Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Географический факультет

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
ЭРОЗИИ ПОЧВ И РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
им. Н.И. МАККАВЕЕВА

В НИЛаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева  МГУ исследования русловых процессов для обес-
печения схем и проектов создания современных водных путей на свободных реках проводятся с 1957 г. Создан принципиально но-
вый  подход к проектированию дноуглубительных и выправительных работ и их оптимизация, основанная на применении законо-
мерностей естественного руслового режима. В результате разработаны генеральные схемы регулирования русел и малых рек на
затруднительных участках с учетом специфики русловых процессов на каждой конкретной реке и при различных видах использо-
вания водных ресурсов.

     Исследования МГУ проводились по следующим основным направлениям: 
     а) русла рек , разветвленные на рукава;
     б) галечно-валунные русла;
     в) устья рек и устьевые бары;
     г) многолетние и сезонные переформирования перекатов;
     д) русловые процессы на крупнейших реках;
     е) влияния русловых карьеров и водохранилищ на русловые процессы и водные  пути.

     Все эти направления непосредственно связаны с разработкой приемов, методов и конкретных рекомендаций по выправлению
русел, проведению дноуглубительных работ, а в последние два десятилетия  - обеспечению экологической безопасности  путевых
мероприятий.

 Лаборатория выполняет работы по следующим направлениям:

Водные пути: совершенствование и улучшение условий судоходства.
• Разработка методов и приемов регулирования русел рек для нужд водного транспорта , научное обоснование проектов выполнения дноуглубительных работ на затруднительных для судоходства участках рек, оптимизация путевых мероприятий в условиях недостаточного финансового обеспечения водных путей.
• Научное сопровождение реализации проектов и мониторинг состояния русла и судовых ходов после выполнения дноуглубительных работ и возведения выправительных сооружений.
• Оценка влияния мероприятий по улучшению условий судоходства на экологическое состояние рек и разработка мер по снижению и нейтрализации негативных последствий.
• Обоснование изменений отметок проектного уровня.
• Выявление воздействия на состояние водных путей русловых карьеров, регулирования стока водохранилищами, переходов через реки и т.д., разработка предложений по согласованию взаимных интересов различных ведомств и организаций, связанных с эксплуатацией водных и минеральных ресурсов рек.
• Выполнение натурных русловых исследований на реках с использованием современной аппаратуры и приборов (программно-аппаратные комплексы, включающие системы спутникового позицирования - новейшие эхолоты и компьютеры), математическое и компьютерное моделирование участков русел, разработка моделей русловых деформаций, в т.ч. в условиях направленных глобальных изменений водности рек.

Русловые карьеры

Обоснование рекомендаций по размещению и габаритам карьеров ПГС на разведанных месторождениях с учетом минимизации их отрицательного воздействия на уровенный и русловой режим, состояние водных путей и экологическое состояние рек.
Определение заносимости карьеров и возможности восстановления запасов ПГС.
Разработка системы мероприятий по предотвращению негативных гидроэкологических последствий безвозвратного извлечения ПГС в русловых карьерах.
Прогнозирование русловых деформаций в результате разработки карьеров и оценка их влияния на мостовые и подводные переходы через реки, водозаборы и водовыпуски, состояние водных путей и другие виды хозяйственного использования рек; разработка рекомендаций по согласованию интересов различных водопользователей в связи с проектированием русловых карьеров.
Научное сопровождение и мониторинг состояния рек при разработке карьеров и после прекращения добычи.
Натурные исследования на участках проектируемой разработки карьеров ПГС с применением современной аппаратуры и приборов; математическое и компьютерное моделирование русловых деформаций и уровенного режима рек в естественном состоянии на участке карьерных разработок с обоснованием прогнозов трансформации русел и изменений экологического состояния рек

Подводные переходы через реки (продуктопроводы, кабельные линии связи и т.д.)

Разработка прогнозов русловых деформаций (размыва / намыва берегов, размыва дна рек) для обоснования оптимального выбора створа перехода, глубины его заложения под руслом реки и места заглубления с учетом нормативного срока службы перехода.
Оценка возможных изменений направленности и темпов русловых деформаций в связи с переформированиями русла на смежных участках.
Выявление сезонных и многолетних деформаций русла на перекатных участках, связанных с образованием, смещением и размывом гряд.
Определение воздействия на экологическое состояние реки прокладки трубопроводов (при траншейном способе) и обоснование мероприятий по снижению отрицательных последствий выполненных работ.
Оценка влияния на русло в створе перехода дноуглубительных работ по трассе водного пути, добычи ПГС в русловых карьерах, глубинной эрозии в нижних бьефах гидроузлов и других гидротехнических мероприятий на реках.
Обоснование рекомендаций по согласованию интересов различных водопользователей.
Проведение мониторинга русловых деформаций после сооружения перехода, уточнение прогнозов и разработка системы мероприятий, направленных на предотвращение возникновения аварийной ситуации, связанной с русловыми деформациями.
Выполнение натурных исследований на предпроектной стадии, организация и осуществление мониторинга состояния реки на участке реки со створами переходов.

Инженерные объекты на берегах рек

Разработка прогнозов русловых деформаций для обоснования выбора места возведения объекта на устойчивом к размыву участке берега.
Обоснование системы мероприятий по защите берегов от размыва или выполнения работ по регулированию русла, обеспечивающих предотвращение неблагоприятных деформаций русла.
Выявление причин возникновения активизации русловых деформаций: переформирований на смежных участках русел, выполнения других гидротехнических работ в русле (дноуглубление по трассе судового хода, добыча ПГС в русловых карьерах, строительство мостовых и подводных переходов и т.д.), изменение водности реки и пр. Разработка рекомендаций по их предотвращению.
При сооружении водозаборов и водовыпусков - определение возможной заносимости устройств и разработка мероприятий по ее предотвращению и обеспечению устойчивой работы водозабора (водовыпуска). Ведение мониторинга русловых деформаций после возведения объекта и научное сопровождение строительных работ (с точки зрения выявления их воздействия на состояние реки).
Натурные исследования на всех стадиях проектировании на участках рек с уже существующими объектами для обоснования рекомендаций по предотвращению возникновения аварийной ситуации, связанной с русловыми деформациями.

Исследования выполняются с использованием современных приборов и аппаратуры. Компьютерное и математическое моделирование русловых деформаций на участках распределения инженерных объектов на берегах.

 

Оценка эрозионной опасности земель

За время существования Лаборатории установлены закономерности эрозии почв и ее основных факторов на территории сельскохозяйственной зоны России. Составлены схемы почвенно-эрозионного районирования России, районирования по опасности эрозионной деградации почв и потенциальному загрязнению поверхностных вод биогенами почвенно-эрозионного генезиса. Выявлены механизмы эрозии почв, связанные с влиянием донных и взвешенных наносов на отрыв и перемещение частиц мелководными потоками, ролью микроорганизмов с в истирании почвенных агрегатов и волнового движения склоновых потоков. Предложена новая модель транспорта наносов нерусловыми потоками. Определена бассейновая (почвенно-эрозионная и овражная) составляющая стока наносов рек бассейнов Дона и Волги. Разработана концепция опасности овражной эрозии, составлены соответствующие карты на территории России и отдельных регионов. Установлены основные особенности взаимодействия урбанизации и овражно-балочных систем. Разработаны и доведены до практического использования методы территориальной оценки и картографирования эрозии почв, проектирования и оценки стоимости противоэрозионных и природоохранных мероприятий; предложен эколого-экономический подход к проектированию почвозащитных мероприятий в районах чернобыльского загрязнения. Составлена карта "Эрозионноопасные земли России" (масштаб 1:1500000), освещающая территориальное распределение интенсивности эрозии почв сельскохозяйственных земель, также серия мелко- и среднемасштабных карт эрозионноопасных земель на отдельные области и экономические регионы России.

Возможные задачи:

  • Разработка генеральных схем противоэрозионных мероприятий для крупных территориально-административных образований (адм. районов, областей, республик и бассейнов рек);
  • Оценка эрозионной опасности земель и противоэрозионных мероприятий для кадастровых целей с составлением карт интенсивности современной эрозии (любых масштабов);

Оценка латеральной миграции загрязнённых наносов

Вторая половина 20 века характеризуется резким увеличением поступления различных загрязняющих веществ в ландшафты. Загрязнения носят как локальный характер, связанный с точечными источниками загрязнения, преимущественно промышленными предприятиями, фермами, хранилищами отходов различных производств, так и площадной характер. К числу последних относится обширные радиоактивные загрязнения территорий после аварий на предприятиях атомной промышленности (Чернобыль, предприятие Маяк в Челябинской области и т.п.). Значительная часть загрязняющих веществ, поступающих на земную поверхность, достаточно быстро фиксируются на почвенных частицах или наносах и переносятся в дальнейшем совместно с ними. В процессе перераспределения фиксированных на наносах загрязняющих веществ значительно трансформируется зона начального загрязнения территории. Одновременно возникают участки повышенного содержания загрязняющих веществ, обычно локализованные в местах накопления наносов.
Решение задач выявления очагов накопления загрязняющих веществ невозможно без привлечения специалистов, занимающихся исследованием эрозионно-аккумулятивных процессов. Латеральная миграция загрязняющих веществ, переносимых совместно с почвенными частицами, происходит в во временных и постоянных водотоках, протекающих в различных звеньях флювиальной сети, начиная со склонов и заканчивая речными дельтами.

Возможные задачи:

  • Выявления источников загрязнения водных объектов химическими веществами различного происхождения в пределах малых речных бассейнов и водосборов водохранилищ и временной динамики накопления загрязнённых отложений на речных поймах и различных водоёмах (пруды, озёра, водохранилища).
  • Исследование трансформации полей загрязнения территорий (радиоактивного, химического различного происхождения) с созданием крупномасштабных карт текущего состояния и прогноза изменения поля загрязнения на различные временные интервалы.
  • Расчёт возможностей формирования локальных очагов загрязнения территорий в пределах бассейнов различного ранга.
    Создание схем водоохранных мероприятий с учётом минимизации возможного загрязнения водотоков и водоёмов для различных речных бассейнов.
  • Оценка качества сельскохозяйственных земель, включая степень деградации и химического загрязнения почв.
  • Проведение мониторинговых исследований по оценке поступления загрязняющих веществ в пределах водосборов малых рек и водоёмов.
  • Обследование возможного геохимического загрязнения территорий при создании рыбоводческих хозяйств.

 

Оценка овражной опасности территорий

Овраги распространены во всех географических зонах, что исключает предположение о том, что процесс оврагообразования характерен для сугубо специфических условий, например, о его зональности. Преобладающее количество оврагов соответствует зонам активного и давнего сельскохозяйственного освоения, а распашка земель является причиной наиболее массового появления оврагов на юге лесостепной и степной зон. Исключительная многофакторность процесса оврагообразования является причиной крайне неравномерного распространения оврагов. Натурные обследования показывают, что даже соседние балочные водосборы поражены оврагами в разной степени. Подобные различия в заовраженности территории нередко обусловлены особенностями морфометрии склоновых водосборов, такими как микрорельеф склона, видом распашки и др., которые нередко определяют появление и развитие оврагов. Увеличение пахотных земель и интенсификация сельского хозяйства привели к мало контролируемому росту оврагов. К 80-м годам XX века на территории СССР насчитывалось уже более двух миллионов единиц оврагов, причем в некоторых районах страны они поражали до 10-17% от общей площади земельных угодий. Овражная эрозия наряду с другими опасными природными и техногенными процессами ухудшает экологическое состояние в пределах городских территорий. В "Государственном докладе о состоянии окружающей среды РФ" говорится, что "… существенно обострились экологические проблемы урбанизированных территорий, связанные с проявлением опасных природных и техногенных процессов, которым подвержены практически все города. К таким процессам относятся: наводнения (746 городов), оползни и обвалы (725), землетрясения (103), лавины и сели (14), овражная эрозия (442), карст (301), суффозия (958), просадка лессовых пород (563). За последние 15 лет суммарная площадь развития этих процессов в пределах урбанизированных территорий увеличилась на 50-60%. Это произошло во многом из-за практически полного прекращения в 90-е годы профилактических работ по предупреждению развития опасных процессов методами инженерной защиты в большинстве городов России".
В Лаборатории составлены карты овражности на всю территорию бывшего СССР: карта густоты овражной сети (км/км2), карта плотности оврагов (ед/км2), комплексная карта ов-ражности одновременно по двум показателям - густоты и плотности оврагов.
Составлены карты овражности (густоты и плотности), учитывающие все овражные формы, превышающие 70 метров, серия факторных карт - глубин базисов эрозии, размываемости горных пород, коэффициентов стока, а также карта водосборных бассейнов рек первого порядка в масштабе 1: 2 500 000. Помимо этого составлены карты площадей оврагов на сельско-хозяйственных землях, интенсивности овражных выносов, длин склонов эрозионной сети и ее структуры (с выделением густоты речной, лощинно-балочно-суходольной и овражной сети).

Возможные задачи:

  • Расчет потенциала заовраженности территории
  • Риск развития оврагов
  • Площадь заовраженных территорий.
  • Расчет предельных габаритов оврагов - длина, ширина, глубина, объемы выноса. Составление соответствующих карт.
  • Выполнение натурных и камеральных исследований заовраженных территорий и отдельных оврагов.
  • Разработка рекомендаций по противоовражной защите территорий и отдельных сооружений.
  • Определение границ водоохранных зон, степени возможного использования территорий при строительстве на заовраженных и прибалочных землях.
   
КОНТАКТЫ  
Hosted by uCoz