Введение
сток река промышленность сельскохозяйственный
Влияние хозяйственной деятельности на водный режим рек как было, так и остается актуальной темой в наше время. Так как коллективное использование чистой, пресной воды (орошение, забор воды на полив) и, соответственно, качественное влияние, которое выражается в загрязнении водных ресурсов. Использованная вода в промышленности и, как правило, уже загрязненная попадает в реки как прямым, так и косвенным путем. После попадания такой загрязненной воды в пресную, вода становится уже не пригодной для использования.
Актуальность данной проблемы обусловлена необходимостью эффективного использования и охраны водных ресурсов в современный период и в ближайшем будущем.
Целью данной работы является изучение влияния хозяйственной деятельности на водный режим рек.
Для достижения поставленных целей в ходе работы решались следующие задачи:
изучить литературные источники по теме;
рассмотреть регулирование стока рек водохранилищами и прудами;
рассмотреть сельскохозяйственное влияние на водный режим рек;
рассмотреть использование воды на нужды промышленности, тем самым определить влияние на водный режим рек.
Представляемая курсовая работа состоит из введения, 3 глав, 3 таблиц, 3 рисунка, заключения, списка использованной литературы, 2 приложений.
При написании курсовой работы были использованы литературные источники и ресурсы сети Интернет.
Регулирование стока рек водохранилищами и прудами
Важная роль в составе водохозяйственного комплекса принадлежит водохранилищам, которые обеспечивают регулирование и перераспределение стока рек, гарантированное водоснабжение, защиту территорий от поводков.
Снижение обеспеченности развивающегося народного хозяйства местными ресурсами вызывает необходимость регулирования речного стока. Одно из наиболее существенных водохозяйственных мероприятий по преобразованию гидрологического режима рек с целью выравнивания естественной неравномерности стока во времени - создание искусственных водоемов - водохранилищ.
Водохранилище - искусственный водоем объемом более 1 млн. м3 с замедленным водообменном, уровенный режим которого регулируется гидротехническими сооружениями, созданными для накопления воды в целях ее хозяйственного использования. Водохранилища делятся на два основных типа: озерные и речные. Для водохранилищ озерного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Водохранилища речного ( руслового)типа (например, Дуббосарское) имеют вытянутую форму, течения в них стоковое. Основное отличие водохранилища от естественного водоема (озера, пруда) заключается в его возможности регулирования (перераспределения) речного стока и уровневого режима [7].
Различают основные и специальные виды регулирования стока. К основным видам регулирования стока относят [6]:
сезонное (годовое);
суточное;
недельное;
многолетнее.
Суточное регулирование заключается в перераспределении в течении суток расходов воды, поступающей в нижний бьеф, и осуществляется чаще всего для нужд гидроэнергетики.
При недельном регулировании попуски воды из водохранилища изменяются по дням недели.
При сезонном регулировании происходит выравнивание внутригодового хода стока путем его накопления в многоводные сезоны и расходования в маловодные; необходимость его вызвана сезонным несовпадением максимумов стока и потребление воды.
Многолетнее регулирование заключается в перераспределении речного стока между годами разной водности путем его аккумуляции в многоводные и расходования его в маловодные и средние по водности года [5].
Для уровневого режима водохранилищ существуют основные термины: нормальный подпорный уровень (НПУ), уровень мертвого стока (УМО), форсированный подпорный уровень (ФПУ) и кривая подпора (рис. 1).
-меженный уровень реки до создания водохранилища, 2-уровень реки в половодье, 3-кривая подпора, 4-нормальный подпорный уровень водохранилища, 5-уровень мертвого объема, 6-уровень навигационной сработки, I-мертвый объем, II - полезный объем, III - резервный объем; А - нижняя зона; Б-средняя зона; В-верхняя.
Рис. 1. Основные элементы и зоны водохранилища [1].
Нормальным подпорным уровнем (НПУ) называется высший проектный уровень верхнего бьефа, который подпорные сооружения могут поддерживать в нормальных эксплуатационных условиях в течение длительного времени. На нормальный подпорный уровень рассчитываются также инженерные и другие сооружения на берегах водохранилищ.
Уровнем мертвого объема (УМО) называется минимальный уровень водохранилища при сработке его полезного объема, допустимый в условиях нормальной эксплуатации водохранилища.
Форсированием уровня водохранилища (ФПУ) называется кратковременный его подъем выше НПУ при пропуске половодий редкой повторяемости.
Мертвый объем водохранилища, хотя и не принимает участия в регулировании, но имеет большое практическое значение для водохранилища (заиление, санитарные условия, минимальный напор и т.д.).
Под полезным объемом водохранилища понимается объем, непосредственно осуществляющий регулирование стока. Он заключен в слое водохранилища высотой hсрб (между НПУ и УМО).
Резервный объем должен быть сработан до НПУ сразу же по происшествии половодья.
При большом разнообразии режимов уровней можно выделить общие черты уровенного режима водохранилищ многолетнего и сезонного регулирования стока.
Чтобы учесть все особенности регулирования речного стока для каждой конкретной ГЭС и ее водохранилища, составляются основные правила использования водных ресурсов этих объектов.
В результате регулирования речного стока меженный сток увеличивается на 25%, что существенно улучшает обеспечение народного хозяйства.
Воздействие водохранилищ на потери речного стока во времени можно оценивать в виде суммы одноразовых и постоянных затрат воды [1].
В водохранилищах приток с площади водосбора составляет свыше 98% от суммарного поступления воды, и только около 2% приходится на долю осадков, выпадающих на водную поверхность (табл. 1). По отдельным водохранилищам приход за счет осадков может колебаться от 1% до 8% от суммарного, что зависит от широты местности и размеров удельных объемов водохранилищ.
Потери на испарение с водной поверхности водохранилищ в среднем составляют 1,9% от прихода, причем по некоторым крупным водохранилищам пределы колебаний могут составлять от 1,2% до 9%. Наибольшие потери на испарение характерны для водохранилищ южных районов европейской территории [10].
Таблица 1. Водный баланс некоторых водохранилищ [10].
| Водохранилища | Объем | Площадь, км2 | Приход, км3 | Сумма приходных компонентов | Расход, км3 | Сумма расходных компонентов | |||
| водосбора | Зеркала | Поверхностные воды | Осадки | Сток | Испарение | ||||
| Рыбинское | 25,4 | 33,2 | 2,8 | 34,1 | 1,9 | ||||
| Горьковское | 8,7 | 1,1 | 54,1 | 53,2 | 0,9 | 54,1 | |||
| Камское | 10,7 | 52,6 | 1,2 | 53,8 | 52,9 | 0,9 | 53,8 | ||
| Цимлянское | 23,8 | 1,1 | 23,1 | 2,1 | 23,1 | ||||
| Новосибирское | 8,8 | 51,6 | 0,7 | 52,3 | 51,6 | 0,7 | 52,3 | ||
| Волгоградское | 33,5 |
Вероятность наступления многоводных и маловодных фаз во времени может быть сдвинута в обоих направлениях (до и после указанных сроков) на несколько лет, а сами фазы прерваться вследствие сочетания неблагоприятных факторов с учетом циклов меньшего порядка.
Сток рек подвержен заметным колебаниям. Так, по данным Росгидромета в бассейнах рек Белая и Ик превышение стока многоводного года над маловодным составляет 6,0 - 6,5 раз. Наименьшие значения коэффициента вариации годового стока приходятся на реки, протекающие в пределах Уфимского плато, а также на реки Бирь, Быстрый, Танып, Сим.
Внутригодовое распределение стока по территории изменяется значительно, что зависит от зональных и азональных факторов, включающих в себя климат, гидрогеологические условия, озерность, а также зарегулированность рек прудами, водохранилищами и перераспределением стока между их бассейнами [2].
В условиях значительного воздействия хозяйственной деятельности человека на водный режим рек при оценке снижения их стока важное значение имеет анализ однородности исходной гидрологической информации, который в зависимости от характера включает в себя ряд этапов [3].
Наряду с крупными уникальными водохранилищами в Республике Башкортостан построено большое количество малых водохранилищ-прудов, наполнение которых обеспечивается местным стоком [5]:
талыми и дождевыми водами,
родниками,
паводковыми водами малых рек равнинной, предгорной и горной части Республики.
Пруд - искусственный водоем для хранения воды с целью водоснабжения, орошения, разведения рыбы и водоплавающей птицы, а также для санитарных и спортивных потребностей.
Пруд - это искусственный водоем, выкопанный до глубины 3-5 м или созданный путем постройки плотины в долинах небольших рек, ручьев, на территории балок либо оврагов. Обычно пруд представляет собой водоем площадью не более 1 км2, которое должно иметь достаточный крутизны берега, слабый уклон дна и устойчивое к размыву ложе. Если питание будет происходить за счет стока речных и грунтовых вод, то заполнение пруда рассчитывают только на талые весенние воды. В сельской местности создаются с целью орошения, обводнения, разведения рыбы, а также для хранения воды для хозяйственных целей[12].
Речной сток аккумулируется в водохранилище в периоды, когда естественная приточность воды превышает потребности в ней, и расходуется в периоды, когда потребность в воде превышает приточность.
Таким образом, сооружение плотин и водохранилищ оказывает многообразные как положительные, так и отрицательные воздействия на природные, социальные и экономические условия бассейнов рек.