н., ведущий научный сотрудник учебно-научной лаборатории исследования региональных систем ВФ ВолГУ;
- Объедкова О.А., начальник комплексной лаборатории по мониторингу загрязнения окружающей среды Волгоградского ЦГМС, старший преподаватель кафедры инженерно-математических и естественно-научных дисциплин ВФ ВолГУ.
- Коновалов В.В., студент 4 курса направления подготовки Прикладная математика и информатика ВФ ВолГУ.
Создание водохранилищ на крупных равнинных реках приводит к масштабным изменениям природной среды как в долинах этих рек, так и на прилегающих к ним территориях. Антропогенная трансформация природно-территориальных комплексов выражается в изменении гидрологического режима главной реки и активизации геодинамических процессов, что характерно для всего Волжско-Камского каскада ГЭС. Особенно активно данные процессы проявляются на водохранилищах зоны аридного климата с небольшим среднегодовым количеством осадков. Одним из таких из таких водоемов является Волгоградское водохранилище, режим работы которого регулируется эксплуатацией Волжской и Саратовской ГЭС. К антропогенному воздействию на природный аквальный комплекс водохранилища, связанному с работой гидроэлектростанций, добавляются климатические изменения последних десятилетий: увеличение среднегодовых температур воздуха, уменьшение продолжительности периода ледостава, увеличение продолжительности влияния ветровых волн в зависимости от направления ветра и повторяемости штормов. Поэтому возникает необходимость изучения взаимосвязи климатических факторов с геодинамическими процессами, а так же их экологических последствий.
После создания водохранилища отмечается высокая интенсивность и производных от размыва процессов: вдольберегового транспорта и седиментации наносов. Вдольбереговой перенос наносов инициировал отделение заливов от основной акватории водоема. В результате воздействия вдольберегового транспорта наносов, происходит формирование аккумулятивных форм рельефа в непосредственной близости от берега.
Разрушение берегов вместе с подчиненными процессами приводит к ряду негативных последствий как для экосистемы водохранилища, и так и для хозяйственной деятельности человека. Такими последствиями являются: изъятие прибрежной полосы акватории водохранилища из зоны экономической деятельности, утрата населенными пунктами прибрежной территории, ухудшение качества воды и донных отложений, отделение заливов, заиление и занесение ложа водохранилища, эвтрофикация водоема, сокращение биоразнообразия, деградация прибрежных ландшафтов.
В настоящее время отсутствуют модели, описывающие взаимосвязь процесса переформирования берегов равнинных водохранилищ с факторами, определяющими этот процесс. Недостаточно изучена динамика процесса за весь период существования водоема и динамика изменения его экологического состояния, в частности, стадии эволюционного развития отделяющихся заливов.
Согласно представлениям классиков (Johnson D. (1919), Зенкович В.П. (1946, 1958, 1962), Леонтьев О.К. (1955, 1961), Кондратьев Н.Е. (1960), Хабидов А.Ш. с соавторами (1999) и др.) процесс переформирования берегов стабилизируется с формированием профиля равновесия и ширины прибрежной отмели, достаточной для поглощения всей ветровой энергии. Формирование профиля равновесия описывается существующими моделями и прогнозными расчетами.
Анализ, проведенный О.В. Филипповым (2004) показал несоответствие моделей размыва берегов Волгоградского водохранилища реальным процессам (верификация моделей Е.Г. Качугина (1959, 1961, 1975), Г.С. Золотарева (1961), Н.Е. Кондратьева (1960), Л.Б. Розовского (1962, 1964)). Основная причина несоответствия – высокий скоростной фон течений, препятствующий свободному наращиванию аккумулятивных отмелей. Поэтому возникает необходимость анализа взаимосвязанных факторов, влияющих на процесс, в первую очередь, климатических.
Проект направлен на решение фундаментальной научной геоэкологической проблемы, так как позволит провести моделирование и выявить периоды и цикличность процесса переформирования берегов в реальных условиях в зависимости от морфологии берега, климатических, геологических и гидрологических факторов. Проект даст возможность выявить пространственно-временную динамику разрушения берегов и экологических последствий процесса, а именно, определить стадии эволюционного развития отделяющихся заливов.
