Регулирование стока в бассейне реки Кубань

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный университет

Регулирование стока в бассейне реки Кубань

аспирант Тхагапсо Фатима Аскеровна

к. г. н., доцент Папенко И.Н.

гл. мелиоратор Епатко Александр Федорович

Аннотация

В статье представлены: техническая схема регулирования стока в бассейне реки Кубань, характеристики и анализ работы водозаборных, водорегулирующих сооружений Верхней, Средней и Нижней Кубани. Выполнены водохозяйственные расчеты с учетом запросов водопользователей и водопотребителей с обеспеченностью 50, 75, 95 %, и представлены их итоги по всему водохозяйственному комплексу по отраслям экономики.

Ключевые слова: гидроузел, регулирование, водохозяйственная система, канал, водохранилище, плотина, водозабор, водоснабжение, баланс, водные ресурсы.

Annotation

Technical scheme of water regulation in the Kuban river basin, characteristics and work analysis of water intake, water regulating constructions of Upper, Middle and Lower parts of Kuban are presented in the article. Water calculations with an account of quests of water users and water consumers with the supply situation 50, 75, 95 % were done and their results on whole water complex on the branches of economics are presented.

Key words: hydro system, regulation, water system, canal, water storage, dam, water intake, water supply, balance,water resources.

Техническая схема. Современное состояние водохозяйственного комплекса. На степень современного использования водных ресурсов в бассейне реки Кубань большое влияние оказывает сложившаяся техническая схема регулирования и перераспределения стока.

Использование стока Верхней Кубани (в Республике Карачаево-Черкессия, Ставропольском крае и в части Ростовской области) осуществляется с помощью сложной водохозяйственной системы с водозаборами в створе Усть-Джегутинской плотины и Невинномысского гидроузла.

Система Большого Ставропольского канала (БСК), введенная в эксплуатацию с 1968 года, предназначена для орошения земель площадью 210 тыс. га, обводнения 2600 тыс. га, организации промышленного и питьевого водоснабжения городов и населенных пунктов 18-ти районов в правобережной части Ставропольского края. Кроме того, сооружения системы обеспечивают сезонное перерегулирование стока реки Кубань, работу каскада ГЭС (на головном участке) и крупной Невинномысской тепловой электростанции.

Головной гидроузел БСК расположен на реке Кубань у г. Усть-Джегута, пропускная способность водозаборного шлюза составляет 180 м³/с.

Канал перебрасывает сток реки Кубань в безводные районы Восточного Предкавказья на северные и северо-восточные склоны Ставропольской возвышенности и северные склоны Манычской впадины, на земли, удаленные от Кубани на сотни километров.

Общая длина магистрального канала превышает 400 км, суммарная длина распределительных каналов - 1700 км.

Канал строится с 1957 г. По состоянию на 1.01.2004 г. закончено строительство магистрального канала 1-3 очередей общей протяженностью 262 км, введены в эксплуатацию орошаемые земли площадью 100 тыс. га (48 % проектных), построены и развиваются водопроводы городов Кавминвод, построены и работают четыре ГЭС и тепловая станция.

Невинномысский канал построен в 1948 г. Узел головного водозабора на реке Кубань состоит из низконапорной щитовой плотины. Класс капитальности сооружения - 1. Невинномысский канал рассчитан на пропуск максимального расхода - 2200 м³/с. Подача воды в канал осуществляется с правого крыла шлюза-регулятора. Нормальная пропускная способность шлюза и канала на всем протяжении достигает 75 м³/с.

Питание канала водами НГРЭС осуществляется через сбросные каналы № 1 на ПК4+55 и № 2 на ПК16+00 пропускной способностью, соответственно, 20,0 и 37,0 м³/с. Кроме того, воды НГРЭС могут отводиться непосредственно в реку Кубань перед головным шлюзом канала по зимнему сбросу № 3 расходом до 27,5 м³/с.

Зимний сброс предназначен для теплообогрева затворов шлюза и борьбы с заторами шуги в верхнем бьефе плотины.

Невинномысский канал является трактом магистрального питания Кубань-Егорлыкских оросительно-обводнительных систем и осуществляет самотечную переброску стока реки Кубань на северо-восточные склоны Ставропольской возвышенности в засушливые бассейны маловодных рек Большой Егорлык, Западный Маныч. Зона командования тракта охватывает районы Ставропольского края (основной водопользователь), частично Ростовской области и республики Калмыкия.

Водные ресурсы тракта используют для водоснабжения городов (Ставрополь, Светлоград и др.), большого числа сельских населенных пунктов, обеспечивают обводнение территории 1,8 млн га, прудовое рыбоводство и санитарное состояние реки Большой Егорлык.

Сток тракта обеспечивает работу каскада четырех гидроэлектростанций установленной мощностью 60,6 тыс. кВт и техническое водоснабжение Ставропольской тепловой станции (СГРЭС) проектной мощностью 2400 тыс. кВт.

Излишки водных ресурсов тракта в настоящее время используют для опреснения и пополнения водных ресурсов каскада трех хозяйственных водохранилищ на реке Западный Маныч Ростовской области (Пролетарское, Веселовское, Усть-Манычское). В число плановых потребителей бассейна Верхней Кубани Манычские водохранилища не входят.

В пределах Краснодарского края внутрибассейновое перераспределение стока. Константиновский, Лабинский каналы в бассейне рек Лаба и Новокубанская с водозабором из реки Кубань подают воду на орошение земель нескольких районов в силу трудности и дороговизны устройства водозаборов на горных реках. Деривационный канал Белореченской ГЭС осуществляет переброску стока реки Белая в реку Пшиш исключительно для нужд энергетики.

Супс-Шебшский канал отводит избыток паводочных вод реки Супс в Шапсугское водохранилище, предотвращая переполнение Октябрьского водохранилища и подтопления аула Тахтамукай. Паводковые воды Крюковского водохранилища с помощью Крюковского соединительного канала отводятся в Варнавинское водохранилище, а затем излишки Варнавинским сбросным каналом отводятся в реку Кубань.

На степень использования водных ресурсов в бассейне реки Кубань большое влияние оказывают внутрибассейновое перераспределение стока действующими каналами и сезонное перерегулирование водных ресурсов в существующих водохранилищах.

Гарантия водообеспеченности потребителей достигается на базе регулирования стока в двух построенных водохранилищах: Кубанском при головном участке БСК и Сенгилеевском при концевом участке Невинномысского канала, соответственно.

Методика водохозяйственных расчетов и исходные расчетные положения. При решении вопросов, связанных с использованием водных ресурсов бассейна реки Кубань на протяжении 30 лет, регламентирующим документом является "Схема комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна реки Кубани", составленная в 1972 г. институтом "Южгипроводхоз".

Распределение поверхностного стока реки Кубань и Закубанских рек в среднемаловодный год 75 %-й обеспеченности между административными районами и водопользователями рекомендовано постановлением № 21 ГЭК Госплана СССР от 13 ноября 1974 г. "Об экспертизе "Схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна р. Кубани". Постановление № 21 гласит:

Рекомендовать следующее распределение поверхностного стока реки Кубань и Закубанских рек в среднемаловодный год 75 %-й обеспеченности в объеме 12,5 км³ по административным районам и водопользователям по безвозвратному водопотреблению:

- Ставропольскому краю, Ростовской области и Калмыцкой АССР весь сток в створе Невинномысского гидроузла за вычетом санитарного попуска в нижний бьеф этого гидроузла - 3,6 м³;

- санитарный попуск в нижний бьеф Невинномысского гидроузла - 0,5 км³;

- сток в пределах Краснодарского края - 8,9 км³;

в том числе:

- на ирригацию, сельскохозяйственное промышленное водоснабжение - 4,6 км³;

- на нерестовые попуски ниже Краснодарского водохранилища - 3,0 км³;

- санитарные попуски по Кубани ниже Краснодарского водохранилища - 0,45 км³;

- лиманное и прудовое рыбоводство, рыбзаводы - 1,2 км³;

в том числе:

- за счет возвратных вод - 0,35 км³.

С 1995 г. нормативным документом о совместном рациональном использовании, воспроизводстве, охране водных ресурсов и восстановлении водных объектов, а также координации водохозяйственной деятельности в бассейне реки Кубань являлось Соглашение республик Адыгея, Карачаево-Черкессия, Краснодарского и Ставропольского краев "О совместном использовании и охране водных ресурсов бассейна реки Кубань", разработанное ОАО "Кубаньводпроект" по заданию КБВУ во исполнение постановления Правительства Российской Федерации от 12.08.94 г. № 951.

Использование водных ресурсов в бассейне производится в соответствии с существующим водохозяйственным комплексом по регулированию стока и согласно действующим нормативным документам.

В основу расчетов водохозяйственных балансов бассейна реки Кубань положены ряды восстановленного стока реки Кубань и ее основных притоков I порядка за период 1926-2002 гг. Расчетные гидрологические характеристики определены согласно СП 33-101-2003.

Расчеты на современном уровне соответствуют уровню развития водохозяйственной обстановки в бассейне реки Кубань на 31.12.2002 г., на перспективу - уровню планируемого развития водохозяйственной обстановки в бассейне реки Кубань на 2015 г.

В основу расчетов водохозяйственных балансов заложена структура водохозяйственной системы реки (строение речной сети, водохранилища, водозаборы и прочие сооружения). В состав водохозяйственного комплекса включены: водоснабжение всех видов, сельское хозяйство, ирригационные системы, рыбное хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт, охрана природы. сток бассейн река водозаборный

При выполнении водохозяйственных расчетов на современном уровне и на перспективу предусмотрено удовлетворение водой потребителей с нормативной обеспеченностью:

- питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение, в том числе важнейших воспроизводственных рыбных объектов - 95 %;

- санитарный попуск - 95 %;

- орошение рисовых и нерисовых оросительных систем - 75 %;

- рыбонерестовые попуски и лиманные рыбные хозяйства - 75 %.

На современном уровне и в расчетной перспективе расчеты располагаемых водных ресурсов в граничных створах выполнены при величинах санитарных расходов:

- в н/б Усть-Джегутинского ГУ (БСК) - 5,0 м³/с;

- в н/б Невинномысского ГУ, подача в Краснодарский край - 17,0 м³/с;

- в н/б Краснодарского водохранилища - 80 м³/с.

Результаты водохозяйственных расчетов на современном уровне. На условия регулирования стока реки Кубань большое влияние оказывают ее зарегулированность и степень использования ее водных ресурсов. В зоне Верхней Кубани два главных элемента комплекса водохозяйственных объектов Большого Ставропольского канала: Большой Ставропольский и нижележащий Невинномысский каналы связаны общностью питания и регулирования стока, а также возможностью взаимного перераспределения стока. Система БСК забирает воду для орошения земель площадью 210 тыс. га, обводнения 2600 тыс. га, организации промышленного и питьевого водоснабжения городов и населенных пунктов 18-ти районов в правобережной части Ставропольского края, в части Ростовской области и Республики Калмыкия. Кроме того, сооружения системы обеспечивают сезонное перерегулирование стока реки Кубань, работу каскада ГЭС и крупной Невинномысской тепловой электростанции.

В связи с отсутствием русловых регулирующих водохранилищ в зоне Верхней Кубани величина водоотбора определяется наличием стока в рассматриваемый период в створе Усть-Джегутинской плотины и Невинномысского гидроузла и возможностью забрать его имеющимися сооружениями. Водохозяйственные балансы Верхней Кубани составлены ОАО "Севкавгипроводхоз" для характерных по водности лет 50, 75 и 95 %-й обеспеченности. При их составлении водохозяйственные расчеты зон влияния Большого Ставропольского и Невинномысского каналов выделены как самостоятельные расчетные участки с учетом их собственных технических схем подачи, сброса и распределения воды.

В водохозяйственных балансах в этих створах приводятся величины, отражающие действия только относительно ствола реки Кубань: приток, забор, сброс, величины безвозвратного водопотребления в БСК и НК в месячных расчетных объемах и расходах.

Из анализа современных водохозяйственных балансов в зоне Верхней Кубани в годы 50, 75 и 95 %-й обеспеченности следует, что:

- забор в БСК составляет 2014 млн м³ в год, безвозвратное водопотребление из них - 1715 млн м³;

- забор в Невинномысский канал составляет 980 млн м³ в год, безвозвратно - 844 млн м³.

Эти объемы обоснованы в "Основных положениях Правил использования водных ресурсов Невинномысского канала, Сенгилеевского, Егорлыкского и Ново-Троицкого водохранилищ", утвержденных Минводхозом РСФСР 31 октября 1974 г., и лимиты согласованы с Кубанским Бассейновым водным управлением.

Основные показатели водохозяйственного баланса в годы расчетной обеспеченности приведены в таблицах 1, 2, 3.

За критерий достаточной обеспеченности водопотребителей и водопользователей в зоне Верхней Кубани принят бездефицитный водохозяйственный баланс в год 75 %-й обеспеченности по стоку. Согласно материалам таблиц 1-3, суммарный безвозвратный отбор воды из Кубани практически одинаков в годы различной обеспеченности. Водохозяйственный баланс в год 95 %-й обеспеченности сводится без дефицита для всех расчетных интервалов времени, т.е. урезок водопотребителей в зоне Верхней Кубани не производится; дополнительных водохозяйственных мероприятий на современном уровне не требуется.

Кроме того, в балансах учтен сброс в реку Егорлык, являющийся излишком водных ресурсов тракта Кубань - Егорлыкская осушительно-оросительная система (КЕООС) и зависящий от водности года. Однако он не является плановым водопотребителем.

Объемы сброса Кубанской воды в реку Егорлык составляют:

Величины подачи в Краснодарский край, остаточный сток, притекающий в Краснодарский край, в зависимости от водности года на современном уровне составляют:

Таблица 1. Основные показатели водохозяйственного баланса Верхней Кубани (до границы Краснодарского края) в год 50 %-й обеспеченности по стоку