автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Гидротехнические и мелиоративные методы защиты и восстановления природных систем в зонах экологических нарушений (основы гидроэкологии бассейна Аральского моря)

Иршгшдстаегисэ аЗъедгадас:: по шкскяшям, глслгдозошюы, прсгетирсззк!:^ и стриительстау еодохэзйЛст-ггплш п ыелкоратааныа объектов "СОВИНТЕРВОД"

На правая рукодасз

. Кандидат технических паук, доцент КАРЛИХАНОВ Торехап Карлиханоаич

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ И МЕЛИОРАТИВНЫЕ-

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ И ВОССТАНОВЛЕНИЙ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ В ЗОНАХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ {ОСНОВЫ ГИДРОЭКОЛОГИИ БАССЕЙНА АРАЛЬСКОГО МОРЯ)

Социальность 05.23.07. - Гидротехническое и мелиоративное строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена в Кзыл-Ординском институте инженеров агропромышленного производства (КИИАП) при консультации Главного научного сотрудника Института Географии Академии Наук Республики Казахстан, профессора, доктора технических наук Турсунова Абая Абдурахиановича.

Официальные оппоненты:

Академик РАСХН, доктор технических наук, профессор

Доктор географических наук, • про^ессбр

Доктор технических наук, профессор

Вумаков Борис Борисович

Чалов Роман Сергеевич-

Казаков Владяыир Степанович

Ведущая организация - Арало-Сырдарьинское бассейновое водохозяйственное объединение

Защита состоится «/¿Г»

1993 г. в II00 часов на

заседании специализированного совета-Д.099.08.01 при Производственно« объединении по изысканию, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и иелиоративиых объектов "Совинтервод" по адресу: 1293'й, Москва, ул.Енисейская, доя 2.

С диссертацией можно ознакоииться в библиотеке ПО "Совин-тврвод*1.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, просим направить на имя ученого секретаря Специализированного Совета.

Автореферат разослан "/У" Фё/сЛ^л^ 1992г.

Ученый секпетарь специализированного совета, к.т.н., с.н.с.

\^-^рЗаднепрянец В.С.

r.;,1'' (-:r -i-

iibiii"'^ i fcKA

Обшая характеристика работы

Актуальность работ».Комиссия Сопата Министров бившего СССР по чрезвычайный явлениям не смогла закончить своя работу по представлению окончательного варианта концепции спасения Аральского моря,. Кворум ученых страны даае с участием зкспартоа ЮНЕЛ пока еще на моает найти оптимальный вариант решения проблемы. А тем арзионам пора неотвратимо высыхает, продолжается интенсивное опустынивание Приаралья, увеличивается количество тонкодисперсной пыли и солей, загрязняювдх атиос-. фару региона. Это хороио изученные и вндиике всей последствия гибели Арала. Однако усиливаются н другие процессы, пока видимые только специалистами© по своему воздействии более опасные для будущего. Это рос? заболеваемости населения региона, изменения возможно уяз происходящие на генном уровне, существенное падение продуктивности орошаемых земель и пастбиа, грозное горное опустынивание, деградации лед-иикоэ и оэоновогс} слоя атмосферы, региональные и глобальные изменения климата и т.п.

Палеогеографические исследования и сравнение векового хода уровней Аральского иоря (рис.1) и озера Балгаа с балансом массу ледника ТУОССУ в Заилийском Алатау Шакаревич К.Г., Турсунов A.A., др.) пока-зизавт, что уровни названных крупнейших бессточных водоемов Центральной Азии и.объемы горных ледников Памира и Тянь-Шаня колеблются синхронно. Каадоа падение или подъем уровня озер сопровождается уменьшением или ростоц горного оледенения. Почти совпадает по времени н последнее резкое падение уровня озер и сокраяение объема ледников, происшедшее в начале 70-х годов нашего столетия.

Ученые теперь уае догадываются о причинах такого трагического совпадения. Это особенности циркуляции атмосферного воздуха и влаги над регионом, вынос больших масс пыли и солей с обсыхающего дна Аральского моря, высохшего залива Кара-Богаз-гол и других водоемов на гор-

Ряс Л. Вековой ход уровня Аральского коря Ш и баланг массы ледника Туюксу (Б) (г/сы2)

1-наблюдательный, по прогнозу 19?6г.'

2-опгимист1тческг., 3-пессимистический, прогнозный 1988г., ^-Г5ез попусков,

5-при попуске Минводхоза,

6-при предлагаемых попусках

!(ыо сто эобразуюпшо системы, рост минерализации атмосферных осадков а горах и рост доли яидких осадкой а их общем объеме, что вместе азятов усиливает таяние ледников и расходование вековых запасов влага в горах. А водь именно горные ледники аридных районов Цомтраль-»оП Азии являются центром конденсации влаги и чековыми накопителям» драгоценной пресной воды, именно они обуславливают своеобразный лед-шковый рояим стока, когда паводки на среднеазиатских раках по вря-<енк почти совпадают с максимумом летной тары и подопотреблония на толлх орошения.

Некоторых ученых успокаивает наблюдающийся в последняя годы небольшой рост или стабилизация речного стока. Но травоамт многих и то обстоятельство, что эта стабилизация временная и она происходит за счет расходования вековых запасов эодн в ледниках, что многие ледники, особенно окраннныэ, типа упомянутого ледника Заилийо-пого Алатау к ледников Зораэшанского хребта, уте исчезают, а следовательно, падает стокообразувщая сила гори!1х систем: вслед за временной стабилизацией начнутся необратимые процесс« уменьшения ото-ка горных рея. Это уж> черввато обдам высыханием климата всего ре-гнома "Средняя Азия - Казахстан". Вот куда ведут далеко идулио последствия высихякил Аральского ыоря.

Проработки последних лот покаямаАат, что такие явления как по-овидаиннй подъем уровня Каспийского моря, участившиеся кислотные дозди а Западной Европа, парниковый эффект и деградация озонового слоя в стратосфера зомли являются авоньямн единой природной цепной реакции, причем роль пускового механизма здась сыграли нр только промталеиные загрязнения атмосферы, но и твердые континентальные аэрозоли, выдуваемые с поверхности обсохаего дно Аральского моря и залива Кара-Богаз-гол.

Если ко исходить из далеко идущих последствий гибели Аральского моря - опасность опустынивания всего региона, вкявчая горные стоко-обраэуюане системы, то оптимального варианта рошзния Аральской проб лемы нет, со всяком случае тан, гдо его ищут» Такого варианта ив мошзт бить и по принципиальный! мотивам. Здесь следует говорить о приоритетах. И ои должен быть отдай Аральскому мора - как ванному географическому объекту, стабилизатору климата аридного рогиона о центре Евроазиатского континента, вековому поглотителю солей и природной фабрики по опреснении рочшх вод, стехающих с обширной водо-■ Сборной площади.

Необходимо восстановить минимальный речной сток в мора (в объеме 30...40 куб.км а год). И надо это делать немедленно, а не растягивать на долгие годы, углубляя экологический :кризис в рогиона. Необходимо стабилизировать а затем восстановить уровень моря хотя бы на отметках 1935г., когда норо ешэ оставалось единьш слабосолоноватым водоемом с богатым биоценозом, обуславливающим упомянутый эффект опреснения. Разве искусственные опреснители могут заменить работу этой огромной биологической системы? Регион яо необходимо ра: вивать на оставшемся речном стоке (около (й из имеющихся 115...120 куб.км. в год), переведя все хозяйства на реяим "маловодья". Такие естественные маловодья неоднократно случались в просолок и они будут менее опасным того антропогенного маловодья, которое макет наступит! в недалеком будущем, если не сохранить Аральское ыоре.

Научное обоснование именно такой концепции решения Аральской проблеш, содержится в работе и является результатом глубокого системного анализа обширного фактического материала, как опубликованного в научных журналах, так и полученного самим автором, живущим и работающим в зоне экологического бедствия.

Цель и задачи работы. Осг.овная цель работы: на основе глубокого

системного анализа обширного фактического материала, как опубликованного в открытой печати, тая н полученного самим автором, дать научное обоснованно причин Аральского кризиса и найти пути решения экологически* проблей Аральского региона. При этом опираясь на результаты теоретических н экспериментальных (натурных и лаборатор-них) исследований разработать гидротехнические и мелиоративные ые- . тодц заиити н восстановления экосистемы а зоне экологического кризиса Аральского моря.

Задачи исследований вытекаат из сфорыулированной цели и состоят из трзх частей:

Первая часть заключается в необходимости дать аналитический обзор и оценить экологическое состояние бассейна Аральского моря я установить факторы, определяющие уроаайность сельхозкультур на сроааашлс зеылях бассейна Аральского моря и изыскать резервы пресной зодц в ее бассейна. По ходу решения этой задачи установлены основные факторы, определяете объем гарантированной среднегодовой продукции в ороиаекои земледелии, вскрыты внутренние резервы речного стока для Аральского поря, рассмотрены и оценены существующие концепции пополнения Аральского иоря из других регионов, даны практические рекомендации по экологическому оздоровления Казахстанской части При-аралья и обсуяденц перспактивн развития всего бассейна Аральского ыоря.

Во второй части ставится задача разработать концепцию природных вод и выявить их роль в экологической оздоровлении окружающей среды; раскрыты философские основы гидроэкологии и изучить экологическое мировоззрение коренных народов Евразии, яивувшх на протяаении тысячелетий в согласии с природой и оставивших своии потомкам Аральское море полноводным, а уникальные природные ресурсы его бассейна почти девственном состоянии, В ходе решения этой задачи выявлено, что вода

- б -

в природа является биологически активной жидкостью, что дало возможность разработать практические рекомендации по водоснабжению населения Приаралья.

Третья часть посвящена разработке системы проектов экологического оздоровления Казахстанской части Приаралья. В частности, даны практические рекомендации по восстанбвлешш речного стока в низовьях Сирдарьи, путем { ^конструкции низовых водохранилищ, головных водозаборных сооружений, водопроводщей сети и экономии воды на оросительных системах.

' ' На защиту выносятся: гидротехнические мелиоративные методы защиты и восстановление природных систем г бассейне Аральского моря, в той числе: необходимость стабилизации быстро падающего уровня и восстановления моря; установление факторов, определяющих урожайность сельхозкультур на орошаемых землях, находящихся в условиях экологического кризиса; вскрытые р>езервы речного стока в бассейне для сохранения Аральского моря; необходимость пересмотра принципов регулирования стока реки Сырдарья в низовьях для восстановления экологического равновесия в бассейне; практические рекомендации по экологи- , ческому оздоровлению казахстанской части Приаралья; роль природных вод в экологическом оздоровлении региона; необходимость использования многовекового опыта коренных народов Центральной Азии для восстановления экологического равновесия в регионе и практические рекомендации по водоснабжению населения Приаралья; новые конструкции экологичных сооружений на фильтрующем основании, их теоретическое и енсперимегтальное исследование, а также практг еские рекомендации по экономии воды путем реконструкции водопроводящей сети и головных соорукений с.учетом местных условий. .

Методика исследований. Поставленные задачи решались на основе анализа, как опубликованных в течяти материалов, так и теоретических экспериментальных и натурных исследований самого-автора.

Научная новизна. Установлены основные факторы, определяющие урозайность сельхозкультур в условиях экологичоского кризиса и маловодья; вскрыт причины опустынивания Приаралья и внутренние резервы речного стока для стабилизации и посстаноаления Аральского моря предлагаются иные принципы регулирования стока роки Сырдарья в низовьях в целью восстановления зкосисгемы в оэ бассейна; даны практические рекомендации по экологическому оздоровлению казахстанской части Приаралья; обобшои миоговековый опыт коренных народов Центральной Азии по экологической защите водоисточников и дань» конкретные практические рекомендации по водоснабжению населения Приаралья; разработан« новые конструкции голоаных бесплоткиных водозаборннх сооружений, которые зонишены ангорским свидетельством (а.с. М05<Ш9/15(09277б). Впервые теоретически п экспериментально изучены взаимодействия процессов в теле фильтрующих сооружений и в русло водостока и на их основе пред-лоаена методика на гидравлического расчета. Установлены осноеи проектирования магистральных и меяхозяйствешшх каналов при их реконструкции, основанные принципах экологичоского регулирования транспортируешь водой наносов.

Практическая значимость и реализации работы.

Разработанные гидротехнические и мелиоративные методы защиты и восстановления природных систем з зоне экологического бедствия Аральского моря: дека ыетодика расчета гарантированной урожайности а зависимости от объема водоподачи и оросительной способности водоисточника; разработаны пути экологического оздоровления казахстанской части Приаралья; практические рекомендации по водоснабжении населения Приаралья; новые конструкции экологически чистых водозаборных сооружений; составлен проект очг :тного сооружения для наполнения комсомольского озера в зоне отдыха г.Джамбула. Рекомендации по экологическому

регулированию наносного реиима в оросительных системах использованы Кэыл-Ординским проектным институтом "Союзггепрорис" при разработке Ьроектс реконструкции левобереаной оросительной системы й Кэыл-Ор-Динским управлением гидроузла.

Личный вклад в решении проблемы. Продставленгсая работа является результатом многолетних исследований автора на кафедрах Гидравлики (Дяамбулский гидромелиоративно-строительный институт) и Гидромелиорация (Кзыл-Ординский институт нкзшнеров агропромышленного производства).

Постановка проблемы выполнена в сотру, ;ичествэ с профессором Турсуновым A.A., формулировка всех задач, поиск путей их решения теоретическими и экспериментальными методами, научные к практические рекомендации, их анализ, выводы осуществлены автором лично.

Лабораторные, натурные исследования осуществлялись аспирантами Бисембиновым K.P., Кыстаубаевым K.S. и Даусуповым U.U. при непосредственном участии и под руководством автора.

Экономическая эффективность подтверкденпая актами внедрения составляет 324 тыс.руб.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научно-технически? конференциях ДГМСИ в I97S-1990г.г. и КИИАП в 1991-1992гг., на Ш Всесоюзной научно-технической конференции в институте "Союзгипрорис" (г.Чимкент,1979г.), на областной научно-технической конференции специалистов водного хозяйства в КаэНИИВХ (г.Джамбул, 1980г.), на республиканской научно— технической конференции по водному хозяйству в САНИИРИ (г.Ташкент, 1981г., в институте "Соозгипроводхоз" (1982г.), на секции ороситель--них мелиораЦий ВНИИГиИ (19Э2гг); I Всесоюзного совещания гидроэкологов: "Экология я гидравлика будущего" (г.Иосква,1990г.); I Научно-производственной конференции "Актуальные вопросы проектирования;

строительства и вксплуатации гидромелиоративных систем (г.Дяамбул, 1391г.).

Публикации. Осиовныз научные результаты с достаточной полнотой опубликованы в 37 статьях, 2 учебных пособиях, отражены в описаниях I авторского свидетельства н одному полояителыюму решении ВНИИП1Э на заявки на изобретение M854II9 и в трех рекомендациях.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, 3 частей и 8 глав, содериапшх ¿25 с. машинописного текста,

Ы рисунка, 21 таблиц, прилояеннй и списка литературы из 182 наименований.-

Содержание работы.

Часть I. Аналитический обзор и оценка экологического состояния бассейна Аральского моря.

В первой глава излагается современное экологическое состояние бассейна Аральского моря.

Причины Аральской катастрофы связаны на только с экстенсивным расширением орошаемых плокадой под хлопок; достигших около 7,4 млн. РЭ,, но и с изначально неправильно сформулированной научной концепцией, считавшей "Аральское море - ошибкой природы" (А.И.Войзкоэ, 1908г.). В действительности море, второе по величине после Каспийс-ского моря бессточное озоро аридной зоны земли (уровень 53 м.В С., пловадь 64 тыс.км^, обгеи - 1040 куб.км, средняя глубина 12 м,, максимальная 67 м в западной части) выполняло роль солеприемника (около 20 млн.тн в год) л опреснительной фабрики огромного региона. За исторически обозримый период времени уровень моря не опускался нняе отметки 40,0 Б.С., вода оставалась слабосоленоватой, пригодной для аизни уникальной биосистемы - расходовавшей значительную часть солей, приносимых в море речным притоком в среднем около 56 куб.км. в год из общего стока П6 куб.км. в год.

- ю - .

Высохшее дно Аральского моря (площадью более 30 тыс.км^) стало мощным источником загрязнения атмосферы земли. Суммарный солеи пыле- вынос в атмосферу составляет более 180 млн.тн. в год, что увеличивает более чем на 12% объем континентальных аэрозолей и примерно на I,6i суммарный вес аэрозолей s атмосфере земли. Совместное действие промышленных загрязнителей, "парниковых газов и солепылевы-носо с обсохшего дна Аря. ьского моря и залива Кара-Богаз-гол (а такие извержение двух крупнот вулканов в 1990г. и последствия войны в Персидском заливе) могут привести и,по- идимону, уже привели к

необратимым изменениям климата земли. Изменения климата Средней Азии уже происходит: резкое увеличение сернокислотных дождей в Приараяье, деградация горных ледников, участившееся маловодье горных рак и острые засухи в Казахстане. Дальнейшие развития отих процессов, которые происходят на фоне естественного усыхания климата региона, могут привести к резкому сниаеиию урожайности всех сельхозкультур на орошаемых яемлях равнинной части Средней Азии и Казахстана,(что составляет около 5 млн.га).

Для стабилизации быстро падающего уровня Аральского моря, который в сентябре 1992 года yse достиг отметки 36,8 м.Б.С. необходи-. мо подать непосредственно в его акваторию, а не в дельту, не менее 30 куб.км в год пресных речных вод. Такие ресурсы в регионе имертся: на полив указанных выше 7,4 млн.га орошаемых земель в настоящее время затрачивается более 115 куб.км в год пресных речных вод, причем значительная часть их (около 35 куб.км в год) в виде коллекторно-дре'нажного стока сбрасывается в местные понижения на подобии искусственных озер: САШКАШШ (объем 24 цуб.км), АРНАСАЙ (14 куб.хм) и других. Около 30$ орошаемых земель, что составляет примерно 2,2 млн. га, сильно засолены из-за высокого стояния уровня грунтовых вод; их урожайность не превышает 10 ц/га хлопка, а на ежегодные их промыв-

ки расходуется более двух оросительных норм воды. Например, в Бухарской области раньше, когда уровень грунтовых вод стоял ниже 4,0 и от поверхности земли оросительная норма составляла в среднем около 7,0 тыс.мэ/га, причем только 1,0 тыс. м3/ га затрачивалось на эпизодические, один раз примерно в три года, промывки земель. Теперь, когда уровень грунтовых вод выше 1,0 м от поверхности земли, на полив хлопка расходуется в год до 26 тнс.м3/га, причем более 12,0 тыс.м3/га затрачивается на ежегодные промывки земель.

Экологическое состояние региона "Средняя Азия-Казахстан" является катастрофическим, причем масштаб катастроф с каждым годом по мере усыхпння Арала быстро увеличивается; территория катастрофы быстро расширяется. Усилиями самих республик и Союза катастроф ликвидировать не удается; необходима срочная помощь мирового сооб-цества, таких организаций кок ЮНЕСКО, ШЕЛ, НЕФ, Глобальный инфраструктурный фонд (ГИФ). Миториальнуп помощь предлагается в основном направить на исключение упомянутых 2,2 млн.га засоленных земель из сельхозпроизводства, что позволяет срочно высвободить для Арала необходимые 30 куб.км в год пресных речных вод. Такая инвестиция даст двойную выгоду: во-первых, сначала стабилизируется, а затем начнет повышаться уровень ыоря, прекратится осушка мелководий, начнется постепенное затопление ранее осушенных плошадей и в конечной итоге начнет уменьшаться объем соле-пылевыноса в атмосферу, региона; во-вторых, выделенные финансовые средства попадут в руки дехкан, которые начнут расходовать их на коренную реконструкцию орошаемых земель и оросительных систем, что поставит хозяйства региона сразу на путь стабилизированного, сбалансированного развития. В результате действия двойного эффекта вложенные средства достаточно быстро • окупятся.

Однако, только 88 счо? использования внутренних ресурсов сдано восстановить уропань Аральского моря пркглорко до отметок 43,0 и.Б.С», что, по-вндимо«у недостаточно для еоэраадэкия его уникальной биосистезд! и опресшшцей роли. Кромо того, этот путь резко ог-ранячиваот перспективы хозяйственного развития республик Средней Азии за предела"!! 2000г. Поэтому эй пределами указанного сроке вновь станут актуальными другие пути пополнения Аральского «оря. Предлагаемые отдельными специалистами способы дотации воды в рзгиоя, извне,в силу указанных причин, но отлкотся вльторнатквг&эсг!, сдэяам-йому диссертантов првдяокенкп, однако эти -ти и^еют существенные нодостатки: переброска части стока сибирских рад - из-за больанх объемов капитальных вложений и срокос рсслиоснии проекта; переброска вод!' из Каспийского моря - из-ео минерализации воды (болео Юг/л) и резкого увеличения приходной статьи солевого баланса Аральского «»оря, что чревато быстры« превращением его в «ертвый водоем. Переброске воды из Сибири остается наиболее перспективны« способов увеличения ограниченных водных ресурсов Средней Азии и Казахстан за пределами 2000г. Однако научные исследования и. проектные работы необходимо продолжить у газ п каегощез время.

Аральская катастрофа вго тот случай, когда международные организации смогут в полной «ере реализовать свои благородные принципы и опробированные в других регионах научные концепции, "Что позволит еще раз показать гаровспыу сообществу аконо*«ическую выгодность

вложений капитала на решение экологических проблея.

1 • *

Во второй главе приводятся результаты регрессионного анализа вависимости урожайности сельхозкультур на орошаемых землях от основных гидромелиоративных факторов: от объема водоподачи на поле, от суукы вегетационных температур воздуха, от общего веса вносимых химических удобрений и др. Результаты анализа оказались для многих

нб0ян,пякны"и, л именно: води на поля подается так »»ного, что валовая урожайность' оролпе*>ого поля, в средне« по все« республикам, оказывается практически не зависит от объемя водоподачи. Это в корне противоречит установившемуся в последние годы ажиотажному спросу на поливную воду и соответствующим принципам водопотребления, которые проф. С.Ш.Мирэаев называет "захватническими". В данной главе показывается ошибочность существующих в регионе принципов и приводятся дополнительные данные, подтверждающие результаты регрессионного анализа.

Парадоксальность ситуации в бассейне Аральского «оря заключается а следующем,, С одной стороны, люди захватили почти весь речной сток А^ударьи н Сь?рд{фьи и подали его на орошаемые земли,что привело к повсеместному подъему уровня грунтовых вод и вторичному засолению. С другой стороны, осутаили Аральское «оре и подвергли те же орошаемые земли соле-пшгевоуу прессингу. Как указал президент Академии Наук Узбекистана М.Салахетдинов (г.Нукус ,1992г.), регион подвергается процессам двойного опустынивания: один идет от берегов усыхающего моря, а другой обусловлен подъемом из глубин земли вековых погребенных запасов солей за счет "фитилевого эффекта".

Выход из создавшегося полопения только один: необходимо резко сократить объемы водозаборов иэ рек Ачударьи и Сырдарьи и подать высвободившуюся, воду в акваторию Аральского «оря.

Восстановлена «оря а экологически минимальном объеме соответствующему отметками I9í35r., возможно за счет использования внутренних резервов региона "Орздняя Азия". Анализ результатов аэрокосмических съемок и многочисленные экспертные заключения специалистов, ос-иовашпо кп это» анализе, показывают, что из общего объема речного стока Амудпрьи и Q/рдарьи, составляющем в средне" около IIC куб.к*«, з год, забирается на орошение около 105 куб.км в год, причем объем этого водозабора сразу может быть сокращен не менее, чем на НО куб.

»".в год,если все«' хозяйства« перейти на согласованный рожи»' "«пло-водья" и исключить из оборота часть зечс.л.Такое сокращение позволит начать планомерную реконструкцию всех ороиае^х эе^алъ,которые повсемр стно окпзялись подтоллешмми.Населению, разумеется,необходимо ио"пен-оировать временный вывод из сельхозоборотп орошаемых осмоли и автра-ты на их реконструкцию.

Как показывает анепиз космических снимков (U.C.Алтуиин и др.), в регионе имеется охоя-j 30 процентов пяхитн-лс земель, выведенных из строя в виду процессов "вторичного засоления".Урожайность хлопкя-ос-новной технической культуры региона- на этих землях примерно в 3 раза ниже средних показателей, а на полив и ^.шгоднио промывки этих зе»«ель расходуется свежей речной воды при'«ерно s 2-3 раза больше,чем это требуется по нор«е.Вре"енкый вывод этих зе«ель из сельхозоборота, который должен быть компенсирован из специально созданного фонда, позволит высвободить для Аральского моря необходимый объв" речного стока,а на самих землях начать плано«ерную реконструкцию оросительных систем,чтобы восстановить древние традиции орошаемого земледелия.

. Суммарный объем коллекторно-дренажного стока по республика«« ^ Средней Азии превышает 35 куб.к« в год. В настоящее время почти весь этот сток сбрасывается в многочисленные водоемы -накопители сточных вод,большинство из них,причем даже са»<ые крупные озера Сярыка"ыш и Арнасай.превратились в рассадники болезнетворных бактерий,ранее отложи впейся ядовитой пыли и соли. Необходимо постепенно ликвидировать 3Tvt в-довод- накопители,' 8 высвобождащийс.. коллекторно-дренад- ; ннй сток направлять в Аральское «ope с тем» чтобы воостаковить его быстро падеиций уровень.

Нлэовые водохранилища: Чарадарьинское на реке Сырдарья и Ту-я»1'юнское на реке Амударья построены для полного отсечения речного стока от Арала.....Они задерживают и колекторно-дренагный сток,ранее поступавсий в низовья. Кроме того, они подтапливают обширные

орошаемо зе«ли: хивинский оазис на А^дарье и созову» зону голодной степи нп Сырдпрье.Необходим полностьв ликвидировать эти и другие низовые водохранилище, а тая яе гидравлически про«шь русла ре« шр-дарьп и А^удярья с те®», чтобы открвть доступ рочно««у стоку п Аральское море.

Клряку"ский канал - построенный п концо 50-х годов начале СО-х годов в земляном русле, позволяет осуществлять водозабор из А««у-дарьи о объе>»о но менео 12 куб.к>» в год. Анализ аэрокос"ических ис- , следований покязывпст,что из этого объема но менео 6,0 куб.к« в год расходуется ня потери и подтопление окруяпщих пустынных пастбищ, где образовались вторичные солончаки.Необходимо сократить объе водозабора в нанял до 0,0 куб.к«« п год с те»«, чтобы ускорить работу по водно -- зе«елько«у благоустройству в зоно плиялия канала,

Использование внутренних резервов речных вод позволить остано-* вить процесс высыхания Аральского »оря и воз»окно поднять ого уровень до отметок около 43,0 ото но восстанавливает ого как биологический водоё«. Дальнейшее воестяновленио "оря и перспективы сбалансированного развития рогиона Средняя Азия и Казахстан поз«'ошги только при дотации пресной поди извне.

В заключительной чясти гласи ег,е раз акцентируется пшр'пние широкой научной общественности на настоятельной необходимости спасения самого Аральского »»оря как географического объекта, важного кли«ятообрлзуга;ого фактора в центре Евроазиатского континента. Необходимо разъяснять общественности региона Средняя Азия далеко идущие и опасные последствия высыхания Аральского «оря. Эти последствия усиливаются высыхание« залива Кара-Богаз-Гол, извержениями вулканов ня Кп"чатяо и Филиппинах, я так же покарай нп нефтепромыслах в районе Персидского залипа. Сухарное воздействие отих факторов уже сказывается на изменениях глобального климата. Пожары на нефтепромыслах в основно» потзиены, залив Кяра-Вогаз-гол уго наполняется, влияние

вулканов релаксируется через 5...7 лет. Аральское же «оро, если не стабилизировать его ппдчиций уровень, будет продолкпть пылить атмосферу зе»ли но «енее 20...п0 лет, приче" он "ояат превратиться в постоянный фактор дестабилизации глобального кли«лтя, который уие начал существенно из^епячься.

. Во второй главе также предлоиена методика расчета гарантированного получения 90$ сраднегодопой продукции растениеводства, которая состоит из 3-х отопов. На перво«» этапе определяется оросительная способность водотока в соответствя с на»ечао"Ы" уровне« регулирования речного стока. На второ»» этапа возможные орошяе«ые площади каждого года в «ноголетне*» периоде корректируется согласно пропускной способности оросительной сети с по«ощью попроявочного коэ-фицента. На третье*» этапа устанавливается требуемая ороиае«ая площадь гарантирующая получение среднегодовой продукции растениеводства.

0рорртае->«ая площадь, гврантирухщвя 90& среднегодовой продукции растениеводства в острозосушливыз годы { обеспеченность ороае-ния - 99$. ) для бассейна реки Сырдарья при сезоино" регулировании стока ( полезная емкость водохранилища - 40 «чш.«3), расчитанная по предлагаемой «втодикв, равна 6,7 "лл,ге„t фактически в бйссоКнэ Сырдарьи орошается около 3,0 «лн.га. следовательно из стока згой 1 реки для Арала можно высвободить в среднем из уенез 10,0 8уб.к*>* в j год, если водопотребнэние считать по предлагаемой методике«, j

В третьей главе рассмотрены сущэегвуадие концепции пополнс- ■ j тк Аральского моря и сделан подробный кх йнал..а. Среди концепций рассмотрены предложения пополнить море sa счет переброски р него " j воды из соседних водных бассейнов:.из Каспийсхого "оря или низовий ' рек Урал и Волга; из Сибирских рек: Иртыш, Обь и Енисей - ках источит,« ка пресных вод высокого качеств. Все способы дотации воды извне-связаны со строительство» достаточно протяженных кчналов и крупных

-васоснчх СТАНЦИЙ, при П0»01ЦИ которых пода должна быть поднято на водораздел. Из опыта гидротехнического строительства хорошо известно, что такие сооружения возводятся ««ини««у" 1С...20 лот с начала строительства, не считая проектных работ.

В этой главе такжо расс«отроны дополнительные способы пополнения «оря оя счет откачки и понижения уровня подзорных вод, предло-. иония увеличения искусственных осадков в бассейне Аральского моря и «етоды на«орягсквяния искусственных «оссивов льда в горах. Одни" иэ вариантов спасения Арала является подачй воды в «оре путе« увеличения пропускной способности наняла Иртип-Клрягандп-Дяозкяэгян. И»вет-ся вариант сброса Сярезского озера, расположенного на высоте 3300 «0?-ров над уровне«.«оря. Особый интерес представляют проекты по очистке сбросных вод. В бассейнах среднеазиатских рек ежегодно формируется 30,,.35 куб.к«, коллекторно-дренляпмх вод, сбр»сывпе"ых от орошаема; зе«ель, но для их очистки требуются крупные капитальные влоне-шш.

Все рассмотренные способы дотации вода извне никак не «огут бить альтернативой описпнно«у в предыдущей главе способу использования внутренних резервов речного стока, который может быть реализован в первый яе год начала работ. Совершенно ясно* что все средства, которые удается изыскать для восстановления Аральского «оря, рпзуееть ея, будут израсходованы на «обилизяцив собствешпсс водных рессурсов Средней Азии, тем более, что при проведении этих работ попутно решя- • ются и задачи первого направления - благоустройства и реконструкции cnwwx орошаемых зе«ель, повышается социальное обеспечение населения Приаралья, оздоровляется экосистса бассейна Аральского «оря. Тем не «енее способы дотации во^ы извне нельзя полностью сбрасывать со спетов. Эти способы следует обсукдять и по ним, воз«ожно, следует начинять научно-исследовательские и даже проектные работы,что не

требует Бвтрат больших средств.

Дело в том, что вкутренние резервы речного стока достаточно только для того, чтобы остановить быстро падающий уровень Лряля и поднять его, как уже отмечалось до отмотки около 43,0 Б.С. Однако этих резервов недостаточно для того«чтобы восстановить уровень моря хотя бы до отметок около 48,0 »«, при которой могла бы существо-

t

вать биосиств"в этого аридного водоема и «огла бы действовать упомянутая в первой главе "опреснительная фабрике" региона, « то*«у времени, по-видимому, лет через 10...15 закончится водно-земельное благоустройство Средней Азии и водные руссу^сы потребуются для дальнейшего сбалансированного развития, К току se тенденции горного опустынивания, деградации ледников и уменьшения стока рек» о которых говорилось выше, могут в последующие годы углубляться; в это« случае в дотации воды извне будет нуждаться не только са»»о «opa, но и орошаемые земли в его бассейне. Таким образом, в перспективе, лет через 15...20 для дальнейшего сбалансированного развития Средней Азии и юга Казахстана обязательно потребуется дотяция воды извне, а поскольку мероприятия такого рода связаны с огро»»ны"и капитальными затратами и далеко идущими экологическими последствиями, то соответствующие научные исследования и перспективные проектные проработки следует начинать уже сегодня, не откладывая это дело до лучших времен.

С точки зрения экологического оздоровления Казахстанской части Приаралья регулирование стока реки Сырдарья в низовьях является актуальной прблемой. Поэтому очевидна необходимость разработки метода по обоснованию так называемого природоохранного ОТО-ка, оставляемого в водоисточнике для низовых водопотребителей, включая природные объекты.

Ич основу предлагаемой «втодики принято положение о то",что недостаточно оставлять а водном источнике только постояннуи в течении года или сезона величину аднимяльного »еденного стока, устанавливаемого обычно кап сток минимального месячного расхода 9!$ --ной обеспеченности. Для сохранения апологического равновесия в бассейне реки необходимо предусмотреть воз"о»юсть сохранения в водоисточнике но только минимального стока о межень, но и формирование- максимального стока п полноводный и пяводочные периоды. Такой гидрогрчф водного источника мояно установить, как сток реки 95£ обеспеченности, пычисленшЛ для каждого месяца в отдпльнос-ти. у ;

ffn.**- Ш + ¿0) у

где ¿Pn.aiif. - величина природоохранного стока реки, оставленного в водно?» источнике а / -см мэслпе;

" РЯС*°Я Рск1< / - ого »если« 95^ обеспеченности.

В кятострофически маловодные горл, т.е. когда обеспеченность годового стока Р > 95£ о водном исто'птгсо рекомендуется оставлять

otf; « 0.8 QН 4?. OS'i )

Дяя бассейна рзга Олрдярья природоохранной стоя, оставляема о водно«* источника, рзечнтянный на основе предлагаемого метода, составляет 65S среднегодового стока. Таки?» образом, оптимальное значение сухарного объема водозабора из реки на куяды хозяйственного использования но доляно превышать 35£ от среднемноголетного значения стока реки Сьгрдярья. Фактически га используется почти весь сток реки, что н привело весь регион к экологической катастрофе.

В этой главе так же чны некоторые соображения по правовому и организационному обеспечению проблемы.

Часть 2, Экологические воззрения коренных народов Центрально г», Азии, концепция природных вод и их использово-ние в проектах экологического оздоровления Приярялья. ё_Н£122ВХ2Й Е22Е2 раскрывается философские основы гидроэкологии. Сдолаи пробный анализ экологического мировоззрения предкои современных казахов - коренных народов Центральной Азии. На основе подробных исторических материалов раскрываются истоки бережного отношения к природным рессурсйм и сохранению окруяавдей среди, в особенности водоисточников - как основы низнообоспечення людей, растительного и животного миров.

Рассматривая философии Гегеля, гсвлящойся вершиной достижения западных философов диссертант приходит к выводу, что основы этой философии, в частности закон единства к борьбы двух противоположностей у нас, в стране трактовался неправильно. Все явления общественной жизни, в том числе в отношениях людей к природе некоторые наши философы сводили только к борьбе двух противоположностей. При это« почему-то забывали об единстве. В результате этого многие поколения советских людей получили уродливое "ировоэрение потребительства,весьма акцентированный эгоцентриэ", выразившийся в особой философии "покорителей природы", логическое развитие которого привело к "лысенновщине"- духовной чуме XX века, которая нанесла большой урон развитию советской науки, и в частности, мелиорации. Аральская • катастрофа - логическое следствие упомянутого эгоцентризма и потребительского отношения к природным рессур-са". Од>,акг вред уродливого мировоззрения этим : а ограничивается. Били нарушены естественный ход эволюции местного населения, забывались не только язык, но и экологические представления и полезные древние обычаи. Перед лиао»' свершившейся экологической катастрофы, для того, чтобы выйти из кризиса каждый народ, в том числе

народы ,'лзяхстанп должны очень внимательно изучить многовековой опыт своих предков. При ото« необходимо иметь в виду, что эколо-гнчэсяое мшл&1ше и «жровоззрение коронного нясоленил было весьма на высоком уровне, о че« свидетельствуют не только устные, но и письменные источники, а так яе сохранившиеся памятники природы и культуры.

В качестве иллюстрации сказанного во второй половине чет-партой гляпы пнплиэнруетсп прошлое н современное состояние тан называемых пустынных пастбищ Приарялья. Ни современных географических картах пустыни Кзыл-Кум и Кара-Кум названы неверно - пустынями, В тюркских языках для обозначения пустыни существует другое слово - цоль (чоль,чуль). А слово "кум" (песок), так же как и слово "дала" (степь) означает благодатное место, используемое обычно иоренны" населением в виде зимних пастбищ. Особо ценными в этом отношении являются грядовые, бугристо-грядовне и бугристое пески, которые обладают следующими микроклиматическими условиями, весьма благоприятными для пастбищного скотоводства.

Во-первых, грядовые и бугристые пески, перевеянные и опресненные ветром (Кузнецов И.Т.) представляют собой природные конденсаторы пресной воды, причем чец вьше и пористей бархан, те" больше конденсируется в его теле и накапливается под ним пресной воды, те" богаче растительность у его подножья - в межбархянном пониаении, где иногда расположится колодца для питьевой воды и водопоя скота.

Во-вторчх, грядовые и бугристые пески хорошо аккумулирует тепло и зимой в межбарханных понижениях всегда теплее (часто из-за отдачи тепля от близко расположенного уровня грунтовых вод).

В-третьих, в пустынях обычно бывают две "весны"; первая наступает в мпрте и называется по тюркски - коктем (календарная весна), когда пышно взрастают травы, расцветают и зеленеют кус-

тарники и прочий корм для скота. При это« иэ-ап сложного рельофя местности вначале зеленеют склоны южной экспозииии, яптв", поздно весной - северной экспозиции. Поэтому ресна в тч:<ия песках обычно начинается раньше и растягивается на более длительный срок, чв" в прилегающих-степях. Вторая весна, по тюркски - "миэчн-яок", наступает в конце лета, с началом сезона дождей и спада летнего зноя. Для Ириврвлъя - ,>то сей'лбрь «есть В г»то ьр«мп гола еще раз зеленеют кустарники, взрастает разнотравье и скот ухолит в зи«у, вдоволь набрав запас жира. Зи«ой в пустынях тоие достаточно кор'я, тая как не поедаемые сното" яфе«еры - груб. е травы, увлажненные дождя*»« и попеременно тага;«« сне го»» .становятся *»ягкк»и, родными для кор«а.

В силу оточенных выше отличительных особенностей песчаные «ассивы Туранской низменности, особенно массивы Приаралья, использовались коренны« населением региона как благодатные зи"ние пастбища, как естесственное укрытие для населения и скота от зи"ней стуки и чужеземных завоевателей. Не случайно археологические и исторические источники показывают, что ати области Приаралья были некогда густо населены людьми. Аналогичные скопления бугристо-грядо*ч вых песков, приуроченные к русла" рек, впядавдих в оз. Балхаш, навиваются Баканас - искаженное казахское слово "Бекыныс", что означает дословно укрытие, крепость. В диссертации приводится карта -- схема традиционных зимних пастбищ Приаралья и пути кочевок скота, составленная диссертанте« на основе исторических источников, устных нароршх сказаний и опросов аксакалов.

. Первый удар по обитателя" зимних пастбищ Приаралья был нанесен в период "голощекинской коллективизации", в трагичных для казахского народа 30-х годах. Тем не менее, еще» в 30-х годах в Привралъе, на стыие границ 6ыелих Дазахской и Узбекской ССР паслись огро«кые стада "неучтенного" скота. В 60-х годах с начало« усыхания Аральского «оря большая^афть этого скота и их владельцы

пврокоч^нчли (речным путем, по ошв многоводной А»»ударьв) нп б«'ро-гв Кярпку"1'коги к'лич л я, гл« обитяют и поныне, существенно укрепляя экономику Туркменистан*.

Вто|юй и весь«« губительный удяр был нянесен в годы еггоотан-ного рязвития хлопководстяя в Сродней Азии, которое и привело к уеыхянип Арпльс кого «оря. Тоги-рь в Нрияралье остались лишь государственные хозяйотвя и гооудп;гтионкнй скот, которые плпчят нищенское существование ия-»я лш'рядппии яимних пястбищ. Этя деградация обусловлен» дпуя группя«'и причин, в корне которых усыхающее море. Первая груипя причин - что отступяиие борегов "оря на 50, 100 и более к«., реякое уменьшение влякности воздуха и, наоборот, такое ве увеличение в »том воздухе солей.тонходиспероной пыли и песков, буквчльно ожигяпщих растения ( С.Кябулов), Вторая группа -- »то учястишоиося ряннио осенние и поздние весенние заморозки, которые вы»оряяивя0т едва появитеяиеся »еленые ростки. В результате описянного процессе опустынивания в суровые зи"ы скот приходится поддерживать за счет привозного кор"в, что деляет пастбищное животноводство абсолютно нерентабельным. и диссертации приводится табличный мятериял, обосновывающий сделанные выводы. • •

В пятой гляве рассмотрена водя в природе, которая оказывается водет себя кяк биологически активная жидкость (БАЖ).

Сбобщяя "ногие кяучные факт«, которые стели доступны общественности после ряссекрочивяния фундаментальных исследований ряда специальных лабораторий диссертант приходит к выводу о том, что «олекулы воды обладают своеобразной памятью, т.е. длительное время сохраняют свои первоначальные физические свойства. Вода в организме человеке и животных находится в особом агрегатированном состоянии - в вида жидких кристялов.

Природные воды совершают не только глобальный и региональные кругообороты влаги и других веществ, они участвуют во всех формах географического и биологического движения и существования материи. Их роль в природе полностью аналогична роли воды в гуорально" кровообращении живых организмов, в том числе-человекп. При ото»« воде является но только важнейшей жизнеобеспечивающей средой, лонд-шафтообразующи" к ресурспвоспроизводящи«» факторо" Природы, но и переносчиком энергии ( например, участвуя в процессах фотосинтеза, передавая тепло, энергию спиновых волн), переносчиком информации (биополя жидких кристалов), в так же важней1 у системообразующим фактором. На парамагнитных свойствах "олекул воды основаны новейшие прецезионные приборы, которые лечат больное сердце человека, улучшают гуморальное кровообращение и обмен веществ, измеряют биополе, регистрируют слабые гравитационные волны, приходящие к дам из космоса и т.д.(Г.Сергеев, Ю.В.Воронцова). Ааналогичнме приборы, в которых датчиком служит обыкновенная вода, показывают,что в экологически дестабилизированных регионах оказывается больным ¿а»о биополе земли; в результате чего усиливаются процессы засоления, эрозии и дефляции почв, а так же возрастает вероятность возникновения эпидемий, взрывов недовольства т. т.п.

Посла выяснения особой и весьма важной роли природных вод, в биологическом круговороте веществ к преобразований энергий, даны конкретные практические рекомендации по вопросам водоснабжения населения- в зоне экологического бедствия.

У "ас в страна, питьевая вода как и вод" для других целей, транспортируется в основном по трубам. Такой транспорт, являясь семы» дешееыу по стоимости., имеет весьма существенный недостаток. Вода в трубах движется с относительно "алой скоростью пешехода: порядка 3...4 км/час (так называемая экономическая скорость в водопроводной системе изменяется от 0,5 до 1,0 ц/сек, что соответствует 1,3...3,6 км/час). Че" крупнее город, тем сложнее водопроводиая

соть и длинное труби. 3 тяжоЯ системе родя достптоино длительно» время (более ¿0...50 сутои) находится о состоянии попиленного дав-лония, без доступа кислорода, при тесно»» контакта с металлом, 0 такой воде полностьо погибает биоценоз, ст теряет естественное биополо, ряйлядяются яидяие кристплы и обряэузггся новые, вредные для здоровья поли"ер)ЕШ соединения,

В настоящее в ре» »я э зону Приарялья питьевая зод» доставляется водопроводами длимой более ÍOOO к»«, естественно по своему качеству она не пригодна для пищи, а иногда и для хозяйственных нужд, например, для водопоя скота и орошения.

Возникаот вопрос: как решить проблему водоснабжения населения, если длинные трубы для этого но пригодны. Специальный анализ вопроса покяэыппет, что хорошей альтернативой для водопровода мо-

гет стать так называемая бутылочная вода. Предлагается во всех roes

родях Приарялья, вдоль существующей железной дороги построить цехи для подготовки и розлива воды в стеклянные бутылки или специальные пластмассовые баллоны, которые затем транспортировать к потребителю или в киоски для населения. Конечно, такая вода обойдется дороже водопроводной. Однако для крупных городов и районов, где нет близко хорошел питьевой воды, транспорт ое в специальных цистернах по нелезной дорого и последующий розлив в бутылки или баллоны монет оказаться экономически выгодным. Особенно это' важно для районов экологического бедствия каковыми являются: почти все равнинные области бассейна Аральского »оря, Казахстанская часть Прикаспия, промышленные зоны Центрального Казахстана, Прииртышье и другие области республики.

Бутылочная вода кяк новый (вернее давно позабытый) в регионе Арала способ питьевого водоснабжения имеет целый ряд преи*«у-ществ. Во-первых, относительно высокая скорость, например, желез-

кая дорога и автотранспорт обеспечивают в средне« скорость не «е-нее 60 к»»/час, т.е. примерно в 15 раз вше трубопроводного. Во-вторых, вода пе аодваргается высоки" давления« и *~°ояет легко аэрироваться. В-третьих в процессе транспорта, разлива в бутылки или баллоны вода будет постоянно гстряхиваться, что позволит поддерживать ее структурный уровень, как это делается в лабораториях при приготовлении искусстг энных БМ.

Как видим, бутылочная водя более экологична и в ней сохраняются высокие качества природных вод из естественных чистых источников. Не случайно почти во всех развитых сранах и в элитных домах развивающихся стран пьвт толыо бутылочную воду. Иностранцы, когда едут ненадолго к нам в страну, захви лзают ее с собой.

В пятой главе таккэ дана теетологил приготовления "талой воды" при помощи ледотер»»ических методов опреснения, например, замораживания в домашних холодильниках (морозильниках).Этот метод доступен всем и позволяет приготовить питьевую воду для одной семьи, по свойствам не уступающую воде из горных источников. Для сельских рвйонов Казахстана, лишенных электричества и холодильников, рекомендуется вспомнить древний способ получения и загатовки питьевой воды, которым широко пользовались скотоводы н рыбаки Приаралья. Каждый дои строил для себя лабаз под ближайщи" барханом; этот ла-баэ зимой забивался до отказа наколотым на берегу моря пресны»« льдом. Летом втот лед постепенно таял и стекал в специальный колодец, откуда семья брала себе питьевую воду ( со слов известного пибате.л, уроженца Арала, Абдижамиля Нурпеисов и других аксакалов).

Часть Ш. Система проектов экологического оздоровления.

В шестой главе даны практические рекомендации к разрабатываемому проокту экологического оздоровления казахстанской части Нрияральл.

Одним из первоочередных и неотложных мероприятий по оздоровлении районов экологической катастрофы (Аральский, КазялинскиЙ районы, г.Аральск и дельте реки Сирдярья) предлагается Кокаральская перемычка, отделяющая Малый Арал от Большого.

При падении уровня ниже отметки 40 м, Аряльское море начало расчленяться в узком проливе Берга, отделяющим полуостров Кокарал от «и с я Карптерек. Арал разделился на ''алое и Большое моря.

В отдельные периоды летя 1991г. уже наблюдалось почти полное высыхание перошейкв, образовавшегося т«есто пролива Берга.

Тяка как комплекс мероприятий по сохранению Аральского моря требует достаточно больших кяпитяловлоаений и длительного времени, то представляется целесообразной идея ее поэтапной реализации. Уровень вялого моря предусматривается стабилизировать и начать опреснение его вод путо" сооруяения перемычки в пролива Берга и переводя части стокп Сырдарьи в вершину залива Сарьаюганак, у г.Аральс-яа. В этом- случае Малое море монет со временем превратиться в проточный регулирусый водоем, а Большое "ope будет слуяить концевым наполнителем сбросных вод и солей всой водной системы Оырдарьи. Специалисты Института Географии Академии Наук Казахстана (И.М.Маль-ковский и др.) подсчитяли,что в условиях постоянного снижения общего притока в Арал по Аыударье, просто вредно допускать переток воды из Малого в Большое иоре. Остаточный речной сток по Сырдарье, в объеме не более 2,00...3,0 куб.км. в год, которые Казахстан сможет в результате больших усилий лысвобождять в ближайшие годы, дадут Большому Аралу в целом около 6...7 см прироста его уровня, при еже-

годно" усыхании «оря на 60..,70 е., т.е. будут сдерживать скорость усыхоник «оря только на 10%. В то ко и ре» »я отнесенный только к Чалому Аралу атот приток дает соло 100 с« относительного прироста его уровня, т.е. не только приостановить ппдение ого уровня, но и позволить в дальнейшем поднять уровень "Малого1 »¿оря, при«ерно до от- . меток 40.0 •».

В связи с эуи*% до .юлного решения всей стратегической задачи по высвобождению большой соды для Арала, представляется целесообразны« временно устранить возможный переток воды из Малого и Большое море путе»« устройства невысокой,несложной, из «остных материалов экспериментальной да«бы-перв«ычки, которш сейчас «окот служить автодорогой на полуостров Кокарал, в последующе«, в зависимости от водно-экологической, обстановки, «окот либо наращиваться, либо «окот быть разобран.

В начале 1991 года площадь акватории Малого моря при отметке

2

его уровня (37;5 «) составляла 2,2 тыс.к« ,. Глубина «оря колеба-

•

лась в пределах 0,5...4,5 «. Подъе« и стабилизация уровня Малого

моря хотя бы до от«етки 39...40 « позволяет сократить площадь обо

сохшего дна на 500 к>* , увеличить глубины на «елководьях, что значительно облегчить звдачу «орского рыборазведения и последующего промысла.

Однако главное экологическое значение Малого моря в его защитной микроклиматической роли для г.Аральска дельты и пой«ы р.Сырдарья.

Стабилизация уровня Малого моря, а в последующе« и его подъе»' до "от«етки 39,0 и 40,0 « позволит получить ряд _>ажных водохозяйственных эффектов: обеспечить снабжение разнообразной рыбной продукции и увеличить занятость местного населения, привычного к рыбно«у промыслу; снизить затраты на проведение фито«елиоративных работ на пересохшем дне залива Сарыпыганак ь побережью Малого моря; уменьшить пыхесолевые выносы с обсохшего дна «оря и одновременно создать вод-

кув преграду от этих виносов для г.Аральска и дельты р.Сирдярья; сократить расстояние перевозки koçmob на полуостров Кокарал и западный берег Арала на 120,0...180,0 км; улучшить условия проживания в г.Аряльска, насаленных пунктах дельты, смягчить климат, улучшить санитарные условия и экологические условия, условия обитания диких животных и птип и в пело« способствовать экологическому оадоровле- . кию побережья Малого моря.

В этой главе обсуждены варианты типов перв"ычки, их характеристика, п также приведена технология отсыпки да««<$ из местного пес-чанного грунта.

Для наполнения Малого Арала необходимо оптимальная водоподача в устье в объеме не менее 3,0 куб.к», которая позволит через б лет наполнить «ope до отметки 39,0 ««. Эти водные ресурсы могут быть выделены уже в ближайшее время путем снижения на 5...Т& водопотреб-ления всеми хозяйствами нижнего, среднего и верхнего течения р.Сыр-дарьи, sa счет экономии водных ресурсов, сокращения оросительных норм, комплексной реконструкцией существующих оросительных систе», рассмотренных в предыдущих главах, а также замены сельхозкультур на менее водолюбивые культуры.

В ссдуой главе разработаны новые конструкции фильтруицих водозаборных очистных сооружений экологического типа. Основным элементом этих сооружений является фильтрующая дамба, которая в зависимости от назначения комплекса гидротехнических сооружений располагается в компановке различны«« обраэо". Эти да»»бы выполняются из местных материалов, поэтому процессы фильтрации воды в их телах могут иметь различный характер: ламинарный, переходный от ламинарного к турбулентному и турбулентный, что и определяет сложность их гидравлического расчета.

Приведены теоретические и числовые исследования гидравлических и фильтрационных процессов, протекающих в систе»е водоток-боковой

фильтрующий водозабор, а тпкжо проводом сравнительный анализ полученных теоретических результатов с результатами ллборпторных опытов.

Для. пояснений предлагаемой схемы расчета рассмотри" водоток прямоугольного сочешш сириной I , с боковой водозаборной фильтрующей да«бой ОАВС, располокенной ня прямолинейном участке ьодотока (рис.2). Роз»оры дамбы показаны на рисунка, с эквивалентный диаметр елвгащу.х ее 5Ш""ей равен <3 , со средней пористостью д . Предполагается, что относительная ворохоаатость водотока на участке ОС гораодо больше природной относительной шероховатости берегов канала. Это приводит к перераспределению опару скоростей на участке водотока ОС, и изменение динамической осп потоки из-за появления пограничного слоя ОД, достаточно больного, чем естественный пристенный сдой турбулентного потока на участке К . .Таюгм образом, на рассматриваемом участке появляется три облясуи: область возмущенного потока КОД, область пограничного слоя ОСД и область плотины ОАВС, в которых движение воды описывается различными уравнениями. Приведены математические модели, описывающие рассматриваемый процесс в указанных областях, основанные на применении существующих пояуэмпирических формул, пограничного слоя. Исходя из теоретических предпосылок, принята следующая упрощенная схема деления потока на участке дамбы:

рис.2

Пусть D HOÍÍOTOpO'» сечении I-I, НПХ0ДЯ1Д0"СЛ вне зоны влияния бокового водозабора, эпвра скоростей характеризуется симметричной фигурой со сродной скоростью ¿/0 . По «ере приближения к стнору водозабор'» некоторая часть расхода перемещается в сторону берега с боковн» отводо«'. Остальная часть расхода продвигается вдоль русла, минуя сооружение. За счет отбора части расхода боковой плотиной d русле образуется зона влияния фильтрующей да"бы, которая схематично изображена и» рис.2 линиоЯ ДВ. Наличие зонн влияния объясняется структурой перераспределения поля скоростей на некотором участке до и перед фронтом бокового сооружения. Назовем линией зоны влияж.я такую линию ЕД, где все частицы яидкости, попавшие в область ОДЕ, обязательно пересекут границу пограничного слоя ОД.

Такт» образом, часть общего расхода, поступавшая через сечение ОЕ шириной , попадает в пограничный слой. D своп очередь, рас-код, проходящий через ОД, долится на две части: одна часть (?t забирается боковой плотиной через границу ОС, другая -чер^з сечение ОД направляется в нижний участок русла. Напише" балансовое уравнение:

где (?{ - расход, поступающий через линию ОЕ;

8г - расход, проходящий через границу пограничного слоя ОД.

Представим:

& =

где V - средняя поперечная скорость на границе пограничного слоя;

-¿Цо - средняя продольная скорость на границе пограничного слоя;

//. - средняя глубина воды в водотоке которая условно прини

«ается постоянной. /

Подставляя последнее уравнение в исходное, получи«» формулу для определения сродней поперечной скорости:

е, > (2)

Для вычисления ^ и Р применим фор^лы: * г У&7

"г* (3)

(4)

где - число Рсйнольдса, характеризующее невоэмущенный поток со скоростью ;

Д-,^/ - коаффипиенты, зависящие от пористости да««бы /7 , фо{мл и структуры расположения частиц в плотине, от шероховатости стенки ОС и т.д.

Для определения принята следующая гипотеза:

(5) '

где г/, £) ~ безразмерный параметр, определящнйся

из опытов.

По результатам статистической обработки экспериментальных данных для была получена формула: сг -

С ~ У/ ->

Коэффициент водозабора . боковой плотины определяется

¿¡•Я 2

в, ~ --А'. ~ ¿-Я

как отношение расходов:

/ _ _ _ £■» У

<*-е - п> ~ /> ¿/. у/ ~ ■>

которое после соответствующих преобразований принимает вид следующих расчетных (ор»ул:

^аш^у^Т (?)

Формулы (б),(7) справедливы в случае -¿^¿? .3 обще" случае для определения коэффициенте водозабора боковой фильтрующей плс:инн предложен следующий алгоритм. Сначала вычисляется £м но формуле:

к^иЩр*^ (8)

Полони" с ^ , где / - целая часть дроби, тогда /в8* I а коэффициент бокового водозабора определяется как су««а элементарных участков £'< 6 :

<4= 4 (¿-»У"* о)

где % (¿-п) - О, если /-/ ¿.о вычисляется

</'* о г

по формуле (6), в которой 6 заменена на / . Если I =0,

то определяется фор«улой (7), а если I > 0, то полагается

£ .

Если известен коэффициент водозабора, то легко определяется фильтрационный расход плотины.

Далее рассматриваются фильтрационные процессы в теле плотины. До сих пор для практического расчета фильтрационных процессов в теле землянных плотин применялись модели,, основанные либо на законе Дарен

^ (ю )

либо на квадратичном законе фильтрации

^=~мГ1/г (II)

где ~У - скорость фильтрации;

¿У - уклон, депрессионной кривой;

- соответственно, коэффициенты ламинарной и турбулентной фильтрации.

Ь диссертационной работе рассмотрена математическая модель дви-кения кидкости в теле плотины, основанная на законе Дюпюи-Форхгеймера

(12) .

где а'.^уб - »»«лирические коэффициенты.

Рассмотрена одномерная стационарная фильтрация в теле однородной фильтрующей перемычки (рис.3) в направлении оси ОХ. Предполагается, что пег(?«ычка имеет горизонтальное непроницаемое основание и вертикальные стенки. Пусть Д н - соответственно, напоры во-

ди - верхнем и нижнем бьефах. Тогда соответствующая "пте"птииеслвп »■одель №«еет вид:

{

где - гидравлический напор в точке с координатой X;

^ - удельный расход фильтрации на единицу ширины плотиш; с/ з ~ коэффициенты из (12).

Если расход р неизвестен, то к системе (13) нугаю добавить дополнительное условие:

т-е

на правой ренине области фильтрации.

Ответим, что при^ =0 система (13) превращается в математическую «одель фильтрации, основанную на законе Дарси (10), а при о1 -0 - на законе (II).

В главе исследованы свойства решения системы (13), в частности доказаны следущио теоре"Ы.

Теорема I, Пусть { О^/З ), ( ) такие пары, для кото-

рых существуют решения (13) ) и && "LtJ/5J■

Пусть о4 , тогда ¿¿Г^л) ^ )

для всех

Теорема П. Пусть ( & ), ( ) такие пары, для ко-

торых существуют решения /^а//3У^.с^,/-Ь] &уЗ, >^

Тогда /¿^а^Д/ > ^С*^,/3') Для всех

Поставим теперь следующую задачу. Пусть у нас есть экспериментальные значения напоров при нескольких эначениг.-с X, а такае известен удельный расход фильтрации ^ . Требуется няйТ!-такие значения и уЗ , чтобы решение задачи (13) наилучшим образо« соответствовало экспериментальны« данны" или минимизировало су»»му абсолютных отклонений от экспериментальных дчнных.

Из доказанных вше теоре« следует, что такие значения и описывают некоторую линга на плоскости ( ¿¿^<3 ).

Исходя из гипотезы:

3/тж=/, (15)

о о

получено приближенное уравнение этой линии в виде:

которое названо обобщенной формулой.

Отмечено, что если один иэ коэффициентов с1 илиуЗ обращается в нуль, то формула (16) дает точное решение задачи (13).

г_

Но Г"

Н,

О

Для проверки формулы (16) в остальных случаях были проведены числешше решения зпдячи (13) для определения " наилучших" значений и уЗ . Соответствующие наилучшие значения коэфичентов находились »етодом перебора из интервалов 0.2"] и[-й/- А/] При каждых фиксированных значениях Л- и ^уЗ соответствующая задача (13) решалась явным чогырехэтапны» методом Рунге-Куйты. Блок-схема и текст соответствующей программы на языке Бейсик приведены*в приложении диссертации. На рис.4 приведены теоретические (линии) и численные (точки) значения <эС 'и , наилучшим образом описывающие окспер:р'ентялы5ыв данные для разных диаметром частиц плотины. Как видно из рисунков, "наилучшие" пары { 3 ) практически ле-яа; на пря"ых (16), полученных на основе гипотезы (15).

В пословно" параграфе длиной главы приведен сравнительный анализ соответствия получении, теоретических зввисимост й с экспериментальной данными, который показал вполне удовлетворительную

степень согласованности, в

На рис. 5 показана зависимость ко»ффипента водозабора от боэ-размерного критерии ^— , который легко вычисляется из исходи« условий задачи.

Как видно из этого рисунка для значений вьаеуказанного кри-

терия эта зависимость достаточно точно описывается

приближенно!) формулой: ■'-у

ъ^ьш—гъ—> Взаимосвязь между относительной зоной влияния ¿'/^ (здесь -мвксимольняя ширина зоны влияния) и безразмерным параметром характеризуется теоретической линией на рис.6.

Кроме того, в данной главе рассмотрев компоновочные решения очистных рнбоэащитных сооружений и внерусловых водохранилищ. Ком-

о,ог 0,04 о,об о,об 0,-ю 0,12

дпя

-С " /

£1,02 0,04 0,06 0,08 0/10 0,12 о<

Рас.4 Теоретические (линии) и численные (точки) значения с* и р дла наличных диаметров частиц,

Фильтрующего материала

пяновка вооружении "влиорятивного нязначония показана нч рис.7.

Огистшо водоэяборныо сооружений включаю? участок русл» роки ИЛИ ОТВОДНОГО КПНЯЛЯ С фИЛЬТрушИ'Щ дпобп'-и нч выпукло" (1) или Ригнуто" борегпх (2) с фряг"енто" жолезобетонной рапетчатоР конструкции (3) с крупны« заполнителе" (4) из "остных "ятериялоп.

¿ильтрупцие дл"Йы «огут быть нвпорнн"И и безнапоркы"И (рис.в) н представляют собой часть берега русла реки. Их выполняют из казенной наброски и их напорный откос должен быть близко к фор«е берегового откоса реки или канала. Напорные фильтрующие насыпи делают тик, чтобы уровень води в верхне- бьефе был вше от»етки вер-га фильтрующего слоя. Движение фильтрационного потока обычно бывает рпвно%'врны», тек как рпэ"еры сечения кя»еншй наброски прини"ают постоянны"и. В казенной наброске безняпорно фильтрующей дя»*бн ищется свободная поверхность потока и движение является нерапно"ерны". В ряде случаев для'эконо*'ии ка^ня высоту казенной наброски безнапорных фильтрующих дп,гб делают пере"енной, приче" фор"а верхней части наброски зависит от очертания кривой депрессии. Расстояние от верхе *а"енной наброски до кривой депрессии по вертикали пришлет-ся не »«енее (0,15...0,2)

Заложение верхнего откоса Щ устанавливается из условия "аяси"У"а фильтрационного расхода. Низовой откоо ьззнячается из условия устойчивости на фильтрационный выпор или суффозию.

Разработанная конструкция очистных водозаборных сооружений позволяет повысить качество годы, забирае"ой из реки, исключается поступление наносов, плавящего "усора, и в зимний период отпадают вопросы борьбы с шугой, отпадает также пробле»а рыбозащиты; уменьшается до »'ини*'у>»п руслов'вя дефор'ация в зоне водозабора.

Предлчгве*'ая конструкция является при своей высокой надежности в эксплуатации, индустриально простой при ее строительстве и эколо-

?1:о,7. Участок русла реки с фильтрур.-цши дгшйпми на выпуклом (I) и вогнутой Орпгах (2) с фрагментом у./*' гоиотчптп," чонстпукцш; (3), о крушит мнолиителем (Л) ¡¡з кестнкх мате пиал ов

• Ptft.8. Рлелп/

гкчсски чистой, так как но няруааот, а наоборот, поддорамвает ос-тесствекноо состояние речи го бассейна. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составит. 30.0...40.0 тыс.руб. на одно сооружение.

В восьмой главе также предлагается новый принцип компановки водозабора для очистки коллекторно-дренажных вод (рис.9).

Водп из коллектора (I) при по"ощи насосной станции (2) подается в водое*' (б), на подводяще" русле устанавливается очистное сооружение (узел А) с сорбенто",который задерживает бояыаув часть

л'

загрязняющих веществ. Сооружение выполняется в виде фильтрующих до><1 из к.т'ышой наброски или из "естн.„х "оториялов ( голыш, цо-бен' и т.д.). Движение воды в порах казенной наброски обычно турбулентное. Диа»отр ка»«ней подбирается из условия, чтобы скорость фильтрации была но ниже 1,0 м/чпс.

Задавшись скоростью фильтрации больше 1 "/час и оная гидрявличос* к>1й уклон, "ожно найти коэффшюкт турбулентной фильтрации. Диаметр казной устанавливается из шкалы коэффицентов фильтрации, разработанной Ч.З.Срибным с учето« исследований С.В.Избага.

В осевой части фильтрационных дп»'б у стана вливаются сорбенты толщиной 30 с" (рис.9), очищенная водя собирается в водоеме (4). На начально" участке водое"а глубина воды додана бмть ив более 1,5" для прорастгния тростника, кя'ишя " других «акрофитов, при помощи которых вода дополнительно очищается от вредных пр;г"есеЛ.

В средней части должны создаваться условия для развития фато и зоопланктона, прорастания водорослей и других гидробиоктов, являющихся кор"овой базой рыб и другой ихтиофауны. Все это позволит здесь выращивать рыбу. В результате в указанных водое"пх доляен развиться биоценоз, по состоянию которого можно судить о чистоте воды. Очищенная вода далее по оросительное каналу подается на поливные участки.

С целью повышения эффективности работы выше рассмотренных сооружений разработана принт "гипльно новая конструкция водозаборного очистного сооружения (a.c. )> 4s64ii9), Повышение эффективности заключается в уменьшении степени засорения и забивки пор фильтрующей дп"бы, увеличении величины фильтрующего расхода и возможности периодического пролива дл"бы в обратно" направлении.

Так как основным эле*>енто«« рассмотренных водозаборов является снерусловоо водохранилище в данной главе дано обоснование объел внеруелового водохранилища комплексного назначения. Паро«'етри комплексного гн"роузла устанавливаются нп основе сопоставления режима водного источника с режимом врдопотрсбления водохозяйственного комплекса аа »иоголотннй период. При этом предлагается исходить из условия, что иэаосткы парл»етры кяауюго участника водохозяйственного ко"плокса.

Н вось"оЯ главе даны основы проектирования ко"Плокса гид роте;;- ' нических сооружений к "олиорптнвных мероприятий, направленных на окономио поливной коды, попьиение плодородия oposneux зеель счистку келлокторно-дрснажного стока и на реализацию других проектов экологического оздоровления Приарлдья.

Для установления влияния наносов, транспортируемых капало" и формирующих его русло, на срсдны скорость потока и геометрические размеры канала были нспользодант теоретическая-схсп, предлох^енняя ''.А. Ееяиканозым, позваляющая получить решение в виде:

V*; . e ^ Q7)

ТС V -средняя скорость соответственно для осветленного и "утного потоков, п остальное обозначения с.ниге.

Решая уравнение (IV) метода" тригонометрических Сияний, диссертант полукил Формулу допусти"ой скорости в устойчиво" кянпле с

учето«« транспорт наносов

1/= (Ю)

г,. «.«„-^-.-к.,.

Л

а = - относительная плотность няносов;

Л - объе"ная концентрация наносов;

- гидравлический уклон;

- средневзвешенная гидравлическая крупность няносов;

Д^^Р' - плотность твердой и иидкой фаз. Для определения геометрических размеров устойчивых каналов предложены сяедупцне уравнения. Дяя средней глубины потока

= 2.95 ей'. (19)

Для эирины по урезу воды

(20)

где и Зв - соответственно средняя глубина и ширина по

урезу воды для осветленного потока. При 8 = 0 из уравнений (18), (19) и (20) получи" частное ретеииэ для осзэтлеиного патока V3 %} ¿/ В-В0.

Для устоКчйР"* сечений чанала получена также зависимость для . аггрздздеш№ драткчесяой скорости 1/цр , соответствующей транспортирующей способности потока

• > (21)

и продольного уклона свободной поверхности воды - 3 , обеспечивавшего транспорт наносов пр.; различной загрузке потока

Рассматриваются пути повышения устойчивости зеляных каналов при рскокструА

пии оросительных систо". Рахработпна "етодика расчета •'нгистральных и ••скхозяйствеммх кянялоп, обеспечивающая их поперечу» и продольную устойчивость и зависимости от принятых схе" экологического регулирования ЯЯНОСНОРО режИ"П.

}1я призера левобережной Кзыл-СрдинскоЛ оросительной систо»»ы дана схе"о экологического регулирования реянья наносов по всей длина •«пгистрплькых и "ежхозяйственных каналов. Подсчитана технико-оконо-"ичсскря объективность от предложенных мероприятий по повышению устойчивости зеляных каналов.

"отод экологического регулирования наносов в каналах оросительной системы заключается в обеспечении требуемого графика водоподочи ьо внутрихозяйственную оросительную сеть и транспорт такого количества "ельчпйзих илистых частиц на поля орошения, которые окажут-положительное влияние на повышение плодородия ороаасых зо"вль. 11а при"ере левобережной Кзыл-Ординской оросительной систсы дан график пэдачи воды п магистральный хан,.л, упязпнный с графике поступления "утности и регулирования этой "утности при по"ос;и головных и внутрисистемных отстойников ( рис.10). Тяки" обрязо", вынося на ороипо"ые поля некоторое количество полезных наносов, получае" определенный экологический эффект за счет уменьшения степени осветления воды в отстойнике; сокращения обге"ов очистки каналов и »ксплуятаиионных расходов на содержание оросительной систе"ы и подячи с наноса"« но орошаз"че поля за"етного количества гутуса "инеральных веществ, необходимое для питания сельскохозяйственных культур.

Вопроса" регулирования твердого стока и.г>ксплуятяпион71У" метода»» борьб» с няносл"и, а тпк жо о их роли в почвообрпзоплтслг.но" процессе посвящены работы Ч.Ф.Натальчука, Г.В.ЦеЯнкина, В.Б.Шумакова и др. Анализ традиционных »«отодов борьбы с наносами нп систо'мх показал, что эти »»етодн носят «остный характер и не позволяют регулировать режи" наносов по всей длине оросительной сети. Полное осветление потока при выходе из отстойников »«ожет принести к разрыву каналов и наоборот, при низко" пропойте осветления будет происходить заиление оросительной сети.

Разработанную "етодику "ожно использовать при реконструкция существующей сети, и при проектировании новой.

Исходные данные для расчета оросительной сети при ее реконструкции является следующие: расчетный расход - $ , график водо-подачи в систему,сведения о поступлении мутности в канал и их фрак-ционный-состав; грунтовые характеристики лежа канала; данные натур*, ных съе"ок (продольный и поперечный профили по характерны»« участка").

В диссертации предлагается следующий порядок расчета: для канала строятся графили водоподачи, ««утности и из"енения критической, определяе"ой по формуле (21) и фактической скоростей за вегетационный период. Сравниваются фактическая и критическая скорости и устанавливается период заиления "А", транспорта наносов "Б" (с'.рисЛМ, В результате определяется необходимость строительства головного отстойника. Из анализа натурных съе"ок продольны х.„и поперечных профилей устанавливаются устойчивке участки канала примерно с те"и же расхода»»и, чао в голове его, величина средней скорости на устойчиво" участке, примерно равная и осредненная гидравлическая круп-

ность на это«« участке. Определяется транспортирующая способность нижележащих участков канала по-.фракционно"у методу (Х.Ш.Шапиро). По А. назначается выходная "утность из отстойника; на участках

Рис.Ю. Графики изменения расхода (I), мутности С»), ([акгическоП (3) и критической (2) скоростей б голого магистрального канула "ЧиркеКли": "А" - период заиления;

"Бп - период нормального транспорта ааносов

рзлео занляемых, необлод^'о произвести реконструкцию соти по формуле»« (19 и 20). При изменении расходов но участках водозабора проверяется устойчивость конзла и период пропуска максимальных расходов н соответствующей мутности потока путам сравнения фактический и кри-?£гчэс;го!искоростс!и При это« необходим проверите все участки канала, гдэ м01!яотсл рзяк*« двкзония потока (включая зоны влияния кривых подпор я спада). Если какал ¡г™еат неустойчивые участки, необходимо произвести ия раконстрдоцип^ размеры поперечного сечения участков определяется по зависимостям (19 к 20); для участков в зоне влияния кривой подпора фактический уклон но доляен быть меньше уклона, оп-рэделенного по зависимости (22), а в зоне кривой спада - больше этой величины. « -

Полученные зависимости цош использовать и г.ри проектировании позой сети« При это»« рекомендуется следующий порядок раснета каналов.

« Принимав»« исходные данные: нормальный расход - $ м3/с, гранулометрический состав грунта по трассе канала, расчетная "утность и фракционный сосгал наносов. Требуется определить & , ¿?<р (У.

Решение: по «етоду допустимых скоростей определяются ширина канала по урезу доды Во, средняя глубина , а также продольный уклон ¡У по формуле (22Д при— - ~ , коэффициент шероховатости определяем по нсл'Огра»п«е (Н.С.Зна"енская)_с унето" донных " наносов; находи»» и В по формула" (19) и (20).

В таблице I приведена схема мероприятий по бдрьбе с наноса»«и на левобережной Кр-'л-Ординской оросительной системе и данные об нх эффективности.„ „ ^

По используема»« зависимости»« построены но,,дгра",'ы, нто позволяет дыполнять решение задач графо-аналитически»» способом, облегчающим и ускоряющим расчеты.

_ Таблица I

Схеиа„«<ероприят й по борьбе с наносами на ленобережной Кзыл-Ординской оросительной системе и данные об их эффективности

Меры борьбы с ляносаии

Наносы по фракция",«"'

0.1

! 0,1 -I 0.05

!О,05 - !

I

0,01

Эффективность »«ер по борьбе с нпносп»и т.

тыс."3 Устройство голоьиогп отстойника

251

Устройство внутрисистемных отстойников

Придание каналам устойчивых 30 фор" а» счет полученных

зависимостей (19,^0 и 22) 15-1

Очистка каналов от наносов Планировка наносов но полях

«100.

•501

62.1 79.? 455 312

37,9 20,3 277 ВО

В заключении глявы необходимо ответить, что предложеннув схему мероприятий по борьбе с няносв"и для рисовых оросительных систем при их реконструкции можно распространить и на другие мелиоративные ^истсы, в которые поступает большое количество взвешенных частиц.

В данной главе также рассмотрен биологический способ крепления откосов земляных каналов и схема его гидравлического расчета. В частности, предложено для кропления тростник, который распространен в низовьях рек, широко и наиболее приспособлен к "естны« условиям. С другой стороны тростник обладает рассолящей способностью.

• общие вывода

1. Причини Аральской катастрофы связаны но только с экстенсивны" расширенно« ороияо"ых площадей под хлопок, достигших около 7,4-«лн.га, но и с значительно неправильно сформулированной научной концепцией, считавшей "Аральское "ope" ошибкой природы (А.И.Зо^еков). Эта концепция по существу оправдывала запланированное уснхпние Аральского "оря, которое теперь уле обернулось экологической катастрофой.

о

2. Высохшее дно Аральского «оря (площадью около 30 тыс.к" ) стало "ощны" источнике" загрязнения атмосферы зе"ли. Сухарный соло-пылевынос в атмосферу составляет более 180 «лн.тн в год, что увеличивает более, че" на 12£ объе" континентальных аэрозолей и npifep-но на 1,6/S су«»арний вес всех аэрозолей в атмосфере зе"ли. Из-'енения климата Средней Азии ужо налицо: резкое увеличение сернокислотных дождей в Приаральо, деградация горных ледников, участившееся маловодье горных pei! и острые засухи в Казахстане. Дальнейшее развитие этих процессов, которые происходят но фоке естественного усыхания илиста региона, угрояают резки" снияение" урожайности, а возможно, и потерей всех орошаемых земель на равнинной части Средней Азии (что составляет около 5 члн.га).

3. Для стабилизации быстро ладящего уровня Аральского «»оря, который в августе 1992г. yse достиг от"етки 36,8 ".B.C. необходимо подать непосредственно в его акваторию, а не в дельту не менее

30 куб.к»« в год пресных речных вод. Такие .ресурсы в регионе имеются: на полив указанных вше 7,4 »«ян,га орошое^«ых земель в настоящее время затрачивается более 115 куб.«1» в год пресных речных вод, причем значительная часть их (около 35 куб.к" в год) в виде коллек-торно-дренажных стоков.сбрасывается.в местные понижения, ня под бии искусственных озер: Сарыка"Ш1 (объем 24 куб .¥'), Арнасай (14 куб.«") и других. Около 30? орошаемых зе"ель, что составляет примерно 2,2

млн.га, скльнЬ засолены иэ-зп высокого стояния уровня грунтовых вод; их уроизпность но превышает 10 ц/га хлопка, а на екогодные их про -«иввния расходуется более двух оросительных нор" воды.

4. Экологическое состояние региона Средней Азии-Кявахстана является катастоофически", приче" масштабы катастрофы с каждым годом по »ере усыхания Арала, быстро увеличивается, территория катастроф быстро расширяется. Усилие" са»их республик катастрофу ликвидировать . но удается, необходима срочная помощь "ирового сообщества, таких организаций как Е1ЕСЖ), ШЕП, ЧВ11, Глобальный инфраструктурный

фонд (ГИг). Материальную помощь предлагается в основном направить на исключение упомянутых 2,2 млн.га засоленных земель из сельхоз-проичиодства, что позволяет высвободить для Арала необходимые 30 губ.к" в год пресных речш« иод. Такая инвестиция дает двойную выгоду по-порвнх, сначала стпбнлизиру( ся, а зате" начнет повмя- -ься уровень "оря, прекратится осупка "елховодий, начнется постепенное затопление ранее осушенных площадей и в конечно" итоге качнет уменьшаться объе" солс-пнлевыноса в аг'осфору региона; во-вторых,, выделенные финансовые сродства попадут пря"о п руки дохняц, которые .начнут их расходовать на коренную реконструкцию оропае"ьгх земель и оросительных сисге«, что поставит хозяйства региона сразу но пути стабллизиропанного, сбалянеированного развития. Часть туелен-,ных средств должна бить направлена непосредственно на экономическое оздоровление Приаралья, гдо ситуация не терпит никаких отлого-тольств. В результате действия двойного эффекта блоесншо средства достаточно быстро окупятся.

5. Предлагаемые отдельны"« специалиста"!! способы дотами воды в регион извне не являются альтернативные использованию внутренних водных ресурсов; переброска части стока сибирских рок из-за

больших объемов кпт^альных вложений и сроков реализации проеотя; переброска воды из Каспийского «оря - из-за минерализации воям (более 10 г/л) и резкого увеличения приходной статьи солевого баланса Аральского «оря, что чревато быстры» превращение" его в "ортвый водое". Переброска воды из Сибири остается наиболее перспективны« способо« увеличения ограниченных водных ресурсов Средней Азии л Казахстана за пределами 2000г. Однако научные исследования и проектные работы необходимо продолжить уже в ближайшие годы.

6. Аральская катастрофа это тот случай, когда международные организации согут в полной «еро реализовать свои благородные нпуч-13*9 концепции н показать «иррво"у сообществу экономическую выгодность пленения капитала на решение экологических проблем.

7. Методами регрессионного анализа доказана, что обобщенная урожайность поливных эе"оль в Средне!! Азии и на юге Казахстана не зависит от количества воды, расходуемой на орошение, соответствующий коэффициент корреляции получается в средне« по региону «вньше 0,5, а по некоторым республика« - даже отрицательны'. Это свидетельствует об антинаучной, захватнической политике водопотребления, .которая здесь укоренилась в последние годы,

8. Установлено, что для бассейна реки Сырдарья природоохранный сток» оставляемый для низовий' и Арала должен составлять не «енее 65% от среднегодового стока.

9. Для водоснабжения населения в зоне экологического бедствия хорошей альтернативой я.водопроводному обеспечению должен стать так называемая бутылочная и талая вода, приготовленная "етода«и ледотер«ического опреснения, в то« числе в до«ашних условиях и путе« зи«ней заготовки пресного льда в особых хранилищах (древний способ используе«ый корекны« население« Приаралья).

10. Одни« из перооочередных объектов окологическаго оздоровления л еоно казахстанской части Лрипрвлья является Кокаральская пера"ычка, отделяющая "влый Арал от Большого.

11. Для реконструкции суцоствукцих бесплотинных водозаборных сооружений пред окены новые конструкции фильтрующих водозаборных сооружений, разработаны различные cxowj (tí,9,10) их компановки (с". рис.8,9 и ICK

12. По результата" теоретических и лаборлторш« исследований предложена "одоль деления потока на участке бокового водозабора, решена "яте-'пгичеекпя "одель фильтрации в теле фильтрующей ра"<5ы, основанная но законе Дюпи-iopxrefr'epa и получена обобщающая фор»уло (16), евлаыппюцая основные характеристики фильтрационного потока

в тело да"бы.

13. Предложенный конструкции водозабора внедрены и i .родской зоне отдыха ксссольского озера г.Джп"булв при составлении проекта очистного сооружения из фильтрующих дя"б и при составлении проекта реконструкции головного сооружения Канадарыдаского "пгисгрального канала, при ото«» ожидасый экономический э<[)фокт составляет 128 «ли ТЫС.руб.

14. Для различных схе" экологического регулирования наносного реш"а разработана »отодика расчета «пгистральных и "егосозяЯствоннызс эе"ляных каналов с обеспечивание" их продольной и поперечной устойчивости. Получены формул*' (19) и (20) для определения основных геометрических раз*'ерои с учето" влияния из"ененкя "утности по длина канала.

Установлены зявиси"ости (21) и (22)для определения ертнтичаской скорости и продольного уклона, обеспечивакцих устойчивость русая каналов с учето" изменения "утности потоков при различно" реки"е Экологического регулирования твердого стока головны"« и внутрисис-

темными отстойника»»!!.

15. Установлена динамика изменения геометрических раз»орое поперечного сечения каналов п зависимости от мутности потока. Значение параметра фор"Ы русла для мелкозернистых грунтов при изменении расхода $ « 50...300 мэ/с угоняется от 18 до 35. Ширина канала при изменении "утности 0,5-^ кг/"3 увеличивается на 10Х, при изменении I 2,0 кг/«»3 - 30!?,

а средняя глубина соответствешю уменьпается на 13 и 20

Изменение размеров поперечного сечения канала приводи г к изменении свободной поверхности потока; при ^уЗ =1,5...2,0 кг/м3 . уклон увеличивается на 15-30% по сравнению с осветленным потоком. Результаты исследований показали, что оптимальная мутность с точки зре1гия устойчивости магистральных каналов составляет 1,5 ...2,0 яг/««3, а "еяхозяйственных - 1,0...1,3 кг/«»3.

16. Предлагаемая "етодикп экологического регулирования твер- . дого стока позволяет избежать заиление каналов по всей длине гуте" задержания основной "ассы наносов в головных и внутрисисте"1ых отстойниках и регулирования выходной «>утности из отстойника с учетом транспортирующей способности нижележащих участкоз канала.

17. Разработана технология крепления откосов земляных канялоэ биологически" способом с использование«» «»естной растительности тростника, а также разработаны схе«»а ее гидравлического расчета.

Основные положения диссертации.опубликованы з следующих работах:

1. Заключительный отчет по то«»е: "Исследование конструкции ниянего бьефа типовых одноочковых водовыпусков с расходо«» до 5,См°/с. НИС.ДГЧСИ, г. Джамбул, 1974г., » гос.рег. 012416.204с.

2. Установление гидро»«орфо«»етричесжих связей но оЬнове теории равно««ерностей. Тр.ТИИИЧСХ вып.1975г.

3.Исследование распределения скоростей в нижнем бьефо одяоотаовыя трубчатых водовыпусков. Тр.ТИШМСХ,вып.89,1977г.

4.Моделирование русловых процессов на разшвае"ых "оделях. Тр. НШПСХ, вып.96,1978г.

5.К вопросу определения радиуса поворота на криволинейных участках устойчивых русел. Тр.СА}ШИРИ,выпЛ979г.

б.Заключительный отчет по тоые:"Совершенствование и исследование

улучшенных exe« водозаборов и разработка методов их гидравлического рлсчета".НИС ДИСИ, Джамбул,1979г.I18с.

7.Учет влияния транспортируемых наносов на устойчивую ширину и глубину формирующегося русла. Тр.КАЗПЛКВХ, 1930г.

в.Ьлиянио мутности потока на устойчивую иирину и глубину саиофор-»•ирующегося русла, Вестник с/х наук Казахстана,i'IO, 1980г.

9.К вопросу гидравлического расчета каналов.в мелкозернистых грунтах с учетом транспортиров и наносов. Тр.САНШРИ, 1981г.

10.Расчет устойчивых сечений каналов горно-предгорных зон. Тр. ТШИГ'СХ, вып.119, 1981г.

II.Заключительный отчет по те^е:"Разработка методики гидравлического расчета «естннх и руслоьых деформаций в бьефах перагораживающих сооружений в зоне переброди стока рек" (по проблеме ГКПТ 0.05.06

задания 03.03.12).НИС ДГЧСИ,1962г. » гос.per.012652.210 с.

12.Повышение устойчивости земляных каналов оросительных систе". Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук (Москва,1983г.).174с.

13.Повышение устойчивости земляных каналов оросительных систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. (Москва,1983г.). с.24.

14.Из>/^нение гидравлических характеристик магистрального канала "Чиркейли" - в процессе его эксплуатации.Тр. ТШ1МСХ,вып.129, 1983г., г.Ташкент,' с.71-77.

15. Рскоуондошш по регулирования наносного ретива с оросительных системах (на приборе левобережной Кзил-Ординской оросительной систе»ы)00П ВЦ.ССУ, Дяп"бул,1983.

16. Определение параметров больших каналов с учетом «утностч потока. ДПЛСИ,Дяам5ул,1985р.

17. Распределение наносов по звенья" левобережной Кэыл-Ординской оросительной системы.Тр.ТИИИМСХ » 142,1985г, с.62-67.

18. Заключительный отчет по теме:"Биологическая защита откосов, крупных земляных каналов (по проблеме ГШГГ 0.85.06 задание

03.02.Дг).НИС ДГ1СИ,р.Д»амбул,19в5, » гос.рег.012651.

19. Заключительная отчет по госбюджетной Т0ме:"Теоретическо-зкспе-ри«внталышв исследования по моделированию русловых процессов в бьефах гидроузлов".НИС ДНСИ,г.Дкакбул,1985. .,62с.

20. Учет влияния "утности потока на устойчивую ширину и глубину са»»офор"ирупцегося русла.Тр.ММиВХ издат.нКайнар" Алма-Ата, 1985г.,с.169-177.

21. Заключительный отчет по теме:"Исследование криволинейной системы каналов при бесплотинном водозаборе" (проблемы ПШТ

' СССР 08.02.01 ИЗ) ЛИС ДП5СИ, Джамбул,1986.126с.

22. Пути улучше!шя гидравлики водопроводящих каналов. Сборнта трудов ТИИИМСХ, 1937г. "Гидравлика водопроводящих сгоружений", 1 1987г. с.43-49.

23. Читательская конференция.Куриал "Гидротехническое строительство" »8,1986р.

24. Читательская конференция в Джамбуле. Журнал "Гидротехника и мелиорация" №1,1987г.

25. Вода-наша жизнь. Газета "Гидротехник" №27 от 2.06.88.

26. Методика производства расчетов по установлении среднегодовой продукции растениеводства.ЗКурнал "Вестник с/х наук Казахстана"

. -»7,1990г. с.73-76. ,

27. Определенно параметров комплексного гидроуадп.Еурнол "Гидротехническое строительство" ). 7,1991г. с.25-26.

28. Способ облагорпнившшя арболита.Курная "Гидротехническое строительство" #11,1990, с.25-26.

29. Мотемати^'эслие модели в теории фильтрации (учебное пособие). Из-во "Каракалпакстпи",г.Нукус,1991г.,85с.

30.А.С. М902996 (010021), «.кл.5 043 7/04 от 17.10.90 "Цвитровен-кый насос". 'Информационный лист.1с.

31. A.C. №4864119/15 (092776), «.кл. В02 В 6/08 9/04 от 17.10.91 "Водоз-борное очистное сооружение". Информационный листок.1о.

32. Водозаборное очистное сооружение/.!. ,1992-Зс. ВИ№ГГИ.Р124,ВС-92. ЗС. Ноено конструкции экологически чистых водоэпборшх очистюге

сооружений на фильтрующем основании.U. ,1992,7о.ил.ВИНИТИ, Деп. »122 ВС-92.

34. Расчет водозаборных сооружений с фильтрующим основание".ВНШГГН, Депонированные научные работы, $123 ВС-92,Ч.,I992r,c.S: ид.

(в соавторстве).

35. Моделирование движения потока через фильтрующие давби. ВИНИТИ. Депонированные научные работа М25 ВС-92,'i.,¡992, 4с.:ия.(в соавторстве).

36. Комплекс сооружения для очистки коллекторно-дроняишя вод (1(ДВ). ВИНИЛ'. Депонированные научные работы №126 ВС-92,М.,1992, 4с.: ил.(в соавторстве)

37. Боковые фильтрующие водозаборные сооружения и их гидравлический расчет. Гидротехническое строительство. I992.PI2c. (в соавторстве).