Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИССЕРТАЦИЯ, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

Гидрологические риски застройки на левобережной части долины р. Томи в г. Томска

irina_k20 2700 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 90 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 20.06.2020
Рукопись 90 страниц, 13 иллюстрации, 9 таблиц, 60 использованных источников литературы, 3 приложении с таблицами и графиками. В магистерской работе: «Гидрологические риски на левобережной части долины р. Томи в г. Томска» описываются природно-антропогенные условия формирования стока р. Томи, рассмотрена история изучения наводнении, заторов и зажоров. Рассмотрено опасные гидрологические процессы и условия их формирований на р. Томь Цель рассматриваемой магистерской диссертации являлось оценка гидрологических рисков застройки на левобережной пойме р. Томи у г. Томска. В результате построена модель, и при каких сценариях произойдёт затопления левобережной части поймы.
Введение

Человек с давних времен селился рядом с водными объектами, так как река служила и служит ему средством сообщения, источником водоснабжения, энергии, орошения, а так же местом отдыха. Возле водотоков преимущественно расположились городские и сельские постройки, промышленные центры. Современное изменение климата и реки стало одним из основных проблем для человека при освоении прибрежных территорий. Актуальность работы связана с необходимостью выявления и количественной оценки описания гидрологических процессов в целях минимизации негативного воздействия вод. Работы в этом направлении ведутся давно, в том числе при активном участии кафедры гидрологии ТГУ в том числе Земцова В.А, Буракова Д.А, Вершинина Д.А, Инишева Н.Г, Савичева О.Г и других. Тем не менее из-за сложности вопроса требуется дальнейшее исследование условий затопления поймы при различных сценариях ее хозяйственного освоения и изменения климата. Цель рассматриваемой магистерской диссертации: оценка гидрологических рисков застройки на левобережной пойме р. Томи у г. Томска. Для достижения этой цели были рассмотрены следующие задачи: 1) анализ условий формирования опасных гидрологических процессов на р. Томь в г. Томск; 2) уточнение максимальных расходов и уровней воды р. Томь; 3) моделирование и анализ условий затопления поймы Томи у г. Томск. Объектом исследования является река Томь – река на юго-востоке Западной Сибири, которая является правым притоком реки Оби. Предмет исследования – опасные гидрологические явления и факторы их формирования на левобережной части поймы р. Томи. Исходной информацией для решения поставленных задач послужили фондовые и опубликованные данные Росгидромета, а также опубликованные материалы исследований сотрудников ТПУ, Томскгеомониторинг и ТГУ В.А. Земцова, Д.А.Буракова, Д.А. Вершинина, О.Г. Савичева и других. Для решения поставленных задач водного стока и гидрологического режима у г. Томска были также выполнены следующие задачи: 1) анализ гидрологической изученности р. Томи на участке ниже Томи; 2) анализ природных и антропогенных условий формирования водного стока и гидрологического режима р. Томь; 3) выявление опасных гидрологических процессов в районе г. Томска и более подробное описание условий их проявления и формирования (наводнения, подтопления, разрушение берегов); 4) сбор и анализ гидрологической информации; 5) подробные расчеты с целью уточнения максимальных уровней и расходов воды у р. Томь в г. Томск; 6) оценка условий затопления поймы в районе г. Томск путем построения кривой свободной поверхности воды, с учетом подпор при ледовых заторах и зажорных явлениях для различных сценариев застройки поймы и разных уровней и расходов воды.
Содержание

Введение 1 Термины и определения 2 Методика исследований 3 Природно-антропогенные условия формирования стока р. Томи 3.1 Административное и географическое положение 3.2 Рельеф и геология 3.3 Климат 3.4 Почвенно-растительный покров 3.5 Хозяйственная деятельность в нижнем течении р. Томи 4 Состояния изученности 5 Гидрологический режим р. Томь на участке нижнего течения 5.1 Водный режим р. Томь 5.2 Ледовый режим 5.3 Русловые процессы 6 Опасные гидрологические процессы и условия их формирований на р. Томь 6.1 Классификация наводнений 6.2 Условия формирования опасных гидрологических процессов на р. Томь 7 Моделирование и оценка условий затопления поймы в районе г. Томск 7.1 Максимальные расходы и уровни воды 7.2 Результат моделирований Заключение Список использованной литературы Приложение А Кривые обеспеченности Приложение Б Результат расчетов модели Приложение В Карта бассейна Томи Приложение Г Зона затопления территории МО г. Томска при 1% - обеспеченности
Список литературы

1. Агроклиматические Ресурсы Кемеровской области / под ред. М.И. Черникова. – Л: Гидрометеоиздат, 1973. – 141с. 2. Атлас Кемеровской области / сост. и подгот. к изд. Комитет по земельным ресурсам и землеустройству Кемеровской области, ПО «Инженерная геодезия» Роскартографии, отв. ред. Н.М. Березова. – Новосибирск, 1996. – 32 с. 3. Администрация. Органы администрации. Подведомственные учреждения и предприятия. Муниципальное казенное учреждение «оперативно-дежурное служба г. Томска». Отдел защиты населения и территории от ЧС. Половодье [Электронный ресурс] / URL: http://admin.tomsk.ru/pgs/3vt (Дата обращения 22.05.2018) 4. Бузин В.А. Опасные гидрологические явления. Учебное пособие. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2008. – 228 с. 5. Бузин В.А., Дьяченко Н.Ю. Прогноз внутриводного ледообра- зования и зажоров льда на реке Нева // Метеорология и гидрология. 2011. № 11. С. 94–101. 6. Бузин В.А. Заторы льда и заторные наводнения на реках. СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. 203 с. 7. Вершинин Д.А. Техногенные воздействия на вертикальные деформации русла и гидравлику потока (на примере р. Томи): автореф. дис. канд. геогр. наук. – Томск: ТГУ, 2005. 8. Вершинин Д.А., Земцов В.А., Инишев Н.Г. Факторы формирования заторных явлений на реках при переходе из горных территорий в равнинные (на примере р. Томи) // Охрана окружающей среды и природных ресурсов стран Большого Алтая: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. / ред. Барышников Г.Я. – Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2013. – С. 48 – 55. 9. Вершинин Д.А., Тарасов А.С., Шац Н.В. Гидро-метеорологические факторы формирования заторных явлений на р. Томи у г. Томска и их изменения во времени // Современные достижения и проблемы в области изучения окружающей среды: мат-лы Всерос. молодеж. науч.-практ. конф. с междунар. участием (Барнаул 1–8 августа 2014 г.) / ред.: Харламова Н.Ф. – Барнаул, 2014. – С. 17 – 20. 10. ВСЕГЕЙ. Сибирский федеральный округ [Электронный ресурс] / URL:http://www.vsegei.ru/ru/info/gisatlas/sfo/index.php (дата обращения 28.04.2018). 11. Гвоздецкий Н. А., Михайлов Н. И. Физическая география СССР – М. Высшая школа , 1987,С.267-276 12. География Томской области / А.А. Земцов и др. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1988. – 246 с. 13. ГОСТ 19179 73. Гидрология суши. Термины и определения. Дата введения 1975-01-01. – М.: Изд-во стандартов СССР, 1988. – 47 с. 14. География Сибири в начале XXI века / Андреева И.В., Андреева О.С., Ахмедова И.Д., Батманова А.С., Белоненко Г.В., Борисенко М.А., Булатов В.И., Быков Н.И., Вавер О.Ю., Ваничева Л.К., Выходцев А.М., Гармс Е.О., Герасько Л.И., Горбатенко В.П., Гребенюк Г.Н., Гуляева А.Ф., Дронзикова М.В., Евсеева Н.С., Евтушик Н.Г., Егорова Н.Т. и др. – В 6 т. – Новосибирск, 2016. – Т. 5: Западная Сибирь. 15. Гидрогеология СССР. Том XXVII. Кемеровская область и Алтайский край. Том 27 / Кузнецова М.А., Постникова О.В., Сидоренков А.В. – М.: Недра,1972. – 390 с. 16. Гидрогеология СССР. Западно-Сибирская равнина (Тюменская область, Омская область, Новосибирская область, Томская область) / Нуднер В.А. – М.: Недра.1970. – Т. XVI. – 368 с. 17. Давыдов Л.К. Гидрография СССР. – Л., 1955. – 600 с. 18. Деев Ю.А., Попов А.Ф. Весенние заторы льда в русловых потоках. Физические основы и количественный анализ. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 110 с. 19. Донченко Р. В. Ледовый режим рек СССР. – Л.: Гидрометиздат, 1987. – 246 с. 20. Евсеева Н.С. География Томской области (Природные условия и ресурсы). – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001. – 223 с. 21. Естифеев А.М., Соколов И.Н. Процессы зажорообразования на реках и водохранилищах и методы их регулирования // Тр. Координац.совещ. по гидротехнике. 1970. Вып. 56. С. 36–53. 22. Естифеев А.М. Регулирование шугового потока.М.; Л.: Госэ- нергоиздат, 1958. 180 с 23. Караушев А.В. Речная гидравлика. – Л.: Гидрометеоиздат, 1969. – 416 с. 24. Каменсков Ю.И. Русловые и пойменные процессы. – Томск: Изд-во Том. гос. ун-та, 1987. – 171 с. 25. Кильмянинов В.В. Катастрофическое наводнение на р. Лена у г. Ленск в 2001 г. // Метеорология и гидрология. 2001. № 12. С. 79–83. 26. Клавен А.Б., Бузин В.А., Копалиани З.Д. и др. Лабораторные исследования процесса формирования заторов льда и эффективности противозаторных мероприятий на реке Лена у города Ленска // Докла- ды VI Гидрологического съезда. М.: Метеоагентство, 2006. Секция 2. С. 154–159. 27. Климат СССР / отв. ред. Т. В. Покровская. – Л.: Гидрометеоиздат, 1962. – Вып. 4. – 360 с. 28. Климат Томска /Л. И. Трифонова, И. А. Изнаирская, Л. И. Курыгина и др.; Под ред. С. Д. Кошинского и др. ; Западно-Сибирский региональный НИИ, Томский гос. ун-т им. В. В. Куйбышева. Л.: Гидрометеоиздат,1982, 176 с. 29. Льготин В.А. Русловые процессы на реках Томского Приобья Всборнике: Вопросы географии Сибири Географическое общество СССР, Томский отдел; Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного знамени государственный университет им. В. В. Куйбышева; Под редакцией А. А. Земцова. Томск, 1987. С. 117-120. 30. Национальный атлас России. В 4-х томах. Т. 1. Общая характеристика тер¬ритории. - М.: Роскартография, ФГУП «ГОСГИСЦЕНТР», 2005. 31. Льготин В.А., Савичев О.Г., Нигороженко В.Я. Состояние поверхностных водных объектов, водохозяйственных систем и сооружений на территории Томской области в 2000–2005 гг. – Томск: Аграф-ПРЕСС, 2006. – 88 с. 32. Льготин В.А., Савичев О.Г. Методика оценки уровней вод реки Томи при ледовых заторах и зажорах у г. Томска // Известия Томского политехнического университета. – 2011. – Т. 318. – № 1. – С. 135–140. 33. Марусенко Я.И. Ледовый режим рек бассейна Томи. – Томск: Изд-во Том. ун- та, 1958. – 216 с. 34. Нежиховский Р.А. Наводнения на реках и озерах. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 184 с. 35. Нежиховский Р.А., Бузин В.А. Условия образования и прогнозы льда на реках // Метеорология и гидрология. 1977. № 5. С. 70–75. 36. Опасные ледовые явления на реках и водохранилищах / профессора Д.В. Козлова [и др.]. – М.: РГАУ-МСХА, 2015. – 328 с. 37. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик / под.ред. А.В. Рождествеского и А.Г. Лобанова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 448с. 38. Попов Е.Г. Заторы льда и проблемы борьбы с ними // Метеоро- логия и гидрология. 1968. № 8. С. 52–60 39. Природные ресурсы Томской области / Дюкарев А.Г., Львов Ю.А., Хмелев В.А. и др. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. – 176 с. 40. Природные опасности России. Т. 5: Гидрометеорологические опасности / под ред. Г.С. Голицына, А.А. Васильева. – М.: КРУК, 2002.-348 с. 41. По Сибири. Реки. Томь. [Электронный ресурс] / URL: http://posibiri.ru/reka-tom/#i-2 ( Дата обращения 26.05.2018). 42. Постановление об определении зон затопления, подтопления. [Электронный ресурс] / URL: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd (дата обращения 15.03.2018). 43. Ресурсы поверхностных вод СССР. Алтай и Западная Сибирь. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – Т. 15. – Вып. 2.– 408 с 44. Русловые процессы на реках Притомья / Льготин В.А. // Вопросы географии Сибири. Географическое общество СССР, Томский отдел; Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного знамени государственный университет им. В. В. Куйбышева; под редакцией А.А. Земцова. – Томск, 1987. – С. 117–120. 45. Брюханов В.А. Очерк истории гидрологических наблюдений и исследований в бассейне р. Оби / / Обской вестник, 1 99 6. - № 1. - С. 84 - 9 2. 46. Состояние поверхностных водных объектов, водохозяйственных систем и сооружений на территории Томской области в 2003 г.: Информационный бюллетень. – Томск: ОАО «Томскгеомониторинг», 2004. – 16 с. 47. Савичев. О.Г. Водные ресурсы Томской области. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 248 с. 48. Савичев О.Г., Ибраимов М.Т. Моделирования изменений гидрологических условий при различных вариантах хозяйственного освоения поймы реки Томи в Томской области. -2018.- с 7. 49. Савичев О.Г., Льготин В.А. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2011. – Т. 318. – № 1. – С. 135–140. 50. Савичев О.Г. Гидрологическое обоснование русло- исправительных работ на реке Томи (Западная Сибирь) с целью снижения опасности наблюдений // Гидротехника. – 2012(а). – № 3 (928). – С. 93 – 97. 51. Савичев О.Г. Расчёт заторных уровней речных вод на юге Западной Сибири // Известия Томского политехнического университета. – 2012 (б). – Т. 320. – № 1. – С. 152–155. 52. СНиП 2–01.14–83. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. // М.: Государственный комитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (Госстрой России), 1985. 53. Скальные породы. [Электронный ресурс] / URL:http://river-forum.ru/showthread.php/3488-%D0%9D%D0%90-%D0%A2%D0%9E%D0%9C%D0%98./page79 (дата обращения 28.04.2018). 54. СП 33-101-2003. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. – М.: Госстрой России, 2004. – 74 с. 55. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. – М.: Госстрой России, 2012. – 71 с. 56. Территориальная программа рационального использования, восстановле¬ ния и охраны водных объектов Томской области до 2010 года. - Томск: ТЦ «Томскгеомониторинг», 2003. - 24 с. 57. Томскгеомониторинг. Архив. Половодье 2010. [Электронный ресурс] / URL: http://www.tgm.ru/polovod.php?ind=polvod&rz=polvod&lv=1 (Дата обращения 1.05.2018). 58. Томскгеомониторинг. Фото. Береговая эрозия. [Электронный ресурс] / URL: http://www.tgm.ru/browse.php?ind=8. (Дата обращения 1.05.2018). 59. Ресурсная карта. Кемеровская область. Почвенная карта. [Электронный ресурс] / URL: http://r42.ru/section/1451.html. (Дата обращения 21.04.2018). 60. Шац Н.В., Вершинин Д.А. Антропогенные факторы формирования заторных явлений на р.Томи у г.Томска // Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия. – Новосибирск, 2014. – № 6. – С. 166 – 169. 61. Экзогенные геологические процессы на территории Томской области в 2000 г.: Информационный бюллетень / Б.А. Егоров, А.О. Крутовский, В.А. Базанов и др.; под ред. В.А. Льготина. – Томск.: Изд-во Территориального Центра Томскгеомониторинг, 2001. – 70 с. 62. Экзогенные геологические процессы на территории Томской области в 2000 г.: Информационный бюллетень / Б.А. Егоров, А.О. Крутовский, О.Г. Савичев и др.; под ред. В.А. Льготина. – Томск.: Изд-во Территориального Центра Томскгеомониторинг, 2002. – 82 с. 63. ГОСТ Р 22.0.03-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. [Электронный ресурс] / URL: http://www.docload.ru/Basesdoc/4/4797/index.htm. (Дата обращения 22.05.2018 г)
Отрывок из работы

1 Термины и определения Береговая линия – линия пересечения поверхности моря или озера с поверхностью суши. В связи с тем, что уровень воды изменяется даже за короткий промежуток времени, береговая линия представляет собой условное понятие, применяемое относительно среднего многолетнего положения уровня водного объекта [13]. Водный режим – изменение во времени уровней, расходов и объемов воды в водных объектах и почва грунтах [13]. Гидрологический режим - совокупность закономерно повторяющихся изменений состояния водного объекта, присущих ему и отличающих его от других водных объектов [13]. Наводнение – затопление территории водой, являющееся стихийным бедствием (наводнение может происходить в результате подъема уровня воды во время половодья или паводка, при заторе, зажоре, вследствие нагона в устье реки, а также при прорыве гидротехнических сооружений) [13]. Затопление – образование свободной поверхности воды на территории в результате паводков, нагонов волн и повышения уровней воды [13]. Зона затопления – территория, покрываемая водой в результате превышения притока воды по сравнению с пропускной способностью русла [13]. Затор – скопление льдин в русле реки во время ледохода, вызывающее стеснение водного сечения и связанный с этим подъем уровня воды [13]. Зажор – скопления шуги с включением мелкобитого льда в русле реки, вызывающее стеснение водного сечения и связанный с этим подъем уровня воды [13]. Паводок – фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризуется интенсивным обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей [13]. Катастрофический паводок – выдающийся по величине и редкий по повторяемости паводок, могущий вызвать жертвы и разрушения [13]. Ледовый режим – совокупность закономерно повторяющихся процессов возникновения, развития и разрушения ледяных образований на водных объектах [13]. Подтопление – подъем уровня грунтовых вод, вызванный повышением горизонта вод в реках, водохранилищах [13]. Подпор воды – повышение уровня воды из-за наличия в русле препятствия для ее движения [13]. Пойма – часть дна речной долины, сложенная наносами и периодически заливаемая в половодье и паводки [13]. Половодье – фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды, и вызываемая снеготаянием или совместным таянием снега и ледников[13]. Уровень воды – высота поверхности воды в водном объекте над условной горизонтальной плоскостью сравнения [13]. 2 Методика исследования Методика исследований пространственно-временных изменений гидрологических характеристик включала в себя: 1) сбор данных расходов и уровней воды, их анализ и исключение недостоверных данных; 2) расчет статистических параметров рядов наблюдений и погрешностей их определения; 3) проверку временных рядов на однородность. Все статистические расчеты проводились в соответствии с [34,50]. 1. При изучении колебаний водного стока использовались данные о расходах и уровнях речных вод, опубликованных фондовых данных Росгидромета, а также полученные сотрудниками ТПУ, ТГУ в 1918–2015 гг. (сведения о 4 постах на р. Томь). 2. Расчет статистических параметров рядов гидрологических показателей проводился в соответствии с [34,54]: 1) среднеарифметическое значение: (2.1) , (2.2) где n – длина ряда; - среднее квадратическое отклонение; 2) среднее квадратическое отклонение: (2.3) (2.4) где ? – среднее квадратическое отклонение; 3) коэффициент корреляции r: , (2.5) , (2.6) где x и y – значения анализируемых характеристик; r – по приближенной зависимости; 4) коэффициент вариации: (2.7) – модульный коэффициент, характеризующий водность года; 5) коэффициент асимметрии: (2.8) 3. Статистический анализ гидрологических, данных включал в себя, прежде всего, проверку однородности рядов наблюдений, она осуществлялась с помощью критериев Фишера (Fk) и Стьюдента (Sk), ряд данных делился на две части в периоды, когда начата хозяйственная деятельность на реке. Критерий Фишера оценивает однородность дисперсий: (2.9) где , – выборочные дисперсии. По критерию Стьюдента можно судить об однородности средних значений в рядах: (2.10) где Qsrx, Qsry – выборочные средние значения рядов наблюдений; nх, ny – объемы выборки. Полученные фактические значения Fk и St сравнивались с теоретическими значениями при уровне значимости 5% с учетом с коэффициента автокорреляции r(1) [34]. Если Fk< Fkp, то гипотеза об однородности дисперсий не отвергается, если Fk > Fkр, то дисперсии неоднородны. Если St < Skр, то гипотеза об однородности выборки по средней не отклоняется, если Sk > Skр, то средние неоднородны. Построение кривых обеспеченностей проводилось в соответствии с [34, 54]. В соответствии с [42], оценка зон границ затопления устанавливаются территории, затапливаемые при максимальных уровнях воды 1, 3, 5, 10, 25 и 50-процентной обеспеченности (повторяемость 1, 3, 5, 10, 25 и 50 раз в 100 лет). Построена модель для оценки условий затопления поймы в районе г. Томск. Исходные данные для расчета получены: 1) Томским центром гидрометеослужбы (ТЦГМС) – данные об уровнях и расходах воды (за май и август 2004 г.), о ледовом режиме р. Томи в г. Томске; 2) материалы промерных и топогеодезических работ специалистами ОАО «Томскгеомониторинг». С учетом сложности объекта исследования (участка р. Томи в пределах Томской области на протяжении 115 км) и ранее отмеченных затоплений как исторической, так проектируемой к освоению части жилой застройки в границах г. Томска и Томского административного района, в качестве основного метода исследования было выбрано математическое моделирование, а именно – моделирование кривой свободной водной поверхности (КСП) и поверхности реки при ледовых заторах на участке 0–115 км от устья реки Томи при различных вариантах хозяйственной деятельности. Модель включает в себя: а) блок описания рельефа русла и поймы с шагом по длине 1 км, по ширине меженного русла в 50 м, по ширине поймы до 1 км от меженного русла – 100 м, по ширине поймы далее 1 км от меженного русла – 200 м. Отметки русла сняты по лоциям и материалам русловых съемок АО «Томскгеомониторинг», отметки поймы и долины – по цифровым топографическим картам с уточнением по материалам топогеодезических работ; б) блок расчета (по уровню воды в устье, при котором у г. Томска наблюдаются заданные значения уровня и расхода воды) в каждом сечении ширины и средней глубины потока, уклона водной поверхности между смежными створами, коэффициента Шези (по формуле Маннинга), средней скорости течения (по формулам Шези и Маннинга) по методу А.Н. Рахманова с подбором приращения уровня воды в выше расположенном смежном створе [23]; при этом используется допущение о незначительности бокового притока, который в целом меньше или не превышает погрешность определения расхода воды Томи [50]; в) блок расчета подпора воды при формировании на участке ледового затора и зажора по методике, изложенной в [51]: (2.11) где – расход воды в момент формирования ледохода и в среднем за многолетний период, м3/с (норма стока принята в размере 1130 м3/с); – средняя глубина потока в сечении, м; J – уклон водной поверхности, м/км; Л – толщина ледовых образований, м. Дополнительно выполнен расчет вертикальных деформаций русла по модифицированной методике А.В. Караушева [23] с определением мутности по формуле: (2.12) где Cш – коэффициент Шези; k1, k2 – эмпирические коэффициенты (для р. Томи у г. Томска в гидростворе получены методом наименьших квадратов значения: ln(k1) = –5,623?1,382; k2 = –4,573?0,734; квадрат корреляционного отношения R2 = 0,37). Моделирование КСП выполнено при следующих сценариях хозяйственного освоения: 1) отсутствие воздействий (с учетом существующей защитной дамбы на правом берегу); условия весеннего половодья в гидростворе г. Томска в среднем за май 2004 г. (расход воды Q = 4810 м3/с; уровень воды Z = 74.88 м; толщина льда Л=0.76 м); 2) углубление меженного русла на участке 64–72 км от устья до отметок 64–65 м БС; 3) строительство магистрального канала в левобережной пойме на участке 51–77 км от устья (отметка дна канала 66–67 м) для усиления отвода водных масс с городской территории; 4) строительство дамбы на левом берегу на участке 58–71 км (отметка гребня 80 м); 5) строительство дороги на левобережной пойме на участке 59–70 км (отметка дорожного полотна 80 м); 6) строительство дамбы и дороги на левобережной пойме с параметрами, указанными в вариантах 4 и 5; 7) строительство на правом берегу берегозащитного сооружения на участке 65–75 км от устья шириной 50 м с отметкой гребня 80 м; 8) отсутствие воздействий; условия летне-осенней межени в гидростворе г. Томска в среднем за август 2004 г. (Q = 451 м3/с; Z = 74.88 м). 3 Природно-антропогенные условия формирования стока р. Томи 3.1 Административное и географическое положение Река Томь находится на юго-востоке Западной Сибири, является правым притоком Оби, вторым по водности притоком Оби (после Иртыша). Бассейн реки расположен на юго-востоке Западной Сибири, его водосбор составляет площадью 62000 км2, общая протяжённость – длина 827 км, из которых участок нижнего течения длиной 125 км расположен в Томской области; ширина поймы до 3 км, средняя глубина в районе г. Томска составляет 2,5 м, перепад высот от устья до истока 1185 м, средняя скорость течения от 0,33 м/с на равнинной части до 1,75 м/с на горных перекатах. Река имеет более 115 притоков, наиболее крупными из них являются Бельсу, Кабырза, Кондома, Мрас-Су, Тайдон, Уса и другие. Основными источниками питания рек является осадки (жидкие и твердые) и подземные воды. В административном отношении р. Томь протекает в пределах Республики Хакасия (горный участок реки); Кемеровской области (равнинный, самый большой по протяженности участок реки) и Томской области, где р. Томь впадает в р. Обь[47]. Водосбор р. Томи в соотношении административных зон распределяются так: в Кемеровской области – более 68%, в Томской области – 23%, а остальных зонах, республика Хакасия и Алтай и Новосибирская область – 9%. Верхним течением Томи является расстояние от истока до устья Кондомы. На этом отрезке длина реки составляет 267 километров. В верхнем течении Томь, на протяжении 213 километров, проходит по горным районам Республики Хакасия и югу Алатауско-Шорского нагорья Кемеровской области. На этом отрезке течение реки имеет горный характер. Долина реки узкая и глубоковрезанная, высота бортов доходит до 150-200 метров. Скорость течения быстрая – до 2,1 метров в секунду. Глубина реки на перекатах не превышает 35 сантиметров. При пересечении границы Республики Хакасия и Кемеровской области и далее до устья р. Теба ширина Томи составляет 50-100 метров, глубина – от 1 до 1,7 метров. Долина реки остается узкой с крутыми бортами, достигающими в высоту до 1000 метров, поймы нет. Скорость течения составляет 2,8 метров в секунду[41]. От устья Тебы до Новокузнецка ширина русла увеличивается до 120-300 метров, ширина долины реки достигает 1,5-2 километра. Скорость течения уменьшается до 1,5-2 м/с. После слияния Томи с ее двумя крупными притоками, рек Уса (179 км) – район г. Междуреченск и Мрас-су (350 км) – район г. Мыски, река становится более широкой и полноводной. Ширина русла составляет 200-400 метров, скорость течения – 1м/с. Правый берег реки остается крутым, левый становится пологим[41]. От устья реки Мрассу Томь пересекает границу горных массивов с Кузнецкой котловиной и приобретает более равнинный характер течения, в русле реки появляются острова, на плесах скорость течения снижается до – 0,1-0,3 м/с. Далее Томь принимает в себя около десятка более мелких притоков, после впадения реки Кондома она окончательно приобретает характер равнинной реки. От устья Кондомы до города Юрга – среднее течение Томи[41]. После впадения р. Кондома начинается участок среднего течения. Площадь 20808 км2, высота изменяется от 1000 до 500 м. Наивысшие точка 987 м данного района находится в водосборе р.Кондомы, гора Челтан. От г. Новокузнецк до г. Томска, типичная равнинная река с медленным и неторопливым течением. Протекая через Кемеровскую область, река собирает основную массу водосбора региона. В этот район входи от устья р.Тебы до устья р.Тойдон, и все ее притоки на этом участке. Мрасс-су с притоками. Ниже по течению от г. Юрга начинается участок нижнего течения. В районе пересеченных высоты изменяются от 500 до 200 м. Протекая уже от г. Югры река собирает малые притоки такие как: Лебяжья, Сосновка, Басандайка, Ушайка, Б.Черная, Киргизка, Кислока, Порос, Самуська и другие. Ниже с. Ярского река становится шире, имеются огромные плесы шириной 700 м. Р. Томь, чем дальше течет на север, тем более приобретает равнинный характер. Берега становятся ниже, пойма шире, возрастает извилистость, появляется много островов, перекатов осередков и кос. Скорость течения р. Томь является непостоянными, они изменяются в зависимости от изменении уровней воды, и наблюдается резкое повышение скоростей в зимнее и летнее время. Так, реки предгорий Кузнецкого Алатау на юго-востоке территории заметно отличаются от равнинных рек большими уклонами, скоростями течения, глубиной вреза русла. Ширина р. Томь, исключая разветвленные участки, изменяется от 8 м в истоке реки до 500 м в нижнем течении [33]. Уклоны в нижней части долины – от устья до водомерного поста Томск-пристань (70 км) – составляют в среднем 0,04 м/км, от г. Томска до г. Кемерово (370 км) – 0,19 м/км. Далее вверх по течению уклоны постепенно увеличиваются и составляют в среднем на участке от г. Кемерово до г. Новокузнецк 0,31 м/км. Продольные уклоны долины, водной поверхности и, как следствие, разрушающая способность потока по отношению к ледовому покрову в слабовсхолмленной части бассейна на порядок выше, чем в равнинной части. 3.2 Рельеф и геология Рельеф водосбора р. Томи весьма разнообразен. В верхней части высоты отдельных гор достигают 2165 м. К северу они понижаются и в средней части достигают 1000 м, а севернее составляют 500 м. В устье высота водосбора снижается до 75 м. Водосбор имеет грушевидную форму. Ширина верхней части водосбора – около 160 км, в средней части – 40–50 км, в нижней части – около 80 км. Истоки р. Томи расположены на высоте 800 м восточнее пос. Томалык в виде трех малых рек под общим названием «Вершина Томи». Левобережная часть водосбора, в общих чертах, возвышенная и пологая. Правобережная часть горная и сильно расчленена. На всем протяжении правобережной части водосбора сильно развиты овраги, балки и обвалы берегов. В силу орографии водосбор асимметричный. На левобережную часть приходится 61,5 %, а на правобережную — 38,5 % всей площади водосбора. Такой характер строения водосбора обуславливает собой и основные русловые процессы [33]. Основная часть водного стока берет начало на западном склоне Абаканского хребта (на высоте 1770 км над уровнем моря) и течет вначале на запад до г. Кемерово, а потом на северо-запад и впадает в р. Обь справа на 2654 км от устья. Стекая с Абаканского хребта, река протекает по Кузнецкой впадине, ограниченной с северо-востока системой гор Кузнецкого Алатау, с юго-запада Салаирским кряжем. В нижнем течении р. Томь протекает в пределах юго-восточной окраины Западно-Сибирской равнины [33]. В геологическом отношении территория бассейна р. Томи сложная и представляет собой зону двух крупных структур Алтая и Саянской горной страны, представляющаяся собой на (рис.1): Кузнецкий Алатау, Салаирский кряж, Горную Шорию, Томскую складчатую зону и Западно-Сибирскую платформу (плиту). Колывань – Томская зона является переходной зоной от Салаирского кряжа к Западно-Сибирской платорме [14]. Граница между ними достаточно условная и проходит по р. Томь и далее в северо-восточном направлении по ее первому притоку – р. Киргизка и левому притоку – р. Яя [14]. Рисунок 1 – Геологическая карта Сибирский федеральный округ [10]. Кузнецкий Алатау представляет собой горное сооружение со средними высотами 600–800 м, однако некоторые массивы поднимаются до высоты 1800–2000 м. Западный склон его крутой и обрывается к Кузнецкой котловине системой уступов. Много небольших стремительных речек протекает через узкие ущелья, как и сама р. Томь. Восточный склон более пологий, расчлененный широкими, хорошо разработанными с плоским дном и спокойно текущими реками [43]. Среди пород, развитых в данном регионе, выделяются: Кембрийскими мраморами и силурийскими сланцами, порфиритами и туфами. Местами они прорваны интрузиями и перекрыты куполами базальтов и диабазов. В западной части развиты известняки и песчаники. Пески и глины юрского возраста распространены по течению ряда рек. Мезозойские отложения встречаются только на севере Кузнецкого Алатау [15]. Горная Шория расположена между южными отрогами Кузнецкого Алатау и Салаирского Кряжа в верхнем течений р. Томи и ее притоков – рек Кондомы и Мрас-Су. Для центральной и северной ее частей характерно сильное расчленение и наибольшие высоты; на юге рельеф заметно сглаживается. Средние высоты 250–300 м, наибольшие – 1600 м [43]. Преобладающими горными породами являются девонские сланцы, местами прорванными гранитами. Коренные горные породы почти везде покрыты мощным плащом бурых глин. В наиболее возвышенных местах и на крутых склонах коренные породы выходят на дневную поверхность легко размываемые породы: известняки, известковые и хлористые сланцы – встречаются редко [15]. Кузнецкая котловина на северо-западе примыкает непосредственно к Западно-Сибирской низменности, на юго-востоке она окружена горным хребтом Кузнецкого Алатау, на юго-западе – Салаирским кряжем, на юге – сходящимися отрогами обоих хребтов [43]. Кузнецкая котловина представляет собой слаборасчлененную равнину с небольшими колебаниями высот и уклоном с юга на север. Средние высоты составляют около 450м на юге и 250 м на севере. По своему геологическому строению Кузнецкая котловина представляет межгорную впадину геосинклинального типа, выполненную мощной толщей осадков различного возраста. Начало образования впадины относится к началу кембрия. В пределах ее в основном развиты породы верхне-палеозойского возраста, сильно дислоцированные, особенно по краям впадины, и включающие пласты углей. Мощность угленосных отложений 6–10 км [41]. Колывань – Томская складчатая зона представляет слабовсхолмленную приподнятую возвышенность с лесостепным ландшафтом. Абсолютные отметки на севере (в районе устья р. Томи) не превышают 200 м, у подножия Салаирского кряжа 250–300 м. Складчатый фундамент в пределах большой части плато скрыт под покровом рыхлых кайнозойских отложений, и лишь в отдельных частях они выходят на дневную поверхность (по левобережью р. Оби и на водоразделе Оби и Томи) [15,16]. В строении участвует геосинклинальный комплекс девонских и каменноугольных отложений, представляющий собой породы коренной основы. Они представлены преимущественно глинистыми сланцами с прослоями песчаников и известняков. Породы поверхностного образования здесь представлены в основном песками и глинами, перекрытые в верхней части лессовидными породами [14]. Ниже по течению от г. Томска, до впадения в р. Обь, бассейн р. Томь располагается уже на Западной-Сибирской платформе с лесостепным ландшафтом, постепенно переходящем в лесной. Это равнина местами гривистая с многочисленными западинами и блюдцами[12]. В геологическом строении равнинной части бассейна р. Томи выделяют складчатый фундамент и рыхлый мезозойско-кайнозойский чехол [12]. Палеозойский комплекс пород, рассматриваемый в качестве фундамента, представлен алевро-песчанистыми сланцами каменноугольного возраста, встречаются граниты, кварцевые диориты и др. В окрестностях Томска и выше по течению Томи породы фундамента выходят на поверхность и часто встречаются в русле реки в виде трудно размываемых порогов – «Бойцов», которые подвергаются разрушению лишь во время ледохода [14]. Мезозойско-кайнозойский комплекс пород – платформенный чехол, представлен меловыми, палеогеновыми и четвертичными отложениями, имеющий мощность от несколько десятков до сотен метров. Он сложен морскими и континентальными отложениями – глинами, песчаниками, алевритами и песками [11]. На рисунке 2 представлен геологический разрез, который проходит в черте г. Томска на 70 км по лоцманской карте от п. Тимирязево до г. Томска. Рисунок 2 – Геологический разрез долины р. Томи в районе г. Томска [61] Условные обозначения: Q IV – современные пойменные отложения, Q III – отложения первой надпойменной террасы, Q III – отложения второй надпойменной террасы, Q3III – отложения третьей надпойменной террасы, Q II—III – отложения древних ложбин стока, Q II – отложения четвертой надпойменной террасы, N2KC – неогеновая система, кочковская свита, Рзпт – палеогеновая система, новомихайловская свита, К-Р – мел-палеогеновая элювиальная кора выветривания, Cjlg – каменноугольная система, лагерносадовская свита, Qbs – каменноугольная система, басандайская свита. В строении долины Томи можно видеть, как выделяются пойма и надпойменные террасы. Долина пойменная с относительно высокими склонами. Склоны террасированы, выделяют несколько террас (ориентировочно 4–5). Левый склон относительно пологий, правый склон довольно крутой, застроен, осложнен развитием овражно-балочной сети. В основании поймы подстилаются глины с отложениями новомихайловской плинты, которые, в настоящее время, местами выходят к поверхности дна реки(. В следующем разрезе на рисунке 3 мы можем наблюдать уже аллювиальную часть долины р. Томи рядом с устьем. По сравнению с предыдущим разрезом, с обеих сторон наблюдается несколько террас. Правобережная сторона более пологая по сравнению с левой стороной берега, которая более крутая. Рисунок 3 – Разрез долины Томи в черте г. Томск [61] Основания поймы большей частью представлены песком, с незначительными песчано-гравийными смесями, который больше наблюдается уже в большом количестве в нижних слоях отложений надпойменных террас. Ниже пойменных отложений – песчаные и глинистые отложения новомихайловской плиты. В окрестностях г. Томска и выше по течению р. Томи на поверхность выходят породы палеозойского фундамента, которые встречаются в русле реки в виде трудно размываемых порогов – «бойцов». Они представлены на рисунке 4. Рисунок 4 – Выход скальных пород в районе Лагерного сада [49]. Ширина пойменной части реки составляет от 300 до 500 м. Рельеф поймы характеризуется довольно слабой расчлененностью, осложнен неглубокими пойменными озерами, протоками. Береговой уступ левобережной поймы сложен тяжелыми и средними суглинками, подстилаемыми снизу разнозернистыми песками. Поверхность правобережной части поймы в значительной степени сформирована техногенными отложениями, мощность которых достигает 5,0 м и более. Большая мощность техногенных отложений практически превращает эту часть поймы в надпойменную террасу[62]. Мощность рыхлых осадочных пород мезозойско-кайнозойского чехла в пределах бассейна колеблется от нескольких метров, до 1 км при впадении в Обь. Отложения четвертичной системы заполняют сплошным чехлом междуречья и речные долины в нижнем течении, а там, где палеозойские и мезозойские породы выходят на поверхность, их мощность значительно сокращается[62]. Современный рельеф преобразуется под влиянием деятельности человека. На склонах междуречий к речным долинам распространены овраги. Только в Томске, в долинах рек Томи и Ушайки и на их междуречье, имеется 60 оврагов, глубина которых в устьевой части колеблется от 7 до 20 м, а длина от 10 до 1000 м. Большинство из них находится в стадии развития, что связано с интенсивной распашкой земель под сельскохозяйственные угодья, огороды, вырубкой лесов [14]. 3.3 Климат Климат рассматриваемого района континентальный. Определяется он сложным взаимодействием циркуляционных факторов и характером подстилающей поверхности.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Диссертация, Гидрометеорология, 54 страницы
550 руб.
Диссертация, Гидрометеорология, 122 страницы
3660 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg