VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Природопользование на прибрежной территории озера Большой Кременкуль: проблемы и перспективы
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Выявленный климатологами тренд увлажнения за последние 100 - 110 лет свидетельствует о наступающем потеплении климата нашей планеты (Зубаков, 1986). В последние 15 лет наблюдается увеличение водности и повышение уровней южноуральских озер. Как следствие – затопление жилого фонда (зачастую недавно построенных частных коттеджей) и новых баз отдыха, огородов и садовых участков, размыв прибрежных дорог, путепроводов, смыв в озера прибрежного мусора, оставленного отдыхающими на местах стоянок.
Особо остро проблема рационального природопользования стоит для береговых линий озер, расположенных в пределах населенных пунктов из-за колебаний уровня зеркала. Пример такого водоема - озеро Большой Кременкуль, относящееся к Кременкульскому поселению.
Ввиду активного роста одного из городов-миллионеров России – Челябинска, активно «вбирающего» в себя близлежащие населенные пункты и формирующего агломерацию, исследуемая территория, наряду с городами Коркино, Еманжелинск, Копейск, вскоре может войти в состав Челябинской агломерации. В связи с этим остро встает вопрос об определении рациональных границ эксплуатации побережья оз.Б.Кременкуль.
Предмет - особенности побережья оз.Б.Кременкуль как лимитирующий фактор рационального природопользования на побережье исследуемого водоема.
Объект - взаимосвязь развития озерной геосистемы оз.Б.Кременкуль и строения его побережья.
Цель – определение зон естественного затопления оз.Б.Кременкуль для более рационального использования береговой территории.
Задачи:
Изучение доступной литературы по данной проблеме;
Рассмотреть особенности побережья исследуемого водоема;
Выявить рациональные границы эксплуатации побережья озера Большой Кременкуль.
Составление методических рекомендаций по рациональному природопользованию на берегах изучаемого озера.
Практическая значимость. Прогноз максимального уровня поднятия воды в озере позволит предотвратить нежелательные последствия, такие как подтопление жилого фонда, смыв в озера прибрежного мусора, размыв дорог, путепроводов.
Современное состояние природопользования на прибрежной территории озера Большой Кременкуль
Исходные материалы и использованные методики
Исследования по теме проводились автором и её наставником – бывшим членом Лаборатории эколого-лимнологических исследований Лимнолого-Экологического Центра ЧГПУ.
Интерес к реконструированию истории развития озера Большой Кременкуль возник в связи с проблемой существенного подтопления приозерной территории, интенсивно использовавшейся ранее в рекреационных и сельскохозяйственных целях.
Исходными материалами для интерпретации результатов исследований послужили экспедиционные работы на побережье оз.Б. Кременкуль (2007-2009) и выпускная квалификационная работа М.Ю. Завьяловой (2010).
В процессе полевых исследований применялись методы наблюдения, описания и глазомерной съемки участков берега.
Применялись современные стандартные методики полевых исследований и камеральной обработки материалов (Симонов, 2002), а также дешифрирование космоснимков исследуемой территории. Полевые этапы включали в себя исследование компонентов природных комплексов и картографирование типов природопользования. Основное внимание в ходе полевых исследований уделено выявлению изменений уровня озера, возможным пределам его повышения и последствиям этого для прибрежного хозяйствования.
Собранные в полевых условиях материалы обрабатывались картографически, методами сравнительного и сопряженного географического анализа.
Физико-географическая характеристика озёрной геосистемы
Большой Кременкуль и её водосбора.
Географическое положение.Озеро Большой Кременкуль расположено на северо-западе в 9 км от Челябинска, в пределах Сосновского района Челябинской области. Исследуемая территория ограничена параллелями 55013`; 55015` северной широты и меридианами 61022`; 61024` восточной долготы. Расположенность района исследования в центре материка, на значительном удалении от океанов (более 2000 км до ближайшего – Северного Ледовитого - океана) обусловливает резко континентальные климатические условия данной территории, влекущие за собой специфичность ее ландшафтов (Атлас.., 1976; Челябинская обл. Атлас., 2002).
Тектоника, геология и геоморфология территории водосбора оз.Б.Кременкуль.
Изучаемое озеро расположено в пределах Зауральской равнины. Водосбор сложен гранитами и гранито-гнейсами (Атлас.., 1976; Челябинская обл. Атлас, 2002), на что указывает и название озер: «Кременкуль» – название тюркское, в переводе с башкирского означает «каменное озеро» («кремен» - камень, «куль» - озеро). Другое более древнее толкование от угрофинов – «озеро-камень» (камень, производящий искры). Наличие слюдяных блёсток на каменном берегу в тихую погоду могло дать название озеру в давние времена. Данные породы достаточно устойчивы к разрушению, следовательно, могут служить свидетелями истории развития озер на достаточно длительном промежутке времени.
Исследуемая территория представляет собой зону пенеплена Зауральской равнины. Данный факт обусловливает развития берега озера, имеющего незначительную крутизну и отличающегося минимальной изрезанностью.
В целом рельеф водосбора оз.Б.Кременкуль характеризуется как слабовсхолмленный и отражает строение фундамента территории. Низменность слабо наклонена на северо-восток. Водораздельные пространства плоские, повышения и понижения пологие, колебания высоты не превышают 20 м. В котловинах и впадинах много озёр, в том числе Б.Кременкуль и М.Кременкуль (Природа.., 2000).
Современный климат и микроклиматические особенности района исследования. Для данной территории характерен умеренно-континентальный климат с продолжительной холодной зимой, теплым летом и короткими переходными сезонами (Природа…, 2000). Средняя температура января –170С. Наиболее теплый месяц июль имеет температуры +17,50С (Румянцева, 1983, 1988). Коэффициент увлажнения (по Н.Н.Иванову) составляет 0,8 (Румянцева, 1981). Большая обеспеченность водой исследуемой территории обусловливает высокое стояние воды в окрестных водоемах, что влечет за собой образование крупных и четко выраженных береговых форм.
Продолжительность зимы составляет около 4,5 – 5 месяцев. Снеговой покров лежит в среднем 150 дней, мощность его в северных областях изучаемой территории 60 см, а в южных колеблется в пределах 20-35 см, что благоприятствует промерзанию почв на достаточно значительную глубину (более 2,5 м). Продолжительность ледостава около 160 суток. Средние даты установления и разрушения ледового покрова на озере 8 ноября и 30 апреля соответственно (Андреева, 1973).
Гидрологические особенности исследуемой территории. Район исследования лежит в бассейне р.Миасс. Рассматриваемое озеро относятся к разряду сточных и пресноводных. Среднегодовой слой стока здесь составляет около 65 мм. В течение года характерна изменчивость водного режима. Годовой ход уровней имеет ряд особенностей. Весной, в период стока талых вод, уровень водоема повышается, затем начинается его постепенный спад. Наиболее низкий уровень наблюдается перед ледоставом (Андреева, Маркова, 2002). Совокупность вышеперечисленных особенностей водного режима территории формирует основные гидрологические параметры оз.Б.Кременкуль.
Весной 2009 года (Завьялова М.Ю. Завьялов Ю.М.) была выполнена батиметрическая карта котловины оз.Б.Кременкуль.(рис.1)
Рис. 1. Батиметрическая карта оз.Большой Кременкуль
Полученные данные опровергают материалы, опубликованные в доступной литературе по данному озеру (Слинкин, 2000). Максимальная глубина оз.Б.Кременкуль 6 м. Изобаты с максимальными глубинами имеют серповидную форму и расположены со смещение к восточному берегу водоема. Площадь озера составляет 13,1 М², объём – 33 м³, средняя глубина – 4,6 м.
Береговая линия оз.Б.Кременкуль слабо изрезанная. Водоем имеет овальную форму. Годовая амплитуда колебания уровня озера незначительная. Наибольший уровень наблюдается в мае, наименьший зимой, замерзает озеро к концу ноября, а вскрывается с середины апреля, толщина льда 1-1,5 метра. Питается озеро за счёт атмосферных осадков, и большого объёма грунтовух вод.
Почвенно-растительный покров и животный мир водосборной территории. Исследуемая территория расположена на границе двух почвенных разностей: солодей, луговых и выщелоченных черноземов и серых лесных и луговых, что обусловливает разнообразие растительного мира района исследования.
Западный берег покрыт берёзовым лесом и зарослями черёмухи, встречается боярышник. Здесь живут птицы: варакушка, камышёвка. Для озера характерны илистые отложения, на дне распространены сине-зелёные водоросли. Наблюдается значительная зарастаемость озера жёсткой водной растительностью: тростник, рогоз, широколистный камыш, что приводит к обогащению воды органическими веществами и резкому снижению кислорода в ней, в зимний период. Ранее (около 3- 4 лет назад) в зарослях черёмухи было гнездище соловьёв. Однако в последние годы, в связи с постоянным выпасом скота, систематическими поломками черёмухи животными и людьми, соловьёв стало мало. По берегу гнездятся: красноголовый нырок, чирок, свистунок. Залетают лебедь-шипун, серый гусь, встречается ласточка береговая. Встречается и несколько представителей семейства чаек: серебристая чайка, речная крачка, сизая чайка. Из куликов гнездится: чибис, большой веретенник, травник, поручейник, турухан, кулик, воробей чёрный, малый зуёк, бекас. Из отряда голенастые, встречается большая и малая выпь, занесённые в Красную книгу.
Обоснование принципов природопользования на
прибрежной территории озера Большой Кременкуль.
Исследования по выявлению пределов крайних значений колебания уровня оз.Б.Кременкуль проводились сотрудниками лаборатории эколого-лимнологических исследований Лимнолого-экологического центра (ЛЭЦ) ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» в течение полевых сезонов (май - август) 2008 и 2009гг, автором 2018 году. В ходе работ осмотрена вся современная береговая линия водоема, построена схема расположения береговых комплексов, выполнена карта антропогенной нагрузки, произведено дешифрирование космического снимка исследуемой территории.
Озеро Большой Кременкуль относится к Кременкульскому поселению, имеющему в своем составе несколько прилегающих к озеру поселков. Наступление вод озера на эти населенные пункты влечет за собой множество негативных последствий и ощутимые финансовые затраты. В связи с этим остро встает вопрос об определении рациональных границ эксплуатации побережья оз.Б.Кременкуль. За последние 14 лет, по оценочным данным, подтоплено 680 тыс. м2 приозерной территории (рис.3), в связи с чем ущерб Кременкульского поселения (с учетом затопленных коттеджей, садовых и огородных участков, дорог и т.п.) составляет более 250 млн рублей (Дерягин, 2008). Данной ситуации можно избежать при грамотном планировании хозяйственной деятельности в пределах береговой зоны исследуемого водоема.
Рис.3. Динамика изменения локализации уреза воды оз.Б.Кременкуль
Типы природопользования, имеющие место на побережье оз.Б.Кременкуль можно условно разделить на «мобильные» – не привязанные жестко к границе современного уреза воды и «пассивные», для которых поднятие воды озера является катастрофическим. К первой группе относятся сельскохозяйственное, рыбоводческое и частично рекреационное (не обустроенные пляжи) типы природопользования. Объекты, относящиеся к названному типу природопользования при затоплении мест их локализации в настоящее время, могут быть достаточно легко и почти без финансовых затрат перемещены на более отдаленное расстояние от современного уреза воды. Вторая группа представлена рекреационным природопользованием (оборудованные пляжи, базы отдыха) и селитебным – жилые и хозяйственные постройки побережья, элементы инфраструктуры. Подтопление данных объектов приводит, как правило, к их выводу из эксплуатации и значительному материальному ущербу.
В результате полевых исследований лета 2018 года на побережье оз.Б.Кременкуль были выделены следующие типы природопользования: сельскохозяйственное (юго-западный и восточный берега), селитебное (северный и северо-западный берега), рекреационное (южный берег) и рыбоводческое (южный и часть юго-западного берега) и построена карта их локализации на побережье исследуемого водоема (рис.4).
Рис.4. Карта типов природопользования оз.Б.Кременкуль
Очевидно, что природопользовательские мероприятия, относящиеся к типу «пассивных» с одной стороны, являются основой благосостояния местных жителей (огороды, садовые участки, личные жилые постройки, инфраструктура), с другой – находятся под угрозой в большей степени, чем «мобильные», в связи с трудностями по эвакуации данных объектов с мест наступления вод озера.
Анализ полученных полевых данных позволяет сделать следующие выводы:
- на оз.Б.Кременкуль зафиксирована большая относительная высота северо-западного берега по сравнению с юго-восточным. Как следствие – затопление южной окраины западного берега озера и близлежащей грунтовой дороги. В то же время северо-западная часть берега, где расположена большая часть с.Кременкуль, не имеет следов затопления и заболачивания;
- рациональное природопользование береговой зоны оз.Б.Кременкуль подразумевает обязательный учет пределов естественных уровней колебания воды в водоеме. Кроме того, особенности котловины, имеющей разновысотные берега, обязывают иметь в виду различные площади возможного подтопления на берегах исследуемого водоема;
- Наибольшему затоплению, вследствие особенностей местного рельефа, будут подвержены северо-восточное, восточное и южное побережья озерной геосистемы.
Учет колебания уровня воды в озере Большой Кременкуль позволит свести к минимуму в настоящее время и предотвратить в будущем негативные последствия от естественных изменений уровня озера для хозяйствования на прибрежных территориях.
Заключение
Систематизация полученных в процессе исследования данных позволяет с определенной долей уверенности утверждать следующее.
1. Исследования показывают необходимость изменения существующего подхода к определению приозерных площадей, пригодных для долговременного хозяйственного использования;
2. Динамика изменения уровня озер Южного Урала и Зауралья для рационального природопользования на побережье оз.Б.Кременкуль и сведения к минимуму последствий от естественного подтопления береговой зоны водоема диктует:
- определение зоны временного (кратковременного) хозяйственного использования, лежащей по обе стороны от выделяемого по современному законодательству уровня среднего многолетнего уреза вод. Последствия разрешенной на этой территории деятельности не должны наносить какого-либо вреда водоему при любом уровне стояния воды, как минимальном, так и максимальном;
- проведение границы возможного хозяйственного использования вокруг водоема выше принятого ныне уровня, в соответствии с максимально возможным в современных условиях урезом. Ниже этой «красной линии» (ближе к водоему) должна быть категорически запрещена хозяйственная деятельность долговременного характера или вредящая экосистеме озера;
3. Строительство канала, осуществлённое администрацией региона в 2009 году (http://chelyabinsk.ru/newsline/14801.html), является лишь временным решением проблемы затопления жилых построек, до эпохи естественного снижения уровня озера, когда стоящие сейчас около уреза воды строения окажутся «отброшены» от него самой природой на сотни метров. Причем искусственно увеличить уровень воды в оз.Б.Кременкуль впоследствии будет практически невозможной задачей (в противовес кажущемуся необходимым сейчас снижению уровня водоема).
Таким образом, учет природных процессов и специфики регионального отклика на них конкретных озерных геосистем (в конкретном случае оз.Б.Кременкуль) позволит снизить до минимума ущерб от естественного подтопления и последующего осушения территорий, если местные власти ограничат хозяйственную деятельность в прибрежных зонах до древних береговых линий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Озера Среднего и Южного Урала [Текст] : (Гидрол. режим и влияние на него атмосферной циркуляции) / Челяб. гос. пед. ин-т. Челяб. обл. отд. Геогр. о-ва СССР. Челяб. обл. совет Всерос. о-ва охраны природы. - Челябинск : Юж.-Уральск. кн. изд-во, 1973. - 270 с. : ил., карт.; 21 см.;
2. Глобальные климатические события плейстоцена, В.А. Зубаков, Гидрометеоиздать, 1986;
3. Симонов С.В., Озёра Челябинской области, 2002;
4. Челябинская обл. Атлас., 2014;
5. Природа Челябинской области. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1964. - С.42;
6.М.А.Андреева,А.С.Маркова.ГеографияЧелябинской области:Учеб. пособие для учащихся 7—9 классов основной школы. — Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 2002. — 320 с., ил.;
7. Слинкин, Александр.Озера Сосновского и Чебаркульского районов / Александр Слинкин. - Челябинск : Изд-во "Межрайон. тип. ", 1998. - 45 с. : ил., карты; 26 см.
8. В.В. Дерягин, ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПРИБРЕЖНЫХ ЛАНДШАФТНО-РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН ОЗ. УВИЛЬДЫ, 2008.
Аннотация
Природопользование на прибрежной территории озера Большой Кременкуль: проблемы и перспективы
(Сосновский район, Южный Урал)
Автор: Красовская Дарья, Челябинская область, Сосновский муниципальный район, с.Кременкуль .
Цель работы: определение зон естественного затопления оз.Б.Кременкуль для более рационального использования береговой территории.
Методы исследования:
полевые: наблюдение, описание и глазомерная съемка участков берега, исследование компонентов природных комплексов и
дешифрирование космоснимков исследуемой территории;
картографирование типов природопользования;
сравнительно – описательные;
Практическая значимость: проведенное исследование имеет практическую значимость т. к. полученные результаты могут быть использованы в качестве основы для дальнейшего рационального использования береговой территории оз.Большой Кременкуль.
Заключение
Систематизация полученных в процессе исследования данных позволяет с определенной долей уверенности утверждать следующее:
1) Исследования показывают необходимость изменения существующего подхода к определению приозерных площадей, пригодных для долговременного хозяйственного использования;
2) Динамика изменения уровня озер Южного Урала и Зауралья для рационального природопользования на побережье оз.Б.Кременкуль и сведения к минимуму последствий от естественного подтопления береговой зоны водоема диктует:
- определение зоны временного (кратковременного) хозяйственного использования, лежащей по обе стороны от выделяемого по современному законодательству уровня среднего многолетнего уреза вод. Последствия разрешенной на этой территории деятельности не должны наносить какого-либо вреда водоему при любом уровне стояния воды, как минимальном, так и максимальном;
- проведение границы возможного хозяйственного использования вокруг водоема выше принятого ныне уровня, в соответствии с максимально возможным в современных условиях урезом. Ниже этой «красной линии» (ближе к водоему) должна быть категорически запрещена хозяйственная деятельность долговременного характера или вредящая экосистеме озера;
3) Строительство канала, осуществлённое администрацией региона в 2009 году (http://chelyabinsk.ru/newsline/14801.html), является лишь временным решением проблемы затопления жилых построек, до эпохи естественного снижения уровня озера, когда стоящие сейчас около уреза воды строения окажутся «отброшены» от него самой природой на сотни метров. Причем искусственно увеличить уровень воды в оз.Б.Кременкуль впоследствии будет практически невозможной задачей (в противовес кажущемуся необходимым сейчас снижению уровня водоема).