WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своим научным руководителям – член-корр. РАН, доктору геолого-минералогических наук, профессору Худякову Глебу Ивановичу и кандидату геолого-минералогических наук, доценту Иванову Алексею Викторовичу за помощь в диссертационном исследовании и подготовке работы. Автор благодарит коллектив кафедры геоэкологии СГУ и кафедры геоморфологии и геоэкологии СГУ за консультации по тематике работы; член-корр. РАН, д.ф.-м.н., профессора Д. И. Трубецкова, д.ф.-м.н., профессора СГУ А. А. Короновского за помощь в организации экспериментальных работ. Выражаю признательность за консультации и положительные рекомендации по формированию главы по нелинейным методам исследования овражно-балочной сети д.г.н., профессору Ю. Г. Пузаченко (Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Москва), д.г.-м.н., профессору С. И. Шерману (Институт земной коры СО РАН, Иркутск) и Д. Козлову (МГУ, Москва). Автор благодарен д.г.н., профессору А. В. Позднякову (Томский госуниверситет), к.г.н. Е. А. Мясникову (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток), д.г.-м.н., профессору О. Д. Смилевцу, к.г.н. А. Н. Башкатову, ст. преподавателю В. Б. Сельцеру, к.с.-х.н., доценту В. А. Баранову, А. С. Шешневу, С. А. Браташовой за помощь в организации полевых исследований и консультации по ряду теоретических и практических вопросов по тематике исследования.

Основное содержание работы

В первой главе «Особенности строения и функционирования городской овражно-балочной сети» предлагается характеристика понятия «овражно-балочная сеть», морфологии и систематики элементов эрозионной сети. Городская овражно-балочная сеть рассматривается как источник геоэкологической опасности. Для удобства изложения будем считать термины «эрозионная сеть», «естественная дренажная сеть» и «овражно-балочная сеть» равнозначными по толкованию, что не противоречит основному смыслу каждого термина.

Природная овражно-балочная сеть на городской территории существенно преобразована антропогенными процессами. В морфологии городской овражно-балочной сети практически не встречаются изначальные формы элементов ее структуры. Преобразованные формы рельефа на городской территории делятся на целенаправленно, стихийно или косвенно измененные. Целенаправленное прямое влияние оказывается при проведении работ по инженерной подготовке и благоустройству участков градостроительного освоения территории. Стихийное – обусловлено бессистемным, нерегулируемым видоизменением (например, созданием неорганизованных свалок, срезками грунта, при планировочных работах, аварийными сбросами хозяйственных вод и др.). Косвенное влияние обычно оказывается через климатические и гидрологические факторы, например, при нарушении и уничтожении естественного растительного покрова, изменении базиса эрозии при создании и эксплуатации водохранилищ и т. д. (Казнов, 2004).

Существенное преобразование рельефа городских территорий вызвало необходимость комплексного и всестороннего изучения этого вопроса. Рельеф городской территории представляет собой «…сложное сочетание естественных, техногенных и архитектурных форм, создающих специфические геоморфологические условия – особый тип полигенетической поверхности» (Лихачева, Тимофеев, 2004). Изучение рельефа городских территорий активно осуществляют, по меньшей мере, два междисциплинарных направления – экологическая геология и экологическая геоморфология.

Изучение эрозионной опасности проблематично строго отнести к какому-либо конкретному сектору геоэкологии, так как затрагиваются аспекты геологические (гидрогеологические и литологические особенности геологического субстрата, возраст и др.), географические (закономерности оврагообразования в различных природных зонах и др.), геоморфологические (тип рельефа и др.), почвоведческие (плоскостной смыв, земледельческая эрозия и др.). Поэтому в настоящей работе мы рассматриваем эрозионную опасность как одну из геоэкологических опасностей комплексного характера.

Вопросы определения понятия самого процесса эрозии, его динамики и генетической сущности, ранее рассматривались в многочисленных работах отечественных ученых. Среди них своей комплексностью и оригинальностью выделяются работы С. С. Соболева, Д. Л. Арманда, ученых Московского госуниверситета – Б. Ф. Косова, Н. И. Маккавеева, Е. Ф. Зориной и др. Анализ этих и других работ позволяет сформулировать основные причины и факторы эрозионной опасности.

1. Тектонические движения, которые определяют все остальные условия – геологические, геоморфологические, гидрологические, климатические, антропогенные.

2. Геологические факторы формирования эрозионной сети, среди которых наиболее значимым является вещественный состав пород, слагающих склоны.

3. Геоморфологические факторы овражной эрозии характеризуются длиной, крутизной, экспозицией и формой склонов (Овражная эрозия, 1989). Среди них доминирующую роль в формировании эрозионной сети несут следующие характеристики – уклон местности и экспозиция склонов.

4. Гидрологические факторы.

5. Климатические факторы.

6. Антропогенные факторы.

Во второй главе «Геолого-геоморфологическое строение территории Саратова» рассматривается геолого-геоморфологическое строение исследуемой территории.

Территория Саратовской агломерации приурочена к пограничной зоне двух крупных структурных элементов: Русской плиты и Прикаспийской впадины, граница которых контролируется глубинным разломом субмеридионального простирания. На поверхности с этой граничной зоной сопряжены современная долина Волги и восточный склон Приволжской возвышенности. Саратов расположен на двух структурах второго порядка: Саратовский мегавал и Латрыкская депрессия. Границей между ними служит Елшанско-Сергиевская флексура. В пределах Саратовского мегавала располагаются Елшанско-Кур­дюмское и Соколовогорское поднятия, а также Пристанская впадина (Саратовский научно-образовательный геоэкологический полигон, 2007).

В пределах города на поверхность выходят отложения мезозойского и кайнозойского возраста. Наиболее древними среди них являются юрские, которые последовательно сменяются в разрезе меловыми, палеогеновыми и четвертичными отложениями.

Современное геоморфологическое пространство Саратовской урбосистемы характеризуется рядом особенностей, причины которых можно объяснить региональными чертами территории Среднего и Нижнего Поволжья. Одним из доминирующих методов, применяемых при изучении современного геоморфологического строения изучаемого района, является морфоструктурный подход к анализу рельефа. Автором дана краткая характеристика региона, которая опирается на разработки специалистов Института географии РАН – Е. Я. Ранцман, М. П. Гласко и др. Согласно принципам морфоструктурного районирования по формализованным признакам рельефа, на территории центра и юга Русской равнины выделены иерархически упорядоченные элементы современной блоковой структуры земной коры. Основными элементами геолого-геомор­фологического субстрата являются макроблоки – территории с единым обликом рельефа и единой историей его развития. Урбанизированная территория Саратова находится в пределах крупного макроблока – Приволжской возвышенности (имеющей индекс IV по классификации Ранцман и Гласко (2004).

Единство истории развития рельефа макроблока определяется следующими группами признаков:

  1. гетерогенным характером соотношений крупных форм рельефа поверхности со структурным планом кристаллического фундамента: восточным склоном Воронежского свода, Токмовским сводом и разделяющим их Рязано-Саратовским прогибом;
  2. типом унаследованности тектонических движений: на протяжении всей истории развития преобладали движения с неоднократной сменой направленности; современные движения земной коры отражают структуру кристаллического фундамента или осадочного чехла мезозойского возраста (Ранцман, Гласко, 2004).

В современном геоморфологическом облике территории Саратовской урбосистемы синтезированы особенности истории формирования облика рельефа и современных рельефообразующих процессов на Приволжской возвышенности. Комплексирование данных по тектоническому (положение территории города в зоне Волжских и Саратовских тектонических нарушений), геологическому (характерные черты залегания коренных горных пород) и геоморфологическому (блочность геолого-геоморфологического субстрата) строению позволяет на современном этапе характеристики природных черт территории города определить ее как Саратовский морфоструктурный узел.

В третьей главе «История изучения овражно-балочной сети территории Саратова» описывается краткая история изучения овражно-балочной сети исследуемой территории.

В изучении овражной эрозии на исследуемой территории выделяются 3 этапа, различные по комплексу методических подходов и целям исследований: 1870–1930 гг.; 1930–1980 гг.; с 1980 г. и по настоящее время.

1. Первый этап связан с именами В. В. Докучаева, П. А. Костычева, А. П. Павлова, С. Н. Никитина и др. Исследования этого периода сосредоточены на описании морфологии оврагов, выяснении генезиса и факторов оврагообразования.

2. Исследованиями второго этапа в 1940–1980 гг. была охвачена вся территория Саратовской области. Работы И. П. Герасимова, Ю. А. Мещерякова, С. С. Соболева, А. В. Вострякова и многих других носили как общенаучный, так и прикладной характер. Изучались эволюционные ряды эрозионных форм и количественные характеристики скорости овражной эрозии, влияние антропогенной деятельности на рост оврагов и возможные мероприятия по противоэрозионной защите.

3. Третий этап, который длится с 1980 гг. по настоящее время, связан с именами Г. И. Лотоцкого, Г. И. Худякова, И. В. Пролеткина, В. З. Макарова, А. Н. Башкатова и др. В это время внедряются методы ландшафтно-экологи­ческих и геоэколого-геодинамических исследований, ГИС-технологии. Акценты изучения овражной эрозии смещаются от фундаментальных к научно-практическим, происходит «экологизация» исследований, овражно-балочные комплексы рассматриваются как элемент градопланировочной структуры территории Саратова. Автором, в том числе в 2006–2008 гг., создаются карты современной эрозионной сети, ее изменений в результате урбогенеза, потенциальной эрозионной опасности.

К настоящему времени в литературе достаточно полно проанализированы практически все природные факторы овражной эрозии на территории Саратова и окрестностей, что нельзя сказать о комплексе антропогенных факторов. Среди основных задач в изучении овражной эрозии следует назвать: 1) оценку опасности и риска оврагообразования, 2) создание физической модели, 3) рассмотрение соотношения естественных и антропогенных факторов и механизма овражной эрозии на урбанизированной территории Саратова.

Четвертая глава «Методики исследований овражно-балочной сети на урбанизированной территории» – методическая.

Раскрытие сущности процесса оврагообразования, генетических и парагенетических связей экзогенного процесса возможно только на всеобщей геолого-геоморфологической основе. Восстановление истории развития и динамики эрозионной сети представляет собой комплексную геолого-геоморфологическую задачу. Поэтому комплексы методических приемов изучения овражной эрозии с известной степенью условности разделяются на геологические и геоморфологические. Геологические и геоморфологические методы исследований овражной эрозии взаимодополняют друг друга, что обусловлено спецификой изучаемого явления. Овражно-балочные комплексы, как формы рельефа, являются объектом изучения геоморфологии. Для изучаемой территории автором совместно с учеными факультета нелинейных процессов СГУ разработан оригинальный алгоритм расчета фрактальной размерности для изучения явления самоподобия планового рисунка эрозионной сети.

1. Для изучения овражной эрозии на территории Саратова автором применялись следующие основные геологические методы: а) изучение литологических особенностей коренных пород и четвертичных отложений склоновых пространств; 2) исследование инженерно-геологических, гидрогеологических и эколого-геологических условий; 3) выявление связи формы продольного профиля, уступов в тальвеге с литологическими комплексами пород; 4) изучение характеристики овражно-балочного аллювия; 5) выявление связи современной овражно-балочной сети с экзогенными (карстом, суффозией, оползанием и пр.) и эндогенными (разломно-трещинной сетью) геологическими процессами.

2. Из комплекса классических геоморфологических методов исследований овражно-балочной сети автором адаптирована и апробирована методика модельных аналогов, которая позволяет оценить топологическую структуру долинных комплексов в пределах модельного полигона, включающего сеть долин на урбанизированной и не урбанизированной территориях.

3. Одним из инструментов, позволяющих анализировать современное состояние эрозионной сети, обусловленность ее развития геолого-географиче­скими особенностями территории и антропогенной нагрузкой, является фрактальный анализ. Данный метод позволяет оценить характер самоподобия овражно-балочной сети, раскрыть его фрактальные свойства.

Подобный подход может быть применен к геолого-геоморфологическим структурам (в частности, для описания овражно-балочной сети (Иванов и др., 2006) и трещин), демонстрирующим свойства самоподобия в относительно широком диапазоне характерных масштабов. В научной литературе изучение фрактальной размерности овражно-балочной сети неизвестно, хотя подобные работы по изучению фрактальной структуры природных объектов (в том числе и трещин, а также речных бассейнов) описаны как в отечественных (Яшков, Иванов, 2005, Манжуров, 2002, Горяинов, Иванюк, 2001, Пузаченко, 1997, Васильев, 1992, Поздняков, Черванев, 1990, Поздняков, 1988 и др.), так и зарубежных журналах (Claps, Oliveto, 1996, Barbera, Rosso, 1989, McNamara et al., 1999, Lopes, Paula, Vieira, 2002).

Как правило, в вышеупомянутых работах осуществляется расчет емкостной фрактальной размерности. Получающееся при этом число трактуют как фрактальную размерность исследуемого природного объекта и интерпретируют его с точки зрения наук о Земле. При этом следует отметить, что все в основном ограничивается констатацией того факта, что рассчитано значение фрактальной размерности для того или иного геологического объекта, тогда как смысловая нагрузка полученного результата, зависимость размерности от характеристик геологических объектов остается за кадром внимания исследователей.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»