CC BY
67
------------------------------------------ © В.И. Коннов, 2007
УДК 504:913 (57)
В.И. Коннов
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИ ЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ МАЛЫХ РЕК ЧИТИНСКОЙ ОБЛАСТИ
~П Восточном Забайкалье, в частности Читинской области,
-Я-М основное влияяние на малые реки оказывает горнодобывающая промышленность. Подавляющее количество разведанных месторождений золота, свинца, серебра, угля, олова, других редких металлов располагаются в долинах малых и средних рек. На территории Читинской области учтено около 350 россыпных и рудных месторождений золота.
Месторождения россыпного золота занимают пойменную и русловую части рек. Вскрышными работами нарушаются плодородные пойменные земли, режим поверхностных вод. В дождевые паводки с отвалов и нарушенных площадей в реки выносятся взвешенные вещества, увеличивая их содержание в контрольных створах водотоков при смешении с загрязненным стоком, поступающим по руслоотводным каналам. Строительство гидротехнических сооружений, дорог, мостов, добыча полезных ископаемых в ряде случаев выполняется непосредственно в руслах рек. В зависимости от выполняемых объемов работ, длины линейных сооружений или месторождений полезных ископаемых происходит изменение гидрологического и гидрохимического режимов рек, что в свою очередь отрицательно сказывается на рыбопродуктивности водных объектов.
Распространенным нарушением природоохранного законодательства у старательских артелей является превышение ПДК взвешенных веществ в водах, сбрасываемых из отстойников в водотоки [1-4]. Загрязнение рек происходит не только под влиянием дея-
тельности человека, но и под воздействием природноклиматических факторов характерных для Читинской области.
С целью изучения основных факторов, вызывающих загрязнение малых рек взвешенными веществами при искусственном изменении их русел в условиях Восточного Забайкалья, были исследованы участки малых рек, на которых ведется отработка россыпных месторождений золота. К основным факторам, влияющим на поступление твердого стока в реки, относятся летне-осенние дождевые паводки, значительные уклоны рек и легкий механический состав грунтов [5, 6].
В качестве объекта исследований были взяты малые водотоки, в некоторой части которых производилась, производится или проектируется отработка открытых месторождений россыпного золота, а речной поток отводится по руслоотводному каналу [7]. В Читинской области формируются воды трех крупных водных бассейнов Сибири и Дальнего Востока: Амурского, Ленского и Байкальского. В Амурском бассейне (на него приходится около 55 % от площади области) выделено 20 малых рек длиной от 10 до 120 км, в Ленском бассейне (30,4 % от площади области) - 9 малых рек длиной от 19 до 48 км и в Байкальском бассейне (13,3 % от площади области) - 12 малых рек длиной от 15 до 90 км.
В результате анализа уклонов верхнего, среднего и ниж-него участков водотоков Ленского и Байкальского бассейнов установлено, что их верхний участок в подавляющем боль-шинстве случаев относится по классификации к горным уча-сткам рек. Этот тип характеризуется средним уклоном, пре-вышающим
0,05, донные наносы представлены валунно-галечниковым гравелистым материалом (средний диаметр более 50 мм) [8]. К таким рекам в Ленском бассейне из 9 исследованных водотоков относятся 8, в Байкальском - из 12 исследованных 6. В Амурском бассейне лишь 4 реки из 20 исследованных в верхнем течении имеют уклон более 0,05. В качестве примера в табл. 1 и 2 приведены результа-ты исследования уклонов участков рек Байкальского бассейна.
Средние и нижние участки изучаемых рек имеют уклон водной поверхности, лежащий в пределах 0,001 - 0,05, и лишь две реки в нижнем течении (Амурского и Ленского бассейнов) имеют уклоны менее 0,001. Участки рек с уклонами от 0,001 до 0,05 относятся к предгорным участкам. Донные наносы на таких уча-
стках сложены гравелисто-галечниково-песчаными материалами (средний диаметр изменяется от 1 до 30 мм) [9].
Таблица 2
Результаты анализа уклонов участков исследуемых малых рек
Количество рек,
Количество участков рек и их уклоны
бассейн Верхние участки горного типа Средние участки предгорного типа Нижние участки равнинного типа
Уклон 1 >0,05, диаметр грунта ^50 мм Уклон 0,001< ! <0,05, диаметр грунта 1<^50 мм Уклон ! <0,001 диаметр грунта 4<1 мм
20 рек Амурского бассейна 4 14 1
12 рек Байкальского бассейна 6 6 -
9 рек Ленского бассейна 8 - 1
Для установления изменения стока малых рек при отработке россыпных месторождений золота были выполнены исследования гидрологического режима р. Багдарин - с. Багдарин по методу аналогий, рекомендуемому СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» [10]. Для использования метода аналогии были подобраны реки-аналоги р. Чина - пр-к. Троицкий и р. М. Амалат - с. М. Амалат, бассейны которых находятся рядом с бассейном р. Багдарин в сходных физико-географических условиях. В табл. 3 приводится характеристика бассейнов исследуемых рек. Бассейны рек-аналогов не нарушены отработкой месторождений и сток этих водотоков является естественным за весь период наблюдений. Отработка россыпи на р. Багдарин велась дражным способом. Площади бассейнов рек Багдарин, Чина и М. Амалат соответственно равны 280 км2, 448 км2 и 1170 км2, средние высоты бассейнов соответственно 1240 м, 1440 м и 1210 м. Период наблюдений за стоком рек ведется: р. Багдарин - п. Багдарин - с 1959 г.; р. Чина - пр-к Троицкий - с 1958 г.; р. М. Амалат - с. М. Амалат - с 1959 г. Общий срок наблюдений равен 46 годам. Исходные данные для расчетов получены в Забайкалгидрометеоцентре.
Примечания: длина реки, указанная в числителе, измерена от истока до рассматриваемого створа, в знаменателе - от наиболее удаленной точки речной системы до рассматриваемого створа;
Таблица 3
среднемноголетние данные по максимальному расходу воды приведены в числителе в период по 1980 г., в знаменателе - по 1995 г.
Оценка изменений стока р. Багдарин под влиянием хозяйственной деятельности выполнялась по зависимости:
^ = f &а) (1)
i=1 i=1
где Q и Qa - расходы р. Багда-
рин и рек-аналогов соответственно.
На рис. 1 и 2 приведены графики связи среднегодовых, максимальных и минимальных 30-суточных расходов воды р. Багдарин и рек-аналогов, которые показывают, что в конце 70х гг. происходит изменение стока р. Багдарин, в то же время связь между реками-аналогами остается без изменений (рис. 3).
Для более точного определения даты начала нарушений водного режима был использован статистический метод анализа. За каждый год рассчитывалась разница рассматриваемых характеристик исследуемой реки и реки-аналога
а = 2 - (2)
Для получения ряда значений А путем последовательного
расчета отыскивалась статистика 2Т .
56
57
2
средние
квадратические отклонения первой и второй частей ряда; п - общее число членов ряда; Т - длина ряда до точки перелома, ориентировочно найденной по интегральному графику связи.
Моменту нарушений будет соответствовать минимальное зна-
Как показали расчеты, для среднегодового и минимального 30-суточного стоков датой начала изменений является 1979 год, сток начал уменьшаться. За период с 1979 по 1992 гг. уменьшение составило: для среднегодового стока, примерно 21,5 %, для минимального - около 60 %.
Максимальный сток с 1976 по 1977 гг. начал увеличиваться в среднем на 25 %, а затем, после 1984-1985 гг., появилась тенденция к его уменьшению и сближению с естественной прямой связи.
1. В результате анализа уклонов верхнего, среднего и нижнего участков водотоков Ленского и Байкальского бассейнов установлено, что их верхний участок в подавляющем большинстве случаев относится по классификации к горным участкам рек.
Средние и нижние участки изучаемых рек имеют уклон водной поверхности, лежащий в пределах 0,001 - 0,05, и лишь две реки в нижнем течении (Амурского и Ленского бассейнов) имеют уклоны менее 0,001 (предгорные участки рек).
2. Соблюдение природоохранных требований, строительство руслоотводных каналов в таких условиях имеют свои сложности. К ним относятся удорожание работ, вызванное увеличением объемов земляных работ, строительство сопрягающих и регулирующих сооружений на каналах, крепление дна и откосов кана-
чение статистики Т.т .
Выводы
лов. Из-за стесненных условий трассирование поворотов каналов не удается выполнить с расчетным радиусом кривизны, что вызывает отжим потока и отложение мели за выпуклым берегом. В паводки происходит вторичное загрязнение реки взвешенными веществами.
3. Для исключения загрязнения водного объекта взвешенными веществами, выносимыми потоком в процессе самоотмо-стки руслоотводного канала в начальный период его эксплуатации, предлагается использовать следующие методы:
- поэтапную промывку руслоотводного канала такими расходами воды, при которых в расчетном створе на водотоке концентрация взвешенных веществ не будет превышать предельно допустимую (ПДК);
- проектирование нижней части руслоотводного канала с условием аккумуляции наносов;
- строительство наносоперехватывающих сооружений по трассе руслоотводного канала.
Для первого способа разработана методика, позволяющая прогнозировать режим твердого стока в процессе самоотмостки руслоотводного канала в начальный период его эксплуатации с учетом требований «Правил охраны поверхностных вод» (не превышение ПДК взвешенных веществ в контрольном створе водотока на любом этапе промывки канала вплоть до пропуска по каналу расчетного расхода воды).
4. На основании проведенного исследования можно сделать общий вывод о том, что сток малых рек, на которых ведется отработка месторождений, изменяется. Кроме того, происходит загрязнение малых рек взвешенными веществами и нефтепродуктами в период эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Денисов В.В., Гутенев В.В., Лучанская И.А. Экология. - М.: Вузовская книга, 2002. - 726 с.
2. Алексеевский Н.И., Сидорчук А.Ю. Ускоренная эрозия в нарушенных горными работами ландшафтах (на примере бассейнов рек Омолоя и Яны) // Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов. - М., МГУ, 1992. - С. 1118.
3. Алексеевский Н.И., Чалов Р.С. Перемещение твёрдого вещества водными потоками, их руслоформирующая деятельность и формы проявления // Труды Академии проблем водохозяйственных наук. - М., МГУ, 2001. - Вып. 7. - С. 41-48.
4. Карасев М.С., Гарцман Б.И. Прогноз антропогенной динамики русловых процессов малых и средних рек Приморского края в условиях хозяйственного освоения их долин. - Владивосток, Дальнаука, 2002. - 48 с.
5. Ибад-Заде Ю.А. Гидравлика горных рек: (Русловые и гидроморфологические расчёты). - М.: Стройиздат, 1986. - 160 с.
6. Малые реки России (использование, регулирование, охрана, методы водохозяйственных расчетов) / под. ред. А.М.Черняева. - Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1988. - 320 с.
7. Штеренлихт Д.В., Полад-Заде А.П., Степанов А.А. Морфометрия русел крупных оросительных каналов // Тезисы докладов Третьей Всесоюзной конференции «Динамика и термика водохранилищ и окраинных морей». - М., 1989. - Т. 1. - С. 271-273.
8. Коротаев В.Н. Морфодинамика водотоков западной части дельты Волги // Труды Академии проблем водохозяйственных наук. - М., МГУ, 2003. - Вып. 9. - С. 123-139.
9. Артамонов К.Ф., Крошкин А.Н., ТалмазаВ.Ф. Основные принципы теории руслового процесса устойчивых русел горных рек // Динамика и термика рек и водохранилищ. - М., Наука, 1984. - С. 139-144.
10. Коннов В.И. Экологическая оценка и мероприятия по защите от загрязнения малых рек Восточного Забайкалья: научное издание. - Чита : ЧитГУ, 2006. -126 с.
— Коротко об авторах ----------------------------------------
Коннов Василий Иванович - декан заочного факультета Забайкальского института железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ), кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство».
