10216

60

Поступательное образуется под действием ветра (ветровое) или в результате неравномерного охлаждения и нагревания масс воды. В проточных озёрах возможны речные течения, т.к. в месте впадения реки УВ озера повышается, а у истока вытекающей реки – понижается, создаётся уклон водной поверхности, приводящий в движение водные массы озера.

Колебательные движения создаются ветрами и сейшами. Сейши – колебания УВ в замкнутом или полузамкнутом водоёме, вызванные образованием стоячих волн в результате резкого изменения давления в различных частях озера, а так же при резких скачках силы и направления ветра (циклоны). Поверхность воды при сейшах приобретает уклон то в одну, то в другую сторону. Сейши могут быть одноузловые и двухузловые.

А – высшая точка (вершина или гребень волны); В – низшая точка (подошва волны);

λ(ℓ) - расстояние между двумя последовательными вершинами или подошвами – длина волны;

h – расстояние по вертикали между гребнем и подошвой – высота волны;

Нτ, с - время, за которое волна пробегает длину волны – период волны;- крутизна волны

υ - скорость волны - расстояние, проходимое любой точкой волны, например гребнем, за единицу времени.

Ветер у наветренного берега вызывает повышение уровня воды - нагон, у другого понижение - сгон.

61

Тепловой или ледовый режим озёр

Тепловой режим определяется солнечной активностью (или приходом и расходом тепла во времени и распределение его в водной массе). Следует учесть уникальные свойства воды: малая теплопроводность, большая теплоёмкость, самая большая плотность при t = 4о С. Рассмотрим 2 озера (неглубокое и глубокое) и их температурный режим летом и зимой.

Если температуры всей массы воды озера от поверхности до дна выше 4о С и у поверхности располагаются более тёплые слои, а ниже всё более холодные (имеющие большую плотность), т.е. с глубиной температура понижается, то такое послойное распределение температуры воды по глубине называют прямой стратификацией. Стратификация – деление на слои. При охлаждении поверхности озера в холодный период верхние слои становятся более тяжёлыми и опускаются вниз, происходит перемешивание слоёв, прямая стратификации нарушается, дальнейшее охлаждение воды уже не вызывает опускания верхних слоёв, прямая стратификации переходит в обратную. Обратная термическая стратификация –это когда с глубиной температура от минусовых значений повышается до 4о С, т.к. более тяжёлые слои опускаются.

На крупных озёрах ледостав формируется несколько позже, чем на реках. Вызвано это следующими факторами:

1.За лето накопились большие запасы тёплых масс воды.

2.Ветроволновая активность мешает образованию льда. Вскрытие озёр весной запаздывает на 8÷15 дней.

Прозрачность и цвет воды

Прозрачность определяется глубиной, на которой белый диск диаметром 30 см становится невидимым, м.

Для Волги в районе Н ижнего Новгорода диск невидим на глубине h=3м, для Горьковского водохранилища h = 15÷20 м, для Байкала – 40 м.

По цвету вода бывает: зелёная (самая чистая), желтовато-зелёная, желтоватая (самая грязная).

Болота и их гидрологические особенности

По характеру водообмена и по некоторым характеристикам их относят к категории водоёмов. Болота – природный комплекс, занимающий участок земной поверхности, характеризующийся избыточным увлажнением почвы грунтов и специфичной растительностью. Болота образуются двумя путями: 1) заболачивание суши; 2) зарастание водоёмов. Возникновение и развитие болот происходит при 2-х необходимых условиях: 1) переувлажнение верхних горизонтов почвы грунтов вследствие слабой проточности или застоя воды; 2) наличие очагов заболачивание (неглубокие депрессии, водоёмы).

62

Существование болот часто связано с образованием и накоплением торфа.

Болота – избыточно увлажнённый участок земной поверхности, покрытый торфом глубиной не менее 30 см в неосушенном виде и не менее 20 см в осушенном виде. Избыточно увлажнённые участки земли, имеющие слой торфа менее 30 см или не имеющие его вовсе называются заболоченными землями.

Торф – органическая порода, образующаяся при уплотнении полуразложившихся остатков болотных растений. Избыточное увлажнение почвы затрудняет доступ кислорода, что обуславливает неполное окисление. Увеличиваясь и накапливаясь, слой торфа достигает такой толщины, что корни основной массы растений не достигают подстилающей поверхности. С этого времени это болото.

Распространение и типы болот

Болотообразующие процессы наблюдаются как на равнинах, так и на горах; в условиях холодного и тёплого климата.

Болота характеризуют по следующим признакам:

1.По характеру водоминерального питания;

2.Видовому составу растительности;

3.Высотному положению по отношению к окружающей местности. Верховые (Сибирь) Питаются за счёт осадков. Выпуклые: центр болот

бывает на 5 м и больше выше краёв. Мох - сфагнум. Используются для торфоразработок. Верховые болота характеризуются мощным слоем торфа, питание таких болот осуществляется только за счёт осадков, поскольку связь с подземными водами полностью утрачивается. Минеральных веществ мало

– в составе растительности преобладают наименее требовательные к питанию алегатрофные растения.

Срединные (на склонах). Питание грунтовыми водами и осадками. Используются для торфоразработок.

Низинные (вблизи водоёмов, самые большие). Питание грунтовыми водами, осадками и за счёт оттока вод из водоёмов. Используются для торфоразработок и в с/х. Низинные болота образуются при зарастании водоёма (озёра, старицы) в результате отложения ила, выноса в озеро минеральных и органических веществ, смытых с водосборной площади, происходит зарастание. В питании этого типа болот участвуют поверхностные и грунтовые воды, богатые минеральными слоями, что обуславливает развитие травяной поверхности.

Болото имеет ряд гидрологических особенностей. В торфяных болотах содержится от 89 до 94% воды и всего 11÷6% сухого вещества торфа, которые и удерживают в болоте такое огромное количество воды. Осушение болот снижает содержание воды в торфе незначительно – до 85%. Дальнейшее снижение влаги в торфяных болотах происходит только под влиянием испарения. Болота являются аккумулятором влаги. Заболачивание

63

лесной территории происходит через 2 года после пожарищ. Если не косить луга образуются болота. С болотами в Алжире боролись так: сажали Эвкалипт.

Ледники

Ледники – движущиеся многолетние толщи льда, возникшие на суше в результате накопления и постепенного преобразования твёрдых атмосферных осадков.

Образование ледников возможно там, где твёрдых осадков выпадает больше, чем успевает растаять и испариться. С поднятием в горы количество осадков, выпадающих в твёрдом виде будет больше, температура воздуха ниже и потребуется больше солнечной энергии и времени, чтобы снег растаял. Чем выше местность над уровнем моря, тем больше проявляется такая закономерность. НА земной поверхности можно найти высоту над уровнем моря с таким сочетанием климатических и других факторов, где количество выпавших за зиму твёрдых осадков будет равно количеству их, израсходованных на таяние и испарение за тёплый период. Эта линия нулевого баланса называется снеговой линией. Среднее многолетнее этой линии называют климатической снеговой линией. Среднее положение за сезон – сезонной, а положение в данное время – местной снеговой линией. Выше снеговой линии расположено 10% суши. Высота снеговой линии зависит от климата и рельефа подстилающей поверхности. В полярных областях она располагается практически на уровне океана, в сторону экватора поднимается, достигая максимальных высот (до 6400 м). Нижния и верхняя границы нулевого баланса твёрдых атмосферных осадков, объемлющие земной шар со всех сторон, образуют оболочку неправильной, но в общем сферической формы, внутри которой возможно непрерывное накопление снега и зарождение ледников. Эта оболочка получила название хеоносферы.

Основным источником питания ледников являются атмосферные осадки, однако существуют и некоторые другие, второстепенные источники питания: нарастающие осадки (иней, изморозь), наложенный лёд – талые воды сезонного снега, попавшие внутрь ледника. Приведённые примеры показывают только порядок величин, т.к. каждый ледник в разное время суток, в разные сезоны и в разные годы движется с различными скоростями. Распределение скоростей в леднике сходно с их распределением в водном потоке: скорость движения льда постепенно уменьшается от середины к краям и от дна к поверхности вследствие трения ледника о бока и ложе занятого им русла. Всякое сужение ледника вызывает увеличение скорости в данном месте. Хотя средние части ледника и движутся быстрее боковых, но максимальная скорость характеризует не ось ледника. Линия наибольшей скорости – ледниковый стрежень, смещается то к правому, то к левому берегу в зависимости от изгибов ледника, приближаясь к подмываемому берегу ледниковой долины. На очень широких ледниках обнаруживаются

64

несколько стрежней, между которыми располагаются пояса с меньшей скоростью. Скорость движения ледника зависит от угла его падения и от массы ледника. При одинаковых уклонах крупный ледник будет двигаться, чем малый. Увеличение массы на 1% способно вызвать удвоение скорости. При одинаковых массах большая скорость наблюдается у круче падающих.

Типы ледников

Покровные ледники – обширные ледяные покровы большой мощности

– перекрывают полярные острова и Антарктиду. Подлёдный рельеф на их поверхности не проявляется. Их называют ледяным щитом. Ледяной щит – занимающий полностью один остров – ледяная шапка.

Шельфовые ледники, заходя далеко в морские воды, обламываются в виде айсбергов. В северном полушарии очагами образования айсбергов служат Гренландия и Северная Земля. Продолжительность жизни айсберга в Арктике – 4 года, в Антарктиде – 10 и больше.

Горные ледники – сельчатые оледенения. При мощном оледенении горной стороны ледники переполняют бассейны питания и перетекают через перевалы, образуя сплошной покров, над которыми поднимаются вершины гор.

Гидроэкология

В цикле гидрологических наук экология занимает одно из ведущих положений. При изучении гидроэкологических вопросов водотоков и водоёмов они рассматриваются в тесной связи с водосбором. “Водосборводоём (водоток)” представляет единую гидро-экосистему. Гидро-экосистема

– понятие, отражающее целостность водоёма (водотока), характеризующее взаимосвязь с водосбором, единство процессов, протекающих в них. Поэтому гидроэкология как самостоятельная наука наряду со специальными гидрологическими использует все методы исследования, применяемые физической географией. Процесс формирования гидроэкологии как самостоятельного курса продолжается.

Термин экология впервые ввёл Эрнест Геккель в 1866 году. Гидрэкология – наука, которая занимается изучением влияния

природных и антропогенных факторов, происходящих в водоёмах и водотоках.

Предмет и задачи гидроэкологии

Объект изучения гидроэкологии – водные экосистемы в их связи с окружающей средой. Это водотоки и водоёмы как сложные природные и природнотехнические системы, находящиеся под влиянием хозяйственной деятельности общества.

65

Предмет изучения гидроэкологии – вода как активная среда, воздействующая на берега, русла и природные хозяйственные объекты; её экологическое состояние, закономерности развития гидроэкосистем под влиянием внутренних (биотических-жизненных) и внешних (абиотических и антропогенных) факторов, а так же способы защиты гидроэкосистем от загрязнения и истощения, пути принятия решения для улучшения качества среды.

Общими задачами гидроэкологии являются: появление природных и антропогенных факторов, воздействующих на гидроэкосистему; оценка экологического состояния водных объектов по различных указателям; оценка действующей системы мониторинга (В 1997 году издан федеральный закон о безопасности гидрологических сооружений); оценка экологической напряжённости и стадий развития гидро-экосистемы; оценка задач по ликвидации чего-то; оценка экономических и социальных последствий антропогенного влияния на гидро-экосистему.

История развития гидроэкологии

Область знания, отражающая взаимоотношения с неживым и живым окружением, имеет более чем 2000 летнюю историю. Но только с середины 19 века это область знания, благодаря трудам Рулье и Геккеля, приобрела статус самостоятельной науки. В своих работах, опубликованных в 18661868 годах, Эрнест Геккель так определяет новую науку: ‘под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт”.

Мероприятия в области безопасности гидротехнических сооружений

23 июня 1997 года Гос Думой был принят федеральный закон о безопасности гидротехнических сооружений №117 – ФЗ от 23.07.1997. Он регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, вводе в эксплуатацию, про эксплуатации, реконструкции, восстановлении, при консервации и ликвидации гидротехнического сооружения; устанавливает обязанности органов гос власти, собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности ГТС. В ФЗ 117 используются следующие основные понятия:

Гидротехнические сооружения - плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы,

66

судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений, разрушений берегов и дна водохранилищ, рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, здания, устройства и иные объекты, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения негативного воздействия вод и жидких отходов, за исключением объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, предусмотренных Федеральным законом от 7 декабря 2011 года N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении".

Эксплуатирующая организация - государственное или муниципальное унитарное предприятие либо организация любой другой организационноправовой формы, на балансе которой находится гидротехническое сооружение.

Собственник гидротехнического сооружения - Российская Федерация, субъект Российской Федерации, муниципальное образование, физическое лицо или юридическое лицо независимо от его организационно-правовой формы, имеющие права владения, пользования и распоряжения гидротехническим сооружением.

Чрезвычайная ситуация - обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии гидротехнического сооружения, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или ущерб окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей;

Безопасность гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов;

Декларация безопасности гидротехнического сооружения - документ, в котором обосновывается безопасность гидротехнического сооружения и определяются меры по обеспечению безопасности гидротехнического сооружения с учетом его класса;

Критерии безопасности гидротехнического сооружения - предельные значения количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации, соответствующие допустимому уровню риска аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными на осуществление федерального государственного надзора в области безопасности гидротехнических сооружений, в составе декларации безопасности гидротехнического сооружения;

Оценка безопасности гидротехнического сооружения - определение соответствия состояния гидротехнического сооружения и квалификации работников эксплуатирующей организации требованиям к обеспечению

67

безопасности гидротехнических сооружений, установленным законодательством Российской Федерации (далее - обязательные требования).

Допустимый уровень риска аварии гидротехнического сооружения - значение риска аварии гидротехнического сооружения, установленное нормативными документами;

Территория гидротехнического сооружения - земельный участок и (или) акватория в границах, устанавливаемых в соответствии с земельным законодательством и водным законодательством.

Обеспечение безопасности гидротехнического сооружения - разработка и осуществление мер по предупреждению аварий гидротехнического сооружения.

Консервация гидротехнического сооружения - временное прекращение эксплуатации гидротехнического сооружения в целях предотвращения ухудшения его технического состояния, разрушения гидротехнического сооружения и его конструктивных элементов, а также обеспечения их укрепления, защиты, физической сохранности, безопасности жизни, здоровья граждан, безопасности объектов инфраструктуры, в том числе зданий, сооружений, охраны окружающей среды, включая растительный и животный мир.

Ликвидация гидротехнического сооружения - демонтаж установленного на гидротехническом сооружении оборудования, снос конструктивных элементов гидротехнического сооружения, приведение территории, на которой оно расположено, включая соответствующую часть водного объекта, в состояние, обеспечивающее безопасность жизни, здоровья граждан, безопасность объектов инфраструктуры, в том числе зданий, сооружений, охрану окружающей среды, включая растительный и животный мир.

Полномочия Правительства Российской Федерации в области безопасности гидротехнических сооружений следующие:

-разрабатывает и реализует государственную политику в области безопасности гидротехнических сооружений;

-устанавливает порядок осуществления федерального государственного надзора в области безопасности гидротехнических сооружений;

-организует и обеспечивает безопасность гидротехнических сооружений, находящихся в федеральной собственности;

-устанавливает порядок эксплуатации гидротехнического сооружения

иобеспечения безопасности гидротехнического сооружения, разрешение на строительство и эксплуатацию которого аннулировано (в том числе гидротехнического сооружения, находящегося в аварийном состоянии), гидротехнического сооружения, которое не имеет собственника или собственник которого неизвестен либо от права собственности на которое собственник отказался;

68

-устанавливает критерии классификации гидротехнических сооружений;

-определяет федеральные органы исполнительной власти, устанавливающие требования к содержанию правил эксплуатации гидротехнического сооружения;

-устанавливает порядок консервации и ликвидации гидротехнических сооружений.

Список нормативных правовых актов в области безопасности ГТС

1. Федеральный закон от 21.07.1997 N 117-ФЗ "О безопасности гидротехнических сооружений".

2. Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды".

3."Водный кодекс Российской Федерации" от 03.06.2006 N 74-ФЗ.

4.Федеральный закон от 21.12.1994 N 68-ФЗ "О защите населения

итерриторий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера".

5.СП 58.13330.2012 Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003.

6.СП 23.13330.2011 Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85.

7.Положение об организации работы по подготовке и аттестации специалистов организаций, поднадзорных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (РД 03-19-2007), утвержденного приказом Ростехнадзора от 29 января 2007 г. №37

8.СП 38.13330.2012 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82**.

9.СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

10.СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*.

11.СНиП 2.01.51-90. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны.

12.СП 39.13330.2012 Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*.

13.СП 41.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.06.0887.

14.СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*.

15.СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления

иподтопления.

69

16.СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.

17.ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические

условия.

18.Приказ Ростехнадзора от 30.10.2013 N 506 "Об утверждении формы акта преддекларационного обследования гидротехнических сооружений (за исключением судоходных и портовых гидротехнических сооружений)" (Зарегистрировано в Минюсте России 06.03.2014 N 31533).

19.Приказ Минприроды России от 29.01.2013 N 34 "Об утверждении Инструкции о ведении Российского регистра гидротехнических сооружений" (Зарегистрировано в Минюсте России 08.05.2013 N 28354).

20.Постановление Правительства РФ от 23.05.1998 N 490 "О порядке формирования и ведения Российского регистра гидротехнических сооружений".

21.Постановление Правительства РФ от 21.05.2007 N 304 "О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера".

22.Постановление Правительства РФ от 06.11.1998 N 1303 "Об утверждении Положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений".

23.Приказ Ростехнадзора от 02.07.2012 N 377 "Об утверждении формы декларации безопасности гидротехнических сооружений (за исключением судоходных гидротехнических сооружений)" (Зарегистрировано в Минюсте России 23.07.2012 N 24978).

24.Постановление Правительства РФ от 27.10.2012 N 1108 "О федеральном государственном надзоре в области безопасности гидротехнических сооружений" (вместе с "Положением о федеральном государственном надзоре в области безопасности гидротехнических сооружений").

25.Приказ Ростехнадзора от 03.11.2011 N 625 "Об утверждении Дополнительных требований к содержанию деклараций безопасности гидротехнических сооружений и методики их составления, учитывающих особенности декларирования безопасности гидротехнических сооружений различных видов в зависимости от их назначения, класса, конструкции, условий эксплуатации и специальных требований к безопасности" (Зарегистрировано в Минюсте России 15.12.2011 N 22631).

26.Постановление Правительства РФ от 18.12.2001 N 876 "Об утверждении Правил определения величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнического сооружения".

27.Порядок определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения» (РД 03-521-02), утвержденный совместным приказом МЧС России, Минэнерго России, МПР России, Минтранса России и Госгортехнадзора России от