Пространственный анализ водосборов малых рек в окрестностях г. Новосибирска

УДК 502:630

Л.К. Трубина, Д.В. Панов, Б.В. Селезнев, С.Ю. Рыгалова СГГА, Новосибирск

ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ВОДОСБОРОВ МАЛЫХ РЕК В ОКРЕСТНОСТЯХ Г. НОВОСИБИРСКА

Представлены результаты пространственного анализа водосборов малых рек г. Новосибирска. Работа выполнена средствами ГИС-технологий, построена ЦМР, определены гидрологические показатели и систематизированы сведения о загрязнителях малых рек за последние 50 лет.

L.K. Trubina, D. V Panov, B. V Seleznev, S. Yu. Rygalova SSGA, Novosibirsk

SPATIAL ANALYSIS OF SMALL RIVERS CATCHMENT AREA AROUND NOVOSIBIRSK

The results of the spatial analysis of the small rivers catchment area around Novosibirsk are presented. The work was conducted by GIS-technologies. DTM has been developed, hydrological indicators have been determined and the data on the small rivers pollutants (for the last 50 years) have been systematized.

Среди комплекса экологических проблем крупного города одной из важных является загрязнение водных объектов, в том числе малых рек.

Город Новосибирск, достиг урбанистических размеров на Приобском плато в долинах рек Оби и Ини, включая малые реки: Ельцовка-1, Ельцовка-2, Каменка, Камышенка, Плющиха, Нижняя Ельцовка, Тула. Общая протяженность рек в городской черте составляет 100 км, при этом порядка 15 км рек заключено в трубы и водопропускные коллекторы. Для всех малых рек отмечается захламленность, многочисленные несанкционированные свалки по берегам, строительные работы вблизи рек, ведущиеся без учета гидрологического состояния, что приводит к поднятию русел малых рек на 2-3 метра. Поэтому геоэкологическое состояние малых рек и их бассейнов в настоящее время вызывает озабоченность общественности и является предметом исследования. [1].

Для эффективного решения этой задачи требуется сбор и пространственный анализ разнообразных данных, что может реализоваться средствами геоинформационных технологий. Информационное обеспечение исследований малых рек, на наш взгляд, должно включать следующие основные блоки:

1. Природный (гидрографическая сеть, элементы ландшафта, растительность);

2. Антропогенный (транспортная сеть (железные и автодороги), земли сельскохозяйственного, промышленного и иного назначения, источники загрязнения и т.д.);

3. Экологического контроля (расположение пунктов отбора проб воды и результаты анализа (в таблицах и гистограммах)).

Важным составляющим элементом геоинформационного обеспечения является цифровая модель рельефа (ЦМР), поскольку морфология рельефа в значительной степени определяет перемещение потоков вещества в природе. Следует отметить, город делится Обью на западную (левобережную) и восточную (правую) части, резко различающиеся по рельефу, от равнинного в западной до перехода к горному рельефу Салаирского кряжа в восточной.

Для анализа водосборов малых рек была создана ЦМР на данную территорию. В качестве источника данных использовались листы топографической карты масштаба 1:25 000, набор характерных точек

осуществлялся по структурным линиям рельефа и горизонталям, что позволило сформировать вполне адекватную геометрически точную модель. На рис. 1 представлен фрагмент трехмерной модели рельефа г. Новосибирска и его окрестностей.

Рис. 1. Фрагмент трехмерной модели рельефа г. Новосибирска

При анализе состояния малых рек важна детальность отображения рельефа, особенно с учетом техногенно-антропогенной нагрузки, которая является превалирующей. Поэтому для некоторых долин рек ЦМР построена с детальностью, соответствующей масштабу 1:10 000. Выделены территории оврагообразования, эрозионная сеть. На основе ЦМР был проведён

морфометрический анализ водосбора рек и рассчитаны следующие показатели: площадь и длина водосбора, средняя ширина водосбора, средний уклон водосбора, длина реки, коэффициент извилистости, уклон реки, объем стока, расход воды на меженный период. Эти показатели применимы на различных этапах строительства и хозяйственной деятельности, влияющих на состав и свойства воды в случае необходимости ЦМР позволяет получать промежуточные данные в любой точке водосбора или в поперечнике реки.

Наибольшая площадь водосбора имеет р. Каменка - 121 км , что примерно в 2 раза превышает водосбор других перечисленных рек в черте города. При этом уклон р. Каменки минимальный (порядка 1,50), а коэффициент извилистости максимальный (1,6) среди рассматриваемых водотоков. Эти природные условия способствовали преимущественному освоению населением долины реки Каменка, обеспечивающей строительство временных жилых строений, использование воды для бытовых целей, а в последующем утилизацию отходов жизнедеятельности. Со временем, такое активное освоение долины реки привело к изменению русла, что показано на рис. 2.

Рис. 2. Изменение русла р. Каменка

Кроме ЦМР создана геопространственная база данных, в среде ГИС, с привлечением архивных и современных материалов обследования малых рек, предоставленных институтом санитарии и гигиены г. Новосибирска. Сформированы следующие слои: гидросеть, транспортная сеть (железные и автодороги), источники загрязнения (точечные и площадные), земли сельскохозяйственного, промышленного и иного назначения, контуры

элементов ландшафта. Отдельным слоем показаны места расположения точек отбора проб, и указаны значения контролируемых ингредиентов. Результаты работы представлены в таблицах и гистограммах.

С развитием города изменилась роль малых рек в жизнеобеспечении населения (от источников превратились в пути сброса жидких отходов производства и т.д.), однако, геоэкологические функции сохранились, хотя практически не иссекаем источник питания Ельцовки-1 и 2, Каменки, Камышенки, Плющихи и других малых рек. Он расположен на северо-востоке Новосибирска, малоосвоенной сельскохозяйственной территории, так называемая Сокурская возвышенность входящая в систему Колывань-Томской возвышенности. Абсолютные высоты положительных форм рельефа изменяются в пределах 220 - 248 м, развита речная сеть, с хорошо врезанными долинами рек и разветвленной балочной сетью, достигающей в глубину 25 ^ 100 м. Углы наклона склонов изменяются от 5 до 10°, а иногда уклон достигает 30 ^ 35°. Данная территория может быть оформлена как природный парк, формирующий водный комплекс города. Сохранение участка как особо охраняемой территории важно для обеспечения процессов сбора поверхностных и грунтовых вод долинами малых рек с последующим их разбавлением и перемещением в главную реку.

В правовом аспекте не определен экологический или санитарногигиенический статус малых рек в черте города. В прошлом они относились к первой и второй категории водопользования. На них были определены места выпуска сточных вод. В настоящее время они являются инженерно обустроенными водотоками в верхней части и коллекторами по отводу дождевых и талых вод в нижней части реки. Показатели контроля качества вод малых рек не могут быть использованы для разработки водоохранных мероприятий т.к. для них не применимы санитарно-эпидемиологические или экологические нормы.

Таким образом, создаваемое геоинформационное обеспечение должно послужить базой для составления экологических паспортов малых рек г. Новосибирска и последующего обоснования необходимых природоохранных мероприятий.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Яцков, М.И. Обследование санитарного состояния малых рек города Новосибирска [Текст] / М.И. Яцков // Электронная статья www.Yandex.ru

2. Симонов, Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа [Текст] / Ю.Г. Симонов // Москва-Смоленск: Изд-во СГУ, 1998. - 272 с., ил.

© Л.К. Трубина, Д.В. Панов, Б.В. Селезнев, С.Ю. Рыгалова, 2011