ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИЗУЧЕНИЯ РЕЧНЫХ РУСЕЛ 5
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТИПОВ РУСЕЛ 8
2.1. Методы картометрии 8
2.2. Аэрокосмический метод 9
2.3. Порядок рек 10
2.4. Критерии выделения различных типов русел 13
2.5. Использование ArcGIS и Google Планета Земля 21
ГЛАВА 3. КРАТКАЯ ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДВОЛЖЬЯ 26
3.1. Рельеф 27
3.2. Геологическое строение 28
3.3. Климатические условия 29
3.4. Гидрографическая сеть 30
3.5. Почвенный покров 32
3.6. Растительный покров 33
ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ МАЛЫХ РЕК
ПРЕДВОЛЖЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН 35
4.1. Факторы влияющие на деформацию продольного профиля малых рек на
примере бассейна реки Улемы и Цильны 35
4.1.1. Водотоки бассейна реки Улема 35
4.1.2. Водотоки бассейна реки Цильна 46
4.1.3. Факторы влияющие на плановую деформацию малых рек Предволжья.. 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 74
ПРИЛОЖЕНИЕ
К числу наиболее характерных ландшафтных экологических единиц территории России относится система малых рек, дренирующих обширные природно-антропогенные территории.
Малые реки - это своего рода регуляторы водного режима ландшафта, поддерживающие перераспределение и равновесие влаги. Чутко отзываясь на любое изменение антропогенной нагрузки, они оказывают огромное влияние на сток средних и крупных рек, во многом определяя качество их вод. Учение о русловых процессах, как таковое, начинает оформляться еще во второй половине 19 века, а побудителями возникновения становятся водные пути на реках. Однако, изучению проблем малых рек уделялось и уделяется незначительное внимание. Считалось, что малые реки - столь небольшие объекты, что ими можно пренебрегать при реализации большинства проектов вне зависимости от характера их назначения, а часто и их возведением безо всяких проектов и обоснований - будь то мостовой или подводный переход, или спрямление русла. Это приводило нередко к отрицательным последствиям. На научную основу с позиции русловых процессов проблемы малых рек были поставлены лишь в начале двадцать первого века в работах Новочеркасской государственной мелиоративной академии (Мордвинцев, 2012; Лапшенков и др., 2003). Русловые процессы на реках, протекающих по урбанизированным районам, описываются в трудах Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева МГУ (Чалов, Рулёва, 2001)
Целью дипломной работы является изучение типов русел рек для выявления природно-антропогенных факторов, влияющих на плановую деформацию рисунка речной сети. В соответствии с этим, основными задачами данной дипломной работы являются:
- Физико-географическое описание района исследования;
- Выявление принципа выделения порядка рек;
- Классификация различных типов русел
При написании работы были использованы литературные источники как зарубежных авторов, занимавшихся изучением русел рек, так и российских, а также материалы экспедиционных исследований, проводимых кафедрой в 2015¬2016 гг, в которых автор принимал непосредственное участие.
Тематика работы была апробирована выступлением в 2013-2015 гг., на международных, всероссийских, региональных, студенческих конференциях и совещаниях (Семягин И.Н., Курбанова С.Г. Изменение продольного профиля...,2015, Семягин И.Н., Гасанов И.М., Курбанова С. Г., Рубцов В. А. Типы плановой деформации...,2015, Семягин И.Н., Курбанова С.Г. Использование дистанционных методов...,2015, Семягин И. Н., Курбанова С.Г. Изучение плановой деформации...,2015).
Выражаю благодарность преподавателям кафедры физической географии, кафедры ландшафтной экологии за предоставленные картографические материалы и программные разработки. Особую благодарность выражаю научному руководителю Курбановой С.Г. за неоценимую помощь в подборе материала и написании дипломной работы. Также выражаю благодарность рецензенту - доценту, к.г.н. А. Т. Горшковой за ценные замечания, которые были учтены в работе.
В работе была предпринята попытка проанализировать развитие горизонтальных русловых деформаций малых рек Предволжья под влиянием природных и антропогенных факторов, основываясь на данных полевых экспедиционных исследований, материалов кафедры, а также полученных данных для программы ArcGIS.
Проделанная исследовательская работа по решению задач привела к следующим результатам:
- в Предволжье Республики Татарстан было выявлено 317 постоянных водотока с 0 по 6 порядок суммарной протяженностью 2589, 54 км;
- определено распределение рек разного порядка в Предволжье Республики Татарстан;
- определены типы русел для рек разного порядка Предволжья Республики Татарстан;
- выявлены факты зависимости русел рек разного порядка от природных и антропогенных факторов;
- построена карта рек Предволжья Республики Татарстан с некоторыми природными и антропогенными компонентами.
На водотоках 0 порядка преобладает врезанный - свыше 60 % и
относительно прямолинейный - более 20 % тип русла. Связано это со
значительными уклонами, а также с рыхлыми четвертичными отложениями по которым протекают водотоки.
На водотоках 1 порядка преобладает врезанный - около 30% и относительно прямолинейный тип русла - около 50%. Высокая доля прямолинейного русла обусловлена небольшим поступлением твердого материала.
На водотоках 2 и 3 порядка увеличивается доля меандрирующих участков до 50%. В бассейне рек 2-3 порядка расположены населенные пункты и сельскохозяйственные угодья, сток наносов с которых оседает, образуя излучины.
На водотоках 4 порядка преобладает меандрирующий тип русла - 55% и относительно прямолинейный - около 40 %. Эти водотоки протекают по коренным отложениям (P2ur2 и P2ur1). Преобладающие типы русел формируются в сильно измененных ландшафтах, леса вырублены и заменены сельскохозяйственными угодьями, что способствует усилению эрозионных процессов и формированию овражно-балочной сети.
На водотоках 5 и 6 порядка, меандрирующий тип русла (60%) и относительно прямолинейный (35%) преобладают над остальными типами. Это вызвано широкой, выработанной долиной, наличием широкого пойменно¬террасового комплекса и сильной освоенностью территории. Поэтому происходит блуждание водотока, а из-за прорыва меандр выпрямление русла.
Таким образом, на основе рассмотренных водотоков различного порядка (1 - 6) в Предволжье Республики Татарстан, мы можем сделать вывод о
зависимости формирования типов русел от нескольких факторов:
- От геологического строения. В рыхлых отложениях основными типами русла являются врезанные и относительно прямолинейные.
- От строения долины. При широкопойменном строении, что характерно
для рек 3 - 6 порядков, преобладают относительно прямолинейные и
меандрирующие типы русел.
- От антропогенного вмешательства. Сведение лесов в поймах рек увеличивает овражно - балочное расчленение, которое стимулирует избыточное поступление в реки наносов, что приводит к заилению и деградации русел.
1. Берлянт А.М. Картография: учебник для вузов. - М. Аспект Пресс.2001.
2. Бутаков Г.П., Галимова М.Ш., Мозжерин В.И. Геолого-геоморфологические условия и палеогеография Средней Волги// Памятники первобытной эпохи в Волго-Камье. Казань.: Изд-во КГУ, 1998. -148с.
3. Географическая характеристика административных районов Татарской АССР/ под.ред. А.В.Ступишина. -Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1972. - 253с.
4. Географический анализ овражно - балочных систем в пределах Татарской АССР / под ред. А.В. Ступишина, В.Н. Дуглава, Н.Н. Лаптева. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1980. - 153 с.
5. Геология Приказанского района: путеводитель по полигонам учебных геологических практик / [А. И. Шевелев и др.; редкол.: Т. М. Акчурин и др.]. - Казань: Новое знание, 2007. - 207 с.
6. Гришанин К.В. Основы динамики русловых потоков. М.: Транспорт. 1990.
7. Гришанин К.В. Теория руслового процесса. М.: Транспорт. 1972.
8. Дедков А.П. Экзогенное рельефообразование в Казанско-Ульяновском Предволжье.- Изд-во Казанского Университета, 1970. - 317 с.
9. Ермолаев О.П., Игонин М.Е., Бубнов А.Ю., Павлова С.В. Ландшафты Республики Татарстан. Региональный ландшафтно-экологический анализ// - Казань: “Слово”. - 2007. -411с
10. Жуковский Н.Н. Обзор основных явлений естественного формирования речного русла (выдержки из труда «Об организации и системе зем лечерпания на транзите рек с подвижным ложем», опубликованного в сборнике «Волжское землечерпание и его достижения», 1925) // Вопросы гидротехники свободных рек. Речиздат. 1948.
11. Зеленая книга Республики Татарстан: сб. ст. / Экол. фонд РТ; гл. ред. Н. П. Торсуев. - Казань: Изд-во КГУ, 1993. - 421 с.
12. Земцов А.А., Геоморфология Западно - Сибирской равнины. - Томск, Изд- во ТГУ, 1976. 344 с.
13. Климат Казани и его изменения в современный период / [Ю. П.
Переведенцев, М. А. Верещагин, Э. П. Наумов и др.; науч. ред. д.геогр.н., проф. Ю.П. Переведенцев, к.геогр.н., доц. Э.П. Наумов]. - Казань: Казан. гос. ун-т, 2006. -215 с.
14. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические
методы географических исследований: М.: Издательский центр
«Академия», 2004. — 336 с.
15. Кондратьев Н.Е. Использование принципа отражения при исследовании движения потока в речной излучине // Труды ГГИ.1982. Вып.278.
16. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. - М.: МГУ,
геологический факультет, кафедра динамической геологии; 1991, 210 с.
17. Лапшенков В. С., Отверченко Н. К., Мордвинцев М. М.. Мелиорация малых и средних рек. Новочеркасск: НГМА. 2003.
18. Леонтьев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология. — Высшая школа Москва, 1988. Общая геоморфология.
19. Лохтин В.М. О механизме речного русла. СПб. 1897. (Вопросы гидротехники свободных рек. М.: Речиздат. 1948)
20. Лелявский Н.С. О речных течениях и формировании речного русла // Труды 2-го съезда инженеров-гидротехников в 1893 г. СПб. 1893. (Вопросы гидротехники свободных рек. М.: Речиздат. 1948).
21. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в её бассейне. М.: АН СССР. 1955.
22. Маккавеев Н.И. Русловой режим рек и трассирование прорезей. М.: Речиздат. 1949.
23. Маккавеев Н.И. Сток и русловые процессы. М.: МГУ. 1971.
24. Михайлов В.Н. - Гидрология: Учебник для вузов/ В.Н.Михайлов, А.П.Добровольский, С.А.Добролюбов - 2-е изд. испр. - М.: Высш. шк., 2007 - 463с.
25. Мозжерин В.И, Курбанова. С.Г Деятельность человека и эрозионно-русловые системы Среднего Поволжья. Казань: Изд-во «Арт Дизайн», 2004. - 128с
26. Мордвинцев М. М. Речные водохозяйственные системы на малых степных реках. Ростов-на-Дону: Изд-во СКВНЦВШ. 2012.
27. Переведенцев Ю.П., Шерстюков Б.Г., Наумов Э.П., Верещагин М.А., Шанталинский К.М. - Климатические условия и ресурсы Республики Татарстан. Казань, Изд-во КГУ, 2008, 288с.
28. Попов И.В. Деформации речных русел и гидротехническое строительство. Л.: Гидрометеоиздат. 1965.
29. Попов И.В. Изменение морфометрических характеристик во времени как показатель направленности русловых процессов на меандрирующих реках // Труды ГГИ. 1954. Вып. 44 (98).
30. Попов И.В. Количественные показатели руслового процесса раз- личного типа // Труды ГГИ. 1964. Вып. 116.
31. Попов И.В. Методические основы исследований руслового процес- са. Л.: Гидрометеоиздат. 1961.
32. Попов И.В. О формах перемещения речных излучин // Труды ГГИ. 1956. Вып. 56 (110).
33. Попов И.В. Применение гидролого-морфологического анализа при проектировании водозаборов // Труды ГГИ. 1965. Вып. 120. Попов И.В. Процесс меандрирования речных излучин и его изучение при помощи аэрофотосъемки // Труды ГГИ. 1955. Вып. 49 (103).
34. Ржаницын Н.А. Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети. Л.: Гидрометеоиздат. 1960.
35. Ржаницын Н.А. Руслоформирующие процессы рек. Л.: Гидрометеоиздат. 1985.
36. Россинский К.И., Кузьмин И.А. Закономерности формирования речных русел / Русловые процессы, М., Изд. АН СССР, 1958, с. 5-14.
37. Россинский К.И., Кузьмин И.А. Некоторые вопросы прикладной теории формирования речных русел / Проблемы регулирования речного стока. вып. 1, М.; Л., Изд. АН СССР, 1947, с. 88-130
38. Рубцов М. В. Научные основы лесоводственных мероприятий в защитно¬водоохранных лесах вдоль рек европейского севера. Автореф. Дисс.... докт. сельхоз. наук. Л.: ЛСТА. 1982.
39. Семягин И.Н., Курбанова С.Г. Изменение продольного профиля малых водотоков бассейна реки Улема // Сборник трудов VI Международного конгресса "Чистая вода. Казань" 25-27.03.2015 г. - Казань, 2015. - Вып. 6. - С. 166 - 169.
40. Семягин И.Н., Гасанов И.М., Курбанова С. Г., Рубцов. В.А. Типы плановой деформации водотоков в бассейне реки Улема //Экологический консалтинг. - Казань: АНО "Поволжский ЦЭО". - № 1. - 2015.
41. Семягин И.Н., Курбанова С.Г. Использование дистанционных методов для характеристики факторов, учавствующих в деформации русел. //Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015.- № 9-2. С. 18-21.
42. Семягин И. Н., Курбанова С.Г. Изучение плановой деформации рек разных порядков. (На примере реки Улема). //Тридцатое пленарное юбилейное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Доклады и сообщения, место издания ФГБОУ ВПО "Набережночелнинский институт социально¬педагогических технологий и ресурсов" 6-8.10.2015 г. - Набережные Челны, с. 161-164
43. Сунгатуллин Р.Х., Б.В. Буров, Г.М. Сунгатуллина - Геология Республики Татарстан: Учебно-методическое пособие - Казань: Казан. гос. ун-т, 2008.
- 72с.
44. Физико-географическое районирование Среднего Поволжья / Под ред. проф. Ступишина А.В. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1964. - 196с.
45. Философов В.П. Порядки долин и их использование при геологических исследованиях. Научный ежегодник за 1955 г. Саратовский университет, геологический факультет. Саратов, 1959.
46. Хортон Роберт. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. Гос. изд. иностранной литературы, 1948.
47. Хусаинов З.А. География и экология Дрожжановского района.- Казань: Школа, 2008.- 212с.
48. Чалов Р.С., А.С. Завадский, А.В. Панин. Речные излучины. Москва. 2004.
- 371 с.
49. Чалов Р.С., А.М. Алабян, В.В. Иванов, Р.В. Лодина, А.В.Панин. Морфодинамика русел равнинных рек. Москва, ГЕОС, 1998. - 288 с.
50. Чалов Р. С., Рулева С. Н. Изменения русел рек и опасные проявления русловых процессов на урбанизированных территориях // География и природные ресурсы. — 2001. — № 4. — С. 17-23.
51. Ackers P., Charlton F.G. Meander geometry arising from varying flows. // J. Hidrology. 1970. V. 11. № 3 P. 230-250.
52. Begin Z.B. The relationship between flow-shear stress and stream patterns // J. Hydrol. 1981. №3-4. P. 307-319.
53. Chang H. River technology and threshold // J. of Hydraul. Eng., 1985, № 3, P. 503-519.
54. Engelund F., Skovgaard O. On the origin of meandering and braiding in alluvial streams // J. Fluid. Mech. V.57.1973. №2.
55. Fredsoe I. Meandering and braiding of rivers // J. Fluid. Mech. V.84. 1978. №4.
56. Hartvich F. Analysis of the longitudinal profiles of selected rivers in the Sumava Mts., Southwest Bohemia.// Miscellanea geographica. KGE, ZCU v Plzni, 2005.
57. Kondolf G. Mathias. Profile Hungry Water: Effects of Dams and Gravel Mining. Environmental Management Vol. 21, No. 4. 1997. pp. 533-551.
58. Kondolf G. Mathias. River Restoration and Meanders.// Ecology and society. 2006. 11(2): 42
59. Leopold L.B., Wolman M.C. River-channel patterns: braided, meandering and straight // U.S. Geol. Surv. Prof. Paper. 1957. №282-B. P 1-85.
60. Parker G. Hydraulic geometry of active gravel rivers // J. Fluid Mech., 1979. 1979. №9.
61. Richards K.S. The formation of ripples and dunes on an erodible bed // J. Fluid Mech. 1980. V. 99. № 3. P 597-618
62. Schumm S.A. The fluvial sistem. 1977. 338 p.
63. Strahler, A. N. (1952), "Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topology", Geological Society of America Bulletin 63 (11): 1117-1142/
64.
64. Rosgen David L. A classification of natural rivers. // Catena 22. 1994. P 169¬199
Электронные ресурсы
65. Карта Республики Татарстан [Электронный ресурс] URL: http://tat-map.ru/ (дата обращения 13. 11. 2015).
66. Кондрашкина Т.В. Работа с контурными картами на уроках географии [Электронный ресурс] URL: http://nsportal.ru/shkola/geografiya/library/2013/03/02/rabota-s-konturnymi- kartami-na-urokakhgeografii (дата обращения 15. 04. 2016).
67. Google Планета Земля [Электронный ресурс] URL: https://www.google.com/intl/ru/earth/ (дата обращения 23. 11. 2015).
Фондовая литература
68. Топографические карты масштабов 1: 200 000, 1: 50 000
69. Материалы кафедры географии и картографии
70. Материалы кафедры ландшафтной экологии