Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Диссертационная работа:

Георгиевский Владимир Юрьевич. Изменения стока рек России и водного баланса Каспийского моря под влиянием хозяйственной деятельности и глобального потепления : диссертация ... доктора географических наук : 25.00.27. - Санкт-Петербург, 2005. - 275 с. : ил. РГБ ОД,

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Изменения годового стока основных рек под влиянием хозяйственной деятельности 10

1.1. Краткий исторический обзор 10

1.2. Динамика водопотребления в бассейнах основных рек страны в 1982-2000 гг. и современные изменения их годового стока 23

Глава 2. Восстановление естественных гидрографов стока больших рек, зарегулированных водохранилищами 31

2.1. Постановка задачи 31

2.2. Методика исследования 33

2.2.1. Общий подход 33

2.2.2. Используемые методы расчета неустановившегося движения воды в руслах 35

2.3. Реализация методики восстановления стока на примере бассейна Волги 38

2.3.1. Подготовка исходной информации, её анализ, устранение невязок стока 38

2.3.2. Результаты восстановления стока 43

2.4. Ретрансформация месячных рядов стока больших рек, зарегулированных водохранилищами 48

Глава 3. Изменения водности рек в условиях глобального потепления 58

3.1. Глобальное потепление климата - происходящие изменения 58

3.2. Оценка гидрологических последствий потепления последних десятилетий XX столетия 62

3.2.1. Общий методический подход 62

3.2.2. Оценка современных изменений водного режима рек 68

3.2.3. Оценка изменений элементов гидрологического цикла по данным воднобалансовых станций 86

3.2.4. Особенности динамики стока больших рек страны 95

3.2.5. Реакция на потепление стока рек, расположенных в умеренной климатической зоне Европы 97

Глава 4. Методологические вопросы оценки гидрологических последствий возможных антропогенных изменений климата 100

4.1. Современные подходы к оценке климата будущего 100

4.2. Методы оценки влияния возможных изменений климата на речной сток - критический обзор 106

4.3. Предлагаемый методический подход к оценке влияния возможных изменений климата на водные ресурсы и водный режим 112

4.3.1. Общие положения 112

4.3.2. Воднобалансовая модель для расчетов стока при различных климатических условиях 114

4.3.3. Общая схема расчетов и проверка адекватности модели 117

Глава 5. Возможные изменения водных ресурсов и водного режима рек при различных климатических сценариях 129

5.1. Бассейн Волги 129

5.2. Бассейн Дона 136

5.3. Бассейн Днепра 140

5.4. Бассейн Лены 145

5.5. Оценка изменений водных ресурсов территории Русской равнины при климатическом сценарии, разработанном на основе метода палеоклиматической реконструкции. 149

5.6. Общие выводы о вероятных в первой половине XXI столетия изменениях стока рек России 153

Глава 6. Оценка элементов водного баланса Каспийского моря и их многолетней динамики 156

6.1. Проблема колебаний уровня моря 156

6.2. Приток поверхностных вод 162

6.3. Приток подземных вод 171

6.4 Осадки 172

6.5. Испарение 175

6.6. Сток в залив Кара-Богаз-Гол 187

Глава 7. Причины колебаний уровня Каспийского моря 192

7.1. Колебания уровня в зависимости от изменений элементов водного баланса 192

7.2. Взаимосвязь элементов водного баланса 201

7.3. Влияние хозяйственной деятельности на водный баланс и изменения уровня 207

7.3.1. Современные изменения притока речных вод в Каспий под влиянием хозяйственной деятельности 207

7.3.2. Влияние хозяйственной деятельности на многолетние колебания уровня 216

Глава 8. Будущие условия и вероятностный прогноз уровня Каспийского моря 219

8.1. Общие методологические подходы к прогнозированию уровня Каспийского моря 219

8.2. Критический анализ результатов прогнозов (расчетов) уровня Каспия, разработанных в последние десятилетия 224

8.3. Сценарии будущих условий 230

8.3.1. Климатические сценарии 230

8.3.2. Оценка влияния возможных антропогенных изменений климата на элементы водного баланса моря 232

8.3.3. Сценарии развития водопотребления в бассейне 234

8.4. Моделирования уровня Каспийского моря на перспективу до 2030 года. 235 8.4.1. Общие положения 235

8.5. Направления и задачи дальнейших исследований 246

Заключение 247

Список использованных источников 250 

Введение к работе:

Актуальность работы. Надежное водообеспечение населения и отраслей экономики является необходимым условием устойчивого развития общества. При разработке стратегии в области рационального использования и охраны водных ресурсов, планировании и реализации дорогостоящих водохозяйственных мероприятий, направленных на решение проблем водообеспечения, включая оптимальное регулирование речного стока и его территориальное перераспределение, необходимо, прежде всего, иметь научно-обоснованные оценки происходящих и возможных в перспективе изменений водных ресурсов и водного режима рек под влиянием естественных и антропогенных факторов. Сложность решения этих вопросов на , современном этапе развития общества в значительной мере обусловлена особенностями социально-экономических и климатических условий последних двух десятилетий XX столетия. В этот период отчетливо обозначился процесс глобального потепления климата, для умеренных широт северного полушария особенно интенсивное повышение температуры воздуха наблюдается с конца 1970-х - начала 1980-х годов. Интенсивный рост водопотребления в бассейнах основных рек страны, наблюдавшийся в 1950-х - первой половине 1970-х годов, затем сменился его стабилизацией, а с начала 1990-х годов - резким снижением.

На фоне происходящих климатических изменений, стабилизации, а затем резкого снижения общих объемов водопотребления, в ряде регионов Российской Федерации отмечались аномальные гидрологические явления, наиболее ярким примером которых является катастрофическое повышение уровня Каспийского моря в 1978-1995 гг., приведшее к значительным затоплениям и подтоплениям прибрежных территорий и громадным экономическим ущербам.

В связи с вышеизложенным, одной из наиболее актуальных проблем, стоящих перед гидрологами, является выявление закономерностей изменений водных ресурсов и водного режима рек в современных социально-экономических и климатических условиях, и оценка этих изменений на перспективу.

Аналогичная проблема стоит и при исследованиях гидрологического режима внутренних водоемов страны. Здесь наиболее актуальными в настоящее время являются задачи, связанные с гидрологическим обоснованием проблемы Каспийского моря крупнейшего замкнутого водоема мира. Для планирования и проведения мероприятий

• по защите прибрежных территорий Каспия от затопления и подтопления, разработки общей стратегии по обеспечению надежного функционирования Каспийского водохозяйственного комплекса в условиях резких колебаний уровня моря, необходимо установить роль естественных и антропогенных факторов в многолетних колебаниях уровня, их вклад в его повышение, произошедшее в 1978-1995 гг. и выполнить оценку перспективного водного баланса моря.

Цель исследований. Целью исследований является выявление основных закономерностей динамики водных ресурсов и водного режима рек России, водного баланса Каспийского моря в современных социально-экономических и климатических условиях, и оценка возможных в перспективе их изменений при вероятных климатических сценариях будущего.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение ряда задач, в том числе, по обоснованию общих методических подходов и разработке конкретных методов ретрансформации стока рек, оценки гидрологических последствий происходящего в последние десятилетия XX века потепления климата, оценки возможных в перспективе изменений водных ресурсов и водного режима рек, водного баланса Каспийского моря, а также по их реализации для выявления роли хозяйственной деятельности и климатических факторов в современных и будущих изменениях изучаемых гидрологических процессов.

Научная новизна.

• Выявлена существенная роль климатических факторов в формировании потерь стока под влиянием отдельных видов хозяйственной деятельности (орошаемое земледелие, водохранилища) на реках южного склона ЕТР в последние десятилетия XX века.

• Выполнена оценка динамики водопотребления по бассейнам основных рек страны и отдельным крупным физико-географическим регионам.

• Произведена оценка изменений годового стока крупнейших рек страны в современных социально-экономических и климатических условиях под влиянием комплекса факторов хозяйственной деятельности.

• Разработан общий методический подход и конкретные методы ретрансформации стока рек, зарегулированных водохранилищами.

• Выполнено восстановление месячных рядов стока больших рек России, зарегулированных водохранилищами.

• Разработан методический подход к оценке гидрологических последствий потепления последних десятилетий XX столетия.

• Выполнена оценка современных изменений водности рек в условиях происходящего потепления.

• Разработана методология по оценке возможных в перспективе изменений водных ресурсов и водного режима рек, основанная на использовании результатов анализа современных изменений водности рек под влиянием климатических факторов и расчетов изменений стока при различных сценариях изменений климата, полученных по моделям общей циркуляции атмосферы и на основе палеореконструкций.

• Выполнена оценка возможных изменений водных ресурсов и водного режима рек в бассейнах Волги, Дона, Днепра и Лены, а также в целом для территории Восточно-Европейской равнины при вероятных климатических сценариях будущего. С учетом результатов перспективных оценок изменений стока больших рек России, полученных отечественными и зарубежными учеными с использованием различных методических подходов и климатических сценариев, обоснован вывод об увеличении в ближайшие десятилетия водных ресурсов на преобладающей части страны. Вместе с тем, для юго-западной части Европейской территории России, включающей бассейн Дона и российскую часть бассейна Днепра, возможно уменьшение водных ресурсов.

• Выполнена уточненная оценка основных составляющих водного баланса Каспийского моря и произведен анализ их многолетней динамики.

• Выявлена роль естественных и антропогенных факторов в многолетней динамике составляющих водного баланса моря, а также причины повышения уровня в 1978-1995 гг.

• Обоснован и реализован сценарный подход к вероятностным расчетам (прогнозам) уровня Каспия на ближайшие десятилетия.

• Выполнена оценка изменений основных составляющих водного баланса моря при возможных климатических сценариях будущего.

• Произведен вероятностный анализ возможных в ближайшие десятилетия изменений уровня Каспия при различных сценариях развития водопотребления в его бассейне и климатических условиях, на основе которого получен вывод о том, что в ближайшие три десятилетия колебания уровня моря будут происходить в диапазоне от -26,0 до -30,0 м БС, при этом наиболее вероятно положение уровня к 2030 г. в пределах отметок -27,65 -28,50 м БС. Предмет защиты. Предметом защиты является совокупность новых научно-обоснованных выводов об изменениях водных ресурсов и водного режима рек страны и водного баланса Каспийского моря в современных социально-экономических и климатических условиях, а также возможных их изменениях в перспективе при вероятных климатических сценариях будущего.

Личный вклад автора. В основе диссертационной работы лежат результаты многолетних исследований, полученных автором в отделе речного стока и водохозяйственных проблем Государственного гидрологического института при выполнении НИР Росгидромета, Федеральных целевых научно-технических программ, НИР выполненных по договорам в составе схем комплексного использования и охраны водных ресурсов, а также ряда международных проектов. По всем вышеперечисленным НИР автор являлся ответственным исполнителем или научным руководителем.

Личный вклад автора заключается в постановке задач, обосновании общей концепции и разработке конкретных методов их решения, анализе и обобщении полученных результатов, формулировках выводов и. направлений дальнейших исследований, подготовке научно-технических отчетов и научных статей. Часть результатов, которые вошли в диссертацию, получены в совместной работе с сотрудниками ГГИ, о чем в тексте диссертации имеются соответствующие ссылки.

Практическая значимость работы. Разработанная методика восстановления естественных гидрографов стока рек, зарегулированных водохранилищами, вошла в «Методические указания по оценке влияния хозяйственной деятельности на сток средних и больших рек и восстановлению его характеристик» (1986).

Результаты оценки изменений годового стока основных рек страны под влиянием комплекса факторов хозяйственной деятельности и восстановления стока по месячным интервалам времени, использованы при подготовке схем комплексного использования и охраны водных ресурсов СССР (1990), бассейна Азовского моря (1991), бассейна р.Волги (1992).

Результаты исследований современных и перспективных изменений водного баланса Каспийского моря и стока р.Волги под влиянием естественных и антропогенных факторов были использованы при разработке Комплексной программы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в регионе Каспийского моря (КАСПАС) в 1995-1997 гг., а в последующие годы при её реализации.

Результаты исследований по ретрансформации стока р.Волги, оценке его современных и возможных в перспективе изменений под влиянием хозяйственной деятельности и климатических факторов, были использованы при выполнении ФЦП «Возрождение Волги» (1997-1999 гг.).

Полученные выводы о произошедших в последние десятилетия XX столетия изменениях водных ресурсов и водного режима рек России, а также уровня Каспийского моря под влиянием климатических факторов вошли в отчеты Межправительственной группы экспертов по изменению климата (1995,2001).

Апробация работы. Все основные результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались на сессиях Ученого совета ГГИ. Отдельные разделы работы докладывались на съездах, симпозиумах, конференциях и семинарах, важнейшими из которых являются:

• VI Всероссийский (С-Петербург, 2004) и V Всесоюзный гидрологические съезды (Ленинград, 1986).

• I Всероссийский конгресс работников водного хозяйства (Москва, 2003).

• Всемирная конференция по изменению климата (Москва, 2003).

• Научно-промышленный форум «Великие реки» (Н.Новгород, 2000, 2001, 2003 гг.).

• Научная конференция по результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения природной среды в государствах - участниках СНГ, посвященная 10-летию образования Межгосударственного совета по гидрометеорологии (С-Петербург, 2002).

• Международный конгресс ЭКВАТЭК-2002 вода: экология и технология (Москва, 2002).

• Международный семинар «Диалог по воде и климату» (Якутск, 2002).

• Международный семинар Каспийской Экологической программы (Алматы,2001).

• Сессия Ученого совета Центра международного сотрудничества по проблемам окружающей среды Российской академии наук (С.-Петербург, 1999).

• Международная конференция «Мировые водные ресурсы на рубеже XXI века» (Париж, 1998).

• Международный симпозиум «Расчеты речного стока» (С.-Петербург, 1995).

• Конференция Придунайских стран (Кельхейм, 1992). Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 275 стр., включая таблиц 18, 65 рисунков. Список литературы содержит 309 наименований.

Подобные работы
Загитова Лариса Рашитовна
Оценка антропогенных изменений стока в бассейне р. Белой
Гайдукова Екатерина Владимировна
Чувствительность критериев оптимальной плотности режимной гидрологической сети к климатическим изменениям (На примере минимального стока бассейна р. Оби)
Пряхина Галина Валентиновна
Оценка влияния крупных водохранилищ на сток рек в нижнем бьефе
Хонг Сен Зин 0
Расчет максимального стока рек северной части Кореи
Губарева Татьяна Сергеевна
Максимальный сток рек в бассейне Амура: закономерности формирования и методы расчетов
Савичев Олег Геннадьевич
Гидрохимический сток рек бассейна Средней Оби и его природно-антропогенная трансформация
Рассказова Надежда Степановна
Пространственно-временная структура полей стока рек Камского и Тобольского бассейнов и ее связь с космо- и геофизическими факторами
Ушаков Михаил Вилорьевич
Пространственная структура и временная изменчивость годового стока рек Магаданской области
Симонов Юрий Андреевич
Пространственно-временная изменчивость водного стока рек бассейна Северного Ледовитого океана
Романова Елена Александровна
Пространственная связность многолетних колебаний годового стока рек ЕТС

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net