CC BY
34
УДК 551.31.22+556.55 (571.53+438.23)
ТРАНСФОРМАЦИИ БЕРЕГОВЫХ ЗОН ВОДОХРАНИЛИЩ В ХОДЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ПЕРИОДА (ЮЖНОЕ ПРИАНГАРЬЕ, ВЕРХНЕСИЛЕЗСКИЙ РЕГИОН)
Е.А. Козырева1, А.А. Рыбченко2, Ю.С. Тарасова3, М. Жентала4, А. Ягус5
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
2,3Институт земной коры СО РАН,
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128.
4Силезский Университет,
Польша, 41-200, г. Сосновец.
5Академия технологий и гуманитарных наук,
Польша, 43-309, г. Бельско Бяло.
По результатам исследований трансформации береговых зон за период эксплуатации водного объекта рассматриваются закономерности эволюционного развития искусственных водоемов южного Приангарья (Россия) и Верхнесилезского региона (Польша). Приведена классификация водохранилищ Верхнесилезского региона в зависимости от гидродинамических условий и стадии эволюционного развития водного объекта. Для Иркутского водохранилища, расположенного в южном Приангарье, установлено, что после почти 50-летнего периода эксплуатации водоем находится на стадии становления. По периметру берегов превалирует абразионный процесс. Предложена концепция долгосрочного комплексного использования Иркутского водохранилища и прилегающих территорий в целях охраны окружающей среды и разумного использования природных ресурсов. Ил. 4. Библиогр. 11 назв.
Ключевые слова: водохранилище; береговая зона; экзогенные процессы.
TRANSFORMATIONS OF WATER RESERVOIR COASTAL AREAS IN THE OPERATION PERIOD (SOUTHERN
TRANS-ANGARA REGION AND UPPER SILESIAN REGION)
E.A. Kozyreva, A.A. Rybchenko, Y.S. Tarasova, M. Zhentala, A.Yagus
National Research Irkutsk State Technical University,
83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Institute of Earth Crust SB RAS,
128 Lermontov St., Irkutsk, 664033.
Silesian University,
41-200, Sosnowiec, Poland.
Academy of Technologies and Humanities,
43-309, Bielsko-Biata, Poland.
The regularities of the evolutionary development of man-made reservoirs of the southern Trans-Angara region (Russia) and the Upper Silesian region (Poland) are examined according to the study results of the coastal zone transformations during the operation of a water body. The article provides a classification of the reservoirs of the Upper Silesian region depending on hydrodynamic conditions and the stage of evolutionary development of a water body. For the Irkutsk Reservoir, which is located in the southern Trans-Angara region, it was found out that after almost 50 years of operation it is in the stage of its formation. The abrasion process prevails along the perimeter of its coasts. The conception of a long-
1Козырева Елена Александровна, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры прикладной геологии Института недропользования, тел.: (3952) 425899, 89025770628, e-mail: kozireva@crust.irk.ru
Kozyreva Elena, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Associate Professor of the Department of Applied Geology of the Institute of Exploration of Mineral Resources, tel.: (3952) 425899, 89025770628, e-mail: kozireva@crust.irk.ru
2Рыбченко Артем Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник лаборатории инженерной геологии и геоэкологии, тел.: (3952) 425899, e-mail: rybchenk@crust.irk.ru
Rybchenko Artem, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Research Worker of the Laboratory of Engineering Geology and Geoecology, tel.: (3952) 425899, e-mail: rybchenk@crust.irk.ru
3Тарасова Юлия Стефоновна, младший научный сотрудник лаборатории инженерной геологии и геоэкологии, тел.: (3952) 425899, e-mail: mys@crust.irk.ru
Tarasova Yuliya, Junior Researcher of the Laboratory of Engineering Geology and Geoecology, tel.: (3952) 425899, e-mail: mys@crust.irk.ru
4Жентала Мариуш, доктор геологических наук, профессор кафедры физической географии факультета наук о Земле, адъюнкт лаборатории гидрологии и водных ресурсов, e-mail:mariusz.rzetala@us.edu.pl
Zhentala Mariusz, Doctor of Geology, Professor of the Department of Physical Geography of the Faculty of Earth Sciences, Adju nct of the Laboratory of Hydrology and Water Resources, e-mail: mariusz.rzetala@us.edu.pl
5Ягус Андрей, кандидат геологических наук, адъюнкт лаборатории устойчивого развития горных территорий института охраны природы и экологической инженерии, e-mail: ajagus@ath.bielsko.pl
Yagus Andrei, Candidate of Geology, Adjunct of the Laboratory of Sustainable Development of Mountain Areas of the Institute of Nature Protection and Environmental Engineering, e-mail: ajagus@ath.bielsko.pl
term integrated use of the Irkutsk Reservoir and the surrounding areas is proposed in order to protect the environment and use natural resources rationally. 4 figures. 11 sources.
Key words: reservoir; coastal zone; exogenous processes.
Проблема использования водных ресурсов всегда была и остаётся актуальным научным направлением поиска безопасной энергии. Как правило, использование природных гидроресурсов сопряжено с некоторым переустройством гидросети и трансформацией вмещающего геологического пространства. В зависимости от параметров и сложности возводимого технического объекта, его эксплуатационных характеристик и геолого-геоморфологических условий региона происходит переформирование прилегающих массивов. Формируются так называемые зоны влияния технических объектов, разные по площади и объёму, с различной интенсивностью воздействия на окружающую среду. В историческом аспекте геологическая среда осваивалась постепенно: от локальных точечных объектов (запруды, мельницы, малые гидроэлектростанции) до крупного гидротехнического строительства, приводящего к региональному (площадному) переустройству геологического пространства. Техническое освоение водных ресурсов и крупномасштабное гидротехническое строительство тесно связаны с общей историей освоения земель, направленности использования энергии водных ресурсов и физико-географических особенностей региона.
Характеристика исследуемых регионов
Силезская возвышенность, расположенная на юге Польши, имеет более длительный этап техногенного преобразования, чем район Южного Приангарья. С начала Средневековья в Силезии ведётся добыча железных руд, с середины XVI века - разработка каменного угля. К настоящему времени геологическая среда претерпела значительные преобразования. По данным М. Жентала, площади изменённых территорий достигают 100 км2. На территории Верхней Силе-зии разрабатываются месторождения различных минерально-сырьевых ресурсов (цинк, свинец, уголь, соль и др.), в связи с чем данная территория приобрела статус одного из наиболее техногенно преобразованных регионов Западной Европы. Длительный этап добычи полезных ископаемых неизбежно коснулся и поверхностной гидрографической сети региона. Осуществлялось планомерное регулирование рек и водных потоков, устройство плотин, корректировка русел, организация прудов и каналов, а в отработанных карьерах и мульдах оседания возникали искусственные водоёмы. К настоящему времени в Верхне-силезском регионе расположено 4773 искусственных водных объекта [5]. Водохранилища имеют разнонаправленное использование: для питьевых нужд, для предотвращения наводнений, для сельскохозяйственных и рекреационных целей, для выработки электроэнергии и пр. Искусственные водоёмы Верхнесилез-ского региона и Верхнего Приангарья в большинстве своём - относительно молодые системы, образовавшиеся в результате затопления долин рек или искусственных понижений (просадок, каналов, отработан-
ных песчаных карьеров и др.) в начале прошлого века. Площади отдельных локальных искусственных водоёмов Силезии небольшие, однако густота водоёмов значительна, что позволило их объединить в Верхне-силезское Антропогенное Поозерье с общей площадью водоёмов 185,4 км2 [5].
Район Южного Приангарья по сравнению с другими сибирскими территориями имеет более длительную историю освоения, но гораздо меньшую, чем территории Центральной Европы. В районах Восточной Сибири практически до середины ХХ века техногенное воздействие ограничивалось локальным характером и не приводило к перестройке геологического пространства. С вводом в эксплуатацию Иркутской ГЭС и дальнейшим гидротехническим освоением и строительством каскада водохранилищ на Ангаре преобразование геологического пространства приобрело региональный характер. В результате строительства в 1956 году первой очереди Иркутской платины ГЭС в долине Ангары образовался водоём озёрно-речного типа с площадью водного зеркала 154 км2. Иркутское водохранилище расположено в юго-восточной части Средне-Сибирского плоскогорья и имеет энергетическую направленность.
Результаты научных исследований
Верхнесилезский регион
Водохранилища Южного Приангарья и Верхней Силезии несопоставимы по отдельным параметрам объектов исследований - локальных водоёмов, однако, механизмы и закономерности преобразования геологического пространства у них идентичны.
Исследования, проводимые на территории Силез-ской возвышенности, позволили выполнить классификацию искусственных водоёмов Верхнесилезского Антропогенного Поозерья в зависимости от их гидродинамических условий и других природных факторов. Выделено четыре группы, соответствующие стадиям эволюционного развития водного объекта [5].
На первой стадии эволюционного развития происходит становление ложа и интенсивное формирование берегов. Особенностью этого периода является то, что активно развивается абразионный процесс при трансформации береговых массивов и происходит выработка нового базиса эрозии. Для большинства водоёмов Силезии эта стадия формирования берегового профиля уже закончилась.
На второй стадии, по M. Жентала - абразионно-аккумулятивная стадия, или по В.М. Широкову - стадия стабилизации эволюционного развития, интенсивность абразионных процессов падает. Начинают превалировать аккумулятивные процессы в береговой зоне. Формируются косы, пересыпи, всё большую роль в стабилизации склона играет растительность. На этой ступени эволюционного развития находится несколько водоёмов: Дзержно Дюже, Погорье III, Дже-ковице, Плавневице.
Третья стадия эволюционного развития водоёмов характеризуется накоплением донных отложений и заилением ложа. По классификации М. Жентала стадия аккумуляции материала (или озеровидная по В.М. Широкову) - это период развития водоёма, отличающийся устойчивым проявлением всех внутриводо-ёмных процессов и являющийся наиболее продолжительным. Берега находятся в равновесном состоянии как в плане, так и по отдельным профилям [11]. Водохранилища Погорье I, Погорье II, Пшечитце, Дзержно Мало находятся в этой стадии.
Четвёртый, завершающий период развития водоёмов - биогенный (или стадия отмирания). В это время происходит интенсивный прирост массы растительности, зарастание и седиментация донных осадков. Так, водоём Козлова Гора находится в этой стадии развития [5].
Большинство береговых и подводных склонов искусственных водоёмов характеризуются пологими поверхностями, поэтому преобладают аккумулятивные
или биогенные берега (рис. 1). Соответственно абразионный тип берега с деформациями береговых склонов для территории Силезии - явление редкое, хотя эпизодически проявляется на водоёмах с амплитудой колебания в несколько метров. На участках, подверженных абразионным деформациям, применяются меры по искусственному закреплению. Такие берегозащитные укрепления сделаны на водохранилище Погорье III и на южном участке водоёма Рогозьник [4]. Небольшие площади водоёмов не способствуют развитию значительной ветроволновой нагрузки, поэтому чаще всего береговые склоны остаются стабильными. Изменения гидрологического и гидробиологического режимов, а также морфометрических показателей ложа водоёмов Верхнесилезского Антропогенного Поозерья предопределяют прогнозированное время функционирования, которое по данным M. Жентала составляет от нескольких, а в единичных случаях - до нескольких десятков тысяч лет [3].
Рис. 1. Морфологическая схема берегов отдельных водоёмов Верхнесилезского региона (составил М. Жентала): А - водохранилище Держно Дюже (стадия стабилизации); В - водохранилище Погория I (озеровидная стадия); С - водохранилище Пшечице (озеровидная стадия); й - водохранилище Козлова Гура (стадия отмирания); 1 - торф; 2 - речные отложения (голоцен); 3 - пески и гравелистые отложения (плейстоцен); 4 - флювиогляциальные пески и гравий (плейстоцен); 5 - ледниковые пески и гравий (миоцен); 6 - аллювиальные почвы, речные суглинки, пески, гравий (плейстоцен); 7 - эоловый песок (четвертичный период); 8 - пески и пестроцветные глины (триас); 9 - мергели и доломиты (средний триас); 10 - известняки (триас); 11 - дельты и конусы выноса; 12 - заболоченные участки; 13 - постэксплуатационные береговые уступы с активным или неактивным клифом; 14 - укрепленные берега (антропогенные); 15 - с дерновым покрытием; 16 - зарастающие биогенные берега в некоторых местах с густой растительностью; 17 - широкие пляжи;
18 - аккумулятивные берега
Рис. 2. Районирование береговой линии по генетическим типам берегов (составили Овчинников Г. И., Тарасова Ю. С.): геологическое строение: 1 - метаморфизованные породы докембрия; 2 - породы юры; 3 - суглинки лессовидные; 4 - песчано-суглинисто-галечные отложения; абразионные берега с шириной размыва: 5 - до 10 м; 6 - от 10 до 20 м; 7 - от 20 до 30 м; 8 - от 30 до 50 м; 9 - от 50 до 70 м; 10 - от 70 до 150; 11 - от 100 до 130 м; 12 - от 130 до 200 м; 13 - неразмываемый берег; типы берегов: 14 - абразионный; 15 - абразионно-обвальный; 16 - абразионно-осыпной; 17 - абразионно-обвально-осыпной; 18 - абразионно-сплывной; 19 - абразионно-обвально-оползневой; 20 - абразионно-оползневой; 21 - абразионно-эрозионный; 22 - эрозионный; 23 - биогенный; 24 - аккумулятивный
Установлено, что исследуемые водохранилища Верхнесилезского региона в большинстве своём находятся на стадии стабилизации и накопления донных отложений, при этом изменения положения береговой линии не происходит, а береговые склоны находятся в стабильном состоянии.
Верхнеангарский регион
Иркутское водохранилище к настоящему моменту имеет период эксплуатации более 50 лет. Протяжённость водоёма от створа плотины Иркутской ГЭС до истока из оз. Байкал составляет 55 км, глубина в створе плотины 35 м (по данным эхолотирования подводного дна 2011 года), ширина водоёма колеблется от 1 до 3,5 км. Берега водохранилища активно подвержены абразионному процессу, который на сегодняшнем этапе существования водоёма является ведущим в формировании береговой линии. Эксплуатационные характеристики энергетического объекта (колебание уровня) не способствуют затуханию абразионного процесса, в связи с чем профиль равновесия береговых склонов не сформирован. За эксплуатационный период амплитуда сезонного колебания составила 3 м, суммарная амплитуда - 4,6 м. Это водоём сезонного регулирования, включая оз. Байкал - многолетнего. Постановлением Правительства РФ от 26.03.2001 г. № 234 «О предельных значениях уровня воды в озере Байкал при осуществлении хозяйственной и иной деятельности» были определены предельные значения уровня воды в Байкале при использовании его водных ресурсов в хозяйственной и иной деятельности в пределах отметок: минимальный уровень - 456 м, максимальный уровень - 457 м (в тихоокеанской системе высот с 2001 года амплитуда колебания уровня составляет 1 м).
Значительные темпы размыва берега и отступание береговой линии вглубь массива обусловлены особыми свойствами грунтового массива. Типично абразионные берега Иркутского водохранилища сложены суглинками и супесями - пылеватыми, макропористыми, карбонатными, в приповерхностном слое лессовидными. Выявленные характеристики физико-механических свойств грунтов отражаются в проявлении просадочности и в снижении устойчивости к внешним дополнительным нагрузкам. При исследовании состава, состояний и свойств рыхлых грунтов, слагающих абразионный склон, установлено, что с глубиной закономерно увеличиваются природная влажность (от 3,5 до 22-23%) и степень водонасыще-ния грунтов (от 0,1 до 1,0), в то время как плотность сложения разнородна. В разрезе абразионного склона правобережья Иркутского водохранилища по глубине выделяются три недоуплотнённых интервала: 1) 0,30,9 м; 2) 1,6-2,0 м и 3) 4,5-5,0 м. Состояние грунтов верхней части склона (недоуплотнённость) при значительном увлажнении способствует развитию со-лифлюкционных деформаций. Лессовидные супеси и суглинки средней и нижней части также характеризуются недоуплотнённостью, повышенной увлажнённостью и малой прочностью (сцепление - 0,055 МПа, угол внутреннего трения 18о), что в свою очередь может вызывать пластические деформации. Кроме того,
химический состав глинистой фракции, содержащей монтмориллонит, способствует снижению устойчивости склона и его размываемости водами водохранилища [9].
Береговой профиль склонов основной акватории водоёма и мелководных заливов обусловлен особенностями физико-механических свойств и химического состава вмещающих горных пород. Береговая линия располагается в различных геологических и геоморфологических условиях, поэтому и устойчивость к размыванию и размыканию у них разная. На описываемой территории выделены следующие инженерно-геологические формации:
- метаморфогенная формация кристаллических гнейсов и сланцев;
- угленосно-терригенная формация;
- субаэрально-флюфиальная формация кайнозоя.
Наиболее устойчива к размыву метаморфическая
формация, залегающая в северной части, менее устойчива - кайнозойская, представленная рыхлыми отложениями делювия и аллювия [8].
В результате морфологических особенностей долины Ангары и её притоков при наполнении водохранилища образовалось более 40 заливов. Правый берег заложен по широкой террасированной пойменной части долины Ангары с разветвлёнными, заболоченными падями. Левый берег крутой (до 20°), обрывистый, изрезанный, с небольшими бухтами. Общая протяжённость береговой линии Иркутского водохранилища на 2010 год составила 285 км, из них 165 км подвержены абразии (58% от общей протяжённости). По периметру водохранилища распространены различные генетические типы берегов (рис. 2). По данным многолетних исследований и мониторинга абразионного процесса выявлено, что ширина размыва за период эксплуатации на стационарных участках достигла: в пос. Патроны - 100 м., в пос. Грудинино -180 м., пос. Ново-Разводная - 200 м [10]. Внутригодо-вая активность абразионного процесса на ключевых участках даже с близким геологическим строением берега может значительно отличаться. Так, средняя величина отступания берега в пос. Патроны составляет 1,5 м/год, в пос. Грудинино - 2,5 м/год, в пос. НовоРазводная - 3,5 м/год. Помимо геологического строения склона важны зональные характеристики ветро-волновых нагрузок на побережье.
В результате проведённых научно-исследовательских работ на берегах Иркутского водохранилища, экспериментальных данных (многолетний мониторинг), дешифрирования аэро- и космоснимков установлена динамика трансформации береговой линии за период эксплуатации. Составлена карта-схема трансформации береговой линии за период с 1961 по 2009 гг. для правого берега Иркутского водохранилища (рис. 3). Дана детальная характеристика трансформации правого берега основной акватории, исследуемых заливов и прилегающей к водному объекту территории.
На представленной карте-схеме видно, что максимальной трансформации подвержены мысовые участки, сложенные четвертичными отложениями (су-
глинки и супеси). Береговая линия заливов осталась в прежних пределах, фактически не изменив своего положения за почти 50-летний период. В основном заливы имеют устойчивый профиль равновесия, характеризующийся небольшими подводными уклонами. В 90-х годах прошлого века Г.И. Овчинниковым был сделан долгосрочный прогноз переработки берегов Иркутского водохранилища на 25-летний период эксплуатации [8]. Для расчёта прогнозов применялась оригинальная методика, разработанная в ИЗК непосредственно для Ангарских водохранилищ. Была представлена сред-немасштабная карта районирования берегов Иркутского водохранилища с величинами размыва по всему периметру водоёма. Прогнозный период реализуется в 2021 г. Сопоставив карту аналитического прогноза, сделанную Г.И. Овчинниковым на 25-летний период, с данными карты-схемы современного положения береговой линии части Иркутского водохранилища, выявлена 70% сходимость прогнозных величин. Максимальные размывы (до 100 м) прогнозировались для участков, сложенных рыхлыми отложениями основной акватории правого берега водоёма, что соответствует действительности. По положению в плане современ-
ной береговой линии водохранилища видно, что прогнозные величины размыва уже достигнуты, хотя до конца периода прогноза ещё осталось 10 лет. Соответственно в реальности размывы берега к конечному сроку прогноза (к 2021 г.) превысят прогнозируемые аналитические величины.
Таким образом, установлено, что Иркутское водохранилище всё ещё находится на стадии становления (по определению В.М. Широкова), продолжается активное переформирование берегового профиля и формирование положения береговой линии в плане. Учитывая принятое постановление правительства по регулированию уровня в пределах одного метра, темпы абразии несколько снизились. Однако переработка берега продолжится. Исследования современной скорости осадконакопления и типы донных отложений, формирующиеся в результате незавершённости процесса становления береговой зоны и подводного рельефа Иркутского водохранилища, также свидетельствуют о стадии становления водного объекта [6]. Отступание береговой линии вглубь склона необходимо учитывать в генеральных планах по освоению прилегающих территорий.
Рис. 3. Карта-схема трансформации береговой линии Иркутского водохранилища за период эксплуатации (составили Козырева Е.А., Тарасова Ю.С.): 1 - массивы с многоэтажными зданиями; 2 - массивы с малоэтажными постройками; 3 - лесные земли; 4 - пахотные земли; 5 - карьеры; 6 - положение береговой линии в 1961 г.; 7 -положение береговой линии в 2009 г.; 8 - количественные показатели отступания бровки берега
Важным фактором в оценке трансформации береговых склонов и выбора модели прогнозных расчётов служит положение уровня воды в водоёме. При повышении уровня воды закономерно усиливается абразия береговых склонов. При низких уровнях в водоёме происходит «срезка» поверхности осушенных отмелей и, соответственно, её переуглубление. Последующее повышение уровня приводит к повторению цикла трансформации подводной и осушенной части склона.
Сезонные и особенно эксплуатационные колебания уровня воды приводят к переработке береговых склонов и развитию вторичных экзогенных процессов [7]. Водным объектам, находящимся на разных этапах эволюционного развития, свойственны различные процессы преобразования берега и ложе водоёма. Для водохранилищ Верхнесилизского и Верхнеангарского регионов, находящихся в различных геолого-геоморфологических условиях, свойственны одинаковые процессы переформирования береговых склонов и этапы эволюционного развития водных объектов.
Основные усилия при исследовании водохранилищ направлены на выработку концепции долгосрочного и рационального использования водных объектов как составляющей части эксплуатируемого технического объекта, срок эксплуатации которого не ограничен. В зависимости от природных условий и социально-экономической направленности водного объекта и зоны его влияния необходима разработка алгоритма (модели) возможного использования прилегающих массивов и самого водоёма. При этом укрепление берегового массива и организация искусственных насыпей целесообразна в местах с развитием опасных геологических процессов и при условии экономической целесообразности.
Концепция комплексного использования технического объекта базируется на принципах системного подхода и объективной оценки состояния, взаимодействия её отдельных элементов как части единой геосистемы «технический водный объект - вмещающая геологическая среда - зона влияния». Зона влияния эксплуатируемого технического объекта является потенциально опасной территорией с точки зрения эволюционного развития геологического пространства: формируются новые состояния и свойства геологических компонентов, развиваются экзогенные геологические процессы.
В европейской практике научных исследований искусственных водных объектов накоплен опыт комплексного использования водохранилищ и прилегающих территорий в различных народно-хозяйственных целях. Разработаны региональные методики оценки экономической целесообразности использования водохранилищ. Разработана концепция развития туризма и рекреационных зон на прилегающих к водохранилищу территориях с учётом основной функции использования водоёма. На многих объектах, расположенных в Верхней Силезии, найден баланс между двумя эксплуатационными направлениями - энергетическим и туристско-рекреационным, без отрыва от современного социально-экономического развития региона.
Иркутское водохранилище - крупный гидротехнический объект энергетического назначения, покрывающий потребность энергоёмких градообразующих производств региона Восточной Сибири. Приостановление эксплуатации объекта не планируется. Таким образом сохранятся и эксплуатационные характеристики колебания уровня воды в водохранилище, что в будущем продолжит создавать предпосылки для переформирования береговых склонов. Береговые размывы, изменение береговой линии в эволюционном развитии водоёма - естественный процесс. В инженерно-техническом плане интенсивную трансформацию береговых массивов можно рассматривать как составляющую часть преднамеренных рисков, которые прогнозируются и контролируются. На фоне основной энергетической направленности функции Иркутского водохранилища при его создании на современном этапе водоём и прилегающие территории могут быть дополнительно использованы в рекреационных целях. Виды рекреационного использования должны разрабатываться с учётом количественных параметров переработки берегов, не забывая при этом, что на сегодняшний день Иркутское водохранилище ещё является и единственным поставщиком питьевой воды для городов Иркутск и Шелехов.
Исследования американских авторов показали, что комплексное использование водохранилищ и прилегающих территорий приносит значительный экономический доход. Сотрудники университета штата Нью-Мексико, проведя экономический анализ использования природных ресурсов в бассейне реки Рио-Гранде, установили, что прирост валового национального продукта от использования одного акрофута воды (1234 м ) составил: в сельскохозяйственном производстве - 44-51 дол., в рекреации - 212-307 дол., в промышленности - 3040-3989 дол. [1]. По мнению специалистов, величина прироста доходности в рекреации увеличивается в 1,5-2 раза за 10 лет по сравнению с моноиспользованием водного объекта [2]. Прилегающая к Иркутскому водохранилищу территория имеет высокий потенциал рекреационного использования. Побережье Иркутского водохранилища имеет высокую плотность населения на прилегающих территориях в сравнении с другими водными объектами Восточной Сибири, значительную освоенность береговой линии, выгодное географическое положение, близость к озеру Байкал, наличие дорог и инфраструктуры. Все перечисленные критерии повышают возможность использования Иркутского водохранилища в туристско-рекреационной сфере. Береговые зоны водохранилища привлекательны для организации отдыха и туризма, посещения уникальных природных памятников и осмотра достопримечательностей, что открывает перспективу их благоустройства, организации парковых зон без возведений капитальных строений. В целях комплексного использования водного объекта и прилегающих территорий, минимизации ущербов, уменьшению претензий по восстановлению утраченных земель авторами предложена модель возможного использования Иркутского водохранилища и прилегающих массивов в рекреационных целях (рис. 4).
Рис. 4. Рекреационный потенциал и перспективы использования береговой зоны Иркутского водохранилища
(составили Козырева Е.А., Тарасова Ю.С.) 1 - открытая вода; 2 - береговая зона (водоохранная); 3 - территория перспективного освоения; 4 - освоенные территории; 5 - площадь эвтрофации; 6 - места,
где необходимы берегозащитные сооружения; существующие и планируемые виды отдыха: 7 - оздоровительные и спортивные лагеря; 8 - виндсёрфинг; 9 - гостиничные комплексы; 10 - кафе и рестораны; 11 - велоспорт; 12 - пляжи; 13 - конный спорт; 14 - турбазы; 15 - туристические тропы; 16 - место для пикника; 17 - рыбалка; 18 - яхт-спорт; 19 - горнолыжные трассы; 20 - места для фото- и видеосъёмки
В рамках концепции рационального землепользования предложение авторов по комплексному использованию прилегающих земель и водного объекта требует дополнительных экономических проработок, детальных исследований и уточнений. Однако это реальный путь к управлению природно-технической геосистемой водохранилища, снижению социальных и экономических рисков в связи с последствиями длительной эксплуатации водного объекта. Любые инженерно-технические действия на территории побере-
жья, в узкой береговой полосе или на пляже должны подчиняться научно обоснованной, технологически продуманной и законодательно обеспеченной долгосрочной концепции устойчивого хозяйственного использования геосистемы водохранилищ. Только при последовательном применении научно-исследовательских разработок и широком видении проблемы использования водных объектов удастся достичь положительных результатов в области охраны природы и разумного использования природных ресурсов.
Библиографический список
1. Biswas A.K. Planning and Evaluation of Recreation on Man-Made Lakes // Man-Made Lakes. Ed. L.E. Obeng. Accra, 1969. P. 373-386.
2. Douglas J.L. A case study in income redistribution from reservoir construction // Water Resources Research. 1968. V. 4. № 3. P. 499-506.
3. Kozyreva E., Rzetala M. Anthropogenic water reservoirs and development of natyral relief transformation processes - a case study from the Silesian Upland and its borders // Modern nature use and anthropogenic processes. Irkutsk-Sosnowiec, 1999.
4. Jagus A. Procesy bregowe w obrebie zbiornika Poraj. Geographia. Studia et Dissertationes. T. 23. Prace Naukowe Uniwersytetu Slaskiego. № 1805. Wydawnictwo US, Katowice. 2000. S. 59-90.
5. Rzetala M. Funkcjonowanie zbiornikow wodnych oraz przebieg procesow limnicznych w warunkach zroznicowanej antropopresji na przykladzie regionu gornoslaskiego. Wydawnictwo Uniwersytetu Slaskiego. Katowice, 2008. 171 р.
6. Карнаухова Г.А. Процессы осадкообразования в водохранилищах Ангарского каскада: автореф. дис. ... д-ра геогр. наук: 25.00.27. Ин-т географии им. В.Б. Сочавы СО РАН. Иркутск, 2009. 44 с.
7. Козырева Е.А.Геодинамические модели при оценке состо-
яния береговых массивов // Сергеевские чтения. Моделирование при решении геоэкологических задач: материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта 2009 г.). М.: ГЕОС, 2009. Вып. 11. С. 119-123.
8. Овчинников Г.И., Павлов С.Х., Тржцинский Ю.Б. Изменение геологической среды в зонах влияния Ангаро-Енисейских водохранилищ. Новосибирск: Наука, 1999. 250 с.
9. Рыбченко А.А. Инженерно-геодинамическая оценка современного состояния геологической среды г. Иркутска: автореф. дис. ... канд. геол.-минералог. наук: 25.00.08. Институт земной коры СО РАН. Иркутск, 2010. 18 с.
10. Тарасова Ю.С., Буддо Т.В. Развитие абразионно-аккумулятивных процессов в береговой зоне Иркутского водохранилища // Геоморфология Центральной Азии: материалы XXVI Пленума Геоморфологической комиссии международного совещания. Барнаул: Из-во Алт. ун-та, 2001. С. 146-149.
11. Широков В.М., Лопух П.С., Левкевич В.Е. Формирование берегов малых водохранилищ лесной зоны. СПб: Гидроме-теоиздат, 1992. 160 с.
УДК 504.2: 614.84(09)
ДЫМОВАЯ ОБСТАНОВКА ПРИ ГОРЕНИИ ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ГОРОДСКОЙ И ПРИГОРОДНЫХ ЗОНАХ ГОРОДОВ
С.С. Тимофеева1, В.В. Гармышев2, В.С. Зырянов3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 2,3Восточно-Сибирский институт МВД России, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 110.
Изучены процессы задымления при пожарах в городской и пригородной зонах городов Иркутской области. Приведены результаты экспериментальных исследований дымообразующей способности лесных материалов, произрастающих в экологически чистых районах и зонах повышенной техногенной нагрузки. Доказано значительное увеличение дымовой нагрузки при горении лесных материалов из зон высокой техногенной нагрузки. Ил. 2. Табл. 3. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: лесные горючие материалы; пожары в городской застройке; дым; дымообразующая способность лесных горючих материалов.
SMOKE SITUATION WHEN BURNING FOREST COMBUSTIBLE MATERIALS IN URBAN AND SUBURBAN AREAS OF CITIES
S.S. Timofeeva, V.V. Garmyshev, V.S. Zyryanov
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
East-Siberian Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 110 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article studies the processes of smoke formation under fires in urban and suburban areas of the cities of the Irkutsk
1Тимофеева Светлана Семёновна, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405671, е-mail: bgd@istu.irk.ru
Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, tel.: (3952) 405671, e-mail: bgd@istu.irk.ru
2Гармышев Владимир Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры пожарной безопасности технологических процессов, зданий и сооружений
Garmyshev Vladimir, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Fire Safety of Technological Processes, Buildings and Structures.
3Зырянов Вадим Семенович кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры пожарно-технической экспертизы, тел.: (3952) 412350, е-mail: admin@esi.irk.ru
Zyryanov Vadim, Candidate of technical sciences, Senior Lecturer of the Department of Fire-Engineering Expertise, tel.: (3952) 412350, e-mail: admin@esi.irk.ru
