10973

~ 220 ~

Рис. П.6. Схема зоны затопления в нижней части Иваньковского водохранилища. Красными кружками отмечены затопленные поселения [Города, 2010]

~ 220̴̴̴̴̴̴̴~

Названия части водохранилищ выписаны на схеме, остальные – под номерами: 1 – Верхнетуломское, 2 – Пиренгское, 3 – Иовское, 4 – Княжегубское, 5 – Кумское, 6 – Юшкозерское, 7 – Сегозерское, 8 – Выгозерское, 9 – Пальеозерское и Сандальское, 10 – Краснодарское.

Задача: провести фрактальный анализ размещения водохранилищ на территории России (см. разделы 2.6 и 8.8).

Затопленные поселения в зоне Иваньковского водохранилища

В 1930 -х гг. вал индустриализации, захлестнувший берега Верхней Волги строительством канала Москва – Волга и трех первых ГЭС Волжского каскада (Иваньковской, Угличской и Рыбинской), привел к полному или частичному затоплению более 1000 населенных пунктов. Так Иваньковским водохранилищем, разлившимся на площади более 300 км2 по долинам рек Волги и Шоши, было затоплено около 100 сел и деревень, исчез с волжского берега г. Корчева, в котором проживало 4 тыс. человек, было 600 домов, из них 30 каменных, а также 3 храма [Города, 2010].

На плане нижней части Иваньковского водохранилища (рис. П. 6) отмечено местоположение 38 затопленных поселений.

Задача: определить фрактальную размерность изображения затопленных поселений (см. разделы 2.6 и 8.8).

Речная сеть бассейна Куйбышевского водохранилища

Куйбышевское водохранилище на р. Волге создано в 1955 – 1957 гг. плотиной куйбышевской ГЭС (с 1958 г. – Волжская ГЭС им. В.И. Ленина, с 2004 г. – Жигулевская ГЭС), створ которой расположен в районе г. Ставрополя (с 1964 г. – г. Тольятти) ниже впадения р. Усы. При НПУ = 53,0 м БС оно имеет полный объем 57,3 км3 и площадь водного зеркала (после сопряжения с Чебоксарским, Саратовским и Нижнекамским Водохранилищами) 5900 км2, являясь самым большим водохранилищем в Волжско-Камском каскаде.

Общая площадь бассейна Куйбышевского водохранилища 1187,3 км2, частная – 78,2 км2, с которой в водохранилище впадают 79 рек длиной более 10 км каждая и 260 водотоков меньшей длины (рис. П.7, табл. П.1) [Вода России. Водохранилища, 2001]. Подробные сведения о реках имеются в справочных изданиях [Ресурсы, 1958 – 1962; Доманицкий, 1971].

Задача: определить фрактальную размерность речной сети бассейна Куйбышевского водохранилища (см. раздел 3.3).

~ 221 ~

Рис. П.7. Схема бассейна Куйбышевского водохранилища: названия рек выписаны в табл. П.1 [Вода России. Водохранилища, 2001]

~ 222 ~

Таблица П.1

Реки бассейна Куйбышевского водохранилища (к рис.П.7)

Динамика орошаемых площадей в бассейнах рек Волги, Дона и Кубани

Как известно, граждане России питаются, в основном, сельскохозяйственной продукцией. Сельское хозяйство страны благодаря орошаемому (из водохранилищ) земледелию по объемам водопотребления превосходит все отрасли экономики, кроме электроэнергетики. Основные массивы орошаемых земель сосредоточены в бассейнах рек Волги, Дона и Кубани. Рис. П. 8 отражает динамику орошаемых площадей в этих бассейнах за период 1960 – 2005 гг. и с размахом на 2020 г. [Водные ресурсы, 2008].

~ 223 ~

Рис. П.8. Динамика орошаемых земель в речных бассейнах с оценкой на перспективу до 2020 г. [Водные ресурсы, 2008]

Задача: продлить по фактическим статистическим данным (из интернета) временную последовательность размеров орошаемых площадей в бассейне р. Волги до настоящего времени, выполнить фрактальный анализ полученного временного ряда, выявить возможную тенденцию на будущее (см. разделы 7.2

и 8.2).

Многолетняя динамика максимальных расходов воды р. Амура

Река Амур не зарегулирована (на ней нет водохранилищ).

На р. Зее, впадающей в р. Амур слева у г. Благовещенска, в 1964 – 1978 гг. была построена Зейская ГЭС с водохранилищем полным объемом 68,42 км3, полезным объемом 38,26 км3 и резервной емкостью между отметками НПУ и ФПУ 18,98 км3. Водохранилище ведет многолетнее регулирование стока. Наряду с энергетической функцией оно выполняет функцию предотвращения наводнений в долинах рек Зеи и Амура за счет аккумуляции паводкового стока в полезной и резервной емкостях. Так, максимальный расход 1% -й обеспеченности р. Зеи в створе ГЭС составляет 8320 м3/с, а по условиям незатопляемости населенных пунктов и сельхозугодий проектный расход в нижний бьеф через гидроузел не допускается выше 3500 м3/с.

Для оценки эффективности противопаводковой функции Зейского водохранилища сравнивались максимальные в году расходы воды р. Амура в опорных створах у с. Кумара (выше впадения р. Зеи) и у с. Гродеково (ниже впадения р. Зеи) за период 1900 – 2010 гг. с учетом включения в эксплуатацию Зейского водохранилища после 1975 г. Линейный тренд максимальных расхо-

~ 224 ~

дов в створе у с. Кумара оказался положительным, а в створе у с. Гродеково – отрицательным (рис. П. 9), что свидетельствует о непосредственном влиянии Зейского водохранилища на уменьшение максимальных (паводковых) расходов воды в р. Амуре [Белевцов, 2017].

Задача: выполнить фрактальный анализ графиков (временных рядов) максимальных расходов воды р. Амура с оценкой тенденций их изменения на будущее (см. разделы 7.2 и 8.2).

а

б

Рис. П.9. Тенденция изменения максимальных расходов воды р. Амура в створах у с. Кумара (а) и у с. Гродеково (б) [Белевцов, 2017]

Наледи подземных вод на севере Чукотки

В области вечной мерзлоты при поисках источников водоснабжения часто выручают наледи. Они формируются послойным намораживанием воды, изливающейся из недр земли или из-под льда рек и озер, указывают местоположение водоисточников. Большая Момская наледь в бассейне р. Индигирки имела в 2000 г. площадь более 100 км2, объем 0,25 км3, максимальную толщи-

~ 225 ~

ну около 7 м. На рис. П.10 представлена карта распространения наледей подземных вод на севере Чукотки [Алексеев, 2011].

Задача: определить фрактальную размерность распределения наледей подземных вод на обозначенной территории или какой-либо ее части (см. раз-

делы 2.6 и 8.8).

Факелы сжигаемого газа в Ханты -Мансийском АО

Большую техногенную нагрузку на природу (в том числе на водные объекты) испытывают районы сосредоточенной нефтедобычи, в частности ХантыМансийский автономный округ – Югра. Площадь округа 534,8 тыс. км2, из них более 160 тыс. км2 занято промышленными объектами – буровыми установками, трубопроводами, площадками по добыче и первичной переработке нефти. Техногенная нагрузка характеризуется следующими натуральными показателями: 156 тыс. эксплуатационных и разведочных скважин; 549 факелов, на которых в 2010 г. сожжено 4,9 млрд. м3 попутного газа и др. [Пикунов, 2011].

На рис. П.11 показан план газовых факелов. Ситуация относится к направленности нашей книги более чем косвенно, но любопытна для экологов.

Задача: определить фрактальную размерность распределения газовых факелов на территории округа (см. разделы 2.6 и 8.8)

Разрушение берегов восточных арктических морей

За счет разрушения берегов арктических морей Россия ежегодно теряет несколько десятков квадратных километров суши [Алексеев, 2011]. Берега, сложенные вечномерзлыми породами, разрушаются вследствие термоабразии и термоденудации. Как пример, на рис. П.12 показана эволюция участка арктического берега полуострова Ямал в Карском море, где разрабатывается Харасавэйское газоконденсатное месторождение. Здесь средняя скорость отступания бровки берега за 1976 – 2007 гг. составила 1,13 м/год, суммарное отступание за эти годы – от 28,5 до 39,1 м [Юрьев, 2009].

Рис. П.13 содержит натурные данные о скорости линейного термоденудационного разрушения надводных береговых уступов восточных арктических морей в зависимости от температуры воздуха в летний (безледный) период

[Разумов, 2001].

Задача: оценить фрактальность процесса разрушения мерзлых морских берегов (см. разделы 7.3 и 8.5).

~ 226 ~

~ 227 ~

Рис. П.10. Карта распространения наледей подземных вод на севере Чукотки.

Площадь наледей на период максимального развития, км2: 1 – менее1; 2 – от 1 до 5; 3 – от 5 до 10; 4 – более 10; 5 – генерализованная граница высотных поясов, м абс.; 6 – средняя мощность наледей по высотным поясам, м; 7 – граница исследованной территории [Алексеев, 2011]

~ 227 ~

̴̴̴̴̴̴

~ 228 ~

Рис. П.11. Места сжигания попутного газа при добыче нефти в Ханты -Мансийском автономном округе на композите ночных спутниковых снимков компании «Совзонд»

~ 228 ~

̴̴̴̴̴̴̴̴̴̴̴̴

а

б

Рис. П.12. Разрушающийся участок берега Карского моря на полуострове Ямал у пос. Харасавэй:

а– вид берега в 2005 г.; б – плановое положение береговой линии

в1976 – 2007 гг. [Юрьев, 2009]

~229 ~