Формирование гидрологического режима водосборов малых равнинных рек

5. Разработан ландшафтно–гидрологический метод оценки средних многолетних характеристик гидролого–гидрохимических процессов (ПВСС, эрозии почвы, выноса биогенных элементов с жидким и твердым стоком), формирующихся на водосборах малых равнинных рек и их трансформации овражно-балочной сетью, обусловливающих диффузное биогенное загрязнение водных ресурсов этих и других малых водных объектов. На примере бассейна р. Истры, репрезентативного по физико-географическим условиям для территории южной части лесной зоны, получены оценки величины средних многолетних объемов потоков воды, твердого стока и биогенных элементов, как с частных малых водосборов, так и со всего бассейна р. Истры. Осуществлена проверка точности данной методики путем сравнения с данными натурных наблюдений, приведенными в литературе и с результатами расчетов по независимому методу руслового баланса масс. Показано, что эта методика позволяет получать оценки средних многолетних характеристик частных гидролого – геохимических процессов, формирующихся на водосборе и диффузного биогенного загрязнения со всего водосбора с приемлемой для практики точностью, а его вклад в формирование общего биогенного загрязнения малых рек южной части лесной зоны Русской равнины может составлять 40-90%.

5.           Выявлена более высокая эффективность использования тепла и влаги природными естественными геосистемами, по сравнению с природно-антропогенными агросистемами. На этой основе обоснована необходимость применения в земледелии таких нетрадиционных технологий, как создание с осени кулис из высокостебельных растений и мульчирование почвы растительными остатками, которые приближают функционирование агросистем к природным геосистемам.

6.          Разработана полуэмпирическая динамико-стохастическая модель (Д-С-М) формирования ПВСС, адаптированная для почвенно-климатических условий Центральной лесостепи Русской равнины. Показано, что модель достаточно адекватно данным фактических наблюдений описывает процесс формирования ПВСС на склонах и водосборах малых равнинных рек, а учет в ней стохастической структуры снежного покрова, позволяет повысить точность расчета его объема на 30%. В этой связи сделан вывод о том, что эта модель может рассматриваться как надежный метод оценки гидрологической эффективности применения различных агротехнологий.

7. На основе динамико-стохастического моделирования впервые получены теоретические оценки гидрологической эффективности улучшения структуры водного баланса склонов водосборов малых равнинных рек в период весеннего снеготаяния комплексом традиционных и указанных выше нетрадиционных агротехнологий. Показано, что применение экологически более благоприятных и экономически менее затратных нетрадиционных агротехнологий, по сравнению с комплексом агроприемов, применяемых в современном земледелии, обеспечивает формирование лучших условий для впитывания талых вод, приращения влагозапасов в почве и обусловливает устойчивое снижение весеннего склонового стока, как основного фактора эрозии почвы, оврагообразования и диффузного загрязнения водных объектов и их следует рекомендовать к более широкому использованию на практике.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

В научных журналах, рекомендуемых ВАК

1.        Пространственная неравномерность коэффициента фильтрации почвы на пашне и целине в Центральной лесостепи // Метеорология и гидрология. 1982. №10. С.113-115.

2.        Выбор слоя – индикатора при мониторинговых наблюдениях влажности почвы// Изв. АН СССР. сер. географ. 1987. № 2. С.72-79 (в соавторстве с М.В.Кумани)

3.        Проблемы малых рек России // Гидротехническое строительство. 1994. N8. С.1-5. (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем и Д.А.Елисеевым)

4.        Малые реки в системе Волги // Известия РАН. сер. географ. 1996. N1. С. 33-44. (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем, И.С.Зайцевой)

5.        Влияние мульчи из растительных остатков на формирование термического режима почвы в зимний период //Почвоведение. 1990.N 12. С.46-54.(в соавторстве с Е.М.Гусевым)

6.        Влияние соломенной мульчи из растительных остатков на термический режим почвы после схода снежного покрова //Почвоведение. 1992. N5. С.49-59. (в соавторстве с Е.М.Гусевым, О.Н.Бусаровой, А.А.Шурхно).

7.        Современные антропогенные воздействия на водные ресурсы // Известия РАН. сер. геогр.1998. № 5. С.55-68.(в соавторстве с Н.И.Коронкевичем, И.С.Зайцевой, С.В.Долговым)

8.        О современном состоянии изучения поверхностного стока в основных почвенных зонах Европейской России // Почвоведение. 1999. №9. С.1115-1125. (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем)

9.        Сток и эрозия почвы на водосборах как факторы экологической обстановки на реках //Изв. РАН. сер. геогр. 2000. №1. С. 52-63. (в соавторстве с Н.И.Алексеевским, Н.И.Коронкевичем,  Л.Ф. Литвиным, Р.С.Чаловым)

10.     Геоэкологический анализ антропогенных воздействий на водосборы малых рек // Известия РАН. сер. географ.2000. № 4 С.74-82.

11.     Пространственно-временная изменчивость потока биогенных элементов и качества воды малой реки // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. №3. С.343-349. (в соавторстве с Г.С.Шилькрот)

12.     Динамико-стохастическое моделирование процессов формирования весеннего склонового стока на малых водосборах // Почвоведение. 2003. №7. С.847-861. (в соавторстве с Е.М.Гусевым)

13.     Реакция поверхностного весеннего стока на региональные изменения климата //Известия РАН. сер. географ. 2004. №4. С. 72-84.

14.     Мезомасштабная модель динамики промерзания почвы // Метеорология и гидрология. 1997.N 5. С.81-89. (в соавторстве с Е.М.Гусевым, О.Н.Бусаровой)

15.     Геоэкологическое районирование водосбора (на примере Истринского водохранилища) //Водные ресурсы. 2004. № 5. С. 627- 634.

16.     Стадийность развития водоемов – охладителей атомных электростанций // Известия РАН. сер. географ. 2005. № 3. С. 63 – 67. (в соавторстве с Г.С.Шилькрот)

17.     Метод оценки выноса биогенных элементов в овражно – балочную и речную сеть малой реки //Известия РАН, сер. географ. 2007. №4, С.44 – 53 (в соавторстве с Ф.Н.Гуровым, Г.С.Шилькрот)

18.     Пространственные и временные закономерности изменения весеннего склонового и речного стока на Русской равнине //Известия РАН, сер. географ. №4 С.71-81. (в соавторстве с Е.А.Кашутиной)

19.     Эффективность агроприемов в управлении гидрологическими процессами на малых водосборах в период весеннего снеготаяния //Почвоведение 2008. № 3. С.321 - 329 (в соавторстве с Е.М.Гусевым, Е.А.Кашутиной)

20.     Влияние региональных колебаний климата и хозяйственной деятельности на изменения гидрологического режима водосборов и стока малых рек // Водные ресурсы (в печати). ( в соавторстве Е.А.Кашутиной)

Публикации в журналах, сборниках и монографиях

21.     О применении дистанционных методов в экспериментальных воднобалансовых исследованиях // Дистанционные  методы исследования геосистем. М.: ИГ РАН. 1978. С.85-94.

22.     К проблеме дистанционной параметризации моделей формирования стока элементарных водосборов //Гидрологические исследования № 1. МГК при Президиуме АН СССР. М.: 1986. С. 30-36. ( в соавторстве с Ю.Н.Куликовым)

23.     Исследование снеготаяния в элементарных геосистемах с использованием крупномасштабных аэрофотоснимков //Современная проблематика дистанционных исследований геосистем. М.: ИГ РАН, 1983. С.75 – 86.

24.     Методика расчета термического режима почвы в зимний период //Материалы метеорол. иссл. № 10. М.: МГК при Президиуме АНСССР. 1986,С.87-100 (в соавторстве с Е.М.Гусевым)

25.     Расчет влажности почвы при мониторинговых наблюдениях геосистем // Геосистемный мониторинг. Строение и функционирование геосистем. М.: ИГ РАН. 1986.С. 191-208. (в соавторстве с М.В. Кумани)

26.     Моделирование склонового стока талых вод с учетом пространственной вариации снегозапасов // Изучение и оптимизация водных ресурсов Центральной лесостепи. МФ ГО СССР.  Курск. 1987. С.91-100. (в соавторстве с Е.М.Гусевым)

27.     Изменение в пространстве и времени влагозапасов в почве некоторых агроэкосистем Центральной лесостепи //Исследование состояния геосистем дистанционными методами. М.: ИГ РАН. 1987.С.55-70.

28.     Изменчивость тепловлагообеспеченности геосистем Центральной лесостепи в ходе их функционирования //Временная организованность геосистем. М.: ИГ РАН. 1988. С.139-151.

29.     Гидрологические наблюдения в геосистемном мониторинге // Принципы и методы геосистемного мониторинга. М. Наука. 1988.С.48-54. (в соавторстве с Н.А.Барымовой, Е.П.Чернышовым)

30.     Вопросы управления гидрологическим режимом агрогеосистем // Степи Русской равнины. Состояние, рационализация аграрного освоения. М.: Наука. 1994. С.90-100.

31.     Пространственная неоднородность и водоотдача снежного покрова на склонах водосборов малых рек Центральной лесостепи // Малые реки России. МЦ ГО РФ. 1994. С.207-229.

32.     Концептуальные вопросы решения проблем малых рек России //Малые реки России. МЦ ГО РФ. 1994. С.11-19 (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем, Г.М.Черногаевой)

33.     Геоэкологический анализ зоны взаимовлияния Истринского водохранилища // Геоэкологический анализ. Принципы, методы, опыт применения М.: ИГ РАН. 1995. С. 174-199. (в соавторстве с Н.А. Барымовой, Е.А.Михаленко, В.А.Плетниковой)

34.     Автоматизация наземных наблюдений в геосистемном мониторинге // Принципы и методы геосистемного мониторинга. М. Наука. 1988. С. 89-96 (в соавторстве с Н.С.Озеровым)

35.     Внутригодовая изменчивость тепло и влагообмена в геосистемах // Геосистема во времени. М.: ИГРАН.1991. С.65-78.

36.     Современные проблемы рационализации использования водных ресурсов в неорошаемом земледелии // Гидролого-географические исследования. М.:МЦ ГО РФ.1992. С.76-90

37.     Опыт районирования антропогенной нагрузки в речном бассейне // Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце ХХ столетия. М.: Наука.2003, С.21-36

38.     Концептуальные аспекты экологически безопасного воздействия на водные ресурсы // Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце ХХ столетия. М.: Наука.2003. С.325-330. (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем, И.С.Зайцевой, Л.К.Малик, Г.М.Черногаевой)

39.     Концептуальные аспекты проблемы управления природно-антропогенными геосистемами водосборов малых рек //Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце ХХ столетия. М.: Наука.2003, С. 330-335.

40.     Весенний поверхностный склоновый сток с водосбора озера //Структура и функционирование озера Селигер в современных условиях. СПб. Наука. 2004. С.61- 64. (в соавторстве с Н.И.Коронкевичем, З.А.Крыловой)

41.     Метод оценки характеристик диффузного загрязнения малых рек на основе ландшафтно- гидрологического подхода (на примере р. Истры). //Водное хозяйство России. 2006. № 2. С. 63 -91.( в соавторстве с Ф.Н.Гуровым)

42.     Оценка эффективности управления гидрологическими процессами на малых водосборах в период снеготаяния на основе динамико – стохастического моделирования // Водное хозяйство России. 2007. № 1. С. 63-91.(в соавторстве с Е.М.Гусевым, Е.А.Кашутиной)

43.     Impact of mulch layer composed by organic remains on the soil thermal conditions following snowmelt.//Jorn. Hydrol. and Hydromech.Т.41. 1993. N1. pp. 15-28. (в соавторстве с Е.М.Гусевым, О.Н.Бусаровой)

30